IT201900006424A1

IT201900006424A1 - Testa di combustione con ricircolazione interna e bruciatore comprendente la stessa

Info

Publication number: IT201900006424A1
Application number: IT102019000006424A
Authority: IT
Inventors: Stefano Pesce
Original assignee: Stefano Pesce
Priority date: 2019-04-29
Filing date: 2019-04-29
Publication date: 2020-10-29
Also published as: EP3734154A1; CN111853775A

Description

Testa di combustione con ricircolazione interna e bruciatore comprendente la stessa

Ambito tecnologico La presente invenzione riguarda una testa di combustione con ricircolazione interna per un bruciatore ed un bruciatore comprendente la stessa. Sfondo tecnologico E’ noto che nell’ambito dell’utilizzo di caldaie alimentate tramite combustibili fossili vengono generate emissioni di inquinanti dannosi per l’ambiente, in particolare nelle forme di ossidi di Azoto (ex. NO, NO2) generalmente identificati con la sigla NOx. Le emissioni di inquinanti possono essere influenzate o ridotte dalla progettazione degli impianti di combustione, ed in particolare dai bruciatori che vengono usati. Nel caso dei bruciatori, è risaputo che la combustione produce contaminanti NOx in quantità direttamente proporzionali alla temperatura di fiamma prodotta, soluzioni progettuali per tali bruciatori sono state proposte per ridurre la temperatura di fiamma. In senso generale, la riduzione o l’abbattimento dei NOx nei bruciatori industriali è sempre stato un obiettivo desiderabile. Un abbattimento dei NOx è stato raggiunto nel passato usando una miscela aria/gas primaria povera accoppiata con una distribuzione a stadi del combustibile gassoso. La miscela combustibile povera primaria sono potenzialmente desiderabili in alcune applicazioni in quanto l’aria in eccesso produce un carico per ridurre la temperatura di fiamma per ridurre i NOx. Il gas può essere poi introdotto nella zona di combustione sia tramite ugelli arrangiati attorno la periferia del bruciatore o da un ugello centrale che protrude attraverso la parte finale del tubo del gas centrale. Il combustibile secondario è bruciato con l’aria in eccesso in un ambiente in cui i fumi combusti sono presenti e fungono da

diluizione. Questa tecnologia non è sempre stata in grado di garantire i livelli di NOx voluti o prescritti dalla legge vigente.

In certe situazioni, una miscela primaria povera è introdotta attraverso la camera di combustione ad una velocità relativamente alta a causa della massa extra di aria in eccesso. Questa velocità può certe volte essere così veloce che eccede la velocità di fiamma provocando una situazione di fiamma instabile. Quando la fiamma diventa instabile non è più possibile continuare.

Ad esempio, nel documento DE 3811477 A1 è descritto un bruciatore a gas in cui una miscela gas‐aria viene alimentata all'estremità di ingresso di una camera di combustione attraverso vari tubi di miscelazione. Il gas è diretto nelle estremità di ingresso dei tubi di miscelazione da rispettivi ugelli in modo che l'aria venga trascinata dal gas. Le estremità di ingresso dei tubi di ingresso sono in piani diversi, ad esempio con i tubi di miscelazione diretti radialmente rispetto alla camera del bruciatore.

Descrizione dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è fornire una testa di combustione con ricircolazione interna per un bruciatore o un bruciatore comprendente la suddetta testa di combustione strutturalmente e funzionalmente concepiti per superare almeno in parte almeno uno degli svantaggi della tecnica nota citata.

All’interno di questo scopo, un obiettivo è migliorare il funzionamento della testa di combustione (o del bruciatore o della caldaia ad essa associati) garantendo elevati livelli prestazionali.

Tale obiettivo è raggiunto, almeno in parte, grazie ad una testa di combustione con ricircolazione interna per un bruciatore di una camera di combustione comprendente

- un involucro aggettante, almeno parzialmente, verso l’interno della camera di combustione ed avente sviluppo principale sostanzialmente cilindrico attorno ad un asse longitudinale,

- una prima porzione coassiale a e compresa nell’involucro comprendente

o un primo condotto comprendente un ugello primario per un primo gas di alimentazione primaria di una fiamma primaria e/o un ugello secondario per un primo gas di alimentazione secondaria di una fiamma secondaria,

o un collettore per un secondo gas di alimentazione primaria (e.g. aria primaria) della fiamma primaria,

o un disco diffusore posto a valle di e fluidodinamicamente interagente con il primo condotto,

o un boccaglio per un secondo gas di alimentazione secondaria aria secondaria.

Preferibilmente, l’involucro, il primo condotto comprendente l’ugello primario, il collettore ed il diffusore sono conformati o disposti in modo tale da poter generare la fiamma primaria a valle del diffusore producendo così gas esausti interni primari, e l’involucro, il primo condotto comprendente l’ugello secondario ed il boccaglio essendo conformati o disposti in modo tale da poter generare la fiamma secondaria a valle del boccaglio producendo così gas esausti interni secondari.

Secondo una forma di realizzazione, la testa di combustione comprende

- un boccaglio, preferibilmente coassialmente allineato alla prima porzione, comprendente

o una prima o seconda camera di ricircolo interno primario comprendente una prima apertura d’entrata connessa fluidodinamicamente a valle del diffusore o della fiamma primaria ed una prima apertura di uscita connessa

fluidodinamicamente a monte o a valle del diffusore per i gas esausti interni primari e/o i gas esausti interni secondari conformato in maniera tale da presentare almeno una prima o seconda superficie interferente con il primo e/o secondo gas di alimentazione primaria adatta a creare una prima zona di distacco a bassa pressione per detto gas di alimentazione primaria e/o per il secondo gas di alimentazione primaria aria e/o

o una camera di ricircolo interno secondario comprendente una seconda apertura d’entrata connessa a valle del diffusore o della fiamma secondaria ed una seconda apertura di uscita connessa a monte della fiamma secondaria per i gas esausti interni secondari conformato in maniera tale da presentare almeno una terza superficie interferente con il primo e/o secondo gas di alimentazione secondaria adatta a creare una seconda zona di distacco a bassa pressione per il primo gas di alimentazione secondaria e/o per il secondo gas di alimentazione secondaria in modo tale da produrre un ricircolo interno dei gas esausti interni primari e/o secondari.

In questo modo è possibile realizzare una testa di combustione che sia in grado di produrre una zona di depressione posta a monte, in corrispondenza o a valle della fiamma primaria o del diffusore rispetto ad un valore della pressione maggiore presente in camera di combustione.

Similmente tale soluzione tecnica è realizzabile anche a monte, in corrispondenza o a valle della fiamma secondaria.

Preferibilmente, la realizzazione della differenza di pressione è prodotta tramite distaccamento della vena d’aria da una superficie specifica. In questo contesto tale superficie è identificata come prima, seconda o terza superficie interferente con il primo e/o secondo gas di alimentazione primaria o secondaria.

E’ interessante rilevare che tale depressione non si forma a seguito di un fenomeno basato sull’effetto Venturi, bensì sulla turbolenza (e quindi riduzione di pressione ad essa associata) prodotta come conseguenza di una specifica superficie interferente inserita all’interno di un flusso.

In questo contesto con il termine “bruciatore” si intende l’insieme comprendente una ventola di areazione, una testa di combustione e l’elettronica ad esse dedicata. Tale condizione consente quindi di effettuare un efficace ricircolo indotto dei fumi interni (ed in particolare dei fumi interni inesausti) consentendo così un incremento nell’abbattimento dei fumi NOx.

Secondo una forma di realizzazione, il secondo gas di alimentazione primaria e/o il secondo gas di alimentazione secondaria sono/è aria.

Tale condizione risulta vantaggiosamente efficace nella realizzazione di desiderate miscele gassose di combustione e così nel conseguente funzionamento della testa di combustione stessa.

Preferibilmente, il primo condotto coincide con l’asse longitudinale ed è fluidodinamicamente connesso ad almeno un secondo condotto radialmente distanziato dal primo condotto ed avente sviluppo principale sostanzialmente parallelo a quest’ultimo.

Grazie a questa soluzione tecnica è possibile distribuire il primo e/o il secondo gas di alimentazione primaria in maniera ottimamente uniforme all’interno della camera di combustione, incrementando così ulteriormente l’efficienza della testa di combustione stessa.

Vantaggiosamente, la testa di combustione comprende quattro secondi condotti circolarmente equidistanti tra loro, ovverosia posizionati a passo tra loro lungo una circonferenza.

Tale soluzione consente di realizzare un’ulteriore ottimale distribuzione del primo e/o il secondo gas di alimentazione primaria.

Secondo una forma di realizzazione, la prima superficie interferente con il primo e/o secondo gas di alimentazione primaria è una superficie radialmente esterna e prossimale della prima camera di ricircolo oppure la seconda superficie interferente è la superficie radialmente interna della prima camera di ricircolo. Ulteriormente preferibilmente, tale seconda superficie interferente è compresa in un corpo principale cilindrico coassiale alla testa di combustione includente inoltre una pluralità di condotti trasversali aggettanti radialmente dal corpo principale sino ad intersecare il boccaglio.

Secondo una forma di realizzazione, la prima o seconda o terza superficie interferente è inclinata sostanzialmente di un primo angolo pari a circa 90° rispetto all’asse longitudinale.

In questo modo è possibile ottenere un’efficiente distaccamento della vena fluida producendo così una desiderata depressione a valle della prima o seconda o terza superficie interferente.

Preferibilmente, la prima camera di ricircolo comprende

o un primo corpo centrale o principale definito tra una superficie distale ed una prossimale di una struttura sostanzialmente simile ad un cilindro cavo parallelo all’asse longitudinale,

o un braccio radialmente aggettante dal primo corpo centrale ed intersecante il primo boccaglio.

Grazie a questa soluzione tecnica si realizza una camera di ricircolo disposta radialmente distanziata dall’asse longitudinale. In questo modo si evita che i gas di ricircolo possano passare per la porzione centrale della testa in corrispondenza dell’asse longitudinale.

Vantaggiosamente, la testa di combustione comprendente quattro prime camere di ricircolo equidistanti tra loro.

Tali prime camere di ricircolo realizzano o identificano quindi una sorta di pluralità di settori cilindrici disposti sostanzialmente secondo una circonferenza e radialmente distanziati dall’asse longitudinale. La Richiedente ha rilevato che il numero pari a quattro prime camere di ricircolo corrisponde ad una soluzione di compromesso ideale tra lo spazio occupato dalle camere stesse e lo spazio lasciato libero per il passaggio di altri flussi gassosi e/o per un più semplice accesso a parti meccaniche ai fini di manutenzione o sostituzione. Preferibilmente, la seconda camera di ricircolo comprende

o un corpo centrale avente sviluppo cilindrico coassiale all’asse longitudinale,

o una pluralità di bracci radialmente aggettanti dal corpo centrale ed intersecanti il boccaglio.

Grazie a questa soluzione tecnica è possibile disporre di una camera di ricircolo avente un unico corpo centrale allineato con l’asse longitudinale e comprendente solo delle porzioni aggettanti atte ad intersecare il boccaglio definendo così il percorso percorribile dai gas esausti di ricircolo (primari e/o secondari). Secondo una forma di realizzazione la pluralità di bracci è pari a quattro. Preferibilmente, la prima camera di ricircolo interno primario comprende una prima apertura fluidodinamicamente posizionata a monte della prima superficie interferente ed un piatto di parzializzazione vincolato alla prima camera di ricircolo interno primario con concessa traslazione rispetto alla prima apertura. Grazie a tale soluzione tecnica è possibile parzializzare tramite traslazione, e quindi proporzionare in maniera selettivamente predefinita, la quantità del secondo gas di alimentazione primaria o secondaria rispetto alla quantità del primo gas di alimentazione primaria o secondaria.

In tale modo si riesce ulteriormente ad ottimizzare la distribuzione e stabilità della fiamma primaria e/o secondaria definendo secondo desiderio la quantità di gas esausti di ricircolo introdotti nella fiamma stessa. Secondo una forma di realizzazione, la seconda camera di ricircolo interno primario comprende una seconda apertura fluidodinamicamente posizionata a monte di detta seconda superficie interferente ed un disco di parzializzazione vincolato a detta seconda camera di ricircolo interno primario con concessa rotazione rispetto a detta seconda apertura. In questo caso si realizza una soluzione tecnica che consente di realizzare una parzializzazione tramite rotazione del disco della quantità del secondo gas di alimentazione primaria o secondaria rispetto alla quantità del primo gas di alimentazione primaria o secondaria.

Preferibilmente, la testa di combustione comprende una fascia cilindrica mobile posizionata coassiale con la superficie esterna del boccaglio e vincolata a quest’ultimo con concessa traslazione, per chiudere o parzializzare la seconda apertura d’entrata della camera di ricircolo interno secondario. In tal modo è possibile ulteriormente definire in maniera precisa quale quantità di gas esausti di ricircolo (primario e/o secondario) raggiungeranno la fiamma primaria e/o secondaria.

Tale soluzione tecnica può essere traslata o replicata vantaggiosamente anche in corrispondenza delle aperture sul boccaglio che identificano l’intersezione tra quest’ultimo e la prima camera di ricircolo.

Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata di un suo preferito esempio di realizzazione, illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo con riferimento agli uniti disegni, in cui:

‐la figura 1 è una vista laterale schematica di una testa di combustione e di una porzione di camera di combustione secondo il presente trovato,

‐la figura 2 è una vista laterale schematica della testa di combustione e della porzione della camera di combustione di figura 1, ‐la figura 2a è una vista laterale dettagliata della testa di combustione di figura 2, ‐la figura 3a e 3a’ sono rispettivamente una vista laterale e frontale di una forma di realizzazione della testa di combustione secondo il presente trovato, ‐la figura 3b e 3b’ sono rispettivamente una vista laterale e frontale di una ulteriore forma di realizzazione della testa di combustione secondo il presente trovato, ‐la figura 4a è una vista prospettica della forma di realizzazione di figura 3a, ‐la figura 4b è una vista prospettica della forma di realizzazione di figura 3b, ‐la figura 5a è un vista prospettica schematica di una prima camera di ricircolo interno primario della testa di figura 4a,

‐la figura 5b è un vista prospettica schematica di una seconda camera di ricircolo interno primario della testa di figura 4b,

‐la figura 6 è un vista prospettica schematica di una prima camera di ricircolo interno primario della testa di figura 4a, ‐la figura 7a, 7b, e 7c sono relative alla prima camera di ricircolo interno primario di di figura 5a, ‐la figura 8a è una vista prospettica della prima camera di ricircolo interno primario di figura 5a, ‐la figura 8b è una vista prospettica della prima camera di ricircolo interno primario di figura 5b, ‐la figura 9a è una vista frontale di una testa di combustione realizzata secondo lo stato della tecnica, ‐la figura 9b è una vista frontale di una testa di combustione realizzata secondo la

presente invenzione.

Modo preferito di realizzazione dell’invenzione

Nelle figure con 1 è rappresentata una testa di combustione con ricircolazione interna per un bruciatore 100 di una camera di combustione 26 comprendente

‐un involucro 1’ aggettante, almeno parzialmente, verso l’interno della camera di combustione 26 ed avente sviluppo principale sostanzialmente cilindrico attorno ad un asse longitudinale L.

Secondo una forma di realizzazione, la testa di combustione 1 è realizzata in materiale ceramico o metallico, preferibilmente in acciaio ulteriormente preferibilmente austenitico.

Vantaggiosamente, la testa di combustione 1 viene applicata su una camera di combustione 26 già esistente. Qualora fosse necessario si può dimensionare un foro della camera di combustione 26 in modo da poter alloggiare in maniera semplice ed efficiente la testa di combustione 1 almeno parzialmente all’interno della camera di combustione 26.

Alternativamente è possibile posizionare un secondo boccaglio 23 radialmente distale rispetto al boccaglio 8 è conformato in modo tale da inserirsi all’interno del foro della camera di combustione definendo i necessari percorsi fluidi per gas esausti di ricircolo.

Secondo una forma di realizzazione, l’involucro 1’ ha forma prismatica a base esagonale, ottagonale e similari. Preferibilmente, la testa di combustione 1 comprende

‐una prima porzione K coassiale a e compresa nell’involucro 1’ comprendente

o un primo condotto 20 comprendente un ugello primario 6a, 6a’ per un primo gas di alimentazione primaria 11’ di una fiamma primaria 17 e/o un ugello

secondario 6b per un primo gas di alimentazione secondaria 12’ di una fiamma secondaria 18,

o un collettore 5 per un secondo gas di alimentazione primaria aria primaria 14 della fiamma primaria 17,

o Un disco diffusore 7 posto a valle di e fluidodinamicamente interagente con il primo condotto 20,

o Un boccaglio 8 per un secondo gas di alimentazione secondaria aria secondaria 15.

Con riferimento alla figura 2 il diffusore 7 è preferibilmente realizzato in acciaio austenitico, comprendente un corpo centrale avente forma sostanzialmente circolare o avente simmetria circolare con predefiniti recessi da cui vantaggiosamente si estende un porzione anch’essa circolare e preferibilmente inclinata rispetto all’asse longitudinale L.

Secondo una forma di realizzazione, la testa di combustione 1 comprende

‐l’involucro 1’, il primo condotto 20 comprendente l’ugello primario 6a, 6a’, il collettore 5 ed il diffusore 7 che sono conformati o disposti in modo tale da poter generare la fiamma primaria 17 a valle del diffusore 7 producendo così gas esausti interni primari I1,

‐l’involucro 1’, il primo condotto 20 comprendente l’ugello secondario 6b ed il boccaglio 8 che sono conformati o disposti in modo tale da poter generare la fiamma secondaria 18 a valle del boccaglio 8 producendo così gas esausti interni secondari I2.

E’ importante rilevare che all’interno della camera di combustione 26 i suddetti gas esausti interni primari I1 ed i gas esausti interni secondari I2 (prodotti

rispettivamente dalla fiamma primaria 17 e dalla fiamma secondaria 18) possono mescolarsi liberamente circolare all’interno dei volumi accessibili.

Tale concetto sarà approfondito in seguito in correlazione con una prima o seconda camera di ricircolo interno primario 9a, 9b e con una camera di ricircolo interno secondario 10.

Secondo una forma di realizzazione il primo condotto 20 è una tubazione in acciaio, avente diametro compreso tra i 25 ed i 35 mm, preferibilmente pari a 30 mm per una testa di combustione per una potenza da erogare simile a 2500 kW. Ovviamente una forma realizzativa avrà dimensioni proporzionalmente maggiori in funzione della potenza utilizzata.

Preferibilmente e con riferimento alle figure 2, 3a, 3a’, 3b, 3b’, l’ugello primario 6a e 6a’ sono ugelli dedicati ed ottimizzati per l’immissione del primo gas di alimentazione primaria 11’ della fiamma primaria 17 mentre l’ugello secondario 6b è dedicato ed ottimizzato per l’immissione del primo gas di alimentazione secondaria 12’ della fiamma secondaria 18.

Tali ugelli primario 6a; 6a’ e secondario 6b sono preferibilmente conformati a cilindro con foro di passaggio lungo l’asse del cilindro o sulla parete del cilindro per garantire una eiezione direzionale del primo gas di alimentazione primaria e secondaria.

Preferibilmente, la testa di combustione 1 comprende

‐Un boccaglio 8 coassialmente allineato alla prima porzione K comprendente

o una prima o seconda camera di ricircolo interno primario 9a; 9b comprendente una prima apertura d’entrata 31a connessa fluidodinamicamente a valle del diffusore 7 o della fiamma primaria 17 ed una

prima apertura di uscita 31b connessa fluidodinamicamente a monte o a valle del diffusore 7 per i gas esausti interni primari I1 e/o i gas esausti interni secondari I2 conformato in maniera tale da presentare almeno una prima o seconda superficie interferente X1a; X1b con il primo e/o secondo gas di alimentazione primaria 11’, 14 adatta a creare una prima zona di distacco a bassa pressione 28a per il gas di alimentazione primaria 11’ e/o per il secondo gas di alimentazione primaria aria 14 e/o

o una camera di ricircolo interno secondario 10 comprendente una seconda apertura d’entrata 32a connessa a valle di detto diffusore 7 o della fiamma secondaria 18 ed una seconda apertura di uscita 32b connessa a monte della fiamma secondaria 18 per detti gas esausti interni secondari I2 conformato in maniera tale da presentare almeno una terza superficie interferente X3 con il primo e/o secondo gas di alimentazione secondaria 12’, 15 adatta a creare una seconda zona di distacco a bassa pressione 28b per il primo gas di alimentazione secondaria 12’ e/o per il secondo gas di alimentazione secondaria 15 in modo tale da produrre un ricircolo interno dei gas esausti interni primari e/o secondari I1, I2.

Come precedentemente anticipato e rappresentato anche in figura 2, i gas esausti interni primari e secondari I1, I2 possono miscelarsi o mescolarsi tra loro e rientrare tramite la prima o seconda camera di ricircolo interno primario 9a, 9b e/o la camera di ricircolo interno secondario 10.

E’ comprensibile che tali gas esausti interni primari e secondari I1, I2 sono semplicemente identificabili nel momento in cui vengono prodotti come esausti dalla fiamma primaria e secondaria rispettivamente. E’ interessante rilevare che tale composizione dei gas esausti non è destinata a mantenersi in maniera necessariamente costante, infatti la finalità stessa della ricircolazione interna di tali

fumi è quella di abbatterne o ridurne significativamente il contenuto in NOx al fine di rendere il processo di combustione più pulito ed efficiente.

Ad ogni ricircolazione interna i gas esausti primari e secondari I1, I2 potranno rimescolarsi tra loro definendo poi, durante la successiva fase di combustione in fiamma, dei nuovi gas esausti primari e secondari I1, I2.

E’ significativo notare che la prima, la seconda e terza superficie interferente X1a, X1b, X3 sono disposte in modo tale da generare una deviazione (preferibilmente brusca) nella direzione del flusso del secondo gas di alimentazione primaria 14 e/o del secondo gas di alimentazione secondaria 15 (preferibilmente aria), nonché una perdita di pressione del flusso stesso in modo da generare una differenza di pressione sufficiente a mobilitare un flusso dall’esterno all’interno della testa di combustione 26 passando attraverso la prima apertura di entrata 31a e/o la seconda apertura d’entrata 32a.

Per ottenere una deviazione del flusso una componente di tali superfici interferenti è vantaggiosamente disposta trasversalmente o perpendicolarmente rispetto la direzione longitudinale di avanzamento principale del flusso d’aria (sostanzialmente parallela all’asse longitudinale L).

In questo modo, la perdita di carico generata e la quantità di flusso gas esausti primari e secondari I1, I2 recircolati sono direttamente proporzionali alle dimensioni delle componenti perpendicolari di queste superfici interferenti.

La Richiedente ha rilevato che è possibile ottenere tale deviazione del flusso tramite una superficie che abbia almeno un asse perpendicolare all’asse longitudinale L.

In altre parole, nel caso semplificativo in cui la suddetta superfice d’interferenza sia un piano, tale piano potrà avere entrambi gli assi costituenti perpendicolari all’asse

longitudinale L oppure solamente uno di esse risultando quindi trasversale rispetto al suddetto asse longitudinale in senso verticale od orizzontale.

Come riferimento puramente esemplificativo e non limitativo, si prenda in considerazione di voler ottenere un flusso di ricircolo dei gas esausti primari e secondari sufficientemente intenso in modo tale da abbassare i valori di NOx della combustione al di sotto delle performance di una normale testa di combustione Low NOx.

A questo punto sì procede confrontando il rapporto tra superficie di passaggio dell’aria e le superfici interferenti considerando una sezione ortogonale rispetto all’asse longitudinale L di passaggio dell’aria fluidodinamicamente connessa.

Per una testa di combustione senza camere di ricircolo e superfici interferenti realizzata secondo lo stato della tecnica, il rapporto tra la superficie di passaggio dell’aria (ovverosia il secondo gas di alimentazione primaria 14 e/o del secondo gas di alimentazione secondaria 15, il fluido passante attraverso tali porzioni di condotti o camere) e la sezione totale del boccaglio si attesta tipicamente oltre il 40%, arrivando anche a 65% per teste di combustione con bassa perdita di carico (si veda figura 9a). Al fine di rendere tali argomentazioni ulteriormente chiare, la superficie di passaggio del secondo gas di alimentazione primaria 14 e/o del secondo gas di alimentazione secondaria 15 è evidenziata nella figura 9a e 9b con linee parallele continue.

Per una testa di combustione con ricircolo interno, provvista di camere di ricircolo, al fine di ottenere delle perdite di carico sufficientemente importanti per ottenere un flusso di ricircolo, il rapporto tra la superficie di passaggio dell’aria e la sezione totale del boccaglio si attesta, preferibilmente, attorno a valori compresi tra il 12% ed il 30%. Ulteriormente preferibilmente, il rapporto tra le superficie della prima

apertura di uscita 31b e della seconda apertura di uscita 32b dei gas esausti primari e secondari I1, I2 (che corrispondono alla proiezione sul piano perpendicolare al flusso longitudinale L) e la sezione totale del boccaglio (8) si attesta tra valori compresi tra il 30% e il 45% (si veda figura 9b).

Preferibilmente, il secondo gas di alimentazione primaria 14 e/o il secondo gas di alimentazione secondaria 15 sono/è aria. Vantaggiosamente, tale tipologia di gas comprende ossigeno.

Secondo una forma di realizzazione, il primo boccaglio 8 ha sviluppo sostanzialmente cilindrico.

Preferibilmente, nel primo boccaglio 8 sono definite la prima apertura d’entrata 31a della prima o seconda camera di ricircolo interno primario 9a; 9b e la seconda apertura d’entrata 32a della camera di ricircolo interno secondario 10.

Secondo una forma di realizzazione mostrata a titolo esemplificativo in figura 2, il primo condotto 20 coincide con l’asse longitudinale L ed è fluidodinamicamente connesso ad almeno un secondo condotto 21 radialmente distanziato dal primo condotto 20 ed avente sviluppo principale sostanzialmente parallelo a quest’ultimo.

Secondo una forma di realizzazione e ancora con riferimento alla figura 2, la testa di combustione 1 comprende quattro secondi condotti 21 circolarmente equidistanti tra loro.

Vantaggiosamente, il primo condotto 20 si raccorda a monte della testa di combustione 1 tramite una tubazione d’entrata 19.

Preferibilmente e con riferimento alle figure 2 e 3a, la prima superficie interferente X1a con il primo e/o secondo gas di alimentazione primaria 11’, 14 è una superficie radialmente esterna e prossimale della prima camera di ricircolo 9a.

Secondo una forma di realizzazione e con riferimento alla figura 3b, la seconda superficie interferente X1b è la superficie radialmente interna della prima camera di ricircolo 9b.

Ulteriormente preferibilmente, tale seconda superficie interferente X1b è compresa in un corpo principale 60 sostanzialmente cilindrico coassiale alla testa di combustione 1 includente inoltre una pluralità di condotti trasversali 61 aggettanti radialmente dal corpo principale sino ad intersecare il boccaglio 8.

Secondo una forma di realizzazione, la prima o seconda o terza superficie interferente X1a; X1b, X3 è inclinata di un primo angolo α1 pari a circa 90° rispetto a detto asse longitudinale L.

Preferibilmente e ancora con riferimento alle figure 2, 3a, 4a, 5a, 7a, 7b e 7c la prima camera di ricircolo 9a comprende

‐un primo corpo centrale 9a1 definito tra una superficie distale ed una prossimale di un cilindro cavo parallelo a detto asse longitudinale L,

‐un braccio 9a2 radialmente aggettante dal primo corpo centrale 9a1 ed intersecante il boccaglio 8.

Ulteriormente preferibilmente, la testa di combustione 1 comprende quattro prime camere di ricircolo 9a equidistanti tra loro.

Secondo una forma di realizzazione e con riferimento alle figure 3b, 4b e 5b, la seconda camera di ricircolo 9b comprende

‐un corpo centrale 9b1 avente sviluppo cilindrico coassiale a detto asse longitudinale L,

- una pluralità di bracci 9b2 radialmente aggettanti da detto corpo centrale 9b1 ed intersecanti il boccaglio 8.

Preferibilmente, la pluralità di bracci 9b2 è pari a quattro.

Secondo una forma di realizzazione e con riferimento alla figura 3a, 7a, 7b e 7c, la prima camera di ricircolo interno primario 9a comprende una prima apertura 16a fluidodinamicamente posizionata a monte della prima superficie interferente X1a ed un piatto di parzializzazione 34a vincolato alla prima camera di ricircolo interno primario 9a con concessa traslazione rispetto alla prima apertura 16a.

Il piatto di parzializzazione 34a è vincolato ad esempio tramite viti che consentono di fissarlo in maniera solidale alla prima camera di ricircolo 9a e di spostarlo reversibilmente secondo desiderio o necessità.

Vantaggiosamente, la prima apertura ha forma sostanzialmente rettangolare ed è posizionata su una superficie posteriore sostanzialmente perpendicolare o trasversale all’asse longitudinale L.

Preferibilmente, la seconda camera di ricircolo interno primario 9b comprende una seconda apertura 16b fluidodinamicamente posizionata a monte della seconda superficie interferente X1b ed un disco di parzializzazione 34b vincolato alla seconda camera di ricircolo interno primario 9b con concessa rotazione rispetto alla seconda apertura 16b.

Il disco di parzializzazione 34b è vincolato ad esempio tramite viti che consentono di fissarlo in maniera solidale alla seconda camera di ricircolo 9b e di spostarlo reversibilmente secondo desiderio o necessità.

Vantaggiosamente, la seconda apertura 16b ha forma similare ad un settore circolare o spicchio ed è posizionata su una superficie posteriore sostanzialmente perpendicolare o trasversale all’asse longitudinale L.

Secondo forme alternative di realizzazione, la prima apertura 16a può essere realizzata sulla seconda camera di ricircolo interno primario 9b e la seconda apertura 16b può essere realizzata sulla prima camera di ricircolo interno primario 9a.

Preferibilmente, la testa di combustione 1 comprende una fascia cilindrica mobile 30 posizionata coassiale con la superficie esterna del boccaglio 8 e vincolata a quest’ultimo con concessa traslazione, per chiudere o parzializzare la seconda apertura d’entrata 32a della camera di ricircolo interno secondario 10.

Claims

Rivendicazioni 1. Una testa di combustione (1) con ricircolazione interna per un bruciatore (100) di una camera di combustione (26) comprendente - Un involucro (1’) aggettante, almeno parzialmente, verso l’interno di detta camera di combustione (26) ed avente sviluppo principale sostanzialmente cilindrico attorno ad un asse longitudinale (L), - una prima porzione (K) coassiale a e compresa in detto involucro (1’) comprendente o un primo condotto (20) comprendente un ugello primario (6a, 6a’) per un primo gas di alimentazione primaria (11’) di una fiamma primaria (17) e/o un ugello secondario (6b) per un primo gas di alimentazione secondaria (12’) di una fiamma secondaria (18), o un collettore (5) per un secondo gas di alimentazione primaria (14) di detta fiamma primaria (17), o Un disco diffusore (7) posto a valle di e fluidodinamicamente interagente con detto primo condotto (20), o Un boccaglio (8) per un secondo gas di alimentazione secondaria (15), - detto involucro (1’), detto primo condotto (20) comprendente detto ugello primario (6a, 6a’), detto collettore (5) e detto diffusore (7) essendo conformati o disposti in modo tale da poter generare detta fiamma primaria (17) a valle di detto diffusore (7) producendo così gas esausti interni primari (I1), - detto involucro (1’), detto primo condotto (20) comprendente detto ugello secondario (6b) e detto boccaglio (8) essendo conformati o disposti in modo tale da poter generare detta fiamma secondaria (18) a valle di detto boccaglio (8) producendo così gas esausti interni secondari (I2), Caratterizzato dal fatto che detta testa di combustione (1) comprende - Un boccaglio (8) coassialmente allineato a detta prima porzione (K) comprendente o una prima o seconda camera di ricircolo interno primario (9a; 9b) comprendente una prima apertura d’entrata (31a) connessa fluidodinamicamente a valle di detto diffusore (7) o di detta fiamma primaria (17) ed una prima apertura di uscita (31b) connessa fluidodinamicamente a monte o a valle di detto diffusore (7) per detti gas esausti interni primari (I1) e/o detti gas esausti interni secondari (I2) conformato in maniera tale da presentare almeno una prima o seconda superficie interferente (X1a; X1b) con detto primo e/o secondo gas di alimentazione primaria (11’, 14) adatta a creare una prima zona di distacco a bassa pressione (28a) per detto gas di alimentazione primaria (11’) e/o per detto secondo gas di alimentazione primaria (14) e/o o una camera di ricircolo interno secondario (10) comprendente una seconda apertura d’entrata (32a) connessa a valle di detto diffusore (7) o di detta fiamma secondaria (18) ed una seconda apertura di uscita (32b) connessa a monte di detta fiamma secondaria (18) per detti gas esausti interni secondari (I2) conformato in maniera tale da presentare almeno una terza superficie interferente (X3) con detto primo e/o secondo gas di alimentazione secondaria (12’, 15) adatta a creare una seconda zona di distacco a bassa pressione (28b) per detto primo gas di alimentazione secondaria (12’) e/o per detto secondo gas di alimentazione secondaria (15) in modo tale da produrre un ricircolo interno di detti gas esausti interni primari e/o secondari (I1, I2).
2. Una testa di combustione (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto secondo gas di alimentazione primaria (14) e/o detto secondo gas di alimentazione secondaria (15) sono/è aria.
3. Una testa di combustione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui - Detto primo boccaglio (8) ha sviluppo sostanzialmente cilindrico.
4. Una testa di combustione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo condotto (20) coincide con detto asse longitudinale (L) ed è fluidodinamicamente connesso ad almeno un secondo condotto (21) radialmente distanziato da detto primo condotto (20) ed avente sviluppo principale sostanzialmente parallelo a quest’ultimo.
5. Una testa di combustione (1) secondo la rivendicazione precedente, comprendente quattro di detto secondo condotto (21) circolarmente equidistanti tra loro.
6. Una testa di combustione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima superficie interferente (X1a) con detto primo e/o secondo gas di alimentazione primaria (11’, 14) è una superficie radialmente esterna e prossimale di detta prima camera di ricircolo (9a) oppure detta seconda superficie interferente (X1b) è la superficie radialmente interna di detta prima camera di ricircolo (9b).
7. Una testa di combustione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima o seconda superficie interferente (X1a; X1b) è inclinata di un primo angolo (α1) preferibilmente pari a circa 90° rispetto a detto asse longitudinale (L).
8. Una testa di combustione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima camera di ricircolo (9a) comprende - un primo corpo centrale (9a1) definito tra una superficie distale ed una prossimale di un cilindro cavo parallelo a detto asse longitudinale (L), - un braccio (9a2) radialmente aggettanti da detto primo corpo centrale (9a1) ed intersecanti detto primo boccaglio (8).
9. Una testa di combustione (1) secondo la rivendicazione precedente, comprendente quattro prime camere di ricircolo (9a) equidistanti tra loro.
10. Una testa di combustione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta seconda camera di ricircolo (9b) comprende - un corpo centrale (9b1) avente sviluppo cilindrico coassiale a detto asse longitudinale (L), - una pluralità di bracci (9b2) radialmente aggettanti da detto corpo centrale (9b1) ed intersecanti detto boccaglio (8).
11. Una testa di combustione (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detta pluralità di bracci (9b2) è pari a quattro.
12. Una testa di combustione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima camera di ricircolo interno primario (9a) comprende una prima apertura (16a) fluidodinamicamente posizionata a monte di detta prima superficie interferente (X1a) ed un piatto di parzializzazione (34a) vincolato a detta prima camera di ricircolo interno primario (9a) con concessa traslazione rispetto a detta prima apertura (16a).
13. Una testa di combustione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta seconda camera di ricircolo interno primario (9b) comprende una seconda apertura (16b) fluidodinamicamente posizionata a monte di detta seconda superficie interferente (X1b) ed un disco di parzializzazione (34b) vincolato a detta seconda camera di ricircolo interno primario (9b) con concessa rotazione rispetto a detta seconda apertura (16b).
14. Una testa di combustione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente una fascia cilindrica mobile (30) posizionata coassiale con la superficie esterna di detto boccaglio (8) e vincolata a quest’ultimo con concessa traslazione, per chiudere o parzializzare detta seconda apertura d’entrata (32a) di detta camera di ricircolo interno secondario (10).
15. Una testa di combustione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui un rapporto tra una superficie di passaggio di detto secondo gas di alimentazione primaria (14) e/o di detto secondo gas di alimentazione secondaria (15) e una sezione totale di detto boccaglio (8) si attesta, preferibilmente, attorno a valori compresi tra il 12% ed il 30%.