IT202100013535A1

IT202100013535A1 - Bruciatore, apparato e metodo per la cottura di manufatti ceramici

Info

Publication number: IT202100013535A1
Application number: IT102021000013535A
Authority: IT
Inventors: Alberto Toro
Original assignee: Sacmi Forni & Filter S P A
Priority date: 2021-05-25
Filing date: 2021-05-25
Publication date: 2022-11-25
Also published as: WO2022249047A1; EP4348113A1; BR112023024780A2; US20240210113A1; CN117642578A; MX2023013653A

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

?BRUCIATORE, APPARATO E METODO PER LA COTTURA DI MANUFATTI CERAMICI?

SETTORE DELLA TECNICA

La presente invenzione ? relativa ad un bruciatore e un apparato per la cottura di manufatti ceramici. In particolare, la presente invenzione trova vantaggiosa, ma non esclusiva applicazione nella cottura manufatti ceramici per ottenere piastrelle, cui la descrizione che segue far? esplicito riferimento senza per questo perdere in generalit?.

CONTESTO DELL?INVENZIONE

La cottura di manufatti ceramici per ottenere piastrelle avviene generalmente in forni a tunnel, delimitati da due pareti contrapposte ed un tetto. Tali forni sono solitamente riscaldati da due serie di bruciatori, ciascuna disposta su un lato del tunnel.

Tipicamente, i bruciatori, funzionanti a gas naturale (ad esempio metano), sono collocati sulle pareti laterali del tunnel su pi? livelli e sono rivolti verso la parete opposta.

Il ciclo di cottura dei manufatti ceramici ? studiato con grande precisione e prevede: il riscaldamento dei manufatti ceramici a partire dall?ingresso del forno, la loro permanenza all?interno della camera di cottura ad una temperatura predefinita ed un raffreddamento controllato prima di raggiungere l?uscita del forno.

Solitamente, i manufatti ceramici sono trasportati su un convogliatore di grandi dimensioni costituito da una serie di rulli ceramici. Di conseguenza, ? importante garantire che la temperatura all?interno della camera di cottura sia uniforme lungo tutta la larghezza del forno.

A questo scopo, sono stati sviluppati diversi tipi di bruciatori industriali, nonch? diverse disposizioni dei bruciatori stessi all?interno di apparati complessi, per ottenere una temperatura sempre pi? costante all?interno della camera di cottura. In particolare, soprattutto nei forni a tunnel molto larghi, si verifica generalmente una distribuzione disomogenea della temperatura nelle diverse sezioni longitudinali, e si hanno picchi locali di temperatura determinati in base alla posizione dei bruciatori.

Per ovviare ai problemi sopra menzionati, sono state realizzate diverse tipologie di bruciatori cosiddetti ?ad alta velocit??, i quali immettono fumi di combustione (e fiamma) in profondit? all?interno della camera di cottura, in modo da migliorare lo scambio termico al suo interno.

Tuttavia, come precedentemente accennato, i bruciatori ceramici di tipo noto sono sostanzialmente alimentati con combustibili fossili (metano, GPL), i quali determinano uno sfruttamento anti-ecologico di risorse non rinnovabili. Per questo motivo, sono al vaglio diverse soluzioni ?ecosostenibili? quali, ad esempio, l?utilizzo di combustibili diversi dai fossili, tra i quali l?idrogeno.

Al giorno d?oggi, tuttavia, l?utilizzo dell?idrogeno ? ostacolato da diversi fattori. In primis, tale combustibile ? causa di elevati picchi di temperatura, i quali generano un aumento nella produzione di NOx anche rispetto ai combustibili fossili. Inoltre, l?idrogeno genera solitamente una fiamma fortemente instabile, la quale determina un ritorno di fiamma estremamente maggiore rispetto al metano (o al GPL), generando di conseguenza un fronte di fiamma fortemente arretrato (in prossimit? del condotto di adduzione del combustibile), il quale provoca un surriscaldamento del bruciatore e rischia di essere causa di esplosioni incontrollate con possibili danni ai bruciatori stessi e agli apparati di cottura.

Tutti questi elementi, tra gli altri, determinano una disomogeneit? di temperatura all?interno del forno, la quale comporta inevitabilmente dei difetti di cottura nei manufatti ceramici. In particolare, i difetti possono essere sia dimensionali sia di forma, come la mancanza di planarit?. Ne consegue quindi un aumento degli scarti.

Scopo della presente invenzione ? realizzare un apparato, un bruciatore e un metodo, i quali permettano di superare, almeno parzialmente, gli inconvenienti dell?arte nota e siano, nel contempo, di facile ed economica realizzazione.

SOMMARIO

In accordo con la presente invenzione vengono forniti un bruciatore, un apparato ed un metodo per la cottura di manufatti ceramici secondo quanto rivendicato nelle rivendicazioni indipendenti che seguono e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni dipendenti direttamente o indirettamente dalle rivendicazioni indipendenti.

Le rivendicazioni descrivono forme di realizzazione preferite della presente invenzione formando parte integrante della presente descrizione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La presente invenzione verr? ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui:

- la figura 1 ? una vista frontale in sezione di una prima forma di attuazione di un apparato in accordo con la presente invenzione;

- la figura 2 ? una vista in pianta e schematica di un tratto di una seconda forma di attuazione di un apparato in accordo con la presente invenzione;

- la figura 3 ? una vista prospettica e schematica di parte dell?apparato della figura 1 comprendente un bruciatore in accordo con la presente invenzione;

- la figura 4 ? una vista frontale in sezione della parte della figura 3;

- la figura 5 ? una vista prospettica e schematica di una parte del bruciatore della figura 4;

- la figura 6 ? una vista in sezione longitudinale ed in dettaglio del bruciatore della parte della figura 5;

- la figura 7 ? una vista frontale in sezione di una testa di combustione del bruciatore della figura 5;

- le figure 8 e 9 sono due viste frontali in sezione di parte della testa di combustione della figura 7;

- la figura 10 ? una vista prospettica e schematica di una parte di un bruciatore in accordo con la presente invenzione; e

- la figura 11 ? una vista laterale in sezione di una parte del corpo di scarico della figura 10.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

Nella figura 1, con 1 ? indicato nel suo complesso un bruciatore per la cottura di manufatti T ceramici in accordo con un primo aspetto della presente invenzione.

Il bruciatore 1 ? preferibilmente ma non necessariamente installabile in un forno 2 industriale, in particolare a tunnel, comprendente una camera 3 di cottura.

In particolare, come illustrato nelle figure 1 e 2, i manufatti T ceramici sono movimentati da un sistema 4 di trasporto lungo un percorso P di convogliamento.

Pi? precisamente, i manufatti T ceramici sono qualunque tipo di manufatto ceramico necessiti almeno una cottura in forno.

Nella non limitativa forma di attuazione delle figure 1 e 2, il sistema 4 di trasporto comprende un nastro trasportatore, sui quali vengono disposti, preferibilmente in modo ordinato, i manufatti T ceramici crudi da cuocere.

Secondo alcune forme di attuazione non limitative e non illustrate il sistema 4 di trasporto comprende una pluralit? di rulli ceramici (eventualmente movimentanti anche a velocit? diverse per differenziare la cottura dei manufatti).

Come illustrato nelle figure da 1 a 5, il bruciatore 1 comprende un corpo 5 di miscelazione, il quale a sua volta comprende un condotto 6 di adduzione di un combustibile FL provvisto di una certa percentuale di idrogeno (in particolare superiore al 50%, pi? precisamente superiore al 70%), un condotto 7 di adduzione del comburente, un dispositivo 8 di innesco per avviare una combustione ed un dispositivo 9 di rilevamento fiamma. In altre parole, il corpo 5 di miscelazione ? quella parte del bruciatore necessaria per generare la miscela di aria e gas che (a seguito di un innesco in modo da ottenere una fiamma) andr? a cuocere i manufatti T ceramici all?interno del forno 2. In particolare, il combustibile immesso tramite il condotto 6 di adduzione del combustibile ? principalmente idrogeno (eventualmente miscelato con gas naturale come metano o GPL), mentre il comburente immesso tramite condotto 7 di adduzione del comburente ? sostanzialmente aria ambiente (con circa, ad esempio, il 21% di ossigeno).

Il bruciatore 1 comprende, inoltre, un elemento 11 di scarico tubolare, il quale ? atto ad (configurato per) essere attraversato da un fluido F in uscita dal corpo 5 di miscelazione (formato dalla miscela di combustibile e comburente e/o una loro eventuale combustione) ed ? dotato di un?estremit? 12 presentante un?apertura 13, all?interno della quale ? inserita almeno una parte del corpo 5 di miscelazione ed un?estremit? 14 opposta all?estremit? 12 e presentante un?apertura 15.

Secondo alcune forme di attuazione non limitative, il corpo 5 di miscelazione ? accoppiato all?elemento 11 di scarico tubolare tramite degli elementi di fissaggio. Vantaggiosamente ma non necessariamente, come nella forma di attuazione illustrata nelle figure 4 e 5, gli elementi di fissaggio sono dei bulloni 16.

Nella non limitativa forma di attuazione illustrata nelle figure 3 e 4, il corpo 5 di miscelazione ? inserito in parte all?interno dell?elemento 11 di scarico ed in parte ? disposto esternamente al forno 2. In particolare, nella forma di attuazione della figura 4 l?elemento 11 di scarico ? inserito all?interno di una parete 56 laterale del forno 2 a tunnel. Pi? precisamente, l?elemento 11 di scarico si estende completamente all?interno della parete 56 laterale. Invece, in altre forme di attuazione non limitative, l?elemento 11 di scarico si estende per tutta la lunghezza della parete 56 laterale entrando in parte anche nella camera 3 di cottura del forno 2.

Vantaggiosamente, e come illustrato nella non limitativa forma di attuazione della figura 4, il corpo 5 di miscelazione comprende sia un sistema FPS di partizionamento del combustibile FL, il quale ? configurato per suddividere il combustibile FL in una pluralit? di porzioni FL?, FL??, FL???, sia un sistema OPS di partizionamento del comburente OX, il quale ? configurato per suddividere il comburente OX in una pluralit? di porzioni OX?, OX??, OX???(si veda, ad esempio la figura 5). Il bruciatore 1 ? configurato in modo tale che la pluralit? di FL?, FL??, FL??? e la pluralit? di porzioni OX?, OX??, OX??? sono convogliate in modo da miscelarsi tra loro in almeno due (in particolare tre o pi?) stadi (formando delle rispettive miscele M?, M??, M???).

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il sistema OPS di partizionamento del comburente comprende una testa 10 di combustione, la quale ? disposta (almeno parzialmente) all?interno del primo elemento 11 (attraverso l?apertura 13) di scarico tubolare e comprende una o pi? camere 22, 33 di combustione, configurate per contenere, ciascuna, un diverso stadio (o miscela M1, M2) della combustione della fiamma.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il sistema FPS di partizionamento del combustibile FL comprende un elemento 21 di iniezione, il quale ? configurato per iniettare almeno la maggior parte FL??? del combustibile FL a valle della testa 10 di combustione verso l?estremit? 14, ovvero verso la camera 3 di cottura. In tal modo, la maggior parte della fiamma si sviluppa lontano dall?estremit? 12 del bruciatore 1, consentendo al tempo stesso di avvicinare il fronte di fiamma alla camera di cottura e ridurre il surriscaldamento del corpo di miscelazione e dell'elemento 11 di scarico.

In particolare, l?elemento 11 di scarico tubolare ? configurato per contenere uno stadio F? primario della combustione della fiamma.

Secondo una preferita ma non limitativa forma di attuazione illustrata nelle figure da 4 a 9, l?elemento di iniezione comprende un condotto 23 tubolare, in particolare assiale (ovvero disposto parallelamente ad un asse AA longitudinale del bruciatore), il quale attraversa da parte a parte l?una o pi? camere 22, 33 di combustione e cos? da convogliare la porzione FL??? principale di combustibile (superiore al 50%, preferibilmente dal 70% all?80%) a valle della testa 10 di combustione avanzando la maggior parte della fiamma verso la camera 3 di cottura.

Nelle non limitative forme di attuazione delle figure da 4 a 9, il condotto 23 tubolare presenta una sezione sostanzialmente costante, preferibilmente circolare. In particolare, il condotto tubolare presenta una prima sezione trasversale avente un diametro interno da 2 mm a 12 mm, in particolare da 4 mm a 10 mm. In tal modo, ? possibile garantire una elevata velocit? che favorisce una riduzione/controllo del ritorno di fiamma solitamente problematico nel caso dell?idrogeno, inoltre, coadiuva il resto del bruciatore per raggiungere la velocit? necessaria per introdurre i fumi F in profondit? all?interno della camera 3 di cottura.

In alcuni casi non limitativi, il condotto 23 tubolare ? configurato (lungo) in modo tale che l?estremo 26? rimanga all?interno dell?elemento 11 di scarico tubolare. In particolare, il condotto 23 tubolare ? configurato (lungo) in modo tale da rimanere nella met? dell?elemento 11 di scarico tubolare pi? lontana alla camera 3 di cottura (ovvero all?estremit? 14). Pi? in particolare, il condotto 23 tubolare presenta, tra i due estremi 26 e 26?, una lunghezza da 40 mm a 150 mm, preferibilmente da 60 mm a 110 mm.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, come illustrato nelle non limitative forme di attuazione delle figure 6, 8 e 9, il condotto 23 tubolare presenta una o pi? aperture 24 di distribuzione del combustibile in corrispondenza di ciascuna camera 22, 33 di combustione in modo da iniettare in ciascuna di esse almeno una delle porzioni FL?, FL??. In particolare, l?una o pi? aperture 24 di distribuzione sono dei fori 25 passanti che collegano una zona interna del condotto 23 tubolare ad una camera 22, 33 di combustione.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, i fori 25 passanti sono dei fori radiali, preferibilmente ad anello, ad esempio che si estendono a raggiera dall?asse AA. Preferibilmente, i fori 25 presentano un diametro inferiore a 5 mm, in particolare da 1 mm a 3 mm.

In alcuni casi non limitativi, come quello illustrato nelle figure da 4 a 9, il condotto 23 tubolare comprende un estremo 26 collegato al condotto 6 per l?adduzione del combustibile FL ed un estremo 26? aggettantesi all?interno dell?elemento 11 di scarico tubolare verso la l?estremit? 14. In particolare, il condotto 23 tubolare si estende lungo un asse AA di simmetria longitudinale del bruciatore 1.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il condotto 6 di adduzione del combustibile FL comprende almeno una porzione 17 ristretta, avente un diametro interno inferiore a 10 mm, in particolare da 4 mm a 8 mm. In particolare, la porzione 17 ristretta ha una sezione inferiore a quella del condotto 23 tubolare. In tal modo, il ritorno di fiamma viene ulteriormente contrastato.

In alcuni casi non limitativi e non illustrati, la porzione 17 ristretta ? configurata per creare un picco venturimetro, richiamando all?interno del condotto di adduzione del combustibile una porzione di comburente cos? da aggiungere uno stadio alla combustione della fiamma.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il bruciatore 1 (il corpo 5 di miscelazione) comprende una culatta 54 (in particolare di alluminio o ghisa e provvista della parte finale dei canali 6 e 7 di adduzione del comburente e del combustibile) che chiude il bruciatore 1 dal lato opposto alla camera 3 di cottura. In particolare, la porzione 17 ristretta ? ricavata di pezzo sulla culatta 54 del corpo 5 di miscelazione. In particolare, prima e dopo della porzione 17 ristretta, il condotto 6 di adduzione del combustibile FL presenta delle svasature.

In alcuni casi non limitativi, preferibilmente in presenza di elevate percentuali di idrogeno nel combustibile FL, la culatta 54 del corpo 5 di miscelazione ? priva di aperture configurate per premiscelare comburente OX e combustibile FL a monte del sistema di partizionamento del comburente. In altre parole, la culatta 54 comprende una parete 48 laterale priva di aperture. In tal modo, la porzione 17 ristretta funge ulteriormente da contrasto nei confronti del ritorno di fiamma.

In altri casi non limitativi e non illustrati, preferibilmente in presenza di ridotte percentuali di idrogeno nel combustibile FL, la culatta 54 presenta dei fori eccentrici, grazie ai quali la porzione 17 ristretta ? configurata per creare un picco venturimetro, richiamando all?interno del condotto di adduzione del combustibile una porzione di comburente cos? da aggiungere uno stadio alla combustione della fiamma.

In particolare, l?idrogeno determina un ritorno di fiamma estremamente maggiore rispetto al metano (o al GPL) e si ? sorprendentemente notato che, aumentando la velocit? di adduzione del combustibile FL tramite la porzione 17 ristretta, si riesce a contrastare adeguatamente il ritorno di fiamma, permettendo un controllo adeguato della stessa e iniettando al contempo il fluido F maggiormente in profondit? all?interno della camera 3 di cottura.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, e come illustrato nelle non limitative forme di attuazione delle figure da 1 a 4, il bruciatore 1 comprende un elemento 18 di scarico tubolare (illustrato, ad esempio, tratteggiato nella figura 4) che si estende dall?estremit? 14 dell?elemento 11 in direzione opposta rispetto all?estremit? 12, ovvero verso la (pi? precisamente, l?interno della) camera 3 di cottura. In altre parole, l?elemento 18 di scarico ? disposto dal lato opposto dell?elemento 11 di scarico rispetto al corpo 5 di miscelazione.

In alcuni casi non limitativi, il bruciatore 1 comprende un elemento 19 di aspirazione che ? atto a (configurato per) portare almeno parte dei gas G presenti all?esterno del bruciatore 1, in particolare esternamente all?elemento 11 di scarico e/o all?elemento 18 di scarico (pi? precisamente all?interno della camera 3 di cottura), nell?elemento 18 di scarico tubolare ed ? dotato di una pluralit? di aperture 20 disposte tra l?elemento 11 e l?elemento 18 di scarico tubolare.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, l?elemento 14 di scarico tubolare si trova (completamente) interamente all?interno della camera 3 di cottura e, ad esempio, ? coassiale all?elemento 11 di scarico tubolare. In altre parole, l?asse AA di simmetria longitudinale dell?elemento 18 di scarico tubolare coincide con l?asse AA di simmetria longitudinale dell?elemento 11 di scarico tubolare.

Vantaggiosamente ed in maniera completamente diversa dagli standard utilizzati nel mercato ceramico, la testa 10 di combustione ? una testa di combustione multistadio, ovvero atta a (configurata per) suddividere la formazione della fiamma in diversi stadi. In tal modo ? possibile utilizzare la tecnica cosiddetta ?air staging?.

Vantaggiosamente ed in maniera profondamente diversa dagli standard utilizzati nel mercato ceramico, il condotto 23, insieme alle aperture 24, coadiuva la testa di 10 di combustione nel suddividere la fiamma in diversi stadi, in particolare suddividendo il combustibile FL. In tal modo, ? possibile utilizzare la tecnica cosiddetta ?fuel staging?.

Dalla combinazione delle suddette tecniche, ? possibile utilizzare il combustibile FL con una consistente percentuale di idrogeno ed al contempo aumentare la velocit? di fiamma fino a oltre 160 m/s, in particolare fino ad oltre 180 m/s, pi? precisamente fino a circa 200 m/s. Con la dicitura ?alta velocit?? si intende infatti, specificamente all?ambito dei bruciatori, una velocit? di fiamma superiore o pari a 150 m/s.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, la testa 10 di combustione (con, al suo interno, il condotto 23 tubolare) ? montata almeno parzialmente all?interno dell?elemento 11 di scarico tubolare in modo da essere coassiale con esso lungo all?asse AA di simmetria longitudinale del bruciatore 1.

Come illustrato nelle non limitative forme di attuazione delle figure da 4 a 9, vantaggiosamente, la testa 10 di combustione multistadio comprende (almeno) una camera 22 di combustione, la quale ? atta a (configurata per) generare una prima fase di combustione della fiamma (in particolare per generare la cosiddetta ?radice? di fiamma) data dalla combinazione delle porzioni FL? e OX?, ed (almeno) una camera 33 di combustione, comunicante con la camera 22 di combustione e atta a (configurata per) generare una seconda fase di combustione della fiamma (data dalla combinazione delle porzioni FL?? e OX??) in uscita dalla camera 22 di combustione. In particolare, le camere 22 e 33 di combustione sono configurate per convogliare una porzione F?? secondaria (o stato secondario) della fiamma all?interno dell?elemento 11 di scarico tubolare verso l?estremit? 14 e in particolare, attraverso l?elemento 19 di aspirazione verso l?elemento 18 di scarico tubolare.

Nella non limitativa forma di attuazione delle figure 8 e 9, in cui sono illustrate in dettaglio due sezioni della testa 10 di combustione multistadio, la camera 22 di combustione comprende almeno una apertura 27 di ingresso ed una apertura 28 di uscita (pi? precisamente disposte da parti opposte della camera 22 di combustione).

In alcuni preferiti casi non limitativi, il bruciatore 1 comprende ulteriori aperture 60 di distribuzione del combustibile FL (in particolare la porzione FL?) colleganti il condotto 6 di adduzione del combustibile FL alla camera 22 di combustione. In particolare, le ulteriori aperture 60 di adduzione del combustibile FL comprendono dei fori 61 passanti assiali, preferibilmente disposti a corona (lungo direzioni tra loro parallele) attorno all?asse AA longitudinale di simmetria del bruciatore 1. Pi? in particolare, le ulteriori aperture 60 sono realizzate sull?apertura 27 di ingresso, la quale ? atta a (configurata per) essere comunicante con il condotto 6 per l?adduzione del combustibile FL e per ricevere una portata volumetrica, pi? precisamente variabile, del detto combustibile FL. Preferibilmente, i fori 25 presentano un diametro inferiore a 5 mm, in particolare da 1 mm a 3 mm.

L?apertura 28 di uscita ? rivolta verso l?elemento 18 di scarico tubolare (ovvero verso la camera 3 di cottura).

Vantaggiosamente ma non necessariamente, a valle della porzione 17 ristretta, ma a monte della camera 22 di combustione, il corpo di miscelazione comprende una camera 59 di prima distribuzione, la quale ? configurata per iniettare parte del combustibile FL che transita al suo interno attraverso le ulteriori aperture 60 e la restante parte all?interno del condotto 23 tubolare tramite l?estremo 26.

In alcuni casi non limitativi, la camera 22 di combustione e la camera 33 di combustione sono tra loro coassiali e disposte lungo l?asse AA longitudinale del bruciatore 1.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, la camera 22 di combustione comprende una parete 29 laterale avente una sezione trasversale sostanzialmente circolare. In particolare, la sezione trasversale della parete 29 laterale convergente radialmente con l?avvicinarsi all?apertura 28 di uscita.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, la camera 22 di combustione ? provvista di uno o pi? canali 30 di adduzione del comburente OX, configurati per convogliare una parte OX? del comburente OX all?interno della camera 22 di combustione generando, insieme alla porzione FL? del combustibile FL, una miscela M? comburente-combustibile.

In particolare, i canali 30 di adduzione del comburente OX sono realizzati in modo tale da far entrare la parte OX? del comburente OX all?interno della camera 22 di combustione con una velocit? almeno parzialmente trasversale rispetto ad una direzione principale del combustibile sostanzialmente corrispondente all?asse AA longitudinale del bruciatore.

Secondo la non limitativa forma di attuazione della figura 8 o 9, la parete 29 laterale della camera 22 di combustione ha sostanzialmente la forma di un tronco-cono comprendente una base 31 maggiore ed una base 32 minore, in cui la base 31 maggiore ? disposta in corrispondenza della apertura 27 di ingresso, mentre la base 32 minore ? disposta in corrispondenza dell?apertura 28 di uscita.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, i canali 30 di adduzione del comburente OX sono realizzati in modo tale da far entrare la parte OX? del comburente OX all?interno della camera 22 di combustione con una velocit? avente una direzione sostanzialmente parallela alla parete 29 laterale della seconda camera di combustione.

Nella non limitativa forma di attuazione delle figure da 4 a 9, il bruciatore 1 comprendente una camera 33 di combustione disposta a valle della camera 22 di combustione e provvista di una apertura 34 di ingresso ed una apertura 35 di uscita tra loro opposte. L?apertura 34 di ingresso essendo configurata per essere comunicante con l?apertura 28 di uscita e per ricevere la miscela M? comburentecombustibile. In particolare, l?apertura 35 di uscita ? rivolta verso l?elemento 18 di scarico tubolare (ovvero verso la camera 3 di cottura). Pi? precisamente, la camera 33 di combustione comprende una parete 36 laterale avente una sezione trasversale sostanzialmente circolare, in particolare cilindrica (ovvero costante parallelamente all?asse AA longitudinale del bruciatore 1), e provvista uno o pi? canali 37 di adduzione del comburente OX configurati per consentire l?ingresso di una parte OX?? del comburente OX all?interno della camera 33 di combustione generando, insieme con la miscela M? comburente-combustibile, una miscela M?? comburente-combustibile, la quale ? generata all?interno della camera 33 di combustione ed ? convogliata verso l?elemento 18 di scarico tubolare (ovvero verso la camera 3 di cottura).

Nella non limitativa forma di attuazione delle figure da 4 a 9, in particolare come indicato nella figura 7, i canali 30 di adduzione del comburente hanno inclinazioni diverse tra loro, ad esempio, di un angolo pari a sostanzialmente 30?, o 20?. In questo caso, parete 29 laterale della camera 22 di combustione ed i canali 30 di adduzione del comburente OX sono sostanzialmente paralleli. Quanto fin qui detto pu? essere ovviamente applicato anche ai canali 37 di adduzione del comburente OX.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, la camera 33 di combustione comprende, sulla parete 36 laterale, una pluralit? di fori 51 disposti su una o pi? file radiali, preferibilmente alla stessa distanza radiale l?uno dall?altro.

Nella non limitativa forma di attuazione della figura 6, la testa 33 di combustione comprende una corona 52 configurata per regolare l?ingresso del comburente OX all?interno dell?elemento 11 di scarico tubolare che non passa attraverso le camere 22 e 33 di combustione. In particolare, la corona 52 si estende dal bordo dell?apertura 35 di uscita verso (fino alla) parete interna dell?elemento 11 tubolare di scarico.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, e come illustrato nella non limitativa forma di attuazione della figura 6, la corona 52 comprende delle asole 53 (o qualunque altro tipo di apertura) configurate per convogliare una parte OX<??? >del comburente all?interno dell?elemento 11 di scarico tubolare a valle delle camere 22 e 33 di combustione. In tal modo, insieme con miscela M?? comburente-combustibile, ed alla porzione principale FL??? del combustibile viene generata una miscela M??? in uscita dall?elemento 11 di scarico tubolare, attraverso l?elemento 19 di aspirazione verso l?elemento 18 di scarico tubolare. In particolare, viene generata la fiamma F? primaria del bruciatore 1.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, e come illustrato nelle non limitative forme di attuazione delle figure da 1 a 4, l?elemento 19 di aspirazione ? atto a (configurato per) essere disposto, almeno parzialmente (in alcuni casi totalmente), all?interno della camera 3 di cottura.

Nelle non limitative forme di attuazione delle figure 4, 10 e 11, l?elemento 11 di scarico tubolare, l?elemento 18 di scarico tubolare e l?elemento 19 di aspirazione formano insieme un blocco 38 di combustione illustrato schematicamente nel suo complesso nella figura 10. In particolare, una superficie laterale 39 del blocco 38 di combustione ? (almeno) parzialmente senza soluzione di continuit?. Pi? in particolare, la superficie laterale 39 del blocco 38 di combustione ? senza soluzione di continuit? nelle sezioni non interrotte dalle aperture 20.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il blocco 38 di combustione ? realizzato di pezzo, in particolare in carburo di silicio. Pi? precisamente, l?asse di simmetria longitudinale del blocco 38 di combustione ? l?asse AA di simmetria longitudinale del bruciatore 1, degli elementi 11 e 18 di scarico tubolari e della testa 10 di combustione multistadio.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il blocco 38 di combustione ? realizzato mediante fabbricazione additiva, in particolare stampaggio 3D.

Secondo ulteriori forme non limitative, il blocco 38 di combustione ? formato tramite tecniche di colaggio in stampi.

Nelle forme di attuazione non limitative illustrate nelle figure allegate, il blocco 38 di combustione ? cavo ed ? atto a (configurato per) consentire il passaggio di una miscela (in particolare della miscela M???) generata dal corpo 5 di miscelazione (ovvero dalla testa 10 di combustione). In particolare, detta miscela M?, M??, M???, una volta innescata la combustione, diviene una fiamma.

Secondo alcune forme di attuazione non limitative, l?elemento 19 di aspirazione comprende, in particolare ?, un tubo di Venturi.

Nella non limitativa forma di attuazione delle figure 10 e 11 (dove la figura 11 illustra un dettaglio dell?elemento 19 di aspirazione della forma di attuazione della figura 11), l?elemento 19 di aspirazione presenta una strozzatura 40 disposta in corrispondenza dell?estremit? 14. Inoltre, l?elemento 19 di aspirazione presenta almeno un tratto 41 di forma troncoconica, delimitato da una base 42 maggiore ed una base 43 minore. Infine, l?elemento 18 di scarico tubolare presenta un?estremit? aperta 44 rivolta verso l?elemento 19 di aspirazione ed una estremit? 45 aperta rivolta verso il centro della camera 3 di cottura.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, le aperture 20 presentano una forma allungata, ovvero sono delle asole, e attraversano da parte a parte (trasversalmente) il tratto 41 di forma troncoconica dell?elemento 19 di aspirazione. In particolare, le aperture 20 sono ricavate longitudinalmente all?elemento 11 di scarico tubolare ed all?elemento 18 di scarico tubolare.

Pi? in particolare, la base 43 minore del detto tratto 41 di forma troncoconica coincide con la strozzatura 40, la base 42 maggiore del detto tratto 41 di forma troncoconica coincide con l?estremit? aperta 44.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, le aperture 20 sono realizzate sul tratto 41 di forma troncoconica dell?elemento 19 di aspirazione. In particolare, attraversano da parte a parte (trasversalmente) il tratto 41 di forma troncoconica dell?elemento 19 di aspirazione.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, e come illustrato nelle figure da 4, 10 e 11, l?elemento 19 di aspirazione comprende delle nervature 46 di rinforzo. Grazie a tali nervature 46, ? possibile allungare come desiderato l?elemento 18 di scarico senza rischiare che il blocco 38 di combustione si rompa in corrispondenza del tratto con sezione minore, ovvero in corrispondenza dell?elemento 19 di aspirazione.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, l?elemento 19 di aspirazione presenta una sezione trasversale circolare.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, l?elemento 19 di aspirazione presenta una sezione trasversale circolare con diametro sostanzialmente variabile.

In particolare, la sezione TT trasversale (figura 11) della strozzatura 40 presenta un diametro inferiore ai due terzi del diametro dell?elemento 18 di scarico e del diametro dell?elemento 11 di scarico. Pi? in particolare, la sezione TT trasversale (figura 11) della strozzatura 40 presenta un diametro inferiore alla met? del diametro dell?elemento 18 di scarico e del diametro dell?elemento 11 di scarico. Pi? il diametro della strozzatura 40 diminuisce, rispetto al diametro dell?elemento 11 di scarico, pi? la variazione della velocit? della miscela M??? che, in uso, circola all?interno dell?elemento 11 di scarico aumenta.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, la sezione TT trasversale (figura 11) della strozzatura 40 presenta un diametro inferiore ad un terzo del diametro dell?elemento 18 di scarico e del diametro dell?elemento 11 di scarico. In particolare, la sezione TT trasversale (figura 12) della strozzatura 40 presenta un diametro maggiore di un sesto del diametro dell?elemento 18 di scarico e del diametro dell?elemento 11 di scarico.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il diametro della strozzatura 40 ? inferiore a 30 mm, in particolare uguale o inferiore a 25 mm. In dettaglio, il diametro della strozzatura 40 compreso da 5 mm (in particolare da 10 mm; pi? in particolare da 20 mm) a 60 mm (in particolare a 40 mm; pi? in particolare a 30 mm). Anche questa caratteristica permette di contrastare il ritorno di fiamma e quindi di gestire meglio la combustione con miscele di combustibile FL molto ricche di idrogeno

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il diametro dell?elemento 11 di scarico e il diametro dell?elemento 18 di scarico sono compresi da 20 mm (in particolare da 40 mm; pi? in particolare da 50 mm) a 200 mm (in particolare a 120 mm; pi? in particolare a 100 mm).

Secondo una preferita ma non limitativa forma di attuazione, come illustrato nelle figure 4-7, il dispositivo 8 di innesco comprende un elettrodo di innesco (in particolare parallelo alla parete laterale 48 della culatta 54) ed il dispositivo 9 di rilevamento fiamma comprende una sonda 50 UV di rilevamento. In particolare, la sonda 50 UV ? disposta lungo l?asse AA longitudinale del bruciatore a bordo della culatta 54, ovvero a bordo del corpo 5 di miscelazione.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il dispositivo 9 di rilevamento fiamma (pi? precisamente la sonda 50 UV di rilevamento) ? configurato in modo da ricevere un fascio UV (radiazione ultravioletta) proveniente dalla fiamma che attraversa l?elemento 11 tubolare di scarico. In uso, la sonda 50 UV di rilevamento fornisce dati relativi allo stato della fiamma generata dal bruciatore, attraverso i quali ? possibile regolare opportunamente la portata del combustibile FL e/o del comburente OX. Inoltre, nel caso di combustione senza fiamma (flameless) la sonda 50 UV, a regime, viene disabilitata perch? non ? pi? in grado di rilevare alcuna fiamma, essendo il fronte di fiamma diluito all?interno della camera di cottura del forno.

In accordo con un secondo aspetto della presente invenzione, viene fornito un apparato 55 industriale per la cottura di manufatti ceramici, in particolare secondo quanto precedentemente descritto.

Facendo particolare riferimento alle figure 1 e 2, un apparato industriale in accordo con la presente invenzione ? indicato nel suo complesso con il numero 55.

Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, i manufatti ceramici T sono, una volta cotti, delle piastrelle. In particolare, i manufatti ceramici T sono crudi all?ingresso dell?apparato 55 e cotti all?uscita.

L?apparato 55 industriale comprende il forno 2 (sopra descritto), in particolare a tunnel, dotato di almeno una parete 56 laterale che delimita la camera 3 di cottura e presenta una superficie 57 interna alla camera 3 di cottura ed una superficie 58 esterna alla camera 3 di cottura.

L?apparato 55 industriale comprende inoltre il sistema 4 di trasporto sopra descritto, in particolare orizzontale, il quale ? configurato per movimentare la pluralit? di manufatti ceramici T lungo il percorso P di convogliamento all?interno della camera 3 di cottura (dall?entrata all?uscita della camera 3 di cottura).

L?apparato 55 comprende un bruciatore 1, il quale, a sua volta, comprende un elemento 11 di scarico tubolare, e preferibilmente ma non necessariamente un elemento 18 di scarico tubolare ed un elemento 19 di aspirazione dei gas G.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, l?apparato 55 comprende un bruciatore 1 (a idrogeno) secondo quanto precedentemente descritto.

Vantaggiosamente, l?apparato 55 comprende un sistema di adduzione dell?idrogeno configurato per iniettare idrogeno o una miscela comprendente idrogeno all?interno del condotto 6 di adduzione del combustibile FL.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, l?elemento 19 di aspirazione si trova tra l?elemento 11 di scarico e l?elemento 18 di scarico ed ? disposto almeno parzialmente (in alcuni casi non limitativi anche totalmente) all?interno della camera 3 di cottura.

In particolare, l?elemento 19 di aspirazione ? configurato per portare almeno parte dei gas G presenti all?interno della camera 3 di cottura nell?elemento 18 di scarico. In tal modo, ? possibile utilizzare l?ossigeno residuo all?interno della camera 3 di cottura e completare la combustione di quei gas G che non sono stati totalmente combusti con un primo passaggio all?interno del bruciatore 1, ovvero tramite una combustione F? primaria. Inoltre, i gas G (presumibilmente, anche in considerazione del fatto che presentano una temperatura relativamente elevata) contribuiscono a migliorare l?efficienza della combustione.

Con ?combustione primaria? si intende la combustione generata dal corpo 5 di miscelazione (in particolare dalla testa 10 di combustione), la cui fiamma attraversa l?elemento 11 di scarico.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, e come illustrato nella non limitativa forma di attuazione della figura 4, l?elemento 19 di aspirazione ? disposto in corrispondenza della superficie 57 interna di una delle pareti 56 laterali.

In particolare, l?elemento 19 di aspirazione ? configurato per creare una depressione tra l?elemento 11 di scarico e l?elemento 18 di scarico in modo da portare almeno parte dei gas G presenti nella camera 3 di cottura nell?elemento 18 di scarico. In altre parole, nelle non limitative forme di attuazione illustrate nelle figure allegate, la depressione ? generata tramite effetto Venturi. L?elevata velocit? di fiamma generata dalla testa 10 di combustione multistadio determina il sorprendente effetto sinergico di aumentare la capacit? di aspirazione dell?elemento 19 di aspirazione.

Secondo la non limitativa forma di attuazione della figura 2, l?apparato 55 comprende una pluralit? di bruciatori 1 disposti in serie lungo una direzione DD parallela al percorso P di convogliamento. In particolare, i bruciatori 1 sono disposti su pi? livelli all?interno di almeno una delle pareti 56 del forno 2.

Nelle forme di attuazione non limitative delle figure da 1 a 4, il bruciatore 1 ? accoppiato, tramite degli elementi di fissaggio, alla parete 56 del forno 2. In particolare, l?elemento 11 di scarico ? inserito all?interno della parete 56.

Nella non limitativa forma di attuazione della figura 1, i bruciatori 1 sono orientati in una direzione DP trasversale (in particolare, perpendicolare) alla direzione DD (e quindi al percorso P di convogliamento).

Vantaggiosamente ma non necessariamente, l?elemento 11 tubolare del bruciatore 1 ? installato in modo da attraversare, almeno parzialmente (in particolare totalmente ed in modo trasversale) una delle pareti 56 laterali del forno 2. In tal modo la fiamma prodotta dal bruciatore 1 sfocer? direttamente verso l?interno della camera 3 di cottura del forno 2.

In particolare, l?asse AA ? perpendicolare al percorso P di convogliamento. Pi? in particolare, l?asse AA ? perpendicolare anche alla parete 56 laterale del forno 2 industriale a tunnel.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, l?elemento 18 di scarico tubolare del bruciatore 1 ? sostanzialmente completamente disposto all?interno della camera 3 di cottura.

Secondo alcune forme di attuazione non limitative e non illustrate, l?elemento 11 di scarico del bruciatore 1 ? installato in modo da sporgere parzialmente all?interno della camera 3 di cottura.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, le aperture 20 sono disposte almeno parzialmente (in particolare totalmente) all?interno della camera 3 di cottura.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, l?apparato 55 (o ciascun bruciatore 1) comprende almeno una unit? 62 elettronica di controllo configurata per controllare il bruciatore 1 in modo da passare da una configurazione di riscaldamento con fiamma della camera 3 di cottura ad una configurazione di cottura senza fiamma (flameless). In particolare, l?unit? 62 elettronica di controllo ? configurata per cambiare dalla modalit? con fiamma alla modalit? senza fiamma al raggiungimento di una temperatura predefinita. Pi? precisamente, la temperatura predefinita ? superiore alla temperatura di autoaccensione della miscela combustibile. Tramite tale controllo ciclico (intermittente) dell?adduzione al bruciatore 1 del comburente FL e del combustibile OX ? possibile realizzare la combustione senza fiamma anche con combustibili come l?idrogeno, i quali tendono a riformare il fronte di fiamma in modo repentino ed indesiderato dentro al bruciatore nel caso in cui la modalit? senza fiamma si protragga nel tempo anche a basse potenzialit? (dove l?impulso della fiamma riducendo la propria intensit? determina l?instaurarsi delle condizioni idonee alla formazione del fronte di fiamma).

In particolare, l?unit? 62 elettronica di controllo ? configurata per, ciclicamente, durante la configurazione di cottura senza fiamma, diminuire (preferibilmente interrompere l?adduzione del combustibile FL ed eventualmente del comburente OX, inibire selettivamente il controllo fiamma (tramite il dispositivo 9 di rilevazione) e ripristinare l?adduzione del combustibile FL ed eventualmente del comburente OX permettendo al bruciatore 1 di cuocere in modalit? senza fiamma (flameless). Utilizzando una combustione senza fiamma, ovvero una combustione che sfrutta il fatto che all?interno del forno vi sia una temperatura superiore alla temperatura di autoaccensione del combustibile, ? infatti possibile ridurre drasticamente le emissioni di NOx generate normalmente nella combustione di miscele ricche di idrogeno (ed in generale dalle combustioni con picchi di fiamma elevati), consentendo quindi di utilizzare un combustibile ecosostenibile a basse emissioni.

In particolare, la combinazione alternata di modalit? con fiamma e modalit? senza fiamma consente di compensare l?estrema accendibilit? e propagazione (ritorno di fiamma) dell?idrogeno.

In particolare, non limitativamente, l?unit? 62 elettronica di controllo ? configurata controllare l?apparato 55 in modo da cuocere le piastrelle T solo nella configurazione senza fiamma.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, e come illustrato nella non limitativa forma di attuazione della figura 1, l?apparato 55 comprende almeno due dispositivi 63 di controllo temperatura, in particolare almeno due termocoppie 64 con doppio filamento, disposti in almeno due diversi punti ?significativi? del forno 2. Questi due punti sono tali da poter assicurare che in ogni punto della camera di cottura la temperatura sia sufficientemente superiore a quella di autoaccensione della miscela combustibile.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, nel caso la temperatura rilevata dalle due termocoppie 64 scendesse sotto alla temperatura di autoaccensione, viene innescata e accesa nuovamente la fiamma, ovvero l?unit? 62 elettronica di controllo ripristinerebbe subito la modalit? di funzionamento del bruciatore 1 con fiamma.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, viene fornito un metodo per la cottura di manufatti ceramici convogliati all?interno di un forno a tunnel.

Il metodo comprende almeno una fase di alimentare un bruciatore secondo quanto precedentemente descritto con un combustibile comprendente almeno una percentuale di idrogeno superiore al 20%, in particolare superiore al 50%, pi? in particolare superiore al 70%. Tali miscele di combustibile sono rese possibili dalla particolare geometria del bruciatore sopra descritto, in particolare grazie alla testa 10 di combustione multistadio in combinazione con l?elemento 21 di iniezione. Inoltre, le dimensioni della porzione 17 ristretta, la geometria delle camere 22 e 33, ovvero la dimensione e il numero delle aperture 24 e 60, cos? come l?elemento 18 di scarico tubolare e l?elemento 19 di aspirazione, determinano sinergicamente l?importante effetto tecnico della riduzione dell?impatto ambientale, permettendo rispettivamente l?uso di una miscela ricca di idrogeno come combustibile e l?abbassamento delle NOx.

In alcuni casi non limitativi, il combustibile FL comprende una percentuale di idrogeno superiore al 90%. In particolare, il combustibile ? 100% idrogeno.

Il metodo comprende inoltre la fase di alimentare, contemporaneamente il bruciatore 1 con il comburente OX e innescare (accendere) la fiamma (tramite il dispositivo 8 di innesco) che si estende almeno parzialmente all?interno del bruciatore e della camera 3 di cottura del forno 2.

Una volta completata l?accensione della fiamma, il metodo prevedere di controllare la fiamma in retroazione grazie al dispositivo 9 di rilevamento.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il metodo comprende le ulteriori fasi di, una volta che la camera 3 di cottura del forno 2 ha raggiunto una temperatura predefinita (in particolare superiore alla temperatura di autoaccensione del combustibile FL), ciclicamente spegnere la fiamma riducendo (o interrompendo) l?adduzione del combustibile FL ed eventualmente del comburente OX; preferibilmente disabilitare il suddetto controllo in retroazione della fiamma; ripristinare l?adduzione del combustibile FL, in particolare anche del comburente, generando all?interno del forno 2 a tunnel una combustione senza fiamma che cuoce i manufatti T ceramici. In questi casi non limitativi, questa fase alternata di combustione senza fiamma (viene alternativamente e ciclicamente alimentato il bruciatore 1) rappresenta la cottura a regime del forno 2. In particolare, il metodo prevede di passare dalla modalit? con fiamma alla modalit? senza fiamma al raggiungimento di una temperatura predefinita. Pi? precisamente, la temperatura predefinita ? superiore alla temperatura di autoaccensione della miscela combustibile.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il metodo prevede di cuocere le piastrelle T solo dopo il raggiungimento della configurazione senza fiamma. In altre parole, il bruciatore 1 viene alimentato con comburente OX e combustibile FL ?ciclicamente? senza innescare la fiamma, eccitando e diseccitando (aprendo e chiudendo) contemporaneamente un?elettrovalvola del combustibile (in particolare due elettrovalvole in serie secondo la normativa vigente) e un?elettrovalvola dell?aria. In particolare, le fasi di eccitamento e diseccittamento delle elettrovalvole (ovvero di adduzione e interruzione del comburente e del combustibile) vengono preferibilmente svolte dopo che l?unit? 62 elettronica di controllo ha spento la fiamma nel bruciatore 1 ed inibito l?elettrodo 49 di accensione e la sonda 50 UV di rilevamento della fiamma (fronte di fiamma non pi? localizzato nel bruciatore 1 ma diluito nella camera 3 del forno). Pi? in particolare, tramite le suddette elettrovalvole, l?adduzione di comburente OX e combustibile FL viene controllata digitalmente (ON/OFF), ovvero passando dalla massima portata a zero e viceversa. In tal modo, ? possibile evitare la formazione di un fronte di fiamma stabile ed ancorato dentro al bruciatore 1. In dettaglio, questo effetto ? dovuto al fatto che viene conferito all?adduzione della fiamma un impulso molto alto, tale da non permettere la formazione del fronte di fiamma nel bruciatore e che quindi viene diluito direttamente in camera 3 di cottura.

In altri casi non limitativi, in accordo con lo stesso principio sopra esplicato, il metodo prevede, tramite l?unit? 62 di controllo, di mantenere l?alimentazione del comburente OX e di alimentare ed interrompere ciclicamente soltanto l?alimentazione del combustibile FL. In tal modo, ? possibile mantenere costante lo stato pressorio all?interno della camera 3 del forno 2, senza far pendolare il tiraggio del camino fumi. Viene inoltre maggiormente preclusa una eventuale riaccensione del fronte di fiamma dentro al bruciatore 1.

Nella fase senza fiamma, la stessa viene diluita direttamente nella camera del forno con i prodotti della combustione gi? presenti in camera 3 con un tenore di ossigeno inferiore a quello dell?aria comburente. In altre parole, in questo modo, la miscela comburente/combustibile fuoriuscente dal bruciatore 1 verso la camera 3 di cottura viene ossidata all?interno della camera 3 stessa.

In tal modo, ? possibile evitare la presenza di picchi di temperatura (i quali sono tra le principali cause della produzione di NOx) rispetto alle soluzioni tradizionali solamente con fiamma. Questo comporta a sua volta un minor carico termico sui componenti del bruciatore 1 (ad esempio sulla testa 10 di combustione, sul condotto 23 tubolare, sul corpo 5 di miscelazione, sul blocco 38 di combustione, sui tubi di combustibile e comburente, ecc.). Al contempo, si ottiene pertanto una forte riduzione delle dissipazioni termiche causate dal bruciatore, migliorando quindi l?efficienza del forno 2. In assenza di fiamma, inoltre, il bruciatore 1 avr? una maggiore silenziosit?, diminuendo quindi anche l?inquinamento acustico prodotto dallo stesso.

Infine, la maggiore velocit? raggiunta dalla porzione 17 ristretta in combinazione con il condotto 23 tubolare per contrastare il ritorno di fiamma aumentato dall?idrogeno permette una maggior penetrazione dei fumi in uscita dal bruciatore 1 all?interno della camera 3 di cottura, la quale determina una maggior uniformit? nella cottura stessa dei manufatti T.

In uso, il dispositivo 8 di innesco (in particolare l?elettrodo di innesco) genera una scintilla che insieme al combustibile FL in ingresso dal condotto 6 e al comburente OX in ingresso dal condotto 7 determina la generazione della fiamma. In particolare, la parte OX? del comburente e combustibile FL? generano la miscela M? all?interno della camera 22 di combustione, la quale definisce un primo stadio della fiamma e prosegue verso la camera 33 di combustione, all?interno della quale la miscela M?, la porzione FL?? del combustibile e la parte OX?? del comburente formano la miscela M??, la quale definisce un secondo stadio della fiamma. La miscela M?? all?interno dell?elemento 11 di scarico tubolare, nel quale, mescolandosi con la parte OX<??? >del comburente OX e con la porzione FL??? del combustibile FL in uscita dall?estremo 26? forma il fluido F (e la fiamma primaria F?). Pertanto, il corpo 5 di miscelazione genera una miscela almeno parzialmente combusta, ovvero una fiamma, i cui fluidi F transitano attraverso l?elemento 11 di scarico, il quale li immette all?interno dell?elemento 19 di aspirazione, che a sua volta li convoglia (assieme ai gas G aspirati dall?interno della camera 3 di cottura) all?interno dell?elemento 18 di scarico. Quest?ultimo immette la fiamma all?interno della camera 3 di combustione.

I prodotti della combustione emessi dal bruciatore 1, non vengono totalmente combusti al loro primo passaggio attraverso l?elemento 11 di scarico, ma la combustione viene incrementata (completata) grazie al continuo ricircolo dei gas G (presenti all?interno della camera 3 di cottura) attraverso l?elemento 19 di aspirazione nell?elemento 18 di scarico. In altre parole, il bruciatore 1 genera, tramite il dispositivo 8 di innesco, una combustione primaria sui gas immessi dai condotti 6 e 7 (combustibile e comburente) ed una combustione secondaria degli stessi, sfruttando i gas G ricircolati dall?interno della camera 3 di cottura non completamente combusti (in cui ? presente ossigeno residuo) aspirati dall?elemento 19 di aspirazione. In particolare, la combustione primaria avviene all?interno dell?elemento 11 di scarico e la combustione secondaria avviene all?interno dell?elemento 18 di scarico.

Nelle forme di attuazione non limitative ed illustrate nelle figure allegate, l?elemento 19 di aspirazione (a causa dell?elevata velocit? del fluido F generata dal corpo 5 di miscelazione) determina un aumento dei moti turbolenti all?interno della camera 3 di cottura. Inoltre, la combustione secondaria che avviene all?interno dell?elemento 18 di scarico, genera un ulteriore incremento di scambio termico, in particolare per irraggiamento, dovuto al riscaldamento dello stesso elemento 18 di scarico. Ne consegue un aumento del coefficiente di scambio termico complessivo sui manufatti T ceramici ed una maggiore omogeneit? della temperatura all?interno della camera 3 di cottura.

Risulta quindi evidente che, utilizzando un apparato 55 o un insieme di bruciatori 1 in accordo con la presente invenzione, si ottiene una maggior uniformit? della temperatura lungo la larghezza della camera 3 di cottura del forno 2. In particolare, la temperatura in prossimit? della parete 3 ? notevolmente aumentata grazie alle turbolenze generate dall?elemento 19 (grazie alla ulteriore velocit? permessa dalla testa 10 di combustione multistadio) di aspirazione ed al contributo dell?irraggiamento fornito dall?elemento 18 di scarico proprio in prossimit? della detta parete 3. Inoltre, la temperatura al centro del forno risulta essere incrementata rispetto al caso tradizionale a causa dell?utilizzo dell?elemento di scarico 18, che consente al blocco 38 di combustione di raggiungere profondit? elevate all?interno del forno 2. Pertanto, la fiamma uscente da detto elemento 14 di scarico viene emessa maggiormente in profondit? rispetto alle soluzioni tradizionali.

? importante notare che anche il picco di temperatura in prossimit? dello scarico del bruciatore 1 risulta essere (almeno parzialmente) appianato.

Bench? l?invenzione sopra descritta faccia particolare riferimento ad un esempio di attuazione ben preciso, essa non ? da ritenersi limitata a tale esempio di attuazione, rientrando nel suo ambito tutte quelle varianti, modifiche o semplificazioni coperte dalle rivendicazioni allegate, quali ad esempio una diversa geometria della testa 10 di combustione, dell?elemento 21 di iniezione, delle camere 22 e 33, del blocco 38 di combustione ed in particolare dell?elemento 19 di aspirazione, un diverso metodo di aspirazione dei gas G in prossimit? superficie 57 interna della parete 56 laterale, una diversa disposizione dei bruciatori 1 all?interno dell?apparato 55 (sia come posizione che come allineamento), un diverso sistema 4 di trasporto, ecc.

L?apparato ed il bruciatore sopra descritti comportano numerosi vantaggi.

Innanzitutto, la realizzazione e l?assemblaggio del bruciatore 1 sono semplificati rispetto a soluzioni di arte nota comprendenti pi? componenti. In aggiunta, il bruciatore 1, data la geometria e la penetrazione nella camera 3 di cottura, pu? tranquillamente essere installato in sostituzione (come miglioria) di un?architettura standard.

Inoltre, la presenza dell?elemento 18 di scarico all?interno della camera 3 e dell?elemento 19 di aspirazione in prossimit? della superficie 57 interna della parete 56 e non all?interno della parete 56, consentono di evitare, insieme al fuel staging, problematiche legate al surriscaldamento della parete 56 stessa, solitamente realizzata in muratura, che comporterebbe un surriscaldamento, con possibili rotture, del blocco 38 di combustione e/o il surriscaldamento del corpo 5 di miscelazione (solitamente realizzato in metallo), il quale a sua volta genererebbe un rischio di scottatura per gli operatori ed una dispersione di energia non indifferente.

Ulteriori vantaggi della presente invenzione, risiedono nella diminuzione delle dispersioni, nell?aumento della combustione (il ricircolo che si ottiene, di almeno il 50% dei prodotti di combustione del bruciatore, consente di utilizzare regolazioni con riduzione del comburente, sfruttando l?ossigeno residuo presente nei gas G ricircolati) e dell?uniformit? della temperatura all?interno della camera 3 di cottura, determinano, da parte dell?apparato 55 e del bruciatore 1 in accordo con la presente invenzione, la necessit? di una minore quantit? di gas (particolarmente utile nel caso di combustibili di difficile gestione come l?idrogeno) da immettere all?interno del bruciatore 1 per mantenere una certa temperatura, rispetto alle soluzioni di arte nota.

Inoltre, l?utilizzo di una testa 10 di combustione multistadio, in combinazione con l?elemento 21 di iniezione permette di ridurre i picchi di temperatura della fiamma, i quali sono il principale motivo della creazione di ossidi di azoto. Pertanto, la presente invenzione determina una riduzione di ossidi di azoto (NOx), in particolare al di sotto dei 50 ppm utilizzando gas naturale.

In aggiunta, l?effetto sinergico tra la testa 10 di combustione multistadio, l?elemento 21 di iniezione ed il blocco 38 di combustione consente di adottare degli scarichi molto ridotti, permettendo di raggiungere una velocit? di fiamma pari a circa 200 m/s.

La presente invenzione ? configurata per essere alimentata da diversi tipi di gas (ad esempio metano o GPL) ed ? predisposta a funzionare con combustibili ecosostenibili, come ad esempio metano arricchito con idrogeno, idrogeno puro, ecc. In particolare, la conformazione dei canali di adduzione del comburente varia al variare del combustibile impiegato.

Rispetto ad un bruciatore tradizionale, la fiamma del brucatore in accordo con la presente invenzione risulta essere maggiormente omogenea e meno vorticosa (swirled). Questa caratteristica permette alla fiamma di rimanere tesa e di propagarsi maggiormente senza aprirsi troppo nell?ambiente circostante (ovvero nella camera 3 di cottura). Questo effetto fa s? che i manufatti ceramici in transito durante la cottura subiscano poco l?interazione diretta della fiamma, evitando quindi eventuali difetti tecnologici (stonalizzazioni, calibri diversi, ecc.) dovuti ai picchi di temperatura che l?interazione diretta con la fiamma spesso determinano.

Inoltre, il forte ricircolo creato dall?altissima velocit? di fiamma del bruciatore 1, comprendente un blocco di combustione come sopra descritto, diluisce le temperature di fiamma (ovvero diminuisce i picchi aumentando la mediana) ed incrementa il coefficiente di scambio convettivo con i manufatti T ceramici. Per tale motivo, rispetto ad un?architettura tradizionale ed a parit? di potenza, la presente invenzione consente di scaldare maggiormente il materiale senza ?aggredirlo? con dei picchi di temperatura in corrispondenza delle fiamme ed ossidando in maniera pi? omogenea le sostanze organiche contenute nei manufatti T ceramici ed evitando, quindi, la comparsa di una colorazione pi? scura nella porzione interna di un manufatto sezionato. In tal modo, viene anche parzialmente inibito il rischio di scoppio dei manufatti T ceramici in una zona di preriscaldo del forno 2, ad esempio quando vengono infornati dei manufatti con un eccessivo contenuto di umidit?.

Infine, grazie alla speciale conformazione dell?elemento di iniezione, buona parte della fiamma viene generata a valle della testa di combustione, diminuendo le problematiche legate al ritorno di fiamma dell?idrogeno e facendo avanzare il fronte di fiamma.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Bruciatore (1) per la cottura di manufatti (T) ceramici installabile in un forno (2) industriale comprendente una camera (3) di cottura;

il bruciatore (1) comprendendo: un corpo (5) di miscelazione, comprendente a sua volta almeno un condotto (6) per l?adduzione di un combustibile (FL) provvisto di una percentuale di idrogeno e almeno un condotto (7) per l?adduzione di un comburente (OX); un dispositivo (8) di innesco per avviare una combustione; un dispositivo (9) di rilevamento fiamma; un primo elemento (11) di scarico tubolare, il quale ? configurato per essere attraversato da un fluido (F) in uscita dal corpo (5) di miscelazione ed ? dotato di una prima estremit? (12), all?interno della quale ? inserita almeno una parte del corpo (5) di miscelazione, ed una seconda estremit? (14) opposta alla prima estremit? (12);

il bruciatore (1) essendo caratterizzato dal fatto che il corpo (5) di miscelazione comprende sia un sistema (FPS) di partizionamento del combustibile (FL) configurato per suddividere il combustibile (FL) in una pluralit? di prime porzioni (FL?, FL??, FL???), sia un sistema (OPS) di partizionamento del comburente (OX), configurato per suddividere il comburente (OX) in una pluralit? di seconde porzioni (OX?, OX??, OX???), le quali sono convogliate in modo da miscelarsi in almeno due diversi stadi con le prime porzioni.

2. Bruciatore (1) secondo la rivendicazione 1, in cui il sistema (OPS) di partizionamento del comburente (OX) comprende una testa (10) di combustione disposta almeno parzialmente all?interno del primo elemento (11) di scarico tubolare e comprendente una o pi? camere (22, 33) di combustione, configurate per contenere, ciascuna, un diverso stadio (M?, M??) della combustione di una fiamma; e in cui il sistema (FPS) di partizionamento del combustibile (FL) comprende un elemento (21) di iniezione, il quale ? configurato per iniettare almeno la maggior parte (FL???) del combustibile (FL) a valle della testa (10) di combustione verso la seconda estremit? (14); in particolare, il primo elemento (11) di scarico tubolare essendo configurato per contenere uno stadio (F?) primario della combustione della fiamma.

3. Bruciatore (1) secondo la rivendicazione 2, in cui l?elemento (21) di iniezione comprende un condotto (23) tubolare, in particolare assiale, che attraversa da parte a parte l?una o pi? camere (22, 33) di combustione; in particolare, il condotto (6) di adduzione del combustibile comprende almeno una porzione (17) ristretta con sezione inferiore a quella del condotto (23) tubolare.

4. Bruciatore secondo la rivendicazione 3, in cui il condotto (23) tubolare presenta una sezione sostanzialmente costante, in particolare circolare.

5. Bruciatore secondo la rivendicazione 4, in cui il condotto (23) tubolare presenta una prima sezione trasversale avente un diametro da 2 mm a 12 mm, in particolare da 4 mm a 10 mm.

6. Bruciatore secondo una qualunque delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui il condotto (23) tubolare presenta una o pi? aperture (24) di distribuzione del combustibile in corrispondenza di ciascuna camera (22, 33) di combustione in modo da iniettare in ciascuna di esse almeno una delle seconde porzioni (FL?, FL??).

7. Bruciatore secondo la rivendicazione 6, in cui l?una o pi? aperture (24) sono dei fori (25) passanti che collegano una zona interna del condotto (23) tubolare ad una camera (22, 33) di combustione.

8. Bruciatore secondo la rivendicazione 7, in cui i fori (25) passanti sono dei fori radiali, in particolare disposti ad anello.

9. Bruciatore secondo una qualunque delle rivendicazioni da 3 a 6, in cui il condotto (23) tubolare comprende un primo estremo (26) collegato al condotto (6) per l?adduzione del combustibile (FL) ed un secondo estremo (26?) aggettantesi all?interno del primo elemento (11) tubolare di scarico verso la seconda estremit? (14); in particolare, il condotto (23) tubolare si estende lungo un asse (AA) di simmetria longitudinale del bruciatore (1).

10. Bruciatore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il condotto (6) di adduzione del combustibile comprende almeno una porzione (17) ristretta con sezione avente un diametro inferiore a 10 mm, in particolare da 4 mm a 8 mm.

11. Bruciatore (1) secondo la rivendicazione 10, in cui la porzione (17) ristretta ? ricavata di pezzo su una culatta (54) del corpo (5) di miscelazione; in particolare, la culatta (54) del corpo (5) di miscelazione essendo priva di aperture configurate per premiscelare comburente (OX) e combustibile (FL) a monte del sistema (OPS) di partizionamento del comburente.

12. Bruciatore (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui la testa (10) di combustione comprende almeno una prima camera (22) di combustione configurata per generare una prima fase (M?) di combustione della fiamma ed una seconda camera (33) di combustione, comunicante con la prima camera (22) di combustione e configurata per generare una seconda fase (M??) di combustione della fiamma in uscita dalla seconda camera (33) di combustione; la prima e la seconda camera (33) di combustione essendo configurate per convogliare parte della fiamma all?interno del primo elemento (11) di scarico tubolare verso la seconda estremit? (14); in particolare, il bruciatore (1) comprendendo ulteriori aperture (60) di distribuzione del combustibile colleganti il condotto (6) di adduzione del combustibile (FL) alla prima camera (22) di combustione; in particolare, le ulteriori aperture (60) di adduzione del combustibile comprendono dei fori assiali, preferibilmente disposti a corona attorno ad un asse (AA) longitudinale di simmetria del bruciatore (1).

13. Bruciatore (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo (9) di rilevamento fiamma comprende una sonda (50) UV, in particolare disposta lungo un asse (AA) longitudinale del bruciatore a bordo di una culatta (54) del corpo (5) di miscelazione.

14. Bruciatore (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti e comprendente anche almeno un secondo elemento (18) di scarico tubolare il quale si estende dalla seconda estremit? (14) verso il lato opposto rispetto alla prima estremit? (12); ed un elemento (19) di aspirazione, il quale ? configurato per portare almeno parte dei gas (G) presenti all?esterno del bruciatore 1 nel secondo elemento (18) di scarico tubolare ed ? dotato di una o pi? aperture (20) disposte tra il primo (11) ed il secondo elemento (18) di scarico tubolare.

15. Apparato (55) industriale per la cottura di manufatti (T) ceramici comprendente: un forno (2) a tunnel provvisto di almeno una parete (56) laterale, la quale delimita almeno parzialmente una camera (3) di cottura e presenta una superficie (57) interna alla camera (3) di cottura ed una superficie (58) esterna alla camera (3) di cottura; un sistema (4) di trasporto configurato per movimentare una pluralit? di manufatti (T) ceramici, lungo un percorso (P) di convogliamento all?interno della camera (3) di cottura;

l?apparato (55) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un bruciatore (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 14; l?apparato (55) industriale comprendendo almeno un sistema di adduzione idrogeno configurato per iniettare idrogeno o una miscela comprendente idrogeno all?interno del condotto di adduzione del combustibile.

16. Apparato (55) secondo la rivendicazione 15, in cui un elemento di aspirazione ? disposto tra il primo elemento (11) di scarico tubolare ed un secondo elemento (18) di scarico tubolare, ed, almeno parzialmente, all?interno della camera (3) di cottura; l?elemento (19) di aspirazione essendo configurato per portare almeno parte dei gas (G) presenti nella camera (3) di cottura nel secondo elemento (18) di scarico; in particolare, l?elemento (19) di aspirazione ? disposto in corrispondenza della superficie (57) interna della parete (56) laterale; l?elemento (19) di aspirazione ? configurato per creare una depressione tra il primo elemento (11) di scarico ed il secondo elemento (18) di scarico in modo da portare almeno parte dei gas (G, G?) presenti nella camera (3) di cottura nel secondo elemento (18) di scarico; in particolare, l?apparato (55) comprende una pluralit? di bruciatori (1) disposti in serie lungo una direzione (DD) parallela al percorso (P) di convogliamento; in particolare, il detto bruciatore (1) presenta un asse (AA) longitudinale trasversale (in particolare, perpendicolare) al percorso (P) di convogliamento, ad esempio perpendicolare alla detta parete (56) del forno (2) industriale.

17. Apparato (55) secondo la rivendicazioni 15 o 16, comprendente almeno una unit? elettronica di controllo, configurata per controllare il bruciatore (1) in modo da passare, ciclicamente, da una configurazione di cottura con fiamma ad una configurazione di cottura senza fiamma (flameless); in particolare, l?unit? elettronica di controllo essendo configurata per, ciclicamente, spegnere la fiamma diminuendo l?adduzione del combustibile ed eventualmente del comburente, ripristinare l?adduzione del combustibile ed eventualmente del comburente permettendo al bruciatore di cuocere in modalit? senza fiamma (flameless), e riaccendere la fiamma per tornare alla configurazione di cottura con fiamma.

18. Metodo per la cottura di manufatti (T) ceramici convogliati all?interno di un forno a tunnel e comprendente le fasi di:

- alimentare un bruciatore, in particolare secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 15, con un combustibile comprendente almeno una percentuale di idrogeno superiore al 20%, in particolare superiore al 50%, pi? in particolare superiore al 70%;

- alimentare contemporaneamente detto bruciatore con un comburente e innescare una fiamma almeno parzialmente all?interno del bruciatore e di una camera di cottura del forno a tunnel;

- controllare detta fiamma in retroazione;

in particolare, il metodo comprende, una volta che la camera di cottura del forno ha raggiunto una certa temperatura, ciclicamente, le ulteriori fasi di:

- spegnere la fiamma riducendo l?adduzione del combustibile e, in particolare, del comburente; e

- ripristinare l?adduzione del combustibile, in particolare anche del comburente, generando all?interno del forno a tunnel una combustione senza fiamma che cuoce i manufatti ceramici.