ITFI20130209A1 - Fornello a miscela combustibile - Google Patents

Fornello a miscela combustibile

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ITFI20130209A1
ITFI20130209A1 IT000209A ITFI20130209A ITFI20130209A1 IT FI20130209 A1 ITFI20130209 A1 IT FI20130209A1 IT 000209 A IT000209 A IT 000209A IT FI20130209 A ITFI20130209 A IT FI20130209A IT FI20130209 A1 ITFI20130209 A1 IT FI20130209A1
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IT
Italy
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cooker
stove
combustible mixture
separation elements
mixture
Prior art date
Application number
IT000209A
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Inventor
Emiliano Cecchini
Giampaolo Manfrida
Riccardo Secchi
Original Assignee
Exergy S R L
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/72Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
    • F23D14/82Preventing flashback or blowback
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • F23D14/04Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner
    • F23D14/06Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner with radial outlets at the burner head
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/9901Combustion process using hydrogen, hydrogen peroxide water or brown gas as fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Description

DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo
“FORNELLO A MISCELA COMBUSTIBILE”
La presente invenzione riguarda un fornello ed in dettaglio un fornello a miscela combustibile preferibilmente di tipo gassoso.
I fornelli sono apparecchi ad ampio spettro di utilizzo, infatti il fornello trova utilizzo dall’ambito domestico per il riscaldamento di vivande o la cottura di cibi fino a concorrere nei processi industriali a titolo di esempio dell’ambito alimentare, chimico, metallurgico o nei processi per ricavare/trasformare energia per la produzione di energia elettrica.
I fornelli di tipo noto, tanto installati in ubicazioni fisse quanto mobili, sono alimentati nella maggioranza dei casi da miscele gassose oppure da un singolo elemento allo stato gassoso e successivamente portato in contatto con una sostanza comburente.
Esistono fornelli predisposti per essere alimentati con carburanti allo stato liquido, per esempio nei casi destinati ad accampamenti militari o di campeggio in genere.
In base alle tipologie del combustibile alcuni particolari strutturali del fornello, ad esempio gli ugelli di passaggio del gas per la miscelazione dello stesso con un comburente, debbono essere conformi al tipo di combustibile per il quale è destinato lo specifico fornello.
I fornelli di tipo noto emettono delle fiamme su una o più corone, in gergo dette anche corona di fiamma, tipicamente circolari e concentriche quando sono più di una, in funzione del calore che devono generare e trasmettere.
In base al tipo di combustibile utilizzato e anche in funzione delle dimensioni delle corone del fornello, si può riscontrare che la fiamma non è sempre uniforme ed efficiente in ogni punto della corona.
Spesso, nei fornelli specialmente ad uso domestico l’uniformità della fiamma è dettata dal corretto posizionamento e/o dimensione del corpo che generalmente viene sovrapposto al fornello (a titolo di esempio una pentola o una padella oppure ancora un crogiuolo oppure un piano di cottura o una vasca di trattamento nel caso di fornelli ad uso industriale). In altri termini, la forma e l’efficienza della fiamma di un fornello allo stato dell’arte è influenzata ancora notevolmente dalle dimensioni e dal tipo di oggetto che viene affacciato al fornello stesso. E’ noto che la corona di fiamma di un fornello domestico cambia forma, intensità e anche luminosità talvolta passando da una situazione di fiamma libera ad una in cui è presente una padella o un generico piano metallico sospeso sopra il fornello ad una certa distanza. Una possibile miglioria introdotta allo stato dell’arte per aumentare l’efficienza della fiamma del fornello è quella di dotare il fornello di diffusori sagomati.
In dettaglio, il diffusore sagomato del fornello presenta dei solchi o delle scanalature disposte trasversalmente ed in allontanamento rispetto al centro del diffusore.
Le scanalature così strutturate sono tali da imprimere una componente secondaria alla velocità del flusso della miscela combustibile rispetto a quella principale, cioè radiale, diretta dal centro del diffusore (la parte ancora “fredda”, cioè senza fiamma) verso l’esterno.
In questo modo la fiamma risulta ordinata ed meno dispersiva, senza peraltro apportare migliorie in termini di efficienza della combustione della miscela gassosa che alimenta il fornello.
Inoltre, una struttura come sopra descritta del diffusore di un fornello comporta una modifica a livello fluidodinamico del flusso gassoso che deve compiere un percorso più articolato rispetto al fornello con diffusore di fiamma lineare. Allo stato dell’arte potrebbe sorgere un possibile svantaggio dove la miscelazione tra combustibile e comburente non sia sempre nel rapporto corretto e soprattutto che la fiamma non abbiamo il medesimo comportamento durante il funzionamento del fornello, soprattutto nelle fasi transitorie.
Per fasi transitorie si intende una importante regolazione del flusso dal un regime minimo al massimo o viceversa, oppure in caso di chiusura della saracinesca di alimentazione per lo spegnimento definitivo della fiamma. Questo aspetto della fiamma comporta che il fornello secondo la tecnica nota generi una fiamma meno efficace, che produce sostanze inquinanti (incombusti, CO, CO2, NOx - ossidi di azoto e miscele simili) in notevole quantità.
Secondo la tecnica nota dei fornelli attualmente a disposizione il fenomeno più pericoloso e frequente che può accadere, soprattutto all’atto dello spegnimento del fornello, è il cosiddetto “ritorno di fiamma” (fenomeno altresì noto con il termine inglese “backfire”).
Secondo la tecnica nota, il “ritorno di fiamma” è un fenomeno fisico tipico della combustione di una miscela di combustibile e comburente strettamente legato ad una dimensione o grandezza (di passaggio) detta “quenching distance” o “quenching gap”.
Si definisce la “quenching distance” come il più ampio passaggio che può prevenire la propagazione della fiamma attraverso il passaggio stesso, quando questo viene attraversato da una miscela infiammabile.
Quando le dimensioni del passaggio sono minori di un “valore critico” (valore caratteristico che varia in base al tipo di miscela combustibile) il fronte di fiamma si estingue a causa delle perdite di calore per scambio termico con un mezzo più freddo (per esempio un ugello, un diffusore oppure l’ambiente esterno) che diventano tali da asportare il calore necessario alla propagazione della fiamma e quindi ad un eventuale “ritorno di fiamma”.
Generalmente, la “quenching distance” dipende da varie grandezze fisiche in particolare dalla composizione della miscela combustibile e dal passaggio che la miscela stessa attraversa prima di bruciare, a titolo di esempio i fori di un ugello di una caldaia da riscaldamento oppure i fori di un diffusore di un fornello per uso domestico.
Il fenomeno del “ritorno di fiamma” allo stato dell’arte della tecnica nota non è sempre adeguatamente impedito.
Il “ritorno di fiamma” infatti è particolarmente pericoloso per i fornelli alimentati con miscele gassose, da un lato per caratteristica propria di volatilità dei gas che per natura non restano confinati quando esposti all’aperto, in secondo luogo per l’elevata velocità di propagazione di fiamma che è caratteristica dei gas combustibili che può essere causa di deflagrazioni ed incendi.
In questo ambito, il compito tecnico della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un fornello a miscela combustibili esente dagli inconvenienti sopra citati.
E’ scopo della presente invenzione mettere a disposizione fornello a miscela combustibile che permette una migliore resa di utilizzo rispetto a quanto è normalmente possibile nell’ambito tecnico specifico, in altre parole la presente invenzione è relativa ad un fornello dotato di elevata efficienza energetica di combustione.
E’ altresì scopo dell’invenzione mettere a disposizione fornello a miscela combustibile che presenti maggiore sicurezza di utilizzo con differenti miscele combustibili, preferibilmente miscele gassose e/o a base di gas nobili, quindi anche miscele gassose non strettamente in uso nelle tradizionali applicazioni domestiche.
Questi ed altri scopi sono sostanzialmente raggiunti da un fornello a miscela combustibile secondo quanto descritto in una o più delle unite rivendicazioni.
Le rivendicazioni dipendenti corrispondono a possibili forme di realizzazione dell’invenzione.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente chiari dalla descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita e non esclusiva di un fornello a miscela combustibile secondo la presente invenzione.
Tale descrizione è fornita con riferimento alle unite figure, anch’esse aventi scopo puramente esemplificativo e pertanto non limitativo, in cui: - la figura 1 è una vista prospettica in esploso dall’alto di un fornello a miscela combustibile secondo la presente invenzione;
- la figura 2 è una vista prospettica in esploso dal basso del fornello di figura 1;
- la figura 3 è una vista in pianta del fornello di figura 1 con alcune parti nascoste per renderne visibili delle altre;
- la figura 4 è una vista prospettica dall’altro del fornello di figura 1 in una configurazione d’uso secondo la presente invenzione.
Con riferimento alle figure allegate, ed in dettaglio alla figura 1, con il numero di riferimento 1 è indicato nel suo complesso un fornello a miscela combustibile.
Il fornello 1 a miscela combustibile comprende un corpo 10, avente una forma preferibilmente cilindrica ed internamente cava.
Preferibilmente, la cavità interna 11 del corpo 10 è simmetrica rispetto almeno ad un asse “X”.
Preferibilmente, secondo l’invenzione del presente trovato, anche il corpo 10 è simmetrico rispetto al suddetto asse “X” e presenta una forma cilindrica.
Il corpo 10 comprende una pluralità di elementi di separazione 20 disposti intorno e tangenzialmente a detto asse “X”.
Gli elementi di separazione 20 sono tali da affacciarsi all’esterno 200 su di un lato e sul lato opposto sono tali da convergere verso la cavità 11 interna del corpo 10.
In particolare, la porzione degli elementi di separazione 20 rivolta verso l’asse “X” è tale da definire una linea 12 delimitante il bordo perimetrale della cavità 11 interna, come schematizzato nella figura 1 e nella figura 3. Preferibilmente, gli elementi di separazione 20 sono tutti ad una medesima distanza radiale prestabilita rispetto all’asse “X”.
Preferibilmente, gli elementi di separazione 20 giacciono su di un piano “P” perpendicolare all’asse “X” tali e ancora più preferibilmente presentano una forma in pianta di tipo poligonale definita da almeno tre linee di cui almeno due linee disposte tangenzialmente rispetto detto asse “X”.
Nella forma realizzativa preferita ed illustrata nella figure annesse gli elementi di separazione 20 presentano una forma in pianta di tipo triangolare.
Preferibilmente, la suddetta forma triangolare di ciascun elemento di separazione 20 presenta un vertice 21 rivolto verso l’asse “X” secondo una direzione tangenziale ad esso ed un lato di base 22 affacciato verso l’esterno 200. In altri termini, il lato di base 22 di ciascun elemento di separazione coincide con il bordo esterno del corpo 10.
Nella forma realizzativa preferita del presente trovato, gli elementi di separazione 20 hanno una giacitura tangente all’asse “X” con un angolo d’inclinazione “α” compreso tra 0 gradi e 75 gradi, preferibilmente pari a circa 30 gradi. L’angolo d’inclinazione “α” pari ad un valore uguale a 0 gradi definisce una giacitura degli elementi di separazione 20 di tipo radiale, quindi non tangenziale rispetto all’asse “X”. In altre parole gli elementi di separazione 20 possono presentarsi disposti radialmente rispetto all’asse “X” fino ad assumere una posizione tangenziale rispetto al citato asse di circa 75 gradi come valore massimo.
Nella forma realizzativa preferita gli elementi di separazione 20 sono tutti tangenziali rispetto all’asse “X”, in altre forme realizzative diversa da quella qui descritta ma ricomprese nel concetto della presente invenzione, gli elementi di separazione 20 possono avere una giacitura alternata tra posizione tangente e posizione radiale.
Gli elementi di separazione 20 essendo equispaziati loro definiscono una pluralità di passaggi 30 compresi tra un elemento di separazione 20 ed i rispettivi elementi di separazione 20 ad esso adiacenti.
Pertanto, il numero di passaggi 30 risulta proporzionale al numero di elementi di separazione 20 presenti sul corpo 10.
La pluralità di passaggi 30 è tale da mettere in comunicazione di fluido la cavità 11 interna del corpo 10 con l’esterno 200, cioè permette la fuoriuscita della miscela combustibile gassosa dalla cavità 11 verso l’esterno 200.
In una forma realizzativa diversa del presente trovato e ricompresa nel concetto della presente invenzione, il fornello 1 comprende più di una serie di passaggi 30, disposti su piani diversi e paralleli tra loro e distribuiti lungo l’asse “X”.
L’entità dell’angolo d’inclinazione “α” degli elementi di separazione 20 determina una turbolenza del flusso della miscela combustibile in uscita dai passaggi 30 al fine di controllare meglio il processo di combustione e ridurre le emissioni inquinanti.
Preferibilmente, la pluralità di passaggi 30 è definita secondo delle aperture di sezione rettangolare e ancora più preferibilmente con il lato maggiore parallelo al piano “P”, le aperture sono dirette dalla cavità 11 interna fino all’esterno 200.
Altre forme e dimensioni dei passaggio 30 sono ricomprese nella presente invenzione, ma non illustrati nelle figure annesse. A titolo di esempio, i passaggi 30 possono avere una sezione a forma circolare, oppure quadrata oppure secondo una sagoma prestabilita.
Preferibilmente la sezione rettangolare del passaggio 30 presenta un’altezza compresa tra 0.001 mm e 10 mm ed una larghezza ad esempio pari a circa 5 mm. Le dimensioni, la forma e la profondità (cioè la distanza dall’esterno 200 fino alla cavità 11) dei passaggi 30 del corpo 10 sono parametri che dipendono del tipo di miscela combustibile gassosa impiegata nell’uso del fornello 1.
Vantaggiosamente, il corpo 10 del fornello 1 a miscela combustibile comprende una parete forata 40 disposta in posizione adiacente alla pluralità di elementi di separazione 20.
Il fornello 1 comprende inoltre un condotto di alimentazione 50 della miscela combustibile che è in comunicazione di fluido con la cavità 11 interna del corpo 10 per mezzo della suddetta parete forata 40.
In altri termini, la parete forata 40 è posta in una zona centrale della cavità 11, preferibilmente centrata e perpendicolare rispetto all’asse “X” e tale dal permettere il suddetto collegamento di fluido.
Vantaggiosamente, la parete forata 40 presenta dei fori di passaggio 41 della miscela combustibile tali da prevenire un ritorno di fiamma della miscela stessa.
Preferibilmente, la parete forata 40 presenta una pluralità di fori 41 circolari aventi un diametro compreso tra 0.001 mm e 1 mm, ancora più preferibilmente pari a circa 0.3 mm.
Vantaggiosamente, il valore del diametro di ciascun foro 41 della parete forata 40 è calcolato in modo tale da essere inferiore alla “quenching distance” caratteristica della miscela combustibile gassosa che alimenta il fornello 1.
In altri termini, il valore del diametro di ciascun foro 41 è tale che, in una particolare condizione d’uso del fornello 1 per esempio durante uno spegnimento improvviso della fiamma a causa della chiusura di una saracinesca di alimentazione, la fiamma in fase di estinzione non si propaghi nel condotto di alimentazione 50, dove è ancora presente della miscela.
Il fenomeno sopra descritto è detto in gergo tecnico “ritorno di fiamma” caratteristico in un fenomeno di combustione in aria.
Preferibilmente, anche ogni singola sezione di apertura dei passaggi 30 è prestabilita in modo tale da prevenire il fenomeno del “ritorno di fiamma” nell’utilizzo del fornello 1 della presente invenzione.
Vantaggiosamente, la parete forata 40 impedisce inoltre la formazione di fenomeni, soprattutto durante la chiusura della saracinesca di alimentazione, d’irregolarità della fiamma che in alcuni casi può spegnersi per poi riaccendersi ripropagandosi verso l’esterno 200 con conseguenti rischi di ustione dell’utilizzatore. Anche in questo caso si può parlare di “ritorno di fiamma” però verso l’esterno 200 e non lungo il condotto di alimentazione 50.
In riferimento al condotto di alimentazione 50 sopra introdotto, esso presenta preferibilmente una prima estremità 51 ed una seconda estremità 52 opposta alla prima.
Preferibilmente, in corrispondenza della prima estremità 51 il condotto di alimentazione 50 è fissato esternamente al corpo 10 in corrispondenza di una estremità inferiore 13 del corpo 10.
In corrispondenza di una seconda estremità libera 52 il condotto di alimentazione 50 presenta una predisposizione per il collegamento ad un impianto di alimentazione del fornello 1.
Nella forma realizzativa preferita, il condotto di alimentazione 50 è sostanzialmente un elemento cilindrico cavo internamente ed adatto a condurre miscele gassose. Preferibilmente, il condotto di alimentazione 50 presenta al proprio interno una riduzione di diametro in corrispondenza della parete forata 40, per creare quello che in gergo è detto “effetto Venturi”, prestabilito per ottimizzare il flusso della miscela combustibile in ingresso nella cavità 11 del corpo 10.
Nella forma realizzativa preferita del presente trovato, il fornello 1 comprende un elemento di copertura 60 che in uso è removibilmente appoggiato sugli elementi di separazione 20, solidali con il corpo 10.
Infatti, il corpo 10 funge come porzione di base 14 avente l’asse di simmetria “X” preferibilmente in posizione verticale e dalla quale si protendono gli elementi di separazione 20 sopra i quali è disposto in appoggio l’elemento di copertura 60.
In altri termini, quando l’elemento di copertura 60 è posizionato sopra il corpo 10 ed in corrispondenza di tutti gli elementi di separazione 20 è possibile definire la cavità 11 interna come sopra descritta e la pluralità di passaggi 30.
Anche in questa forma realizzativa con l’elemento di copertura 60 in suo si definisce la pluralità di passaggi 30 che permette la fuoriuscita della miscela combustibile secondo un andamento prestabilito dal punto di vista fluidodinamico.
Durante il funzionamento del fornello 1, quando è presente la fiamma di combustione della miscela, i passaggi 30 affacciati all’esterno 200 lungo tutto il bordo esterno del corpo 10 sono tali da sospingere la fiamma lateralmente rispetto all’elemento di copertura 60.
L’elemento di copertura 60 preferibilmente presenta una forma a disco ed è sovrapposto al corpo 10 in posizione orizzontale.
L’elemento di copertura 60 quando è in uso appoggiato sugli elementi di separazione 20 è tale da avere il proprio asse di simmetria coincidente con l’asse “X”.
In particolare, tra l’elemento di copertura 60 quando in uso ed il corpo 10 sono attivi dei mezzi di vincolo 70 adatti a trattenere in posizione l’elemento di copertura 60 stesso.
Preferibilmente i mezzi di vincolo 70 permettono di trattenere l’elemento di copertura 60 almeno secondo una direzione impedendo che l’elemento di copertura 60 possa scorrere, per esempio, lungo una direzione parallela al piano “P” oppure l’elemento di copertura 60 possa girare sul proprio asse. Preferibilmente, i mezzi vincolo 70 sono sostanzialmente due perni 71 fissati sul corpo 10 che si protendono come gli elementi di separazione 20, ma per una lunghezza maggiore rispetto ad essi.
I due perni 71 sono tali da interagire per accoppiamento non forzato con rispettive cavità di bloccaggio 61 disposte sulla superficie di appoggio 62 dell’elemento di copertura 60, cioè quella affacciata al corpo 10 quando l’elemento di copertura 60 è in uso.
In una variante non illustrata i mezzi di vincolo 70 comprendono almeno vite filettata oppure una sede di riscontro sul corpo 10 tale da interagire con una sede complementare sull’elemento di copertura 60.
In una forma realizzativa del presente trovato diversa da quella preferita ricompresa nel concetto dell’invenzione, ma non illustrata nelle annesse figure, l’elemento di copertura 60 è realizzato di pezzo con il corpo 10.
In altri termini, il corpo 10 è un pezzo unico comprensivo dell’elemento di copertura 60.
La cavità 11 e la pluralità di passaggi 30 verso l’esterno 200 sono quindi ammanchi di materiale all’interno del corpo 10 ricavato, a titolo di esempio, per mezzo di un processo di pressofusione a cera persa oppure con procedimenti quali foratura meccanica, foratura laser, elettroerosione e simili.
In riferimento alla figura 4 annessa, è stato indicato con delle frecce un esempio del flusso che compie la miscela combustibile durante l’utilizzo del fornello 1.
Il fornello 1 della presente invenzione, comprende inoltre una termocoppia connessa con dei mezzi di alimentazione della miscela combustibile commutabili in una configurazione di interruzione del flusso di detta miscela combustibile allorché un calore rilevato si scosti da un intervallo di calore prestabilito. Preferibilmente, i mezzi di alimentazione si trovano in uno stato normalmente aperto al flusso della miscela combustibile.
In altri termini, una termocoppia rileva la temperatura in prossimità dei passaggi 30 del fornello 1 ed invia l’informazione sotto forma di segnale elettrico ai mezzi di alimentazione ad essa collegata. Quando il segnale di temperatura è fuori da un intervallo prestabilito, i mezzi di alimentazione intervengono chiudendo l’alimentazione della miscela combustibile proveniente dal condotto di alimentazione 50.
A titolo di esempio, un valore rilevato della temperatura sotto un valore prestabilito può significare l’assenza di fiamma mentre è presente comunque il flusso della miscela dal condotto di alimentazione 50 verso i passaggi 30 e poi verso l’esterno 200. Per motivi di sicurezza il flusso viene interrotto dai mezzi di alimentazione per evitare, per esempio, di saturare di miscela un ambiente chiuso in caso di fuga della miscela stessa.
A titolo di esempio, un valore rilevato della temperatura sopra un valore prestabilito può significare un errato rapporto stechiometrico nel processo di combustione della miscela, quindi una fiamma “più calda” di quanto prestabilito. In questo caso l’utilizzo del fornello 1 potrebbe essere dannoso o addirittura pericoloso per l’utilizzo del fornello 1 stesso. Per motivi di sicurezza il flusso anche in questo caso ipotetico viene interrotto dai mezzi di alimentazione per evitare, per esempio, la fusione di elementi o porzioni del fornello 1.
Vantaggiosamente, almeno una porzione del fornello 1 è realizzata in metallo, preferibilmente in acciaio inossidabile.
Preferibilmente, la porzione in materiale metallico inossidabile del fornello 1 è quella del bordo esterno, dove si affacciano i passaggi 30 all’esterno 200 e dove si aggrappa la fiamma di combustione. In questa regione infatti la degradazione dovuta a corrosione e/o ossidazione dovute al processo di combustione sono più attive e compromettono anche le l’integrità di alcune parti del fornello 1.
Preferibilmente, il fornello 1 interno è realizzato in acciaio inossidabile o almeno il corpo 10 è realizzato in acciaio inossidabile.
Vantaggiosamente, il corpo 10 realizzato in acciaio inossidabile permette anche un maggior smaltimento del calore trasmesso dalla fiamma durante la combustione della miscela combustibile. Infatti, l’acciaio inossidabile possiede delle caratteristiche fisiche e meccaniche tali da permettere di ottenere una fiamma col fornello 1 detta in gergo più “fredda”. In altri termini, il processo di combustione della miscela con un fornello 1 in acciaio inossidabile ha luogo con una temperatura della fiamma tale da ridurre la produzione degli ossidi di Azoto (tecnicamente indicati anche con la sigla NOx), che sono alcune tra le sostanze più inquinanti risultanti dal processo combustivo.
Vantaggiosamente, il fornello 1 realizzato in acciaio inossidabile permette di realizzare un fiamma della miscela combustibile gassosa ancora più brillante, quindi più visibile. Questo permette di ridurre il rischio di bruciature accidentali o di lasciare acceso il fornello 1 inavvertitamente proprio a causa della fiamma di combustione dell’idrogeno che è incolore ed il gas stesso è inodore.
Preferibilmente, la miscela combustibile gassosa che alimenta il fornello 1 è a base di idrogeno, ancora più preferibilmente la miscela combustibile che alimenta il fornello 1 consiste in idrogeno puro.
Preferibilmente, la miscela combustibile prevede diverse percentuali di idrogeno gassoso miscelato con aria ambiente.
Secondo la forma realizzativa della presente invenzione, la percentuale di idrogeno presente nella miscela può variare da un valore massimo del 100% ad un valore minimo pari a circa il 4%.
Vantaggiosamente, il valore del diametro di ciascun foro 41 della parete forata 40 è predisposto di volta in volta per essere compatibile di con la percentuale di miscela specifica che alimenta il fornello 1.
In particolare, ciascun foro 41 presenta un diametro tale da essere inferiore alla “quenching distance” caratteristica della miscela combustibile gassosa in uso nel fornello 1.
In altre parole, ad ogni percentuale di miscela compresa nell’intervallo sopra indicato che alimenta il fornello 1, preferibilmente la parete forata 41 presenta dei fori dal diametro inferiore alla quenching distance specifica della miscela in uso.
Preferibilmente, in accordo con un valore prestabilito della percentuale di miscela combustibile compresa nell’intervallo summenzionato, anche il numero dei fori 41 sulla parete forata 40 può cambiare in funzione della percentuale di miscela combustibile.
Preferibilmente, in altre configurazioni di utilizzo diverse da quella preferita, il presente fornello 1 può essere alimentato da una pluralità di gas o miscele di gas combustibili, comprendente in modo non limitativo idrogeno o almeno un gas selezionato tra GPL o metano o propano o butano o etano, tipiche componenti del cosiddetto gas di città.
Vantaggiosamente, il fornello 1 della presente invenzione possiede elevate caratteristiche di efficienza di combustione (e quindi di consumi) e di sicurezza di utilizzo.
Il flusso turbolento della miscela combustibile insieme ad una geometria degli orifizi di passaggio della miscela (la pluralità di fori 41 ed i passaggi 30) fanno del fornello 1 un prodotto estremamente sicuro ed esente dai pericoli noti del “ritorno di fiamma”.
Inoltre, le geometrie dei passaggi della miscela sono tali da permettere l’utilizzo di una miscela combustibile con diversi tenori di idrogeno in essa contenuti, rendendo l’utilizzo del fornello 1 più pratico ed adattabile secondo le esigenze dell’utilizzatore. In altri termini, con un dosaggio prestabilito della miscela combustibile, il fornello 1 si presta ad un utilizzo domestico come ad un impiego più gravoso in ambito industriale.
Come accennato, l’efficienza del fornello 1 permette di avere bassi consumi e di conseguenza anche basse emissioni inquinanti a parità di calore generato rispetto a quanto finora noto.

Claims (15)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Fornello (1) alimentato con una miscela combustibile, preferibilmente in forma gassosa, comprendente almeno un corpo (10) definente internamente una cavità (11) simmetrica almeno rispetto ad un asse (“X”), detto corpo (10) presentando una pluralità di elementi di separazione (20) disposti intorno e tangenzialmente rispetto a detto asse (“X”) e definenti una pluralità di passaggi (30) tali da mettere in comunicazione di fluido detta cavità (11) con l’esterno (200), caratterizzato dal fatto che detto corpo (10) comprende inoltre almeno una parete forata (40) di accesso di detta miscela combustibile disposta in posizione adiacente a detta pluralità di elementi di separazione (20).
  2. 2. Fornello (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta miscela combustibile consiste in idrogeno puro.
  3. 3. Fornello (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta parete forata (40) presenta delle aperture (41) tali da prevenire un ritorno di fiamma di detta miscela combustibile.
  4. 4. Fornello (1) secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre un condotto di alimentazione (50) di detta miscela combustibile in comunicazione di fluido con detta cavità (11) per mezzo di detta parete forata (40).
  5. 5. Fornello (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta pluralità di elementi di separazione (20) si estende tangenzialmente intorno a detto asse (“X”) con un angolo d’inclinazione (“α”) rispetto ad una direzione radiale di riferimento compreso tra 0 gradi e 75 gradi, preferibilmente pari a circa 30 gradi.
  6. 6. Fornello (1) secondo la rivendicazione 1, comprendente un corpo (10) presentante una porzione di base (14) dotata di detta pluralità di elementi di separazione (20), un elemento di copertura (60) tale che in uso è removibilmente appoggiato su detti elementi di separazione (20), detti elementi di separazione (20) protendendosi rispetto a detta porzione di base (14) del corpo (10) e definendo una pluralità di passaggi (30) tali da permettere la fuoriuscita di detta miscela combustibile da detta cavità (11) verso l’esterno (200).
  7. 7. Fornello (1) secondo la rivendicazione 6, in cui tra detto elemento di copertura (60) e detto corpo (10) sono attivi dei mezzi di vincolo (70) adatti a trattenere almeno secondo una direzione detto elemento di copertura (60) in appoggio su detti elementi di separazione (20).
  8. 8. Fornello (1) secondo la rivendicazione 6, in cui detto elemento di copertura (70) è realizzato di pezzo con detto corpo (10) di detto fornello (1).
  9. 9. Fornello (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detti elementi di separazione (20) presentano una forma in pianta di tipo poligonale definita da almeno tre linee di cui almeno due linee disposte tangenzialmente rispetto detto asse (“X”).
  10. 10. Fornello (1) secondo la rivendicazione 9, in cui detti elementi di separazione (20) presentano una forma in pianta di tipo triangolare con un vertice (21) rivolto verso detto asse (“X”).
  11. 11. Fornello (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta pluralità di passaggi (30) è definita secondo delle aperture di sezione rettangolare, preferibilmente con un’altezza compresa tra 0.001 mm e 10 mm e una larghezza ad esempio pari a circa 5 mm.
  12. 12. Fornello (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta parete forata (40) presenta una pluralità di fori (41) circolari aventi un diametro compreso tra 0.001 mm e 1 mm, preferibilmente un diametro pari a circa 0.3 mm.
  13. 13. Fornello (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, comprendente inoltre una termocoppia connessa con dei mezzi di alimentazione di detta miscela combustibile commutabili tra una configurazione di interruzione del flusso di detta miscela combustibile allorché un calore rilevato si scosti da un intervallo di calore predeterminato.
  14. 14. Fornello (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui almeno una porzione di detto fornello (1) a miscela combustibile è realizzata in metallo, preferibilmente in acciaio inox.
  15. 15. Fornello (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detta miscela combustibile è a base di idrogeno gassoso.
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