ITMI20131968A1 - Bruciatore - Google Patents

Description

"Bruciatore”

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un bruciatore per caldaia a gas. Le caldaie a gas della tecnica nota comprendono una camera di combustione con uno scambiatore di calore, un bruciatore collegato alla o nella camera di combustione per la produzione di calore mediante combustione di una miscela di gas combustibile e aria comburente all’interno della camera di combustione, un condotto di alimentazione per l’alimentazione della miscela di gas ed aria al bruciatore, nonché un telaio per supportare e collegare il bruciatore alla camera di combustione. I bruciatori della tecnica nota comprendono una membrana di combustione avente:

- una superficie interna in comunicazione di flusso con il condotto di alimentazione o con una camera di miscelazione e/o di distribuzione della miscela di gas combustibile, e

- uno strato diffusore che forma una superficie esterna (o superficie di combustione) della membrana, rivolta nella camera di combustione,

e la miscela viene convogliata attraverso la membrana di combustione nella camera di combustione dove avviene la combustione, sotto forma di schema di fiamma sulla superficie di combustione.

Solitamente lo strato diffusore è costituito da una parete con una pluralità di aperture passanti, ad esempio una lamiera perforata, un tessuto, una maglia o una parete porosa o perforata di materiale ceramico.

A monte dello strato diffusore (con riferimento alla direzione 31 di flusso della miscela gas-aria) può essere inoltre previsto un distributore allo scopo di distribuire la miscela in modo desiderato verso la parete del diffusore. I distributori noti sono generalmente realizzati come pareti con una pluralità di aperture passanti, ad esempio in lamiera perforata, e possono formare uno strato “interno” della membrana di combustione o, alternativamente, una componente distanziata dalla membrana di combustione.

Il calore prodotto dalla combustione viene veicolato mediante i gas di combustione caldi (convezione) e mediante irraggiamento termico ad uno scambiatore di calore per il riscaldamento di un fluido, ad esempio acqua, che viene successivamente convogliato ad un utilizzo, per esempio ad un sistema di riscaldamento di un processo industriale, di ambienti abitativi o simili e/o di acqua sanitaria.

Per un utilizzo mirato e sicuro della caldaia è desiderabile controllare e poter variare in modo controllato la potenza di riscaldamento del bruciatore e la portata locale e totale della miscela combustibile attraverso la membrana di combustione.

La portata di della miscela combustibile, infatti, influenza la temperatura di fiamma, la temperatura della membrana di combustione, la potenza termica complessiva, la stabilità di fiamma ma, purtroppo, anche l’insorgere di indesiderati fenomeni di instabilità e distacco della fiamma dalla superficie di combustione.

Oltre alla portata locale della miscela combustibile, la stabilità di fiamma dipende anche dalla temperatura locale della membrana di combustione la quale temperatura locale è a sua volta influenzata dalla geometria e dalla distribuzione di massa nella membrana di combustione e nel telaio di supporto. Motivo per cui le membrane di combustione vengono spesso realizzate in maglia metallica che facilita una sagomatura tridimensionale a doppia curvatura. Un esempio di un bruciatore tridimensionale in maglia metallica è noto da WO2012/095759A2.

Mentre la lamiera forata può essere agevolmente piegata intorno ad un solo asse, una sagomatura con curvatura intorno a più assi comporta uno stiramento nel piano della lamiera con deformazioni dei fori non controllabili e non ripetibili e con possibile rottura dei “ponti” di lamiera tra fori adiacenti.

Dall’altro canto, le maglie in fibre metalliche (già per sé costose) non sono dimensionalmente stabili e vengono quindi spesso usate in combinazione con una rete metallica di supporto che aumenta ulteriormente il costo del bruciatore. Inoltre, le proprietà (permeabilità, spessore, densità) delle maglie in fibre metalliche presentano una distribuzione statistica con deviazione standard elevata. Ciò rende difficile il controllo dei parametri che influenzano la combustione e comporta incertezze sull’accensione, sulla rilevazione della fiamma, sul carico del flusso di combustibile e sulla potenza termica specifica del bruciatore.

Lo scopo della presente invenzione è pertanto quello di fornire un bruciatore con caratteristiche tali da ovviare ad almeno alcuni degli inconvenienti della tecnica nota.

Uno scopo particolare dell’invenzione è quello di conciliare meglio le esigenze di un migliore controllo dei parametri di combustione e di una fabbricazione della membrana di combustione a costi contenuti.

Questo ed altri scopi vengono raggiunti mediante un bruciatore a gas per caldaia comprendente una membrana di combustione con uno strato diffusore a forma di guscio tridimensionale che forma una superficie esterna di combustione con almeno una regione con doppia curvatura, caratterizzato dal fatto che la superficie di combustione comprende una prima porzione formata da una lamiera metallica perforata ed una seconda porzione formata da un materiale permeabile a base di fibre o fili, ad esempio un materiale intrecciato a maglia o a tessuto.

All’interno della presente descrizione, il termine “materiale permeabile a base di fibre o fili (“Permeable Fiber- or Wire -made Material (PFWM)”) include:

- tessuto a telaio o tessuto a maglia, ad es. in fibre metalliche o ceramiche o sinterizzate,

- tessuto non tessuto in fibre metalliche, ceramiche o sinterizzate,

- materiali contenenti fibre o costituiti da fibre, ad esempio fibre metalliche, fibre minerali, fibre ceramiche o sinterizzate,

- materiali costituiti da o comprendenti intrecci di fili o filamenti, ad esempio fili metallici.

Ciò permette di conciliare una fabbricazione semplificata della membrana tridimensionale con l’esigenza di disporre in almeno una zona del bruciatore, appunto nella prima porzione della superficie di combustione, di proprietà (permeabilità, densità, spessore, conducibilità termica) certe e ripetibili che permettono un migliore controllo dei parametri di combustione. Inoltre, l’impiego mirato e differenziato dei materiali lamiera forata e del materiale permeabile a base di fibre o fili (in seguito per brevità “PFWM”) in differenti regioni della superficie di combustione permette un’ottimizzazione funzionale ed una riduzione dei costi di materiale e di fabbricazione.

Secondo un aspetto dell’invenzione, la superficie di combustione comprende una regione planare o a curvatura semplice, ad esempio a forma di segmento di superficie cilindrica, formata almeno in parte dalla prima porzione in lamiera metallica perforata, mentre la regione con doppia curvatura è formata almeno in parte dalla seconda porzione in PFWM.

Ciò permette una fabbricazione della regione planare o a curvatura semplice, ad esempio tramite calandratura tra due rulli di calandratura che possono anche non essere riscaldate, della lamiera metallica precedentemente perforata, e la sagomatura delle regioni a forma di guscio con doppia curvatura tramite formatura del PFWM mediante una pressa.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, un organo di controllo o azionamento del bruciatore, ad esempio un sensore di ionizzazione, un sensore termico, un dispositivo di accensione, è posizionato sul lato della superficie di combustione in corrispondenza della prima porzione in lamiera perforata.

Ciò permette di monitorare e controllare la combustione in una zona del bruciatore in cui le proprietà dello strato diffusore (lamiera forata) sono tali da assicurare un’elevata precisione e ripetibilità dei parametri di controllo, in particolare della permeabilità e della conducibilità termica dello strato diffusore.

In accordo con un ulteriore aspetto dell’invenzione, in tutti i punti della superficie di combustione il raggio di curvatura minimo è sostanzialmente identico (entro le tolleranze ingegneristiche usuali per i bruciatori in questione). Questa forma particolare dello strato diffusore migliora lo scambio termico tra la fiamma e lo strato diffusore, aumentando la radiazione termica della membrana di combustione e riducendo la convezione termica tramite i fumi caldi, con benefici per la riduzione di CO e NOx.

E’ quindi possibile conseguire una stabilità di fiamma anche in caso di aumento della potenza di riscaldamento e anche in corrispondenza delle estremità del diffusore.

Per meglio comprendere l'invenzione ed apprezzarne i vantaggi, verrà di seguito fornita una descrizione di alcune forme di realizzazione esemplificative non limitative del bruciatore dell’invenzione, facendo riferimento alle figure annesse, in cui:

- la figura 1 è una vista dall’alto del bruciatore secondo una forma di realizzazione;

- la figura 2 è una vista laterale del bruciatore in figura 1; - la figura 3 è una vista esplosa dei componenti telaio e membrana di combustione del bruciatore in figura 1 e 2;

- la figura 4 è una vista in sezione trasversale del bruciatore in figura 1 e 2;

- la figura 5 mostra uno schema esemplificativo di aperture di una lamiera metallica forata del bruciatore secondo una forma di realizzazione;

- la figura 6 mostra una maglia in fibre metalliche o ceramiche del bruciatore secondo una forma di realizzazione;

- la figura 7 mostra una rete metallica del bruciatore secondo una forma di realizzazione;

- la figura 8 mostra un particolare di un bruciatore secondo una forma di realizzazione;

- le figura 9A – 9D sono viste in sezione longitudinale schematizzata di un bruciatore secondo alcune forme di realizzazione;

- le figura 10A – 10D sono viste in sezione longitudinale schematizzata di un bruciatore secondo ulteriori forme di realizzazione;

- le figura 11A – 11D sono viste in sezione longitudinale schematizzata di un bruciatore secondo ulteriori forme di realizzazione;

- le figura 12A – 12D sono viste in sezione longitudinale schematizzata di un bruciatore secondo ulteriori forme di realizzazione;

- le figura 13A – 13D sono viste in sezione longitudinale schematizzata di un bruciatore secondo ulteriori forme di realizzazione;

- le figure 14A e 14B sono viste in sezione di un bruciatore con camera di adduzione della miscela secondo una forma di realizzazione;

- la figura 15 illustra un inserto distributore del bruciatore secondo una forma di realizzazione;

- la figura 16 è una vista in sezione di un bruciatore con l’inserto di figura 15;

- la figura 17 una vista esplosa dei componenti telaio e membrana di combustione del bruciatore secondo una forma di realizzazione ed un metodo di assemblaggio alternativo a quelli mostrati in figura 3.

Con riferimento alle figure, un bruciatore 1 a gas per caldaia comprende una membrana di combustione 2 con uno strato diffusore 3 a forma di guscio tridimensionale che forma una superficie esterna di combustione 4 con almeno una regione con doppia curvatura 5, in cui la superficie di combustione 4 comprende una prima porzione 6 formata da una lamiera metallica perforata ed una seconda porzione 7 formata da un materiale permeabile a base di fibre o fili.

Ciò permette di conciliare una fabbricazione semplificata della membrana tridimensionale 2 con l’esigenza di disporre in almeno una zona del bruciatore 1, appunto nella prima porzione 6 della superficie di combustione 4, di proprietà (permeabilità, densità, spessore, conducibilità termica) certe e ripetibili che permettono un migliore controllo dei parametri di combustione. Inoltre, l’impiego mirato e differenziato dei materiali lamiera forata e PFWM in differenti regioni della superficie di combustione 4 permette un’ottimizzazione funzionale ed una riduzione dei costi di materiale e di fabbricazione.

Secondo una forma di realizzazione, la superficie di combustione 4 comprende una regione 8 planare o a curvatura semplice, ad esempio a forma di segmento di superficie cilindrica, formata almeno in parte dalla prima porzione 6 in lamiera metallica perforata, mentre la regione 5 con doppia curvatura è formata almeno in parte dalla seconda porzione 7 in PFWM.

Ciò permette una fabbricazione della regione 8 planare o a curvatura semplice tramite formatura agevolmente controllabile della lamiera metallica precedentemente perforata, ad esempio mediante calandratura, e la sagomatura , ad esempio mediante pressa, delle regioni 5 a forma di guscio con doppia curvatura del PFWM (ad es. maglia) e, se prevista, di una rete di sostegno 21 del PFWM, che risultano più facilmente deformabili senza alcun problema di stiramento dei fori.

In accordo con un’ulteriore forma di realizzazione, il bruciatore 1 comprende un organo 9 di controllo o azionamento, ad esempio un sensore di ionizzazione, un sensore termico, un rilevatore di fiamma o un dispositivo di accensione, il quale è posizionato sul lato della superficie di combustione 4 in corrispondenza della (vale a dire sopra la) prima porzione 6 in lamiera perforata, ad esempio ad una distanza da 0mm a 12mm, preferibilmente da 4 mm a 12 mm dalla superficie di combustione 4. Ciò non esclude che una porzione del medesimo organo di controllo 9 possa estendersi anche in corrispondenza della seconda porzione 7.

In accordo con una forma di realizzazione alternativa, un organo 9 di controllo, ad esempio una termocoppia, è integrato nella membrana di combustione 2 nella prima porzione 6 in lamiera perforata, in particolare esso può essere accolto in una sede (foro passante) della lamiera stessa.

Ciò permette di monitorare e controllare la combustione in una zona del bruciatore 1 in cui le proprietà dello strato diffusore 3 (lamiera forata) sono tali da assicurare un’elevata precisione e ripetibilità dei parametri di controllo, in particolare della permeabilità e della conducibilità termica dello strato diffusore 3.

In accordo con una forma di realizzazione preferita, lo strato diffusore 3 e, di conseguenza, la superficie di combustione 4 presentano una forma “a semi-sigaro” con una porzione centrale 10 semi-cilindrica e due porzioni d’estremità 11 a quarto di calotta sferica (le indicazioni “semi” e “quarto” indicano una forma preferita, ma non sono limitative dell’angolo di apertura (α) del profilo dello strato diffusore 3 che può variare, a seconda della forma di realizzazione, entro limiti ragionevoli di ad es. /- 30°).

Vantaggiosamente, in tutti i punti della superficie di combustione 4 il raggio di curvatura minimo è sostanzialmente identico. Prendendo l’esempio della forma a “semi-sigaro”, la porzione centrale 10 semi-cilindrica è rettilinea in sezione longitudinale con raggio di curvatura massimo (∞) e semicircolare in sezione trasversale con raggio di curvatura minimo Rmin. Le porzioni d’estremità 11 a forma di segmento di calotta sferica presentano un solo raggio di curvatura Rmin in tutti i piani di sezione, il quale raggio di curvatura è preferibilmente identico al raggio di curvatura minimo Rmin della porzione centrale 10.

Questa forma particolare dello strato diffusore 3 migliora lo scambio termico tra la fiamma e lo strato diffusore 4, aumentando la radiazione termica della membrana di combustione 2 e riducendo la convezione termica tramite i fumi caldi, con benefici per la riduzione di CO e NOx.

In particolare, con la suddetta forma della membrana di combustione, la normale alla superficie di combustione risulta trasversale (non parallela) alla direzione 31 di alimentazione della miscela combustibile su quasi tutta l’estensione della membrana di combustione (ad eccezione della sola linea di vertice della porzione centrale 10 semi-cilindrica). Nella forma di realizzazione illustrata in figura 14 la direzione 31 di alimentazione del flusso di miscela combustibile è sostanzialmente parallela alla superficie di combustione in corrispondenza del suo bordo esterno, risultando in una componente perpendicolare alla membrana approssimativamente nulla. In tal modo è possibile ridurre il flusso di miscela in corrispondenza dei bordi esterni ed evitare il fenomeno di distacco di fiamma, anche con modulazioni di potenza elevate. La componente di flusso normale alla superficie di combustione risulta minima in corrispondenza dei bordi perimetrali e massima in corrispondenza del vertice dell’arco di circonferenza che costituisce la sezione del bruciatore.

Tale fenomeno compensa l’abbassamento di temperatura tipico delle estremità di collegamento al telaio, evitando così il distacco di fiamma in tali zone critiche.

E’ quindi possibile conseguire una stabilità di fiamma anche in caso di aumento della potenza di riscaldamento e anche in corrispondenza delle estremità del diffusore.

Un ulteriore effetto di sinergia tra la forma della membrana di combustione 2 e la configurazione dello strato diffusore 3 in materiali differenti è che, sul lato di alimentazione della membrana di combustione 2, il flusso di miscela lungo lo strato diffusore 3 è facilitato dalla prima porzione 6 in lamiera verso la seconda porzione 7 in PFWM e rallentato nel senso opposto. Tale effetto è stato osservato durante prove sperimentali del bruciatore e potrebbe essere riconducibili alla diversa rugosità dei due materiali lamiera e PFWM sul lato di alimentazione 17. In accordo con una forma di realizzazione (Figura 14), la prima porzione 6 in lamiera forata presenta almeno una prima zona 27 con permeabilità (rapporto tra superficie dei fori e superficie totale) minore della permeabilità di una seconda zona 28 della prima porzione 6, in modo tale da deviare, sul lato alimentazione 17, un flusso parziale del flusso di miscela combustibile dalla prima zona 27 verso la seconda zona 28. La prima zona 27 può essere formata dove la superficie di combustione 4 è sostanzialmente perpendicolare alla direzione 31 di flusso di alimentazione della miscela, ad esempio lungo una linea di vertice 29 del bruciatore 1. La prima zona 27 può comprendere aree estese prive di fori.

In accordo con un’ulteriore forma di realizzazione, l’organo di controllo 9 (rilevatore di fiamma, dispositivo di accensione) è posizionato in corrispondenza della seconda zona 28 per aumentare l’intensità di segnale.

In accordo con una forma di realizzazione, la membrana di combustione 2 è collegata ad un telaio di supporto 12 per la stabilizzazione del bruciatore ed il suo fissaggio ad un utilizzo, in particolare ad una camera di combustione di una caldaia. Il fissaggio tra la membrana di combustione 2 ed il telaio di supporto 12 avviene tramite un bordo di fissaggio 13 che sporge da una periferia esterna 14 della membrana di combustione 2 e viene fissato, ad esempio saldato 23, crimpato, incastrato, incollato o “sandwich”-ato ad un corrispondente bordo 15 del telaio di supporto 12. Il bordo di fissaggio 13 può essere realizzato dallo stesso materiale della membrana 2, ad esempio mediante piegatura di una sua regione periferica, ma esso è sovrapposto al telaio 12 (sul lato combustione 16 o sul lato di alimentazione 17, figure 2, 3 e 17) e non permette né il passaggio della miscela combustibile né la formazione di fiamma. Quindi, all’interno della presente descrizione, il bordo di fissaggio 13 non è considerato compreso nella definizione di “membrana di combustione 2”.

Il bordo interno 15 del telaio 12 definisce una linea di sostegno della membrana di combustione 2 che giace preferibilmente, ma non necessariamente, in un piano.

Nelle zone di confine (o incontro) tra l’almeno una prima porzione 6 (lamiera perforata) e l’almeno una seconda porzione 7 (PFWM) della superficie di combustione 4, la lamiera perforata o un suo bordo libero può essere frontalmente attestata/o o sovrapposto/a al PFWM o a un suo bordo libero. I due materiali differenti possono essere uniti mediante saldatura a punti, saldatura a cordone continuo o a cordone interrotto, crimpatura, pressatura, rivettatura, o tramite cucitura con graffette o punti metallici o, alternativamente, mediante semplice affiancamento senza collegamento strutturale lungo la linea di incontro dei due materiali. Vantaggiosamente il confine (o incontro) ed il collegamento tra la prima porzione 6 e la seconda porzione 7 avviene lungo una linea estesa in un piano o in una superficie con curvatura semplice o planare (figure 3, 8).

In accordo con forme di realizzazione:

(A) la prima porzione 6 della superficie di combustione 4 può essere formata da una lamiera perforata 18 applicata dall’esterno (lato combustione 16) su un bordo libero 20 di uno strato in PFWM 19 che è interrotto sotto la lamiera perforata 18 e che forma, fuori dalla lamiera perforata 18, la seconda porzione 7 della superficie di combustione 4 (Figure 9A … 13A). (B) la prima porzione 6 della superficie di combustione 4 può essere formata da una lamiera perforata 18 applicata dall’interno (lato alimentazione 17) su un bordo libero 20 di uno strato in PFWM 19 che è interrotto sopra la lamiera perforata 18 e che forma, fuori dalla lamiera perforata 18, la seconda porzione 7 della superficie di combustione 4 (Figure 9B … 13B).

(C) la prima porzione 6 (lamiera perforata) della superficie di combustione 4 può essere centrale o simmetrica o, alternativamente, asimmetrica rispetto alla posizione della seconda porzione 7 (PFWM) della superficie di combustione 4 (Figure 9C … 13C).

(D) la prima porzione 6 (lamiera perforata) può essere estesa sostanzialmente sull’intera regione 8 planare o di curvatura semplice della superficie di combustione 4 (Figure 9A/B … 13A/B).

(E) la prima porzione 6 (lamiera perforata) può essere estesa su un’area inferiore al 60% della regione 8 planare o di curvatura semplice della superficie di combustione 4 (Figure 9C/D … 13C/D), ad esempio in una zona localmente delimitata per il rilevamento di grandezze di controllo della combustione.

(F) la seconda porzione 7 (PFWM) può essere estesa sull’intera regione 5 con doppia curvatura (Figure 9 … 13).

Secondo una forma di realizzazione, lo strato di PFWM 19 è rinforzato e supportato su tutta la sua estensione mediante una rete metallica 21 che segue in sostanza la sua forma tridimensionale e forma una parte della membrana di combustione 2.

In accordo con una ulteriore forma di realizzazione, il bruciatore 1 comprende un distributore 22 per distribuire la miscela combustibile in modo desiderato verso lo strato diffusore 3. Il distributore 22 comprende una o più pareti con una pluralità di aperture passanti, ad esempio in lamiera perforata o una rete metallica, e può formare uno strato interno (lato alimentazione 17) della membrana di combustione 2 o, alternativamente, una componente distanziata dalla membrana di combustione 2.

In accordo con forme di realizzazione:

(A) Il distributore 22 può essere esteso in un piano di distribuzione distanziato da almeno alcune zone della membrana di combustione 2 e, possibilmente, parallelo al suo piano di sostegno (piano del telaio 12, Figure 10, 12).

(B) Il distributore 22 può essere esteso in immediata vicinanza con lo strato diffusore 3 e formare uno strato interno (lato alimentazione 17) della membrana di combustione 2 (Figure 11, 13)

(C) Il distributore 22 può “coprire” lo strato diffusore 3 (o, in altre parole, l’apertura del telaio 12 che consente l’accesso della miscela combustibile allo strato diffusore 3) completamente (Figure 10, 11) o solo parzialmente (Figure 12, 13).

In accordo con una forma di realizzazione, il bruciatore 1 comprende una o più paratie di separazione 24 che delimitano una pluralità di vani di alimentazione 25, 26 della miscela combustibile a monte della membrana di combustione 2.

Ciò permette una alimentazione e, possibilmente, una distribuzione ed una resistenza al flusso di miscela combustibile, differenziata a seconda delle proprietà (in particolare della permeabilità) dei materiali formanti la superficie di combustione 4.

Ad esempio, almeno un primo vano di alimentazione 25 è in comunicazione di flusso con (o, in altre parole, conduce la miscela combustibile ad) almeno una parte della prima porzione 6 della superficie di combustione 4 ed almeno un secondo vano di alimentazione 26 è in comunicazione di flusso con (o, in altre parole, conduce la miscela combustibile ad) almeno una parte della seconda porzione 7 della superficie di combustione 4.

In una forma di realizzazione del bruciatore 1, può essere previsto un inserto in lamiera metallica che forma sia il distributore 22 sia le paratie di separazione 24, ad esempio un inserto di lamiera approssimativamente semi-cilindrico con una parete perforata che forma il distributore 22 e due paratie di separazione 24 che sporgono:

- dalla parete perforata verso la membrana di combustione 2 (in modo tale da definire il vano di alimentazione 25 tra il distributore 22 e lo strato diffusore 3 (Figura 16), o

- dalla parete perforata in direzione opposta alla membrana di combustione 2 (in modo tale da definire il vano di alimentazione 25 a monte del distributore 22 visto in direzione di flusso della miscela combustibile.

Come illustrato ad esempio in Figure 15 e 16, le paratie di separazione 24 si estendono preferibilmente ad una distanza dai bordi liberi della parete perforata dell’inserto distributore in modo tale da costituire nervatura di rinforzo contro indesiderate deformazioni termiche e vibrazioni.

In una forma di realizzazione, la parete perforata dell’inserto distributore si estende su sostanzialmente tutta l’estensione della prima porzione 6 della superficie di combustione 4, ovviamente sul lato alimentazione 17 dello strato diffusore 3. In questo modo la lamiera dell’inserto scherma il flusso di miscela dal retro-irraggiamento termico dello strato diffusore 3 che è molto più forte nella prima porzione 6 di lamiera che non nella seconda porzione 7 in PFWM. La miscela in arrivo allo strato diffusore risulta quindi sufficientemente fredda per raffreddare lo strato diffusore ed ovviare a problemi di instabilità della fiamma. Inoltre l’effetto schermante del distributore così configurato riduce la rumorosità del bruciatore nelle basse ed alte frequenze e migliora la combustione con miscele a contenuto combustibile ridotto (miscele magre).

Grazie alla presenza delle paratie di separazione 24, dopo aver attraversato la parete perforata dell’inserto distributore la miscela combustibile non può più defluire dalla prima porzione 6 in lamiera verso la seconda porzione 7 in PFWM.

Per poter comunque disporre di una zona di passaggio intenso in lamiera perforata con un elevato passaggio di miscela, ad esempio per aumentare l’intensità di segnale di un organo di controllo 9 (rilevatore di fiamma, accensione ecc.) posto in corrispondenza di detta zona di passaggio intenso, la o le paratie di separazione 24 possono essere posizionate in modo tale da non ostacolare un flusso della miscela dalla seconda porzione 7 verso detta zona di passaggio intenso. A titolo di esempio, le paratie di separazione 24 possono sporgere dalla parete perforata del distributore 22 in posizione distanziata da un suo bordo libero 30.

Nell’ambito della descrizione che precede e nelle successive rivendicazioni, tutte le grandezze numeriche indicanti quantità, parametri, percentuali, e così via sono da intendersi precedute in ogni circostanza dal termine “circa” se non diversamente indicato. Inoltre, tutti gli intervalli di grandezze numeriche includono tutte le possibili combinazioni dei valori numerici massimi e minimi e tutti i possibili intervalli intermedi, oltre a quelli indicati specificamente nel testo.

Il termine “miscela combustibile” usato nella descrizione dell’invenzione indica una miscela di un gas combustibile ed un gas comburente o, alternativamente, un gas combustibile.

Il tecnico del settore, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare ulteriori modifiche e varianti, tutte peraltro contenute nell’ambito di protezione definite dalle rivendicazioni.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Bruciatore (1) a gas per caldaia, comprendente una membrana di combustione (2) con uno strato diffusore (3) a forma di guscio tridimensionale che forma una superficie esterna di combustione (4) con almeno una regione con doppia curvatura (5), in cui la superficie di combustione (4) comprende una prima porzione (6) formata da una lamiera metallica perforata ed una seconda porzione (7) formata da un materiale permeabile a base di fibre o fili.
2. 2. Bruciatore (1) secondo la rivendicazione 1, in cui la superficie di combustione (4) comprende una regione (8) planare o a curvatura semplice, formata almeno in parte dalla prima porzione (6), mentre la regione (5) con doppia curvatura è formata almeno in parte dalla seconda porzione (7).
3. 3. Bruciatore (1) secondo la rivendicazione 2, in cui la regione (8) planare o a curvatura semplice è un segmento di superficie cilindrica.
4. 4. Bruciatore (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un organo (9) di controllo posizionato sul lato della superficie di combustione (4) in corrispondenza della prima porzione (6) in lamiera perforata, in cui l’organo (9) di controllo è scelto nel gruppo costituito da: - un sensore di ionizzazione, - un sensore termico, - un rilevatore di fiamma, - un dispositivo di accensione.
5. 5. Bruciatore (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui lo strato diffusore (3) e la sua superficie di combustione (4) presentano una forma con una porzione centrale (10) a forma di segmento di cilindro e due porzioni d’estremità (11) a forma di segmento sferico, in cui l’angolo di apertura (α) del profilo dello strato diffusore (3) è compreso tra 150° e 210°, preferibilmente 180°.
6. 6. Bruciatore (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui in tutti i punti della superficie di combustione (4) il raggio di curvatura minimo della superficie di combustione (4) è sostanzialmente identico.
7. 7. Bruciatore (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la membrana di combustione (2) è collegata ad un telaio di supporto (12) tramite un bordo di fissaggio (13) che sporge da una periferia esterna (14) della membrana di combustione (2) e che è sovrapposto ad un corrispondente bordo (15) del telaio di supporto (12).
8. 8. Bruciatore (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui nelle zone di incontro tra l’almeno una prima porzione (6) e l’almeno una seconda porzione (7) della superficie di combustione (4), la lamiera ed il materiale permeabile a base di fibre o fili sono sovrapposti.
9. 9. Bruciatore (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la lamiera perforata e il materiale permeabile a base di fibre o fili sono uniti mediante una di: - saldatura a punti, - saldatura a cordone continuo, - saldatura a cordone interrotto, - crimpatura, - pressatura, - rivettatura, - cucitura con filo metallico, - cucitura con graffette o punti metallici, - affiancamento senza collegamento strutturale lungo la linea di incontro dei due materiali.
10. 10. Bruciatore (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima porzione (6) è estesa sostanzialmente sull’intera regione (8) planare o di curvatura semplice della superficie di combustione (4) e la seconda porzione (7) è estesa sull’intera regione (5) con doppia curvatura.
11. 11. Bruciatore (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un distributore (22) avente una o più pareti con una pluralità di aperture passanti, detto distributore (22) essendo distanziato dalla membrana di combustione (2) in modo tale da formare un interstizio tra la lamiera perforata ed il distributore 22 di larghezza compresa tra 0 e 5mm.
12. 12. Bruciatore (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente almeno una paratia di separazione (24) che delimita una pluralità di vani di alimentazione (25, 26) della miscela combustibile a monte della membrana di combustione (2), in cui almeno un primo vano di alimentazione (25) è in comunicazione di flusso con almeno una parte della prima porzione (6) ed almeno un secondo vano di alimentazione (26) è in comunicazione di flusso con almeno una parte della seconda porzione (7).
13. 13. Bruciatore (1) secondo le rivendicazioni 11 e 12, comprendente un inserto in lamiera metallica approssimativamente semi-cilindrico che forma sia il distributore (22) sia le paratie di separazione (24).
14. 14. Bruciatore (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima porzione (6) in lamiera forata presenta almeno una prima zona (27) ed una seconda zona (28) con permeabilità maggiore della permeabilità della prima zona (27), in cui la prima zona (27) è preferibilmente formata in una zona della superficie di combustione (4) sostanzialmente perpendicolare alla direzione (31) di flusso di alimentazione della miscela, in cui un rilevatore di fiamma è preferibilmente posizionato in corrispondenza della seconda zona (28).