ITMI940112A1

ITMI940112A1 - COMBUSTION HEAD, ESPECIALLY FOR GAS FUEL BURNERS

Info

Publication number: ITMI940112A1
Application number: IT000112A
Authority: IT
Inventors: Gianmario Invernizzi
Original assignee: Gianmario Invernizzi
Priority date: 1994-01-25
Filing date: 1994-01-25
Publication date: 1995-07-25
Also published as: ITMI940112A0; IT1269468B

Description

D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo: attached to a patent application for INDUSTRIAL INVENTION entitled:

"TESTA DI COMBUSTIONE, PARTICOLARMENTE PER BRUCIATORI A COMBUSTIBILE GASSOSO" "COMBUSTION HEAD, ESPECIALLY FOR GASEOUS FUEL BURNERS"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda una testa di combustione, particolarmente per bruciatori a combustibile gassoso, del tipo comportante l'impiego di un corpo di miscelazione internamente cavo e di mezzi di alimentazione di una miscela gas combustibile - aria comburente nel corpo di miscelazione, detta testa di combustione essendo provvista di orifici di erogazione attraverso i quali la miscela gas combustibile -aria comburente viene espulsa dal corpo di miscelazione ed incendiata. The present invention relates to a combustion head, particularly for gaseous fuel burners, of the type involving the use of an internally hollow mixing body and means for feeding a combustible gas - comburent air mixture into the mixing body, said combustion head. combustion being provided with delivery orifices through which the fuel gas-combustive air mixture is expelled from the mixing body and ignited.

Nella soluzione realizzaiiva descritta, la testa di combustione in oggetto è particolarmente concepita per un impiego in caldaiette e similari apparecchiature di riscaldamento ad uso domestico. Tuttavia, i concetti innovativi proposti dalla presente invenzione possono essere validamente adottati per la realizzazione di qualunque altro tipo di bruciatore, atmosferico o aerato con ventilazione forzata, anche per impieghi in forni o impianti di riscaldamento di tipo industriale. In the embodiment described, the combustion head in question is particularly conceived for use in boilers and similar heating appliances for domestic use. However, the innovative concepts proposed by the present invention can be validly adopted for the realization of any other type of burner, atmospheric or ventilated with forced ventilation, also for use in ovens or industrial heating systems.

Come è noto i bruciatori usualmente impiegati nelle caldaie, nei forni o in altre apparecchiature di riscaldamento ad uso domestico e/o industriale alimentate con combustibile gassoso sono essenzialmente composti da un corpo di miscelazione internamente cavo, generalmente a struttura scatolare, provvisto di mezzi per l'immissione controllata di un gas combustibile e di aria comburente, prelevata dall'ambiente esterno. Al corpo di miscelazione è superiormente associata una testa di combustione sulla quale è ricavata una pluralità di orifici per l'erogazione della miscela gas combustibile -aria comburente proveniente dall'interno del corpo di miscelazione. As is known, the burners usually used in boilers, ovens or other heating equipment for domestic and / or industrial use fed with gaseous fuel are essentially composed of an internally hollow mixing body, generally with a box-like structure, provided with means for '' controlled injection of a combustible gas and combustion air, taken from the external environment. A combustion head is associated at the top with the mixing body on which a plurality of orifices for delivering the fuel gas-combustive air mixture coming from inside the mixing body is obtained.

Nei bruciatori di tipo maggiormente diffuso, i suddetti orifici di erogazione sono costituiti essenzialmente da semplici fori passanti, tondi o sagomati, ricavati attraverso una piastra metallica costituente la testa di combustione. La miscela aria comburente - gas combustibile viene incendiata all'uscita dei suddetti fori passanti, formando una pluralità di fiammelle innalzantisi dalla superficie esterna della testa di combustione. Le teste di combustione di questo tipo, benché adottate in numerose situazioni, presentano alcuni inconvenienti in merito all'efficacia con cui si manifesta la combustione. In particolare, la miscelazione del gas con l'aria attuata all’interno del corpo di miscelazione non sempre si rileva sufficientemente efficace per garantire l'ottimale ed intimo mescolamento dei due componenti, essenziale ai fini della corretta combustione. In burners of the most common type, the aforesaid delivery orifices essentially consist of simple through holes, round or shaped, obtained through a metal plate constituting the combustion head. The combustion air - combustible gas mixture is ignited at the outlet of the aforementioned through holes, forming a plurality of flames rising from the external surface of the combustion head. The combustion heads of this type, although adopted in numerous situations, have some drawbacks as regards the efficiency with which combustion occurs. In particular, the mixing of the gas with the air carried out inside the mixing body is not always sufficiently effective to ensure the optimal and intimate mixing of the two components, essential for proper combustion.

Esistono anche bruciatori la cui testa di combustione è essenzialmente costituita da una rete metallica con maglie dimensionate in maniera tale da conferire alla miscela combustibile - comburente in uscita una velocità tale da evitare il rischio di ritorno di fiamma verso l'interno del corpo di miscelazione. Nei bruciatori di questo tipo, la combustione genera un fronte di fiamma continuo, che ricopre sostanzialmente l'intera superficie esterna della testa di combustione. Il calore prodotto dalla combustione, che si verifica a diretto contatto con la rete metallica, provoca inoltre l'incandescenza di quest'ultima e la conseguente dissipazione di calore per irraggiamento. Ne deriva che le teste di combustione di questo tipo garantiscono, rispetto a quelle precedentemente descritte, una migliore qualità della combustione ma, d'altro canto, presentano l'inconveniente dovuto al fatto che le reti metalliche oltre ad essere di costo elevato, hanno una fragilità strutturale tale da renderne sconveniente l'impiego in molte situazioni. There are also burners whose combustion head is essentially constituted by a metal mesh with meshes sized in such a way as to give the output fuel-combustive mixture a speed such as to avoid the risk of backfire towards the inside of the mixing body. In burners of this type, combustion generates a continuous flame front, which substantially covers the entire external surface of the combustion head. The heat produced by combustion, which occurs in direct contact with the metal mesh, also causes the latter to glow and the consequent dissipation of heat by radiation. It follows that the combustion heads of this type guarantee, compared to those previously described, a better quality of combustion but, on the other hand, have the drawback due to the fact that the metal nets, in addition to being of high cost, have a structural fragility such as to make it inconvenient to use in many situations.

Esistono inoltre bruciatori la cui testa di combustione prevede essenzialmente una o più placchette in materiale ceramico con struttura a nido d'ape, ottenute per stampaggio. Queste placchette in materiale ceramico presentano una maggiore resistenza strutturale rispetto alle reti metalliche precedentemente descritte, ma implicano anch'esse elevati costi di realizzazione e, oltre tutto, presentano una minore resistenza agli shock termici. Anche nei bruciatori dotati di questo tipo di testa di combustione, inoltre, la miscelazione combustibile/comburente attuata all'interno del corpo di miscelazione non si rivela sempre sufficiente al fine di garantire l'ottimale svolgimento della combustione, specie nei casi in cui i valori di portata dell'aria e del gas devono essere regolati per conseguire una modulazione di fiamma. There are also burners whose combustion head essentially includes one or more plates in ceramic material with a honeycomb structure, obtained by molding. These plates made of ceramic material have a greater structural resistance than the previously described metal nets, but they also involve high manufacturing costs and, moreover, have a lower resistance to thermal shocks. Furthermore, even in burners equipped with this type of combustion head, the fuel / comburent mixing carried out inside the mixing body is not always sufficient in order to guarantee optimal combustion performance, especially in cases where the values air and gas flow rates must be adjusted to achieve flame modulation.

Sono.stati realizzati anche bruciatori in cui la testa di combustione è essenzialmente costituita da un materiale poroso ceramico o da un tessuto-non-tessuto formato da fibre in materiale ceramico. Questo tipo di testa di combustione presenta una maggiore resistenza agli shock termici rispetto a quella riscontrabile sulle placchette in materiale ceramico. Burners have also been produced in which the combustion head is essentially constituted by a porous ceramic material or by a non-woven fabric formed by fibers of ceramic material. This type of combustion head has a greater resistance to thermal shock than that found on the plates in ceramic material.

Tuttavia, anche il materiale poroso ceramico o il tessuto-nontessuto presentano notevoli costi realizzativi e, soprattutto, non permettono di conseguire un preciso dimensionamento degli orifici di erogazione rappresentati dalle intercapedini che si creano tra le varie fibre o particelle di materiale ceramico ad orientamento casuale. E' pertanto necessario adottare un materiale poroso o un tessuto-rion-tessuto avente notevole fittezza che, a causa delle perdite di carico indotte sul. flusso di miscela in uscita, si rivela inadatto all'impiego su bruciatori di tipo atmosferico, richiedendo bensì un'alimentazione d'aria tramite ventilazione forzata. La notevole fittezza implica inoltre l'installazione di dispositivi ausiliari di filtrazione dell'aria e/o del gas, al fine di evitare il rischio che polvere o altre impurità vadano ad occludere le intercapedini fra le fibre o particelle ceramiche, compromettendo la funzionalità del bruciatore. However, also the porous ceramic material or the non-woven fabric have considerable manufacturing costs and, above all, do not allow to achieve a precise sizing of the delivery orifices represented by the cavities that are created between the various fibers or particles of ceramic material with random orientation. It is therefore necessary to adopt a porous material or a fabric-rion-fabric having considerable density which, due to the pressure drops induced on the. mixture flow at the outlet proves unsuitable for use on atmospheric burners, but requires an air supply via forced ventilation. The considerable density also implies the installation of auxiliary air and / or gas filtration devices, in order to avoid the risk of dust or other impurities occluding the cavities between the fibers or ceramic particles, compromising the functionality of the burner. .

Scopo principale della presente invenzione è sostanzialmente quello di risolvere i problemi della tecnica nota, realizzando una testa di combustione che, ad una economicità realizzaiiva tale da giustificarne l'impiego anche su bruciatori di piccole apparecchiature ad uso domestico, unisca eccellenti doti di flessibilità di impiego, di efficienzà nella combustione, di resistenza strutturale e di resistenza agli shock termici. Questo scopo ed altri ancora, che meglio appariranno nel corso della presente descrizione, vengono sostanzialmente raggiunti da una testa di combustione, particolarmente per bruciatori a combustibile gassoso, caratterizzata dal fatto che comprende una pluralità di elementi granulari fisicamente interconnessi l'uno di seguito all'altro in punti di reciproca tangenza, a definire sostanzialmente un letto filtrante presentante un reticolo di intercapedini intercomunicanti fra loro e definenti, su una superficie esterna della testa di combustione, una pluralità di detti orifici di erogazione distribuiti secondo l'intero sviluppo della superficie esterna stessa. The main purpose of the present invention is substantially that of solving the problems of the known art, realizing a combustion head which, with such a low cost as to justify its use also on burners of small appliances for domestic use, combines excellent qualities of flexibility of use. , combustion efficiency, structural strength and thermal shock resistance. This object and others, which will become clearer in the course of the present description, are substantially achieved by a combustion head, particularly for gaseous fuel burners, characterized by the fact that it comprises a plurality of granular elements physically interconnected one after the other. other in points of mutual tangency, to substantially define a filtering bed having a network of intercommunicating cavities and defining, on an external surface of the combustion head, a plurality of said delivery orifices distributed along the entire extension of the external surface itself .

Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, di una testa di combustione, particolarmente per bruciatori a combustibile gassoso, secondo la presente invenzione. Tale descrizione verrà fatta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e, pertanto, non limitativo, nei quali: Further characteristics and advantages will become more apparent from the detailed description of some preferred, but not exclusive, embodiments of a combustion head, particularly for gaseous fuel burners, according to the present invention. This description will be made hereafter with reference to the accompanying drawings, provided for indicative purposes only and, therefore, not limitative, in which:

la figura 1 mostra schematicamente in prospettiva un bruciatore dotato di una testa di combustione realizzata secondo l'invenzione; Figure 1 schematically shows in perspective a burner equipped with a combustion head made according to the invention;

- la figura 2 è una sezione eseguita secondo la traccia II II di figura 1; Figure 2 is a section taken along the line II II of Figure 1;

la figura 3 mostra, in pianta ed in scala ingrandita, una parte della testa di combustione in oggetto; Figure 3 shows, in plan and on an enlarged scale, a part of the combustion head in question;

- la figura U è una sezione eseguita secondo la traccia IV-IV di figura 3 ; - figure U is a section taken along the line IV-IV of figure 3;

la figura 5 mostra, in pianta ed in scala ingrandita, una porzione della testa di combustione realizzata in accordo con una variante realizzaiiva dell'invenzione; Figure 5 shows, in plan and on an enlarged scale, a portion of the combustion head made in accordance with an embodiment variant of the invention;

la figura 6 è una sezione eseguita secondo la traccia VI-VI di figura 5; figure 6 is a section taken along the line VI-VI of figure 5;

- La figura 7 è una sezione ingrandita di una sfera in ceramica appartenente ad una testa di combustione ottenuta in accordo con un ulteriore esempio reaiizzativo. Figure 7 is an enlarged section of a ceramic sphere belonging to a combustion head obtained in accordance with a further embodiment.

Con riferimento alle figure citate, ed in particolare alla figura 1, con 1 è stato complessivamente indicata una testa di combustione, particolarmente per combustibile gassoso secondo la presente invenzione. With reference to the aforementioned figures, and in particular to figure 1, the number 1 generally indicates a combustion head, particularly for gaseous fuel according to the present invention.

La testa di combustione X è associata ad un bruciatore la che comprende, in modo di per sè noto, un corpo di miscelazione 2 internamente cavo nel quale confluiscono mezzi di alimentazione 3 di una miscela gas combustibile - aria comburente. Nella soluzione realizzativa illustrata, i suddetti mezzi di alimentazione 3 comprendono essenzialmente un collettore di mandata U , lungo il quale è distribuita una pluralità di ugelli 5 attraverso i quali un gas combustibile, proveniente da una tubazione 4a facente capo al collettore stesso, viene erogato secondo una pluralità di getti paralleli ed opportunamente distanziati fra loro. The combustion head X is associated with a burner la which comprises, in a per se known manner, an internally hollow mixing body 2 into which feed means 3 for a fuel gas - combustion air mixture converge. In the embodiment illustrated, the aforementioned supply means 3 essentially comprise a delivery manifold U, along which a plurality of nozzles 5 are distributed through which a combustible gas, coming from a pipe 4a leading to the manifold itself, is delivered according to a plurality of parallel and suitably spaced jets.

Gli ugelli 5 sono orientati in modo da dirigere i getti di gas in una feritoia di ingresso 6 ricavata lungo un lato del corpo di miscelazione 2. The nozzles 5 are oriented so as to direct the gas jets into an inlet slot 6 formed along one side of the mixing body 2.

Dai bordi laterali della feritoia di ingresso 6 si dipartono una porzione di invito 7 ed una porzione di diffusione 8 con andamento rispettivamente convergente e divergente nella direzione di avanzamento del gas espulso dagli ugelli 5. Tali porzioni di invito 7 e di diffusione 8, preferibilmente integrate nella struttura del corpo di miscelazione 2, costituiscono sostanzialmente un ugello di immissione funzionante, in modo di per sè noto, in base all'effetto Venturi, in modo tale per cui il gas espulso dagli ugelli 5 sia soggetto a trascinare attraverso le feritoia di ingresso 6 una predeterminata percentuale di aria prelevata dall'ambiente esterno. Ovviamente, nulla esclude la possibilità di prevedere un'alimentazione d'aria tramite ventilazione forzata, in sostituzione o in aggiunta al suddetto ugello di immissione. Originalmente la testa di combustione 1, disposta a chiusura della parte superiore del corpo di miscelazione 2 comprende essenzialmente una pluralità di sfere 10 di diametro prefissato, preferibilmente in materiale ceramico, fisicamente interconnesse l'una di seguito all'altra in punti di reciproca tangenza. Le sfere 10, distribuite secondo uno o più strati sovrapposti e preferibilmente fissate l'una all'altra a seguito di un processo di sinterizzazione o tramite incollaggio, definiscono sostanzialmente un letto filtrante provvisto di un reticolo di alveoli 11 fra loro intercomunicanti e definenti, in prossimità di una superficie esterna 9 della testa di combustione 1, una pluralità di orifici di erogazione 12 omogeneamente distribuiti secondo l'intero sviluppo della stessa superficie esterna. From the lateral edges of the inlet slit 6 an inlet portion 7 and a diffusion portion 8 depart with a convergent and divergent course respectively in the direction of advancement of the gas expelled by the nozzles 5. Said inlet portions 7 and diffusion 8, preferably integrated in the structure of the mixing body 2, they substantially constitute an inlet nozzle which operates, in a per se known manner, based on the Venturi effect, in such a way that the gas expelled by the nozzles 5 is subject to drag through the inlet slits 6 a predetermined percentage of air drawn from the external environment. Obviously, nothing excludes the possibility of providing an air supply by means of forced ventilation, in place of or in addition to the aforementioned inlet nozzle. Originally the combustion head 1, arranged to close the upper part of the mixing body 2 essentially comprises a plurality of spheres 10 of predetermined diameter, preferably of ceramic material, physically interconnected one after the other at points of mutual tangency. The spheres 10, distributed according to one or more superimposed layers and preferably fixed to each other following a sintering process or by gluing, substantially define a filter bed provided with a network of intercommunicating and defining cells 11, in proximity of an external surface 9 of the combustion head 1, a plurality of delivery orifices 12 homogeneously distributed along the entire extension of the same external surface.

La miscela gas combustibile - aria comburente immessa nel corpo di miscelazione 2 sarà pertanto soggetta ad attraversare la testa di combustione 1 fuoriuscendo dagli orifici di erogazione 12 per essere incendiata in corrispondenza della superficie esterna 9 della testa di combustione stessa. The combustible gas - combustive air mixture introduced into the mixing body 2 will therefore be subject to passing through the combustion head 1 emerging from the delivery orifices 12 to be ignited at the external surface 9 of the combustion head itself.

Vantaggiosamente, le superiici delle sfere 10 delimitanti ciascun orificio di erogazione 12 divergono reciprocamente con progressione esponenziale nella direzione di uscita dalla miscela, comportando una notevole riduzione della velocità di quest'ultima in uscita dagli orifici di erogazione stessi. In questo modo, anche in presenza di elevate portate di miscela gas combustibile - aria comburente, la combustione della miscela stessa avverrà sostanzialmente all'interno degli spazi confinati fra le superfici sferiche divergenti dagli orifici di erogazione 12, dando origine ad un fronte di fiamma sostanzialmente continuo estendentesi secondo l'intera superficie esterna 9 della testa di combustione 1. Advantageously, the surfaces of the spheres 10 delimiting each delivery orifice 12 mutually diverge with an exponential progression in the direction of exit from the mixture, entailing a considerable reduction in the speed of the latter as it exits from the delivery orifices themselves. In this way, even in the presence of high flow rates of the fuel gas - comburent air mixture, the combustion of the mixture itself will take place substantially within the confined spaces between the spherical surfaces diverging from the delivery orifices 12, giving rise to a substantially flame front. continuous extending along the entire external surface 9 of the combustion head 1.

E' inoltre vantaggiosamente previsto che le sfere 10 appartenenti a ciascuno dei diversi strati sovrapposti risultino distribuite secondo un posizionamento simmetricamente sfalsato rispetto alle sfere appartenenti agli strati attigui. In questo modo, la miscela proveniente dal corpo di miscelazione 2, nell'attraversare la testa di combustione 1, viene frazionata in una pluralità di flussi, costretti a seguire un percorso tortuoso fra i vari alveoli 11 e conseguentemente assoggettati ad una movimentazione con regime turbolento che determina la perfetta omogeneizzazione della miscela che deve essere incendiata. It is also advantageously provided that the spheres 10 belonging to each of the different superimposed layers are distributed according to a symmetrically offset positioning with respect to the spheres belonging to the adjacent layers. In this way, the mixture coming from the mixing body 2, in passing through the combustion head 1, is divided into a plurality of flows, forced to follow a tortuous path between the various cells 11 and consequently subjected to a movement with a turbulent regime. which determines the perfect homogenization of the mixture to be ignited.

Ai fini della presente invenzione, le sfere 10 possono essere sostituite da elementi granulari di varia forma, ottenuti ad esempio dalla macinazione di materiale ceramico secondo una predeterminata granulometria e successivamente distribuiti secondo strati sovrapposti a formare il suddetto letto filtrante . L'impiego delle sfere è comunque preferito perchè scegliendo opportunamente il diametro delle stesse è possibile stabilire con estrema precisione la dimensione degli alveoli 11 e degli orifici in uscita 12 in funzione delle esigenze. In particolare, è previsto che il diametro delle sfere presenti comunque un valore compreso fra 1 mm e 10 mm, in modo tale per cui le dimensioni degli alveoli 11 e degli orifici di uscita 12 siano comunque sufficientemente grandi per consentire il passaggio di eventuali impurità presenti nella miscela, e sufficientemente piccoli per garantire, in corrispondenza degli orifici in uscita 12, una velocità della miscela sufficiente per evitare qualunque rischio di ritorno di fiantina. For the purposes of the present invention, the spheres 10 can be replaced by granular elements of various shapes, obtained for example by grinding ceramic material according to a predetermined granulometry and subsequently distributed in superimposed layers to form the aforementioned filter bed. The use of the spheres is however preferred because by suitably choosing the diameter of the spheres it is possible to establish with extreme precision the size of the alveoli 11 and of the outlet orifices 12 according to requirements. In particular, it is envisaged that the diameter of the spheres in any case has a value between 1 mm and 10 mm, so that the dimensions of the alveoli 11 and of the outlet orifices 12 are in any case large enough to allow the passage of any impurities present. in the mixture, and sufficiently small to ensure, at the outlet orifices 12, a speed of the mixture sufficient to avoid any risk of return of leaflet.

Naturalmente, anche la collocazione reciproca delle sfere 10 nei singoli strati non è limitativa ai fini della presente invenzione. A titolo di esempio, le figure 2 e 3 illustrano una prima soluzione realizzaiiva in cui le sfere 10 previste in ogni strato risultano distribuite secondo un reticolo geometrico a maglie triangolari. In questo caso, la testa di combustione 1 presenta almeno tre strati di sfere 10, in modo tale per cui nessuno degli orifici di erogazione 12 comunichi direttamente con l'interno del corpo di miscelazione 2 e risulti raggiungibile dalla miscela solo a seguito dell'attraversamento di diversi alveoli 11 collocati in posizioni reciprocamente sfalsate. Of course, the mutual location of the spheres 10 in the individual layers is also not limiting for the purposes of the present invention. By way of example, Figures 2 and 3 illustrate a first embodiment in which the spheres 10 provided in each layer are distributed according to a geometric lattice with triangular meshes. In this case, the combustion head 1 has at least three layers of spheres 10, so that none of the delivery orifices 12 communicate directly with the inside of the mixing body 2 and can only be reached by the mixture after crossing of several alveoli 11 placed in mutually offset positions.

Nella variante realizzativa di cui alle figure A e 5 è invece previsto che le sfere 10 di ciascuno strato risultino distribuite secondo un reticolo geometrico a maglie quadrate. In tal caso è sufficiente predisporre almeno due strati di sfere 10 affinchè la miscela possa raggiungere gli orifici di erogazione 12 previo compimento di un percorso tortuoso attraverso la testa di combustione 1. In the variant embodiment referred to in Figures A and 5 it is instead provided that the spheres 10 of each layer are distributed according to a geometric grid with square meshes. In this case it is sufficient to provide at least two layers of spheres 10 so that the mixture can reach the delivery orifices 12 after completing a tortuous path through the combustion head 1.

Durante il funzionamento del bruciatore la, l'intimo contatto della fiamma sulle sfere 10 determina una notevole trasmissione di calore sulle medesime. Tuttavia, essendo le sfere 10 reciprocamente a contatto nei soli punti di tangenza, ed essendo le sfere degli strati sottostanti costantemente raffreddate dal flusso di miscela proveniente dal corpo di miscelazione 2, il calore trasmesso alla superficie esterna 9 rimane sostanzialmente confinato su quest'ultima incontrando una notevole difficoltà a diffondersi per conduzione nel sottostante materiale ceramico. Questa situazione si rivela estremamente vantaggiosa sia ai fini della qualità della combustione, sia ai fini della resistenza agli shock termici da parte della testa di combustione 1. Va a tale proposito rilevato che la concentrazione del calore sulla superficie esterna 9 ne determina l'incandescenza a seguito dell'accumulo del calore in modesta quantità, conseguendo un'efficace dissipazione di quest'ultimo per irraggiamento. Ciò comporta, innanzitutto, un vantaggioso contenimento della temperatura di fiamma, ed una conseguente inibizione della produzione di ossidi di azoto e/o altri prodotti di combustione nocivi. Inoltre, alla ridotta quantità di calore accumulato corrisponde una vantaggiosa limitazione delle dilatazioni e/o contrazioni termiche subite dalla testa di combustione 1 a seguito delle variazioni di temperatura e, quindi, un'eccellente resistenza alle sollecitazioni derivanti da shock termici. During the operation of the burner la, the intimate contact of the flame on the spheres 10 determines a considerable transmission of heat thereon. However, since the spheres 10 are in contact with each other only at the points of tangency, and the spheres of the underlying layers being constantly cooled by the flow of mixture coming from the mixing body 2, the heat transmitted to the external surface 9 remains substantially confined to the latter, encountering a considerable difficulty in spreading by conduction into the underlying ceramic material. This situation proves to be extremely advantageous both for the purposes of the quality of combustion and for the purposes of resistance to thermal shock by the combustion head 1. It should be noted in this regard that the concentration of heat on the external surface 9 determines its incandescence at following the accumulation of heat in modest quantities, achieving an effective dissipation of the latter by radiation. This entails, first of all, an advantageous containment of the flame temperature, and a consequent inhibition of the production of nitrogen oxides and / or other noxious combustion products. Furthermore, the reduced quantity of accumulated heat corresponds to an advantageous limitation of the thermal expansions and / or contractions suffered by the combustion head 1 as a result of temperature variations and, therefore, an excellent resistance to the stresses deriving from thermal shocks.

Per incrementare ulteriormente questa resistenza agli shock termici, può essere previsto l'impiego di sfere 10 internamente cave, come esemplificato in figura 6, in modo da ottenere un'ulteriore riduzione della loro massa e quindi della quantità di calore in esse accumulabile durante la combustione. To further increase this resistance to thermal shock, the use of internally hollow spheres 10 can be envisaged, as exemplified in figure 6, in order to obtain a further reduction of their mass and therefore of the amount of heat that can accumulate in them during combustion. .

La presente invenzione raggiunge gli scopi proposti. The present invention achieves the proposed aims.

La testa di combustione in oggetto, grazie alla sua particolare configurazione strutturale, è infatti in grado di assicurare l'ottimale efficacia dello svolgimento del processo di combustione sulla superficie esterna 9. A vantaggio della qualità di combustione assume particolare rilievo il fatto che essa si svolge totalmente negli spazi confinati fra le porzioni superficiali superiormente presentate dalle sfere all'esterno degli orifici di uscita. Viene così garantito un ottimale controllo del rapporto stechiometrico della miscela combustibile-comburente, nonché il mantenimento di una temperatura di fiamma adeguata ad evitare la formazione di ossidi di azoto e/o altri prodotti di combustione nocivi. The combustion head in question, thanks to its particular structural configuration, is in fact able to ensure the optimal effectiveness of the combustion process on the external surface 9. To the advantage of the quality of combustion, the fact that it takes place is particularly important. totally in the confined spaces between the upper surface portions presented by the spheres outside the outlet orifices. An optimal control of the stoichiometric ratio of the fuel-combustive mixture is thus guaranteed, as well as the maintenance of an adequate flame temperature to avoid the formation of nitrogen oxides and / or other harmful combustion products.

La qualità della combustione è anche favorita dall'intima miscelazione attuata fra aria e gas a seguito del passaggio della miscela fra il reticolo di alveoli definiti dai diversi strati di sfere. The quality of combustion is also favored by the intimate mixing carried out between air and gas following the passage of the mixture between the lattice of alveoli defined by the different layers of spheres.

Inoltre, la limitata inerzia termica conferita alla testa di combustione in oggetto, ulteriormente riducibile con l'impiego di sfere internamente cave, permette di ottenere un'eccezionale resistenza agli shock termici che si manifestano, ad esempio, all'atto dell'accensione del bruciatore e/o a seguito dell'accidentale rovesciamento di liquidi freddi sulla testa di combustione. Furthermore, the limited thermal inertia given to the combustion head in question, which can be further reduced with the use of internally hollow spheres, allows to obtain an exceptional resistance to thermal shocks which occur, for example, when the burner is ignited. and / or following the accidental spill of cold liquids on the combustion head.

Va altresì rilevato che la testa di combustione secondo l'invenzione si presta ad essere realizzata in larga scala con bassi costi realizzativi. A tale proposito, va osservato che le sfere in materiale ceramico, piene o cave, sono facilmente reperibili sul mercato. I costi realizzativi possono inoltre essere ulteriormente ridotti impiegando, in luogo delle sfere, elementi granulari di diversa configurazione, ottenuti dalla macinatura di materiale di sfrido proveniente da altri processi industriali. It should also be noted that the combustion head according to the invention is suitable for being built on a large scale with low manufacturing costs. In this regard, it should be noted that spheres made of ceramic material, solid or hollow, are easily available on the market. The manufacturing costs can also be further reduced by using granular elements of different configurations, obtained by grinding waste material coming from other industrial processes, instead of spheres.

Naturalmente, alla presente invenzione possono essere apportate numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo che la caratterizza. Per esempio, la testa di combustione può essere realizzata in più porzioni piastriformi formate dalle suddette sfere o elementi granulari di diversa forma, consecutivamente affiancate e supportate da un'intelaiatura di sostegno. Naturally, numerous modifications and variations can be made to the present invention, all of which are within the scope of the inventive concept that characterizes it. For example, the combustion head can be made in several plate-like portions formed by the aforementioned spheres or granular elements of different shapes, consecutively side by side and supported by a supporting frame.

Può essere inoltre previsto, per realizzare particolari tipi di bruciatore, che le sfere vengano distribuite secondo una configurazione tubolare, anziché secondo una configurazione piana come illustrato nelle allegate figure. In caso di configurazione tubolare cilindrica, le sfere possono vantaggiosamente presentare diametro progressivamente crescente dagli strati più interni agli strati più esterni, per assicurare che anche le sfere appartenenti agli strati più esterni si tocchino nei rispettivi punti di tangenza. In order to produce particular types of burners, it can also be provided that the balls are distributed according to a tubular configuration, rather than according to a flat configuration as illustrated in the attached figures. In the case of a cylindrical tubular configuration, the spheres can advantageously have a progressively increasing diameter from the innermost layers to the outermost layers, to ensure that the spheres belonging to the outermost layers also touch at their respective tangent points.

Claims

CLAIMS 1. Combustion head, particularly for gaseous fuel burners, of the type involving the use of an internally hollow mixing body and means for feeding a combustible gas - comburent air mixture into the mixing body, said combustion head being provided with delivery orifices through which the combustible gas - combustion air mixture is expelled from the mixing body and ignited, characterized in that it comprises a plurality of granular elements physically interconnected one after the other at points of mutual tangency, substantially defining a filtering bed having a network of intercommunicating interspaces and defining, on an external surface of the combustion head, a plurality of said delivery orifices distributed along the entire extension of the external surface itself.

2. Combustion head according to claim 1, wherein said granular elements are constituted by spheres of predetermined diameter. 3. Combustion head according to claim 1, wherein said granular elements are made of ceramic material. 4. Combustion head according to claim 2, wherein said balls are internally hollow. 5. Combustion head according to claim 2, wherein the predetermined diameter for each of said balls has a value comprised between 1 mm and 10 mm. 6. Combustion head according to claim 1, in which said granular elements are mutually joined by sintering at the corresponding tangent points. 7. Combustion head according to claim 1, in which said granular elements are mutually joined by gluing at the corresponding tangent points.

3. Combustion head according to claim 2, in which at least one layer of spheres is provided, distributed according to a geometric lattice with triangular meshes. 9. Combustion head according to claim 2, in which at least one layer of spheres is provided, distributed according to a geometric grid with square meshes. 10. Combustion head according to claim 8, in which said spheres are distributed according to at least three mutually superimposed layers, the spheres belonging to each layer having a symmetrically offset positioning with respect to the adjacent spheres belonging to the adjacent layers. 11. Combustion head according to claim 9, in which said spheres are distributed according to at least two mutually superimposed layers, the spheres belonging to each layer having a symmetrically offset positioning with respect to the adjacent spheres belonging to the adjacent layers.