ITMO20090040A1 - Bruciatore a tubo radiante ad alta efficienza di scambio termico - Google Patents

Description

"BRUCIATORE A TUBO RADIANTE AD ALTA EFFICIENZA DI SCAMBIO TERMICO"

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto un bruciatore a tubo radiante ad alta efficienza di scambio termico .

Sono noti bruciatori a tubo radiante, essenzialmente, costituiti da un corpo collettore per l'immissione di aria e gas combustibile ad una testa di combustione alloggiata lungo il tubo radiante, il quale à ̈ dotato di almeno una luce di evacuazione dei fumi di combustione sviluppati al suo interno.

Il tubo radiante può essere costituito da una camicia singola o da due camicie, di cui una disposta dentro l'altra a definire un'intercapedine e tra loro comunicanti attraverso un'apertura definita sulla camicia interna in prossimità dell'estremità distale rispetto al corpo collettore.

Tali bruciatori a tubo radiante possono, poi, essere di tipo autorecuperativo; in questo caso la testa di combustione à ̈ disposta lungo il tubo radiante, distanziata dall'es Lremità prossimale rispetto al corpo collettore. In questo modo si ottiene un preriscaldamento dell'aria alimentata verso la testa di combustione nel percorso lungo un tratto del tubo radiante.

Tali bruciatori di tipo noto non sono scevri di inconvenienti tra i quali va annoverato il fatto che in caso di utilizzo in ambienti interessati da correnti d'aria, quali le camere degli essiccatoi di manufatti ceramici, il loro rendimento à ̈ penalizzato dal calore asportato al tubo radiante dalla corrente d'aria che lo lambisce.

Ancora, tali bruciatori non consentono di direzionare la radiazione termica emessa dal tubo radiante e quindi, in applicazioni che richiedano il trasferimento del calore verso una zona definita, comportano notevoli dispersioni.

Compito precipuo del presente trovato à ̈ quello di eliminare gli inconvenienti sopra lamentati della tecnica nota escogitando un bruciatore a tubo radiante ad alta efficienza di scambio termico che consenta di ridurre le spese di esercizio legate al consumo di gas combustibile mediante una riduzione dell'influenza dell'ambiente di lavoro sul bruciatore stesso.

Nell'ambito di tale compito tecnico, un altro scopo del trovato à ̈ quello di ottenere una concentrazione della radiazione termica in corrispondenza di una zona definita. Nel caso in cui il bruciatore venga impiegato per il trattamento termico di manufatti à ̈, dunque, possibile ottimizzare la quota di calore ceduta direttamente ai manufatti stessi, rispetto a quella dispersa nell'ambiente circostante.

Ancora, uno scopo del presente trovato à ̈ quello di poter essere realizzato in versione autorecuperativa .

Non ultimo scopo del presente trovato à ̈ quello di agevolare l'installazione del bruciatore all'interno di camere riscaldate.

Ulteriore scopo del presente trovato à ̈ quello di presentare una struttura semplice, di relativamente facile attuazione pratica, di sicuro impiego ed efficace funzionamento, nonché di costo relativamente contenuto.

Questo compito e questi scopi vengono tutti raggiunti dal presente bruciatore a tubo radiante ad alta efficienza di scambio termico comprendente un corpo collettore per l'alimentazione dì almeno un comburente gassoso e di almeno un combustibile gassoso verso una testa di combustione alloggiata lungo un tubo radiante provvisto di almeno una luce di evacuazione dei fumi di combustione, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di schermatura che rivestono esternamente almeno parte di detto tubo radiante.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di dettaglio di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un bruciatore a tubo radiante ad alta efficienza dì scambio termico, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole dì disegni in cui :

la figura 1 Ã ̈ una schematica vista parziale in alzato laterale di un bruciatore secondo il trovato;

la figura 2 Ã ̈ una schematica vista parziale in pianta del bruciatore di figura 1;

la figura 3 Ã ̈ una schematica vista parziale in sezione secondo il piano di traccia III-III di figura 2;

la figura 4 Ã ̈ una schematica vista in assonometria del bruciatore sezionato come in figura 3, visto dal basso;

la figura 5 Ã ̈ una schematica vista in alzato laterale dei mezzi di schermatura del bruciatore secondo il trovato;

la figura 6 à ̈ una schematica vista in alzato frontale dei mezzi di schermatura di figura 5; la figura 7 à ̈ una schematica vista in sezione secondo il piano di traccia VIII-VIII di figura 5; la figura 8 à ̈ una schematica vista in sezione longitudinale di un bruciatore secondo il trovato installato all'interno di una camera riscaldata; la figura 9 à ̈ una schematica vista in pianta sezionata di un'attrezzatura dotata di bruciatori secondo il trovato con funzionamento discontinuo; la figura 10 una schematica vista in pianta sezionata di un'attrezzatura dotata di bruciatori secondo il trovato con funzionamento in continuo. Con particolare riferimento a tali figure, si à ̈ indicato globalmente con 5 un bruciatore a tubo radiante ad alta efficienza di scambio termico. Il bruciatore 5 comprende un corpo collettore 8 per l'alimentazione di almeno un comburente gassoso (aria) e di almeno un combustibile gassoso (gas metano) verso una testa di combustione 9 alloggiata lungo un tubo radiante 6 provvisto di almeno una luce di evacuazione 7 dei fumi di combustione .

Il corpo collettore 8 à ̈ dotato di una bocca 8a di immissione di gas metano e di una bocca 8b di immissione di aria, che sono associate a rispettive unità di alimentazione non rappresentate perchà ̈ di tipo noto.

La testa di combustione 9 à ̈ in comunicazione con il corpo collettore 8 mediante un condotto 10 per l'alimentazione del combustibile ed à ̈ dotata dì un elettrodo di accensione 11 e di un dispositivo di controllo fiamma 12, del tipo di un secondo elettrodo .

Il tubo radiante 6 comprende una camicia radiante 13 dotata di un'estremità prossimale 13a associata al corpo collettore 8 e di una estremità distale 13b, alla cui parete laterale à ̈ associata la luce di evacuazione 7. La testa di combustione 9 à ̈ alloggiata all'interno della camicia radiante 13. In una possibile forma di attuazione il bruciatore 5 può essere di tipo autorecuperativo; la testa di combustione 9, infatti, à ̈ disposta lungo la camicia radiante 13 distanziata dalla relativa estremità prossimale 13a ad ottenere uno scambio termico dai fumi di combustione al comburente alimentato verso la testa stessa.

Preferibilmente il bruciatore 5 prevede una pluralità di luci di evacuazione 7 distribuite in una regione della parete laterale della camicia radiante 13 compresa tra la testa di combustione 9 e la relativa estremità distale 13b, e preferibilmente distanziata dalla testa di combustione stessa ad evitare la fuoriuscita di lingue di fuoco attraverso le luci di evacuazione 7 in prossimità della zona di innesco della combustione, così come descritto nella domanda italiana di brevetto per invenzione industriale n. M02008A000324 a nome della stessa Richiedente. Non si esclude tuttavia che il bruciatore 5 possa essere del tipo a doppia camicia così come descritto nella suddetta domanda di brevetto.

Il bruciatore 5 prevede, inoltre, mezzi di schermatura 30 che rivestono esternamente almeno parte del tubo radiante 6 onde proteggerlo da eventuali correnti d’aria presenti nell'ambiente in cui à ̈ installato il bruciatore stesso, che potrebbero raffreddare il tubo radiante 6, rìducendo l'efficacia della diffusione del calore mediante irraggiamento.

Vantaggiosamente, i mezzi di schermatura 30 prevedono almeno una porzione sostanzialmente riflettente 31 la radiazione termica emessa dal tubo radiante 6 e almeno una porzione sostanzialmente trasparente alla radiazione stessa. Con il termine "trasparente" si intende che si lascia attraversare dalla radiazione termica .

La porzione sostanzialmente riflettente 31 Ã ̈ sagomata a concentrare la radiazione termica in corrispondenza della porzione sostanzialmente trasparente 32.

In questo modo à ̈ possibile direzionare la radiazione termica per installazioni che necessitino di un flusso di radiazione localizzato, piuttosto che diffuso.

La porzione sostanzialmente riflettente 31 comprende una parete in lamiera metallica sagomata a definire una sorta di volta a botte svasata nel cui intradosso à ̈ disposto longitudinalmente il tubo radiante 6. La porzione sostanzialmente trasparente 32 à ̈ disposta in corrispondenza della base di tale volta, che nella forma di attuazione rappresentata à ̈ aperta.

Il tubo radiante 6 Ã ̈, preferibilmente, inserito completamente all'interno dell'intradosso definito dalla parete 31.

Vantaggiosamente la parete 31 si estende per una lunghezza sostanzialmente pari a quella del tubo radiante 6.

I mezzi di schermatura 30 comprendono mezzi di sostegno 33 del tubo radiante 6, che prevedono una pluralità di piastre 34 rigidamente collegate alla parete 31 e disposte ortogonali al suo sviluppo longitudinale, ciascuna delle quali à ̈ provvista dì una sede 35 di alloggiamento del tubo radiante.

In corrispondenza dell'estremità della parete 31 affacciata all'estremità prossimale 13a à ̈ prevista una piastra, indicata con il numero di riferimento 34a, del tipo rappresentato in figura 6, sagomata a definire un perimetro sostanzialmente combaciante con quello definito dalla sezione trasversale della parete 31 e dotata di una sede chiusa, indicata con 35a, in cui il tubo radiante 6 à ̈ inserito passante a misura.

Lungo lo sviluppo longitudinale della parete 31 sono distribuite una pluralità (tre nelle figure) piastre, indicate con il numero di riferimento 34b, del tipo rappresentato in figura 7, sagomate in modo da occupare solo parzialmente la sezione trasversale definita dalla parete 31 e dotate di una sede aperta, indicata con 35b, di appoggio del tubo radiante 6.

Opportunamente, i mezzi di schermatura 30 prevedono almeno un'apertura 36 definita sulla parete 31 in corrispondenza dell'estremità prossimale 13a. Preferibilmente sono previste due aperture 36 disposte affacciate da parti opposte rispetto al tubo radiante 6. In guesto modo la porzione di camicia radiante 13 in prossimità dell'estremità prossimale 13a viene mantenuta esposta ai fumi di combustione circolanti nell'ambiente in cui à ̈ installato il bruciatore 5 ad ottenere la funzione di autorecupero di calore. In caso di bruciatore 5 non di tipo autorecuperativo le aperture 36 non sono necessarie .

Infine, il bruciatore 5 comprende mezzi di sospensione 37 associati ai mezzi di schermatura 30 per l’installazione del bruciatore stesso. Tali mezzi di sospensione 37 prevedono una coppia di tiranti 38 disposti in corrispondenza di rispetti estremità longitudinali della parete 31. Ciascun tirante 38 presenta un'estremità associata alla parete 31 e quella contrapposta associabile ad una parete dell'ambiente in cui à ̈ installato il bruciatore 5, ad esempio mediante organi di collegamento 39 filettati, i tiranti 38 essendo esternamente filettati alle estremità.

Opportunamente il bruciatore secondo il trovato può trovare impiego in un'attrezzatura per il trattamento termico di manufatti ceramici del tipo descritto nella domanda italiana di brevetto per invenzione industriale n. M02008A000324 della stessa Richiedente.

Nelle figure 1, 6 e 7, infatti, à ̈ rappresentata un'attrezzatura 1 che impiega almeno un bruciatore 5 montato all'interno di un camera 2 riscaldata e dotata di almeno un'apertura 3 per l'introduzione dì almeno un manufatto M da trattare e di almeno un'apertura 4 per l'estrazione del manufatto M trattato .

Le luci di evacuazione 7 sono disposte all'interno della camera 2 ad ottenere una propagazione del calore mista sia per irraggiamento, che per convezione .

Il bruciatore 5 Ã ̈ disposto superiormente ai manufatti M, con le luci di evacuazione 7 rivolte verso i manufatti stessi. I mezzi di schermatura 30 sono posizionati con la porzione sostanzialmente trasparente 32 affacciata ai manufatti M in modo da direzionare verso di essi la radiazione termica emessa dal tubo radiante 6, riducendo la dispersione nell'ambiente circostante .

L'attrezzatura 1 può essere a funzionamento intermittente (figura 9) con le aperture 3 e 4 tra loro coincidenti, ovvero a funzionamento in continuo (figura 10), con la camera 2 conformata a tunnel, a sviluppo orizzontale o verticale, e mezzi di trasferimento 23, del tipo di una rulliera o altro trasportatore continuo di tipo noto, di una pluralità di manufatti M dall'apertura 3 di ingresso verso l'apertura 4 di uscita. In quest'ultimo caso i bruciatori 5 sono disposti trasversalmente alla direzione di attraversamento della camera 2.

Inoltre, l'attrezzatura 1 può realizzare trattamenti di essiccazione di manufatti ceramici crudi o cotti, ovvero di cottura.

Si à ̈ in pratica constatato come il trovato descritto raggiunga gli scopi proposti ed in particolare si sottolinea il fatto che il bruciatore secondo il trovato consente di ottimizzare l'efficacia di scambio termico per irraggiamento, in quanto il tubo radiante non à ̈ direttamente esposto all'ambiente di lavoro e poiché consente di concentrare la radiazione termica laddove à ̈ necessaria.

Il trovato così concepito à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze senza per questo uscire dall'ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1)Bruciatore (5) a tubo radiante ad alta efficienza di scambio termico comprendente un corpo collettore (8) per l'alimentazione di almeno un comburente gassoso e di almeno un combustibile gassoso verso una testa di combustione (9) alloggiata lungo un tubo radiante (6) provvisto di almeno una luce di evacuazione (7) dei fumi di combustione, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di schermatura (30) che rivestono esternamente almeno parte di detto tubo radiante (6). 2)Bruciatore (5) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di schermatura (30) sono dotati di almeno una porzione sostanzialmente riflettente (31) la radiazione termica emessa da detto tubo radiante (6) e di almeno una porzione sostanzialmente trasparente (32) a detta radiazione termica, la porzione sostanzialmente riflettente (31) essendo sagomata a concentrare la radiazione termica in corrispondenza della porzione sostanzialmente trasparente (32). 3)Bruciatore (5) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta porzione sostanzialmente riflettente (31) comprende una parete sagomata a definire una sorta di volta a botte svasata nel cui intradosso à ̈ disposto longitudinalmente detto tubo radiante (6), la porzione sostanzialmente trasparente (32) essendo disposta alla base della volta stessa. 4)Bruciatore (5) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto tubo radiante (6) à ̈ completamente alloggiato all'interno di detto intradosso. 5)Bruciatore (5) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta porzione sostanzialmente trasparente (32) à ̈ sostanzialmente aperta. 6)Bruciatore (5) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di schermatura (30) comprendono mezzi di sostegno (33) di detto tubo radiante (6). 7)Bruciatore (5) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di sostegno (33) comprendono una pluralità di piastre (34a, 34b) rigidamente collegate a detta porzione sostanzialmente riflettente (31), ciascuna delle quali à ̈ provvista di una sede (35a, 35b) in cui à ̈ alloggiato detto tubo radiante (6). 8)Bruciatore (5) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi dì schermatura (30) spno provvisti di almeno un'apertura (36) disposta in prossimità dell'estremità prossimale (13a) di detto tubo radiante (6) rispetto a detto corpo collettore (8), il bruciatore stesso essendo di tipo autorecuperativo . 9)Bruciatore (5) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di schermatura (30) si sviluppano su una lunghezza sostanzialmente pari a quella di detto tubo radiante (6). 10 )Bruciatore (5) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di sospensione (37) associati a detti mezzi di schermatura (30) per l'installazione del bruciatore stesso.