ITMO980267A1 - "gruppo di alimentazione dell'aria di combustione per bruciatore intensivo di forni, particolarmente per prodotti ceramici". - Google Patents

Description

Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: “GRUPPO DI ALIMENTAZIONE DELLARIA DI COMBUSTIONE PER BRUCIATORE INTENSIVO DI FORNI, PARTICOLARMENTE PER PRODOTTI CERAMICI”.

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto un gruppo di alimentazione dell’aria di combustione per bruciatore intensivo di forni, particolarmente per prodotti ceramici.

E’ noto l’impiego di bruciatori intensivi in forni per prodotti ceramici che vengono disposti ad una certa distanza l’uno dall’altro e che permettono di ottimizzare all’interno del forno la distribuzione della temperatura a seconda della tipologia dei manufatti da cuocere.

Per gestire in maniera ottimale i forni per la produzione di prodotti ceramici occorre mantenere all’interno del forno una curva di temperatura prestabilita strettamente dipendente dal prodotto da cuocere: le diverse zone del forno, a seconda della temperatura e del sistema pressorio, debbono essere più o meno riscaldate al centro o in parete, da ciò l’impiego di bruciatori disposti in certe zone del forno di bruciatori con differente velocità di uscita dei fumi da zona a zona.

I bruciatori di tipo noto non sono scevri di inconvenienti tra i quali vanno annoverati il fatto che per variare la distribuzione delle temperature nelle varie zone del forno è necessario intervenire sull’alimentazione del combustibile e/o del comburente o, in alternativa, sostituire il tipo di bruciatore, che richiedono operazioni piuttosto laboriose e costi elevati e che non consentono di ottenere significativi risparmi energetici.

Inoltre sono noti bruciatori intensivi, già oggetto del brevetto di invenzione italiano n. 1287521 a nome dello stesso inventore, nel quale è consentita la registrazione della velocità, e quindi della temperatura, dei prodotti della combustione così da risolvere con un unico tipo di bruciatore le diverse esigenze dei diversi punti del forno e poter variare agevolmente e rapidamente, anche con il forno in funzione, le caratteristiche di velocità di uscita dei prodotti della combustione mantenendo invariata l’alimentazione di combustibile e comburente.

L’introduzione di questi bruciatori intensivi su forni esistenti ha consentito di ridurre il volume dell’aria di combustione con un risparmio energetico, stimabile tra circa il 10% ed il 15%; tuttavia anch’essi non possono raggiungere risultati migliori in quanto utilizzano come comburente esclusivamente aria fredda di combustione.

Non è infatti assolutamente ipotizzabile una distribuzione dell’aria di combustione ad alta temperatura (500°C) attraverso i normali condotti esterni ai forni, anche se realizzati in materiali speciali, per le difficili condizioni di isolamento e per le parti in vista dei bruciatori di tipo noto. Compito precipuo del presente trovato è quello di eliminare gli inconvenienti sopralamentati dei bruciatori noti escogitando un gruppo di alimentazione dell’aria di combustione per bruciatore intensivo di forni, particolarmente per prodotti ceramici, che consenta di realizzare un notevole risparmio energetico, nonché di garantire il funzionamento con aria di combustione ad alta temperatura e senza che l'ambiente esterno e le normali strutture del forno vengano assoggettate a condizioni anormali e difficilmente tollerabili. Nell’ambito di tale compito tecnico, altro scopo del presente trovato è quello di assolvere i compiti precedenti con 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 gruppo di alimentazione dell’aria di combustione per bruciatore intensivo di forni, particolarmente per prodotti ceramici, del tipo comprendente una camera di combustione nella quale penetra un stelo tubolare di adduzione di combustibile gassoso e che è collegata ad un tubo di aria fredda caratterizzato dal fatto che comprende una prima valvola parzlalizzatrice registrabile che intercetta detto tubo sostanzialmente all’ingresso di detta camera ed un condotto di aria calda che ha l’uscita connessa a detta camera a valle di detta prima valvola e che è dotato di una seconda valvola parzializzatrice registrabile, la regolazione coordinata di dette valvole essendo atta a determinare la portata e/o temperatura del’aria di combustione.

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 gruppo di alimentazione del’aria di combustione per bruciatore intensivo di forni, particolarmente per prodotti ceramici, illustrato a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui:

la figura 1 è una vista laterale parzialmente sezionata di un bruciatore intensivo con gruppo di alimentazione del’aria di combustione secondo il trovato;

la figura 2 è una vista frontale della prima valvola parzializzatrice registrabile del gruppo di alimentazione secondo il trovato;

(a figura 3 è una vista schematica in prospettiva di una porzione di forno con bruciatore intensivo dotato del gruppo di alimentazione secondo il trovato.

Con particolare riferimento a tali figure, si è indicato globalmente con 1 un gruppo di alimentazione dell’aria di combustione montato su un bruciatore intensivo 2 di un forno per prodotti ceramici 3.

La parte esterna del bruciatore 2 è inserita nel suo normale circuito esterno di alimentazione di aria fredda ed è dotata degli apparati di sicurezza previsti dalla legge.

Il bruciatore 2 è del tipo ad assetto variabile e comprende una camera di combustione 4 che è collegata ad un tubo di aria fredda 5 di un circuito esterno 6 di alimentazione e nella quale penetra lo stelo tubolare 7 di un rispettivo condotto 8 di adduzione di combustibile gassoso.

Il gruppo 1 è costituito da una prima valvola parzializzatrice registrabile 9 che intercetta il tubo 5 sostanzialmente all’ingresso della camera 4 e da un condotto di aria calda 10 che ha l’uscita 11 connessa alla camera 4 e posta a valle della prima valvola 9.

Il condotto 10 è disposto sostanzialmente ortogonale alla camera 4 ed è dotato di una seconda valvola parzializzatrice registrabile 12 la cui regolazione, coordinata con quella della prima valvola 9, consente di determinare la portata e/o temperatura del'aria di combustione.

La prima valvola 9 comprende due anelli appiattiti 13 che sono aderenti uno all’altro e attraversati da corrispondenti serie di fori 14 distribuiti circonferenzialmente; non sono tuttavia da escludere forme alternative di attuazione.

La rotazione di uno degli anelli 13 rispetto all’altro determina l’allineamento totale o parziale e/o la occlusione dei fori 14 e consente di registrare la portata dell’aria fredda di alimentazione proveniente dal circuito esterno 6.

La camera 4 ha forma sostanzialmente allungata e presenta mezzi di supporto longitudinalmente registrabili 15 per lo stelo tubolare 7.

I mezzi 15 sono costituiti da un cannotto 16 che ha un'estremità fissata con bulloni 17 in corrispondenza di fori 18 del manicotto 5a del tubo 5.

Il funzionamento del gruppo di alimentazione 1 è il seguente: all’Interno della parete del forno 3 il condotto 10, realizzato in materiale speciale, provvede a convogliare attraverso la valvola 12 l’aria calda direttamente all’interno delia camera 4. Attraverso la rotazione di pochi gradi dell’anello 13 è possibile escludere dall’alimentazione del bruciatore 2 l’aria a temperatura ambiente del circuito esterno 6 proveniente dal tubo 5 che, ridotta e mantenuta in leggera pressione, provvede a mantenere a temperatura ambiente tutte le parti esterne del bruciatore stesso.

In questo modo i sistemi di accensione e controllo della fiamma, secondo quanto prescritto dalle norme di sicurezza, vengono raffreddati dall’aria fredda mentre il comburente è esclusivamente aria calda.

Si viene cosi a garantire il funzionamento del bruciatore con aria di combustione ad alta temperatura, senza che l’ambiente esterno e le normali strutture del forno vengano assoggettate a condizioni anormali e difficilmente tollerabili. Utilmente il condotto 10 è realizzato internamente al forno 3 ed ha l’ingresso 19 che è collegato in prossimità di una delle zone di raffreddamento del forno 3 che sono ubicate a valle della zona di cottura dei prodotti: a questo proposito si possono distinguere tre zone tipiche di raffreddamento.

Nella prima zona il materiale proveniente dalla zona di cottura viene raffreddato rapidamente e in modo diretto, nella seconda zona il materiale viene raffreddato lentamente e indirettamente, mentre nella terza zona il materiale viene raffreddato più rapidamente possibile con contatto diretto con aria a temperatura ambiente fino alla temperatura di uscita. Isolando laria calda proveniente da una di dette tre zone di raffreddamento si dispone di aria ad aita temperatura: l’aria proveniente dalla prima zona impedisce un impiego diretto in ambiente dell’aria recuperata per la possibile presenza di inquinanti provenienti dalla zona di cottura.

L’aria proveniente dalla seconda e dalla terza zona potrebbe invece essere impiegata per il riscaldamento diretto di ambienti di lavoro; risulta quindi estremamente interessante usare come aria di combustione quella proveniente dalla prima zona anche se non sono da escludere soluzioni alternative.

Si può quindi realizzare quanto indicato in fig. 3 dove l’aria calda prelevata dal raffreddamento rapido viene inviata nei condotti di alimentazione dei bruciatori, nei quali l’eccedenza proseguirà attraverso i condotti 20 verso le zone di preriscaldo in sostituzione dell’aria fredda normalmente insufflata, determinando un ulteriore risparmio energetico. E’ sufficiente verificare che l’aria proveniente dal raffreddamento rapido non contenga inquinanti che possano portare alla occlusione dei condotti di trasporto (in particolare gas solforosi).

A questo fine si possono prevedere attrezzature supplementari di laboratorio, non raffigurate, che consentano di analizzare in continuo i gas emessi (CO, CO2, ΝΟχ e SO2) dei prodotto da cuocere in ogni istante della sua curva di cottura e di determinare la curva più idonea per non procurare problemi di gestione.

Si è in pratica constatato come i bruciatori con gruppo di alimentazione secondo il trovato non presentano difficoltà a funzionare con aria a circa 500°C per quanto si riferisce alla camera di combustione, la cui temperatura può essere tenuta controllata a valori accettabili vicini ai 1000°C.

In questo modo si realizzano risparmi energetici dell’ordine del 20% che vanno a sommarsi a quelli precedentemente indicati di tipo noto, portando così il risparmio globale dal 30% al 35% rispetto ai bruciatori tradizionali.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo. Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri tecnicamente equivalenti.

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

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1) Gruppo di alimentazione dell'aria di combustione per bruciatore intensivo di forni, particolarmente per prodotti ceramici, del tipo comprendente una camera di combustione nella quale penetra un stelo tubolare di adduzione di combustibile gassoso e che è collegata ad un tubo di aria fredda caratterizzato dal fatto che comprende una prima valvola parzializzatrice registrabile che intercetta detto tubo sostanzialmente all’ingresso di detta camera ed un condotto di aria calda che ha l'uscita connessa a detta camera a valle di detta prima valvola e che è dotato di una seconda valvola parzializzatrice registrabile, la regolazione coordinata di dette valvole essendo atta a determinare la portata e/o temperatura dell’aria di combustione.
2. 2) Gruppo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto condotto è interno a detto forno ed ha l’ingresso che è collegato in prossimità di almeno una delle zone di raffreddamento del forno ubicate a valle della zona di cottura dei prodotti.
3. 3) Gruppo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detta prima valvola comprende due anelli appiattiti aderenti uno all’altro e attraversati da corrispondenti serie di fori distribuiti circonferenzialmente, la rotazione di un anello rispetto all’altro essendo atta a determinare l’allineamento totale o parziale e/o la occlusione dei fori delle dette serie e a registrare la portata deN’aria fredda di alimentazione.
4. 4) Gruppo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detto condotto di aria calda è sostanzialmente ortogonale a detta camera.
5. 5) Gruppo di alimentazione dell ’aria di combustione per bruciatore intensivo di forni, particolarmente per prodotti ceramici secondo una o più delle precedenti rivendicazioni e secondo quanto descritto ed illustrato agli scopi specificati.