ITNA20090032A1 - Bruciatore atmosferico multigas specifico per l'alimentazione dei forni tradizionali e meccanici. - Google Patents
Bruciatore atmosferico multigas specifico per l'alimentazione dei forni tradizionali e meccanici. Download PDFInfo
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Description
DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE INDUSTRIALE AVENTE PER TITOLO: “BRUCIATORE ATMOSFERICO MULTIGAS SPECIFICO PER L’ALIMENTAZIONE DEI FORNI TRADIZIONALI E MECCANICI”.
DESCRIZIONE
L’ oggetto della presente richiesta di brevetto è un bruciatore specifico per l’alimentazione dei forni tradizionali e meccanici e non limitato a questo utilizzo. Con il termine bruciatore si indica l’apparecchiatura che ha il compito di trasformare l’energia chimica di un combustibile in calore attivando il processo di combustione.
La classificazione dei bruciatori non può essere considerata univoca in quanto sono diversi i criteri che possono determinarla; possiamo classificarli in base alla potenzialità, alla struttura, al tipo di combustibile utilizzato.
Considerando una classificazione dal punto di vista strutturale, attualmente si possono individuare due grandi famiglie di bruciatori:
• bruciatori ad aria aspirata o atmosferico;
• bruciatori ad aria soffiata.
Il bruciatore oggetto della presente relazione descrittiva, rientra nella famiglia dei bruciatori ad aria aspirata ed in particolare è un bruciatore atmosferico multigas. Esso si pone come strumento professionale innovativo per la trasformazione del tradizionale forno a legna in una versione di certo più ecologica, capace di aumentare la produttività, ridurre i costi di gestione, ridurre i consumi mediante regolazione della fiamma in base alle esigenze lavorative e mantenere un più elevato livello di igiene sul luogo di lavoro.
La presente invenzione ha perciò lo scopo di superare, grazie ad una serie di sostanziali modifiche innovative, le attuali problematiche legate all’utilizzo degli attuali bruciatori in commercio ponendo massima attenzione all’ efficienza, adattabilità e flessibilità di funzionamento, nonché al rispetto per l’ambiente sia in termini di risparmio energetico che di efficacia del processo di combustione con la conseguente riduzione delle emissione nocive.
Così come si evince dagli elaborati grafici allegati (Tavola n° 1,2 e 3, figure 1,2 e 3) , il bruciatore è completo di tutti i dispositivi di controllo e sicurezza necessari ed è composto dai seguenti elementi principali:
• Quattro torce funzionanti in maniera indipendente;
• Quattro valvole di alimentazione ad apertura manuale;
• Bruciatore pilota posto in posizione centrale che garantisce il conseguente innesco della fiamma delle altre quattro torce;
• Sonda di accensione che permette l’innesco della fiamma del pilota;
• Sonda di ionizzazione che in assenza di fiamma blocca l’alimentazione del combustibile;
• Testa di combustione con inclinazione variabile a seconda delle dimensioni e della forma del forno da alimentare e superficie di uscita della miscela costituita da piccoli fori di egual dimensione;
• Due elettrovalvole in serie di cui una ad apertura lenta ed una di sicurezza di tenuta combustibile;
• Sonda accensione/controllo ( apparecchiatura elettronica di controllo); • Carter di protezione con superficie esterna non liscia e collegato ad un sistema di “fine corsa” che blocca l’alimentazione del combustibile alla chiusura dello sportello.
I vantaggi della presente invenzione consistono in un miglioramento del sistema di miscelazione combustibile/comburente.
Per la progettazione di un sistema di combustione ci si basa su due caratteristiche principali quali la portata di gas del sistema ma anche e soprattutto sulla quantità di aria necessaria alla combustione completa del combustibile.
La maggior parte dei sistemi di combustione, prima dell’innesco del processo, sono in grado di miscelare al gas combustibile una quantità di aria inferiore a quella teorica richiesta per la combustione, mentre il restante quantitativo di aria utile al raggiungimento di una combustione completa è miscelato dopo il punto di accensione. La quantità di aria miscelata con il gas prima del momento dell’accensione è chiamata “aria primaria”. L’aria miscelata dopo il punto di accensione è chiamata “aria secondaria”. La quantità di aria primaria nella miscela è normalmente espressa in percentuale dell’aria totale teorica richiesta per la combustione; ciò comunemente si chiama “aerazione
Nel suddetto bruciatore, oggetto della seguente richiesta di brevetto, il sistema di regolazione dei componenti della miscela è costituito da un ugello coassiale al tubo di miscelazione (torcia) mediante il quale è addotto il gas combustibile e da una valvola di regolazione dell’aria a funzionamento manuale.
I vantaggi apportati, consistono in una maggiore superficie utile di aspirazione dell’aria primaria, dovuta alle dimensioni d’ingombro dell’ugello, ridotte rispetto a quelle dei bruciatori attualmente in commercio. E’ inoltre possibile intervenire in maniera diretta sulla regolazione del quantitativo di aria in relazione alle esigenze di utilizzo del bruciatore, grazie alla presenza di una valvola ad apertura manuale (Tavola n° 4, figura 4)
L’invenzione ha anche per oggetto un tubo Venturi per bruciatore per alimentazione di forni tradizionali e meccanici.
L’innovazione consiste nella realizzazione di una nuova geometria de miscelatore atmosferico in grado di creare una nuova corsia preferenziale centrale di passaggio della miscela combustibile/comburente incrementando il quantitativo di aria primaria aspirata e potenziando il cosiddetto effetto Venturi.
II nuovo tubo Venturi, elemento principale del bruciatore in essere, presenta come peculiarità innovativa la realizzazione di due alette in corrispondenza della sezione ristretta che provocano un aumento della velocità della miscela, un richiamo di un maggiore quantitativo di aria primaria alTintemo del miscelatore un moto turbolento che determina una migliore miscelazione dei component (Tavola 4, figura 4).
La miscela così formata, giunge alla testa di combustione dove il processo prende forma.
A differenza degli altri bruciatori attualmente presenti in commercio, la testa ed i miscelatore sono assemblati a mezzo di saldatura in modo da abbattere le dispersioni termiche e migliorare il rendimento e Tefficienza del processo di combustione.
AlTintemo della testa di combustione, inoltre, è presente una filettatura interna capace di fornire un’ ulteriore miscelazione dei componenti prima dell’innesco della fiamma.
La testa di combustione, ulteriore elemento innovativo del bruciatore inventato, presenta inclinazione variabile a seconda delle dimensioni e della forma del forno da alimentare. Tale inclinazione permette di direzionare la fiamma in modo da ottenere una distribuzione uniforme del calore all’interno del forno (Tavola n° 4). La piastra di combustione, rispetto agli attuali bruciatori commerciali che presentano una superficie con un foro centrale di dimensioni superiori, è caratterizzata da fori più piccoli e tutti di egual dimensione. L’uniformità di tali aperture permette di ripartire al meglio la miscela su tutta la superficie in modo da ottenere dei miglioramenti della combustione facilitando la reazione a catena che la caratterizza.
Ulteriori vantaggi del bruciatore oggetto della seguente richiesta di brevetto, sono una migliore aerazione della miscela (maggior quantitativo di aria primaria) e la totale eliminazione del cosiddetto fenomeno del ritorno di fiamma, ricorrente nella maggior parte dei bruciatori attualmente in commercio, grazie all’aumento della velocità del flusso della miscela.
La nuova forma del miscelatore atmosferico, la maggiore superficie utile di aspirazione dell’aria primaria e l’unifonnità dei fori sulla piastra di combustione della testa garantiscono, infatti, il perfetto equilibrio tra la velocità di propagazione della fiamma e la velocità di flusso della miscela ottenendo una fiamma diffusa ed attaccata alla piastra.
Il posizionamento del bruciatore è previsto all’intemo del massetto del forno in corrispondenza della sua bocca, proprio per questo a suo corredo è stato progettato un carter di protezione con superficie esterna non liscia capace di migliorare Γ aderenza con il cemento.
Il carter di protezione è collegato ad un sistema di “fine corsa” che blocca l’alimentazione del combustibile alla chiusura dello sportello (Tavola n°5, figura 5). L’installazione del bruciatore nel massetto del forno garantisce sia un maggior standard igienico della postazione di lavoro eliminando i problemi di stoccaggio legna (insetti, umidità, residui) sia un più elevato livello di sicurezza con l’eliminazione di qualsiasi oggetto di ingombro della postazione. Tali peculiarità, accoppiate al completo abbattimento delle emissioni di fuliggine nell’ambiente esterno, assicurano il rispetto di tutti gli standard di qualità, sicurezza e ambiente imposti dalle nuove normative comunitarie.
Le principali caratteristiche tecniche del bruciatore sono riportate nella tabella
seguente:
L’invenzione ora verrà descritta in alcuni esempi non limitativi:
Esempio 1. A seguito di prove di laboratorio effettuate sul bruciatore, si è constatato che in condizioni di funzionamento a regime (massima portata disponibile di combustibile) ed utilizzando come combustibili il metano o il GPL i consumi si sono ridotti di oltre 3 m<3>lh rispetto ai consumi medi dei bruciator attualmente disponibili in commercio (da 12 m<3>/h a meno di 9 m<3>/h). Inoltre si è registrato un aumento del rendimento termico di circa il 15% .
Esempio 2. A seguito di prove di laboratorio effettuate sul bruciatore posto all’ interno di un forno per la cottura del pane, si è constatato che in condizioni d funzionamento a regime (massima portata disponibile di combustibile) ed utilizzando come combustibili il metano o il GPL si è registrato una cottura de pane in tempi più rapidi rispetto ai bruciatori attualmente in uso e con un consumo minore di comburente.
Esempio 3. A seguito di prove di laboratorio effettuate sul bruciatore posto all’interno di un forno per la cottura delle pizze, si è constatato che in condizioni di funzionamento a regime (massima portata disponibile di combustibile) ed utilizzando come combustibili il metano o il GPL si è registrato una cottura più rapida e più uniforme di pizze e prodotti da forno rispetto all’uso dei bruciatori attualmente in uso.
Le caratteristiche dell’invenzione ed i vantaggi da essa derivati risulteranno con maggiore evidenza nella seguente descrizione dettagliata della figure allegate, in cui:
- Nella Tavola l,la figura 1 illustra in prospettiva la vista frontale del nuovo bruciatore oggetto della seguente domanda di brevetto. In particolare nel disegno è possibile distinguere la testa di combustione (1), il nuovo miscelatore atmosferico (2), il sistema di regolazione delTaria (3), l’ugello di dimensioni ridotte (4) la valvola del gas (5), elettrovalvola di sicurezza(6), la cassetta elettrica (8), il termostato (9), il collettore (10), la sonda di accensione (11) e la sonda di ionizzazione (12).
-Nella Tavola 2, la figura 2 illustra in prospettiva la vista posteriore del nuovo bruciatore. In particolare nel disegno è possibile distinguere la testa di combustione (1), il nuovo miscelatore atmosferico (2), il sistema di regolazione deH’aria (3), la valvola del gas (5), Γ elettrovalvola di sicurezza (6), Γ elettrovalvola ad apertura lenta (7), la cassetta elettrica (8), e il termostato (9). -Nella Tavola 3, la figura 3 illustra in assonometria il bruciatore. In particolare nel disegno è possibile distinguere la testa di combustione (1), il nuovo miscelatore atmosferico (2), il sistema di regolazione dell’aria (3), la valvola del gas (5), elettrovalvola di sicurezza (6), l’elettrovalvola ad apertura lenta (7), la cassetta elettrica (8) e il termostato (9), Collettore (10).
- Nella Tavola 4, la figura 4 illustra in sezione e in prospettiva il nuovo miscelatore atmosferico con alette laterali. In particolare è possibile distinguere la testa di combustione (1), il nuovo miscelatore atmosferico (2), il sistema di regolazione dell’aria (3), Γ ugello di dimensioni ridotte (4) e la valvola del gas (5) -Nella Tavola 5, la figura 5 illustra la vista laterale del bruciatore corredato del carter di protezione. In particolare nel disegno è possibile distinguere la testa di combustione (l),il nuovo miscelatore atmosferico (2), il sistema di regolazione dell’aria (3),T ugello di dimensioni ridotte(4), la valvola di alimentazione del combustibile (5), elettrovalvola di sicurezza(6), l’elettrovalvola ad apertura lenta (7), la cassetta elettrica (8), il collettore (10) e il carter di protezione (13), idoneo sistema di fine corsa che blocca l’alimentazione alla chiusura dello sportello del carter (14).
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI DELL’INVENZIONE INDUSTRIALE AVENTE PER TITOLO: “BRUCIATORE ATMOSFERICO MULTIGAS SPECIFICO PER L’ALIMENTAZIONE DEI FORNI TRADIZIONALI E MECCANICI”. Rivendicazioni 1) Bruciatore atmosferico multigas specifico per Γ alimentazione dei forni tradizionali e meccanici, comprendente: a) quattro torce funzionanti in maniera indipendente caratterizzate dalla nuova tipologia di miscelatore atmosferico ; b) nuova tipologia di sistema regolazione miscela combustibile/comburente caratterizzato da un ugello di dimensioni ridotte; c) quattro valvole di alimentazione ad apertura manuale; d) il bruciatore pilota posto in posizione centrale che garantisce l’innesco della fiamma delle altre quattro torce; e) la sonda di accensione che permette l’innesco della fiamma del bruciatore pilota; f) la sonda di ionizzazione che in assenza di fiamma blocca l’alimentazione del combustibile; g) la testa di combustione con inclinazione variabile a seconda delle dimensioni e della forma del forno da alimentare; h) la superficie di uscita della miscela costituita da piccoli fori di eguale dimensione; i) le due elettrovalvole in serie di cui una ad apertura lenta ed una di sicurezza di tenuta combustibile; 1) il carter di protezione con superfìcie esterna non liscia e collegato ad un sistema di “fine corsa” che blocca l’alimentazione del combustibile alla chiusura dello sportello; m) il termostato di sicurezza; 2) La nuova tipologia di miscelatore atmosferico come da rivendicazione 1 di lunghezza compresa nell’ intervallo fra 20,0-80,0 cm e di larghezza compresa nell’intervallo fra 2,5-50,0 cm con alette che ottimizzano l’effetto venturi. La posizione delle alette, elemento innovativo della seguente domanda di brevetto, disposte rispetto alla piastra di combustione ad una distanza compresa nell’ intervallo fra 15,0-30,0 cm, e rispetto alla bocca di entrata del comburente poste ad una distanza compresa nell’ intervallo fra 5,0-15,0 cm. Le dimensioni dello spessore della schiacciatura delle alette sono comprese nell’intervallo fra 0,1 -3,0 cm e la lunghezza è compresa fra 10,0-40,0 cm; 3) La nuova tipologia di miscelatore atmosferico come da rivendicazione 1 costruito usando tutti i tipi di materiali attualmente utilizzati e materiali innovativi; ad esempio, e non limitato a questo esempio, acciaio inox, fibre di carbonio, rame, ferro ecc. 4) Utilizzo della nuova tipologia di miscelatore atmosferico come da rivendicazioni 2 e 3 per l’utilizzazione in bruciatori tradizionali, meccanici, in stufe cucine industriali, barbecue o piastre, caldaie per trasformazioni di energia s domestiche che industriali, essiccatori, friggitrici industriali, forni per temperamento e la lavorazione di metalli e non limitato a questi utilizzi; 5) Utilizzo del nuovo miscelatore atmosferico come da rivendicazioni 2 e 3 sistemi di carburazione per auto, ciclomotori, aeroplani , in eiettori, in motori sistemi eolici di trasformazione di energia eolica e in ambito aereodinamico e aereospaziale e non limitato a questi utilizzi; 6) Utilizzo del nuovo miscelatore atmosferico come da rivendicazioni 2 e 3 i macchine industriali idrauliche , in tutte le tipologie di pompe da vuoto, in sistem filtrazione/areazione di acquari domestici e non, piscine, vasche e non limitato questi utilizzi. 7) Ugello con regolazione manuale della miscela combustibile/comburent secondo la rivendicazione 1 , la cui lunghezza è ridotta rispetto a quelli in uso ed compresa fra 0, 5-5,0 cm; 8) Geometria della testa di combustione come da rivendicazione 1 di diametr compreso fra 2,5-50,0 cm, con inclinazione variabile di angolo che va da 30 a 9 gradi rispetto all’asse del miscelatore atmosferico e con filettatura con passo gross sulla superficie interna. La testa di combustione è caratterizzata da fori di ugua diametro compreso nell’intervallo fra 0, 5-5,0 cm, distribuiti uniformemente e no sulla superficie della testa di combustione; 9) L’assemblaggio della nuova tipologia della testa di combustione al miscelator mediante saldatura ; 10) La nuova tipologia di testa di combustione costruita in tutti i tipi di materia attualmente utilizzati o materiali innovativi; 11) Utilizzo della nuova tipologia di testa di combustione in bruciatori tradizional meccanici, in stufe, cucine industriali, barbecue o piastre, caldaie per trasformazion di energia domestiche e industriali, essiccatori, friggitrici industriali, forni per il temperamento e la lavorazione di metalli e non limitato a questi utilizzi; 12) Il carter di protezione come da rivendicazione 1 collegato al sistema di “fine corsa” che blocca Γ alimentazione del combustibile alla chiusura dello sportello, di dimensione variabili con larghezza compresa nell’ intervallo fra 20,0-60,0 cm, lunghezza fra 20,0-60,0 cm e altezza fra 20,0-60,0 cm; che ha una superficie con migliori caratteristiche di aderenza e costruito in tutti i tipi di materiali attualmente utilizzati e materiali innovativi. 13) Utilizzo del carter di protezione in forni meccanici, tradizionali, in forni per il temperamento e la lavorazione di metalli e materiali ceramici, in caldaie per trasformazioni di energia domestiche e industriali e non limitato a questi utilizzi.
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