ITUB20152781A1

ITUB20152781A1 - Cooking oven for food use with pre-mixing gas burner

Info

Publication number: ITUB20152781A1
Application number: ITUB2015A002781A
Authority: IT
Original assignee: Unox Spa
Priority date: 2015-08-03
Filing date: 2015-08-03
Publication date: 2017-02-03

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente trovato concerne un forno di cottura ad uso alimentare, con bruciatore a gas a pre-miscelazione, avente le caratteristiche enunciate nel preambolo della rivendicazione principale n. 1 . The present invention relates to a cooking oven for food use, with a pre-mixing gas burner, having the characteristics set out in the preamble of the main claim n. 1.

II trovato si colloca nell’ambito tecnico dei forni di cottura ad uso alimentare, in particolare di tipo professionale, provvisti di un bruciatore a gas idoneo a generare il calore richiesto ed in cui il sistema di combustione prevede un gruppo di erogazione includente una valvola di alimentazione gas ed un dispositivo di pre-miscelazione aria- gas associato ad un ventilatore atto ad alimentare in modo forzato la miscela combustibile ariagas al bruciatore. The invention is part of the technical field of cooking ovens for food use, in particular of the professional type, provided with a gas burner suitable for generating the required heat and in which the combustion system provides a delivery unit including a discharge valve. gas supply and an air-gas pre-mixing device associated with a fan capable of forcibly feeding the air-gas fuel mixture to the burner.

Apparecchi bruciatori di questo tipo comprendono tipicamente un ventilatore azionato da un motore a velocità variabile, una valvola gas (tradizionalmente una elettrovalvola con vite di regolazione della portata di gas) , un dispositivo miscelatore aria-gas tipicamente conformato come un condotto Venturi, nonché un condotto o canalizzazione per convogliare il gas al bruciatore. Quest’ultimo comprende una testa di combustione tipicamente provvista di un dispositivo di accensione (in genere uno o più elettrodi alimentati da un organo accenditore) nonché di un dispositivo di rilevazione di fiamma. Il bruciatore unitamente ai dispositivi di accensione e di rilevazione di fiamma è inserito in uno scambiatore di calore, in cui è integrato uno condotto di scarico dei fumi generati dalla combustione della miscela aria-gas. Burner appliances of this type typically comprise a fan driven by a variable speed motor, a gas valve (traditionally a solenoid valve with a gas flow adjustment screw), an air-gas mixing device typically shaped as a Venturi duct, as well as a duct or ducting to convey the gas to the burner. The latter comprises a combustion head typically equipped with an ignition device (generally one or more electrodes powered by an igniter) as well as a flame detection device. The burner, together with the ignition and flame detection devices, is inserted in a heat exchanger, in which an exhaust duct for the fumes generated by the combustion of the air-gas mixture is integrated.

Configurazioni note del sistema di combustione sopra descritto possono prevedere il posizionamento del ventilatore a monte ovvero, in alternativa, a valle del gruppo formato dal dispositivo di miscelazione e dalla valvola gas. Sono inoltre noti bruciatori con due o più scambiatori di calore che richiedono lo sdoppiamento dei componenti relativi alla testa di combustione e dei relativi dispositivi di accensione e rilevazione di fiamma, nonché dei condotti di scarico dei fumi di combustione. Known configurations of the combustion system described above can provide for the positioning of the fan upstream or, alternatively, downstream of the group formed by the mixing device and the gas valve. Burners with two or more heat exchangers are also known which require the splitting of the components relating to the combustion head and the relative ignition and flame detection devices, as well as the flue gas exhaust ducts.

In questi sistemi di combustione a pre-miscelazione, concepiti per l'impiego in forni di cottura, una delle esigenze di principale rilievo è quella di dover realizzare una gamma di apparecchiature simili ma caratterizzate da potenze diverse, per realizzare forni di corrispondenti taglie di potenza diversa. Inoltre in ciascuna applicazione viene tipicamente richiesto un intervallo di modulazione della potenza. In these pre-mixing combustion systems, designed for use in cooking ovens, one of the most important requirements is that of having to create a range of similar equipment but characterized by different powers, to create ovens of corresponding power sizes. different. Additionally, a power modulation range is typically required in each application.

Attualmente per far fronte a tali esigenze si provvede a sostituire alcuni componenti del gruppo di erogazione (concepito per il modello più potente), in funzione della potenza richiesta, ad esempio si sostituisce il sistema a condotto Venturi di miscelazione con altro sistema Venturi avente una sezione minima diversa, al fine di raggiungere i valori di potenza richiesti dall’applicazione che permettano una corretta regolazione del bruciatore. Ciò tuttavia si traduce in una gestione più onerosa della componentistica associata alla gamma dei forni prodotti, soprattutto in termini di aumento di costi perché richiede la produzione e la gestione di componenti aggiuntivi per il bruciatore di una certa complessità e costo. Currently, to meet these needs, some components of the delivery unit (designed for the more powerful model) are replaced, depending on the power required, for example the Venturi mixing duct system is replaced with another Venturi system having a section different minimum, in order to reach the power values required by the application that allow correct adjustment of the burner. However, this results in a more costly management of the components associated with the range of ovens produced, especially in terms of increased costs because it requires the production and management of additional components for the burner of a certain complexity and cost.

Scopo principale del trovato è quello di mettere a disposizione un forno di cottura per uso alimentare del tipo anzidetto, strutturalmente e funzionalmente concepito per superare i limiti evidenziati con riferimento alla tecnica nota citata. The main object of the invention is to provide a cooking oven for food use of the aforesaid type, structurally and functionally conceived to overcome the limits highlighted with reference to the cited known art.

Questo ed altri scopi che appariranno chiaramente nel seguito sono raggiunti dal trovato mediante un forno di cottura ad uso alimentare realizzato in accordo con le rivendicazioni che seguono. This and other objects which will appear clearly in the following are achieved by the invention by means of a cooking oven for food use made in accordance with the following claims.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue di un suo preferito esempio di attuazione illustrato, a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento agli uniti disegni in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the following detailed description of a preferred embodiment thereof illustrated, by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings in which:

- la figura 1 è una vista schematica di un apparecchio bruciatore di un forno di cottura in accordo con il trovato, Figure 1 is a schematic view of a burner apparatus of a cooking oven in accordance with the invention,

- la figura 2 è una vista in alzato frontale di un particolare dell’apparecchio bruciatore di figura 1 , - Figure 2 is a front elevation view of a detail of the burner appliance of Figure 1,

- la figura 3 è una vista in sezione secondo la linea lll-lll di figura 2, Figure 3 is a sectional view along the line 11-111 of Figure 2,

- la figura 4 è una vista in alzato frontale del particolare di figura 2 in una distinta forma realizzativa. - figure 4 is a front elevation view of the detail of figure 2 in a distinct embodiment.

Con riferimento iniziale alla figura 1 , con 1 è complessivamente indicato, e solo schematicamente illustrato, un forno di cottura ad uso alimentare, realizzato in accordo con il presente trovato. Il forno comprende una camera di cottura 2 definita in un corpo scatolare 3 accessibile internamente mediante una porta frontale 4 (solo parzialmente rappresentata). With initial reference to Figure 1, 1 generally indicates, and only schematically illustrated, a cooking oven for food use, made in accordance with the present invention. The oven comprises a cooking chamber 2 defined in a box-like body 3 accessible internally through a front door 4 (only partially shown).

Nel corpo scatolare è altresì definito un vano 5, almeno parzialmente aperto nella camera di cottura 2, all’interno del quale è provvisto uno scambiatore di calore, indicato complessivamente con 6, comprendente un camino tubolare a colonna, al cui interno, in corrispondenza di una base inferiore, è inserito un bruciatore 7. Alla contrapposta estremità dello scambiatore 6 è previsto un condotto 8 di scarico dei fumi di combustione. In the box-shaped body there is also defined a compartment 5, at least partially open in the cooking chamber 2, inside which a heat exchanger is provided, indicated as a whole with 6, comprising a tubular column chimney, inside which, in correspondence with a lower base, a burner 7 is inserted. At the opposite end of the exchanger 6 there is a duct 8 for discharging the combustion fumes.

Il bruciatore 7 è del tipo a pre-miscelazione, vale a dire è associato operativamente ad un ventilatore 9, convenientemente azionato da un motore (non rappresentato) a velocità variabile nonché predisposto per alimentare in mandata un flusso di miscela combustibile aria- gas al bruciatore 7. The burner 7 is of the pre-mixing type, that is to say it is operationally associated with a fan 9, conveniently driven by a variable speed motor (not shown) and arranged to supply a flow of fuel air-gas mixture to the burner. 7.

Il ventilatore 9 è collocato a valle, rispetto alla direzione del flusso, di un dispositivo miscelatore 10, del tipo ad effetto Venturi, (ad esempio realizzato come un condotto di convogliamento dell’aria recante un tratto convergente prolungato in un tratto divergente con interposizione di una sezione minima in corrispondenza della quale il gas è iniettato nel flusso d’aria). Il gas è alimentato al dispositivo miscelatore 10 attraverso una valvola 11 , preferibilmente una elettrovalvola con vite di regolazione della portata di gas. In alternativa, il ventilatore 9 può essere collocato a monte del dispositivo miscelatore 10, per alimentare in modo forzato una portata d’aria nella zona di miscelazione con il gas. The fan 9 is located downstream, with respect to the direction of flow, of a mixing device 10, of the Venturi effect type, (for example made as an air conveyance duct having a convergent section extended into a divergent section with interposition of a minimum section at which the gas is injected into the air stream). The gas is fed to the mixing device 10 through a valve 11, preferably a solenoid valve with a screw for adjusting the gas flow rate. Alternatively, the fan 9 can be placed upstream of the mixer device 10, to forcefully feed an air flow in the mixing area with the gas.

La valvola 11 , il miscelatore 10 ed il ventilatore 9 definiscono pertanto il gruppo di erogazione della miscela combustibile da alimentare al bruciatore. Il bruciatore 7 è del tipo a struttura tubolare, preferibilmente a conformazione cilindrica estesa fra una estremità recante una sezione 12 di ingresso al bruciatore, ed una contrapposta estremità assiale. The valve 11, the mixer 10 and the fan 9 therefore define the group for delivering the fuel mixture to be fed to the burner. The burner 7 is of the type with a tubular structure, preferably with a cylindrical shape extended between an end bearing an inlet section 12 to the burner, and an opposite axial end.

Il mantello cilindrico del bruciatore è realizzato, in modo in sé convenzionale, con una lamiera forata avente la zona dei fori coperta da una maglia metallica sulla quale o in prossimità della quale avviene la reazione di combustione. Con 13 è indicato un dispositivo di accensione di fiamma, ad esempio del tipo ad elettrodo alimentato da un accenditore, mentre con 14 è contrassegnato un dispositivo di rilevazione di fiamma. I dispositivi 13 e 14 unitamente al bruciatore 7 sono inseriti all’interno dello scambiatore di calore 6 come illustrato chiaramente in figura 1 . The cylindrical shell of the burner is made, in a conventional way, with a perforated sheet having the area of the holes covered by a metal mesh on which or near which the combustion reaction takes place. 13 indicates a flame ignition device, for example of the electrode type powered by an igniter, while 14 indicates a flame detection device. The devices 13 and 14 together with the burner 7 are inserted inside the heat exchanger 6 as clearly illustrated in figure 1.

Una possibile alternativa alla configurazione di figura 1 può prevedere la presenza di due o più scambiatori 6 di calore, nel qual caso avviene uno sdoppiamento dei componenti, ovverosia in ciascuno scambiatore è inserito un rispettivo bruciatore 7 con rispettivi dispositivi 13, 14 e relativo condotto 8 di scarico dei fumi. A possible alternative to the configuration of figure 1 can provide for the presence of two or more heat exchangers 6, in which case a splitting of the components takes place, i.e. a respective burner 7 with respective devices 13, 14 and relative duct 8 is inserted in each exchanger. exhaust fumes.

Con 15 è contrassegnato un condotto o canalizzazione di collegamento della mandata del ventilatore 9 con la sezione di ingresso 12 del bruciatore, atto a convogliare la miscela combustibile al bruciatore. 15 denotes a duct or duct connecting the delivery of the fan 9 to the inlet section 12 of the burner, suitable for conveying the combustible mixture to the burner.

Il forno comprende, in corrispondenza della sezione di ingresso 12 del bruciatore, un primo dispositivo di strozzatura del passaggio della miscela combustibile alimentata al bruciatore, globalmente indicato con 16, il quale, in accordo con una principale caratteristica del trovato, è concepito per essere intercambiabile con almeno un secondo dispositivo di strozzatura, indicato con 16’, secondo le modalità chiarite in dettaglio di seguito. E’ previsto che le sezioni di passaggio definite dai rispettivi dispositivi di strozzatura 16, 16’ siano distinte fra loro così che intercambiando fra loro detti dispositivi venga variata la sezione della strozzatura. The furnace comprises, in correspondence with the inlet section 12 of the burner, a first device for restricting the passage of the combustible mixture fed to the burner, globally indicated with 16, which, in accordance with a main characteristic of the invention, is designed to be interchangeable. with at least a second throttling device, indicated with 16 ', according to the methods explained in detail below. It is envisaged that the passage sections defined by the respective narrowing devices 16, 16 'are distinct from each other so that by interchanging said devices the section of the narrowing is varied.

In questo modo, intercambiando il dispositivo 16 con il dispositivo 16’ è possibile variare la sezione di passaggio del flusso di miscela combustibile alimentato al bruciatore, inducendo corrispondenti perdite di carico, distinte fra loro, al fine dì regolare di conseguenza il bruciatore in funzione della potenza termica richiesta e/o delle perdite di carico esistenti nei condotti del gruppo di erogazione della miscela aria-gas al bruciatore. In this way, by interchanging the device 16 with the device 16 'it is possible to vary the passage section of the flow of fuel mixture fed to the burner, inducing corresponding pressure drops, distinct from each other, in order to adjust the burner accordingly according to the required thermal power and / or the pressure drops existing in the ducts of the delivery group of the air-gas mixture to the burner.

Nel caso si debba realizzare una gamma di forni simili ma caratterizzati da potenze diverse, si può quindi adottare lo stesso gruppo costituito dai componenti - ventilatore 9/valvola 11 /miscelatore 10 - ed idoneo per il modello di forno più potente ed utilizzare dispositivi strozzatori (intercambiabili fra loro) delimitanti sezioni di passaggio via via inferiori per realizzare forni via via di potenza inferiore. If a range of similar ovens is to be created but characterized by different powers, the same group consisting of the components - fan 9 / valve 11 / mixer 10 - and suitable for the most powerful oven model can therefore be adopted and throttling devices ( interchangeable with each other) delimiting gradually lower passage sections to create ovens of lower power.

E’ inteso che il trovato consente la predisposizione di una pluralità di dispositivi di strozzatura con sezioni opportunamente prescelte in funzione delle esigenze di regolazione e degli intervalli di potenze richieste per il funzionamento del bruciatore all’interno della gamma di forni previsto (dal più potente al meno potente). Si fa qui specifico riferimento esclusivamente ad un secondo dispositivo di strozzatura, ma è inteso che sia comunque possibile prevedere una ben più ampia pluralità di dispositivi strozzatori fra loro intercambiabili. It is understood that the invention allows the provision of a plurality of throttling devices with suitably selected sections according to the regulation needs and the power ranges required for the operation of the burner within the range of ovens envisaged (from the most powerful to the less powerful). Specific reference is made here exclusively to a second throttling device, but it is understood that it is in any case possible to provide a much wider plurality of interchangeable throttling devices.

In una forma preferita il dispositivo di strozzatura 16 comprende un orifizio calibrato caratterizzato da un diametro esterno De e da un diametro interno Di del foro calibrato. Il diametro esterno De può essere, ad esempio, leggermente superiore al diametro della sezione di ingresso 12 del bruciatore, in modo da essere posizionato al suo imbocco e bloccato in quella posizione. In a preferred embodiment, the throttling device 16 comprises a calibrated orifice characterized by an external diameter De and an internal diameter Di of the calibrated hole. The external diameter De can be, for example, slightly greater than the diameter of the inlet section 12 of the burner, so as to be positioned at its inlet and locked in that position.

In questa forma realizzativa l'orifizio è definito in un disco (a conformazione piatta) di prescelto spessore e di forma anulare, in cui ì diametri esterno De ed interno Di caratterizzano la zona a corona circolare del disco, come illustrato chiaramente in fig. 3. In this embodiment, the orifice is defined in a disk (with a flat conformation) of selected thickness and annular shape, in which the external diameters De and internal Di characterize the circular crown zone of the disk, as clearly illustrated in fig. 3.

Il dispositivo di strozzatura 16’ comprende un orifizio calibrato di struttura analoga a quello del dispositivo 16 e si differenzia per il fatto di avere un foro calibrato di diametro interno Di’ distinto dal diametro Di dell’orifizio 16. L’orifizio calibrato 16' è mostrato nelle figure con un foro di diametro Di’ minore del diametro Di dell’orifizio 16. The throttling device 16 'comprises a calibrated orifice with a structure similar to that of the device 16 and differs in that it has a calibrated hole with an internal diameter Di' distinct from the diameter Di of the orifice 16. The calibrated orifice 16 'is shown in the figures with a hole with a diameter Di 'smaller than the diameter Di of the orifice 16.

Intercambiando fra loro gli orifizi 16, 16’ varia il diametro interno (Di, Di’) e di conseguenza variano le perdite di carico della miscela aria-gas, tale aspetto influenzando la portata della miscela e quindi la potenza prodotta. Tipicamente ogni sistema a pre- miscelazione con ventilatore è caratterizzato da una velocità massima Vmax ed una velocità minima Vmin al di sotto della quale ci sono problemi nella combustione, ed esempio, con le emissioni di CO e/o C02 nei fumi. By interchanging the orifices 16, 16 ', the internal diameter (Di, Di') varies and consequently the pressure drops of the air-gas mixture vary, this aspect affecting the flow rate of the mixture and therefore the power produced. Typically each pre-mixing system with fan is characterized by a maximum speed Vmax and a minimum speed Vmin below which there are problems in combustion, for example, with CO and / or C02 emissions in the fumes.

Intercambiando gli orifizi calibrati, partendo da un diametro di foro calibrato e via via riducendo il medesimo, è possibile convenientemente individuare per ciascuna applicazione il valore della potenza richiesta (che si riduce adottando orifizi con diametri via via più piccoli) con la velocità massima del ventilatore, in tal modo ampliando il più possibile il campo di modulazione, in altri termini aumentando la capacità del sistema di modulare la potenza fra un valore massimo e un valore minimo che deve essere il più basso possibile. By interchanging the calibrated orifices, starting from a calibrated hole diameter and gradually reducing it, it is possible to conveniently identify for each application the value of the power required (which is reduced by adopting orifices with gradually smaller diameters) with the maximum speed of the fan , in this way widening the modulation range as much as possible, in other words increasing the ability of the system to modulate the power between a maximum value and a minimum value which must be as low as possible.

E’ altrettanto inteso che la forma deN’orifìzio può essere anche diversa da quella dell'esempio descritto in precedenza (disco con sezione anulare) ed il dispositivo di strozzatura potrebbe, in via alternativa, prevedere un corpo strozzatore collocato sempre a monte del bruciatore, in modo tale da creare un restringimento della sezione di passaggio con una corrispondente perdita di carico equivalente a quella dell’orifizio di figura 2. Anche in questo caso è comunque garantita l'intercambiabilità fra i dispositivi strozzatori predetti, con modalità operative e di funzionamento del tutto analoghe a quelle descritte in precedenza. It is also understood that the shape of the orifice can also be different from that of the example described above (disk with annular section) and the throttling device could, alternatively, provide a throttle body always located upstream of the burner, in such a way as to create a narrowing of the passage section with a corresponding pressure drop equivalent to that of the orifice in figure 2. Also in this case, the interchangeability between the aforementioned throttle devices is still guaranteed, with operating and operating modes of the all similar to those described above.

II trovato raggiunge così gli scopi proposti conseguendo i vantaggi enunciati rispetto alle soluzioni note citate. The invention thus achieves the proposed objects by achieving the advantages stated with respect to the known solutions mentioned.

Si annovera in particolare il vantaggio che, mediante l'utilizzo di orifizi calibrati intercambiabili fra loro, qualora si realizzi una gamma di apparecchiature simili ma contraddistinte da potenze diverse è possibile adottare lo stesso gruppo costituito da ventilatore/valvola/miscelatore idoneo per il modello più potente ed utilizzare orifizi con diametri via via più piccoli per i modelli di taglia più piccola, l'utilizzo dello stesso gruppo di premiscelazione semplificando in modo vantaggioso la gestione del magazzino e dei relativi ricambi. In particular, there is the advantage that, through the use of interchangeable calibrated orifices, if a range of similar equipment is created but with different powers, it is possible to adopt the same group consisting of a fan / valve / mixer suitable for the most suitable model. powerful and use orifices with gradually smaller diameters for the smaller size models, the use of the same premixing unit, simplifying in an advantageous way the management of the warehouse and the relative spare parts.

Claims

CLAIMS 1. Cooking oven for food use comprising a pre-mixing gas burner with a delivery unit for the air-gas fuel mixture including a gas supply valve, an air-gas mixing device and a fan means operatively associated with the mixer for feeding in a forced manner the combustible mixture to the burner, the burner carrying at one end an inlet section through which the combustible mixture is fed to the burner, characterized in that it comprises, in correspondence with said inlet section of the burner, at least a first device for throttling the passage of the combustible mixture fed to the burner, and in that said at least first throttling device is interchangeable with at least one second throttling device defining a passage section distinct from the passage section of the first device, so that, by interchanging said first device of st coarseness with at least said second throttling device the burner is consequently adjusted as a function of the required thermal power and / or of the load losses existing in the unit for delivering the fuel mixture to the burner.

2. Furnace according to claim 1, wherein said first constriction device comprises a respective first calibrated orifice and said at least second constriction device comprises a respective second calibrated orifice interchangeable with the first calibrated orifice.

3. Furnace according to claim 2, wherein said first and second calibrated orifice have an annular discoidal shape with a respective central through hole, with distinct sections of the holes, and each of said first and second orifice being capable of being constrained in a manner removable at the burner inlet section.

4. Oven according to one of the preceding claims, in which each of said first and second calibrated orifice is located, interchangeably with each other, at said inlet section coaxially with the burner.

5. Furnace according to claim 1, wherein said first and second throttling device comprise a respective first and second throttle body, mutually interchangeable, provided upstream of the burner, with respect to the direction of flow of the combustible mixture, to define respective and distinct narrowing of the passage section of said mixture fed to the burner.

6. Furnace according to one of the preceding claims, with a modulating burner in power, in which, being the width of the throat of the first and second device correlated to the extent of the pressure drop induced by the respective restriction, the size of the width of the throttling of the first and at least second devices is chosen of a value such that the value of the respective required power, obtainable by interchanging said devices, corresponds to the maximum speed obtainable in the fan medium, so as to maximize the modulation range starting from value of said desired power up to the minimum power value obtainable from the burner.