ITVI20110181A1

ITVI20110181A1 - FUEL GAS BURNER

Info

Publication number: ITVI20110181A1
Application number: IT000181A
Authority: IT
Inventors: Aldo Polidoro
Original assignee: Aldo Polidoro
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2011-07-05
Publication date: 2013-01-06

Description

Il presente trovato riguarda un bruciatore di gas combustibile, secondo la parte generale della rivendicazione 1. The present invention relates to a combustible gas burner, according to the general part of claim 1.

Ãˆ nota una notevole tipologia di bruciatori di gas combustibile (in particolare metano e propano), atti ad operare in camere di combustione di caldaie, per riscaldare acqua per uso sanitario e per impianti di riscaldamento. A notable typology of combustible gas burners (in particular methane and propane) is known, suitable for operating in the combustion chambers of boilers, to heat water for sanitary use and for heating systems.

In particolare tali bruciatori devono operare efficacemente sia in condizione di grande potenza calorifica, che in condizioni di bassa potenza, assicurando unâ€™accensione senza â€œbottiâ€ ed altri inconvenienti. In particular, these burners must operate effectively both in conditions of high calorific power and in conditions of low power, ensuring ignition without "barrels" and other problems.

In particolare il bruciatore deve operare con notevole silenziositÃ e, durante il suo funzionamento, non deve scaldarsi troppo, allo scopo di garantire una durata di funzionamento praticamente illimitata, fatta salva la necessitÃ di provvedere alla necessaria manutenzione annuale. Tali bruciatori devono risultare semplici da costruire e realizzabili con materiali poco costosi e facilmente reperibili sul mercato. In particular, the burner must operate with considerable silence and, during its operation, it must not heat up too much, in order to guarantee a practically unlimited duration of operation, without prejudice to the need to carry out the necessary annual maintenance. These burners must be simple to build and can be made with inexpensive and easily available materials on the market.

In particolare la combustione dei bruciatori di cui sopra deve risultare rispettosa delle norme vigenti in materia di inquinamento e di rendimento; il bruciatore deve inoltre essere silenzioso, nonchÃ© dar luogo a dei prodotti di combustione con ridotte emissioni di CO e NOx, indipendentemente dai gas utilizzati nella combustione. In particular, the combustion of the aforementioned burners must comply with the regulations in force on pollution and efficiency; the burner must also be silent, as well as produce combustion products with reduced CO and NOx emissions, regardless of the gases used in the combustion.

Scopo del presente trovato Ã ̈ quello di realizzare un bruciatore del tipo sopra descritto, che sia in grado di dar luogo a notevoli risultati sia per quanto riguarda il rendimento della combustione, che per il soddisfacimento dei requisiti delle prove di combustione. The purpose of the present invention is to provide a burner of the type described above, which is capable of giving rise to considerable results both as regards the efficiency of combustion and for the satisfaction of the requirements of the combustion tests.

CiÃ² si ottiene, secondo il trovato, conformando il bruciatore di gas combustibile secondo le caratteristiche descritte nella parte caratterizzante della rivendicazione 1. This is achieved, according to the invention, by conforming the fuel gas burner according to the characteristics described in the characterizing part of claim 1.

Ulteriori caratteristiche del trovato sono presenti nelle ulteriori rivendicazioni. Il presente trovato verrÃ ora descritto in dettaglio, con riferimento ad una sua forma particolare di realizzazione, resa a titolo di esempio non limitativo, con lâ€™aiuto delle tavole di disegno allegate, dove: Further characteristics of the invention are present in the further claims. The present invention will now be described in detail, with reference to a particular embodiment thereof, given by way of non-limiting example, with the help of the attached drawing tables, where:

- nella fig. 1 (tav. I) Ã ̈ illustrata una vista laterale esterna complessiva del bruciatore di cui al trovato; - in fig. 1 (table I) shows an overall external side view of the burner according to the invention;

- nella fig. 2 Ã ̈ illustrata una vista laterale di un elemento cilindrico presente internamente nel bruciatore di cui al trovato; - in fig. 2 shows a side view of a cylindrical element present inside the burner according to the invention;

- nella fig. 3 (tav. Î ) Ã ̈ illustrata una vista in sezione trasversale dei due elementi cilindrici presenti nel dispositivo di cui al trovato; - in fig. 3 (table Î) shows a cross-sectional view of the two cylindrical elements present in the device according to the invention;

- nelle fÃ¬gg. 4 e 5 (tav. II) sono illustrate, rispettivamente, una vista laterale ed una vista frontale del bruciatore di cui al trovato in condizioni di funzionamento; - in the fÃ¬gg. 4 and 5 (table II) show, respectively, a side view and a front view of the burner according to the invention in operating conditions;

- nella fig. 6 Ã ̈ illustrata una vista laterale di un elemento cilindrico presente internamente nel bruciatore di cui al trovato; - in fig. 6 shows a side view of a cylindrical element present inside the burner according to the invention;

- nella fig. 7 Ã ̈ illustrata una vista schematica della zona del bruciatore in cui al si sviluppano le fiamme; - in fig. 7 shows a schematic view of the burner area where the flames develop;

- nella fig. 8 (tav. Ili) Ã ̈ illustrato un dettaglio del bruciatore di cui al trovato, mentre nella fig. 9 Ã ̈ illustrata unâ€™altra vista in dettaglio del suddetto; - in fig. 8 (table III) a detail of the burner according to the invention is shown, while in fig. 9 Another detail view of the above is illustrated;

- nella fig. 10 (tav. IV) Ã ̈ illustrata una vista schematica complessiva di uno scambiatore di calore in cui viene utilizzato il bruciatore di cui al trovato. - in fig. 10 (table IV) shows an overall schematic view of a heat exchanger in which the burner according to the invention is used.

Come visibile nella fig. 10, il bruciatore 10 di gas combustibile di cui al trovato Ã ̈ particolarmente atto ad operare in una camera di combustione di una caldaia 11, atta a riscaldare acqua, per impianti di riscaldamento o ad uso sanitario, immessa tramite un condotto 12 e prelevata tramite un condotto 14, dopo essersi riscaldata per scambio termico con una serpentina 13, illustrata molto schematicamente. Nel bruciatore viene immessa una miscela di gas combustibile e di aria soffiata tramite un ventilatore o simili, non illustrato, mediante il condotto 15. I fumi escono allâ€™esterno tramite il condotto 16. Sulla superficie esterna del bruciatore 10, di tipo tubolare, si sviluppano le fiamme 6, il tutto con modalitÃ in sÃ ̈ note. As can be seen in fig. 10, the combustible gas burner 10 according to the invention is particularly suitable for operating in a combustion chamber of a boiler 11, suitable for heating water, for heating systems or for sanitary use, introduced through a duct 12 and taken through a duct 14, after being heated by heat exchange with a coil 13, shown very schematically. A mixture of combustible gas and blown air is introduced into the burner by means of a fan or the like, not shown, through the duct 15. The fumes go outside through the duct 16. On the external surface of the burner 10, of the tubular type, 6 flames develop, all with known modalities.

Il bruciatore di cui al trovato Ã ̈ del tipo che presenta una superficie cilindrica 1 esterna, che presenta una pluralitÃ di ranghi di feritoie 5, che sono fitte e di ridotte dimensioni, con modalitÃ in sÃ ̈ note. The burner according to the invention is of the type which has an external cylindrical surface 1, which has a plurality of rows of slots 5, which are dense and of reduced size, with methods known per se.

Secondo il trovato Ã ̈ previsto che allâ€™intemo di detta superficie cilindrica sia presente unâ€™ulteriore superficie cilindrica 2, che presenta due serie di fori e precisamente una prima serie di ranghi di fori 3, di dimensioni maggiori, posti in corrispondenza dei ranghi di feritoie 5 presenti nellâ€™altra superficie esterna. Come le feritoie 5, detti fori si sviluppano longitudinalmente e quindi parallelamente allâ€™asse longitudinale di entrambe le superfici cilindriche 1 e 2. Inoltre Ã ̈ presente unâ€™ulteriore serie di ranghi di fori 4, anchâ€™essi disposti nella superficie cilindrica interna 2, in direzione longitudinale e quindi parallelamente allâ€™asse longitudinale delle due superfici cilindriche. Detti fori presentano perÃ² delle dimensioni minori rispetto a quelle dei fori principali 3 e quindi si configurano come dei fori ausiliari. Tali ranghi di fori 4 sono disposti in modo equidistante tra due ranghi consecutivi di fori 3. Vantaggiosamente, ogni singolo foro 4 Ã ̈ disposto longitudinalmente nella posizione longitudinale intermedia tra due fori 3 consecutivi di dimensioni maggiori, cosÃ¬ come trasversalmente detti fori 4 sono posti in posizione intermedia tra due fori consecutivi 5 di dimensioni maggiori. According to the invention, it is envisaged that inside said cylindrical surface there is a further cylindrical surface 2, which has two series of holes and precisely a first series of rows of holes 3, of larger dimensions, placed in correspondence with the rows of slots 5 present in the other external surface. Like the slots 5, said holes develop longitudinally and therefore parallel to the longitudinal axis of both cylindrical surfaces 1 and 2. There is also a further series of rows of holes 4, also arranged in the cylindrical surface internal 2, in the longitudinal direction and therefore parallel to the longitudinal axis of the two cylindrical surfaces. However, said holes have smaller dimensions than those of the main holes 3 and therefore are configured as auxiliary holes. These rows of holes 4 are arranged equidistantly between two consecutive rows of holes 3. Advantageously, each single hole 4 is longitudinally arranged in the intermediate longitudinal position between two consecutive holes 3 of larger dimensions, as well as transversely said holes 4 are placed in an intermediate position between two consecutive holes 5 of larger dimensions.

In pratica la situazione operativa del bruciatore Ã ̈ ben illustrata in fÃ¬g. 3⁄4 dove si vede che le fiamme principali 6 si sviluppano passando attraverso i fori 3 di dimensioni maggiori, in corrispondenza delle singole feritoie 5 presenti nella superficie esterna 1. Viceversa, la miscela di gas combustibile-aria comburente, passando attraverso i fori 4 presenti nella superficie cilindrica interna 2, Ã ̈ destinata a fluire nellâ€™intercapedine 8 avente una dimensione di circa 1 mm, per poi fuoriuscire allâ€™ esterno tramite le feritoie 5, determinando la formazione di fiamme assistenti 9, poste a fianco delle fiamme principali, che chiameremo fiamme assistite. In practice, the burner operating situation is well illustrated in fig. 3⁄4 where it is seen that the main flames 6 develop passing through the holes 3 of larger dimensions, in correspondence with the single slots 5 present in the external surface 1. Conversely, the mixture of combustible gas-combustive air, passing through the holes 4 present in the internal cylindrical surface 2, it is destined to flow into the cavity 8 having a size of about 1 mm, and then exiting to the outside through the slits 5, causing the formation of assistant flames 9, placed next to the flames main, which we will call assisted flames.

Qui di seguito verranno illustrate le motivazioni della presenza di queste fiamme assistenti. Infatti le esigenze della formazione della fiamma nei bruciatori del tipo sopra descritto sono tali da dover garantire una grande potenza calorifica, in presenza di dimensioni intrinsecamente ridotte della zona di combustione del bruciatore. Nel contempo il bruciatore deve essere facilmente accendibile, non determinando il distacco di fiamma in corrispondenza della massima potenza richiesta e senza dar luogo al ritorno di fiamma alle minime pressioni. Inoltre la temperatura che va ad assumere la testa del bruciatore devâ€™essere tale da non determinare Î“ arrossamento della testa stessa. The reasons for the presence of these assistant flames will be illustrated below. In fact, the requirements for flame formation in burners of the type described above are such as to guarantee a high calorific power, in the presence of intrinsically reduced dimensions of the combustion zone of the burner. At the same time, the burner must be easily ignited, not causing the flame to detach at the maximum power required and without causing the backfire at minimum pressures. Furthermore, the temperature that the burner head reaches must be such as not to cause redness of the head itself.

Le fiamme devono configurarsi in modo tale da essere separate e reciprocamente equidistanti, creando fiamme di piccolo diametro. The flames must be configured in such a way that they are separated and equidistant from each other, creating flames of small diameter.

In particolare tali fiamme non devono essere troppo vicine, dal momento che, bisogna evitare che esse si uniscano reciprocamente, creando una fiamma di notevole dimensione, con conseguente cattiva combustione. In particular, these flames must not be too close, since it is necessary to avoid that they join each other, creating a flame of considerable size, with consequent bad combustion.

In ogni bruciatore di questo tipo Ã ̈ vantaggioso che tra una fiamma e lâ€™altra si formino della piccole fiamme continue, per facilitare lâ€™accensione tra una fiamma e lâ€™altra. In any burner of this type, it is advantageous for small continuous flames to form between one flame and another, to facilitate ignition between one flame and another.

Grazie alla disposizione del dispositivo di cui al trovato si determina la creazione di un sistema di stabilizzazione di fiamma, atto ad evitare lo stacco della suddetta. Thanks to the arrangement of the device according to the invention, a flame stabilization system is created, suitable for avoiding the detachment of the aforesaid.

In pratica, nella soluzione di cui al trovato, si determina un ottimo mescolamento del gas della fiamma assistita con quello della fiamma assistente, che presenta una pressione/flusso ridotto rispetto a quello della fiamma assistita. Nellâ€™ intercapedine 8 tra le due superfici 1 e 2 arriverÃ il gas a bassa pressione/flusso proveniente dai fori 4, che si mescolerÃ in modo ottimale con il gas proveniente dai fori 3, cosicchÃ© la fiamma assistita sarÃ contornata dalle fiamme assistenti, con lâ€™effetto di allargare la base della fiamma, riducendo cosÃ¬ notevolmente la possibilitÃ di evenienza di uno stacco della fiamma. In practice, in the solution according to the invention, an excellent mixing of the gas of the assisted flame with that of the assistant flame is determined, which has a reduced pressure / flow compared to that of the assisted flame. In the cavity 8 between the two surfaces 1 and 2 the low pressure / flow gas coming from the holes 4 will arrive, which will mix in an optimal way with the gas coming from the holes 3, so that the assisted flame will be surrounded by the assisting flames, with the effect of widening the base of the flame, thus considerably reducing the possibility of a flame detachment.

Il dispositivo di cui al trovato puÃ² consentire lâ€™utilizzazione di acciaio di normali caratteristiche e quindi intrinsecamente poco costoso. Anche le attrezzature utilizzate per determinare la presenza di fori e feritoie nelle due superfici cilindriche del bruciatore saranno di tipo tradizionale e quindi intrinsecamente poco costose. Si precisa infine che i fori e le feritoie illustrate e descritte possono assumere configurazioni diverse da quanto illustrato. In particolare, oltre che di forma circolare od a forma di taglio, esse potranno essere di forma quadrata, romboidale, a stella; inoltre tali fori e feritoie potranno essere disposti diversamente, sia come numero, che come distanze reciproche, rispetto a quanto illustrato nei disegni. The device according to the invention can allow the use of steel with normal characteristics and therefore intrinsically inexpensive. The equipment used to determine the presence of holes and slots in the two cylindrical surfaces of the burner will also be of the traditional type and therefore intrinsically inexpensive. Finally, it should be noted that the illustrated and described holes and slots can assume different configurations from what is illustrated. In particular, as well as having a circular or cut shape, they can be square, rhomboid or star shaped; moreover, said holes and slots can be arranged differently, both in number and in mutual distances, with respect to what is illustrated in the drawings.

Si precisa infine che la testa del bruciatore di cui al trovato potrÃ essere realizzata con le modalitÃ particolari descritte nelle domande di brevetto n. VI2007A000063 e VI2009A000114, di cui Ã ̈ titolare ed inventore il medesimo titolare/inventore della presente domanda. Finally, it should be noted that the burner head according to the invention can be made with the particular methods described in patent applications no. VI2007A000063 and VI2009A000114, of which the same owner / inventor of this application is the owner and inventor.

Claims

Claims 1. COMBUSTIBLE GAS BURNER, particularly suitable for the combustion chamber of boilers, suitable for heating water for sanitary use and for heating systems, of the type that operates with a mixture of combustible gases and blown air produced by a fan, which includes an external cylindrical surface (1), on which there is a plurality of rows of slots (5), dense and of reduced size, arranged longitudinally and parallel to the longitudinal axis of the cylindrical surface (1), in correspondence with said rows as the combustion flames develop, said burner being characterized by the fact that inside the first cylindrical surface (1) there is a second cylindrical surface (2), which has two series of holes and precisely a first series of rows of holes (3) of larger dimensions, placed in correspondence with the rows of slots (5) present in the other external surface (1) and a series of rows of holes (4), d the smaller dimensions, always placed longitudinally, but in an intermediate position with respect to the rows of holes (3) of larger dimensions, the presence of the holes (4) of smaller dimensions being such as to determine the formation of secondary flames alongside the main flames they develop in correspondence with the slots (5) of the external surface (1).

2. COMBUSTIBLE GAS BURNER, according to claim 1, characterized in that the single rows of holes (4), of smaller dimensions, present in the internal surface (2), are placed, longitudinally, exactly in an intermediate position between two consecutive rows holes (3) of larger dimensions, as well as, in a transverse position, said holes (4) of smaller dimensions are placed in an intermediate position between two consecutive holes (5) of larger dimensions.