IT201900005504A1

IT201900005504A1 - MANIFOLD FOR A GAS BURNER

Info

Publication number: IT201900005504A1
Application number: IT102019000005504A
Authority: IT
Inventors: Gabriele Gangale; Luca Barozzi; Sandro Lugli; Giovanni Marco Giorgi
Original assignee: Beckett Thermal Solutions S R L
Priority date: 2019-04-10
Filing date: 2019-04-10
Publication date: 2020-10-10

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo Attached to a patent application for INDUSTRIAL INVENTION having the title

“COLLETTORE PER UN BRUCIATORE A GAS” "MANIFOLD FOR A GAS BURNER"

La presente invenzione ha per oggetto un collettore per un bruciatore a gas. The present invention relates to a manifold for a gas burner.

In particolare, l’invenzione si riferisce ad un bruciatore a gas di conformazione cilindrica, comprendente un involucro delimitato da almeno una parete esterna e da un fondello, associato ad un’estremità della parete esterna in maniera sigillata. In particular, the invention refers to a cylindrical gas burner, comprising a casing delimited by at least one external wall and a bottom, associated with one end of the external wall in a sealed manner.

La parete esterna è attraversata da una pluralità di fori passanti, attraverso i quali può fluire una miscela di aria e combustibile gassoso. La miscela viene alimentata all’interno dell’involucro attraverso un collettore, associato all’involucro del bruciatore all’estremità opposta rispetto al fondello. La combustione della miscela avviene normalmente all’esterno della parete esterna. The external wall is crossed by a plurality of through holes, through which a mixture of air and gaseous fuel can flow. The mixture is fed into the casing through a manifold, associated with the burner casing at the opposite end from the bottom. The combustion of the mixture normally takes place outside the external wall.

L’involucro può essere inoltre dotato di una parete interna, concentrica alla parete esterna e staccata da quest’ultima da un’intercapedine. Anche la parete interna è attraversata da fori passanti per il passaggio della miscela. The envelope can also be equipped with an internal wall, concentric with the external wall and detached from the latter by a cavity. The internal wall is also crossed by through holes for the passage of the mixture.

Il collettore che alimenta la miscela al bruciatore comprende un condotto, attraverso il quale fluisce la miscela, ed una flangia sagomata, connessa in un pezzo unico al condotto, che assolve alla funzione di consentire l’attacco del collettore all’involucro del bruciatore e ad altre parti di supporto, ad esempio di una caldaia nella quale è impiegato il bruciatore. The manifold that feeds the mixture to the burner comprises a duct, through which the mixture flows, and a shaped flange, connected in a single piece to the duct, which performs the function of allowing the connection of the manifold to the burner casing and to other supporting parts, for example of a boiler in which the burner is used.

I collettori attuali sono soggetti ad un inconveniente non trascurabile. Infatti, essi sono soggetti a notevole surriscaldamento, soprattutto nella zona che circonda l’attacco del condotto alla flangia. Tale surriscaldamento avviene per conduzione tra la parete esterna del bruciatore, la quale può raggiungere temperature di alcune centinaia di gradi, e il bordo di attacco della stessa al collettore. Tale surriscaldamento richiede l’impiego di soluzioni per isolare termicamente la zona rispetto all’ambiente ed alle parti circostanti, con aggravio di costi e di complicazioni strutturali sia per il collettore, sia per le parti alle quali il collettore è destinato a connettersi. Inoltre, il surriscaldamento del collettore rappresenta una dispersione di energia, che comporta una perdita di efficienza della caldaia. Current collectors are subject to a not negligible drawback. In fact, they are subject to considerable overheating, especially in the area surrounding the connection of the duct to the flange. This overheating occurs by conduction between the external wall of the burner, which can reach temperatures of several hundreds of degrees, and the leading edge of the same to the collector. This overheating requires the use of solutions to thermally insulate the area from the environment and the surrounding parts, with increased costs and structural complications for both the collector and the parts to which the collector is intended to connect. Furthermore, the overheating of the collector represents a loss of energy, which leads to a loss of efficiency of the boiler.

Scopo della presente invenzione è di offrire un collettore per un bruciatore a gas che consenta di superare gli inconvenienti dei bruciatori attuali. The object of the present invention is to offer a manifold for a gas burner which allows the drawbacks of current burners to be overcome.

Un vantaggio del collettore secondo la presente invenzione è di essere in grado di contenere la propria temperatura a valori ben inferiori rispetto ai collettori attualmente disponibili. An advantage of the collector according to the present invention is that it is able to contain its own temperature at much lower values than the collectors currently available.

Un altro vantaggio del collettore secondo la presente invenzione è di avere una struttura perfettamente intercambiabile con la struttura dei collettori attuali. Another advantage of the manifold according to the present invention is that it has a structure that is perfectly interchangeable with the structure of current manifolds.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione meglio appariranno dalla descrizione dettagliata che segue di una forma di realizzazione dell’invenzione in oggetto, illustrata a titolo esemplificativo ma non limitativo nelle allegate figure in cui: Further features and advantages of the present invention will better appear from the detailed description that follows of an embodiment of the invention in question, illustrated by way of example but not of limitation in the attached figures in which:

− la figura 1 mostra una vista isometrica del collettore secondo la presente invenzione, in una prima forma di realizzazione; Figure 1 shows an isometric view of the manifold according to the present invention, in a first embodiment;

− la figura 2 mostra una seconda vista isometrica del collettore di figura − la figura 3 mostra una vista isometrica del collettore secondo la presente invenzione, in una seconda forma di realizzazione; - figure 2 shows a second isometric view of the manifold of figure - figure 3 shows an isometric view of the manifold according to the present invention, in a second embodiment;

− la figura 4 mostra una vista isometrica di un bruciatore associato ad un collettore secondo la presente invenzione; Figure 4 shows an isometric view of a burner associated with a manifold according to the present invention;

− la figura 5 mostra una vista in sezione del bruciatore di figura 4, eseguita sul piano contente l’asse longitudinale (X) e l’asse trasversale (Y) di figura 4. - Figure 5 shows a sectional view of the burner in Figure 4, performed on the plane containing the longitudinal axis (X) and the transverse axis (Y) of Figure 4.

La figura 1 mostra un esempio di bruciatore che può essere vantaggiosamente servito da un collettore secondo la presente invenzione. Figure 1 shows an example of a burner which can advantageously be served by a manifold according to the present invention.

Il bruciatore comprende un involucro (1) di forma complessivamente cilindrica. The burner comprises a casing (1) having an overall cylindrical shape.

L’involucro (1) comprende una parete esterna (2), di conformazione tubolare e dotata di un asse longitudinale (X), che presenta un primo bordo di estremità (21) di conformazione tubolare e di altezza determinata. Preferibilmente, la parete esterna (2) è di forma cilindrica concentrica all’asse longitudinale (X). La parete esterna (2) presenta inoltre una pluralità di fori o aperture passanti, strutturate per consentire un flusso di gas ed aria. Il bordo di estremità (21) è sostanzialmente una porzione terminale della parete esterna (2). The envelope (1) includes an external wall (2), of tubular conformation and equipped with a longitudinal axis (X), which has a first end edge (21) of tubular conformation and of determined height. Preferably, the external wall (2) is cylindrical in shape concentric to the longitudinal axis (X). The outer wall (2) also has a plurality of through holes or openings, structured to allow a flow of gas and air. The end edge (21) is substantially an end portion of the outer wall (2).

Il bruciatore comprende inoltre un fondello (3), dotato di un bordo di accoppiamento (31) di conformazione tubolare, che presenta un’altezza determinata ed è inserito all’interno del bordo di estremità (21) della parete esterna (2). Nella forma di realizzazione rappresentata, il fondello (3) presenta una porzione centrale sostanzialmente piana e concentrica all’asse longitudinale (X). Il bordo di accoppiamento (31) è ripiegato all’incirca perpendicolarmente rispetto alla porzione piana, ovvero il bordo di accoppiamento (31) è sostanzialmente parallelo all’asse longitudinale (X). The burner also includes a bottom (3), equipped with a coupling edge (31) of tubular conformation, which has a determined height and is inserted inside the end edge (21) of the external wall (2). In the embodiment shown, the bottom (3) has a substantially flat central portion and concentric to the longitudinal axis (X). The coupling edge (31) is folded roughly perpendicular to the flat portion, or the coupling edge (31) is substantially parallel to the longitudinal axis (X).

Nella forma di realizzazione rappresentata, il fondello (3) è inserito nella parete esterna (2), in modo che il bordo di accoppiamento (31) sia accostato al bordo di estremità (21). Il bordo di estremità (21) ed il bordo di accoppiamento (31) sono tra loro connessi in corrispondenza di una zona di giunzione, ad esempio per mezzo di una saldatura laser o altro mezzo di giunzione. In the embodiment shown, the base (3) is inserted in the outer wall (2), so that the coupling edge (31) is approached to the end edge (21). The end edge (21) and the coupling edge (31) are connected to each other at a joining area, for example by means of a laser welding or other joining means.

Il bruciatore può essere provvisto di un distributore interno (4) di conformazione tubolare concentrico all’asse longitudinale (X). Nella forma di realizzazione rappresentata anche il distributore interno (4) è cilindrico e presenta una pluralità di fori passanti per consentire il flusso della miscela combustibile. The burner can be equipped with an internal distributor (4) with a concentric tubular conformation to the longitudinal axis (X). In the embodiment shown, the internal distributor (4) is also cylindrical and has a plurality of through holes to allow the flow of the combustible mixture.

Per consentire il fissaggio del distributore (4), il fondello (3) presenta un secondo bordo di accoppiamento (32) di conformazione tubolare. Il secondo bordo di accoppiamento (32) è disposto consecutivamente al bordo di accoppiamento (31) lungo l’asse longitudinale (X) e presenta un diametro inferiore, per potersi inserire nel bordo di estremità (41) del distributore (4) che presenta un diametro inferiore rispetto al bordo di estremità (21) della parete esterna (2). To allow fixing of the distributor (4), the bottom (3) has a second coupling edge (32) of tubular conformation. The second coupling edge (32) is arranged consecutively to the coupling edge (31) along the longitudinal axis (X) and has a smaller diameter, in order to be able to be inserted into the end edge (41) of the distributor (4) which has a smaller diameter than the end edge (21) of the outer wall (2).

Analogamente al bordo di accoppiamento (31) ed al bordo di estremità (21) della parete esterna (2), il bordo di estremità (41) del distributore (4) ed il secondo bordo di accoppiamento (32) sono tra loro accostati in corrispondenza di una zona di giunzione e possono essere tra loro uniti per mezzo di una saldatura laser o altro mezzo equivalente. Similarly to the coupling edge (31) and the end edge (21) of the external wall (2), the end edge (41) of the distributor (4) and the second coupling edge (32) are mutually adjacent in correspondence of a joint area and can be joined together by means of a laser welding or other equivalent means.

Il collettore (5) secondo la presente invenzione comprende un condotto (51,52) che presenta un tratto principale (51), concentrico o diretto lungo un asse trasversale (Y), ed un tratto di raccordo (52), destinato a connettersi al bruciatore (1). Il tratto di raccordo (52) è inclinato rispetto al tratto principale (51). In particolare, il tratto di raccordo (52) è concentrico o diretto lungo un secondo asse, inclinato rispetto all’asse trasversale (Y). In uso, tale secondo asse è allineato con l’asse longitudinale (X). The manifold (5) according to the present invention comprises a duct (51,52) which has a main section (51), concentric or directed along a transverse axis (Y), and a connecting section (52), intended to connect to the burner (1). The connecting section (52) is inclined with respect to the main section (51). In particular, the connecting section (52) is concentric or directed along a second axis, inclined with respect to the transverse axis (Y). In use, this second axis is aligned with the longitudinal axis (X).

Nella zona di giunzione tra il tratto principale (51) ed il tratto di raccordo (52), il condotto (51,52) forma un gomito che, esternamente, è delimitato da una superficie curva (53). Tale parete curva (53) è sostanzialmente la parete del condotto (51,52) nella zona del raccordo tra il tratto principale (51) ed il tratto di raccordo (52). In the junction area between the main section (51) and the connecting section (52), the duct (51,52) forms an elbow which, externally, is delimited by a curved surface (53). This curved wall (53) is substantially the wall of the duct (51,52) in the area of the connection between the main section (51) and the connection section (52).

Vantaggiosamente, il collettore (5) è provvisto di una o più nervature (6), associate alla parete curva (53) e sporgenti verso l’interno del condotto (51,52). In altri termini, tali una o più nervature (6) sono associate ad una faccia interna della parete curva (53), in maniera tale da sporgere all’interno del condotto (51,52). Advantageously, the manifold (5) is provided with one or more ribs (6), associated with the curved wall (53) and protruding towards the inside of the duct (51.52). In other words, these one or more ribs (6) are associated with an internal face of the curved wall (53), in such a way as to protrude inside the duct (51.52).

Le una o più nervature (6) di cui è provvisto il collettore (5) sono estremamente efficaci per consentire il contenimento della temperatura raggiunta dalle pareti del condotto (51,52), ed in particolare per contenere la temperatura della parete curva (53). The one or more ribs (6) with which the manifold (5) is provided are extremely effective to allow the containment of the temperature reached by the walls of the duct (51,52), and in particular to contain the temperature of the curved wall (53) .

Infatti, ciascuna nervatura (6), che si riscalda per conduzione dalla parete curva (53), conduce il calore verso l’interno del condotto (51,52) dove è lambita dal flusso di miscela diretto verso l’involucro (1). Ciascuna nervatura (6) viene raffreddata per convezione dalla miscela la quale, a sua volta, si riscalda, recuperando almeno una parte del calore che, altrimenti, verrebbe disperso dalla parete curva (53) verso l’ambiente esterno. Di conseguenza, non solo la parete curva (53) viene efficacemente raffreddata dalle nervature (6), ma il calore sottratto alla parete curva (53) dalle nervature (6) viene ceduto alla miscela diretta verso l’involucro (1). In fact, each rib (6), which heats up by conduction from the curved wall (53), conducts the heat towards the inside of the duct (51.52) where it is lapped by the flow of mixture directed towards the envelope (1). Each rib (6) is cooled by convection by the mixture which, in turn, heats up, recovering at least part of the heat which, otherwise, would be dispersed from the curved wall (53) towards the external environment. Consequently, not only the curved wall (53) is effectively cooled by the ribs (6), but the heat removed from the curved wall (53) by the ribs (6) is transferred to the mixture directed towards the envelope (1).

Le nervature (6) possono essere conformate in vari modi, purché sporgano verso l’interno del condotto (51,52). The ribs (6) can be shaped in various ways, as long as they protrude towards the inside of the duct (51.52).

In una possibile forma di realizzazione, illustrata in figura 1, le nervature (6) sono orientate sostanzialmente parallele all’asse trasversale (Y), ovvero si estendono su piano paralleli ad un piano contenente l’asse longitudinale (X) e l’asse trasversale (Y). In a possible embodiment, illustrated in Figure 1, the ribs (6) are oriented substantially parallel to the transverse axis (Y), i.e. they extend on a plane parallel to a plane containing the longitudinal axis (X) and the axis transverse (Y).

In un’altra possibile forma di realizzazione, illustrata in figura 3, almeno alcune nervature (6) sono inclinate rispetto all’asse trasversale (Y), ovvero si estendono su piani inclinati rispetto ad un piano contenente l’asse longitudinale (X) e l’asse trasversale (Y). Nella forma di realizzazione di figura 3, una nervatura (6) centrale giace sul piano contenente l’asse longitudinale (X) e l’asse trasversale (Y), mentre le altre nervature (6) sono inclinate simmetricamente rispetto alla nervatura (6) centrale, divergendo tra loro verso la superficie curva (53). In another possible embodiment, illustrated in Figure 3, at least some ribs (6) are inclined with respect to the transverse axis (Y), i.e. they extend on inclined planes with respect to a plane containing the longitudinal axis (X) and the transverse axis (Y). In the embodiment of figure 3, a central rib (6) lies on the plane containing the longitudinal axis (X) and the transverse axis (Y), while the other ribs (6) are inclined symmetrically with respect to the rib (6) central, diverging from each other towards the curved surface (53).

Le nervature (6), viste su un piano contenente l’asse longitudinale (X) e l’asse trasversale (Y), hanno un andamento curvo la cui concavità è rivolta verso l’interno del condotto (51,52). Ciascuna nervatura (6) è curvata per seguire la superficie curva (53). The ribs (6), seen on a plane containing the longitudinal axis (X) and the transverse axis (Y), have a curved pattern whose concavity faces the inside of the duct (51.52). Each rib (6) is curved to follow the curved surface (53).

Le nervature (6) possono comunque essere conformate con andamento e curvature diverse, ad esempio per favorire una turbolenza della miscela e per evitare ristagni della miscela. The ribs (6) can in any case be shaped with different trends and curvatures, for example to favor a turbulence of the mixture and to avoid stagnation of the mixture.

Il tratto di raccordo (52), all’estremità, è dotato di un bordo di attacco (54), strutturato per consentire la connessione con il bruciatore. Nella forma di realizzazione rappresentata, il bordo di attacco (54) è assottigliato per inserirsi tra la parete esterna (2) ed il distributore (4) dell’involucro (1). Mezzi di connessione, ad esempio una saldatura laser, vincolano il bordo di attacco (54) alle porzioni di estremità (22,42) della parete esterna (2) e del distributore (4). The connecting section (52), at the end, is equipped with a leading edge (54), structured to allow connection with the burner. In the embodiment shown, the leading edge (54) is thinned to fit between the outer wall (2) and the distributor (4) of the casing (1). Connection means, for example a laser welding, constrain the leading edge (54) to the end portions (22,42) of the outer wall (2) and of the distributor (4).

Il collettore (5) è dotato inoltre di una flangia (55), associata al condotto (51,52). La flangia (55) presenta una conformazione discoidale ed è strutturata, in modo noto, per consentire l’attacco ad altre parti o dispositivi di una caldaia. La flangia (55) è sostanzialmente concentrica al tratto di raccordo (52) del condotto (51,52). Il tratto principale (51) e la superficie curva (53) sono solidali ad un lato o faccia esterna della flangia (55), mentre dal lato opposto, ovvero da un lato interno della flangia rivolto verso l’involucro (1), sporgono la porzione di estremità del tratto di raccordo (52) ed il bordo di attacco (54). Nei collettori di tipo noto, anche la zona della flangia che si congiunge alla superficie curva (53) è soggetta a picchi di temperatura piuttosto elevati. Nel collettore secondo la presente invenzione, le nervature (6) consentono di abbassare notevolmente la temperatura anche in questa zona. Una o più nervature esterne (7) possono essere eventualmente collocate sul lato esterno della superficie curva (53) e/o sul lato corrispondente della flangia (5). Tali nervature esterne (7) contribuiscono ad abbassare ulteriormente la temperatura delle parti cui sono connesse. Nella forma di realizzazione di figura 2, le nervature esterne (7) hanno un’orientazione radiale rispetto all’asse longitudinale (X), ma potrebbero essere conformate ed orientate in altro modo. The manifold (5) is also equipped with a flange (55), associated with the duct (51,52). The flange (55) has a discoidal shape and is structured, in a known way, to allow attachment to other parts or devices of a boiler. The flange (55) is substantially concentric to the connecting portion (52) of the duct (51,52). The main section (51) and the curved surface (53) are integral with one side or external face of the flange (55), while from the opposite side, i.e. from an internal side of the flange facing the casing (1), protrude the end portion of the connecting portion (52) and the leading edge (54). In known type manifolds, the area of the flange which joins the curved surface (53) is also subject to rather high temperature peaks. In the manifold according to the present invention, the ribs (6) allow the temperature to be considerably lowered also in this area. One or more external ribs (7) can optionally be placed on the external side of the curved surface (53) and / or on the corresponding side of the flange (5). These external ribs (7) contribute to further lowering the temperature of the parts to which they are connected. In the embodiment of Figure 2, the external ribs (7) have a radial orientation with respect to the longitudinal axis (X), but could be shaped and oriented in another way.

Claims

CLAIMS 1) Manifold for a gas burner, comprising: a duct (51,52), which has a main section (51), directed along a transverse axis (Y), and a connecting section (52), intended to connect to a burner (1), which is directed along a second axis, inclined with respect to the transverse axis (Y); a curved wall (53), which joins the main section (51) and the connecting section (52); characterized in that it includes one or more ribs (6), associated with the curved wall (53) and protruding towards the inside of the duct (51.52).

2) Manifold according to claim 1, in which said one or more ribs (6) are oriented substantially parallel to the transverse axis (Y).

3) Manifold according to claim 1, in which said one or more ribs (6) are inclined with respect to the transverse axis (Y).

4) Manifold according to claim 1, comprising a flange (55) associated with the duct (51,52), which has an external face, to which the main duct (51) and the curved surface (53) are associated, and one or more external ribs (7), located on the external face of the flange (5) and / or on the curved surface (53).

5) Gas burner, comprising a casing (1) which has: an external wall (2), of tubular conformation and equipped with a longitudinal axis (X), which has a plurality of through openings; an internal distributor (4), with a tubular conformation concentric to the longitudinal axis (X), which has a plurality of through openings; a bottom (3), associated with a first end (21,41) of the external wall (2) and of the internal distributor (4); characterized in that it comprises a manifold (5) according to one of the preceding claims, connected to a second end (22,42) of the external wall (2) and of the internal distributor (4).

6) Burner according to claim 5, in which the connecting section (52), at one end, is equipped with a leading edge (54), structured to be inserted between the external wall (2) and the internal distributor (4 ) of the enclosure (1) and to allow connection with the enclosure.