ITMI20131465A1 - Bruciatore e metodo per la fabbricazione di un bruciatore - Google Patents

Bruciatore e metodo per la fabbricazione di un bruciatore

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ITMI20131465A1
ITMI20131465A1 IT001465A ITMI20131465A ITMI20131465A1 IT MI20131465 A1 ITMI20131465 A1 IT MI20131465A1 IT 001465 A IT001465 A IT 001465A IT MI20131465 A ITMI20131465 A IT MI20131465A IT MI20131465 A1 ITMI20131465 A1 IT MI20131465A1
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wall
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diffuser
fabric
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Antonio Acocella
Paolo Gilli
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Worgas Bruciatori Srl
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    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
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    • F23D2203/106—Assemblies of different layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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Description

TITOLO: "Bruciatore e metodo per la fabbricazione di un bruciatore"
DESCRIZIONE
[0001] La presente invenzione riguarda un bruciatore con diffusore in tessuto. In particolare, la presente invenzione riguarda un bruciatore per caldaia a gas di tipo premiscelato, in cui tale bruciatore comprende un diffusore in tessuto supportato da un distributore o da un supporto in rete metallica o lamiera metallica perforata. L’invenzione riguarda inoltre un metodo per la fabbricazione del bruciatore.
[0002] Le caldaie a gas di tipo premiscelato generalmente comprendono un condotto per l’alimentazione di un bruciatore con una miscela gas-aria, un bruciatore per la produzione di calore mediante combustione della miscela in una camera di combustione, ed eventualmente un elemento di supporto collegabile allo scambiatore di calore e/o al condotto per l’alimentazione per assicurare la chiusura della camera di combustione e/o per il posizionamento del bruciatore rispetto a tale camera di combustione.
[0003] Il bruciatore comprende generalmente un diffusore attraverso il quale viene convogliato il gas combustibile premiscelato con aria comburente e il quale determina uno schema di fiamme per la produzione di calore.
[0004] Solitamente il diffusore comprende una parete dotata di una pluralità di aperture ed avente una superficie interna in collegamento di flusso con il condotto di alimentazione, e pertanto a contatto con la miscela non combusta, ed una superficie esterna sulla quale avviene la combustione.
[0005] Il diffusore comprende un tessuto a maglia o un tessuto a telaio o un tessuto non tessuto in fibre metalliche o ceramiche. A monte del diffusore (con riferimento alla direzione di flusso della miscela gas-aria) può essere inoltre previsto un dispositivo di distribuzione, o distributore, disposto sul lato del diffusore opposto alla superficie di combustione.
[0006] Il distributore comprende solitamente una parete con una pluralità di aperture passanti, ad esempio una rete metallica o una lamiera metallica perforata, ed è configurato in modo tale da distribuire la miscela gas-aria in modo sostanzialmente uniforme o comunque nel modo desiderato verso la parete del diffusore. In aggiunta o in alternativa, il distributore può essere configurato per sostenere il diffusore in tessuto lungo la sua estensione tridimensionale in modo tale da conservare la sua forma desiderata. Il distributore può essere previsto per svolgere almeno in modo prevalente la sola funzione di distribuzione o la sola funzione di sostegno meccanico del diffusore o entrambe le funzioni.
[0007] Nell’utilizzo, un bordo periferico dell’insieme distributore-diffusore è collegato con e supportato da un telaio del bruciatore che risulta solitamente più massiccio e strutturalmente più resistente del tessuto del diffusore e del distributore.
[0008] Solitamente, al fine di ottenere una buona complementarietà di forma ed un corretto posizionamento reciproco tra il distributore ed il diffusore, essi vengono tagliati, sagomati e pre-assemblati prima del loro collegamento con il telaio di supporto. A seconda della forma tridimensionale del diffusore e del distributore, ad esempio più o meno bombata, cilindrica, semi-cilindrica o semicilindrica con estremità a forma di segmento (ad es. quarto) di calotta sferica, la fabbricazione del gruppo diffusore-distributore è assai complessa ed incide in maniera rilevante sui costi di fabbricazione del bruciatore.
[0009] Più in dettaglio è noto procedere nel modo seguente:
[0010] Un tessuto destinato a formare una parete diffusore ed una rete metallica destinata a formare una parete distributore vengono tagliati a misura lungo un contorno di taglio che formerà già approssimativamente il contorno del bruciatore (gruppo diffusore - distributore) finale e che deve quindi tener conto delle deformazioni dei materiali durante la successiva fase di sagomatura. Tale fase di taglio viene solitamente eseguita mediante tagliatrice al plasma o tranciatrice meccanica.
[0011] Dopo la fase di taglio è noto vincolare il tessuto della parete diffusore alla rete della parete distributore in punti discreti discontinui mediante saldatura per puntatura, ad esempio in prossimità dei loro bordi periferici, in modo tale da favorire, durante la successiva fase di sagomatura, uno scorrimento relativo locale corretto ed uniforme, ed al contempo mantenere inalterato il posizionamento globale sovrapposto delle due pareti distributore e diffusore.
[0012] Successivamente si procede alla sagomatura, mediante pressa, dell’insieme diffusore-distributore vincolati tra loro mediante la saldatura per puntatura. Durante tale sagomatura le due pareti diffusore e distributore subiscono spostamenti locali relativi, nonché deformazioni nel loro piano e fuori dal loro piano.
[0013] Dopo la sagomatura è noto unire le pareti diffusore e distributore mediante saldatura e pareggiare i contorni della parete distributore e della parete diffusore sovrapposti mediante taglio al plasma o taglio meccanico.
[0014] Lo scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un metodo per la fabbricazione di un bruciatore del tipo avente una parete diffusore in tessuto ed una parete distributore in rete metallica o in lamiera metallica perforata sovrapposte e sagomate in modo complementare, essendo più semplice, economico e veloce dei metodi di fabbricazione noti.
[0015] Questo ed altri scopi vengono raggiunti mediante un metodo secondo la rivendicazione 1. Forme di realizzazione vantaggiose sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.
[0016] L’invenzione riguarda inoltre un bruciatore del tipo avente una parete diffusore in tessuto ed una parete distributore in rete metallica o in lamiera metallica perforata sovrapposte e sagomate in modo complementare, essendo fabbricato o fabbricabile mediante il metodo della presente invenzione ed avente struttura più semplice rispetto ai bruciatori noti.
[0017] Questo ed altri scopi vengono raggiunti mediante un bruciatore secondo la rivendicazione 8. Forme di realizzazione vantaggiose sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.
[0018] Per meglio comprendere l'invenzione ed apprezzarne i vantaggi, verrà di seguito fornita una descrizione di alcune forme di realizzazione esemplificative non limitative del metodo e del bruciatore secondo l’invenzione, facendo riferimento alle figure annesse, in cui:
[0019] la figura 1 illustra un diagramma di flusso di fasi di un metodo per la fabbricazione di un bruciatore in accordo con una forma di realizzazione;
[0020] la figura 2 illustra un diagramma di flusso di fasi di un metodo per la fabbricazione di un bruciatore in accordo con un’ulteriore forma di realizzazione;
[0021] la figura 3 è una illustrazione schematizzata di una fase di taglio secondo la tecnica nota;
[0022] la figura 4 è una illustrazione schematizzata di una fase di taglio del metodo per la fabbricazione di un bruciatore in accordo con una forma di realizzazione;
[0023] la figura 5 è una illustrazione schematizzata di una fase e di un’attrezzatura per l’esecuzione del metodo per la fabbricazione di un bruciatore in accordo con una forma di realizzazione.
[0024] Le figure 6, 7, 8 sono viste parziali in prospettiva di un bruciatore fabbricato mediante il metodo secondo una forma di realizzazione.
[0025] Con riferimento alle figure, un metodo per la fabbricazione di un bruciatore 1 avente una parete diffusore 2 in tessuto ed una parete distributore 3 o di supporto in rete metallica o in lamiera metallica perforata sovrapposte e sagomate in modo complementare, comprende le fasi di:
[0026] – tagliare a misura un tessuto 4 in modo tale da formare la parete diffusore 2;
[0027] – tagliare a misura una rete o lamiera metallica 5 in modo tale da formare la parete distributore 3 o di supporto;
[0028] - sovrapporre la parete diffusore 2 alla parete distributore 3 in modo tale da formare una membrana bruciatore 8 (bistrato o multistrato) e, possibilmente, preliminarmente vincolare la parete diffusore 2 alla parete distributore 3 in punti o zone discrete discontinue per mantenere la loro posizione sovrapposta;
[0029] – sagomare la membrana bruciatore 8 mediante una pressa 7 per darle una forma tridimensionale desiderata;
[0030] – fissare la membrana bruciatore 8 mediante punzonatura o coniatura meccanica in modo tale che (il tessuto del)la parete diffusore 2 e (la rete o lamiera perforata del)la parete distributore 3 compenetrino in una o più zone di compenetrazione 9;
[0031] – possibilmente, rifilare i contorni della membrana 8 sagomata e fissata, ad esempio mediante taglio al plasma o mediante taglio meccanico.
[0032] Grazie al fissaggio della membrana bruciatore 8 mediante una o più zone di compenetrazione 9 tra la parete diffusore 2 e la parete distributore 3, si ovvia ad un fissaggio mediante saldatura e ad indesiderate alterazioni termiche delle proprietà dei materiali della membrana bruciatore 8. Inoltre, l’ottenimento della compenetrazione mediante punzonatura o coniatura riduce i costi ed i tempi di fissaggio della membrana bruciatore 8 rispetto alla tecnica nota.
[0033] Preferibilmente, la fase di fissare la membrana bruciatore 8 comprende una punzonatura o coniatura meccanica multipla in modo tale che (il tessuto del)la parete diffusore 2 e (la rete o lamiera perforata del)la parete distributore 3 compenetrino in una pluralità di zone di compenetrazione 9, ad esempio puntiformi o a forma di strisce disposte in successione lungo una zona periferica della membrana bruciatore 8, adiacente ad un suo bordo esterno 13.
[0034] In accordo con forme di realizzazione, il tessuto 4 e la rete metallica 5 possono essere tagliati a misura separatamente o, preferibilmente, contemporaneamente. Vantaggiosamente, il taglio a misura avviene contemporaneamente con il tessuto 4 e la rete o lamiera metallica 5 sovrapposti come sandwich multistrato e tagliati insieme lungo un comune contorno di taglio 6, ad esempio mediante tagliatrice al plasma o tranciatrice meccanica.
[0035] Alternativamente, il taglio a misura può essere effettuato contemporaneamente con una pluralità di tali tessuti 4 e/o una pluralità di tali reti o lamiere metalliche 5 sovrapposti come sandwich multistrato e tagliati insieme lungo un comune contorno di taglio 6, ad esempio mediante tagliatrice al plasma o tranciatrice meccanica.
[0036] Ciò aumenta la resa di pezzi tagliati durante un’unica fase di processo, crea condizioni di taglio più uniformi ed assicura che i tessuti 4 e le reti o lamiere metalliche immediatamente adiacenti nella pila soggetta a taglio abbiano effettivamente un contorno di taglio 6 identico o complementare di forma.
[0037] In accordo con un’ulteriore forma di realizzazione, il taglio a misura del tessuto 4 e della rete metallica 5 è eseguito lungo una rete di contorni di taglio 6 comuni ad una pluralità di pareti diffusore 2 e/o pareti distributore o di supporto 3 tagliate da un unico tessuto 4 e/o da una unica rete metallica 5. Preferibilmente, tale rete di contorni di taglio 6 definisce una pluralità di celle chiuse, ad esempio rettangolari, e preferibilmente di forma identica, in cui ciascuna delle celle costituisce rispettivamente una singola parete diffusore 2 o distributore 3 e tra esse non ci sono zone di sfrido (Figura 4).
[0038] Rispetto alla tecnica nota, in cui si tagliava lungo contorni di taglio che formavano già approssimativamente il contorno del bruciatore finale (Figura 3) e che quindi necessitavano di strumenti per eseguire tagli curvilinei e producevano una notevole quantità di sfridi, secondo la presente forma di realizzazione, le uniche possibili zone di sfrido del materiale di base (tessuto, rete metallica, lamiera perforata) sono quelle lungo il margine esterno del rotolo o foglio di materiale di partenza. Inoltre, la forma identica e preferibilmente rettangolare delle pareti diffusore 2 e distributore 3 facilita una loro successiva manipolazione automatizzata ed un loro posizionamento preciso ed univoco in una pressa durante le successive fasi di fabbricazione del bruciatore 1. Inoltre, effettuando il taglio a misura nel modo descritto, non è necessario tener conto delle deformazioni dei materiali durante la successiva fase di sagomatura e, tagliando lungo linee rette, si ovvia alle problematiche di usura, precisione geometrica, velocità e costi dei tagli curvilinei.
[0039] In accordo con una forma di realizzazione, la fase di fissaggio preliminare o vincolo tra le pareti diffusore 2 e distributore 3 sovrapposte può essere eseguita mediante saldatura per puntatura, ad esempio in prossimità di bordi periferici della parete diffusore 2 e della parete distributore 3, in modo tale da favorire, durante la successiva fase di sagomatura, uno scorrimento relativo locale corretto ed uniforme, ed al contempo mantenere inalterato il posizionamento globale sovrapposto delle due pareti distributore 3 e diffusore 4.
[0040] In accordo con una forma di realizzazione preferita, la fase di sagomatura ed almeno una delle fasi di fissaggio tramite punzonatura o coniatura e di rifilo vengono eseguite in un’unica operazione, in particolare in un’unica operazione di pressa 7.
[0041] A tal fine è vantaggioso utilizzare una pressa 7 con:
[0042] - un primo stampo (ad esempio maschio) 10 ed un secondo stampo (ad esempio femmina) 11 contrapposti ed avvicinabili in modo tale che la membrana bruciatore 8 posizionata tra essi venga deformata nella sua forma tridimensionale desiderata, e
[0043] – una lama (o bordo) tranciante 12 posizionata in modo tale da rifilare il bordo esterno 13 della membrana bruciatore 8 durante la medesima operazione (di avvicinamento del primo e secondo stampo) della pressa 7.
[0044] Alternativamente o in aggiunta, la pressa 7 può comprendere una pluralità di punzoni di coniatura 14 posizionati in modo tale da effettuare la fase di fissaggio della membrana bruciatore 8 durante la medesima operazione (di avvicinamento del primo e secondo stampo) della pressa 7.
[0045] In questo modo, le fasi di sagomatura, fissaggio e rifilo della membrana bruciatore 8 vengono eseguite (almeno quasi) contemporaneamente mediante un’unica operazione (di avvicinamento del primo e secondo stampo) di pressa 7, conseguendo un notevole risparmio di tempo, spazio ed energia.
[0046] Secondo una forma di realizzazione, i punzoni di coniatura 14 sono formati o collegati nel secondo stampo 11 e corrispondenti superfici di contro-coniatura 15 sono formate o collegate nel primo stampo 10 in modo tale da impegnare la membrana bruciatore 8 da due lati opposti nelle zone di compenetrazione. Analogamente, la lama tranciante 12 è formata o collegata nel primo stampo 10 e una corrispondente superfice di contro-tranciatura 22 è formata o collegata nel secondo stampo 11 in modo tale da impegnare la membrana bruciatore 8 da due lati opposti e rifilarla lungo il bordo esterno 13.
[0047] Per evitare che la lama tranciante 12 impegni la membrana bruciatore 8 già durante la fase di sagomatura ed ostacoli una corretta esecuzione di quest’ultima, è vantaggioso posizionare la lama tranciante 12 nella pressa 7 in modo tale da tranciare la membrana bruciatore 8 solo dopo il completamento della sagomatura della membrana bruciatore 8, ma durante la medesima operazione di avvicinamento dei stampi primo 10 e secondo 11.
[0048] A tal fine può essere vantaggioso prevedere un inserto di sagomatura 16 (ad esempio femmina) avente una superficie di sagomatura 17 complementare con la forma tridimensionale desiderata e vincolare l’inserto di sagomatura 16 in un corpo base 18 del secondo stampo 11, in modo tale che, al superamento di una predeterminata forza di sagomatura massima, l’inserto ceda e si muova insieme al primo stampo 10 (vale a dire il primo stampo 10 spinge l’inserto nel corpo base 18 del secondo stampo 11), permettendo così un ulteriore avvicinamento degli stampi primo 10 e secondo 11 durante il quale la lama tranciante 12 esegue il rifilo.
[0049] In questo modo è possibile effettuare la sagomatura ed il rifilo in un’unica operazione di pressa senza interferenze tra le due operazioni.
[0050] A titolo di esempio, l’inserto di sagomatura 16 può essere collegato al o accolto nel corpo base 18 del secondo stampo 11 tramite l’interposizione di un sistema a molle 19 e/o ad ammortizzatori 20 che determina la suddetta forza massima di sagomatura.
[0051] L’inserto 16 può essere previsto con analoghe modalità di vincolo (cedevole in funzione della forza di sagomatura) nel primo stampo, nel secondo stampo o in entrambi gli stampi 10, 11.
[0052] I punzoni di coniatura 14 o le corrispondenti superfici di contro-coniatura 15 possono essere formati nell’inserto di sagomatura 16 in modo tale da cedere insieme all’inserto di sagomatura 16 al raggiungimento della suddetta forza di sagomatura massima. In questo modo è possibile eseguire il fissaggio della membrana bruciatore 8 mediante punzonatura o coniatura durante una fase finale del passo di sagomatura della membrana 8 ed evitare una indesiderata tranciatura della membrana 8 nelle zone di compenetrazione 9 durante il completamento della fase di rifilo mediante l’ulteriore avvicinamento degli stampi primo 10 e secondo 11.
[0053] In accordo con una forma di realizzazione preferita, le fasi di sagomatura, fissaggio e rifilo della membrana bruciatore 8 possono essere eseguite nel seguente modo: Dopo il posizionamento della membrana bruciatore 8 tra il primo e secondo stampo 10, 11, essi vengono avvicinati e, durante una prima fase di avvicinamento, il primo stampo 10 e l’inserto di sagomatura 16 del secondo stampo 11 (o viceversa, o due inserti di sagomatura contrapposti) collaborano per deformare la membrana bruciatore 8 nella forma tridimensionale desiderata. Durante una fase finale della prima fase di avvicinamento, i punzoni di coniatura 14 e le corrispondenti superfici di contro-coniatura 15 impegnano la membrana bruciatore 8 da ambo i lati ed eseguono il fissaggio nelle zone di compenetrazione 9 fino al raggiungimento della forza di sagomatura massima. A quel punto, il sistema a molle 19 e/o ammortizzatori 20 permette che l’inserto di sagomatura 16 si sposti insieme al primo stampo 10 o ad un ulteriore inserto (non illustrato) cedevolmente vincolato nel primo stampo 10, impedendo un’ulteriore deformazione della membrana 8 ed indesiderati perforazioni nelle zone di compenetrazione 9. Durante l’ulteriore avvicinamento (seconda fase di avvicinamento) degli stampi primo 10 e secondo 11 della pressa 7, la lama tranciante 12 formata nel primo stampo 10 collabora con la superficie di contro-tranciatura 22 formata nel corpo base 18 del secondo stampo 11 per completare il rifilo della membrana bruciatore 8.
[0054] Alla luce della descrizione fin qui fornita e delle figure allegate, l’esperto del settore apprezzerà come il bruciatore 1, il metodo e la pressa 7 secondo l’invenzione conseguano gli obiettivi di fabbricare il bruciatore 1 in modo più veloce, più semplice e più preciso e con meno dispendio di risorse.
[0055] Ovviamente, la membrana bruciatore 8 ottenuta con le fasi di metodo descritte può essere collegata in comunicazione di flusso con un condotto di alimentazione di un fluido combustibile o di una miscela di combustibile e comburente ed utilizzata in caldaie, bruciatori industriali, scambiatori di calore, sistemi di riscaldamento di fluidi eccetera come ben noto e qui non descritto in dettaglio per brevità. La parete diffusore può essere in un tessuto a maglia o in tessuto a telaio o in tessuto non tessuto in fibre metalliche o ceramiche e la parete distributore può essere in lamiera metallica, ad esempio in acciaio, perforata o forata o di rete metallica. Nell’utilizzo, il bordo periferico 13 della membrana 8 può essere collegato con e supportato da un telaio 21 che risulta più massiccio e strutturalmente più resistente della membrana 8 stessa. La forma tridimensionale della membrana 8 può essere, a titolo di esempio vantaggioso ma non limitativo, bombata, cilindrica, semi-cilindrica o semicilindrica con estremità a forma di segmento (ad es. quarto) di calotta sferica.

Claims (7)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la fabbricazione di un bruciatore (1) avente una parete diffusore (2) in tessuto ed una parete distributore (3) in rete metallica o in lamiera metallica perforata sovrapposte e sagomate in modo complementare, il metodo comprendente: - tagliare a misura un tessuto (4) in modo tale da formare la parete diffusore (2); - tagliare a misura una rete o lamiera metallica (5) in modo tale da formare la parete distributore (3); sovrapporre la parete diffusore (2) alla parete distributore (3) in modo tale da formare una membrana bruciatore (8) multistrato; - sagomare la membrana bruciatore (8) mediante una pressa (7) in una forma tridimensionale desiderata; - fissare la membrana bruciatore (8) mediante punzonatura o coniatura meccanica in modo tale che la parete diffusore (2) e la parete distributore (3) compenetrino in una o più zone di compenetrazione (9); - rifilare i contorni della membrana (8) sagomata e fissata.
  2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la fase di fissare la membrana bruciatore (8) comprende una punzonatura o coniatura meccanica multipla in modo tale che la parete diffusore (2) e la parete distributore (3) compenetrino in una pluralità di zone di compenetrazione (9) discrete, disposte in successione lungo una zona periferica della membrana bruciatore (8) adiacente ad un suo bordo esterno (13).
  3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la fase di taglio a misura comprende sovrapporre il tessuto (4) e la rete o lamiera metallica (5) e tagliarli insieme a misura.
  4. 4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il taglio a misura del tessuto (4) è eseguito lungo una rete di contorni di taglio (6) rettilinei e comuni ad una pluralità di pareti diffusore (2) tagliate da un unico tessuto (4), ed in cui il taglio a misura della rete o lamiera metallica (5) è eseguito lungo una rete di contorni di taglio (6) rettilinei e comuni ad una pluralità di pareti distributore (3) tagliate da una unica rete o lamiera metallica (5).
  5. 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase di sagomatura, la fase di fissaggio e la fase di rifilo vengono eseguite mediante un'unica operazione di pressa (7).
  6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, in cui per l'esecuzione dell'operazione di pressa (7) viene usata una pressa (7) avente: un primo stampo (10) ed un secondo stampo (11) contrapposti ed avvicinabili in una fase di avvicinamento, in modo tale che la membrana bruciatore (8) posizionata tra essi venga deformata nella sua forma tridimensionale desiderata durante detta fase di avvicinamento, e - una lama tranciante (12) posizionata in modo tale da rifilare il bordo esterno (13) della membrana bruciatore (8) durante detta fase di avvicinamento del primo e secondo stampo della pressa (7), e - una pluralità di punzoni di coniatura (14) posizionati in modo tale da effettuare la fase di fissaggio della membrana bruciatore (8) durante detta fase di avvicinamento del primo e secondo stampo della pressa (7).
  7. 7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una fase di vincolare preliminarmente la parete diffusore (2) alla parete distributore (3) in zone discrete per mantenere la loro posizione sovrapposta, detta fase di vincolo preliminare essendo eseguita prima della fase di sagomatura.
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