Bruciatore.

Apparecchio mediante il quale un combustibile viene messo in stretto contatto con un comburente (per lo più aria), in modo da rendere possibile la reazione chimica d'ossidazione chiamata combustione. Solitamente il b. permette la miscelazione di comburente e combustibile nella dose voluta, così da regolare la lunghezza della fiamma. In genere solo una parte del comburente (aria primaria) viene miscelato nel b.; il resto del comburente necessario (aria secondaria) affluisce indipendentemente nella camera di combustione. Inoltre vi sono b. che si limitano a erogare il combustibile: in tal caso, la combustione varia a seconda della forma e della velocità del getto. I diversi tipi di b. esistenti sono raggruppati secondo il combustibile impiegato, che può essere solido (esempio: polvere di carbone), liquido (cherosene, gasolio), gassoso (metano). ║ B. per combustibile gassoso: la combustione di un gas può avvenire durante il processo di combustione, miscelando il gas con l'aria, oppure prima della combustione, miscelando totalmente o parzialmente aria e gas. Del primo tipo fanno parte i becchi per illuminazione a incandescenza, dai quali il gas impiegato (gas di città) esce allo stato puro, per miscelarsi subito all'aria dell'ambiente. Il gas che esce da essi è allo stato puro e l'aria richiesta dal processo di combustione è ricavata direttamente dall'ambiente. La fiamma prodotta, bianca, ha una temperatura relativamente moderata e la quasi totalità del calore fornito è trasmessa per irraggiamento. Quando si circonda la fiamma con un tubo di vetro che abbia un ingresso d'aria nella parte inferiore, il tubo stesso funge da camino: infatti l'aria viene aspirata in breve tempo, si ha una migliore combustione del gas e la fiamma tende ad assottigliarsi e a perdere colore. Avvolgendo la fiamma con una reticella incombustibile, come nel becco di Auer, la reticella stessa diventa incandescente e produce una luce di colore bianchissimo. Nel becco Bunsen, invece, la miscelazione tra gas e aria, opportunamente dosata, avviene prima della combustione. Su tale principio funzionano le normali cucine a gas di uso domestico, che sono tra i tipi più semplici di b. Di gran lunga più complessi sono, naturalmente, i b. degli impianti termici industriali, i forni e le grandi caldaie: qui il gas può venire impiegato alla pressione normale della rete di distribuzione oppure a pressione più elevata, e può trascinare con sé, l'aria primaria o, al contrario, esserne trascinato. Temperature assai elevate si ottengono con la combustione "senza fiamma" grazie alla proiezione ad alta velocità di una miscela di aria e gas su di una superficie refrattaria o su di un letto di carborundum, resi incandescenti. Oltre che alla proiezione si può ricorrere anche alla iniezione: si usa a tale scopo una massa refrattaria porosa, al cui interno ha luogo l'irraggiamento del calore. ║ B. per combustibile liquido: scopo fondamentale di questi b. è portare il combustibile allo stato gassoso (vaporizzazione) oppure ridurlo in minuscole particelle (polverizzazione) per poi mescolarlo con l'aria comburente. Questo si realizza tramite la vaporizzazione diretta oppure tramite la polverizzazione cui viene fatta seguire la vaporizzazione. Normalmente vengono utilizzati combustibili liquidi derivati dalla lavorazione del petrolio grezzo e che, sulla base delle loro proprietà, catalogate dalla normativa doganale italiana e del Comitato termotecnico italiano, si possono dividere in: petrolio, gasolio, olio combustibile fluidissimo, fluido e denso. Nei piccoli b. a vaporizzazione viene usato di regola il petrolio, ma talvolta anche il gasolio. I b. a polverizzazione con o senza preriscaldamento impiegano il gasolio e gli altri oli combustibili. Il combustibile impiegato nei b. a vaporizzazione diretta è un distillato (petrolio o gasolio) che si trova a evaporare leggermente in condizioni di temperatura normale e in modo più evidente a combustione iniziata. La superficie libera del liquido è il luogo dove avviene la vaporizzazione. Questi b. producono una quantità abbastanza moderata di calore e sono quindi utilizzati soprattutto negli apparecchi domestici, che non impiegano neppure, in alcuni casi, il collegamento al camino. Il combustibile in genere viene ridotto in gocce finissime in modo da maggiorare la superficie di contatto tra liquido e aria e permettere così la realizzazione della combustione. Il combustibile, a questo punto, può essere polverizzato tramite l'energia di un fluido di supporto (aria o vapore) oppure portando a una determinata pressione il liquido prima di effettuare la polverizzazione. Per mezzo di questi sistemi si ottengono delle gocce che vanno proiettate nel focolare, poi disperse e mescolate con l'aria di combustione. I b. quindi devono garantire una serie di operazioni: immettere una giusta quantità di aria nel focolare; mantenere una temperatura adeguata nella zona dell'ugello per avere una fiamma stabile e fare in modo che le particelle d'olio non entrino assolutamente in contatto con superfici fredde; filtrare il combustibile, mantenuto a temperatura sufficientemente alta, e garantirne un'erogazione costante; regolare, quando richiesto, la fiamma, e garantire la sicurezza dell'impianto. I b. a polverizzazione sono di due tipi: a polverizzazione meccanica e a fluido ausiliario. I primi hanno un motore, una pompa, un ugello e un ventilatore. Il combustibile, pompato a forte pressione fino all'ugello, giunge alla camera di turbolenza e da qui esce sotto forma di gocce finissime che arrivano infine su un cono che ha, come vertice, la bocca dell'ugello. L'aria, fornita da un ventilatore, attraversa il tubo posto intorno all'ugello, dove incontra le gocce, mosse in senso opposto da un sistema di palette. Gocce e aria quindi si miscelano davanti all'ugello. Nei b. a polverizzazione con fluido ausiliario, un fluido (aria o vapore) prima compresso si espande, investe l'olio combustibile e lo frantuma, formando piccole particelle che si miscelano con il fluido polverizzato. La pressione impiegata può essere bassa, media e alta. Nei primi due casi l'aria viene utilizzata come fluido ausiliario; nell'ultimo caso invece si impiega aria o vapore. Assai diffusi, tra i b. a bassa pressione, quelli "rotativi" o "a cono portante", che centrifugano e polverizzano l'olio combustibile inizialmente grazie alla rapida rotazione del cono stesso, successivamente tramite l'aria fornita da un ventilatore. Le grandi industrie e gli impianti industriali più impegnativi richiedono b. ad alta pressione, che adoperano come fluido ausiliario vapore ad alta temperatura. L'olio combustibile viene reso molto fluido e facilmente polverizzabile; l'energia prodotta causa infine una minuta polverizzazione del combustibile. ║ B. per combustibile solido: le caldaie con una produzione superiore alle 100 t/h sono provviste di impianti a carbone polverizzato: il carbone cioè viene macinato tramite mulini ventilati (a rulli, a martelli o a sfere). Un ventilatore fornisce l'aria calda, trasportando poi la polvere di carbone ai b. della caldaia, che sono grossi ugelli nei quali il getto di aria primaria e combustibile viene miscelato all'aria secondaria e portato alla combustione. Assai diffuso è l'impiego dei b. disposti ai quattro angoli della camera di combustione, anziché su una parete: tale soluzione imprime un moto turbinoso alle fiamme e favorisce la miscela di combustibile e comburente. Nei modelli più perfezionati, i b. sono anche orientabili: si può perciò variare la posizione del centro di fiamma, in modo da poter manipolare la temperatura del vapore surriscaldato. In ogni caso, i getti di aria primaria (mescolata al combustibile polverulento) e quelli di aria secondaria provengono alla camera di combustione indipendentemente gli uni dagli altri; nella camera poi questi getti si accendono per irradiazione del forno, che viene preriscaldato con combustibile di altra natura (liquido o gassoso). Solo le centrali termiche e termoelettriche possono vantaggiosamente impiegare questo tipo di combustione, data la complessità e costosità degli impianti necessari.