IT201600094910A1 - HEAT EXCHANGER FOR COOKING OVENS - Google Patents
HEAT EXCHANGER FOR COOKING OVENSInfo
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Description
“SCAMBIATORE DI CALORE PER FORNI DI COTTURA” "HEAT EXCHANGER FOR COOKING OVENS"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
SETTORE TECNICO DELL’INVENZIONE TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
[001] La presente invenzione riguarda uno scambiatore di calore perfezionato in particolare per un forno a convezione del tipo domestico, professionale o industriale per la cottura di alimenti, con riscaldamento a gas o combustibili liquidi, di seguito per brevità denominato forno a gas. [001] The present invention relates to an improved heat exchanger in particular for a convection oven of the domestic, professional or industrial type for cooking food, with gas or liquid fuel heating, hereinafter referred to for brevity as a gas oven.
TECNICA DI BASE DELL’INVENZIONE BASIC TECHNIQUE OF THE INVENTION
[002] I forni a convezione per il trattamento termico di alimenti comprendono solitamente un involucro scatolare, definente una camera di cottura nella quale possono essere disposti gli alimenti da cuocere o riscaldare. La camera di cottura presenta frontalmente un’apertura di accesso selettivamente richiudibile tramite una porta incernierata all’involucro. Mezzi riscaldanti e mezzi di circolazione dell’aria, opportunamente collegati ad un gruppo di comandi e controlli per il loro funzionamento, sono pure previsti per ottenere il riscaldamento uniforme dell’aria nella camera di cottura. [002] Convection ovens for the heat treatment of foods usually comprise a box-like casing, defining a cooking chamber in which the foods to be cooked or heated can be arranged. The cooking chamber has an access opening on the front that can be selectively closed via a door hinged to the casing. Heating means and air circulation means, suitably connected to a group of commands and controls for their operation, are also provided to obtain uniform heating of the air in the cooking chamber.
[003] I mezzi di circolazione dell’aria sono tipicamente formati da una ventola, preferibilmente bidirezionale, azionata da un motore elettrico e disposta in comunicazione di flusso con la camera di cottura. Invece, per quanto riguarda i mezzi riscaldanti, sul mercato esistono essenzialmente due tipologie di forni di cottura per alimenti: sono infatti noti forni con riscaldamento elettrico e forni a gas. [003] The air circulation means are typically formed by a fan, preferably bidirectional, driven by an electric motor and arranged in flow communication with the cooking chamber. On the other hand, as regards the heating means, there are essentially two types of cooking ovens for food on the market: in fact, ovens with electric heating and gas ovens are known.
[004] Nei forni elettrici, i mezzi per riscaldare l’atmosfera della camera di cottura sono costituiti da resistenze elettriche generalmente posizionate attorno alla ventola. [004] In electric ovens, the means for heating the atmosphere of the cooking chamber consist of electric resistances generally positioned around the fan.
[005] Nei forni a gas, invece, i mezzi riscaldanti sono formati da un gruppo di riscaldamento a gas comprendente essenzialmente un bruciatore, preferibilmente del tipo a pre-miscelazione e generalmente alloggiato nella parte inferiore della camera di cottura, ed uno scambiatore di calore tipicamente formato da uno o più tubi, arrangiati in vario modo, generalmente contro la parete posteriore della camera di cottura, e adatti ad essere percorsi dai gas combusti generati dal bruciatore per scambiare calore con l’atmosfera della camera di cottura prima di essere espulsi in corrispondenza del cielo della stessa attraverso un relativo condotto di scarico. [005] In gas ovens, on the other hand, the heating means are formed by a gas heating unit essentially comprising a burner, preferably of the pre-mixing type and generally housed in the lower part of the cooking chamber, and a heat exchanger typically formed by one or more pipes, arranged in various ways, generally against the rear wall of the cooking chamber, and suitable to be crossed by the burned gases generated by the burner to exchange heat with the atmosphere of the cooking chamber before being expelled in correspondence of the top of the same through a relative exhaust duct.
[006] I forni a gas soffrono tuttavia dell’inconveniente, noto all’esperto del settore, della mancanza di uniformità nella distribuzione della temperatura all’interno della camera di cottura, che può comportare in alcuni casi una cottura disomogenea e quindi inaccettabile delle pietanze. [006] Gas ovens, however, suffer from the drawback, known to those skilled in the art, of the lack of uniformity in the distribution of the temperature inside the cooking chamber, which in some cases can lead to uneven and therefore unacceptable cooking of the dishes .
[007] Ciò è dovuto principalmente al fatto che, diversamente dalle resistenze elettriche, per le quali lo scambio termico è essenzialmente costante lungo la loro intera estensione, in uno scambiatore di calore la temperatura dei gas combusti che transitano al suo interno decresce progressivamente mano a mano che essi si allontanano dal bruciatore, e conseguentemente decresce anche il calore disponibile per lo scambio con l’atmosfera della camera di cottura. [007] This is mainly due to the fact that, unlike electric resistances, for which the heat exchange is essentially constant along their entire extension, in a heat exchanger the temperature of the burnt gases passing through it progressively decreases as a as they move away from the burner, and consequently the heat available for exchange with the atmosphere of the cooking chamber also decreases.
[008] Di conseguenza, si rileva una disuniformità nella distribuzione delle temperature in particolare lungo un’asse di riferimento verticale. [008] Consequently, there is a non-uniformity in the distribution of temperatures in particular along a vertical reference axis.
RIASSUNTO DELL’INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION
[009] Compito principale della presente invenzione è quello di superare gli inconvenienti dell’arte nota prevedendo uno scambiatore di calore perfezionato per forni di cottura a gas che consenta di ottenere una distribuzione maggiormente uniforme della temperatura all’interno dell’intera camera di cottura, eliminando il gradiente termico in particolare lungo un asse di riferimento verticale, in modo tale da ottenere una cottura omogenea degli alimenti. [009] The main aim of the present invention is to overcome the drawbacks of the known art by providing an improved heat exchanger for gas cooking ovens which allows to obtain a more uniform temperature distribution inside the entire cooking chamber, eliminating the thermal gradient in particular along a vertical reference axis, in such a way as to obtain homogeneous cooking of the food.
[0010] Nell’ambito del presente compito, uno scopo della presente invenzione è quello di proporre uno scambiatore di calore perfezionato per forni di cottura a gas che abbia una efficienza termica migliorata. [0010] Within the scope of the present aim, an object of the present invention is to propose an improved heat exchanger for gas cooking ovens which has an improved thermal efficiency.
[0011] Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire uno scambiatore di calore perfezionato per forni di cottura a gas che risulti assai compatto, in modo tale da garantire la compattezza dell’intero forno, potendo essere eventualmente contenuto anche nello spazio previsto nella camera di cottura di un forno elettrico, qualora questa lo consenta. [0011] A further object of the present invention is to provide an improved heat exchanger for gas cooking ovens which is very compact, so as to ensure the compactness of the entire oven, possibly also being contained in the space provided in the chamber cooking of an electric oven, if this allows it.
[0012] Non ultimo scopo della presente invenzione è quello di realizzare uno scambiatore di calore perfezionato per forni di cottura a gas che consegua il compito dicati a costi di produzione competitivi, in modo tale che il suo impiego risulti vantaggioso anche dal punto di vista economico e che sia ottenibile con gli usuali e noti impianti, macchinari ed attrezzature. [0012] Not the least object of the present invention is to provide an improved heat exchanger for gas cooking ovens which achieves the aforementioned task at competitive production costs, so that its use is also advantageous from an economic point of view and that it can be obtained with the usual and known plants, machinery and equipment.
[0013] Il compito e gli scopi sopra indicati, ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da uno scambiatore di calore come definito alla rivendicazione 1; ulteriori caratteristiche sono definite nelle successive rivendicazioni dipendenti. [0013] The aim and objects indicated above, and others which will become clearer hereinafter, are achieved by a heat exchanger as defined in claim 1; further characteristics are defined in the subsequent dependent claims.
BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
[0014] Vantaggi e caratteristiche dell’invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione che segue, a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento alle allegate figure, in cui: [0014] Advantages and characteristics of the invention will be evident from the following description, by way of non-limiting example, with reference to the attached figures, in which:
- la figura 1A mostra, con una vista frontale, una struttura di forno di cottura a gas nella quale è installato uno scambiatore di calore secondo la presente invenzione; Figure 1A shows, with a front view, a structure of a gas cooking oven in which a heat exchanger according to the present invention is installed;
- la figura 1B mostra la struttura di forno di cui alla figura 1A secondo una vista in pianta; Figure 1B shows the oven structure of Figure 1A according to a plan view;
- la figura 1C mostra, secondo una vista laterale indicata dalla freccia Z di figura 1A, la struttura di forno di cui alle precedenti figure; Figure 1C shows, according to a side view indicated by the arrow Z of Figure 1A, the furnace structure of the previous figures;
- la figura 2 mostra, in una vista prospettica dal lato W indicato in figura 1A, uno scambiatore di calore secondo una prima forma realizzativa della presente invenzione; Figure 2 shows, in a perspective view from the W side indicated in Figure 1A, a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention;
- la figura 3 mostra, in vista prospettica dal lato W indicato in figura 1A, uno scambiatore di calore secondo una seconda forma realizzativa della presente invenzione; Figure 3 shows, in perspective view from the W side indicated in Figure 1A, a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention;
- la figura 4A mostra, in vista in sezione lungo un asse verticale Y-Y indicato in figura 1C, lo scambiatore di calore di cui alla figura 3 quando applicato ad una struttura di forno; Figure 4A shows, in sectional view along a vertical axis Y-Y indicated in Figure 1C, the heat exchanger of Figure 3 when applied to an oven structure;
- la figura 4B mostra lo scambiatore di calore di cui alla figura 3, sezionato lungo il piano A-A di figura 4A; - figure 4B shows the heat exchanger of figure 3, sectioned along the plane A-A of figure 4A;
- la figura 4C mostra lo scambiatore di calore di cui alla figura 3, sezionato lungo la linea di sezione C-C di figura 4B; - figure 4C shows the heat exchanger of figure 3, sectioned along the section line C-C of figure 4B;
- la figura 4D mostra lo scambiatore di calore di cui alla figura 3, sezionato lungo il piano B-B di figura 4A; - figure 4D shows the heat exchanger of figure 3, sectioned along the plane B-B of figure 4A;
- la figura 4E mostra lo scambiatore di calore di cui alla figura 3, sezionato lungo la linea di sezione D-D di figura 4D; - figure 4E shows the heat exchanger of figure 3, sectioned along the section line D-D of figure 4D;
la figura 5A mostra, in vista in sezione lungo un asse verticale Y-Y indicato in figura 1C, una variante realizzativa di uno scambiatore di calore secondo la presente invenzione quando applicato ad una struttura di forno a gas; figure 5A shows, in sectional view along a vertical axis Y-Y indicated in figure 1C, a variant embodiment of a heat exchanger according to the present invention when applied to a gas furnace structure;
la figura 5B mostra lo scambiatore di calore secondo la variante realizzativa di figura 5A, sezionato lungo il piano A-A della stessa; figure 5B shows the heat exchanger according to the variant embodiment of figure 5A, sectioned along the plane A-A of the same;
la figura 5C mostra lo scambiatore di calore secondo la variante realizzativa di figura 5A, sezionato lungo la linea di sezione C-C di figura 5B; figure 5C shows the heat exchanger according to the variant embodiment of figure 5A, sectioned along the section line C-C of figure 5B;
la figura 5D mostra lo scambiatore di calore secondo la variante realizzativa di figura 5A, sezionato lungo il piano B-B di figura 5A; figure 5D shows the heat exchanger according to the variant embodiment of figure 5A, sectioned along the plane B-B of figure 5A;
la figura 5E mostra lo scambiatore di calore secondo la variante realizzativa di figura 5A, sezionato lungo la linea di sezione D-D di figura 5D; figure 5E shows the heat exchanger according to the variant embodiment of figure 5A, sectioned along the section line D-D of figure 5D;
la figura 6A mostra, in vista in sezione lungo un asse verticale Y-Y indicato in figura 1C, una terza variante realizzativa di uno scambiatore di calore secondo la presente invenzione quando applicato ad una struttura di forno a gas; Figure 6A shows, in sectional view along a vertical axis Y-Y indicated in Figure 1C, a third variant embodiment of a heat exchanger according to the present invention when applied to a gas oven structure;
la figura 6B mostra lo scambiatore di calore di cui alla figura 6A, sezionato lungo il piano A-A della stessa; figure 6B shows the heat exchanger of figure 6A, sectioned along the plane A-A of the same;
la figura 6C mostra lo scambiatore di calore di cui alla figura 6A, sezionato lungo il piano B-B della stessa; figure 6C shows the heat exchanger of figure 6A, sectioned along the plane B-B of the same;
la figura 7A mostra, in vista in sezione lungo un asse verticale Y-Y indicato in figura 1C, una variante realizzativa di uno scambiatore di calore secondo la presente invenzione quando applicato ad una struttura di forno; figure 7A shows, in sectional view along a vertical axis Y-Y indicated in figure 1C, a variant embodiment of a heat exchanger according to the present invention when applied to an oven structure;
la figura 7B mostra lo scambiatore di calore secondo la variante realizzativa di figura 7A, sezionato lungo il piano A-A della stessa; Figure 7B shows the heat exchanger according to the variant embodiment of Figure 7A, sectioned along the plane A-A of the same;
la figura 7C mostra lo scambiatore di calore secondo la variante realizzativa di figura 7A, sezionato lungo la linea di sezione C-C di figura 7B; figure 7C shows the heat exchanger according to the variant embodiment of figure 7A, sectioned along the section line C-C of figure 7B;
la figura 7D mostra lo scambiatore di calore secondo la variante realizzativa di figura 7A, sezionato lungo il piano B-B di figura 7A; figure 7D shows the heat exchanger according to the variant embodiment of figure 7A, sectioned along the plane B-B of figure 7A;
la figura 7E mostra lo scambiatore di calore secondo la variante realizzativa di figura 7A, sezionato lungo la linea di sezione D-D di figura 7D. figure 7E shows the heat exchanger according to the variant embodiment of figure 7A, sectioned along the section line D-D of figure 7D.
DESCRIZIONE DELLE FORME REALIZZATIVE PREFERITE DELL’INVENZIONE [0015] Si precisa che nella descrizione che segue, i termini direzionali quali "sopra, sotto, verticale, orizzontale, inferiore e superiore", come anche qualsiasi altro termine simile, vanno interpretati con riferimento ad uno scambiatore di calore e ad una struttura di forno quando in uso, come mostrato nelle allegate figure. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION [0015] It is specified that in the following description, the directional terms such as "above, below, vertical, horizontal, lower and upper", as well as any other similar term, are to be interpreted with reference to one heat exchanger and to an oven structure when in use, as shown in the accompanying figures.
[0016] Con riferimento alle figure 1A, 1B e 1C allegate, vi è illustrata una struttura di forno di cottura a gas per alimenti 1 equipaggiata con uno scambiatore di calore 10 secondo la presente invenzione. Detta struttura di forno 1 comprende un involucro scatolare definente al proprio interno una cavità o camera di cottura 2 di forma essenzialmente parallelepipeda, formata essenzialmente da una coppia di pareti laterali 2A, estendentesi tra una parete inferiore 2B e un cielo 2C; una parete di fondo 2D chiude posteriormente la camera di cottura 2, mentre frontalmente la stessa è richiudibile mediante una porta 3 incernierata all’involucro di contenimento e movimentabile tramite un’apposita maniglia 3A. [0016] With reference to the attached Figures 1A, 1B and 1C, there is illustrated a structure of a gas cooking oven for food 1 equipped with a heat exchanger 10 according to the present invention. Said oven structure 1 comprises a box-like casing defining inside itself a cavity or cooking chamber 2 of essentially parallelepiped shape, essentially formed by a pair of side walls 2A, extending between a lower wall 2B and a ceiling 2C; a back wall 2D closes the cooking chamber 2 at the rear, while the same can be closed at the front by means of a door 3 hinged to the containment envelope and movable by means of a special handle 3A.
[0017] Frontalmente, la struttura di forno 1 comprende vantaggiosamente un pannello di controllo 8 dotato di mezzi di comando e controllo automatici o manuali che permettono il corretto funzionamento del forno. [0017] Frontally, the oven structure 1 advantageously comprises a control panel 8 equipped with automatic or manual command and control means which allow the oven to function correctly.
[0018] All’interno di detta camera di cottura 2, in prossimità di una di dette pareti laterali 2A e separata da una parete divisoria 4 che si estende per tutta l’altezza e quasi tutta la larghezza della camera 2 stessa lasciando aperte due feritoie verticali 4A per il passaggio dell’atmosfera del forno, è prevista una camera di ventilazione e riscaldamento 50, entro cui è alloggiata una ventola 5, preferibilmente ad asse orizzontale X-X, atta a far circolare l’aria all’interno della camera di cottura 2 e azionata da almeno un motore elettrico coassiale (non mostrato), disposto esternamente alla camera di cottura 2. [0018] Inside said cooking chamber 2, near one of said side walls 2A and separated by a dividing wall 4 which extends for the entire height and almost the entire width of the chamber 2 itself, leaving two slits open 4A for the passage of the furnace atmosphere, a ventilation and heating chamber 50 is provided, within which a fan 5 is housed, preferably with a horizontal axis X-X, suitable for circulating the air inside the cooking chamber 2 and driven by at least one coaxial electric motor (not shown), arranged externally to the cooking chamber 2.
[0019] Per riscaldare l’atmosfera della camera di cottura 2 è previsto un bruciatore 6, vantaggiosamente del tipo a pre-miscelazione, ossia alimentabile con una miscela di aria e gas combustibile controllata, comprendente una relativa camera di combustione 6A, e uno scambiatore di calore 10, sviluppantesi preferibilmente all’interno di detta camera di riscaldamento e ventilazione 50 e adatto a porre in comunicazione fluida detta camera di combustione 6A con un’apertura di scarico 7 dei gas combusti. [0019] In order to heat the atmosphere of the cooking chamber 2, a burner 6 is provided, advantageously of the pre-mixing type, i.e. that can be fed with a mixture of air and controlled combustible gas, comprising a relative combustion chamber 6A, and an exchanger of heat 10, preferably developing inside said heating and ventilation chamber 50 and suitable for placing said combustion chamber 6A in fluid communication with an outlet 7 for the exhaust gases.
[0020] In particolare, detto scambiatore di calore 10 comprende preferibilmente almeno due fasci tubieri 11, ciascuno formato da almeno due porzioni tubolari, che si dipartono da detto bruciatore 6, sviluppandosi nella camera di ventilazione e riscaldamento 50 attorno alla ventola 5 e simmetricamente rispetto all’asse verticale Y-Y della stessa per terminare in corrispondenza di un collettore di espulsione 14, comune per entrambi i fasci tubieri 11, e collegato a detta apertura di scarico 7. [0020] In particular, said heat exchanger 10 preferably comprises at least two tube bundles 11, each formed by at least two tubular portions, which depart from said burner 6, developing in the ventilation and heating chamber 50 around the fan 5 and symmetrically with respect to the vertical Y-Y axis of the same to terminate at an ejection manifold 14, common for both tube bundles 11, and connected to said discharge opening 7.
[0021] Vantaggiosamente, le porzioni tubolari di ciascuno dei fasci tubieri 11 sono arrangiate in modo tale da giacere su piani tra loro paralleli e preferibilmente ortogonali all’asse X-X di rotazione della ventola 5, e sono tra loro raccordate in serie mediante almeno un elemento di rinvio preferibilmente estendentesi lungo un asse parallelo all’asse di rotazione X-X della ventola 5. [0021] Advantageously, the tubular portions of each of the tube bundles 11 are arranged in such a way as to lie on planes parallel to each other and preferably orthogonal to the axis X-X of rotation of the fan 5, and are connected together in series by at least one element preferably extending along an axis parallel to the axis of rotation X-X of the fan 5.
[0022] Secondo una caratteristica peculiare della presente invenzione, ogni porzione tubolare è adatta ad essere percorsa dai gas combusti generati dal bruciatore 6 secondo un senso di transito opposto rispetto alla porzione giacente su un piano ad essa adiacente. [0022] According to a peculiar characteristic of the present invention, each tubular portion is suitable for being traversed by the burned gases generated by the burner 6 according to a transit direction opposite to the portion lying on a plane adjacent to it.
[0023] Come spiegato oltre con maggior dettaglio, dette porzioni tubolari possono essere ciascuna formata da un singolo tubo o eventualmente da una coppia o una pluralità di tubi arrangiati in parallelo, e presentare sezione di forma preferibilmente circolare, ovale, o eventualmente di qualsiasi altra forma idonea. [0023] As explained in greater detail below, said tubular portions can each be formed by a single tube or possibly by a pair or plurality of tubes arranged in parallel, and have a section of preferably circular, oval, or possibly any other shape suitable shape.
[0024] Inoltre, le dimensioni della sezione dei tubi costituenti dette porzioni tubolari possono rimanere essenzialmente costanti per l’intero sviluppo del rispettivo fascio tubiero 11, [0024] Furthermore, the dimensions of the section of the tubes constituting said tubular portions can remain essentially constant for the entire development of the respective tube bundle 11,
[0025] In alternativa, vantaggiosamente, le dimensioni delle sezioni dei tubi costituenti dette porzioni tubolari possono essere variabili lungo l’intero sviluppo del rispettivo fascio tubiero 11, ed in particolare preferibilmente decrescere progressivamente. [0025] Alternatively, advantageously, the dimensions of the sections of the tubes constituting said tubular portions can be variable along the entire development of the respective tube bundle 11, and in particular preferably decrease progressively.
[0026] Infatti, man mano che i gas combusti si allontanano dal bruciatore si raffreddano, il loro volume specifico e quindi la loro velocità si riduce; pertanto, risulta vantaggioso modulare opportunamente le sezioni dei tubi, al fine di incrementare il più possibile i coefficienti di trasmissione del calore, mantenendo al contempo le perdite di carico al di sotto di un limite di tollerabilità. [0026] In fact, as the burned gases move away from the burner they cool down, their specific volume and therefore their speed is reduced; therefore, it is advantageous to suitably modulate the sections of the pipes, in order to increase the heat transmission coefficients as much as possible, while at the same time keeping the load losses below a tolerability limit.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI UNA PRIMA FORMA REALIZZATIVA DELL’INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF A FIRST EMBODIMENT OF THE INVENTION
[0027] Con riferimento alla figura 2, è mostrata una prima forma realizzativa di uno scambiatore di calore 10 secondo la presente invenzione, sviluppantesi tra la camera di combustione 6A di detto bruciatore 6, disposto in particolare in una zona inferiore della camera di cottura 2, e un collettore di espulsione 14 collegato a detta apertura di scarico 7 ottenuta in corrispondenza del cielo 2C di detta camera di cottura 2, come illustrato nelle figure 1A e 1C. [0027] With reference to Figure 2, a first embodiment of a heat exchanger 10 according to the present invention is shown, extending between the combustion chamber 6A of said burner 6, arranged in particular in a lower area of the cooking chamber 2 , and an expulsion manifold 14 connected to said discharge opening 7 obtained in correspondence with the top 2C of said cooking chamber 2, as illustrated in Figures 1A and 1C.
[0028] In questa prima forma realizzativa, ciascuno dei due fasci tubieri simmetrici 11 costituenti detto scambiatore di calore 10 comprende una pluralità di porzioni tubolari 12A, 12B, 12C giacenti su piani paralleli e collegate in serie, ciascuna delle quali essendo formata da un singolo tubo. [0028] In this first embodiment, each of the two symmetrical tube bundles 11 constituting said heat exchanger 10 comprises a plurality of tubular portions 12A, 12B, 12C lying on parallel planes and connected in series, each of which being formed by a single tube.
[0029] In particolare, è prevista una prima porzione tubolare 12A, direttamente collegata con una prima estremità a detta camera di combustione 6A, ed estendentesi da quest’ultima fino in prossimità del cielo 2C di detta camera di cottura 2, una seconda porzione tubolare 12B, raccordata con una prima estremità alla seconda estremità di detta prima porzione 12A e sviluppantesi attorno a detta ventola 5 in modo tale da presentante una seconda estremità in prossimità del fondo della camera di cottura 2, ed una terza porzione tubolare 12C, raccordata alla seconda estremità di detta seconda porzione 12B e collegata, mediante l’interposizione di un collettore di espulsione 14, a detta apertura di scarico 7. [0029] In particular, a first tubular portion 12A is provided, directly connected with a first end to said combustion chamber 6A, and extending from the latter up to the top 2C of said cooking chamber 2, a second tubular portion 12B, connected with a first end to the second end of said first portion 12A and extending around said fan 5 in such a way as to have a second end near the bottom of the cooking chamber 2, and a third tubular portion 12C, connected to the second end of said second portion 12B and connected, by means of the interposition of an expulsion manifold 14, to said discharge opening 7.
[0030] Dette tre porzioni 12A, 12B, 12C giacciono essenzialmente lungo corrispondenti piani reciprocamente paralleli e disposti sostanzialmente ortogonali rispetto all’asse di rotazione X-X della ventola 5, e sono collegate in serie tra di loro mediante un primo ed un secondo elemento di rinvio 13, 15, definenti ciascuno una cavità di scambio comune per entrambi i fasci tubieri 11 dello scambiatore 10. [0030] Said three portions 12A, 12B, 12C essentially lie along corresponding mutually parallel planes and arranged substantially orthogonal with respect to the rotation axis X-X of the fan 5, and are connected in series to each other by means of a first and a second transmission element 13, 15, each defining a common exchange cavity for both tube bundles 11 of the exchanger 10.
[0031] Preferibilmente, detto secondo elemento di rinvio 15 è disposto sostanzialmente coassiale a detta camera di combustione 6A e può essere eventualmente associato ad essa mediante l’interposizione di un setto divisorio. [0031] Preferably, said second transmission element 15 is arranged substantially coaxial to said combustion chamber 6A and can possibly be associated with it by means of the interposition of a dividing partition.
[0032] Dal punto di vista del flusso dei gas combusti, dette porzioni tubolari 12A, 12B e 12C sono adatte ad essere percorse secondo sensi di transito opposti; in particolare, come mostrato dalle frecce di figura 2, inizialmente i gas percorrono detta prima porzione 12A secondo un senso di transito essenzialmente ascendente, per poi essere rinviati da detto primo elemento di rinvio 13 ed immessi nella seconda porzione 12B, percorsa quindi in senso essenzialmente discendente, ed infine nuovamente rinviati da detto secondo elemento rinvio 15 ed immessi nella terza porzione 12C, con senso di transito ascendente, fino a giungere in corrispondenza del collettore di espulsione 14, comune ad entrambi i fasci tubieri 11 e posto preferibilmente al di sopra di detta ventola 5, ed infine raggiungere l’apertura di scarico 7. [0032] From the point of view of the flow of the burnt gases, said tubular portions 12A, 12B and 12C are suitable for being traversed according to opposite transit directions; in particular, as shown by the arrows in figure 2, initially the gases travel through said first portion 12A according to an essentially ascending direction of transit, to then be returned by said first transmission element 13 and introduced into the second portion 12B, therefore traveled essentially in a direction descending, and finally returned again by said second transmission element 15 and introduced into the third portion 12C, with an ascending transit direction, until reaching the expulsion manifold 14, common to both tube bundles 11 and preferably placed above said fan 5, and finally reach the discharge opening 7.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI UNA SECONDA FORMA REALIZZATIVA DELL’INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF A SECOND REALIZATION OF THE INVENTION
[0033] Con riferimento alle figure 3, 4A – 4E, è illustrato uno scambiatore di calore 10 secondo una seconda forma realizzativa della presente invenzione; esso è sostanzialmente simile a quello precedentemente descritto, prevedendo una coppia di fasci tubieri 11 estendentesi in modo simmetrico rispetto all’asse verticale Y-Y della ventola 5 tra la camera di combustione 6A del bruciatore 6, disposta in prossimità della parete inferiore 2B della camera di cottura 2, e un’apertura di scarico 7, ottenuta in corrispondenza del cielo 2C della stessa, come illustrato nelle figure 1A e 1C. [0033] With reference to Figures 3, 4A - 4E, a heat exchanger 10 according to a second embodiment of the present invention is illustrated; it is substantially similar to that previously described, providing a pair of tube bundles 11 extending symmetrically with respect to the vertical axis Y-Y of the fan 5 between the combustion chamber 6A of the burner 6, arranged in proximity to the lower wall 2B of the cooking chamber 2, and a discharge opening 7, obtained in correspondence with the ceiling 2C of the same, as illustrated in Figures 1A and 1C.
[0034] Inoltre, detti fasci tubieri 11 comprendono ciascuno una pluralità di porzioni tubolari arrangiate su piani reciprocamente paralleli ed ortogonali rispetto all’asse di rotazione X-X della ventola 5 e collegate in modo opportuno mediante un primo ed un secondo elemento di rinvio 13, 15. [0034] Furthermore, said tube bundles 11 each comprise a plurality of tubular portions arranged on mutually parallel and orthogonal planes with respect to the axis of rotation X-X of the fan 5 and suitably connected by means of a first and a second transmission element 13, 15 .
[0035] Tuttavia, differentemente dalla forma realizzativa precedente, ciascun fascio tubiero 11 di detto scambiatore di calore 10 comprende una prima porzione tubolare 12A’ formata da una coppia di tubi associati con una prima estremità a detta camera di combustione 6A, ed essendo entrambi collegati con una rispettiva seconda estremità a detto primo elemento di rinvio 13 disposto al di sopra di detta ventola 5 in prossimità del cielo 2C della camera di cottura 2, vantaggiosamente definente una cavità comune per entrambi i fasci tubieri 11 dello scambiatore di calore 10. [0035] However, differently from the previous embodiment, each tube bundle 11 of said heat exchanger 10 comprises a first tubular portion 12A 'formed by a pair of tubes associated with a first end to said combustion chamber 6A, and both being connected with a respective second end to said first transmission element 13 arranged above said fan 5 in proximity to the top 2C of the cooking chamber 2, advantageously defining a common cavity for both tube bundles 11 of the heat exchanger 10.
[0036] Similmente alla forma realizzativa precedente, sono poi previste una seconda porzione tubolare 12B, raccordata a detto primo elemento di rinvio 13, ed una terza porzione tubolare 12C, dette seconda e terza porzione tubolare 12B, 12C essendo disposte tra di loro in successione e raccordate mediante l’interposizione di un secondo elemento di rinvio 15 previsto in prossimità del fondo 2B della camera di cottura 2 e definente una cavità comune per entrambi i fasci tubieri 11. [0036] Similarly to the previous embodiment, a second tubular portion 12B is then provided, connected to said first transmission element 13, and a third tubular portion 12C, said second and third tubular portion 12B, 12C being arranged in succession to each other and connected by means of the interposition of a second transmission element 15 provided in proximity to the bottom 2B of the cooking chamber 2 and defining a common cavity for both tube bundles 11.
[0037] Preferibilmente, detto secondo elemento di rinvio 15 è disposto sostanzialmente coassiale a detta camera di combustione 6A e può essere eventualmente associato ad essa mediante l’interposizione di un setto divisorio. [0037] Preferably, said second transmission element 15 is arranged substantially coaxial to said combustion chamber 6A and can possibly be associated with it by means of the interposition of a partition.
[0038] In particolare, dal punto di vista del flusso dei gas combusti all’interno di detto scambiatore 10, detta coppia di tubi formanti detta prima porzione 12A’ risultano entrambi direttamente comunicanti con la camera di combustione 6A del bruciatore 6, risultando essenzialmente disposti in parallelo tra loro e venendo quindi entrambi percorsi secondo un senso di transito ascendente. I gas combusti vengono poi rinviati da detto primo elemento di rinvio 13 e immessi nel tubo formante detta seconda porzione 12B, che si dispone quindi in serie rispetto a detta prima porzione 12A’, venendo percorso in senso discendente, per poi essere rinviati nuovamente da detto secondo elemento rinvio 15 e immessi nel tubo formante detta terza porzione 12C, con senso di transito ascendente, fino a giungere in corrispondenza del collettore di espulsione 14, comune ad entrambi i fasci tubieri 11, ed infine raggiungere l’apertura di scarico 7. [0038] In particular, from the point of view of the flue gas flow inside said exchanger 10, said pair of tubes forming said first portion 12A 'are both directly communicating with the combustion chamber 6A of the burner 6, being essentially arranged in parallel with each other and therefore both being traveled according to a sense of ascending transit. The burned gases are then returned by said first transmission element 13 and introduced into the pipe forming said second portion 12B, which is then arranged in series with respect to said first portion 12A ', being traversed in a descending direction, and then being returned again by said second transmission element 15 and introduced into the tube forming said third portion 12C, with an ascending transit direction, until it reaches the ejection manifold 14, common to both tube bundles 11, and finally reaches the discharge opening 7.
[0039] Nelle figure 5A-5E è illustrata una variante realizzativa dello scambiatore di calore appena descritto, che si differenzia da quest’ultimo per il fatto di essere adatto ad essere associato ad una struttura di forno 1 in cui l’apertura di scarico 7 è ottenuta in corrispondenza della parete laterale 2A sulla quale è montata detta ventola 5, e preferibilmente collocata in prossimità del cielo 2C della camera di cottura 2, e detto collettore di espulsione 14 è disposto sostanzialmente parallelo all’asse di rotazione X-X della ventola 5. Tale variante realizzativa risulta vantaggiosa nel caso in cui si desideri disporre due o più strutture di forno 1 sovrapposte. [0039] Figures 5A-5E show a variant embodiment of the heat exchanger just described, which differs from the latter in that it is suitable for being associated with an oven structure 1 in which the discharge opening 7 it is obtained in correspondence with the side wall 2A on which said fan 5 is mounted, and preferably located near the top 2C of the cooking chamber 2, and said expulsion manifold 14 is arranged substantially parallel to the rotation axis X-X of the fan 5. This embodiment variant is advantageous in the case in which it is desired to arrange two or more overlapping furnace structures 1.
[0040] Inoltre, diversamente dalla forma realizzativa precedentemente descritta, per questioni di ingombro, ciascun fascio tubiero 11 è provvisto del proprio primo elemento di rinvio 13, distinto e separato rispetto al corrispondente primo elemento di rinvio 13 simmetricamente disposto sull’altro fascio tubiero 11. [0040] Furthermore, unlike the previously described embodiment, for reasons of space, each tube bundle 11 is provided with its own first transmission element 13, distinct and separate from the corresponding first transmission element 13 symmetrically arranged on the other tube bundle 11 .
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI UNA TERZA FORMA REALIZZATIVA DELL’INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF A THIRD FORM OF THE INVENTION
[0041] Infine, nelle figure 6A-6C è illustrato uno scambiatore di calore 10 secondo una terza forma realizzativa della presente invenzione. In particolare, diversamente dalle forme realizzative precedentemente descritte, tale scambiatore di calore 10 è adatto ad essere associato ad una struttura di forno 1 in cui detto bruciatore 6 è disposto in prossimità del cielo 2C della camera di cottura 2 e adiacente all’apertura di scarico 7. [0041] Finally, figures 6A-6C illustrate a heat exchanger 10 according to a third embodiment of the present invention. In particular, unlike the previously described embodiments, this heat exchanger 10 is suitable for being associated with an oven structure 1 in which said burner 6 is arranged near the top 2C of the cooking chamber 2 and adjacent to the discharge opening. 7.
[0042] Conseguentemente, ciascun fascio tubiero 11 di detto scambiatore di calore 10 comprende almeno due porzioni tubolari 12A, 12B, ciascuna formata da un singolo tubo, giacenti su piani tra loro paralleli e sostanzialmente perpendicolari all’asse di rotazione X-X della ventola 5, collegate in serie mediante l’interposizione di un elemento di rinvio 13, vantaggiosamente comune per entrambi i fasci tubieri 11, e percorribili dai gas combusti secondo sensi opposti, come mostrato dalle frecce. [0042] Consequently, each tube bundle 11 of said heat exchanger 10 comprises at least two tubular portions 12A, 12B, each formed by a single tube, lying on planes parallel to each other and substantially perpendicular to the axis of rotation X-X of the fan 5, connected in series by means of the interposition of a transmission element 13, advantageously common for both tube bundles 11, and passable by the burnt gases in opposite directions, as shown by the arrows.
[0043] Valutando il flusso dei gas combusti all’interno di tale scambiatore di calore 10, risulta che per ciascun fascio tubiero 11 detta prima porzione 12A viene percorsa con un senso di transito discendente, mentre detta seconda porzione 12B viene percorsa con un senso di transito opposto rispetto a quello di detta prima porzione 12A, e dunque ascendente, per raggiungere detto collettore di espulsione 14, comune ad entrambi i fasci tubieri 11, e quindi l’apertura di scarico 7. [0043] By evaluating the flow of the burnt gases inside this heat exchanger 10, it results that for each tube bundle 11 said first portion 12A is traversed with a descending transit direction, while said second portion 12B is traversed with a direction of opposite transit with respect to that of said first portion 12A, and therefore ascending, to reach said expulsion manifold 14, common to both tube bundles 11, and therefore the discharge opening 7.
[0044] Nelle figure 7A-7E è illustrata una variante realizzativa dello scambiatore di calore 10 appena descritto; esso è sostanzialmente simile a quello realizzato secondo la forma realizzativa appena illustrata, prevedendo una coppia di fasci tubieri 11 estendentesi in modo simmetrico attorno a detta ventola 5 tra la camera di combustione 6A del bruciatore 6, disposto superiormente a detta camera di cottura 2, e l’apertura di scarico 7, ottenuta in prossimità di detto bruciatore 6. Inoltre, detti fasci tubieri 11 comprendono ciascuno due porzioni tubolari 12A’, 12B’, giacenti su piani paralleli ed ortogonali all’asse di rotazione X-X della ventola 5, collegate in serie attraverso un elemento di rinvio 13 e adatte ad essere percorse dai gas combusti secondo sensi di transito opposti. [0044] Figures 7A-7E show a variant embodiment of the heat exchanger 10 just described; it is substantially similar to that made according to the embodiment just illustrated, providing a pair of tube bundles 11 extending symmetrically around said fan 5 between the combustion chamber 6A of the burner 6, arranged above said cooking chamber 2, and the discharge opening 7, obtained in proximity to said burner 6. Furthermore, said tube bundles 11 each comprise two tubular portions 12A ', 12B', lying on planes parallel and orthogonal to the rotation axis X-X of the fan 5, connected in series through a transmission element 13 and suitable for being traversed by the burnt gases according to opposite transit directions.
[0045] Tuttavia, detta prima porzione 12A’ è formata da una coppia di tubi, entrambi associati con una prima estremità a detta camera di combustione 6A ed entrambi collegati con una rispettiva seconda estremità a detto elemento di rinvio 13, preferibilmente definente al proprio interno una cavità comune per entrambi i fasci tubieri 11, e al quale è inoltre raccordata detta seconda porzione 12B’, anch’essa formata da una coppia di tubi. [0045] However, said first portion 12A 'is formed by a pair of tubes, both associated with a first end to said combustion chamber 6A and both connected with a respective second end to said transmission element 13, preferably defining internally a common cavity for both tube bundles 11, and to which said second portion 12B ', also formed by a pair of tubes, is also connected.
[0046] In particolare, dal punto di vista del flusso dei gas combusti all’interno di detto scambiatore 10, detta coppia di tubi formanti detta prima porzione 12A’ risultano entrambi direttamente comunicanti con la camera di combustione 6A del bruciatore 6, risultando essenzialmente disposti in parallelo e venendo quindi entrambi percorsi secondo un senso di transito discendente; i gas vengono poi rinviati da detto elemento di rinvio 13 e immessi nella coppia di tubi posti in parallelo tra loro formanti detta seconda porzione 12B’, che si dispone quindi in serie rispetto a detta prima porzione 12A’, entrambi percorsi in senso ascendente, fino a giungere in corrispondenza del collettore di espulsione 14, comune ad entrambi i fasci tubieri 11, e infine raggiungere l’apertura di scarico 7. [0046] In particular, from the point of view of the flue gas flow inside said exchanger 10, said pair of tubes forming said first portion 12A 'are both directly communicating with the combustion chamber 6A of the burner 6, being essentially arranged in parallel and therefore both being traversed according to a descending transit direction; the gases are then returned by said transmission element 13 and introduced into the pair of pipes placed in parallel to each other forming said second portion 12B ', which is then arranged in series with respect to said first portion 12A', both covered in an ascending direction, up to to reach the expulsion manifold 14, common to both tube bundles 11, and finally reach the discharge opening 7.
[0047] In conclusione, da quanto precede risulta evidente come uno scambiatore di calore 10 per un forno di cottura a gas 1 secondo una qualsiasi delle forme realizzative, e relative varianti, della presente invenzione consegua gli scopi ed i vantaggi inizialmente previsti. [0047] In conclusion, it is evident from the foregoing that a heat exchanger 10 for a gas cooking oven 1 according to any one of the embodiments, and relative variants, of the present invention achieves the aims and advantages initially envisaged.
[0048] Si è infatti realizzato uno scambiatore di calore perfezionato che, grazie alla sua particolare conformazione in cui ciascuno dei due fasci tubieri 11 presenta almeno due porzioni tubolari adatte ad essere percorse dai gas combusti secondo sensi di transito opposti, è in grado di migliorare la distribuzione della temperatura dell’aria all’interno della camera di cottura 2, in particolare uniformandola lungo un’asse di riferimento verticale, consentendo quindi una cottura omogenea ed ottimale degli alimenti. [0048] In fact, an improved heat exchanger has been created which, thanks to its particular shape in which each of the two tube bundles 11 has at least two tubular portions suitable for being crossed by the burnt gases according to opposite transit directions, is able to improve the distribution of the air temperature inside the cooking chamber 2, in particular making it uniform along a vertical reference axis, thus allowing homogeneous and optimal cooking of the food.
[0049] Inoltre, risulta evidente come ciascun fascio tubiero 11 si estenda all’interno della camera di riscaldamento e ventilazione 50 con un percorso di maggior lunghezza rispetto a quella delle soluzioni dell’arte nota, incrementando di conseguenza la superficie di scambio termico con l’atmosfera della camera di cottura 2 e dunque l’efficienza complessiva del forno. [0049] Furthermore, it is evident how each tube bundle 11 extends inside the heating and ventilation chamber 50 with a longer path than that of the solutions of the prior art, consequently increasing the heat exchange surface with the atmosphere of the cooking chamber 2 and therefore the overall efficiency of the oven.
[0050] Uno scambiatore secondo la presente invenzione risulta inoltre semplice ed economico da realizzare, nonché piuttosto compatto a parità di efficienza del forno, riuscendo in tal modo a ridurre gli ingombri necessari all’interno della camera di riscaldamento e ventilazione. [0050] An exchanger according to the present invention is also simple and economical to make, as well as rather compact with the same efficiency of the oven, thus managing to reduce the space required inside the heating and ventilation chamber.
[0051] Vantaggiosamente, con particolare riferimento alla terza forma realizzativa, uno scambiatore di calore 10 risulta così compatto da rendere talvolta possibile l’utilizzo, a fronte di piccole ed economiche modifiche, di precedenti camere di cottura di forni elettrici per ricavarne altre adatte ad essere impiegate con riscaldamento a gas, consentendo quindi una riduzione dei costi industriali legati alla produzione dei forni. [0051] Advantageously, with particular reference to the third embodiment, a heat exchanger 10 is so compact that it is sometimes possible to use, in the face of small and economical modifications, previous cooking chambers of electric ovens to obtain others suitable for be used with gas heating, thus allowing a reduction in industrial costs related to the production of the ovens.
[0052] Naturalmente la presente invenzione è suscettibile di numerose applicazioni, modifiche o varianti senza con ciò uscire dall’ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate. Inoltre i materiali e le attrezzature utilizzati per la realizzazione della presente invenzione, nonché le forme e le dimensioni dei singoli componenti, potranno essere i più idonei a seconda delle specifiche esigenze. [0052] Of course, the present invention is susceptible of numerous applications, modifications or variations without thereby departing from the scope of protection, as defined by the attached claims. Furthermore, the materials and equipment used for the realization of the present invention, as well as the shapes and dimensions of the individual components, may be the most suitable according to specific requirements.
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