IT202000003050A1 - Braciere - Google Patents

Description

TITOLO: BRACIERE

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto un braciere, utilizzabile ad esempio in una stufa a pellet.

Oggigiorno sono note apparecchiature di riscaldamento, quali in particolare stufe o caldaie, alimentabili a combustibile solido, ad esempio legna o pellet, le quali sono ampiamente impiegate per il riscaldamento di aria e/o acqua di ambienti abitativi.

Tali apparecchiature di tipo noto comprendono solitamente una struttura di contenimento nella quale sono alloggiati rispettivamente una camera di combustione, un accenditore elettrico, un serbatoio di stoccaggio per il combustibile solido, mezzi di movimentazione del combustibile nella camera di combustione, un primo mezzo di pompaggio, o ventilatore, per la movimentazione dell'aria comburente in spinta o in aspirazione, uno scambiatore di calore aria-aria e un secondo mezzo di pompaggio, o ventilatore, per lo scambio forzato di calore e convogliamento di aria calda nell'ambiente domestico.

La camera di combustione alloggia solitamente un braciere al cui interno viene depositato, attraverso predisposti dispositivi usualmente del tipo a coclea, il combustibile.

L'aria comburente viene prelevata esternamente alla struttura di contenimento grazie all'azione di primi mezzi di pompaggio, quali ad esempio un primo ventilatore a pale azionabile da un motore alimentato elettricamente, e convogliata attraverso un condotto di immissione in corrispondenza del braciere; qui, mediante opportuni mezzi di accensione, viene innescata la combustione, che genera gas combusti ad alta temperatura .

I gas transitano poi in uno scambiatore di calore, disposto usualmente a valle della camera di combustione, per scambiare calore con la struttura di contenimento dell'apparecchiatura, la quale a sua volta lo dissipa, per irraggiamento e/o per convezione naturale, nell'ambiente domestico di installazione.

Eventualmente, secondi mezzi di pompaggio, quali un secondo ventilatore azionabile da un motore elettrico, possono essere previsti per distribuire calore nell'ambiente esterno in modo convettivo forzato, migliorando il rendimento termico dell'apparecchiatura e permettendo di riscaldare anche ambienti diversi da quello di installazione .

I fumi di combustione vengono espulsi dall'apparecchiatura attraverso un apposito condotto di scarico, grazie all'azione di detti primi mezzi di pompaggio.

Mezzi di comando e controllo, quali una scheda elettronica opportunamente programmata, sono generalmente previsti per gestire e coordinare le diverse utenze elettriche previste nell'apparecchiatura per consentirne il corretto funzionamento .

E' ad esempio noto il brevetto WO 01/23808 in cui ? illustrata una soluzione inerente un bruciatore a pellet comprendente un braciere lateralmente al quale ? posto un contenitore in pressione dotato di due uscite, una disposta sopra il braciere ed una sotto il braciere, per l'aria di combustione.

Gli inconvenienti ascrivibili alla tecnica nota consistono sostanzialmente nel fatto che i mezzi atti ad apportare aria aggiuntiva al braciere, in aggiunta alla classica distribuzione di aria attraverso predisposti fori inferiori e laterali del braciere, sono localizzati e finalizzati al solo scopo di incrementare la quantit? di eccesso d'aria, senza che venga modificato lo stato dei moti fluidodinamici di combustione, ad esempio per mezzo di un confinamento o rimescolamento omogeneo .

Nella soluzione di cui al brevetto citato infatti l'ingresso dell'aria su un solo lato del braciere non pu? ottemperare n? al confinamento, n? alla espansione della fiamma, ma bens? apporta solo aria sui tizzoni di pellet infiammati.

Nella tecnica nota, infine, vengono generati degli inquinanti, che sono tipicamente un prodotto secondario della combustione della biomassa

Compito principale di quanto forma oggetto della presente domanda ? quindi quello di risolvere i problemi tecnici evidenziati, eliminando gli inconvenienti di cui alla tecnica nota citata e quindi escogitando un trovato che permetta di conseguire una alterazione dei moti fluidodinamici della fiamma all'interno del braciere .

Nell'ambito del compito sopra esposto, un altro importante scopo del trovato ? quello di realizzare un braciere in cui la fiamma resti pi? confinata e calda.

Un altro scopo ? quello di realizzare un braciere in cui la menzionata alterazione dei moti fluidodinamici della fiamma all'interno del braciere permetta di ottenere una fiamma che viene espansa e resa pi? turbolenta, oltre che raffreddata per diluizione.

Ancora uno scopo ? quello di realizzare un braciere in cui venga alterato il processo di formazione di inquinanti in modo sostanziale, riducendo al formazione di particolato.

Un altro scopo ? quello di ottenere un braciere la cui forma permetta di conseguire il giusto rapporto contenimento-turbolenza .

Non ultimo scopo ? quello di ottenere un braciere che risulti strutturalmente semplice, che presenti costi di realizzazione contenuti e che sia realizzabile con gli usuali noti impianti.

Il compito e gli scopi accennati, nonch? altri che pi? chiaramente appariranno in seguito, vengono raggiunti da un braciere (1), composto da un contenitore (2) dotato di una apertura superiore (3) e di una serie di aperture (4) sulle facce laterali (5) e sulla faccia inferiore (6), che si caratterizza per il fatto che in corrispondenza della zona (7) circoscrivente esternamente detta apertura superiore (3) sono presenti una o pi? bocche (12) atte a distribuire una lama (13) di aria di combustione al di sopra di detta apertura superiore (3) stessa.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una particolare, ma non esclusiva, forma di realizzazione, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nelle tavole di disegni allegate, in cui:

la fig. 1 illustra i braciere in una vista in pianta;

la fig. 2 illustra il braciere in una vista operata secondo il piano di sezione II-II di figura 1;

la fig. 3 illustra il braciere in una vista operata secondo il piano di sezione III-III di figura 1;

la fig. 4 illustra il braciere in una prima vista di tre quarti laterale parzialmente sezionata;

la fig. 5 illustra il braciere in seconda vista di tre quarti laterale parzialmente sezionata.

Negli esempi di realizzazione che seguono, singole caratteristiche, riportate in relazione a specifici esempi, potranno in realt? essere intercambiate con altre diverse caratteristiche, esistenti in altri esempi di realizzazione.

Inoltre ? da notare che tutto quello che nel corso della procedura di ottenimento del brevetto si rivelasse essere gi? noto, si intende non essere rivendicato ed oggetto di stralcio (disclaimer) dalle rivendicazioni.

Con riferimento alle figure precedentemente citate si ? indicato con il numero 1 un braciere il quale ? costituito da un contenitore 2, usualmente in ghisa o in materiale refrattario atto a reggere alle temperature, di forma cilindrica, cubica o pi? genericamente parallelepipeda, con una apertura superiore 3 tale da permettere al pellet di depositarsi al suo interno, e una serie di aperture 4 sulle facce laterali 5 e sulla faccia inferiore 6 per permettere il passaggio di aria verso l'interno. Tali aperture 4 sono distribuite sul braciere 1, attraversandone completamente lo spessore delle facce 5,6 , identificano dei condotti di adduzione aria e sono opportunamente sagomate in modo che l'apporto di aria sia differenziato nelle varie zone del volume interno del braciere al fine di ottenere le migliori performance di combustione.

In corrispondenza della zona 7 circoscrivente esternamente la apertura superiore 3 del braciere 1 ? presente un plenum 8 il quale convoglia dell'aria 9, proveniente da un condotto 10, in corrispondenza di uno scarico 11, disposto perimetralmente a detta zona 7 ed inclinato in direzione di detta apertura superiore 3.

La inclinazione di detto scarico 11 forma un angolo a (alfa) rispetto alla verticale a detto braciere .

Lo scarico 11 ? dotato quindi di una o pi? bocche 12 per la emissione di una lama 13 di aria, di combustione, al di sopra di detta apertura superiore 3 verso il centro del flusso di gas incendiati in uscita dal braciere 1.

Tali una o pi? bocche 12 possono avere forma di fori, di asole o di feritoie.

Le pareti del plenum 8 sono conformate in modo tale da estendersi dal volume del plenum 8 stesso verso l'esterno e creare un condotto, o scarico 11, circostante le bocche 12, cos? da direzionarne il flusso in una ben precisa direzione.

Il flusso della lama 13 di aria in uscita dal plenum 8 attraverso le bocche 12 ? convogliato in una precisa direzione oltre che dallo scarico 11 in alternativa anche da componenti aggiuntivi apposti ai lati del plenum 8 stesso, quali lamiere, o anche pareti solide in metallo o materiale refrattario resistente alle alte temperature .

Vantaggiosamente la direzione del flusso della lama 13 di aria ? orientata rispetto alla direzione identificata dall'asse del braciere con un angolo ex compreso tra 20? e 160?.

Sostanzialmente l'angolo ? ? compreso tra 45? e 135?, con una tolleranza di /- 5?.

Il plenum 8 pu? essere alimentato da un opportuno ventilatore che alimenti il condotto 10 e che risulti disgiunto da un ulteriore ventilatore di pompaggio standard dell'aria.

In questo modo l'aria della lama 13 d'aria ? totalmente indipendente da quella che scorre nel braciere attraverso la serie di aperture 4.

Nella forma realizzativa illustrata sono presenti degli spazi tra gli scarichi 11 e le pareti 5 del braciere; tali spazi possono essere resi nulli.

Si ? cos? constatato come il trovato abbia raggiunto il compito e gli scopi prefissati essendosi ottenuto un braciere in cui l'apporto di aria combustibile aggiuntiva, costituita dalla lama 13, indipendentemente dall'aria che attraversa le aperture 4 sulle facce laterali 5 e inferiore 6 del braciere 1, altera l'emissione di inquinanti risultati della combustione riducendone la quantit?.

Un ulteriore vantaggio ? dato dal fatto che la fiamma uscente dal braciere viene influenzata in orientamento e lunghezza, con effetto sulla sua forma estetica.

La lama 13 d'aria che circoscrive l'intero braciere fa s? che si formi una sorta di camera d'aria virtuale a contenimento pi? o meno parziale della combustione vera e propria che avviene sui pezzi di pellet che giacciono nel braciere.

In questo modo, oltre ad alterare l'eccesso d'aria locale, si ha una alterazione dei moti fluidodinamici della fiamma all'interno del braciere, in cui la fiamma resta pi? confinata e calda, e dei moti all'esterno del braciere in cui la fiamma viene espansa e resa pi? turbolenta, oltre che raffreddata per diluizione.

Questa duplice combinazione altera il processo di formazione di inquinanti in modo sostanziale riducendo la formazione di particolato.

Il fatto di poter alterare e progettare un opportuno angolo a di emissione della lama 13 d'aria dal plenum 8 aggiunto intorno al braciere 1, fa s? di poter ottimizzare per ciascuna forma di braciere il giusto rapporto contenimentoturbolenza e trarre vantaggio dall'invenzione.

Naturalmente i materiali impiegati nonch? le dimensioni costituenti i singoli componenti del trovato potranno essere pi? pertinenti a seconda delle specifiche esigenze.

Le caratteristiche indicate come vantaggiose, opportune o simili, possono anche mancare od essere sostituite da equivalenti.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Braciere (1), composto da un contenitore (2) dotato di una apertura superiore (3) e di una serie di aperture (4) sulle facce laterali (5) e sulla faccia inferiore (6), che si caratterizza per il fatto che in corrispondenza della zona (7) circoscrivente esternamente detta apertura superiore (3) sono presenti una o pi? bocche (12) atte a distribuire una lama (13) di aria di combustione al di sopra di detta apertura superiore (3) stessa.
2. 2. Braciere (1), come alla rivendicazione 1, che si caratterizza per il fatto che in corrispondenza della zona (7) circoscrivente esternamente detta apertura superiore (3) ? presente un plenum (8) atto a convogliare detta lama (13) di aria di combustione al di sopra di detta apertura superiore (3) stessa attraverso dette una o pi? bocche (12).
3. 3. Braciere (1), come ad una o pi? delle rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto che detto plenum (8) convoglia dell'aria (9), proveniente da un condotto (10), in corrispondenza di uno scarico (11), disposto perimetralmente a detta zona (7) ed inclinato in direzione di detta apertura superiore (3), la inclinazione di detto scarico (11) formando un angolo a (alfa) rispetto alla verticale a detto braciere (1).
4. 4. Braciere (1) come ad una o pi? delle rivendicazioni precedenti che si caratterizza per il fatto che detto scarico (11) ? dotato di una o pi? bocche (12) per la emissione di una lama (13) di aria di combustione al di sopra di detta apertura superiore (3) verso il centro del flusso di gas incendiati in uscita da detto braciere (1).
5. 5. Braciere (1) come ad una o pi? delle rivendicazioni precedenti che si caratterizza per il fatto che dette una o pi? bocche (12) hanno forma di fori, o di asole o di feritoie.
6. 6. Braciere (1) come ad una o pi? delle rivendicazioni precedenti che si caratterizza per il fatto che le pareti di detto plenum (8) sono conformate in modo tale da estendersi dal volume di detto plenum (8) stesso verso l'esterno e creare un condotto, o scarico (11), circostante dette una o pi? bocche (12), cos? da direzionarne il flusso in una ben precisa direzione, detto plenum (8) potendo essere alimentato da un opportuno ventilatore che alimenta detto condotto (10) disgiunto da quello utilizzabile per il pompaggio standard dell'aria.
7. 7 . Braciere (1) come ad una o pi? delle rivendicazioni precedenti che si caratterizza per il fatto che il flusso di detta lama (13) di aria in uscita da detto plenum (8) attraverso dette una o pi? bocche (12) ? convogliato in una voluta direzione da componenti aggiuntivi apposti ai lati di detto plenum (8) stesso, quali lamiere, o anche pareti solide in metallo o materiale refrattario resistente alle alte temperature.
8. 8. Braciere (1) come ad una o pi? delle rivendicazioni precedenti che si caratterizza per il fatto che la direzione di detto flusso di detta lama (13) di aria ? orientata rispetto alla direzione identificata dall'asse di detto braciere (1) con un angolo a compreso tra 20? e 160?.
9. 9. Braciere (1) come ad una o pi? delle rivendicazioni precedenti che si caratterizza per il fatto che detto angolo a ? compreso tra 45? e 135?, con una tolleranza di /- 5?.
10. 10. Braciere (1) come ad una o pi? delle rivendicazioni precedenti che si caratterizza per il fatto che detta lama (13) di aria di combustione circoscrive interamente detto braciere (1) e che tra detti scarichi (11) e dette pareti (5) di detto braciere (1) sono presenti o meno degli spazi.