IT202000019486A1

IT202000019486A1 - Scambiatore di calore

Info

Publication number: IT202000019486A1
Application number: IT102020000019486A
Authority: IT
Inventors: Sandro Ortolano
Original assignee: Thermokey S P A
Priority date: 2020-08-06
Filing date: 2020-08-06
Publication date: 2022-02-06
Also published as: WO2022029820A1; EP4193110B1; EP4193110A1; US20230296334A1

Description

?SCAMBIATORE DI CALORE"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Forme di realizzazione qui descritte si riferiscono ad uno scambiatore di calore. In particolare, uno scambiatore di calore descritto nel presente trovato ? adatto a favorire lo scambio termico fra due fluidi, di cui almeno uno ? un fluido termovettore che ricircola nello scambiatore di calore grazie ad opportuni mezzi di alimentazione.

STATO DELLA TECNICA

Sono noti scambiatori di calore che comprendono una pluralit? di elementi di circolazione atti ad essere percorsi da fluidi, come ad esempio fluidi di raffreddamento.

Tali elementi di circolazione solitamente comprendono tubi o canali ed hanno uno sviluppo oblungo. I tubi o canali sono disposti paralleli fra loro e distribuiti sulla larghezza dell?elemento di circolazione.

In particolare, alcuni elementi di circolazione comprendono una pluralit? di tubi oblunghi disposti paralleli. Altri elementi di circolazione invece si presentano come un corpo oblungo con una sezione trasversale appiattita all? interno del quale sono ricavati una pluralit? di canali paralleli fra loro.

Inoltre, gli elementi di circolazione sono posti paralleli fra loro e fra elementi di circolazione adiacenti possono essere fissate alette di scambio termico.

In particolare, le alette sono fissate sulle superfici esterne di tali elementi di circolazione per incrementare la superficie utile di scambio termico degli elementi di circolazione.

Gli elementi di circolazione sono a loro volta collegati, alle rispettive estremit? contrapposte, a collettori o ?manifold?, configurati per essere attraversati dal fluido termovettore, che deve entrare negli elementi di circolazione o che ? appena uscito da questi ultimi.

Tali collettori sono pertanto collegati ad almeno un condotto di alimentazione e un condotto di recupero rispettivamente per introdurre il fluido termovettore verso lo scambiatore di calore, e recuperare da quest?ultimo.

I collettori, a loro volta, possono essere collegati ad un circuito, ad esempio frigorifero, in cui lo stesso fluido termovettore viene sottoposto a predefiniti cicli termodinamici.

Il circuito generalmente comprende un mezzo di alimentazione del fluido termovettore che si pu? configurare come, ad esempio, un compressore o come una pompa.

Il mezzo di alimentazione del fluido termovettore pu? modulare i parametri dell? alimentazione del fluido (ad esempio pressione o portata) sulla base delle prestazioni richieste allo scambiatore di calore.

Tale modulazione pu? generare nel fluido termovettore onde di pressione che si possono trasmettere nello stesso con una certa frequenza.

L?ampiezza e la frequenza delle suddette onde di pressione possono dipendere dai parametri dell? alimentazione (pressione e portata) e dal tipo di mezzo di alimentazione.

Gli scambiatori di calore di tipo noto sopra descritti presentano alcuni inconvenienti.

Un primo inconveniente delle soluzioni note ? che possono generarsi vibrazioni dello scambiatore di calore eccitate da eventuali risonanze fra il flusso del fluido termovettore e la struttura stessa dello scambiatore. Infatti, alcuni valori di ampiezza e frequenza delle suddette onde di pressione possono essere tali da innescare una risonanza con le frequenze di vibrazione caratteristiche della geometria dello scambiatore di calore o di parti dello stesso.

Le suddette vibrazioni possono essere transitorie e comparire solamente durante la modulazione dei parametri dell?alimentazione, oppure possono essere stazionarie e verificarsi anche quando i parametri di alimentazione del fluido termovettore sono costanti nel tempo.

Un ulteriore inconveniente ? che tale risonanza fra il mezzo di alimentazione e la struttura dello scambiatore pu? portare al peggioramento delle prestazioni dello scambiatore interferendo con la termo-fluido dinamica dell?intero apparato. Tale peggioramento delle prestazioni pu? portare anche ad un?inefficienza energetica dello scambiatore stesso che pu? causare un aumento di emissioni inquinanti collegate al funzionamento dello scambiatore.

Un altro inconveniente ? che tale risonanza fra il mezzo di alimentazione e la struttura dello scambiatore pu? portare alla generazione di rumori che, in alcuni casi, possono essere particolarmente fastidiosi. Un ulteriore inconveniente consiste nel fatto che le suddette vibrazioni possono portare alla rottura di componenti dello scambiatore, causando un peggioramento delle prestazioni dello stesso.

Un altro inconveniente consiste nel fatto che le suddette vibrazioni possono trasmettersi anche ad altre parti del circuito idraulico associato allo scambiatore, causando malfunzionamenti, inefficienza ed in alcuni casi rotture.

Esiste pertanto la necessit? di perfezionare uno scambiatore di calore che possa superare almeno uno degli inconvenienti della tecnica.

In particolare, uno scopo del presente trovato ? quello di fornire uno scambiatore di calore che possa almeno limitare, o addirittura eliminare, l?eccitazione di vibrazioni dovute alla risonanza fra l alimentazione del fluido termovettore e la struttura stessa dello scambiatore.

Un altro scopo ? quello di fornire uno scambiatore di calore che possa ridurre l?inquinamento acustico prodotto dalle suddette vibrazioni.

Un ulteriore scopo del presente trovato ? quello di realizzare uno scambiatore di calore che riduca le rotture dovute ai fenomeni di risonanza fra l?alimentazione del fluido termovettore e la struttura dello scambiatore. Un altro scopo ancora del presente trovato ? quello di ridurre o eliminare la trasmissione delle suddette vibrazioni ad altre componenti del circuito associato allo scambiatore.

Un ulteriore scopo ? quello di mettere a punto uno scambiatore di calore che limiti o eviti completamente il peggioramento delle proprie prestazioni termo-fluidodinamiche dovuto alle vibrazioni.

Un ulteriore scopo ? quello di fornire uno scambiatore che sia pi? efficiente dal punto di vista energetico, meno inquinante, nonch? pi? duraturo nel tempo.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato ? espresso e caratterizzato nella rivendicazione indipendente. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell?idea di soluzione principale.

In accordo con i suddetti scopi, viene descritto uno scambiatore di calore che supera i limiti della tecnica nota ed elimina i difetti in essa presenti.

In accordo con forme di realizzazione, ? previsto uno scambiatore di calore comprendente almeno una batteria di scambio termico e mezzi di ricircolo fluidicamente collegati a detta batteria.

La batteria di scambio termico comprende elementi di circolazione che possono essere ad esempio ma non limitativamente del a ?micro-canali?.

In forme realizzative i mezzi di ricircolo comprendono almeno un collettore tubolare con una sezione trasversale di passaggio per un fluido termovettore. Il collettore pu? essere fluidicamente collegato agli elementi di circolazione della batteria di scambio termico.

Secondo un aspetto lo scambiatore di calore comprende mezzi di smorzamento operativamente associati a detti collettori.

In forme realizzative i mezzi di smorzamento sono configurati per smorzare onde di pressione che caratterizzano il flusso di fluido termovettore, e modificarne la relativa frequenza e/o ampiezza allo scopo di evitare l?insorgere di fenomeni di risonanza.

In forme realizzative i mezzi di smorzamento comprendono almeno un diaframma distributore disposto trasversalmente all? interno di detto almeno un collettore.

Il diaframma distributore pu? presentare una forma in pianta definita da un perimetro esterno ed almeno parzialmente coniugata con detta sezione trasversale di passaggio di detto collettore.

Secondo forme di realizzazione detto diaframma di distribuzione comprende uno o pi? fori passanti.

I suddetti fori passanti possono presentare una sezione trasversale variabile in funzione dello spessore del diaframma distributore.

Secondo altre forme di realizzazione il perimetro della forma in pianta di detto diaframma di distribuzione pu? differire parzialmente dalla sezione trasversale di passaggio del collettore nel quale ? disposto. In questo modo il diaframma distributore pu? definire, in cooperazione con il collettore, una o pi? luci di passaggio per il flusso del fluido termovettore.

Secondo ulteriori forme realizzative i mezzi di smorzamento possono comprendere un gruppo sfasatore fluidicamente collegato ai mezzi di ricircolo.

Il gruppo sfasatore pu? comprendere almeno una camera di sfasatura ed almeno un condotto configurato per porre in collegamento fluidico detta camera di sfasatura con un collettore.

? inoltre oggetto del presente trovato uno scambiatore comprendente una pluralit? di diaframmi distributori, anche diversi fra loro, e una pluralit? di gruppi sfasatori entrambi associati operativamente ad uno o pi? collettori.

In alcune forme realizzative almeno un collettore pu? essere fluidicamente collegato ad un condotto di alimentazione di un fluido termovettore. Inoltre, almeno un collettore pu? essere fluidicamente collegato ad un condotto di recupero.

I mezzi di smorzamento come qui descritti possono essere vantaggiosamente integrati in scambiatori di calore anche in una fase successiva alla loro produzione.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Questi ed altri aspetti, caratteristiche e vantaggi del presente trovato appariranno chiari dalla seguente descrizione di forme di realizzazione, fomite a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:

- le figg. 1 e 2 sono rappresentazioni schematiche di sezioni longitudinali di due diverse forme di realizzazione di uno scambiatore secondo il presente trovato;

- la fig. 3 ? una rappresentazione parziale e schematica, in assonometria, di un?altra forma di realizzazione di uno scambiatore di calore secondo il presente trovato, in cui alcune parti sono state rimosse;

- le figg. 4, 5 e 6 sono rappresentazioni parziali e schematiche di sezioni trasversali di altrettante possibili forme di realizzazione di un diaframma distributore compreso nello scambiatore di calore secondo il presente trovato;

- le f?gg. da 7 a 10 sono rappresentazioni parziali e schematiche di sezioni longitudinali che mostrano altrettante possibili forme di realizzazione mezzi di smorzamento compresi nello scambiatore di calore secondo il presente trovato.

Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente combinati o incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni.

DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE

Si far? ora riferimento nel dettaglio alle possibili forme di realizzazione del trovato, delle quali uno o pi? esempi sono illustrati nelle figure allegate a titolo esemplificativo non limitativo. Anche la fraseologia e terminologia qui utilizzata ? a fini esemplificativi non limitativi.

Con riferimento alle figure allegate, il presente trovato si riferisce ad uno scambiatore di calore, indicato nel suo complesso con il numero di riferimento 10.

Lo scambiatore di calore 10 comprende almeno una batteria di scambio termico 11, nel seguito batteria 11, e mezzi di ricircolo 12 fluidicamente collegati alla batteria 11. Detta batteria 11 pu? comprendere una pluralit? di elementi di circolazione 13 aventi sviluppo oblungo, lungo un asse longitudinale Z, e distanziati fra loro.

Gli elementi di circolazione 13 possono essere collocati su piani P paralleli fra loro e disposti in successione lungo un?asse di posizionamento X perpendicolare a tali piani P (fig. 3), preferibilmente equidistanti l?uno dall?altro lungo tale asse di posizionamento X.

Secondo alcune forme di realizzazione, non raffigurate, gli elementi di circolazione 13 possono comprendere una pluralit? di tubi distinti distanziati fra loro in parallelo lungo un asse trasversale che definisce la larghezza degli elementi di circolazione 13. Il diametro dei suddetti tubi pu? essere di alcuni centimetri.

In altre possibili forme di realizzazione, gli elementi di circolazione 13 possono configurarsi come elementi sostanzialmente piatti incorporanti ciascuno in corpo unico una pluralit? di canali 14 (fig. 3).

Tali canali 14 si estendono fra una prima estremit? 15 ed una seconda estremit? 16 dell?elemento di circolazione 13.

Ciascun canale 14 presenta una sezione trasversale di passaggio del fluido molto ridotta, ad esempio compresa fra 5* 10<-5 >e 20 millimetri quadrati. Per questa ragione, i canali di cui si discute sono anche chiamati ?micro-canali? e di conseguenza, per traslazione, si parla di batteria 11 a ?micro-canale?.

In forme realizzative, i canali 14 possono essere distanziati fra loro in parallelo lungo un asse trasversale Y (fig. 3) che definisce la direzione della larghezza degli elementi di circolazione 13.

I canali 14 possono avere una forma della sezione trasversale di passaggio del fluido rettangolare, circolare, semicircolare pur non essendo escluse altre forme geometriche.

Gli elementi di circolazione 13 possono avere una forma della sezione trasversale sostanzialmente piatta, ovvero in cui la larghezza ? maggiore rispetto allo spessore, ad esempio maggiore di almeno 5 volte lo spessore. Detti elementi di circolazione 13 possono essere realizzati con un materiale conduttivo termicamente, quale un materiale metallico ad esempio scelto in un gruppo comprendente alluminio o sue leghe, acciaio inossidabile, o rame. La scelta di tali materiali permette anche di conferire agli elementi 13 un?adeguata resistenza alla corrosione.

In forme realizzative, gli elementi di circolazione 13 possono essere provvisti di una prima superfice 17 e di una seconda superfice 18 almeno una delle quali, solitamente entrambe, ? a diretto contatto con una pluralit? di alette 19.

Ciascun elemento di circolazione 13 pu? essere disposto in modo che la sua prima superfice 17 sia rivolta verso la seconda superfice 18 dell?elemento di circolazione 13 adiacente.

Gli elementi di circolazione 13 possono essere distanziati fra loro da detta pluralit? di alette 19 che possono essere solidalmente fissate agli elementi di circolazione 13, ad esempio mediante saldatura, pi? in particolare mediante saldobrasatura.

Dette alette 19 sono disposte lungo lo sviluppo oblungo di due elementi di circolazione 13 adiacenti, come mostrato nelle figg. 1-3 e possono essere definite da almeno una lamina sostanzialmente piana e di forma rettangolare.

Detta pluralit? di alette 19 pu? essere ricavata da una lamiera, opportunamente ondulata, o piegata a zig zag, secondo un andamento omogeneo per definire le superfici di scambio termico.

In altre parole, ciascuna aletta 19 ? definita da ciascuno dei tratti ripiegati di una lamiera.

Le alette 19 possono essere disposte adiacenti una all?altra e trasversali rispetto all?asse Z di sviluppo longitudinale degli elementi di circolazione 13.

Secondo forme di realizzazione, i mezzi di ricircolo 12 possono essere collegati fluidicamente ad ogni elemento di circolazione 13, per la circolazione un fluido termovettore.

Con il termine circolazione si intende sia l?alimentazione sia la raccolta del fluido termovettore negli elementi di circolazione 13

In questo modo, si pu? prevedere che i mezzi di ricircolo 12 permettano la circolazione del fluido termovettore negli elementi di circolazione 13. Detti mezzi di ricircolo 12 possono essere associati alla prima estremit? 15 e alla seconda estremit? 16 di ciascun elemento di circolazione 13 e possono comprendere almeno uno o pi? collettori 20 tubolari fluidicamente collegati detti elementi di circolazione 13 (fig. 3).

Secondo alcune forme realizzative i collettori 20a, 20b possono configurarsi come corpi di forma tubolare delimitati da pareti 29 che si sviluppano parallelamente all?asse di posizionamento X e che presentano una sezione trasversale di passaggio per un fluido termovettore.

Ciascun collettore 20a, 20b pu? essere chiuso, o ?tappato?, alle estremit? tramite dei tappi d?estremit? 28a, 28b, nel settore ?end cap?, tramite saldatura, preferibilmente saldobrasatura.

I tappi 28a, 28b, o ?end cap?, possono configurarsi come piastre aventi come forma in pianta sostanzialmente analoga alla sezione trasversale di passaggio del collettore 20.

In alcune forme di realizzazione la sezione trasversale di passaggio del collettore 20 ? circolare. In altre forme di realizzazione detta sezione di passaggio ? a forma di ?D?. Non sono tuttavia escluse altre forme per la sezione trasversale di passaggio del collettore 20.

Secondo forme di realizzazione uno scambiatore di calore 10 secondo il presente trovato pu? comprendere un primo collettore 20a ed un secondo collettore 20b associati rispettivamente alla prima estremit? 15 ed alla seconda estremit? 16 degli elementi di circolazione 13, o viceversa.

In forme di realizzazione i mezzi di ricircolo 12 comprendono almeno un condotto di alimentazione 40 ed almeno un condotto di recupero 41. Detto condotto di alimentazione 40 pu? essere fluidicamente associato ad un collettore 20.

Detto condotto di alimentazione 40 permette di porre in comunicazione fluidica i mezzi di ricircolo 12 con un circuito di alimentazione 22 che, in forme realizzative, pu? comprendere un mezzo di alimentazione 23 disposto a monte del condotto di alimentazione 40.

Il mezzo di alimentazione 23 pu? essere un qualsiasi dispositivo noto adatto a generare un flusso di un fluido termovettore. Ad esempio, il mezzo di alimentazione 23 pu? essere un compressore o una pompa. Detto condotto di recupero 41 pu? essere fluidicamente collegato ad un collettore 20 e pu? essere configurato per la raccolta del fluido termovettore in uscita dagli elementi di circolazione 13.

Detto condotto di recupero 41 pu? essere a sua volta posto in comunicazione fluidica con il circuito di alimentazione 22, a monte del mezzo di alimentazione 23.

In forme di realizzazione il condotto di alimentazione 40 pu? essere associato al primo collettore 20a ed il condotto di recupero 41 pu? essere associato al secondo collettore 20b, o viceversa.

Facendo riferimento alle figg. 1 e 2, ad un collettore 20 possono essere fluidicamente collegati sia il condotto di alimentazione 40 che il condotto di recupero 41. In particolare, in queste forme di realizzazione, il collettore 20a pu? comprendere, inoltre, un diaframma divisore 24, interposto fra l?ingresso del condotto di alimentazione 40 e l?ingresso del condotto di recupero 41. Pi? in particolare, il diaframma divisore 24 definisce nel collettore 20a due porzioni fluidicamente separate. Un piano contenente il diaframma divisore 24 e parallelo agli assi Y e Z viene pu? essere chiamato piano di inversione del flusso A (fig. 3).

Si noti che le figg. 9 e 10, raffigurano forme realizzative dello scambiatore di calore 10, prive del diaframma divisore 24. Nelle suddette forme realizzative infatti il condotto di recupero 41 pu? essere associato ad un altro collettore 20b, non raffigurato.

Secondo un aspetto del trovato, lo scambiatore di calore 10 pu? comprendere mezzi di smorzamento 21 che possono essere operativamente associati ai collettori 20 per smorzare onde di pressione che caratterizzano il flusso di fluido termovettore.

In tal caso i mezzi di smorzamento 21 sono configurati per costituire una discontinuit? rispetto alla geometria del collettore 20 a cui sono associati, prevengono l?eccitazione di vibrazioni dovute alla risonanza fra il flusso di fluido termo vettore e la struttura dell?intero scambiatore di calore 10. Infatti, i mezzi di smorzamento 21 possono modificare la frequenza e/o l?ampiezza delle onde di pressione che attraversano il fluido termovettore.

Un ulteriore vantaggio del presente trovato consiste nel fatto che i mezzi di smorzamento 21 come qui descritti possono essere facilmente integrati in scambiatori di calore anche in una fase successiva alla loro produzione. In forme di realizzazione i mezzi di smorzamento 21 comprendono almeno un diaframma distributore 25 (figg.l, 2 e 3) che, in forme di realizzazione, pu? essere disposto trasversalmente rispetto allo sviluppo longitudinale del collettore 20, ovvero trasversalmente rispetto all?asse di posizionamento X.

Ulteriormente, il diaframma distributore 25 pu? configurarsi come un corpo piano di spessore S e con una forma in pianta almeno parzialmente coniugata con la sezione trasversale di passaggio di almeno uno dei collettori 20 (figg. 4, 5 e 6). Preferibilmente, il perimetro esterno 25a del diaframma distributore 25 ? esattamente coniugato con la forma della sezione trasversale del collettore 20 in cui il diaframma ? installato.

Secondo forme di realizzazione il diaframma distributore 25 pu? comprendere uno o pi? fori di distribuzione 26 passanti che lo attraversano.

Detti fori di distribuzione 26 possono essere di qualsiasi forma e la loro sezione trasversale pu? essere variabile in funzione dello spessore S del diaframma distributore 25 (figg. 1 e 2), cio? variabile lungo l?asse di posizionamento X.

Come mostrato nelle figure 1 e 2, in alcune forme di realizzazione i fori di distribuzione 26 possono presentare un andamento conico in funzione dello spessore S. In altre forme di realizzazione i fori di distribuzione 26 possono presentare un andamento lungo l?asse X che prevede un restringimento della sezione del foro 26 seguito da un allargamento della sezione.

Un diaframma distributore pu? comprendere anche una pluralit? di fori di distribuzione 26 diversi fra loro (fig. 6).

Secondo altre forme di realizzazione, la forma in pianta del diaframma distributore 25 pu? differire parzialmente dalla sezione trasversale di passaggio del diaframma 20 a cui ? associato.

In questo modo il diaframma distributore 25, in cooperazione con il collettore 20 pu? definire una o pi? luci di passaggio 27 per il flusso di fluido termovettore (figg. 4, 5 e 6) attraverso le quali quest?ultimo pu? scorrere in aggiunta o in alternativa rispetto ai fori di distribuzione 26. I suddetti fori di distribuzione 26 e/o le luci di passaggio 27 sono configurati per permettere al fluido termovettore che scorre nel collettore 20 di passare da un lato all?altro del diaframma distributore 25.

In altre forme di realizzazione lo scambiatore di calore 10 pu? comprendere una molteplicit? di diaframmi distributori 25, eventualmente disposti in posizioni diverse all? interno dell?uno o pi? collettore 20. I suddetti diaframmi distributori 25 possono anche essere diversi fra loro, ovvero possono comprendere fori di distribuzione 26 e/o definire luci di passaggio 27 diverse fra un diaframma distributore 25 e l?altro.

Un esperto del settore pu? facilmente comprendere che la forma e la quantit? dei fori di distribuzione 26 e/o delle luci di passaggio 27 pu? essere progettata e dimensionata in funzione della geometria complessiva dell?intero scambiatore di calore 10 e delle caratteristiche termofluidodinamiche del flusso di fluido termovettore che, in uso, vi scorrer? all? interno.

In forme di realizzazione preferite, un diaframma distributore 25 pu? essere disposto in un collettore 20 in prossimit? di uno dei tappi d?estremit? 28a, 28b.

In particolare, in forme realizzative, fra almeno uno di detti tappi 28a, 28b d?estremit? ed un diaframma distributore 25 ? disposto almeno un elemento di circolazione 13.

Secondo un altro aspetto del trovato i mezzi di smorzamento 21 possono comprendere un gruppo sfasatore 30 fluidicamente collegato ad un collettore 20.

In forme di realizzazione il gruppo sfasatore 30 pu? comprendere una camera di sfasatura 31 che pu? configurarsi come un corpo tubolare generalmente definito da una sezione trasversale e da uno sviluppo longitudinale.

Detta la camera di sfasatura 31 pu? essere configurata per ricevere almeno parte del flusso di fluido termovettore che scorre nel collettore 20 a cui ? associata.

Secondo forme di realizzazione, una camera di sfasatura 31 pu? essere fluidicamente collegata ad almeno uno dei collettori 20a, 20b per mezzo di un unico condotto 32 (fig. 1) attraverso il quale il fluido entra nella camera di sfasatura 31 e fuoriesce dalla stessa.

In altre forme di realizzazione, una camera di sfasatura 3 1 pu? essere fluidicamente collegata ad almeno uno dei collettori 20a, 20b mediante un primo condotto 33 ed un secondo condotto 34 (f?g. 2), che rispettivamente conducono il fluido nella camera di sfasatura 31 ed evacuano il fluido dalla stessa.

Un esperto del settore pu? facilmente comprendere che il dimensionamento e la progettazione della camera di sfasatura 31, nello specifico la definizione della sezione trasversale e dello sviluppo longitudinale della stessa, dipendono dalla geometria dell? intero scambiatore di calore 10 e dalle caratteristiche termo-fluidodinamiche del flusso di fluido termovettore che, in uso, vi scorrer? allinteno.

Secondo forme di realizzazione, uno fra il primo condotto 33 ed il secondo condotto 34 pu? essere collegato ad uno dei collettori 20, 20b al di sopra del piano di inversione del flusso A e l?altro condotto pu? essere collegato allo stesso collettore al di sotto del piano di inversione del flusso A.

In alcune forme di realizzazione, uno scambiatore di calore 10 pu? comprendere uno o pi? diaframmi distributori 25 compresi nei collettori 20a, 20b e almeno una camera di sfasatura 31 fluidicamente collegata ad uno dei collettori 20a, 20b tramite un condotto unico 32 (f?g. 1).

In altre forme di realizzazione, uno scambiatore di calore 10 pu? comprendere uno o pi? diaframmi distributori 25 compresi nei collettori 20a, 20b e almeno una camera di sfasatura 31 fluidicamente collegata ad uno dei collettori 20a, 20b tramite un primo condotto 33 ed un secondo condotto 34 (fig. 2).

In ulteriori forme di realizzazione, non raffigurate, uno scambiatore di calore 10 pu? comprendere una camera di sfasatura 31 fluidicamente collegata ad uno dei collettori 20a, 20b tramite uno o pi? condotti, ed essere privo di diaframmi distributori 25. In queste forme realizzative la funzione di sfasatura ? assolta esclusivamente dalla suddetta camera di sfasatura 3 1.

Secondo ulteriori forme di realizzazione, uno scambiatore di calore 10 pu? comprendere uno o pi? diaframmi distributori 25 compresi nei collettori 20 e una molteplicit? camere di sfasatura 31 fluidicamente collegate ad almeno un collettore 20.

Un esperto del settore comprender? facilmente che la disposizione ed il numero dei diaframmi distributori 25 e delle camere di sfasatura 31 dipendono dalle caratteristiche geometriche dell? intero scambiatore di calore 10 e dalle caratteristiche termo-fluidodinamiche del flusso di fluido termovettore che vi scorre attraverso.

In ulteriori possibili varianti di realizzazione, i mezzi di smorzamento 21 possono comprendere una o pi? protuberanze 50, 53, 54 (fig. 7 e 8). In forme realizzative le protuberanze 50 possono essere associate ad almeno uno tappi d?estremit? 28a, 28b di un collettore 20 e possono proiettarsi verso l interno del collettore 20 stesso (fig. 7) oppure alle pareti 29 del collettore 20.

In altre forme realizzative, le protuberanze 53, 54 possono essere associate ad un diaframma divisore 24 di uno scambiatore di calore 10 (fig. 8) oppure alle pareti 29 del collettore 20.

Le suddette protuberanze 50, 53, 54 possono essere, ad esempio ma non limitativamente, di forma conica, di forma emisferica, di forma troncoconica o piramidale. Non sono tuttavia escluse altre forme che possano permettere, alle suddette protuberanze 50, 53, 54, di attenuare le vibrazioni trasmesse nel fluido termovettore. Inoltre, non ? escluso che le protuberanze 50, 53, 54 possano essere associate ad un diaframma distributore 25 e/o ad un gruppo sfasatore 30.

In ulteriori forme realizzative, i mezzi di smorzamento 21 possono comprendere protuberanze allungate 51, 56 che presentano uno sviluppo oblungo (figg. 7 e 9). Le protuberanze allungate 51, 56 possono svilupparsi aH?intemo di un collettore 20 dello scambiatore di calore 10.

In forme di realizzazione, le suddette protuberanze allungate 51, 56 possono essere associate ad almeno uno dei tappi d?estremit? 28a, 28b di un collettore 20 e possono protrudere verso l interno del collettore 20 stesso (fig. 9).

In altre forme realizzative, le protuberanze allungate 51, 56 possono essere associate ad un diaframma divisore 24 di uno scambiatore di calore 10 (fig. 7) oppure alle pareti 29 del collettore 20.

Le protuberanze allungate 51, 56 possono essere di forma sostanzialmente cilindrica, ma anche di forma troncoconica, conica o piramidale. Non sono tuttavia escluse altre forme che possano permettere, alle suddette protuberanze allungate 51, 56, di attenuare le vibrazioni trasmesse nel fluido termovettore. Inoltre, non ? escluso che le protuberanze allungate 51, 56 possano essere associate ad un diaframma distributore 25 e/o ad un gruppo sfasatore 30, come quelli descritti in precedenza.

In alcune forme di realizzazione, la superficie esterna delle protuberanze 50, 53, 54 e/o delle protuberanze allungate 51, 56 pu? essere corrugata.

In possibili varianti realizzative, i mezzi di smorzamento 21 possono comprendere uno o pi? elementi tubolari 52 (fig. 8).

Secondo forme di realizzazione, un elemento tubolare 52 pu? essere associato ad almeno uno dei tappi d?estremit? 28a, 28b.

In altre forme realizzative, un elemento tubolare 52 pu? essere associato ad un diaframma divisore 24 di uno scambiatore di calore 10 oppure alle pareti 29 del collettore 20.

In ulteriori forme realizzative, non raffigurate, un elemento tubolare 52 pu? essere associato ad un diaframma distributore 25 e/o ad un gruppo sfasatore 30.

L?elemento tubolare 52 pu? presentare una sezione circolare oppure ovale. Non sono tuttavia esclusi altri tipi di sezione come, ad esempio ma non limitativamente, una sezione quadrata, rettangolare, poligonale ed altre ancora.

In alcune forme realizzative, l?elemento tubolare 52 pu? essere forato lateralmente.

Non ? esclusa la presenza di pi? elementi tubolari 52, eventualmente operativamente inter-connessi, ad esempio disposti concentrici fra loro. Secondo altre varianti di realizzazione, i mezzi di smorzamento 21 possono comprendere elementi smorzatori mobili 55, come nell?esempio illustrato in fig. 9.

Secondo forme di realizzazione, un elemento smorzatore mobile 55 pu? essere associato ad almeno uno dei tappi d?estremit? 28a, 28b.

In altre forme realizzative, non raffigurate, l?elemento smorzatore mobile 55 pu? essere associato ad un diaframma divisore 24 di uno scambiatore di calore 10, oppure alle pareti 29 del collettore 20.

In ulteriori forme realizzative, non raffigurate, l?elemento smorzatore mobile 55 pu? essere associato ad un diaframma distributore 25 e/o ad un gruppo sfasatore 30, come quelli descritti in precedenza.

In alcune forme di realizzazione, un elemento smorzatore mobile 55 pu? comprendere un corpo operativamente associato al collettore 20 mediante mezzi elastici. Il suddetto corpo pu? captare le pulsazioni di pressione trasmesse nel fluido termovettore e trasmetterle ai mezzi elastici configurati per assorbire dette pulsazioni.

Secondo altre possibili varianti di realizzazione, i mezzi di smorzamento 21 possono comprendere protuberanze trasversali 57, 58, 59 che protrudono in un collettore 20 in direzione sostanzialmente trasversale rispetto allo sviluppo longitudinale dello stesso (fig. 10).

In forme di realizzazione, le protuberanze trasversali possono configurarsi come una singola protuberanza o come una serie di protuberanze che si susseguono. Inoltre, in forme realizzative, le protuberanze trasversali 58 possono essere realizzate in modo da seguire, almeno parzialmente, lo sviluppo perimetrale della sezione del collettore 20.

In altre forme di realizzazione ancora, i mezzi di smorzamento 21 possono comprendere un inserto 60 associato ad un collettore 20.

In forme realizzative, l?inserto 60 pu? costituire una discontinuit? strutturale nel collettore 20.

Secondo forme di realizzazione, l?inserto 60 pu? configurarsi come una porzione di collettore 20 realizzata in materiale diverso rispetto a quello con cui ? realizzato il collettore 20, e che si sviluppata in continuit? con e le pareti 29.

In forme di realizzazione un inserto 60 pu? essere realizzato in materiale plastico, polimerico, elastoplastico, metallico, ceramico, in gomma oppure in fibre sintetiche o naturali.

Secondo altre forme di realizzazione, l?inserto 60 pu? configurarsi come una porzione di collettore 20 in cui ? prevista una variazione geometrica dello stesso. Secondo un esempio non limitativo, l?inserto 60 pu? essere di forma anulare pu? presentare uno spessore diverso, maggiore o minore, rispetto allo spessore presentato dalle parti 29 di un collettore 20.

In ulteriori forme di realizzazione, i mezzi di smorzamento possono comprendere corpi 61 liberi o semi-liberi, ad esempio trattenuti da un cavo, contenuti in un collettore 20 di uno scambiatore di calore.

I suddetti corpi 61 possono essere di una forma e/o di materiali tali da permettere una riduzione delle vibrazioni che si trasmettono nel fluido termovettore, nel quale sono immersi.

In accordo con altre possibili varianti realizzative i mezzi di smorzamento 21 possono configurarsi come porzioni sporgenti 62a, 62b del condotto di alimentazione 40 e/o del condotto di recupero 41 e/o degli elementi di circolazione 13 configurate per sporgere all? interno di un collettore 20 in modo da costituire una discontinuit? nella geometria dello stesso.

Secondo forme realizzative, nelle porzioni sporgenti 62a, 62b possono essere ricavati uno o pi? fori.

In altre forme di realizzazione i mezzi di smorzamento 21 comprendono almeno una membrana 63 operativamente associata ad un collettore 20 (fig. 8). La membrana 63 pu? essere flessibile e pu? essere configurata per assorbire vibrazioni che si trasmettono nel fluido termovettore.

In forme di realizzazione la membrana 63 pu? essere di materiale plastico, polimerico, di tessuto, di tessuto non tessuto, di gomma ed altro.

La suddetta membrana 63 pu? essere forata e/o microforata.

Si nota che tutte le forme realizzative di mezzi di smorzamento 21 descritte sono configurate per costituire discontinuit? geometrica nel collettore 20 in modo da ridurre la propagazione di pulsazioni nel fluido termovettore che circola nel collettore 20. Pertanto, non sono escluse modifiche alle forme realizzative descritte e/o loro combinazioni.

E chiaro che allo scambiatore di calore 10 fin qui descritto possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall?ambito del presente trovato come definito dalle rivendicazioni.

Nelle rivendicazioni che seguono, i riferimenti tra parentesi hanno il solo scopo di facilitare la lettura e non devono essere considerati come fattori limitativi per quanto attiene all?ambito di protezione sotteso nelle specifiche rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Scambiatore di calore (10) comprendente elementi di circolazione (13) fluidicamente collegati ad uno o pi? collettori (20) configurati per alimentare un fluido termovettore in detti elementi di circolazione (13) e per raccogliere in uscita detto fluido termovettore da detti elementi di circolazione (13) caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di smorzamento (21) operativamente associati ad almeno uno di detti collettori (20) atti a smorzare onde di pressione che caratterizzano il flusso di fluido termovettore e modificarne la relativa frequenza e/o ampiezza allo scopo di evitare l?insorgere di fenomeni di risonanza.

2. Scambiatore di calore (10) come nella rivendicazione 1 ed in cui detti collettori (20) presentano una sezione trasversale di passaggio per detto fluido termovettore, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di smorzamento (21) comprendono almeno un diaframma distributore (25) disposto trasversalmente all? interno di almeno un collettore (20), detto diaframma distributore (25) avendo una forma in pianta definita da un perimetro esterno (25 a) ed almeno parzialmente coniugata con detta sezione trasversale di passaggio di detto collettore (20).

3. Scambiatore di calore (10) come nella rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto diaframma distributore (25) presenta un bordo perimetrale (25a) avente una forma in pianta che differisce parzialmente da detta sezione trasversale di passaggio di detto almeno un collettore (20) nel quale ? disposto, in modo da definire in cooperazione con detto collettore (20) una o pi? luci di passaggio (27).

4. Scambiatore di calore (10) come nella rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detto diaframma distributore (25) comprende uno o pi? fori di distribuzione (26) passanti.

5. Scambiatore di calore (10) come nella rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti uno o pi? fori di distribuzione (26) passanti presentano una sezione trasversale variabile rispetto allo spessore (S) di detto diaframma distributore (25), avendo ad esempio sezione longitudinale di forma conica o tronco-conica.

6. Scambiatore di calore (10) come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5 ed in cui almeno un collettore (20) ? chiuso alle estremit? da rispettivi tappi (28a, 28b) d?estremit?, caratterizzato dal fatto che fra almeno uno di detti tappi (28a, 28b) d?estremit? e detto diaframma distributore (25) ? disposto almeno un elemento di circolazione (13).

7. Scambiatore di calore (10) come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di smorzamento (21) comprendono almeno un gruppo sfasatore (30) che comprende una camera di sfasatura (31) configurata come un corpo tubolare e fluidicamente collegata ad almeno un collettore (20) per mezzo di un unico condotto (32).

8. Scambiatore di calore (10) come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di smorzamento (21) comprendono almeno un gruppo sfasatore (30) che comprende una camera di sfasatura (31) configurata come un corpo tubolare e fluidicamente collegata ad almeno un collettore (20) per mezzo di un primo condotto (33) di ingresso e di un secondo condotto (34) di uscita.

9. Scambiatore di calore (10) come in una delle rivendicazioni 7 o 8 e comprendente inoltre almeno un condotto di alimentazione (40) ed almeno un condotto di recupero (41), caratterizzato dal fatto che detto condotto di alimentazione (40) e detto condotto di recupero (41) sono fluidicamente collegati ad un primo collettore (20a) comprendete detto diaframma distributore (25) e dal fatto che comprende un secondo collettore (20b) associato ad un gruppo sfasatore (30).

10. Scambiatore di calore (10) come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti elementi di circolazione (13) comprendono una pluralit? di canali (14) la cui sezione trasversale di passaggio ? compresa fra circa 5*10 <5 >e circa 20 millimetri quadrati.

11. Scambiatore di calore (10) come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che mezzi di smorzamento (21) comprendono una o pi? protuberanze (50, 51 , 53, 54, 56, 57, 58, 59) e/o uno o pi? elementi tubolari (52) associati ad almeno uno fra: un diaframma divisore (24) disposto in detti uno o pi? collettori (20), o tappi (28a, 28b) d?estremit? di detti uno o pi? collettori (20), o pareti (29) di detti collettori (20).

12. Scambiatore di calore (10) come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che mezzi di smorzamento (21) comprendono un elemento smorzatore mobile (55) comprendente un corpo operativamente associato a detto collettore (20) mediante mezzi elastici configurati per assorbire dette pulsazioni cos? da captare le pulsazioni di pressione trasmesse nel fluido termovettore, e/o una membrana (63) flessibile, operativamente associata a detto collettore (20) e configurata per assorbire vibrazioni che si trasmettono nel fluido termo vettore.