IT202100010343A1 - HEATING DEVICE BY CATALYTIC COMBUSTION BY EMISSION OF INFRARED RAYS. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione riguarda un dispositivo di riscaldamento mediante combustione catalitica, ad emissione di raggi infrarossi e con alimentazione a gas combustibile. The present invention relates to a heating device by catalytic combustion, with the emission of infrared rays and fueled by combustible gas.
Simili dispositivi trovano molteplici applicazioni, come ad esempio per asciugare la vernice applicata sugli autoveicoli od altro. Such devices find many applications, such as for example for drying the paint applied on motor vehicles or other.
Solitamente questi dispositivi comprendono un elemento contenitore a forma di vassoio nel qual sono contenuti essenzialmente un pannello catalizzatore o catalitico, un elemento riscaldante per l?attivazione catalitica, un condotto del gas solitamente disposto ad U oppure a serpentina provvisto di fori per la fuoriuscita del gas combustibile. Usually these devices comprise a tray-shaped container element which essentially contains a catalyst or catalytic panel, a heating element for catalytic activation, a gas duct usually arranged in a U or serpentine shape provided with holes for the gas to escape fuel.
Il pannello catalizzatore o catalitico solitamente ? costituito da fibra ceramica contenente diversi materiali metallici, quali rame, alluminio e leghe varie. The catalytic or catalytic panel usually ? made of ceramic fiber containing various metallic materials, such as copper, aluminum and various alloys.
L?elemento riscaldante ? una resistenza elettrica alimentata dalla rete elettrica. Per l?accessione del dispositivo si deve dapprima alimentare la resistenza elettrica con la rete elettrica al fine di riscaldarla fino a che viene raggiunta la temperatura di circa 110 ?C necessaria per innescare, grazie al pannello catalitico, la reazione catalitica del gas combustibile. The heating element? an electrical resistance powered by the mains. To switch on the device, the electrical resistance must first be fed from the mains in order to heat it until the temperature of about 110 ?C is reached, which is necessary to trigger the catalytic reaction of the fuel gas thanks to the catalytic panel.
Il tempo necessario per raggiungere tale temperatura ? di circa 15 minuti. How long does it take to reach this temperature? about 15 minutes.
Raggiunta la temperatura desiderata si deve alimentare il condotto del gas con il gas combustibile, solitamente metano, butano o GPL (gas di petrolio liquefatti). Grazie alla temperatura raggiunta dalla resistenza elettrica ed al pannello catalizzatore che ? posto a stretto contatto si innesca la reazione catalitica, ossia una reazione di combustione senza fiamma in cui il gas combustibile viene scisso in idrogeno e carbonio che, combinandosi con l?ossigeno dell?aria, genera vapore acqueo ed anidride carbonica. Once the desired temperature has been reached, the gas duct must be fed with fuel gas, usually methane, butane or LPG (liquefied petroleum gas). Thanks to the temperature reached by the electrical resistance and to the catalyst panel that ? placed in close contact, the catalytic reaction is triggered, i.e. a flameless combustion reaction in which the combustible gas is split into hydrogen and carbon which, when combined with the oxygen in the air, generates water vapor and carbon dioxide.
Il processo di combustione catalitica produce radiazioni infrarosse che permette di riscaldare gli oggetti che vengono colpiti. The catalytic combustion process produces infrared radiation which allows to heat the objects that are hit.
? possibile anche impiegare pi? dispositivi di riscaldamento. ? can also use more? heating devices.
Ad esempio ? possibile montare pi? dispositivi su una struttura portante ad arco che pu? essere fissa o mobile al di sotto della quale pu? essere posto un autoveicolo per l?asciugatura della vernice appena spruzzata. For example ? is it possible to mount more? devices on an arched supporting structure that can? be fixed or mobile below which pu? be placed a vehicle for drying the freshly sprayed paint.
Sebbene presenti sul mercato oramai da diversi anni, questi dispostivi presentano diversi inconvenienti. Although present on the market for several years now, these devices have several drawbacks.
Un primo inconveniente ? dovuto al fatto che per l?accessione del dispositivo, ad esempio all?inizio della giornata lavorativa o dopo il suo spegnimento, la resistenza elettrica impiega circa 15 minuti per raggiungere la temperatura prefissata affmga avvenga la reazione catalitica del gas combustibile, un tempo notevole che allunga di molto i tempi operativi. A first drawback? due to the fact that for the device? greatly extends the operating times.
Inoltre in questo periodo di tempo il dispositivo di riscaldamento ? inattivo per cui avviene un inutile ed eccessivo consumo di energia elettrica per alimentare la resistenza elettrica. Also in this period of time the heating device ? inactive for which there is a useless and excessive consumption of electricity to power the electrical resistance.
Un secondo inconveniente ? dovuto al fatto che quando il dispositivo di riscaldamento viene posto provvisoriamente in stand-by, e quindi il condotto del gas non viene pi? alimentato con il gas combustibile, ? comunque necessario mantenere ad una temperatura minima prefissata il pannello catalizzatore in modo che poi la sua riattivazione avvenga in tempi accettabili. Quindi ? necessario alimentare la residenza elettrica ad intervalli regolari con una certa frequenza, aumentando cos? ulteriormente i consumi elettrici. A second drawback? due to the fact that when the heating device is temporarily placed in stand-by, and therefore the gas duct is no longer? fueled with combustible gas, ? however, it is necessary to keep the catalyst panel at a pre-set minimum temperature so that its reactivation takes place in acceptable times. So ? It is necessary to feed the electrical residence at regular intervals with a certain frequency, thus increasing? further electricity consumption.
Un terzo inconveniente ? causato dal fatto che la resistenza elettrica ha una potenza non trascurabile (solitamente compresa tra 0.6 e 1.1 kW) per cui necessit? di essere alimentata direttamente dalla rete elettrica. A third drawback? caused by the fact that the electrical resistance has a non-negligible power (usually between 0.6 and 1.1 kW) for which need? to be powered directly from the mains.
Ci? rende impossibile realizzare un dispositivo di riscaldamento che sia trasportabile. There? makes it impossible to make a heating device that is portable.
Pertanto lo scopo della presente invenzione ? quello di ovviare agli inconvenienti descritti con riferimento alla tecnica nota citata. Therefore the purpose of the present invention ? that of obviating the drawbacks described with reference to the cited prior art.
In particolare realizzare un dispositivo di riscaldamento mediante combustione catalitica, ad emissione di raggi infrarossi e con alimentazione a gas combustibile, in cui il tempo di riaccensione o d' riavio dopo il suo spegnimento sia breve, cos? da ridurre i tempi morti ed anche il consumo di energia elettrica. In particular, to create a heating device by catalytic combustion, with the emission of infrared rays and fueled by combustible gas, in which the re-ignition or restart time after its shutdown is short, so? to reduce dead times and also the consumption of electricity.
inoltre quando il dispositivo non ? pi? momentaneamente in funzione, ossia ? in pausa, ridurre sensibilmente o addirittura eliminare del tutto il consumo elettrico. Infine, un altro scopo ? quello di ottenere un dispositivo di riscaldamento che non necessiti dell?alimentazione dalla rete elettrica cos? da poter realizzare un dispositivo che sia trasportabile. also when the device is not ? more momentarily in operation, ie ? during pause, significantly reduce or even completely eliminate electricity consumption. Finally, another purpose ? to obtain a heating device that does not require power from the mains so? to be able to make a device that is transportable.
Questi ed altri scopi vengono raggiunti con un dispositivo di riscaldamento secondo la rivendicazione 1. These and other purposes are achieved with a heating device according to claim 1.
L?elemento riscaldante essendo un elemento riscaldante ad induzione elettromagnetica presenta la caratteristica di raggiungere in tempi rapidi la temperatura necessaria affinch? nel pannello catalizzatore si inneschi ed avvenga la reazione catalitica del gas combustibile. The heating element, being an electromagnetic induction heating element, has the characteristic of quickly reaching the necessary temperature so that? in the catalyst panel the catalytic reaction of the fuel gas is triggered and takes place.
Il tempo richiesto per la sua accessione ? quindi molto breve. The time required for its accession? so very short.
In tal modo anche il consumo di energia elettrica ? ridotto al minimo. Thus also the consumption of electricity ? minimized.
Inoltre, data l?elevata reattivit? dell?elemento riscaldante ad induzione, durante l?inattivit? provvisoria del dispositivo di riscaldamento, l?elemento riscaldante pu? essere spento annullando cos? il consumo per tutto il tempo in cui il dispositivo rimane inattivo. Furthermore, given the high reactivity? of the induction heating element, during the inactivity? provisional of the heating device, the? heating element pu? be turned off by canceling cos? consumption for as long as the device is idle.
Vantaggiosamente, l?elemento riscaldante viene alimento da un accumulatore elettrico. Advantageously, the heating element is powered by an electric accumulator.
In tal modo ? possibile alimentare il dispositivo di. riscaldamento indipendentemente dalla presenza o meno dalla rete elettrica e quindi renderlo trasportabile. Thereby ? possible to power the device. heating regardless of the presence or absence of the electricity network and therefore make it transportable.
Questi ed altri vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla seguente dettagliata descrizione, fatta a scopo illustrativo ma non limitativo, con riferimento ai seguenti disegni allegati in cui: These and other advantages of the present invention will become more evident from the following detailed description, made for illustrative but non-limiting purposes, with reference to the following attached drawings in which:
- la fig. 1 ? una vista prospettica di un dispositivo di riscaldamento secondo linvenzione: - fig. 1 ? a perspective view of a heating device according to the invention:
- la fig. 2 ? una vista in sezione di un dispositivo di riscaldamento della fig. - fig. 2 ? a sectional view of a heating device of FIG.
1; 1;
- la fig. 3 ? una vista prospettica in esploso del dispositivo di riscaldamento della fig. 1; - fig. 3 ? an exploded perspective view of the heating device of FIG. 1;
la fig. 4 ? una vista prospettica di una macchina di riscaldamento comprendente un dispositivo di riscalamento come illustrato nelle figure 1 , 2 e 3; the fig. 4 ? a perspective view of a heating machine including a rescaling device as illustrated in figures 1 , 2 and 3;
- la fig. 5 ? una vista prospettica di una macchina di riscaldamento trasportabile comprendente un dispositivo di riscaldamento come illustrato nelle figure 1, 2 e 3. - fig. 5 ? a perspective view of a transportable heating machine including a heating device as illustrated in figures 1 , 2 and 3 .
Nelle figure 1, 2 e 3 complessivamente indicato con il riferimento 10 un dispositivo di riscaldamento mediante combustione catalitica, ad emissione di raggi infrarossi e con alimentazione a gas combustibile. In Figures 1, 2 and 3, the reference numeral 10 generally indicates a heating device by catalytic combustion, with the emission of infrared rays and fueled by combustible gas.
Il dispositivo di riscaldamento 10 comprende preferibilmente in successione un elemento contenitore 20, un pannello 26, una rete metallica 40, almeno un condotto del gas 50, almeno un elemento riscaldante ad induzione elettromagnetica 30, un primo pannello di materiale isolante 60, un pannello catalizzatore o catalitico 70 ed un secondo pannello di materiale isolante 80. The heating device 10 preferably comprises in succession a container element 20, a panel 26, a metal mesh 40, at least one gas duct 50, at least one electromagnetic induction heating element 30, a first panel of insulating material 60, a catalyst panel or catalytic 70 and a second panel of insulating material 80.
I vari componenti ed elementi del dispositivo di dispositivo 10 possono essere posizionati in svariati modi. Di seguito viene descritta, con riferimento alle figure 2 e 3, una prima sequenza con la quale i vari componenti vengono disposti l?uno sull?altro. E inteso per? che sono possibili altre disposizioni. The various components and elements of the device device 10 can be positioned in various ways. A first sequence is described below, with reference to figures 2 and 3, with which the various components are arranged one on top of the other. And intended for? that other arrangements are possible.
L?elemento contenitore 20 pu? essere ad esempio un elemento metallico a forma di vassoio. The container element 20 can be for example a metal element in the shape of a tray.
All?interno dell?elemento contenitore 20 viene posto il pannello 26. The panel 26 is placed inside the container element 20.
Sopra il pannello 26 viene posta la rete metallica distanziatrice 40 che ha la funzione di creare un alloggiamento al cui interno viene posto il condotto del gas 50. The spacer metal mesh 40 is placed above the panel 26 which has the function of creating a housing inside which the gas duct 50 is placed.
Il condotto del gas 50 pu? svilupparsi in svariati modi ad esempio ad U oppure a serpentina ed ? provvisto di svariati fori per la fuoriuscita del gas. The gas duct 50 can? develop in various ways, for example, U or serpentine and ? equipped with various holes for the gas to escape.
Il condotto del gas ? provvisto di un attacco 52 per poter essere alimentato ad esempio dalla rete del gas. The gas line? provided with a connection 52 to be able to be fed for example from the gas mains.
Al di sopra della rete metallica viene posto l?elemento riscaldante ad induzione elettromagnetica 30 che pu? comprendere ad esempio una o pi? piastre ad induzione. The electromagnetic induction heating element 30 is placed above the metal mesh, which can include, for example, one or more induction plates.
Sopra l?elemento riscaldante ad induzione elettromagnetica 30 viene posto il primo pannello di materiale isolante 60 sopra il quale viene posto a sua volta il pannello catalizzatore o catalitico 70. The first panel of insulating material 60 is placed above the electromagnetic induction heating element 30, above which the catalyst or catalytic panel 70 is in turn placed.
Il pannello catalizzatore 70 pu? essere costituito da vari materiali metallici quali il rame e l'alluminio od altri. The catalyst panel 70 pu? be made up of various metallic materials such as copper and aluminum or others.
Infine il pannello catalizzatore 70 viene ricoperto dal secondo pannello di materiale isolante 80. Finally, the catalyst panel 70 is covered by the second panel of insulating material 80.
il dispositivo di riscaldamento 10 pu? comprendere ulteriori elementi. the heating device 10 pu? include additional elements.
Ad esempio, sopra il secondo pannello di materiale isolante 80 potrebbe essere posto un secondo pannello catalizzatore e al di sopra un terzo pannello isolante (non illustrati nelle figure). For example, a second catalyst panel could be placed above the second panel of insulating material 80 and a third insulating panel above it (not shown in the figures).
Come illustrato nella fig, 2, il dispositivo di riscaldamento 10 pu? comprendere anche un alimentatore elettrico 100 collegato all?elemento riscaldante ad induzione elettromagnetica 30 per la sua alimentazione. As illustrated in FIG. 2 , the heating device 10 can also comprise an electric feeder 100 connected to the electromagnetic induction heating element 30 for its power supply.
L?alimentatore elettrico 100 ? provvisto di un convertitore di frequenza che opera preferibilmente con una frequenza in uscita compresa tra 25.000 Hz e 500.000 Hz. La potenza dell?elemento riscaldante ad induzione elettromagnetica 30 ? molto limitata, e pu? ad esempio essere compresa tra 60 e 400 W. The power supply 100 ? provided with a frequency converter which preferably operates with an output frequency between 25,000 Hz and 500,000 Hz. The power of the electromagnetic induction heating element 30 ? very limited, and pu? for example be between 60 and 400 W.
Si noti quindi che rispetto alle resistenze elettriche tradizionali la potenza si riduce di molto, limitando notevolmente i consumi elettrici. It should therefore be noted that compared to traditional electric heaters, the power is greatly reduced, considerably limiting electricity consumption.
Il dispositivo di riscaldamento 10 comprende inoltre un?unit? di controllo 110 dell?alimentatore elettrico 100 in modo da poter regolare i suoi parametri di funzionamento. The heating device 10 further comprises a unit? of control 110 of the electric feeder 100 so as to be able to adjust its operating parameters.
Per il funzionamento del dispositivo di riscaldamento 10 ? sufficiente dapprima alimentare l?elemento riscaldante ad induzione elettromagnetica 30 tramite l?alimentatore elettrico 100 e, non appena appena raggiunge la temperatura desiderata (di circa 110 ?C) affinch? avvenga la reazione catalitica, il condotto del gas 50 viene alimentato tramite l?attacco 52 con il gas combustile che pu? essere metano, butano o GPL. A questo punto avviene la reazione catalitica del gas combustibile grazie al pannello catalizzatore 70 e quindi remissione di raggi infrarossi. For the operation of the heating device 10 ? it is sufficient first to power the electromagnetic induction heating element 30 via the electric feeder 100 and, as soon as it reaches the desired temperature (about 110 ?C) so that it? the catalytic reaction takes place, the gas duct 50 is supplied via the connection 52 with the combustible gas which can? be methane, butane or LPG. At this point the catalytic reaction of the combustible gas takes place thanks to the catalyst panel 70 and therefore the remission of infrared rays.
Il tempo affinch? l?elemento riscaldante ad induzione elettromagnetica 30 raggiunga a temperatura richieda ? molto breve, non superiore a 2 minuti circa che ? di gran lunga inferiore al tempo richiesto per la tradizionale resistenza elettrica che ? invece di circa 15 minuti. The time for does the electromagnetic induction heating element 30 reach the required temperature? very short, no longer than about 2 minutes that ? far less than the time required for the traditional electrical resistance which ? instead of about 15 minutes.
Quindi ogni qual volta si deve avviare il dispositivo, ad esempio ad inizio giornata lavorativa o dopo un?interruzione, il tempo di riscaldamento si riduce limitando cos? anche il consumo elettrico. So every time you have to start the device, for example at the beginning of the working day or after an interruption, the heating time is reduced, thus limiting the electricity consumption as well.
Inoltre durante le brevi pause o stand-by in cui il dispositivo rimane acceso ma non funzionante, non ? necessario come per le resistenze elettriche che l?elemento riscaldante ad induzione elettromagnetica 30 venga attivato periodicamente per mantenersi in temperatura, ma pu? essere spento del tutto portando ad un ulteriore risparmio energetico. Furthermore, during short breaks or stand-by in which the device remains on but not functional, it is not? It is necessary, as for the electrical resistances, that the electromagnetic induction heating element 30 is periodically activated to maintain the temperature, but it can? be turned off completely leading to further energy savings.
In sintesi grazie al fatto che: In summary thanks to the fact that:
- la potenza dell?elemento riscaldante ad induzione elettromagnetica 30 ? bassa, - the power of the electromagnetic induction heating element 30 ? low,
- il tempo richiesto dall?elemento riscaldante ad induzione elettromagnetica 30 per portarsi alla temperatura desiderata ? breve, - the time required by the electromagnetic induction heating element 30 to reach the desired temperature? brief,
- l?elemento riscaldante ad induzione elettromagnetica 30 non viene alimentato durante le pause e stand-by, - the electromagnetic induction heating element 30 is not powered during pauses and stand-by,
il risparmio in termini di consumi elettrici ? notevole. savings in terms of electricity consumption? remarkable.
Nella figura 4 invece ? illustrata una macchina per il riscaldamento 300 contenente pi? dispositivi di riscaldamento 10 del tipo descritto sopra. In figure 4 instead ? illustrated a heating machine 300 containing pi? heating devices 10 of the type described above.
La macchina per il riscaldamento 300 comprende una struttura portante 310, ad arco o portale, sulla quale sono montati pi? dispositivi di riscaldamento 10. The heating machine 300 comprises a supporting structure 310, arched or portal, on which are mounted more? heating devices 10.
La macchina pu? essere impiegata per asciugare la vernice applicata sugli autoveicoli od altro. The machine can be used to dry the paint applied on motor vehicles or other.
Il portale pu? essere dotato di mezzi di movimentazione di per s?, non illustrati nelle figure, per poter asciugare la vernice dell?intero l' autoveicolo. The portal can be equipped with means of movement per se, not shown in the figures, in order to be able to dry the paint of the whole motor vehicle.
In alternativa, il portale pu? essere anche fisso in tal caso l?autoveicolo viene movimento per ottenere la completa asciugatura della vernice. Alternatively, the portal can? also be fixed in this case the vehicle is moved to obtain complete drying of the paint.
La macchina pu? assumere anche differenti configurazioni ad esempio a colonna, a tunnel od altro. The machine can also assume different configurations for example column, tunnel or other.
Infine nella figura 5 ? raffigurata una macchina trasportabile per il riscaldamento 400 comprendente una struttura carrellabile 410 sulla quale ? montato almeno un dispositivo di riscaldamento 10. Possono essere montati anche pi? dispositivi di riscaldamento 10, ad esempio due dispositivi come appunto illustrato nella fig. 5. Si noti infatti che l?alimentatore elettrico 100, a causa della sua bassa potenza elettrica, non solo pu? essere alimentato dalla rete elettrica, ma pu? essere anche alimentato da un accumulatore elettrico, cos? da rendere il dispositivo di riscaldamento 10 indipendente dall?alimentazione della rete elettrica. Finally in figure 5 ? shown is a transportable heating machine 400 comprising a carriageable structure 410 on which ? mounted at least one heating device 10. They can also be mounted more? heating devices 10, for example two devices as illustrated in fig. 5. In fact, it should be noted that the electric feeder 100, due to its low electric power, can not only be powered by the mains, but pu? also be powered by an electric accumulator, cos? to make the heating device 10 independent of the mains power supply.
La macchina trasportabile 400 infatti ? provvista anche di un accumulatore elettrico 420 che alimenta l?elemento riscaldante ad induzione elettromagnetica 30 e di una bombola del gas 430 per l?alimentazione del condotto del gas 50 del dispositivo di riscaldamento 10. The transportable machine 400 in fact ? also equipped with an electric accumulator 420 which feeds the electromagnetic induction heating element 30 and with a gas cylinder 430 for feeding the gas duct 50 of the heating device 10.
Inoltre data la potenza ridotta richiesta dall?elemento riscaldante ad induzione elettromagnetica 30. in alternativa od in aggiunta all?accumulatore elettrico 420, ? possibile alimentare l?alimentatore elettrico 100 anche con uno o pi? pannelli fotovoltaici (non raffigurati nelle figure). Furthermore, given the reduced power required by the electromagnetic induction heating element 30, as an alternative or in addition to the electric accumulator 420, it is Is it possible to feed the electric feeder 100 also with one or more? photovoltaic panels (not shown in the figures).
Infine ? inteso che varianti o modifiche concettualmente o funzionalmente equivalenti ricadono nell'ambito della presente invenzione. In the end ? it is understood that conceptually or functionally equivalent variants or modifications fall within the scope of the present invention.
Ad esempio il dispositivo di riscaldamento 10 pu? comprendere un?unit? di trasmissione del segnale collegata a detta unit? di controllo 110 per la gestione da remoto del dispositivo di riscaldamento. For example, the heating device 10 can? understand a? unit? transmission of the signal connected to that unit? controller 110 for remote management of the heating device.
La trasmissione del segnale pu? avvenire con tecnologia Wireless, come ad esempio Bluetooth, WiFi od altro. The signal transmission can take place with wireless technology, such as Bluetooth, WiFi or other.
In tal modo ? possibile avviare o spegnere oppure regolare i parametri di funzionamento del dispositivo di riscaldamento anche a distanza ad esempio impiegando un computer, uno smartphone oppure un tablet. Thereby ? It is possible to start or stop or adjust the operating parameters of the heating device even remotely, for example using a computer, smartphone or tablet.
Claims (10)
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