IT202100011333A1 - Dispositivo per lo scarico di condensa per caldaia a condensazione, con tenuta idrostatica - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
dell'invenzione industriale avente per titolo:
?Dispositivo per lo scarico di condensa per caldaia a condensazione, con tenuta idrostatica?
La presente invenzione concerne un dispositivo per lo scarico di condensa per caldaia a condensazione, con tenuta idrostatica.
La caldaia a condensazione ? un tipo di caldaia, ovvero un generatore di aria calda con ciclo di combustione in pressione, che riesce a migliorare il proprio rendimento sfruttando il calore dei fumi che nelle caldaie tradizionali vengono dispersi immediatamente.
Un dispositivo per la formazione, raccolta e scarico della condensa permette di ridurre i consumi di combustibile e le emissioni. I fumi caldi infatti, se convogliati di nuovo all?interno della caldaia, producono un residuo liquido di condensa che ? decisamente acido e che deve essere smaltito.
EP-470053 descrive un dispositivo per lo scarico della condensa per una caldaia a condensazione, comprendente un contenitore ed un galleggiante, in cui il galleggiante ? atto a muoversi all?interno del contenitore. Il contenitore comprende una bocca di ingresso dei fumi ed una bocca di uscita della condensa.
Il galleggiante ? sostanzialmente di forma cilindrica e comprende superiormente una protrusione di guida, ed inferiormente una sede circolare per una guarnizione di tenuta. Il contenitore comprende superiormente una sede interna in cui detta protrusione di guida del galleggiante si impegna scorrevolmente.
Il galleggiante ? mobile tra una posizione di chiusura della bocca di uscita della condensa, in cui la guarnizione permette la tenuta dell?accoppiamento, ed una posizione di apertura in cui la guarnizione si disimpegna dal bordo della bocca di uscita della condensa.
Funzionalmente il galleggiante si muove verticalmente in funzione della pressione dei fumi dall?alto e della pressione idrostatica dal basso della condensa che si accumula sul fondo del contenitore: quando la pressione idrostatica della condensa supera la pressione dei fumi, la bocca di uscita si apre e la condensa pu? essere smaltita.
Alcune nervature possono essere previste sulla parete laterale interna del contenitore per facilitare il centraggio del galleggiante.
Svantaggiosamente l?accoppiamento di detta protrusione superiore del galleggiante con la sede interna del contenitore, riduce la superficie superiore del galleggiante su cui pu? insistere la pressione dei fumi. Conseguentemente si riduce la tenuta della guarnizione sulla bocca di uscita.
Scopo della presente invenzione ? realizzare un dispositivo per lo scarico della condensa per una caldaia a condensazione, comprendente un contenitore ed un galleggiante alloggiato nel contenitore, in cui il galleggiante ? atto ad esercitare una tenuta tramite una guarnizione su una bocca di uscita della condensa, in cui la pressione dei fumi permetta una migliore tenuta della guarnizione.
Ulteriore scopo della presente invenzione ? che il galleggiante sia semplice da realizzare e semplice da accoppiare al contenitore.
Ancora ulteriore scopo della presente invenzione ? che il dispositivo sia in grado di lavorare a pressioni dei fumi superiori ai 500 Pa (Pascal, equivalenti a 50 mmH2O, ovvero a 50 mm di colonna d?acqua), almeno fino a 1500 Pa (150 mmH2O).
In accordo con l?invenzione detti ed ulteriori scopi sono raggiunti con un dispositivo per lo scarico di condensa per una caldaia a condensazione, comprendente un contenitore, un galleggiante alloggiato nel contenitore, ed un tappo atto a chiudere il contenitore,
in cui il tappo prevede almeno una bocca di ingresso di fumi della caldaia, in cui il contenitore comprende una parete laterale rastremata verso il basso, un bordo superiore ed una bocca di uscita della condensa,
in cui il galleggiante comprende una parete laterale, un fondo ed un coperchio atto ad individuare una cavit? interna insieme alla parete laterale ed al fondo che prevede una sede per un anello elastico atto ad interagire a tenuta con un bordo rialzato della bocca di uscita del contenitore,
in cui il galleggiante ? atto ad assumere almeno, una prima posizione in cui chiude a tenuta la bocca di uscita tramite l?anello elastico, ed una seconda posizione in cui il galleggiante ? disaccoppiato dalla bocca di uscita consentendo cos? lo scarico della condensa dal contenitore,
caratterizzato dal fatto che
sulla parete laterale del galleggiante, protrudenti verso l?esterno, sono previste nervature atte a guidare il galleggiante in modo che assuma detta prima posizione, in cui le nervature sono atte ad interagire con la parte interna della parete laterale del contenitore,
in detta seconda posizione il galleggiante essendo libero di fluttuare all?interno del contenitore rimanendo il coperchio del galleggiante separato dal tappo.
Vantaggiosamente l?assenza di vincoli tra il coperchio e il tappo sovrastante il galleggiante, permette di far lavorare il dispositivo ad elevate pressioni di fumi, pari o anche maggiori di 1500 Pa (Pascal, equivalenti a 150 mmH2O).
Il centraggio del galleggiante non ? penalizzato grazie alle nervature che avvicinandosi al fondo del contenitore toccano la parte interna della parete che ? rastremata verso il fondo in modo da ottenere un perfetto allineamento solo quando ? utile, ovvero quando il galleggiante si trova nella posizione di chiusura della bocca di uscita.
Queste ed altre caratteristiche della presente invenzione saranno rese maggiormente evidenti dalla seguente descrizione dettagliata in suoi esempi di realizzazione pratica illustrati a titolo non limitativo nei disegni allegati, in cui:
la figura 1 mostra una prima vista laterale di un dispositivo secondo la presente invenzione;
la figura 2 mostra una seconda vista laterale del dispositivo, ruotata di 90? attorno ad un asse verticale rispetto alla prima vista laterale;
la figura 3 mostra una vista in sezione secondo la linea III-III di figura 1, in cui un galleggiante ? in una prima posizione;
la figura 4 mostra una vista in sezione analoga a quella di figura 3, in cui il galleggiante ? in una seconda posizione;
la figura 5 mostra una vista in prospettiva dall?alto del galleggiante;
la figura 6 mostra una vista in pianta dall?alto del galleggiante;
la figura 7 mostra una vista laterale del galleggiante;
la figura 8 mostra una vista in sezione secondo la linea VIII-VIII di figura 6; la figura 9 mostra una vista laterale di un contenitore del dispositivo;
la figura 10 mostra una vista in sezione secondo la linea X-X di figura 9;
la figura 11 mostra una vista in sezione secondo la linea XI-XI di figura 9; la figura 12 mostra un ingrandimento del contenuto del tondo A di figura 11; la figura 13 mostra una vista in pianta dall?alto di un tappo di chiusura del dispositivo;
la figura 14 mostra una vista in pianta dal basso del tappo di chiusura;
la figura 15 mostra una vista laterale del tappo di chiusura;
la figura 16 mostra una vista in sezione secondo la linea XVI-XVI di figura 15. Un dispositivo 1 per lo scarico della condensa accoppiabile ad una caldaia a condensazione (non mostrata), o in modo equivalente ad un qualsiasi generatore d?aria calda con ciclo di combustione in pressione, comprende un contenitore 2, un galleggiante 3 alloggiato nel contenitore 2, ed un tappo 4 atto a chiudere il contenitore 2 (figure 1-4).
Il tappo 4 (figure 13-16) prevede due bocche di ingresso 5 dei fumi, una verticale ed una orizzontale. Il tappo 4 pu? prevedere anche una sola bocca di ingresso 5, la doppia bocca di ingresso 5 garantendo per? una migliore flessibilit? di utilizzo, ovvero una migliore adattabilit? alla caldaia a cui il dispositivo 1 deve essere accoppiato.
Preferibilmente, solidali al tappo 4, sono previsti due elettrodi 6 atti a segnalare andando i corto-circuito se il contenitore 2 ? pieno di condensa, eventualmente bloccando subito la caldaia per prevenire danni.
Il tappo 4 comprende sulla parte inferiore dei mezzi di aggancio a scatto 7 per accoppiarsi con la sommit? del contenitore 2 come sar? pi? chiaro in seguito. Detti mezzi di aggancio a scatto 7 hanno per esempio la forma di denti rivolti verso l?interno (figura 16). Preferibilmente sono previsti quattro denti in modo da poter accoppiare il tappo 4 con il contenitore 2 secondo quattro posizioni diverse, due posizioni consecutive essendo distanziate di 90? attorno ad un asse verticale del dispositivo 1.
Il contenitore 2 (figure 9-12) comprende una parete laterale 21 sostanzialmente cilindrica rastremata verso il basso, un bordo superiore 22 ed una bocca di uscita 23 della condensa.
Il bordo superiore 22 prevede nervature 24 che protrudono verso l?esterno atte ad accoppiarsi con detti mezzi di aggancio a scatto 7 del tappo 4. Preferibilmente sono previste quattro nervature 24, una per ogni dente dei mezzi di aggancio a scatto 7.
La bocca di uscita 23 ? sul fondo del contenitore 2 e presenta un bordo rialzato 25. La bocca di uscita 23 comprende una porzione verticale 231 che si affaccia nel vano interno del contenitore 2, ed una porzione orizzontale 231 atta a collegarsi con un condotto di scarico (non mostrato) della condensa.
Vantaggiosamente le differenti posizioni di accoppiamento del tappo 4 con il contenitore 2 determinano diversi orientamenti delle bocche di ingresso 5 e della bocca di uscita 23 rendendo il dispositivo 1 flessibile nell?uso cos? adattandosi sia all?attacco (non mostrato) della caldaia in ingresso, sia all?attacco del condotto di scarico della condensa in uscita.
Il galleggiante 3 (figure 5-8) ha forma sostanzialmente cilindrica e comprende una parete laterale 31, un fondo 32 di pezzo con la parete laterale 31, ed un coperchio 33 rimuovibile atto ad individuare una cavit? interna 34 insieme alla parete laterale 31 ed al fondo 32.
Il coperchio 33 si accoppia reversibilmente, preferibilmente ad incastro, con un bordo in corrispondenza della sommit? della parete laterale 31.
Sulla parete laterale 31, protrudenti verso l?esterno, sono previste nervature 35 atte a guidare il galleggiante 3 all?interno del contenitore 2. Le nervature 35 sono atte ad interagire con la parte interna della parete laterale 21 del contenitore 2.
Le nervature 35 si sviluppano in verticale, dal fondo 32 fino ad una quota preferibilmente inferiore ad una linea mediana M (figura 8) posizionata ad una quota pari alla met? dell?altezza complessiva del galleggiante 3.
Preferibilmente il galleggiante 3 ha una altezza compresa tra 55 mm (millimetri) e 60 mm (per esempio 57 mm), in cui le nervature 35 raggiungono una quota compresa tra 20 mm e 25 mm (per esempio 22 mm).
Il fondo 32, sostanzialmente orizzontale, prevede un ingrossamento centrale 36 (figura 8) comprendente una protrusione superiore 361 che si affaccia nella cavit? interna 34, ed una protrusione inferiore 362 che si estende verso l?esterno del galleggiante 3.
La protrusione inferiore 362 comprende una sede 37 atta ad alloggiare un anello elastico 38 di tipo O-ring, ovvero una guarnizione di tenuta.
L?accoppiamento tra sede 37 ed anello elastico 38 ? tale da permettere all?anello elastico 38 di sporgere verso l?esterno cos? da potersi accoppiare con il bordo rialzato 25 della bocca di uscita 23 del contenitore 2 (figura 3).
L?ingrossamento centrale 36 ? atto concentrare il peso del galleggiante verso il basso, ovvero il baricentro del galleggiante 3 ? sotto la linea mediana M definente met? dell?altezza complessiva del galleggiante 3.
In particolare pi? del 60% del peso del galleggiante 3 deve essere sotto la linea mediana; pi? in particolare pi? del 25% del peso del galleggiante 3, preferibilmente pi? del 30%, deve essere concentrato sul fondo 32, ovvero sotto una linea orizzontale F tangente ad un piano orizzontale 39 della protrusione superiore 361 del fondo 32.
Per esempio, se il galleggiante 3 pesa 46g (grammi), la porzione di galleggiante sotto le nervature 35, ovvero al di sotto della linea mediana M, pesa 22g, mentre il fondo pesa 15g.
Vantaggiosamente il baricentro del galleggiante 3 ? ribassato, ovvero ben sotto la linea mediana M, e concentrato nella parte centrale del fondo 32 dove avviene l?accoppiamento con la bocca di uscita 23.
Conseguentemente migliora la tenuta della chiusura della bocca di uscita 23 in presenza di poca condensa nella prima posizione di figura 3.
Il funzionamento del dispositivo 1 ? facilmente comprensibile osservando le affiancate figure 3 e 4.
In figura 3 il galleggiante 3 chiude la bocca di uscita 23 perch? la pressione (dall?alto) dei fumi sulla sommit? del galleggiante 3 ? superiore alla spinta idrostatica (dal basso) della condensa accumulata sul fondo del contenitore 2, sotto il fondo 32 del galleggiante 3.
Quanto la pressione idrostatica della condensa sul fondo 32 del galleggiante 3 ? maggiore della pressione (in verso opposto) dei fumi, il galleggiante 3 si solleva aprendo la bocca di uscita 23: la condensa viene scaricata finch? la pressione dei fumi torna ad essere superiore a quella (opposta) della condensa.
L?assenza di vincoli tra il coperchio 33 e il tappo 4 sovrastante il galleggiante 3, permette di far lavorare il dispositivo 1 ad elevate pressioni di fumi, maggiori di 500 Pa (Pascal, equivalenti a 50 mmH2O), per esempio 1500 Pa (150mmH2O).
Il centraggio del galleggiante 3 non ? penalizzato grazie alle nervature 35 che avvicinandosi al fondo del contenitore 2 toccano la parte interna della parete 21: come detto la parete 21 ? rastremata verso il fondo in modo da ottenere un perfetto allineamento solo quando ? utile, ovvero quando il galleggiante 3 si trova nella posizione di figura 3 ovvero nella posizione di chiusura della bocca di uscita 23.
L?ingrossamento centrale 36 va a porsi sopra il bordo rialzato 25 della bocca di uscita 23 caricando cos? efficacemente l?anello elastico 38 per una tenuta ottimale.
Il fondo 32 comprende un?ampia superficie inferiore, attorno all?ingrossamento centrale 36, utile alla spinta idrostatica verso l?alto della condensa.
Il dispositivo 1 ? semplice da assemblare: si inserisce il galleggiante 3 nella cavit? interna 34 del contenitore 2 che auto-centra il galleggiante 3 grazie alla parete 21 rastremata verso il basso che interagisce con le nervature 35; si chiude il contenitore 2 con il tappo 4 in una delle quattro posizioni in base alle esigenze; si connette il dispositivo 1 allo scarico fumi della caldaia tramite una delle bocche d?ingresso 5; infine si connette la bocca di uscita 23 ad un condotto di scarico della condensa.
Il dispositivo 1 secondo la presente invenzione ? facilmente associabile a qualsiasi generatore d?aria a condensazione con ciclo di combustione in pressione, per esempio una caldaia a condensazione, lavorando a pressioni elevate anche pari o superiori ai 1500 Pa.
In una prova eseguita il 16.3.2021 presso la richiedente su un prototipo con codice PRT_71 installato su un generatore di aria calda con circuito di combustione in pressione (tipo B23/C63), secondo la norma italiana EN15502-2-1 par. 8.11.201.3.2, non si ? registrata alcuna uscita di fumi a valle del dispositivo con pressione rilevata di 1500 Pa.
La tenuta dell?anello elastico 38 ? efficiente ed in caso di eccesso di condensa nel contenitore 2, gli elettrodi 6 vanno in corto-circuito bloccando la caldaia.
Claims (10)
1. Dispositivo (1) per lo scarico di condensa per una caldaia a condensazione, comprendente un contenitore (2), un galleggiante (3) alloggiato nel contenitore (2), ed un tappo (4) atto a chiudere il contenitore (2),
in cui il tappo (4) prevede almeno una bocca di ingresso (5) di fumi della caldaia, in cui il contenitore (2) comprende una parete laterale (21) rastremata verso il basso, un bordo superiore (22) ed una bocca di uscita (23) della condensa,
in cui il galleggiante (3) comprende una parete laterale (31), un fondo (32) ed un coperchio (33) atto ad individuare una cavit? interna (32) insieme alla parete laterale (31) ed al fondo (32) che prevede una sede (37) per un anello elastico (38) atto ad interagire a tenuta con un bordo rialzato (25) della bocca di uscita (23) del contenitore (2),
in cui il galleggiante (3) ? atto ad assumere almeno, una prima posizione in cui chiude a tenuta la bocca di uscita (23) tramite l?anello elastico (38), ed una seconda posizione in cui il galleggiante (3) ? disaccoppiato dalla bocca di uscita (23) consentendo cos? lo scarico della condensa dal contenitore (2),
caratterizzato dal fatto che
sulla parete laterale (31) del galleggiante (2), protrudenti verso l?esterno, sono previste nervature (35) atte a guidare il galleggiante (3) in modo che assuma detta prima posizione, in cui le nervature (35) sono atte ad interagire con la parte interna della parete laterale (21) del contenitore (2),
in detta seconda posizione il galleggiante (3) essendo libero di fluttuare all?interno del contenitore (2) rimanendo il coperchio (33) del galleggiante (3) separato dal tappo (4).
2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il baricentro del galleggiante (3) ? sotto una linea mediana (M) del galleggiante (3) definente met? dell?altezza complessiva del galleggiante (3).
3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il fondo (32) del galleggiante (3) prevede un ingrossamento centrale (36) comprendente una protrusione superiore (361) che si affaccia nella cavit? interna (34) del galleggiante (3), ed una protrusione inferiore (362) che si estende verso l?esterno del galleggiante (3), in cui la protrusione inferiore (362) comprende la sede (37) atta ad alloggiare l?anello elastico (38), in cui l?ingrossamento centrale (36) ? atto concentrare il peso del galleggiante (3) verso il fondo (32) sotto la linea mediana (M).
4. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che almeno il 60% del peso del galleggiante (3) ? sotto la linea mediana (M).
5. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che almeno il 25% del peso del galleggiante (3) ? sotto una linea orizzontale (F) tangente ad un piano orizzontale (39) della protrusione superiore (361) del fondo (32).
6. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le nervature (35) si sviluppano in verticale, dal fondo (32) fino ad una quota preferibilmente inferiore alla linea mediana (M) del galleggiante (3).
7. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto il tappo (4) comprende su una porzione inferiore dei mezzi di aggancio a scatto (7) per accoppiarsi con la sommit? del contenitore (2) che comprende un bordo superiore (22) avente nervature (24) che protrudono verso l?esterno, in cui ? prevista una nervatura (24) per ogni mezzo di aggancio a scatto (7), in cui una nervatura (24) pu? essere agganciata da un diverso mezzo di aggancio a scatto (7) in modo che il tappo (4) assuma diverse posizioni rispetto al contenitore (2).
8. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il tappo (4) prevede due bocche di ingresso (5) dei fumi, una verticale ed una orizzontale.
9. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere due elettrodi (6) atti a segnalare, andando i cortocircuito, se il contenitore (2) ? pieno di condensa.
10. Uso di un dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di essere idoneo ad operare con pressione dei fumi di una caldaia a condensazione fino ad almeno 1500 Pa.
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- 2021-05-04 IT IT102021000011333A patent/IT202100011333A1/it unknown
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