IT202100011375A1 - Gruppo caldaia a pellet - Google Patents

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Description

Descrizione di un brevetto per invenzione industriale per il trovato avente titolo:
?GRUPPO CALDAIA A PELLET?
La presente invenzione si riferisce, in generale, ad un gruppo caldaia a pellet. Pi? in particolare, si tratta di un gruppo caldaia a pellet, la cui caldaia ha volume e peso ridotti.
Come noto, le caldaie a pellet sono caldaie atte alla produzione di acqua calda per gli impianti di riscaldamento e/o di acqua calda sanitaria tramite la combustione del pellet.
Le caldaie a pellet hanno costi di esercizio piuttosto convenienti, in quanto il combustibile utilizzato ? poco costoso, e sono ecocompatibili, poich? i fumi emessi non sono dannosi per l?ambiente.
Le caldaie a pellet comunemente utilizzate hanno comunque degli aspetti negativi. Uno di questi risiede nel doverle approvvigionare di combustibile.
Infatti, le caldaie a pellet comprendono un serbatoio che deve essere riempito con frequenza, a seconda delle sue dimensioni e del consumo della stessa caldaia.
Solitamente tale operazione ? poco comoda, in quanto prevede il sollevamento di sacchi di pellet da rovesciare all?interno del serbatoio.
Per ridurre tale problematica, si ? cercato di realizzare caldaie a pellet con un serbatoio di volume importante.
Di conseguenza, per?, le dimensioni dell?intera caldaia a pellet aumentano, rendendo difficoltosa la loro collocazione nelle abitazioni.
Risolvere questo inconveniente, posizionando le caldaie a pellet all?esterno delle abitazioni non sarebbe comunque possibile, in quanto con tale disposizione, il combustibile potrebbe rimanere all?interno della caldaia anche per almeno un paio di giorni e subire cos? l?umidit? del luogo d?installazione, essendo il serbatoio della caldaia un blocco unico con la camera di combustione.
L?esposizione prolungata del pellet (combustibile solido legnoso) all?umidit? porta ad avere cattive combustioni che non rispettano i limiti emissivi imposti dalle normative europee vigenti.
Al fine di ridurre le dimensioni di una caldaia a pellet, alcune soluzioni secondo la tecnica nota prevedono l?installazione di un sistema pneumatico che porta il pellet da un deposito di dimensioni rilevanti, collocato lontano dalla caldaia, ma in un posto asciutto, ad un contenitore ermetico, posizionato appena sopra la caldaia a pellet.
Una volta che il contenitore ermetico ? riempito di pellet, esso viene scaricato all?interno del serbatoio disposto nella caldaia.
Si tratta, comunque, di sistemi ulteriori, esterni alle caldaie, che comportano un aumento dei costi dell?interno sistema di riscaldamento.
Va inoltre ricordato che le rilevanti dimensioni delle caldaie a pellet comunemente note sul mercato sono anche dovute al fatto di dover garantire un?elevata efficienza, dimensioni dovute essenzialmente alla configurazione e ai materiali utilizzati nello scambiatore disposto al loro interno.
Una riduzione delle dimensioni potrebbe, quindi, comportare una diminuzione dell?efficienza della caldaia a pellet.
Scopo della presente invenzione ? quello di offrire un gruppo caldaia a pellet che abbia volume e peso ridotti.
Un altro scopo dell?invenzione ? quello di fornire un gruppo caldaia a pellet che sia comoda da utilizzare.
Un ulteriore scopo dell'invenzione ? quello di offrire un gruppo caldaia a pellet che abbia un?elevata efficienza.
Un altro scopo ancora dell?invenzione ? quello di fornire un gruppo caldaia a pellet che possa essere installata in modo analogo alle comuni caldaie murali a gas.
Questi ed altri scopi vengono raggiunti, secondo l?invenzione, da un gruppo caldaia a pellet comprendente una caldaia a pellet, un serbatoio di raccolta pellet e mezzi di collegamento tra il serbatoio e la caldaia a pellet.
Inoltre, la caldaia a pellet comprende un dispositivo bruciatore e scambiatore in cui avviene la combustione del pellet ed il riscaldamento dell?acqua, un dispenser atto a contenere il pellet da bruciare, e un dispositivo di collegamento tra il dispenser ed il dispositivo bruciatore e scambiatore.
In particolare, il gruppo caldaia a pellet si caratterizza per il fatto che il dispositivo di collegamento comprende un dispositivo di chiusura ermetica atto a chiudere ermeticamente il dispenser e rendere il dispenser, il serbatoio ed i mezzi di collegamento, un'unica camera ermetica, cos? da garantire il passaggio del pellet dal serbatoio al dispenser ed isolare il dispenser dal dispositivo bruciatore e scambiatore.
Vantaggiosamente, i mezzi di collegamento possono comprendere un motore pneumatico atto ad aspirare il pellet contenuto nel serbatoio e portarlo nel dispenser quando il dispositivo di chiusura chiude ermeticamente il dispenser.
Infatti, con la chiusura ermetica del dispenser e il suo collegamento con serbatoio, reso anch?esso ermetico, si pu? ottenere il passaggio del pellet pneumaticamente dal serbatoio al dispenser.
Inoltre, i mezzi di collegamento possono comprendere un primo condotto atto al passaggio di pellet dal serbatoio al dispenser, ed un secondo condotto atto al passaggio d?aria dal dispenser al serbatoio. In questo modo, il dispenser viene caricato di pellet e l?aria in esso contenuta viene portata nel serbatoio.
Vantaggiosamente, il serbatoio pu? comprendere un filtro atto a garantire l?uscita d?aria filtrata all?esterno del serbatoio stesso e a mantenere la polvere di pellet all?interno del serbatoio.
Grazie alla presenza del filtro ed in particolare la sua collocazione, la polvere di pellet viene portata nel serbatoio e non lasciata nel dispenser, facilitando le operazioni di pulizia del gruppo caldaia a pellet
Inoltre, il dispositivo di collegamento pu? comprendere un tubo di connessione ed una serranda atta ad essere posta in movimento da mezzi di movimentazione e a chiudere il tubo di connessione.
Vantaggiosamente, il dispositivo di collegamento pu? comprendere due piastre di slittamento sulle quali pu? scorrere la serranda, cos? da garantire una perfetta movimentazione della serranda ed evitare manutenzione in tale sistema di movimentazione.
Inoltre, il dispositivo di collegamento pu? comprendere un interruttore a scatto atto a rilevare la posizione della serranda e la perfetta chiusura del tubo di connessione, cos? da attivare la fase di caricamento del dispenser soltanto quando il dispenser stesso ? ermeticamente chiuso rispetto al dispositivo bruciatore e scambiatore.
Vantaggiosamente, il dispenser pu? comprendere almeno un sensore atto a rilevare il livello di riempimento dello stesso dispenser, cos? da far partire la procedura di caricamento dello stesso dispenser in casi di necessit?.
Inoltre, il dispositivo bruciatore e scambiatore pu? comprendere un sensore di temperatura atto a misurare la temperatura dei fumi in uscita dalla combustione del pellet, cos? che, dopo la fase di caricamento del dispenser e l?interruzione di approvvigionamento di pellet nel dispositivo bruciatore e scambiatore, la combustione venga fatta proseguire solo se la temperatura dei fumi ? superiore ad un valore predeterminato.
Vantaggiosamente, il dispositivo bruciatore e scambiatore pu? comprendere almeno un tubo per il passaggio dei fumi realizzato in acciaio e rame, cos? da aumentare l?efficienza dello stesso dispositivo bruciatore e scambiatore.
Grazie alle caratteristiche sopra illustrate, ? possibile realizzare una caldaia a pellet di dimensioni e peso ridotti, mantenendo se non migliorando le prestazioni e l?efficienza delle caldaie a pellet di tipo noto.
In particolare, grazie a tale diminuzione di peso e dimensioni, ? possibile fissare la caldaia secondo l?invenzione ad una parete, rendendola quindi una caldaia a pellet ?murale?.
Di conseguenza, anche le classiche caldaie murali a gas possono essere sostituite dalla caldaia a pellet secondo l?invenzione.
In altre parole, grazie alle caratteristiche illustrate, ? possibile ottenere una caldaia a pellet ridotta negli ingombri, salvaguardando comunque le rese termiche, e con un peso nettamente inferiore rispetto allo standard del settore.
Tutto questo consente di fissare a muro la caldaia a pellet secondo l?invenzione, ed inoltre di gestire il carico del pellet comodamente, senza dover avere accessibilit? nella parte superiore come avviene attualmente per le comuni caldaie a pellet.
Ulteriori caratteristiche e particolari potranno essere meglio compresi dalla descrizione che segue, data a titolo di esempio non limitativo, nonch? dall?annessa tavola di disegno in cui:
la figura 1 ? una vista frontale di un gruppo caldaia a pellet, secondo l?invenzione, formato da una caldaia a pellet e un serbatoio tra loro collegati; la figura 2 ? una vista assonometrica del gruppo caldaia a pellet di figura 1, in cui la caldaia a pellet ? priva di pannelli di copertura;
la figura 3 ? una vista assonometrica della caldaia a pellet di figura 2, formata da un dispenser, da un dispositivo bruciatore e scambiatore e da un dispositivo di collegamento tra il dispenser ed il dispositivo bruciatore e scambiatore;
la figura 4 ? una vista frontale della caldaia a pellet di figura 3;
la figura 5 ? una vista di un particolare indicato con A in figura 4;
la figura 6 ? una vista assonometrica di una porzione della caldaia a pellet di figura 3;
la figura 7 ? una vista assonometrica del dispenser di figura 3;
la figura 8 ? una vista laterale in sezione del dispositivo bruciatore e scambiatore di figura 3.
Con riferimento alle figure allegate, in particolare alle figure 1 e 2, con 10 viene indicato nel suo insieme un gruppo caldaia a pellet comprendente una caldaia a pellet 12 e un serbatoio 14 comandati da una centralina di controllo e tra loro collegati da un primo condotto 16 e da un secondo condotto 18.
La caldaia a pellet 12 ? montata su una parete P, allo scopo di riscaldare acqua sanitaria e/o acqua da immettere in un impianto di riscaldamento.
Il serbatoio 14 contiene il pellet da bruciare nella caldaia a pellet 12 e pu? essere disposto lontano dalla stessa caldaia a pellet, anche in un ambiente diverso.
Infatti, il pellet viene portato dal serbatoio 14 nella caldaia a pellet 12 attraverso il primo condotto 16.
Come illustrato nelle figure 3 e 4, la caldaia a pellet 12 comprende: - un dispenser 20;
- un dispositivo bruciatore e scambiatore 22;
- un dispositivo di collegamento 24 tra il dispenser 20 ed il dispositivo bruciatore e scambiatore 22;
- una presa tubo 26 alla quale ? collegato il primo condotto 16;
- un motore pneumatico 30 collegato alla presa tubo 26 mediante un condotto di collegamento 28.
Il pellet, portato nella caldaia a pellet 12 attraverso il primo condotto 16, viene dapprima stipato nel dispenser 20 e da qui nel dispositivo bruciatore e scambiatore 22, attraverso il dispositivo di collegamento 24.
Il dispositivo di collegamento 24 comprende un tubo di connessione 32 intermezzato da due piastre di slittamento 34 sulle quali pu? scorrere una serranda 36.
La serranda 36 che blocca il passaggio nel tubo di connessione 32, ? posta in movimento da un motore lineare 38.
Un interruttore a scatto 40, connesso alla centralina di controllo, rileva la posizione esatta della serranda 36, cos? da far caricare il dispenser 20 soltanto quando la serranda 36 chiude perfettamente il tubo di connessione 32.
Il dispenser 20, come da figura 7, comprende un contenitore 42 a cui sono collegati un tubo di adduzione 44 ed il secondo condotto 18. Il tubo di adduzione 44 ? connesso al motore pneumatico 30 che, come precedentemente illustrato, ? a sua volta collegato al serbatoio 14 mediante il primo condotto 16.
Il secondo condotto 18, illustrato solo parzialmente in figura 7, ? collegato direttamente al serbatoio 14, come precedentemente descritto, e serve a portare l?aria in uscita dal dispenser 20 al serbatoio 14, da cui esce una volta filtrata mediante un filtro disposto all?interno dello stesso serbatoio 14.
Il dispositivo bruciatore e scambiatore 22, illustrato singolarmente in figura 8, comprende un bruciatore accolto in una camera di combustione 46, superiormente ad una camera di raccolta ceneri e di ispezione 50.
Le pareti della camera di combustione 46 sono a contatto con l?acqua da riscaldare, che scorre anche in scambiatori 48.
I fumi, illustrati in figura 8 con delle frecce, salgano verso l?alto per poi scendere attraverso una prima fascia tubiera 52, attraversare una camera di decantazione 54, risalire attraverso una seconda fascia tubiera 56 portandosi verso l?uscita dal dispositivo bruciatore e scambiatore 22, anche grazie ad un motore estrattore fumi 58, visibile ed indicato nelle figure 2 e 3.
La prima fascia tubiera 52 e la seconda fascia tubiera 56 prevedono una porzione centrale 53 realizzata in rame ed una porzione periferica 57 realizzata in acciaio. In questo modo, la porzione periferica 57 garantisce solidit? e connessione con la restante parte del dispositivo bruciatore e scambiatore 22, mentre la porzione centrale 53 aumenta lo scambio termico con l?acqua grazie al materiale con cui ? realizzata.
Inferiormente alla camera di decantazione 54 ? presente l?ingresso aria 62 utile a garantire la combustione del pellet.
Il dispositivo bruciatore e scambiatore 22 comprende, inoltre, una termocoppia 60 atta a rilevare la temperatura all?interno nella camera di combustione 46.
Il gruppo caldaia a pellet 10 secondo l?invenzione prevede che il dispenser 20 della caldaia a pellet 12 venga caricato di pellet dal serbatoio 14 attraverso il primo condotto 16.
Infatti, mediante dei sensori nel dispenser 20 viene rilevata la quantit? di pellet ivi presente. Nel caso in cui il pellet presente sia inferiore ad una soglia minima predefinita, un microinterruttore presente nella presa tubo 26 fa partire la procedura di caricamento, regolata dalla centralina di controllo a cui le varie parti sono collegate.
Dapprima il tubo di connessione 32 del dispositivo di collegamento 24 viene chiuso mediante la serranda 36, cos? da rendere il contenitore 42 del dispenser 20 chiuso ermeticamente.
Come precedentemente illustrato, la posizione esatta della serranda 36 viene verificata dall?interruttore a scatto 40, connesso alla centralina di controllo, cos? da far partire le operazioni di caricamento del dispenser 20 soltanto quando la serranda 36 chiude perfettamente il tubo di connessione 32 e il sistema formato dal dispenser 20 e dal serbatoio 14, unitamente alle tubazioni di collegamento, ? reso perfettamente ermetico.
Una volta verificatasi tale condizione, viene azionato il motore pneumatico 30 che aspira il pellet presente nel serbatoio 14 portandolo nel contenitore 42 del dispenser 20. In particolare, il pellet passa attraverso il primo condotto 16, la presa tubo 26, il condotto di collegamento 28, il motore pneumatico 30 ed il tubo di adduzione 44.
Essendo il contenitore 42 ermetico, all?entrare del pellet dallo stesso contenitore 42 deve uscire dell?aria attraverso il secondo condotto 18 collegato al serbatoio 14 e da qui verso l?ambiente esterno, prima per? di attraversare l?apposito filtro disposto all?interno dello stesso serbatoio 14.
In questo modo, la polvere di materiale legnoso, residuale del pellet, rimane all?interno del serbatoio 14.
Una volta che il contenitore 42 del dispenser 20 ? carico, rilevazione effettuata mediante dei sensori di carico o di posizione disposti nello stesso contenitore 42, viene bloccato il motore di aspirazione 30 e la serranda 36 viene aperta.
Prima, per?, che la serranda 36 venga aperta, la termocoppia 60 rileva la temperatura dei fumi. Nel caso in cui i fumi abbiano una temperatura maggiore di 200?C, nel dispositivo bruciatore e scambiatore 22 la combustione di pellet viene fatta proseguire.
Nel caso in cui, invece, i fumi abbiano una temperatura inferiore a 200?C, viene eseguito un ciclo di spegnimento, bloccando l?alimentazione di pellet nel bruciatore all?interno del dispositivo bruciatore e scambiatore 22, seguita subito da un ciclo di accensione.
In questo modo, si vano ad eliminare i fumi nocivi, ossia quelli con temperatura inferiore a 200?C, dovuti ad una combustione non corretta del pellet, e si fa iniziare una nuova combustione con parametri corretti.
Possono essere previste, inoltre, varianti da ritenersi comprese nell?ambito dell?invenzione.
Ad esempio, i meccanismi presenti nel dispositivo di collegamento 24 possono essere diversi da quelli illustrati precedentemente, ma comunque tali da garantire l?interruzione di approvvigionamento di pellet nel dispositivo bruciatore e scambiatore 22 e da ottenere l?ermeticit? del sistema formato dal dispenser 20 e dal serbatoio 14, unitamente alle tubazioni di collegamento.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI
1. Gruppo caldaia a pellet (10) atto al riscaldamento di acqua e comprendente:
- una caldaia a pellet (12) comprendente:
o un dispositivo bruciatore e scambiatore (22) in cui avviene la combustione del pellet ed il riscaldamento dell?acqua;
o un dispenser (20) atto a contenere il pellet da bruciare;
o un dispositivo di collegamento (24) tra il dispenser (20) ed il dispositivo bruciatore e scambiatore (22);
- un serbatoio (14) di raccolta pellet;
- mezzi di collegamento (16, 18, 30) tra il serbatoio (14) e la caldaia a pellet (12);
caratterizzato dal fatto che il dispositivo di collegamento (24) comprende un dispositivo di chiusura (36) ermetica atto a chiudere ermeticamente il dispenser (20) e rendere il dispenser (20), il serbatoio (14) ed i mezzi di collegamento (16, 18, 30) un'unica camera ermetica, cos? da garantire il passaggio del pellet dal serbatoio (14) al dispenser (20).
2. Gruppo caldaia a pellet (10) secondo la rivendicazione precedente, in cui i mezzi di collegamento comprendono un motore pneumatico (30) atto ad aspirare il pellet contenuto nel serbatoio (14) e portarlo nel dispenser (20) quando il dispositivo di chiusura (36) chiude ermeticamente il dispenser (20).
3. Gruppo caldaia a pellet (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui i mezzi di collegamento comprendono:
- un primo condotto (16) atto al passaggio di pellet dal serbatoio (14) al dispenser (20);
- un secondo condotto (18) atto al passaggio d?aria dal dispenser (20) al serbatoio (14).
4. Gruppo caldaia a pellet (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il serbatoio (14) comprende un filtro atto a garantire l?uscita d?aria filtrata all?esterno del serbatoio (14) stesso e a mantenere la polvere di pellet all?interno del serbatoio (14).
5. Gruppo caldaia a pellet (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo di collegamento (24) comprende un tubo di connessione (32) ed una serranda (36) atta ad essere posta in movimento da mezzi di movimentazione (38) e a chiudere il tubo di connessione (36).
6. Gruppo caldaia a pellet (10) secondo la rivendicazione precedente, in cui il dispositivo di collegamento (24) comprende due piastre di slittamento (34) sulle quali pu? scorrere la serranda (36).
7. Gruppo caldaia a pellet (10) secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui il dispositivo di collegamento (24) comprende un interruttore a scatto (40) atto a rilevare la posizione della serranda (36) e la perfetta chiusura del tubo di connessione (32).
8. Gruppo caldaia a pellet (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispenser (20) comprende almeno un sensore atto a rilevare il livello di riempimento dello stesso dispenser (20).
9. Gruppo caldaia a pellet (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo bruciatore e scambiatore (22) comprende un sensore di temperatura (60) atto a misurare la temperatura dei fumi in uscita dalla combustione del pellet.
10. Gruppo caldaia a pellet (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo bruciatore e scambiatore (22) comprende almeno un tubo per il passaggio dei fumi realizzato in acciaio e rame.
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