ITBG20090001A1 - APPARATUS FOR THE PRODUCTION OF STEAM TO HUMIDIFY LOCALS - Google Patents
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Description
Descrizione di un brevetto d’invenzione avente per titolo: "Apparato per la produzione di vapore per umidificare locali" Description of an invention patent entitled: "Apparatus for the production of steam to humidify rooms"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione riguarda un apparato ed al relativo metodo per la produzione di acqua atomizzata (o nebulizzata) per umidificare locali quali bagni turchi, bagni a vapore, aree termali o aree benessere e simili, inoltre per aree o macchine industriali, quali ad esempio macchine per la panificazione o apparecchiature per uso estetico, ecc. The present invention relates to an apparatus and the relative method for the production of atomised (or nebulised) water to humidify rooms such as Turkish baths, steam baths, thermal areas or wellness areas and the like, furthermore for industrial areas or machines, such as machines for bakery or beauty equipment, etc.
Sono noti apparati per produrre vapore, ad esempio, da utilizzare in bagni turchi, comprendenti un vano in cui è presente una vasca contenente acqua che viene portata in ebollizione (per cui a una temperatura di 100-120°C) mediante elettrodi immersi nell’acqua. Per ottenere l’ebollizione dell’acqua è necessario fornire agli elettrodi una potenza che è normalmente compresa tra 3 e 20 kW. Apparatuses for producing steam are known, for example, to be used in Turkish baths, comprising a compartment in which there is a tank containing water which is brought to boiling (therefore at a temperature of 100-120 ° C) by means of electrodes immersed in water. To get the water to boil, it is necessary to supply the electrodes with a power that is normally between 3 and 20 kW.
Tale apparato è dotato di mezzi che mantengono sostanzialmente costante il livello dell’acqua nella vasca, oltre a mezzi per prelevare aria dall’esterno del vano, farla passare al di sopra della vasca in modo che si carichi del vapore prodotto e convogliarla infine nella cabina del bagno turco. This apparatus is equipped with means which keep the water level in the tank substantially constant, as well as means for drawing air from the outside of the compartment, making it pass above the tank so that it is loaded with the steam produced and finally conveying it into the cabin. of the Turkish bath.
L’apparato comprende normalmente anche un’unità di comando e controllo, collegata a mezzi di comando disposti nella cabina, unità che permette di variare temperatura e umidità in funzione delle rilevazioni di appositi sensori di temperatura e di umidità disposti nella cabina. The apparatus normally also includes a command and control unit, connected to command means arranged in the cabin, a unit that allows the temperature and humidity to be varied according to the measurements of appropriate temperature and humidity sensors arranged in the cabin.
I noti apparati del tipo descritto presentano vari inconvenienti e in particolare comportano un consumo energetico rilevante, ed una pericolosità elettrica intrinseca per via degli elettrodi immersi nell’acqua. Inoltre, questi apparati non funzionano se l'acqua è povera di sali, tanto che è necessario aggiungere sali all'acqua. La conseguenza è che si ha una significativa formazione di depositi calcarei. Va ancora detto che venendo prodotto vapore mediante ebollizione, il vapore che entra nei locale da umidificare ha una temperatura di 100-1 20°C mentre la temperatura ideale sarebbe attorno ai 50°C. Ciò fa sì che l’utilizzatore non possa stare vicino al bocchettone che permette di immettere il vapore nel locale da umidificare, per cui la zona circostante ad esso è inutilizzabile. The known apparatuses of the type described have various drawbacks and in particular involve a significant energy consumption, and an intrinsic electrical hazard due to the electrodes immersed in water. Furthermore, these devices do not work if the water is poor in salts, so much so that it is necessary to add salts to the water. The consequence is that there is a significant formation of limestone deposits. It should also be said that as steam is produced by boiling, the steam entering the room to be humidified has a temperature of 100-1 20 ° C while the ideal temperature would be around 50 ° C. This ensures that the user cannot stay close to the nozzle that allows steam to be introduced into the room to be humidified, so the area surrounding it is unusable.
Va ancora tenuto presente che in tali apparati noti, venendo il vapore ottenuto per ebollizione dell’acqua, non consentono di variare la produzione di vapore. It should also be borne in mind that in such known apparatuses, as the steam obtained by boiling the water comes, they do not allow the production of steam to be varied.
Scopo della presente invenzione è di realizzare un apparato per umidificare locali o aree che permetta di superare gli inconvenienti sopra specificati. The object of the present invention is to provide an apparatus for humidifying rooms or areas which allows to overcome the drawbacks specified above.
Tale scopo viene raggiunto grazie ad un apparato per umidificare locali, comprendente: un vano posto al di sopra di una vasca contenente acqua, il vano essendo dotato di un'apertura di ingresso per l'aria e di un'apertura di uscita; almeno un generatore di ultrasuoni posto in detta vasca per produrre acqua atomizzata; mezzi per prelevare aria attraverso l'apertura d'ingresso, farla passare in detto vano in modo che si carichi dell’acqua atomizzata prodotta e farla poi uscire attraverso detta apertura di uscita; tra detto vano e detta apertura di uscita è posto almeno un elemento riscaldante o refrigerante. This object is achieved thanks to an apparatus for humidifying rooms, comprising: a compartment placed above a tank containing water, the compartment being equipped with an inlet opening for the air and an outlet opening; at least one ultrasound generator placed in said tank to produce atomised water; means for drawing air through the inlet opening, passing it into said compartment so that it is filled with the atomized water produced and then letting it out through said outlet opening; between said compartment and said outlet opening there is at least one heating or cooling element.
Tale scopo viene inoltre raggiunto da un Metodo per umidificare locali, comprendente le fasi di: porre un generatore ad ultrasuoni all’interno di una vasca contenente acqua per produrre acqua atomizzata; prelevare detta acqua atomizzata ed inviarla all'interno di un manicotto; avvolgere una resistenza elettrica o un sistema refrigerante attorno al manicotto; connettere detto manicotto ad un locale da umidificare. This purpose is also achieved by a method for humidifying rooms, comprising the steps of: placing an ultrasonic generator inside a tank containing water to produce atomised water; taking said atomized water and sending it inside a sleeve; wrap an electrical resistance or a cooling system around the sleeve; connecting said sleeve to a room to be humidified.
Grazie alla presente invenzione si produce vapore atomizzando l’acqua, e vantaggiosamente sono previsti mezzi per riscaldare o per raffreddare l’acqua atomizzata in uscita. Thanks to the present invention, steam is produced by atomising the water, and advantageously means are provided for heating or cooling the atomized water at the outlet.
Convenientemente i mezzi di riscaldamento sono atti a portare la temperatura dell'acqua atomizzata dai 30°C ai 90°C a seconda dell'elemento riscaldante utilizzato e comunque secondo il controllo elettronico. Conveniently, the heating means are adapted to bring the temperature of the atomised water from 30 ° C to 90 ° C according to the heating element used and in any case according to the electronic control.
Convenientemente i mezzi di refrigerazione sono atti a portare la temperatura dell’acqua atomizzata a circa 5-15°C a seconda del sistema refrigerante utilizzato. Conveniently, the refrigeration means are designed to bring the temperature of the atomised water to about 5-15 ° C depending on the refrigerant system used.
Si è potuto in particolare verificare che, impiegando come mezzo di riscaldamento dell'acqua atomizzata una resistenza di potenza pari a circa 1000 W ed emettitori di ultrasuoni di potenza pari a circa 300 W, si ottengono risultati analoghi a quelli che si hanno impiegando il sopradescritto noto apparato che utilizza una potenza di 6 kW, con un notevole risparmio energetico. In particular, it has been possible to verify that, by using a power resistance of about 1000 W as a means of heating the atomised water and ultrasound emitters with a power of about 300 W, results similar to those obtained using the above described are obtained. known apparatus that uses a power of 6 kW, with a considerable energy saving.
Convenientemente i mezzi di riscaldamento o di refrigerazione comprendono un manicotto di metallo, buon conduttore termico, riscaldato mediante resistenze elettriche (per aumentare la temperatura), o refrigerato da un sistema refrigerante (per diminuire la temperatura) attraverso il quale viene fatto passare il flusso di acqua atomizzata uscente dal vano. Conveniently, the heating or refrigeration means comprise a metal sleeve, a good thermal conductor, heated by electric resistances (to increase the temperature), or refrigerated by a refrigerating system (to decrease the temperature) through which the flow of atomised water coming out of the compartment.
Sostituendo l'elemento riscaldante con un elemento refrigerante, mantenendo tutto il resto del sistema invariato è possibile generare vapore freddo (è possibile raggiungere una temperatura inferiore ai 15°C) permettendo quindi di realizzare ambienti freddi e umidi. By replacing the heating element with a cooling element, keeping the rest of the system unchanged, it is possible to generate cold steam (it is possible to reach a temperature below 15 ° C) thus allowing to create cold and humid environments.
Vantaggiosamente, all’Interno del manicotto sono presenti delle camere variamente forgiate per aumentare la superficie di scambio termico. Advantageously, inside the sleeve there are variously forged chambers to increase the heat exchange surface.
Ovviamente, anche l'apparato secondo la presente invenzione può essere dotato di un'unità di controllo e comando. Obviously, the apparatus according to the present invention can also be equipped with a control and command unit.
Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una sua forma di realizzazione pratica, illustrata a titolo di esempio non limitativo negli uniti disegni, nei quali: The characteristics and advantages of the present invention will become evident from the following detailed description of a practical embodiment thereof, illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawings, in which:
la figura 1 mostra schematicamente una sezione verticale di un apparato per la produzione di vapore per umidificare locali in accordo alla presente invenzione; la figura 2 mostra schematicamente una sezione della porzione di uscita di un apparato per la produzione di vapore per umidificare locali in accordo alla presente invenzione. figure 1 schematically shows a vertical section of an apparatus for the production of steam for humidifying rooms according to the present invention; Figure 2 schematically shows a section of the outlet portion of an apparatus for the production of steam for humidifying rooms according to the present invention.
Con acqua atomizzata (o nebulizzata) si intende acqua ridotta in minutissime gocce. With atomized (or nebulized) water we mean water reduced to very small drops.
Dalla figura si vede che un apparato 10 per la produzione di vapore da utilizzare per umidificare un locale (non mostrato), quale ad esempio un bagno turco, comprende un vano 12 dotato di un ingresso 14 da cui entra aria e di un’uscita 16 attraverso la quale l’acqua atomizzata generata nel vano 12 può essere immessa nel locale da umidificare. From the figure it can be seen that an apparatus 10 for the production of steam to be used to humidify a room (not shown), such as for example a Turkish bath, comprises a compartment 12 equipped with an inlet 14 from which air enters and an outlet 16 through which the atomised water generated in the compartment 12 can be introduced into the room to be humidified.
Una soffiante 18 (tipicamente un ventilatore) forza l'aria ad entrare attraverso l'ingresso 14 e di conseguenza obbliga l'aria a caricarsi dell’acqua atomizzata formatosi nel vano 12 ed uscire attraverso l’uscita 16, così da avere una circolazione d’aria come mostrato dalle frecce F in figura. A blower 18 (typically a fan) forces the air to enter through the inlet 14 and consequently forces the air to charge with the atomized water formed in the compartment 12 and exit through the outlet 16, so as to have a circulation of air as shown by the arrows F in the figure.
L’apparato 10 comprende una vasca 13, dove è posta l’acqua 20, posta al di sotto del vano 12. The apparatus 10 includes a tank 13, where the water 20 is placed, located below the compartment 12.
L’apparato 10, dall'ingresso 14 all’uscita 16 include un percorso curvilineo che obbliga all’aria entrante dall’ingresso 14 a passare nel vano 12, sopra l'acqua 20, e quindi verso l'uscita 16. The apparatus 10, from the entrance 14 to the exit 16 includes a curved path that forces the air entering from the entrance 14 to pass into the compartment 12, above the water 20, and then towards the exit 16.
Posto tra il vano 12 e l’uscita 16 è posto un manicotto 44, di lunghezza opportuna, avvolto da almeno un elemento 45 riscaldante o refrigerante. A sleeve 44, of suitable length, is placed between the compartment 12 and the outlet 16, wrapped by at least one heating or cooling element 45.
Il manicotto 44 è realizzato con un metallo buon conduttore termico, ad esempio alluminio. The sleeve 44 is made of a good thermal conducting metal, for example aluminum.
Per facilitare lo scambio termico, il manicotto 44, al suo interno, è suddiviso in camere per aumentare la superficie di scambio termico, e quindi trasferire in maggior misura la temperatura generata, dall'elemento 45, all’acqua atomizzata. To facilitate the heat exchange, the sleeve 44, inside, is divided into chambers to increase the heat exchange surface, and thus to a greater extent transfer the temperature generated by the element 45 to the atomised water.
Ad esempio, l'interno del manicotto 44 è formato da un insieme di elementi tubolari a forma di cella esagonale. Altre forme possono essere utilizzate. For example, the inside of the sleeve 44 is formed by a set of tubular elements in the shape of a hexagonal cell. Other forms can be used.
L’insieme del manicotto 44 e dell’elemento 45 sono predisposti per essere inseriti in un foro del locale da umidificare. The set of sleeve 44 and element 45 are designed to be inserted into a hole in the room to be humidified.
La lunghezza dell'elemento 45 dipende da diversi fattori, ad esempio dalla temperatura che si vuole raggiungere, dalla quantità di aria atomizzata che si vuole far fluire, ecc. The length of the element 45 depends on various factors, for example on the temperature to be reached, on the quantity of atomised air to be allowed to flow, etc.
Comunque normalmente la lunghezza è compresa tra i 20 ed i 100 cm ed ha un diametro compreso tra i 5 ed i 15 cm. However, normally the length is between 20 and 100 cm and has a diameter between 5 and 15 cm.
L'elemento 45 “riscaldante” è tipicamente una resistenza elettrica ad esempio di circa 1000 W. The "heating" element 45 is typically an electrical resistance of, for example, about 1000 W.
L’elemento 45 “refrigerante” è tipicamente un sistema di celle di Peltier ma si possono adottare altri sistemi. The "refrigerant" element 45 is typically a Peltier cell system but other systems can be adopted.
Sul fondo della vasca 13 sono disposti dei generatori di ultrasuoni 24 (per esempio con una potenza di circa 300 W) alimentati, preferibilmente, a bassa tensione, che atomizzano l'acqua. On the bottom of the tank 13 there are ultrasound generators 24 (for example with a power of about 300 W) fed, preferably, at low voltage, which atomise the water.
Un sensore di livello 26 (tipicamente un galleggiante) segnala quando il livello del pelo libero 28 dell’acqua 20 scende sotto un livello prestabilito in modo che si possa provvedere al rabbocco tramite convenzionali mezzi di rabbocco 34 (ad esempio una elettrovalvola) alimentati dalla rete idrica. Preferibilmente sono presenti altri sensori di livello 30, di sicurezza, nel caso il primo sensore 26 si guasti. A level sensor 26 (typically a float) signals when the level of the free surface 28 of the water 20 falls below a predetermined level so that it can be topped up by means of conventional top-up means 34 (for example a solenoid valve) powered by the mains water. Preferably there are other safety level sensors 30, in case the first sensor 26 fails.
L’apparato 10 comprende anche un’unità di comando e controllo 32, preferibilmente del tipo a microprocessore, collegata ai mezzi di riscaldamento o di refrigeramento 45, ai generatori di ultrasuoni 24 ai sensori di livello 26 e 30, alla soffiante 18, ai mezzi di rabbocco 34 e anche ad un sensore di temperatura 36 e ad un rilevatore del grado di umidità 38 entrambi disposti neH’ambiente da umidificare. In quest’ultimo sono pure disposti un comando 40 per la regolazione della temperatura, che comanda la resistenza o il sistema refrigerante 45, come pure un comando 42 per la regolazione deN'umidità nell’ambiente, che regola la velocità del ventilatore 18, così come può anche regolare il numero di generatori ad ultrasuoni 24 attivi. The apparatus 10 also comprises a command and control unit 32, preferably of the microprocessor type, connected to the heating or cooling means 45, to the ultrasonic generators 24 to the level sensors 26 and 30, to the blower 18, to the means 34 and also to a temperature sensor 36 and to a humidity level detector 38 both arranged in the room to be humidified. The latter also contains a control 40 for regulating the temperature, which controls the resistance or the refrigerating system 45, as well as a control 42 for regulating the humidity in the environment, which regulates the speed of the fan 18, thus how can also adjust the number of 24 active ultrasonic generators.
In una forma più semplice di realizzazione si possono eliminare i sensori 36 e 38, e predisporre i soli comandi 40 e 42 sull’apparato 10 (tarati opportunamente). In a simpler embodiment, the sensors 36 and 38 can be eliminated, and only the commands 40 and 42 can be prepared on the apparatus 10 (suitably calibrated).
L'apparato secondo la presente invenzione presenta notevoli vantaggi rispetto ai noti apparati descritti all'inizio. In particolare ha un consumo energetico notevolmente più basso e può funzionare anche nei casi in cui l’acqua a disposizione è povera di sali (si evita così di dover aggiungere sali all’acqua) e perfino con acqua distillata e acque termali. The apparatus according to the present invention has considerable advantages with respect to the known apparatuses described at the beginning. In particular, it has a significantly lower energy consumption and can work even in cases where the water available is poor in salts (thus avoiding having to add salts to the water) and even with distilled water and thermal waters.
Come generatori di ultrasuoni 24 è possibile utilizzare una pluralità degli stessi, in modo da realizzare un generatore della potenza voluta. Comandando elettricamente il numero di generatori attivi, risulta possibile determinare la quantità di acqua atomizzata generata. As ultrasound generators 24 it is possible to use a plurality of the same, so as to provide a generator of the desired power. By electrically controlling the number of active generators, it is possible to determine the quantity of atomised water generated.
Variando la velocità della soffiante 18 è possibile variare la quantità di vapore fornito. By varying the speed of the blower 18 it is possible to vary the quantity of steam supplied.
Grazie alla presente invenzione non è presente alcuna resistenza nell’acqua, quest'ultima non viene portata all'ebollizione, anzi risulterà a temperatura ambiente o poco di più, quindi si ha una maggiore sicurezza per gli operatori sia dal punto di vista elettrico sia delie temperature in gioco. Thanks to the present invention there is no resistance in the water, the latter is not brought to boiling, on the contrary it will be at room temperature or a little more, therefore there is greater safety for the operators both from an electrical and deliever point of view. temperatures involved.
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