ITBS20090036A1 - Dispositivo passivo di separazione e refrigerazione di un flusso di aria - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un dispositivo passivo per la separazione e la refrigerazione di un flusso di aria in un flusso di aria fredda e/o un flusso di aria calda.

E’ ben noto che innumerevoli applicazioni tecniche necessitano di dispositivi in grado di generare un flusso di aria calda o fredda, per esigenze di riscaldamento o raffreddamento di componenti, di ambienti, per l’ottenimento di reazioni chimiche, ecc.

Sovente, sono utilizzati dispositivi attivi, ossia dispositivi che impiegano energia per operare sul flusso di aria in entrata (in genere a temperatura ambiente), e ottenere un flusso di aria a temperatura maggiore (aria calda) e/o un flusso di aria a temperatura minore.

Esistono tuttavia dispositivi in grado di separare un flusso di aria in un flusso di aria fredda e/o un flusso di aria calda, sfruttando particolari geometrie delle camere interne, senza l’apporto di energia dall’esterno. Tali dispositivi sono noti come “dispositivi passivi†.

Un esempio di realizzazione di tali dispositivi à ̈ descritto nei documenti MI2006A001472, RU 2042089 e US 6,250,086.

Tuttavia, le soluzioni oggi note non sono in grado di soddisfare l’esigenza di ottenere un flusso di aria fredda a temperatura notevolmente inferiore rispetto alla temperatura dell’aria in ingresso.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un dispositivo passivo per la separazione di un flusso di aria in ingresso in un flusso di aria fredda e/o un flusso di aria calda, con notevole gradiente termico.

Tale scopo à ̈ raggiunto da un dispositivo realizzato in accordo con la rivendicazione 1. Le rivendicazioni da questa dipendenti descrivono varianti di realizzazione.

Le caratteristiche ed i vantaggi del dispositivo secondo la presente invenzione saranno evidenti dalla descrizione di seguito riportata, data a titolo esemplificativo e non limitativo, in accordo con le figure allegate, in cui:

- la figura 1 rappresenta una vista assonometrica del dispositivo secondo la presente invenzione;

- la figura 2 illustra una vista assonometrica parzialmente in sezione del dispositivo della figura 1;

- la figura 3 mostra una ulteriore vista assonometrica parzialmente in sezione del dispositivo della figura 1;

- la figura 4 rappresenta una ulteriore vista assonometrica parzialmente in sezione del dispositivo della figura 1; e

- la figura 5 illustra una vista assonometrica a parti separate del dispositivo della figura 1.

Con riferimento alle figure allegate, con 1 si à ̈ complessivamente indicato un dispositivo di separazione e refrigerazione passivo, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.

Il dispositivo 1 comprende un condotto di ingresso 6 per l’ingresso di un flusso di aria in pressione.

Il dispositivo 1 comprende, inoltre, un condotto di uscita aria fredda 8, per la fuoriuscita di un flusso di aria fredda, ossia aria ad una temperatura inferiore a quella del flusso di aria in ingresso.

Ulteriormente, il dispositivo 1 comprende un condotto di uscita aria calda intermedia 2, per la fuoriuscita di un flusso di aria calda intermedia, ed un condotto di uscita aria calda finale 4, per la fuoriuscita di un flusso di aria calda finale.

Inoltre, il dispositivo 1 presenta internamente una prima camera di separazione 10, nella quale sbocca il condotto di ingresso 6 e dalla quale si dirama il condotto di uscita aria calda intermedia 2 ed un ulteriore passaggio 12.

La camera di separazione 10 presenta una parete laterale 10a conformata a spirale, ad esempio con direzione assiale coincidente con la direzione di uscita dell’aria calda intermedia 2.

In particolare, l’andamento della parete laterale 10a à ̈ tale che la direzione dell’aria in ingresso, ossia la direzione dell’asse del condotto di ingresso 6, à ̈ tangente al tratto iniziale della parete; detta parete, procedendo nel verso di ingresso dell’aria, evolve a spirale, per raccordarsi nuovamente al condotto di ingresso 6.

In altre parole, il condotto di ingresso aria 6 Ã ̈ complanare con la camera intermedia 10 ovvero con la curva che definisce la parete 10a a spirale. Il condotto di uscita aria calda intermedia 2, invece, Ã ̈ perpendicolare alla camera intermedia 10 e perpendicolare al condotto di ingresso aria 6.

Preferibilmente, inoltre, la parete laterale 10a si estende in direzione assiale in modo convergente verso l’apertura del passaggio 12.

In particolare, preferibilmente, il condotto di uscita aria calda intermedia 2 Ã ̈ allineato con il passaggio 12.

Preferibilmente, inoltre, la superficie interna della parete 10a, lambita nel normale funzionamento dal flusso di aria, Ã ̈ lucidata, ad esempio a specchio.

In virtù della geometria della camera intermedia 10 e della collocazione delle luci del condotto di uscita aria calda intermedia 2 e del passaggio 12, nel condotto di uscita aria calda intermedia 2 si incanala un flusso di aria calda intermedia, che presenta temperatura superiore a quella del flusso di aria in ingresso, mentre nel passaggio 12 si incanala un flusso di aria fredda intermedia, che presenta temperatura inferiore a quella del flusso di aria in ingresso.

Il dispositivo 1 presenta inoltre, internamente, una camera di separazione finale 14, nella quale sbocca il passaggio 12 e dalla quale si diramano il condotto di uscita aria calda finale 4 ed il condotto di uscita aria fredda 8.

In particolare, il condotto di uscita aria calda finale 4 ed il condotto di uscita aria fredda 8 sono allineati; il passaggio 12 Ã ̈ perpendicolare a questi.

In particolare, il dispositivo 1 presenta un vano di accoglimento e comprende un inserto ruotabile 16.

L’inserto ruotabile ha estensione prevalente lungo un asse di inserto Z e comprende una testa 18 ed un codolo 20.

La testa ed il codolo sono internamente cavi, così definendo un condotto di inserto 22 in comunicazione con il condotto di uscita aria fredda 8.

Preferibilmente, l’inserto 16 à ̈ collocato in modo da essere allineato con l’asse di inserto Z al condotto di uscita aria fredda 8 ed al condotto di uscita aria calda finale 4.

In particolare, la testa 18 à ̈ accolta nel vano di accoglimento, così che lo spazio residuo nel vano definisce la camera di separazione finale 14.

La testa 18 dell’inserto 16 presenta una superficie di testa 30 sostanzialmente perpendicolare all’asse di inserto Z.

Sulla superficie di testa 30 sono ricavati una pluralità di fessure 32 inclinate rispetto alla direzione tangenziale, concordemente fra loro, in modo da realizzare un effetto turbina.

In particolare, la testa 30 comprende una pluralità di palette 34 disposte in successione circonferenziale, sporgenti assialmente dalla superficie di testa 30, separate fra loro circonferenzialmente da dette fessure 32.

Sulla superficie di testa 30 si apre inoltre, preferibilmente in posizione centrale, il condotto di inserto 22 che, dall’altra parte, sbocca verso il condotto di uscita aria fredda 8.

La testa 18 dell’inserto 16 à ̈ in battuta contro la parete che circonda l’apertura del condotto di uscita aria calda finale 4.

Il flusso di aria fredda intermedia che giunge alla testa 18 dal passaggio 12 passa attraverso le fessure 32 e pone in rotazione l’inserto 16.

In virtù della geometria della testa, della collocazione delle luci dei condotti e della rotazione dell’inserto, nel condotto di uscita aria fredda 8 si incanala un flusso di aria fredda, che presenta temperatura minore a quella del flusso di aria intermedio, mentre nel condotto aria calda finale si incanala un flusso di aria calda che presenta temperatura maggiore a quella del flusso di aria intermedio.

Secondo una forma di realizzazione preferita, il dispositivo 1 comprende:

- un corpo coperchio 100, costituito da una piastra dalla quale sporge il condotto di uscita aria calda intermedio 2;

- un primo corpo 200, nel quale à ̈ ricavato il vano per la realizzazione della prima camera di separazione 10, il passaggio 12 ed il vano di alloggiamento per la testa 18 dell’inserto 16, e dal quale sporgono il condotto di ingresso aria 6 ed il condotto di uscita aria calda finale 4;

- l’inserto 16;

- un secondo corpo 300, che presenta una sede cilindrica per accogliere il codolo 20 dell’inserto 16 e comprende il condotto di uscita aria fredda 8.

Preferibilmente, i componenti suddetti sono realizzati in materiale plastico, ad esempio tramite stampaggio o stampaggio ad iniezione.

Il corpo coperchio 100 Ã ̈ accoppiato al primo corpo 200 dalla parte della prima camera di separazione 10, in modo da delimitarla.

La testa 18 dell’inserto 16 à ̈ alloggiata nel vano di alloggiamento del primo corpo 200.

Il secondo corpo 300 à ̈ accoppiato al primo corpo 200, dalla parte del vano di alloggiamento, in modo che il codolo 20 dell’inserto 16 à ̈ alloggiato nella sede del secondo corpo.

Innovativamente, il dispositivo di separazione e refrigerazione sopra descritto consente di ottenere un notevole gradiente di temperatura fra il flusso di aria in ingresso ed il flusso di aria fredda in uscita.

Vantaggiosamente, inoltre, la struttura del dispositivo à ̈ particolarmente compatta e quindi agevole da utilizzare anche in sistemi di dimensioni ridotte.

Secondo un ulteriore aspetto vantaggioso, il dispositivo à ̈ realizzabile economicamente, essendo costituito da pezzi di geometria semplice, assemblati fra loro.

Vantaggiosamente, inoltre, il dispositivo à ̈ di dimensini ridotte e costituisce, quando assemblato, un tutt’uno trasportabile.

E’ chiaro che un tecnico del ramo, al fine di soddisfare esigenze contingenti, potrebbe apportare modifiche al dispositivo e all’apparato sopra descritti, tutte contenute nell’ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni seguenti.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo passivo di separazione e refrigerazione (1), comprendente: - un condotto di ingresso aria (6); - una prima camera di separazione (10) delimitata da una parete configurata a spirale; - un condotto di uscita aria calda intermedia (2) e un passaggio (12), che si diramano dalla prima camera di separazione (10), in cui detta prima camera di separazione à ̈ configurata per incanalare flussi di aria a temperatura diversa nel condotto di uscita aria calda intermedia (2) e nel passaggio (12); - una camera di separazione finale (14) in cui sbocca il passaggio (12); - un condotto di uscita aria calda finale (4) e un condotto di uscita aria fredda (8) che si diramano dalla camera di separazione finale (14); - un inserto (16) ruotabile sotto l’azione del flusso di aria alimentata alla camera di separazione finale (14), che incanala flussi di aria a temperatura diversa al condotto di uscita aria fredda (8) e al condotto di uscita aria calda finale (4).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui la superficie della parete laterale (10a) della prima camera di separazione à ̈ lucidata, ad esempio a specchio.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui l’inserto (16) à ̈ cavo e realizza un condotto di inserto (22) verso il condotto di uscita aria fredda (8).
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui l’inserto comprende un codolo (20) e una testa (18), allineati rispettivamente con il condotto di uscita aria fredda (8) ed il condotto di uscita aria calda finale (4).
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, in cui la testa (18) presenta una pluralità di fessure (32) inclinate rispetto alla direzione tangenziale alla testa per porre in rotazione l’inserto sotto l’azione del flusso di aria intermedio proveniente dal passaggio (12).
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, in cui la testa (18) comprende una pluralità di palette (34) disposte circonferenzialmente e separate da dette fessure (32).
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui la testa (18) presenta una superficie di testa (30) perpendicoalre all’asse di inserto (Z) sulla quale sono ricavate dette fessure (32), detta testa essendo in battuta contro la parete che delimita l’apertura del condotto di uscita aria finale (4).
8. 8. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 7, in cui radialmente internamente alle fessure (32) à ̈ disposta l’apertura del condotto di inserto (22) che, dall’altra parte, sbocca verso il condotto di uscita aria fredda (8).
9. 9. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente: - un corpo coperchio (100), costituito da una piastra dalla quale sporge il condotto di uscita aria calda intermedia (2); - un primo corpo (200), nel quale à ̈ ricavato il vano per la realizzazione della prima camera di separazione (10), il passaggio (12) ed un vano di alloggiamento per una porzione dell’inserto (16), il condotto di ingresso aria (6) ed il condotto di uscita aria calda finale (4); - un secondo corpo (300), che presenta una sede per accogliere l’altra porzione dell’inserto (16) e comprende il condotto di uscita aria fredda (8); assemblati fra loro.
10. 10. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, che, montato, costituisce un tutt’uno trasportabile.