ITCS20070034A1

ITCS20070034A1 - Scambiatore di calore per termocaldaia

Info

Publication number: ITCS20070034A1
Application number: IT000034A
Authority: IT
Inventors: Antonio Ungaro
Original assignee: Ungaro S R L
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2009-01-13
Also published as: EP2176617B1; CA2692808A1; EP2176617A2; WO2009008026A3; WO2009008026A2; RU2010102998A; US8656868B2; US20100180835A1; RU2465514C2; CA2692808C

Description

Scambiatore di calore per termocaldaia

Campo tecnico dell’invenzione

La presente invenzione concerne la realizzazione di uno scambiatore di calore per termocaldaia a combustibile solido in particelle con fascio tubero in rame, acciaio o altro materiale idoneo munito di raschia tubi e circolazione almeno doppia dei fumi di combustione per la produzione di acqua calda per riscaldamento domestico e per uso sanitario ad alto rendimento e con facilità di manutenzione.

Stato dell’arte

L’uso di combustibile a base di materiale legnoso si è molto diffuso ed ha spinto alla costruzione di caldaie che riscaldano acqua calda sia per riscaldamento che per acqua calda sanitaria, che vengono definite termocaldaie.

Nelle termocaldaia attualmente sul mercato quando gli scambiatori di calore si incrostano con i fumi della combustione (creosoto ed altro) le operazioni di pulizia debbono essere eseguite a mano. Queste operazioni sono difficili da eseguire e debbono essere effettuate quando la caldaia è spenta per evitare pericoli all’operatore. Tali operazioni richiedono mano d’opera specializzata e gli interventi di pulizia dopo il normale periodo di garanzia sono a carico dell’utilizzatore con un notevole aggravio di spesa, se si esegue, o con situazione di pericolo di incendio se si lascia accumulare la fuliggine sui tubi. La domanda di brevetto GB-21 85095 descrive una Termocaldaia in cui la camicia a doppia parete è realizzata con una lamiera a zig-zag e per costringere i fumi a lambire le pieghe della lamiera, nel focolare viene montato un deflettore che contiene tante alette quante sono le pieghe della lamiera. In questo caso la realizzazione è macchinosa e quindi costosa e i rendimenti non sono elevati in quanto la superficie di scambio termico che si realizza non è elevata.

La domanda di brevetto italiana CZ2004A000002 presenta un sistema che consente di raschiare i tubi di uno scambiatore di calore, attraverso l’uso di due alette che scorrono sui tubi e di cui una di dette alette costituisce un deflettore per i fumi della combustione, i quali sono costretti ad andare prima verso l’alto e poi verso il basso.

Tale soluzione presenta diversi ordini di difficoltà.

Siccome l’aletta intermedia deve fungere da deflettore, i tubi debbono essere inseriti nelle aperture presenti in detta aletta senza gioco, e quindi lo scorrimento tra aletta intermedia e tubi è molto difficoltoso.

Se l’aletta intermedia non realizza un contatto perfetto con il deflettore inferiore i fumi della combustione risalendo trovano una sezione più grande della sezione da cui debbono discendere, e questo crea un calo di rendimento della termocaldaia.

Inoltre le due alette, per il fatto che i tubi debbono essere inseriti nelle aperture presenti nelle alette senza gioco, non possono ruotare intorno ad un altro punto in quanto non ci sono altri punti su cui poggiano le aste di collegamento.

La presente invenzione si propone lo scopo di superare le difficoltà e gli svantaggi presenti nelle soluzioni attualmente in commercio.

Scopo principale della presente invenzione è di realizzare uno scambiatore di calore per termocaldaia per combustibile solido a fascio di tubi costituita da un focolare interno e da una camicia a doppia parete collegata dal fascio di tubi caratterizzato dal fatto che lo spazio sopra il focolare interno ed il fascio di tubi è diviso da una piastra, che i tubi che attraversano detta piastra in fori sono rigidamente fissati ad essa, che almeno una barra, comandabile dall’esterno, attraversa la piastra e la camicia a doppia parete su almeno un lato, che detta/e barra le porta/no almeno due placche di raschiatura, di cui almeno una intermedia posta da un lato della piastra e almeno un’altra dalla parte opposta della piastra, di cui almeno una posta all’estremità dei tubi. Altra caratteristica è data dal fatto che le placche sono poste almeno una dal lato in cui si comanda la barra /e e l’altra all’estremità opposta dei tubi. Altra caratteristica è data dal fatto che la piastra è composta da una parte inferiore inclinata e da una parte superiore perpendicolare ai tubi che è attraversata da essi.

Altra caratteristica è data dal fatto che la parte superiore della piastra attraversata dai tubi presenta delle piegature sui lati atte a ricevere la placca di raschiatura intermedia.

Altra caratteristica è data dal fatto che le barre sono comandabili dall’esterno e sono due.

Altra caratteristica è data dal fatto che la le barra /e sono comandabili attraverso una maniglia.

Altra caratteristica è data dal fatto che le barre passano dentro la camicia a doppia parete attraverso due manicotti.

Altra caratteristica è data dal fatto che le placche di raschiatura sono due di cui una intermedia posta dal lato da cui si comanda/no la le barra /e prima della piastra e un’altra dalla parte opposta della piastra all’estremità dei tubi. Altra caratteristica è data dal fatto che nel fascio di tubi vengono inseriti uno o più tubi per riscaldare aria.

Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione qui appresso di un modo di realizzazione della presente invenzione dato a titolo d'esempio non limitativo dalle figure 1 e 2.

Breve descrizione delle figure.

La figura 1 rappresenta una sezione di una termocaldaia in cui è disposto lo scambiatore di calore oggetto della presente invenzione con le placche di raschiatura in posizione di riposo;

La figura 2 rappresenta una sezione di una termocaldaia in cui è disposto lo scambiatore di calore oggetto della presente invenzione con le placche di raschiatura in posizione di lavoro;

Descrizione dettagliata della presente invenzione

Facendo riferimento alle figure 1 e 2, una termocaldaia 1 è costituita da un carter esterno 2, dotato di sportello 3, munito di maniglia di apertura 4.

All’interno del carter esterno 2 è disposto il focolare 7 che viene alimentato di combustibile solido in particelle attraverso il condotto 5. Il combustibile solido in particelle proveniente dal condotto 5 cade nel focolare 7, dove, in presenza di aria, avviene la combustione. Sopra il focolare 7 è disposto uno scambiatore di calore a fascio di tubi 6 in rame, acciaio o altro materiale idoneo. I tubi 6 collegano la camicia a doppia parete 20 realizzata nella termocaldaia 1 , nelle figure 1 e 2 rappresentata nella parte superiore di detta termocaldaia 1. Sui tubi 6 sono montate almeno due placche di raschiatura 8 e 9 scorrevoli sui tubi che attraversano dette placche in aperture 15 presenti su esse, nelle figure 1 e 2 una placca di estremità 8 e una placca intermedia 9, le quali sono collegate da almeno una barra 10, nelle figure 1 e 2 due barre 10 e 11 , solidale con una maniglia 12, che, attraverso il suo azionamento, comanda la le barra le 10, 11 e quindi le placche 8, 9. Per attraversare la camicia a doppia parete 20 le barre 10 e 11 passano attraverso dei manicotti 17. Le placche 8 e 9 sono munite di aperture 15 in cui sono inseriti i tubi 6. Lo spazio 14 sopra la camera di combustione ed il fascio di tubi 6 è diviso da una piastra 13, la piastra 13 è rigidamente fissata ai tubi 6, per esempio i tubi 6 sono forzati a pressione entro le aperture 18 della piastra 13, o detti tubi 6 possono essere saldati a detta piastra 13.

La piastra 13 presenta una parte inferiore inclinata 13a e una parte superiore perpendicolare 13b ai tubi 6 ed è attraversata da essi. La parte di piastra superiore perpendicolare 13b ai tubi 6 presenta una piegatura 16 su tutti e quattro i lati. La placca di raschiatura intermedia 9, in posizione di riposo, batte contro la parte di piastra perpendicolare13b ai tubi 6 e si inserisce nella piegatura 16 in detta parte di piastra superiore perpendicolare13b ai tubi 6.

I fumi della combustione sono costretti per la presenza della piastra 13 a risalire il fascio di tubi 13 da una parte e scendere dalla parte opposta lambendo i tubi 6 almeno due volte sia quando salgono che quando scendono.

In questo modo lo scambio termico tra i fumi della combustione e i tubi in rame viene incrementato con notevole aumento del rendimento. Inoltre i tubi 6 possono essere facilmente ripuliti da eventuali tracce di creosoto che si è formato su di essi, tirando avanti e indietro la maniglia 12 e facendo precipitare la fuliggine sul focolare 4. Si provoca in questo modo un incremento del rendimento della termocaldaia 1 e si facilita la pulizia del fascio tubiero 6.

L’azione di pulizia del fascio di tubi di una termocaldaia è, in questo modo, particolarmente efficiente, in quanto tirando verso l’alto la maniglia 12, il sistema composto dalla maniglia 12, dalla/e barra le 10 e 11 , dalla placca intermedia 9 e dalla placca d’estremità 8 è costretto a ruotare intorno al punto di contatto della piastra 13b con la/le barra /e 10 e 11 , per cui la placca d’estremità 8 della termocaldaia pulisce la superficie superiore della porzione posteriore dei tubi 6 e la placca intermedia 9 pulisce la superficie inferiore della porzione anteriore dei tubi 6.

Se, invece si tira la maniglia verso il basso, il sistema composto dalla maniglia 12, dalla/e barra le 10 e 11 , dalla placca intermedia 9 e dalla placca d’estremità 8 è sempre costretto a ruotare intorno al punto di contatto della piastra 13b con la la/le barra /e 10 e 11 , per cui la placca d’estremità 8 della termocaldaia pulisce la superficie inferiore della porzione posteriore dei tubi 6 e la placca intermedia 9 pulisce la superficie superiore della porzione anteriore dei tubi 6.

Infine, nella parte superiore dello scambiatore di calore vengono inseriti uno o più tubi per la circolazione d’aria 21, i quali possono avere un ventilatore per aumentare il volume di aria circolata. La presenza di questi tubi serve per aumentare il rendimento, in quanto recuperano il calore a bassa temperatura e lo immettono neN’ambiente..

Il trovato, bene inteso, non si limita alla rappresentazione data dalle tavole ma può ricevere perfezionamenti e modifiche daN'uomo del mestiere senza uscire per altro dal quadro del brevetto.

La presente invenzione consente numerosi vantaggi e di superare difficoltà che non potevano essere vinte con i sistemi attualmente in commercio.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Scambiatore di calore per termocaldaia per combustibile solido 1 a fascio di tubi 6 costituita da un focolare interno 7 e da una camicia a doppia parete collegata dal fascio di tubi 6 caratterizzato dal fatto che lo spazio 14 sopra il focolare interno 7 ed il fascio di tubi 6 è diviso da una piastra 13, che i tubi 6 che attraversano detta piastra in fori 15 sono rigidamente fissati ad essa, che almeno una barra 10, 11 comandabile dall’esterno attraversa la piastra 13 e la camicia a doppia parete 20 su almeno un lato, che detta/e barra le 10, 11 porta/no almeno due placche di raschiatura 8 e 9, di cui almeno una intermedia posta da un lato della piastra 13 e almeno un’altra dalla parte opposta della piastra 13, di cui almeno una posta all’estremità dei tubi 6.
2. Scambiatore di calore per termocaldaia secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le placche sono poste almeno una dal lato in cui si comanda la barra /e 10, 11 e almeno un’altra all’estremità opposta dei tubi.
3. Scambiatore di calore per termocaldaia secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la piastra è composta da una parte inferiore 13a inclinata e da una parte superiore 13b perpendicolare ai tubi 6 la quale è attraversata da essi.
4. Scambiatore di calore per termocaldaia secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la parte superiore 13b della piastra attraversata dai tubi 6 presenta delle piegature 16 sui lati atte a ricevere la placca di raschiatura intermedia 9.
5. Scambiatore di calore per termocaldaia secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le barre 10, 11 sono comandabili dall’esterno e sono due.
6. Scambiatore di calore per termocaldaia secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che la/e barra/e 10, 11 sono comandabili attraverso una maniglia 12.
7. Scambiatore di calore per termocaldaia secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le barre passano dentro la camicia a doppia parete 20 attraverso due manicotti 17.
8. Scambiatore di calore per termocaldaia secondo una qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che le placche di raschiatura 8, 9 sono due di cui una intermedia posta dal lato da cui si comanda/no la/e barra/e 10, 11 prima della piastra 13 e un’altra dalla parte opposta della piastra 13 all’estremità dei tubi 6.
9. Scambiatore di calore per termocaldaia secondo una qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che nel fascio di tubi 6 vengono inseriti uno o più tubi 21 per riscaldare aria.