ITCS20110038A1 - Stufa a combustione combinata con motore stirling per la produzione di energia elettrica o per pompa di calore - Google Patents

Stufa a combustione combinata con motore stirling per la produzione di energia elettrica o per pompa di calore Download PDF

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Description

STUFA A COMBUSTIONE COMBINATA CON MOTORE STIRLING PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA O PER POMPA DI CALORE
Campo tecnico dell’invenzione
La presente invenzione riguarda una stufa a combustione con un combustibile sia solido che liquido che gassoso combinata con motore stirling atto a produrre energia elettrica o ad essere accoppiato ad una pompa di calore e per la produzione di calore sia con acqua calda che con aria.
Stato dell’arte
Ci sono stati alcuni tentativi di produrre in modo combinato energia elettrica e calore utilizzando stufe per il riscaldamento domestico.
Finora nessuno dei dispositivi per la produzione combinata di calore ed energia elettrica ha avuto successo.
La domanda di brevetto WO2010057483A1 descrive uno di tali dispositivi. Il riscaldatore del motore stirling à ̈ direttamente a contatto con la camera di combustione e la distribuzione del calore prodotto dal bruciatore non à ̈ uniforme sulla superficie del riscaldatore.
La domanda di brevetto WO01090656A1 descrive un dispositivo combinato per la produzione di calore ed energia che comprende due bruciatori di cui un primo bruciatore viene utilizzato per produrre calore ed un secondo dispositivo per produrre calore. Tale dispositivo separa i bruciatori e ne destina uno per la produzione di calore e uno per la produzione di energia meccanica o elettrica. In questo modo quello che fornisce calore ha lo svantaggio che non produce energia meccanica o elettrica e quello che produce energia meccanica o elettrica non fornisce calore, tale dispositivo ha, quindi, lo svantaggio di disperdere una parte considerevole di energia.
Descrizione dell’invenzione
Il dispositivo oggetto della presente invenzione ha lo scopo di realizzare una stufa che utilizza gli stessi bruciatori sia per fornire il calore che sarà trasformato in energia meccanica o elettrica attraverso un motore stirling sia per generare calore che sarà utilizzato per riscaldamento, con l’obbiettivo di rendere uniforme il riscaldamento della superficie del riscaldatore del motore stirling con i gas di combustione a temperatura più alta e di utilizzare i gas di combustione dopo essere passati sulla testa del riscaldatore del motore stirling per il riscaldamento degli ambienti sia ad aria che ad acqua.
Tale obbiettivo à ̈ ottenuto attraverso la realizzazione di una stufa a combustione combinata con motore stirling per la produzione di energia elettrica o per pompa di calore in cui il riscaldatore di detto motore stirling à ̈ posizionato dentro la stufa caratterizzata dal fatto che detta stufa comprende due o più bruciatori disposti sullo stesso piano e nel cui baricentro passa l’asse del riscaldatore del motore stirling.
In questo modo il riscaldatore à ̈ preferibilmente investito da una parte e dall’altra o su più parti dai gas più caldi della combustione sfruttando al meglio il calore e ottenendo una più efficiente utilizzazione del calore, perché successivamente il calore può essere sfruttato per riscaldare un’abitazione. Altra caratteristica à ̈ data dal fatto che detta stufa comprende un tubo disposto, in asse con detto riscaldatore, tra i bruciatori e la testa del riscaldatore.
Per evitare il surriscaldamento della testa del riscaldatore del motore stirling viene disposto un tubo che migliora ulteriormente la distribuzione sulla superficie laterale della testa del motore stirling.
Altra caratteristica à ̈ data dal fatto che detta stufa comprende inoltre due o più deflettori posti tra la testa del riscaldatore e le pareti della stufa.
Il calore à ̈ preferibilmente, ma non esclusivamente diretto sulla superficie laterale della testa del motore stirling aumentando ulteriormente la resa del motore stirling.
Altra caratteristica à ̈ data dal fatto che detta stufa à ̈ una stufa a pellet che comprende due o più condotti di alimentazione ognuno posto su ciascun bruciatore e ognuno posto alla stessa distanza da ognuno di detti bruciatori. Una particolare applicazione à ̈ data in una stufa a pellet in cui la stessa simmetria dei bruciatori à ̈ rispettata per i condotti di alimentazione al fine di dare una resa ottimale con un riscaldamento omogeneo sulla superficie della testa del riscaldatore del motore stirling.
Altra caratteristica à ̈ data dal fatto che detta stufa comprende inoltre uno o più scambiatori di calore.
Al fine di migliorare la resa termica della stufa o per meglio convogliare il calore in ambienti diversi da quella in cui si trova la stufa oggetto della presente invenzione il calore dei fumi della combustione dopo aver lambito la testa del riscaldatore del motore stirling viene fatto passare in scambiatori di calore.
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 frontale di una stufa a combustione combinata con motore stirling, oggetto della presente invenzione;
La figura 2 rappresenta una sezione di una stufa a combustione combinata con motore stirling, oggetto della presente invenzione.
Descrizione dettagliata di una forma di realizzazione della presente invenzione
Facendo riferimento alle figure 1 e 2 vediamo la combinazione di una stufa a combustione 1 con un motore stirling 2. La stufa a combustione 1 nelle figure à ̈ disegnata a titolo puramente esemplificativo, ma non limitativo come stufa a pellet, ma può essere una stufa a combustione funzionante con altro combustibile gassoso, liquido o solido.
Il riscaldatore 3 del motore stirling 2 à ̈ posto dentro la stufa a combustione 1, la quale comprende due o più bruciatori 4 disposti sullo stesso piano e nel cui baricentro passa l’asse del riscaldatore 3 del motore stirling 2. Sopra ogni bruciatore 4, nell’esempio di stufa a pellet, à ̈ disposta una bocca di alimentazione del pellet 10. In questo modo si ottiene una distribuzione omogenea del calore sulla superficie utile del riscaldatore 3 del motore stirling 2.
Al fine di migliorare la distribuzione del calore sulla superficie del riscaldatore 3 del motore stirling 2, la stufa a combustione 1 comprende sia un tubo 5 disposto tra i bruciatori 4 e la testa 6 del riscaldatore 3 che due o più deflettori 7 posti tra la testa del riscaldatore 3 e le pareti 9 della stufa 1 per meglio dirigere i fumi della combustione prodotti dai bruciatori 4 sulla superficie laterale del riscaldatore 3 del motore stirling 2.
La combinazione di stufa a combustione e di motore stirling della presente invenzione può essere vantaggiosamente utilizzata sia per la produzione di calore ed energia elettrica che per il raffreddamento di ambienti.
Nel caso della produzione di energia elettrica il motore stirling à ̈ accoppiato ad un generatore di elettricità mentre nel caso del raffreddamento di ambienti il motore stirling à ̈ accoppiato ad una pompa di calore che può essere a titolo di esempio ma non esclusivamente azionata dal motore .stirling.
Il calore residuo della combustione dopo aver lambito la testa 6 del riscaldatore 3 del motore stirling può vantaggiosamente essere raccolto dagli scambiatori di calore 8 disposti nella stufa 1 che provvedono a distribuirlo all’impianto di riscaldamento che può essere ad aria o ad acqua.
Come si può facilmente comprendere la stufa a combustione 1 combinata con un motore stirling 1 può funzionare sia da sola come caldaia da riscaldamento o come stufa per la produzione di aria calda, per la produzione di energia elettrica se viene azionato il motore stirling o come gruppo di cogenerazione per la produzione combinata di energia elettrica e calore per il riscaldamento domestico o, infine, come impianto di raffreddamento per la climatizzazione estiva della casa.
Il trovato, bene inteso, non si limita alla rappresentazione data dalle tavole ma può ricevere perfezionamenti e modifiche dall'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 (4)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Stufa a combustione (1) combinata con motore stirling (2) per la produzione di energia elettrica o per pompa di calore in cui il riscaldatore di detto motore stirling (3) à ̈ posizionato dentro la stufa (1) caratterizzata dal fatto che detta stufa comprende due o più bruciatori (4) disposti sullo stesso piano e nel cui baricentro passa l’asse del riscaldatore (3) del motore stirling (2).
  2. 2. Stufa a combustione (1) combinata con motore stirling (2) per la produzione di energia elettrica o per pompa di calore secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detta stufa (1) comprende un tubo (5) disposto, in asse con detto riscaldatore (3), tra i bruciatori (4) e la testa (6) del riscaldatore (3).
  3. 3. Stufa a combustione (1) combinata con motore stirling (2) per la produzione di energia elettrica o per pompa di calore secondo la rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto che detta stufa comprende inoltre due o più deflettori (7) posti tra la testa del riscaldatore (3) e le pareti interne (9) della stufa (1).
  4. 4. Stufa a combustione (1) combinata con motore stirling (2) per la produzione di energia elettrica o per pompa di calore secondo la rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto che detta stufa à ̈ una stufa a pellet che comprende due o più condotti di alimentazione (10) ognuno posto su ciascun bruciatore (4) e ognuno posto alla stessa distanza da ognuno di detti bruciatori (4). Stufa a combustione (1) combinata con motore stirling (2) per la produzione di energia elettrica o per pompa di calore secondo la rivendicazione 4 caratterizzata dal fatto che detta stufa comprende inoltre uno o più scambiatori di calore (8).
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