ITFR20100010A1

ITFR20100010A1 - COMPOSITE PANEL FOR HEAT REFLECTION, DECELERATION AND DEVIATION OF FUMES IN CLOSED FIREBOXES FOR SOLID FUELS (STOVES, BOILERS, FIREPLACES)

Info

Publication number: ITFR20100010A1
Application number: IT000010A
Authority: IT
Inventors: Rocco Lauro; Marcello Ortuso
Original assignee: Alfa Caminetti Srl
Priority date: 2010-04-21
Filing date: 2010-04-21
Publication date: 2011-10-22

Description

DESCRIZIONE DI DOMANDA DI BREVETTO PATENT APPLICATION DESCRIPTION

PER INVENZIONE INDUSTRIALE FOR INDUSTRIAL INVENTION

Descrizione annessa alla domanda di brevetto per invenzione industriale, avente titolo: “Pannello composito per la riflessione del calore, il rallentamento e la deviazione dei fumi in focolari chiusi per combustibili solidi (stufe, caldaie, caminetti)” Description attached to the patent application for industrial invention, entitled: "Composite panel for heat reflection, slowing down and deflection of fumes in closed hearths for solid fuels (stoves, boilers, fireplaces)"

Descrizione Description

[0001] Il sistema, oggetto dell'invenzione, permette attraverso il particolare accoppiamento dei materiali costruttivi e la caratteristica geometria concava superiore, di aumentare le prestazioni della macchina ottimizzando la combustione. Tale sistema trova applicazione nei focolari chiusi a combustibile solido (legna, tronchetti, carbone). [0001] The system, object of the invention, allows through the particular coupling of the construction materials and the characteristic upper concave geometry, to increase the performance of the machine by optimizing combustion. This system is used in closed solid fuel hearths (wood, logs, coal).

[0002] Nei focolari chiusi a combustibile solido presenti oggi sul mercato, i prodotti della combustione (fumi) fuoriescono dalla macchina con un percorso diretto senza subire variazione di percorso significative, con temperature dei fumi elevate ed evidenti ripercussioni sul rendimento e consumo di combustibile. Il fumo abbandona la camera di combustione avendo ceduto in minima parte il suo contenuto di energia (calore). La parete posteriore solitamente è scoperta e talvolta è presente solo un pannello di materiale refrattario, che assolve esclusivamente alla funzione di isolamento termico. [0002] In closed solid fuel hearths present on the market today, the products of combustion (fumes) leave the machine with a direct path without undergoing significant path variations, with high fumes temperatures and evident repercussions on fuel efficiency and consumption. The smoke leaves the combustion chamber having only minimally released its energy content (heat). The rear wall is usually uncovered and sometimes there is only a panel of refractory material, which performs exclusively the function of thermal insulation.

La combustione è caratterizzata da una forte velocità (fiamma soffiata), e temperature mediamente basse, con l’impossibilità di bruciare completamente il combustibile e i gas di carbonio. Combustion is characterized by a high speed (blown flame), and average low temperatures, with the impossibility of completely burning the fuel and carbon gases.

In altri casi dove esiste, la deviazione dei fumi è con leggera angolazione, ma i percorsi non sono ottimizzati e il miglioramento del rendimento è poco rilevante. In other cases where it exists, the deviation of the fumes is at a slight angle, but the paths are not optimized and the improvement in performance is not relevant.

[0003] Nel sistema costruttivo, oggetto dell’invenzione, la parete posteriore è realizzata con due lamiere di acciaio inox refrattario (1) (3) con interposto un foglio di materiale termoisolante di opportuno spessore (2). Superiormente il pannello presenta una geometria concava realizzata con una serie opportuna di pieghe (4). [0003] In the construction system, object of the invention, the rear wall is made with two refractory stainless steel sheets (1) (3) with a sheet of heat-insulating material of suitable thickness (2) interposed. Above the panel has a concave geometry made with a suitable series of folds (4).

Il pannello si presenza come un componente unico, compatto, leggero e facilmente trasportabile. The panel is present as a single component, compact, light and easily transportable.

L'utilizzo dell’acciaio inox refrattario conferisce al pannello una elevata resistenza al calore e meccanica, con temperature di ossidazione a caldo molto elevate. Il materiale termoisolante tra le due lamiere di acciaio può essere fibroceramica o lana di roccia, caratterizzate comunque da un forte potere isolante. Questa particolare configurazione consente una riflessione totale del calore verso il centro della camera di combustione. La parte superiore del pannello, con la sua particolare forma concava, costringe i fumi nel loro percorso ascensionale a seguire una serie di deviazioni. Il risultato è un allungamento del percorso con conseguente aumento del tempo di percorrenza. Conseguentemente i fumi, stazionando nella camera di combustione per un tempo più lungo, contribuiscono ad aumentare la temperatura di combustione e a scambiare maggiormente. Vengono raggiunte tutte le superfici della camera di combustione, anche quelle più distanti dal combustibile che brucia. A ciò va aggiunto il contributo dovuto all’effetto di riflessione della parete posteriore. The use of refractory stainless steel gives the panel high heat and mechanical resistance, with very high hot oxidation temperatures. The heat-insulating material between the two steel sheets can be ceramic fiber or rock wool, characterized in any case by a strong insulating power. This particular configuration allows a total reflection of the heat towards the center of the combustion chamber. The upper part of the panel, with its particular concave shape, forces the fumes in their ascending path to follow a series of deviations. The result is a lengthening of the route with a consequent increase in travel time. Consequently, the fumes, staying in the combustion chamber for a longer time, contribute to increasing the combustion temperature and exchanging more. All surfaces of the combustion chamber are reached, even those furthest away from the burning fuel. To this must be added the contribution due to the reflection effect of the rear wall.

L'effetto complessivo è un miglioramento della resa della macchina, poiché aumenta l’efficienza dello scambio termico e, in presenza di tali temperature, bruciano anche i gas di carbonio prodotti durante la combustione primaria. The overall effect is an improvement in the performance of the machine, since it increases the efficiency of the heat exchange and, in the presence of such temperatures, the carbon gases produced during primary combustion also burn.

[0004] Per meglio comprendere le caratteristiche e i vantaggi del sistema in oggetto alleghiamo la seguente figura: [0004] To better understand the characteristics and advantages of the system in question, we attach the following figure:

Figura 1 rappresenta una sezione del sistema costruttivo in accordo con l’invenzione Figure 1 represents a section of the construction system in accordance with the invention

Nelle sopracitata figura i numeri indicano le seguenti parti: In the aforementioned figure, the numbers indicate the following parts:

1 Lamiera inox anteriore 1 Front stainless steel sheet

2 Foglio materiale termoisolante 2 Thermal insulation material sheet

3 Lamiera inox posteriore 3 Rear stainless steel sheet

4 Cielo concavo 4 Concave sky

[0005] I fumi prodotti dalla combustione salendo verso l'alto incontrano il cielo e subiscono una prima deviazione, fino a cambiare completamente direzione a 180° (scendono anziché salire). [0005] The fumes produced by combustion rising upwards meet the sky and undergo a first deviation, until they completely change direction at 180 ° (they go down instead of up).

In questa prima fase i fumi sono “schiacciati” nella camera di combustione, rallentando il loro flusso ascensionale; il contatto con le superfici di scambio avviene per un tempo più lungo, raggiungendo anche le zone più periferiche e la temperatura di combustione aumenta grazie all'irraggiamento diretto verso il piano fuoco. In this first phase the fumes are "crushed" in the combustion chamber, slowing down their upward flow; the contact with the exchange surfaces takes place for a longer time, reaching even the most peripheral areas and the combustion temperature increases thanks to the direct radiation towards the fire bed.

Prima di abbandonare la camera di combustione, il fumo subisce una ulteriore deviazione lambendo il cielo della macchina e cedendo ancora calore utile allo scambio. Before leaving the combustion chamber, the smoke undergoes a further deviation, licking the top of the machine and still releasing heat useful for the exchange.

[0006] Nella realizzazione costruttiva, il materiale utilizzato, la forma, le dimensioni e i dettagli esecutivi possono essere differenti da quelli indicati ma tecnicamente equivalenti, senza compromettere lo scopo dell’invenzione. [0006] In the construction, the material used, the shape, the dimensions and the executive details may be different from those indicated but technically equivalent, without compromising the purpose of the invention.

Claims

Claims 1. The application in question, used in closed solid fuel hearths (wood, logs, coal), allows to obtain a significant increase in the temperature inside the combustion chamber characterized by the fact that it is constructively achieved through the coupling of two sheets of refractory stainless steel with a sheet of heat-insulating material interposed and above it has a particular concave shape.

2. The application, in accordance with the previous claim, characterized by the fact that the composite panel is presented as a single component, compact, light and easily transportable.

3. The application, in accordance with the previous claims, characterized by the fact that the thicknesses used for the different materials are the most suitable to obtain the characteristics of insulation and heat reflection.

4. The application, in accordance with the preceding claims, characterized in that the heat-insulating material can be ceramic fiber, rock wool or similar.

5. The application, in accordance with claim 1, characterized by the fact that the fumes produced by combustion going up towards the outlet meet the top of a suitable concave shape which deviates them, transforming the motion from upward to downward and, therefore, a further deviation that allows it to come out of the machine.

6. The application, in accordance with the previous claim, characterized by the fact that the profile of the sky is obtained by folding according to a sequence of three or more folds.

7. The application, in accordance with the previous claims, characterized by the fact that the outflow of the fumes and the action of insulation and reflection of the rear wall contributes to increasing the combustion temperature and the efficiency of the heat exchange, also burning the carbon gas.