ITMI20101825A1 - Deflettore discoidale per fumi di combustione e metodo di installazione dello stesso all'interno di un'elica di uno scambiatore di calore - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

"DEFLETTORE DISCOIDALE PER FUMI DI COMBUSTIONE E METODO DI INSTALLAZIONE DELLO STESSO ALL'INTERNO DI UN'ELICA DI UNO SCAMBIATORE DI CALORE"

La presente invenzione riguarda un deflettore discoidale per uno scambiatore di calore condensante di una caldaia a gas .

In particolare, la presente invenzione riguarda un deflettore discoidale configurato per essere disposto all'interno di un'elica di uno scambiatore di calore, del tipo comprendente un involucro per convogliare fumi di combustione; un elemento allungato cavo, il quale è configurato per convogliare un liquido, ed è avvolto attorno a un asse in modo da formare la suddetta elica, la quale è alloggiata nell'involucro e comprende una pluralità di spire adiacenti spaziate le une rispetto alle altre in modo da formare un interstizio elicoidale.

I fumi di combustione per superare l'ostacolo definito dal deflettore transitano lungo un primo tratto dell'interstizio per accedere all'esterno dell'elica e lungo un secondo tratto dell'interstizio per accedere all'interno dell'elica a valle del deflettore discoidale prima di essere evacuati dall'involucro .

Gli scambiatori di calore condensanti del tipo sopra identificato sono noti e sono configurati per essere montati in caldaie a gas. In particolare, i documenti EP 1,627,190 Bl; EP 1,600,708 Al; EP 1,750,070 Al; EP 1,750, 069 Al; EP 1,752,718 Al mostrano esempi significativi di scambiatori di calore condensanti montati in caldaie a gas provvisti di rispettivi deflettori discoidali. I deflettori discoidali di tipo noto sono generalmente costituiti da un elemento a forma disco, il quale è realizzato in materiale refrattario atto a resistere a temperature elevate ed è avvitato nell'elica. Generalmente il materiale isolante ha caratteristiche meccaniche particolarmente scadenti e può essere danneggiato durante il montaggio, e durante l'uso a causa delle variazioni dimensionali dell'elica determinate dalle variazioni termiche.

Uno scopo della presente invenzione è quello di realizzare un deflettore che sia esente dagli inconvenienti dell'arte nota.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un deflettore discoidale che sia facile da installare e non soggetto a rapido deterioramento.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare deflettore discoidale per scambiatore di calore che sia strutturalmente semplice.

Secondo la presente invenzione è realizzato un deflettore discoidale per fumi di combustione, il deflettore discoidale essendo configurato per essere montato in un'elica formata da un elemento allungato cavo avvolto attorno ad un asse, e comprendendo una struttura di supporto, la quale è configurata per essere accoppiata all'elica in modo da identificare la posizione del deflettore discoidale lungo l'elica e almeno un elemento discoidale refrattario accoppiato alla struttura di supporto e disposto all'interno dell'elica per dividere lo spazio all'interno dell'elica in due porzioni distinte. In questo modo, l'elemento discoidale refrattario non è chiamato ad avere funzioni strutturali e non interagisce con l'elica.

Secondo una preferita forma di attuazione della presente invenzione, la struttura di supporto comprende una piastra metallica avente due porzioni adiacenti della piastra metallica inclinate in modo da tale per cui il bordo della piastra metallica assuma una configurazione simile a un tratto di un interstizio elicoidale formato fra due spire adiacenti dell'elica.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un metodo per installare un deflettore all'interno di un'elica di uno scambiatore di calore.

Secondo la presente invenzione è fornito un metodo di installazione di un deflettore discoidale in un'elica formata da un elemento allungato cavo avvolto attorno ad un asse in modo da formare una pluralità di spire adiacenti e un interstizio elicoidale fra le spire adiacenti; il metodo comprendendo le fasi di:

- fissare una struttura di supporto all'elica in modo tale per cui almeno una porzione della struttura di supporto si estenda all'interno dell'elica; e

fissare un elemento discoidale refrattario alla struttura di supporto all'interno dell'elica.

Grazie alla presente invenzione, l'elemento discoidale refrattario può essere facilmente installato ed eventualmente sostituto quando danneggiato dall'uso intensivo in modo semplice e pratico.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di suoi esempi non limitativi di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui:

la figura 1 è una vista prospettica, con parti asportate per chiarezza, di un deflettore discoidale realizzato secondo la presente invenzione e disposto all'interno di un'elica formata da un elemento allungato cavo di uno scambiatore di calore;

- la figura 2 è una vista prospettica esplosa, con parti asportate per chiarezza, di una prima forma di attuazione del deflettore discoidale oggetto della presente invenzione;

la figura 3 è una vista prospettica, con parti asportate per chiarezza, di una porzione del deflettore discoidale della figura 1 in una fase di installazione all'interno dell'elica; e

la figura 4 è una vista prospettica, con parti asportate per chiarezza, di una seconda forma di attuazione del deflettore discoidale oggetto della presente invenzione.

Con riferimento alla figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso un deflettore discoidale alloggiato all'interno di un'elica 2 di uno scambiatore di calore. L'elica 2 è formata da un elemento allungato cavo 3 avvolto attorno a un asse A e comprende un tubo 4 per convogliare un liquido, preferibilmente acqua. Preferibilmente, il tubo 4 presenta una sezione trasversale allungata caratterizzata da un asse maggiore X e da un asse minore Y sostanzialmente parallelo all'asse A. Preferibilmente, l'elemento allungato cavo 3 comprende delle alette 5 e 6 che si estendono da bande opposte del tubo 4. L'elemento allungato cavo 3 è un profilato estruso in cui le alette 5 e 6 sono estruse assieme al tubo 4. Nella fattispecie illustrata, le alette 5 sono parallele all'asse principale X e si estendono nella parte esterna dell'elica 2, mentre le alette 6, anch'esse parallele all'asse maggiore X, si estendono nella parte interna dell'elica 2. Nella fattispecie illustrata l'elemento allungato cavo 3 presente tre alette 5 e tre alette 6.

Il passo di avvolgimento dell'elica 2 è selezionato in modo da definire una pluralità di spire 7, solo alcune delle quali illustrate nella figura 1, e spaziate una rispetto all'altra. La spaziatura delle spire 7 è mantenuta grazie a distanziali, non illustrati nelle figure allegate. In questo modo, l'elica 2 definisce un interstizio elicoidale 8 che pone in comunicazione lo spazio interno all'elica 2 con lo spazio esterno all'elica 2. La funzione del deflettore discoidale 1 è quella di suddividere lo spazio interno all'elica 2 in due zone distinte che comunicano con lo spazio esterno elica 2 attraverso rispettivi tratti di interstizio elicoidale 8.

Con riferimento alla figura 2, il deflettore discoidale 1 comprende una struttura di supporto 9 accoppiata a un elemento discoidale refrattario 10. La struttura di supporto 9 si estende in corrispondenza dell'interstizio elicoidale 8 fra due spire adiacenti 7 e in parte all'interno dell'elica 2 (figura 1).

La struttura di supporto 9 comprende una piastra metallica 11 provvista di un intaglio centrale 12 configurato per permettere di divaricare due porzioni 13 e 14 adiacenti della piastra metallica 11 in modo da permettere a un bordo esterno 15 della piastra metallica 11 di adattarsi alla porzione di interstizio elicoidale 8 fra due spire 7 adiacenti.

L'elemento discoidale refrattario 10 comprende una faccia 16 atta a essere disposta a contatto con una faccia dell'elemento discoidale metallico 11 e sagomata per adattarsi alle porzioni adiacenti 13 e 14 divaricate.

La struttura di supporto 9 comprende una flangia 17 configurata per essere accoppiata alla piastra metallica 11 dalla banda opposta all'elemento discoidale refrattario 10. Il deflettore discoidale 1 comprende elementi di collegamento, nella fattispecie viti 18 per fissare la piastra metallica 11 alla flangia 17 e viti 19 per serrare l'elemento discoidale refrattario 10 alla flangia 17. La flangia 17 è configurata per adattarsi alle porzioni adiacenti 13 e 14 divaricate della piastra metallica 11.

Gli elementi di collegamento comprendono fori filettati 20 e 21 ricavati nella flangia e atti a essere impegnati dalle viti 18 e 19. Le viti 18 sono atte a impegnare i fori filettati 20 e hanno la funzione di fissare la piastra metallica 11 alla flangia 17, mentre le viti 19 sono atte a impegnare i fori filettati 21 e hanno la funzione di fissare l'elemento anulare refrattario 10 alla flangia 17 serrando la piastra metallica 11 fra l'elemento anulare refrattario 10 e la flangia 17. A questo scopo, la flangia 17 comprende due protrusioni 22, le quali alloggiano i fori filettati 21 e sono configurate per impegnare due aperture 23 nell'elemento discoidale refrattario 10.

La flangia 17 è dimensionata per essere completamente contenuta nello spazio interno dell'elica 2. La flangia 17 comprende, inoltre, un'estremità 24 atta a cooperare con l'elemento allungato cavo 3 per bloccare il deflettore 1 in una posizione determinata lungo l'elica 2. Nella fattispecie illustrata, l'estremità 24 è atta a cooperare con le alette 6 per realizzare il citato bloccaggio. In particolare, l'estremità 24 presenta dei denti 25 atti a essere impegnati fra alette 6 adiacenti.

Il deflettore discoidale 1 oggetto della presente invenzione è facilmente installabile all'interno dell'elica 2. In particolare, l'assemblaggio stesso del deflettore discoidale 1 è realizzato all'interno dell'elica 2.

In generale, il metodo di installazione prevede di fissare la struttura di supporto 9 all'elica 2 in modo tale per cui almeno una porzione della struttura di supporto 9 si estenda all'interno dell'elica 2 (mostrato in parte nella figura 3); e di fissare un elemento discoidale refrattario 10 alla struttura di supporto 9 all'interno dell'elica 2 (figura 2).

Con riferimento alla figura 3, la piastra metallica 11 è infilata attraverso l'interstizio elicoidale 8 in una posizione determinata per suddividere lo spazio interno dell'elica 2. La piastra metallica 11 si adatta facilmente alla forma dell'interstizio elicoidale 8 e presenta un diametro esterno maggiore del diametro interno dell'elica 2.

In altre parole, il fissaggio della struttura di supporto 9 all'elica 2 prevede di inserire la piastra metallica 11 nell'elica 2 trasversalmente all'asse A fra due spire 7 adiacenti in modo da adattare il bordo 15 della piastra metallica 11 all'interstizio elicoidale 8; inserire la flangia 17 all'interno dell'elica 2 in una direzione parallela all'asse A; e accoppiare la flangia 17 alla piastra metallica 11 e all'elica 2 secondo quanto meglio illustrato nella figura 2.

In questa fase la flangia 17 viene fissata all'elica 2 incastrando l'estremità 24 della flangia 17 fra due alette 6 adiacenti.

Dopo aver eseguito le operazioni descritte, l'elemento discoidale refrattario 10 è inserito all'interno dell'elica 2 in una direzione parallela all'asse A, e fissato alla piastra metallica 11 (figura 1).

Con riferimento alla forma di attuazione della figura 4, con 26 è indicato nel suo complesso un deflettore discoidale. Il deflettore discoidale 26 comprende un struttura di supporto 27 differente dalla struttura di supporto 9 e un elemento discoidale refrattario 10 identico a quello del deflettore discoidale 1 della figura 3.

La struttura di supporto 27 comprende una piastra metallica 28, la quale comprende due porzioni 29 e 30 inclinate una rispetto all'altra in modo da definire una configurazione del bordo esterno 31 della piastra metallica 28 simile allo sviluppo di un tratto dell'interstizio elicoidale 8 fra due spire 7 adiacenti (figura 1).

Le porzioni 29 e 30 sono collegate, almeno in parte, una porzione 32 di collegamento sostanzialmente ortogonale ad entrambe le porzioni 29 e 30 in modo da formare uno scalino fra le porzioni 29 e 30. La porzione 32 è rientrata rispetto al bordo 31 in modo tale per cui il bordo 31 sia disposto in uso fra due spire adiacenti 7 (figura 1) e la porzione 32 sia a contatto della alette 6. Lungo l'estremità libera della porzione 32 sono ricavati dei denti 33 atti a essere incastrati fra le alette 6 adiacenti. La piastra metallica 28 è facilmente ottenuta tramite tranciatura e imbutitura ed è in grado di supportare l'elemento discoidale refrattario 10 sia di fissare il deflettore discoidale 26 all'interno dell'elica 2 (figura 1).

La struttura di supporto 27 comprende una flangia 34, la quale, in questo caso, svolge unicamente la funzione di fissare la piastra metallica 28 all'elemento discoidale refrattario 10. A questo scopo, la flangia 34 comprende due protrusioni 35, le quali alloggiano fori filettati 36 e sono configurate per impegnare due aperture 23 nell'elemento discoidale refrattario 10. I fori filettati 35 sono impegnati dalle viti 19 per fissare l'elemento discoidale refrattario 10 alla flangia 34 in modo da serrare la piastra metallica 28 fra il disco di materiale refrattario 10 e la flangia 34.

La flangia 34 è dimensionata per essere completamente contenuta nello spazio interno dell'elica 2.

I vantaggi della presente invenzione sono molteplici e consistono in un'elevata semplicità di installazione del deflettore discoidale associata a un'elevata capacità di deflettere fumi di combustione caldi.

Risulta infine evidente che al deflettore discoidale descritto possono essere apportate modifiche, varianti, e miglioramenti senza uscire dall'ambito delle rivendicazioni allegate .

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Deflettore discoidale per fumi di combustione, il deflettore discoidale (1; 26) essendo configurato per essere montato in un'elica (2) formata da un elemento allungato cavo (3) di uno scambiatore di calore, e comprendendo una struttura di supporto (9; 27), la quale è configurata per cooperare con l'elica (2) in modo da identificare la posizione del deflettore discoidale (1; 26) lungo l'elica (2) e almeno un elemento discoidale refrattario (10) accoppiato alla struttura di supporto (9; 27) e disposto all'interno dell'elica (2) per dividere lo spazio all'interno dell'elica (2) in due porzioni distinte.
2. 2. Deflettore discoidale secondo la rivendicazione 1, in cui la struttura di supporto (9; 27) si estende oltre il diametro dell'elemento discoidale refrattario (10).
3. 3. Deflettore discoidale secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la struttura di supporto (9; 27) comprende una piastra metallica (il; 28) avente due porzioni (13, 14; 29, 30) adiacenti inclinate in modo da tale per cui il bordo (15; 31) della piastra metallica (il; 28) assuma una configurazione simile a un tratto di un interstizio elicoidale (8) formato fra due spire (7) adiacenti dell'elica (2).
4. 4. Deflettore discoidale secondo la rivendicazione 3, in cui l'elemento discoidale refrattario (10) comprende una faccia (16) conformata in modo da realizzare un accoppiamento di forma con le porzioni adiacenti (13, 14; 29, 30) inclinate.
5. 5. Deflettore discoidale secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui la struttura di supporto (9; 27) comprende una flangia (17; 34) configurata per bloccare il deflettore discoidale (1) in una posizione determinata lungo l'elica (2).
6. 6. Deflettore discoidale secondo la rivendicazione 5, in cui la flangia (17; 34) presenta dimensioni tali da essere completamente contenuta all'interno dell'elica (2).
7. 7. Deflettore discoidale secondo la rivendicazione 5 o 6, comprendente primi elementi di collegamento (19, 21, 22; 19, 35, 36) per collegare l'elemento discoidale refrattario (10) alla flangia (17; 34) e per serrare la piastra metallica (11; 28) fra la flangia (17; 34) e l'elemento discoidale refrattario (10).
8. 8. Deflettore discoidale secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 7, in cui la flangia (17) comprende un'estremità (24) atta a incastrarsi con una parte dell'elica (2).
9. 9. Deflettore discoidale secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 8, comprendente secondi elementi di collegamento (18, 20) per collegare la piastra metallica (11) alla flangia (17).
10. 10. Deflettore discoidale secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 7, in cui la piastra metallica (28) è configurata per agganciarsi all'elica (2).
11. 11. Deflettore discoidale secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 7 in cui la piastra metallica (28) comprende una porzione (32) di collegamento fra le porzioni adiacenti inclinate (29, 30) e ortogonale alle le porzioni adiacenti inclinate (29, 30) in modo da formare uno scalino fra le porzioni adiacenti inclinate (29, 30).
12. 12. Deflettore discoidale secondo la rivendicazione 11, in cui la porzione (32) di collegamento è rientrata rispetto al bordo (31) e comprende dei denti (33) atti ad essere inseriti fra alette (6) adiacenti dell'elica (2).
13. 13. Metodo di installazione di un deflettore discoidale in un'elica (2) formata da un elemento allungato cavo (3) avvolto attorno ad un asse (A) in modo da formare una pluralità di spire (7) adiacenti e un interstizio elicoidale (8) fra le spire adiacenti (7); il metodo comprendendo le fasi di: - fissare una struttura di supporto (9; 27) all'elica (2) in modo tale per cui almeno una porzione della struttura di supporto (9; 27) si estenda all'interno dell'elica (2); e - fissare un elemento discoidale refrattario (10) alla struttura di supporto (9; 27) all'interno dell'elica (2).
14. 14. Metodo secondo la rivendicazione 13 in cui la fase di fissare una struttura di supporto (9) all'elica (2) prevede di: - inserire una piastra metallica (11) nell'elica, trasversalmente all'asse (A) e fra due spire (7) adiacenti in modo da adattare il bordo (15) della piastra metallica (11) all'interstizio elicoidale (8); - inserire una flangia (17) all'interno dell'elica (2) in una direzione parallela all'asse (A); e - accoppiare la flangia (17) alla piastra metallica (11) e all'elica (2).
15. 15. Metodo secondo una qualsiasi la rivendicazione 13 o 14, comprendente la fase di inserire l'elemento discoidale refrattario (10) all'interno dell'elica (2) in una direzione parallela all'asse (A).