ITMI20120280A1 - Elemento di radiatore da riscaldamento - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“ELEMENTO DI RADIATORE DA RISCALDAMENTOâ€

La presente invenzione à ̈ relativa ad un elemento in di radiatore da riscaldamento, in particolare in alluminio pressofuso.

In generale, un radiatore per il riscaldamento degli edifici à ̈ costituito da una batteria di elementi di radiatore affiancati, normalmente (anche se non necessariamente) realizzati separatamente e poi assemblati insieme a formare un radiatore delle dimensioni opportune. Tipicamente, ciascun elemento di radiatore ha un corpo principale essenzialmente tubolare provvisto di una camera interna in cui circola un fluido caldo (comunemente, acqua).

Oggi particolarmente diffusi sono i radiatori in alluminio pressofuso (in cui l’elemento di radiatore à ̈ costituito da un corpo monolitico in allumino o lega di alluminio realizzato tramite processo di pressofusione).

Nel settore specifico degli elementi di radiatore in alluminio pressofuso, la configurazione generale del singolo elemento di radiatore appare sostanzialmente consolidata e consiste essenzialmente in un corpo tubolare, provvisto della camera d’acqua interna e di connessioni idrauliche disposte alle opposte estremità dell’elemento; dalla camera d’acqua si dipartono, lungo un piano di mezzeria dell’elemento, due setti opposti in alluminio che supportano rispettivamente una piastra frontale e una piastra posteriore; una pluralità di alette di scambio termico si protendono dal corpo tubolare.

Sebbene sia opinione comune nel settore che gli elementi di radiatore in genere, e quelli in alluminio pressofuso in particolare, abbiano ormai raggiunto limiti prestazionali pienamente soddisfacenti e in sostanza non più incrementabili, sarebbe desiderabile disporre di elementi di radiatore a prestazioni ancora superiori, in particolare incrementandone la potenza specifica per unità di peso (che à ̈ il parametro di base per la valutazione delle prestazioni di un elemento di radiatore).

È uno scopo della presente invenzione quello di fornire un elemento di radiatore da riscaldamento, in particolare in alluminio pressofuso, particolarmente efficace in termini di prestazioni termiche, che risultino se possibile superiori a quelle di un elemento di radiatore tradizionale di dimensioni e peso confrontabili.

La presente invenzione à ̈ dunque relativa ad un elemento di radiatore da riscaldamento, in particolare in alluminio pressofuso, come essenzialmente definito nell’annessa rivendicazione 1 e, per i suoi aspetti preferiti, nelle rivendicazioni dipendenti.

L’elemento di radiatore dell’invenzione ha, rispetto a elementi di radiatore noti, prestazioni decisamente superiori, a parità di ingombri e dimensioni, e specificamente una superiore potenza specifica.

Il miglioramento prestazionale à ̈ conseguito tramite una particolare conformazione dei setti, vale a dire i componenti dell’elemento di radiatore che si estendono direttamente dalla camera d’acqua e supportano almeno una parte delle alette di scambio termico.

È stato infatti rilevato che una percentuale molto elevata della potenza termica che viene trasmessa dalla camera d’acqua à ̈ trasferita attraverso i setti.

Tuttavia, le superfici di scambio termico che un setto deve servire (cioà ̈ le superfici a cui il setto deve trasmettere il calore prelevato dalla camera d’acqua, essenzialmente costituite dalle alette che si dipartono dal setto) non hanno tutte la medesima potenza scambiabile. Le superfici che il setto deve servire hanno invece una potenza di scambio proporzionale alla differenza tra la temperatura media della superficie e la temperatura locale dell’aria.

L’invenzione prevede quindi di incrementare le prestazioni dell’elemento di radiatore aumentando lo spessore del setto nelle zone che trasferiscono calore dalla camera d’acqua verso le superfici con alta efficienza di scambio termico, e diminuendo lo spessore del setto nelle zone che trasferiscono calore dalla camera d’acqua verso le superfici con bassa (o comunque minore) efficienza di scambio termico.

In questo modo, si conseguono significativi vantaggi in termini di prestazioni di scambio termico ed efficienza ed un accurato controllo della temperatura delle varie superfici di scambio termico, oltre che un risparmio in termini di materia prima impiegata per la realizzazione del setto.

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

– la figura 1 à ̈ una vista schematica prospettica di un elemento di radiatore da riscaldamento, in particolare in alluminio pressofuso, in accordo al trovato;

– la figura 2 à ̈ una vista schematica laterale dell’elemento di radiatore di figura 1;

– la figura 3 à ̈ una vista sezionata lungo il piano di traccia III-III in figura 2;

– la figura 4 à ̈ una vista in scala ingrandita del dettaglio evidenziato in figura 3;

– le figure 5 e 6 sono viste schematiche laterali di ulteriori forme di attuazione dell’elemento di radiatore in accordo al trovato.

Con riferimento alle figure da 1 a 3, un elemento 1 di radiatore da riscaldamento, per esempio (ma non necessariamente) realizzato in alluminio (intendendo con tale termine anche leghe di alluminio) tramite processo di pressofusione, comprende un corpo 2 sostanzialmente tubolare, un setto 3 che si protende dal corpo 2 ed à ̈ disposto lungo un piano P di mezzeria dell’elemento 1, ed una pluralità di alette 4 di scambio termico che si protendono dal setto 3 e, opzionalmente, anche dal corpo 2 e sono sostanzialmente perpendicolari al setto 3 e quindi al piano P.

L’elemento 1 e il corpo 2 si estendono sostanzialmente lungo un asse A longitudinale (in uso, sostanzialmente verticale) tra due estremità 5, 6 assialmente opposte che sono, in uso, rispettivamente una estremità inferiore e una estremità superiore; il corpo 2 à ̈ provvisto di una camera d’acqua 7 interna per il passaggio d’acqua, delimitata radialmente da una parete 8 laterale disposta attorno all’asse A e chiusa assialmente a rispettive estremità longitudinali opposte.

Le estremità 5, 6 dell’elemento 1 sono provviste di rispettive coppie di connessioni 9 che si protendono da lati opposti del corpo 2 per collegare l’elemento 1 ad altri elementi simili e/o ad un impianto idraulico esterno; le connessioni 9 sono conformate per esempio (ma non necessariamente) come manicotti cilindrici a sezione circolare e sono internamente provviste di condotti trasversali passanti comunicanti con la camera d’acqua 7.

Il setto 3 à ̈ definito da una piastra 10 sostanzialmente piatta e presenta una coppia di facce 11 laterali opposte. Il setto 3 si protende in generale dalla parete 8 del corpo 2, sostanzialmente lungo il piano P; nell’esempio non limitativo illustrato nelle figure 1-2, il setto 3 comprende una coppia di porzioni 13, che si protendono diametralmente opposte dalla parete 8 lungo il piano P e sono costituite da rispettive porzioni piatte della piastra 10, sostanzialmente allineate.

Il setto 3 à ̈ unito alla parete 8 lungo almeno un bordo 14 longitudinale di radice, sostanzialmente parallelo all’asse A, e presenta almeno un opposto bordo 15 longitudinale di estremità, pure sostanzialmente parallelo all’asse A. Il setto 3 à ̈ sostanzialmente ortogonale alla parete 8 lungo il bordo 14 longitudinale di radice.

Nell’esempio illustrato nelle figure 1-2, le porzioni 13 sono unite alla parete lungo rispettivi bordi 14 longitudinali di radice, paralleli all’asse A, e sono sostanzialmente ortogonali alla parete 8 lungo i rispettivi bordi 14 longitudinali di radice. Le porzioni 13 presentano rispettivi bordi 15 longitudinali di estremità, opposti ai bordi 14 longitudinali di radice e sostanzialmente paralleli ad essi e all’asse A.

Le alette 4 di scambio termico si protendono da lati opposti dell’elemento 1 e sono disposte sul setto 3, preferibilmente su ciascuna porzione 13 del setto 3; le alette 4 si protendono direttamente dalle facce 11 del setto 3.

Opzionalmente, altre alette 20 si protendono invece direttamente dalla parete 8 del corpo 2 che delimita la camera d’acqua 7 e/o contattano direttamente la parete 8.

Le alette 4 che si protendono direttamente dal setto 3 (cosiddette “alette secche†, in quanto non contattano direttamente la parete 8 che delimita la camera d’acqua 7), sono in generale sostanzialmente perpendicolari al setto 3 (e quindi alla faccia 11 del setto 3 da cui si protendono) e al piano P; le alette 4 si protendono dalle facce 11 su lati opposti del setto 3 e precisamente di ciascuna porzione 13.

La alette 4 includono alette 4A laterali, che si protendono da porzioni centrali delle facce 11 in posizione intermedia tra i bordi 14 longitudinali di radice e i bordi 15 longitudinali di estremità, e alette 4B terminali, disposte sui bordi 15 longitudinali di estremità delle porzioni 13 e che definiscono rispettivamente una piastra 21 frontale ed una piastra 22 posteriore, sostanzialmente perpendicolari al setto 3, opzionalmente formate da più settori o porzioni di piastra longitudinalmente separate da tagli e/o aperture.

Vantaggiosamente, ma non necessariamente, le alette 4A laterali sono organizzate in file 23 parallele tra loro e all’asse A, cioà ̈ più alette 4A sono allineate in una fila 23. File 23 di alette 4A si estendono lungo rispettivi assi paralleli all’asse A; le alette 4A di ciascuna fila 23 sono separate e intervallate da rispettive gole 24. Le alette 4A di file 23 adiacenti possono essere sfalsate oppure allineate, eventualmente solo in parte.

Con riferimento anche alla figura 4, il setto 3, e in particolare almeno una delle sue porzioni 13 e preferibilmente ciascuna sua porzione 13, ha spessore (misurato tra le facce 11 opposte del setto 3, perpendicolarmente alle facce 11) differenziato, cioà ̈ il setto 3 include zone 30 aventi spessori differenti.

Lo spessore del setto 3 (e precisamente di ciascuna porzione 13) cambia in direzione longitudinale, cioà ̈ in direzione parallela all’asse A, e/o in direzione trasversale, vale a dire lungo assi perpendicolari all’asse A e giacenti sul piano P.

In generale, il setto 3 (almeno una delle sue porzioni 13, preferibilmente ciascuna sua porzione 13) include prime zone 30A, aventi un primo spessore (maggiore) e seconde zone 30B aventi un secondo spessore (minore), inferiore al primo spessore.

Indicativamente, ma non necessariamente, la differenza di spessore tra le prime zone e le seconde zone à ̈ per esempio maggiore o uguale a 0,4 mm (a meno delle tolleranze usuali di lavorazione); la differenza tra il primo spessore e il secondo spessore à ̈ in altri termini maggiore o uguale a 0,4 mm (a meno delle tolleranze usuali di lavorazione).

In particolare, il setto 3 ha almeno due gruppi di zone 30A, 30B che si alternano longitudinalmente, cioà ̈ parallelamente all’asse A, e/o trasversalmente, cioà ̈ in direzione ortogonale all’asse A, e hanno rispettivi spessori differenti; in altri termini, zone 30A aventi un primo spessore (maggiore) si alternano in direzione longitudinale (lungo l’asse A o parallelamente all’asse A) e/o trasversalmente (lungo assi perpendicolari all’asse A e giacenti sul piano P) a zone 30B aventi un secondo spessore (minore), inferiore al primo spessore.

Nell’esempio delle figure 3-4, le zone 30A che hanno lo spessore maggiore sono in particolare le zone trasversali del setto 3 che portano almeno alcune delle alette 4A laterali, cioà ̈ le zone del setto 3 che collegano in direzione trasversale la parete 8 con le alette 4A; le zone 30B aventi lo spessore minore sono le zone del setto 3 che sono prive di alette 4A laterali e portano opzionalmente solo le alette 4B terminali. Più in generale, ma sempre a titolo esemplificativo, le prime zone 30A (aventi spessore maggiore) portano un numero di alette 4 superiore rispetto alle seconde zone 30B (aventi spessore minore).

In accordo all’invenzione, dunque, almeno alcune delle alette 4 secche, supportate cioà ̈ direttamente dal setto 3 e non direttamente a contatto della parete 8 delimitante la camera d’acqua 7, sono collegate alla parete 8 laterale che delimita la camera d’acqua 7 da rispettive zone 30A trasversali del setto 3 aventi spessore maggiore di altre zone 30B del setto 3 (aventi spessore minore).

Con “zona trasversale†si indica una fascia o banda del setto 3 che si estende in direzione trasversale, cioà ̈ perpendicolare all’asse A e ai bordi del setto, per una certa altezza (parallela all’asse A).

Le zone aventi spessore maggiore sono dunque in particolare le zone trasversali del setto 3 che collegano il bordo 14 longitudinale di radice del setto 3 ad almeno alcune delle alette 4 secche (alette laterali collocate tra i bordi 14, 15 del setto e non su uno dei bordi 14, 15, e che non contattano direttamente la parete 8 delimitante la camera d’acqua 7).

Le zone trasversali del setto 3 che collegano le alette 4 secche con il bordo 15 longitudinale di estremità possono avere il primo spessore (maggiore) o il secondo spessore (minore), eventualmente a seconda della posizione longitudinale.

Le zone aventi lo spessore minore sono per esempio quelle che collegano il bordo 14 longitudinale di radice al bordo 15 longitudinale di estremità senza supportare alette 4 secche; e/o che collegano alcune alette 4 secche al bordo 15 longitudinale di estremità.

Ciascuna delle zone 30A aventi spessore maggiore può estendersi in senso longitudinale (parallelo all’asse A) per l’intera altezza (misurata parallelamente all’asse A) delle alette 4 secche, cioà ̈ avere la medesima altezza (parallela all’asse A) dell’aletta 4 che la zona 30A collega alla parete 8; oppure avere una altezza (parallela all’asse A) inferiore all’altezza della corrispondente aletta 4. In quest’ultimo caso, vantaggiosamente, la zona 30A avente spessore maggiore à ̈ disposta sulla parte inferiore dell’aletta 4.

Nella forma di attuazione delle figure 3-4, il setto 3 ha una successione di prime zone 30A, aventi spessore maggiore, e seconde zone 30B, aventi spessore minore; le prime zone 30A si alternano più volte in direzione longitudinale alle seconde zone 30B.

Inoltre, opzionalmente, lo spessore del setto 3 aumenta lungo l’asse A dal basso verso l’alto; in particolare, lo spessore del setto 3 cresce progressivamente dall’estremità 5 inferiore verso l’estremità 6 superiore.

Il setto 3 può includere anche più di due gruppi di zone 30 aventi spessori diversi, variamente organizzate e disposte sul piano P; ogni zona può avere spessore costante o variabile, per esempio in direzione longitudinale (parallela all’asse A), restando in generale diverso dallo spessore delle altre zone.

Sono poi possibili varie disposizioni spaziali delle zone 30 sul piano P.

Esempi di disposizioni di due gruppi di zone 30 aventi spessori diversi (e opzionalmente variabili parallelamente all’asse A) sono mostrati nelle figure 5 e 6, nelle quali i dettagli simili o uguali a quelli già descritti sono indicati con i medesimi numeri.

Le zone 30A, 30B del setto 3 aventi spessori diversi sono evidenziate graficamente con una colorazione differente; le zone 30A hanno spessore maggiore delle zone 30B; opzionalmente, le zone 30A e/o le zone 30B hanno anche spessore variabile, per esempio in direzione longitudinale (parallela all’asse A), mantenendosi in generale lo spessore delle zone 30A maggiore dello spessore delle zone 30B.

Resta comunque inteso che all’elemento di radiatore qui descritto ed illustrato possono essere apportate ulteriori modifiche e varianti che non escono dall’ambito delle annesse rivendicazioni.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Elemento (1) di radiatore da riscaldamento, in particolare in alluminio pressofuso, estendentesi lungo un asse (A) longitudinale e comprendente un corpo (2) sostanzialmente tubolare avente una parete (8) delimitante una camera d’acqua (7), almeno un setto (3) che si protende dal corpo (2) ed à ̈ disposto lungo un piano (P) di mezzeria dell’elemento (1), ed una pluralità di alette (4) di scambio termico che si protendono dal setto (3); l’elemento essendo caratterizzato dal fatto che il setto (3) ha spessore differenziato, il setto (3) includendo zone (30) aventi spessori differenti.
2. 2. Elemento secondo la rivendicazione 1, in cui almeno alcune delle alette (4), supportate direttamente dal setto (3) e non direttamente a contatto della parete (8) delimitante la camera d’acqua (7), sono collegate alla parete (8) che delimita la camera d’acqua (7) da rispettive zone (30A) trasversali del setto (3) aventi spessore maggiore di altre zone (30B) del setto (3).
3. 3. Elemento secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui lo spessore del setto (3) cambia in direzione longitudinale, cioà ̈ in direzione parallela all’asse (A), e/o in direzione trasversale, vale a dire lungo assi perpendicolari all’asse (A) e giacenti sul piano (P) di mezzeria.
4. 4. Elemento secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il setto (3) ha almeno due gruppi di zone (30A, 30B) che si alternano longitudinalmente e/o trasversalmente, e hanno rispettivi spessori differenti.
5. 5. Elemento secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il setto (3) comprende prime zone (30A) aventi un primo spessore e seconde zone (30B) aventi un secondo spessore, inferiore al primo spessore.
6. 6. Elemento secondo la rivendicazione 5, in cui le prime zone (30A) e le seconde zone (30B) si succedono in direzione longitudinale e/o trasversale.
7. 7. Elemento secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui le prime zone (30A), aventi spessore maggiore, si estendono in direzione trasversale dalla parete (8) delimitante la camera d’acqua (7) ad almeno alcune alette (4) che sono supportate direttamente dal setto (3) e sono collocate tra opposti bordi (14, 15) longitudinali del setto (3) e non contattano detti bordi (14, 15).
8. 8. Elemento secondo una delle rivendicazioni da 5 a 7, in cui le prime zone (30A), aventi spessore maggiore, portano un numero di alette (4) superiore rispetto alle seconde zone (30B), aventi spessore minore.
9. 9. Elemento secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il setto (3) include più di due gruppi di zone (30) aventi spessori diversi, e in cui le zone di ogni gruppo hanno spessore costante o variabile ma diverso dallo spessore delle altre zone.