ITMI951010A1 - Mattone refrattario forato cilindrico - Google Patents

Abstract

L'invenzione riguarda un mattone refrattario forato cilindrico con superfici di parete rastremate nella regione degli spigoli.

Description

"MATTONE REFRATTARIO FORATO CILINDRICO"

DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda un mattone refrattario forato cilindrico, come quello impiegato per esempio per il riempimento a griglia di camere di un forno fusorio per vetro.

Mattoni forati noti del tipo suddetto sono descritti in DE 29 30 208 C2. I mattoni sono contraddistinti da un contorno esterno ottagonale e da un canale centrale quadrangolare con spigoli arrotondati. I mattoni vengono stratificati in posizione sfalsata l'uno sull'altro per la formazione di un riempimento a griglia per un forno fusorio per vetro, ove gli spigoli di canale arrotondati dei mattoni di un piano sporgono rispetto alle corrispondenti regioni esterne degli spigoli di mattoni contigui del piano sottostante. Come risultato si ottiene una circolazione turbolenta desiderata della regione dei canali.

In EP 0 093 472 Al questi mattoni vengono sviluppati per il fatto che i mattoni forati devono presentare un determinato dimensionamento di diametro dei canali e spessore delle pareti. Uno spessore di parete tipico è indicato pari a 40 mm.

In AT 381 692 B viene proposto di eseguire i mattoni forati di un impilaggio - visti dal basso verso l'alto - con altezza di ingombro sempre più piccola e rimpicciolire corrispondentemente le aperture di passaggio orizzontali, parimenti dal basso verso l'alto.

In questa forma di esecuzione lo spessore di parete dei mattoni forati, così come quella della tecnica nota sopra citata, è sempre costante.

Come risulta per esempio dalla Figura 4 di AT 381 692 B, i mattoni contigui di un piano di riempimento non si toccano; essi rimangono invece a poca distanza tra loro. La composizione rappresentata dei mattoni risulta dalla struttura in linea di principio a griglia, per cui un mattone di un piano si appoggia su quattro tratti parziali corrispondenti di quattro mattoni del piano sottostante.

I mattoni formati prismatici del tipo noto, che in generale vengono denominati mattoni a tazza o mattoni forati a tazza, hanno dato buona prova e vengono impiegati ancora oggi in larga misura.

Tuttavia esiste naturalmente un'esigenza di migliorare ulteriormente la qualità e l'effetto dei mattoni a griglia.

A tale riguardo l'invenzione ha riconosciuto che il confezionamento noto di singoli mattoni forati di struttura uguale tra loro, per esempio per un riempimento a griglia di un impilaggio di rigeneratore di un bacino fusorio per vetro ha l'inconveniente che l'intercapedine che permane fra le regioni degli spigoli di mattoni contigui di un piano non è termotecnicamente utilizzabile. Allo stato della tecnica questa intercapedine era usualmente di circa 6 mm. Né il calore di irraggiamento né quello di convezione possono venire utilizzati economicamente per questa piccola larghezza di intercapedine.

L'invenzione deriva quindi fra l'altro dal presupposto di modificare la geometria dei mattoni forati in modo che i tratti di superficie corrispondenti di mattoni contigui presentino una maggior distanza tra loro, per poter sfruttare l'intercapedine così formata come superficie di riscaldamento efficace per l'ottimizzazione del rendimento del l'impilaggio.

Un semplice allontanamento reciproco di mattoni contigui di un piano di impilaggio non consegue lo scopo, perché ciò renderebbe necessario un corrispondente adattamento dimensionale dei mattoni del piano sovrastante, il che non è desiderabile anche per motivi economici.

Lo scopo suddetto è invece raggiungibile se la superficie esterna rastremata nella regione degli spigoli del mattone, nota allo stato della tecnica, viene ingrandita per cui obbligatoriamente si ottiene un ingrandimento del l'intercapedine rispetto al mattone contiguo (restando uguale per il resto la disposizione).

Partendo dai mattoni forati noti, ciò avrebbe tuttavia come conseguenza nella regione degli spigoli dei mattoni uno spessore di parete troppo piccolo, per cui un concetto inventivo integrativo mira ad adattare anche il contorno interno del mattone, ossia la superficie di parete del canale, alla nuova geometria, appiattendo ora gli spigoli arrotondati noti allo stato della tecnica.

Lo spessore di parete del mattone nella regione degli spigoli viene in effetti ridotto rispetto ai tratti rimanenti. Questa riduzione dello spessore di parete è però del tutto desiderata, per ridurre il peso dell'impilaggio senza ridurre il rendimento termotecnico.

In effetti, con la forma di esecuzione secondo l'invenzione si ottiene, come meglio descritto nel seguito, una riduzione - dal punto di vista della superficie, assoluta - della superficie dei mattoni. Tuttavia, riferendosi all'intero impilaggio, la superficie termotecnicamente utilizzabile dei mattoni viene aumentata, perché -come indicato - ora anche le superfici esterne nelle regioni degli spigoli possono venire utilizzate termotecnicamente, mentre finora non potevano apportare alcun contributo pratico.

Nella sua forma di esecuzione più generale Γ invenzione riguarda un mattone refrattario forato cilindrico, la cui superfìcie perimetrale è costituita da otto tratti di superficie angolati tra loro, in cui ogni due superfici principali diametralmente opposte si estendono parallele tra loro e il quale presenta un canale passante orientato coassialmente all’asse longitudinale centrale. Un mattone forato con queste caratteristiche è noto allo stato della tecnica e viene ora sviluppato secondo l'invenzione con le seguenti caratteristiche:

- il canale viene delimitato perimetralmente da otto tratti di superficie angolati tra loro,

- ogni due tratti di superficie diametralmente opposti si estendono paralleli tra loro,

- i tratti di superficie delimitanti sul lato interno e sul lato esterno ciascuna regione di parete del mattone forato si estendono paralleli tra loro,

- le regioni di parete agli spigoli del mattone cavo presentano uno spessore di parete del 15 a 35% inferiore a quello delle rimanenti regioni di parete interposte,

- il mattone forato è eseguito in modo che con una rotazione di 90° intorno al suo asse longitudinale centrale venga riottenuta la geometria originaria. Parlando di "tratti di superficie" si intendono qui le cosiddette superfici principali, che insieme formano il contorno esterno ed interno del mattone forato. Secondo una forma di esecuzione, i corrispondenti tratti di superficie sono eseguiti planari, ossia piani. È però anche possibile eseguire profilate le superfici oppure collegarle tra loro con regioni arrotondate.

Quando si parla di tratti di superficie "paralleli" ciò comprende, in particolare in rapporto ai tratti di superficie del canale che formano i tratti di superficie della superficie perimetrale, anche quelle geometrie per le quali per esempio i tratti di superficie del canale presentano una leggera inclinazione rispetto alla verticale, che dipende dalla tecnica di fabbricazione (tecnica di stampaggio).

Le differenze decisive del nuovo mattone forato rispetto a quelli della tecnica nota consistono soprattutto nella nuova geometria del canale (o dei suoi tratti di superficie) e in particolare nella speciale forma di esecuzione delle regioni degli spigoli con spessore di parete minore rispetto a quella delle regioni di parete interposte.

Come sopra accennato, ciò ha la conseguenza che i mattoni forati di un piano di riempimento presentano una maggior distanza tra loro rispetto alla tecnica nota, per eseguire così fra le regioni degli spigoli di mattoni forati contigui di un piano di riempimento una intercapedine ingrandita, che pone a disposizione due nuove superfici di riscaldamento energeticamente attive e quindi migliora in modo caratteristico il rendimento termotecnico dell'impilaggio nel suo complesso.

È risultata preferibile una larghezza di intercapedine ottimale di 20 a 30 mm fra regioni contigue degli spigoli di due mattoni forati di un piano di riempimento, con un valore ottimo di circa 25 mm.

Partendo da formati usuali di mattoni forati del tipo indicato, ciò viene ottenuto con una riduzione dello spessore di parete nella regione degli spigoli fra 20 e 22% rispeto alla regioni di parete usuali.

A titolo di esempio si riporta il seguente dimensionamento:

- distanza delle superfici esterne di due regioni di parete contrapposte esternamente alla regione degli spigoli: 218 mm /- 2 mm

- distanza di due superfici esterne di due regioni di parete contrapposte degli spigoli: 228 A 2 mm

- spessore di parete esternamente alle regioni degli spigoli: 38 mm /- 2 mm - spessore di parete nelle regioni degli spigoli: 30 mm /- 1 mm

- distanza tra due superfici interne di regioni di parete contrapposte esternamente agli spigoli: 142 mm /- 2 mm.

Le regioni di parete agli spigoli, così come le regioni di parete con spessore di parete maggiore, possono presentare rientranze, che preferibilmente si estendono a partire dalla superficie di base del matone forato. Le rientranze con profilo a portale (bordo superiore arrotondato) si sono dimostrate vantaggiose nei riguardi sia della tecnica di fabbricazione che anche termotecnicamente.

Per il confezionamento di un riempimento a griglia i mattoni vengono disposti gli uni sugli altri in posizione sfalsata come descrito. Per ottimizzare il collegamento di mattoni forati disposti l'uno sull'altro, viene perciò proposto che le regioni di parete agli spigoli e/o le regioni di parete con spessore di parete maggiore presentino sulla loro superficie di copertura risalti per l'alloggiamento ad accoppiamento di forma delle corrispondenti rientranze. Ovviamente questi risalti non devono impegnarsi completamente nelle rientranze; al contrario, occorre garantire sopra le rientranze un flusso trasversale orizzontale fra matoni forati contigui, per cui viene proposto di limitare l'altezza dei risalti (in direzione dell'asse longitudinale centrale del mattone) al massimo al 20% dell'altezza delle rientranze.

Un'altra ottimizzazione del rendimento termotecnico si ottiene se le rientranze presentano sulla superficie di base una larghezza che è maggiore della loro altezza massima (considerata in direzione dell'asse longitudinale centrale).

Le rientranze sulla superficie di base possono presentare una larghezza che sia pari all'80% o più della larghezza della relativa superficie di parete.

In tal modo l'altezza del mattone può venire complessivamente ridotta rispetto alle forme di esecuzione note.

Altre caratteristiche dell'invenzione si desumono dalle caratteristiche delle rivendicazioni dipendenti nonché dalla rimanente documentazione della domanda.

L'invenzione verrà nel seguito meglio descritta con riferimento ad un esempio di esecuzione: mostrano - ciascuna in rappresentazione schematizzata -Figura 1 : una vista in pianta di un mattone forato secondo l'invenzione Figura 2: una vista laterale del mattone forato di Figura 1

Figura 3: la vista in pianta di uno strato di impilaggio con mattoni forati secondo le Figure 1 e 2.

Nelle Figure 1 e 2 il mattone forato è rappresentato complessivamente con il numero di riferimento 10. Esso è costituito complessivamente da otto regioni di parete 12a-d e 14a-d, ove le regioni di parete 14a-d formano le cosiddette regioni degli spigoli. Le regioni di parete 12a-d presentano ciascuna un tratto di superficie esterno 12f e un tratto di superficie interno 12i, ad esso parallelo.

Corrispondentemente, le regioni di parete 14a-d sul Iato esterno vengono delimitate da un tratto di superficie 14f e sul lato interno da un tratto di superficie 14i ad esso parallelo.

La superficie frontale inferiore (superficie di base) porta il numero di riferimento 16 e la superficie frontale superiore (superficie di copertura) il numero di riferimento 18.

Mentre i tratti di superficie 12f, 14f sono ciascuno alternativamente contigui tra loro e formano insieme la superficie perimetrale U del mattone forato 10, i tratti di superfìcie interni 12i, 14i contigui ciascuno alternativamente tra loro delimitano un canale 20 coassiale rispetto all'asse longitudinale centrale M del mattone forato 10.

Come visibile in particolare dalla Figura 1, i tratti di superfìcie interni 12i, 14i sono raccordati tra loro da tratti di parete 22 leggermente ricurvi, mentre i tratti di superficie esterni 12f, 14f si raccordano tra loro, ciascuno, ad angolo.

La Figura 1 mostra chiaramente che lo spessore di parete DI delle regioni di parete 12a-e è nettamente maggiore dello spessore di parete D2 nella zona delle regioni di parete 12a-d. Mentre DI è per esempio pari a 38 mm, lo spessore di parete D2 è limitato a 30 mm. Da ciò risulta per una . struttura di impilaggio secondo Figura 3 una distanza A fra tratti di superficie esterni contigui 14f delle regioni di parete ottagonali 14a-d, di circa 25 a 26 mm.

In tal modo, sopra i tratti di superficie 14f viene messa a disposizione rispetto alla tecnica nota una nuova superficie esterna del mattone forato 10 termotecnicamente utilizzabile, e nelle intercapedini S fra mattoni forati 10 contigui viene parimenti eseguita una corrente di convezione.

Le regióni di parete 12a-d sono eseguite sul lato inferiore con rientranze 24 e sul lato superiore, ciascuna, con due risalti corrispondenti 26a, b, che si estendono paralleli tra loro fra il rispettivo tratto di superficie esterno 12f e il tratto di superficie interno 12i. La distanza delle superfici di delimitazione esterne dei risalti 26a, b è scelta in modo che con il collocamento di una rientranza 24 di un mattone forato 10 del piano di riempimento successivo si ottenga un accoppiamento di forma fra i risalti 26a, b e la rientranza 24.

Come mostra soprattutto la Figura 2, la larghezza B della rientranza 24 nella regione della superficie di base 16 è soltanto leggermente più piccola della larghezza della regione di parete relativa 12b e l'altezza H della rientranza 24 è nettamente inferiore alla larghezza B.

Le regioni di parete lato spigoli 14a-d sono qui eseguite senza rientranze nei risalti.

La Figura 3 mostra in dettaglio come vengono disposti fra loro i mattoni forati 10 di un piano di riempimento (con l'esecuzione delle suddette intercapedini S) e mostra anche (in rappresentazione tratteggiata) un mattone forato 10 di un piano di riempimento ad esso sovrapposto, che sporge evidentemente in quattro regioni di parete da quattro mattoni forati 10 del piano di riempimento inferiore, mentre le rientranze 24 nelle regioni di parete 12a-d del mattone forato 10 rappresentato tratteggiato vengono alloggiate e posizionate sui corrispondenti risalti 26a, b della superfìcie di copertura 18 dei relativi mattoni forati 10 del piano di riempimento inferiore.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Mattone refrattario forato cilindrico, la cui superficie perimetrale (U) è costituita da otto tratti di superficie (12f, 14f) angolati tra loro, in cui ogni due tratti di superficie diametralmente opposti (12f, 12f; 14f, 14f) si estendono paralleli fra loro, e il quale presenta un canale passante (20) estendentesi coassialmente all'asse longitudinale centrale (M), caratterizzato dal fatto che: 1.1 il canale (20) viene delimitato perimetralmente da otto tratti di superficie (12i, 14i), angolati tra loro, 1.2 ogni due tratti di superficie (12i, 12i; 14i, 14i) diametralmente opposti si estendono paralleli tra loro, 1.3 i tratti di superficie (12f, 12i; 14f, 14i) delimitanti sul lato interno e sul lato esterno ciascuna regione di parete (12a-d, 14a-d) del mattone forato si estendono paralleli tra loro. 1.4 le regioni di parete (14a-d) negli spigoli del mattone forato (10) presentano uno spessore di parete (D2) del 15 a 35% inferiore a quello delle rimanenti regioni di parete interposte (12a-f), 1.5 il mattone forato (10) è eseguito in modo che con una rotazione di 90° intorno all'asse longitudinale centrale (M) venga nuovamente ottenuta la geometria originaria.
2. 2. Mattone forato secondo la rivendicazione 1, in cui le regioni di parete (14a-d) negli spigoli presentano uno spessore di parete (d2) del 20 a 22% inferiore a quello delle rimanenti regioni di parete (12a-d).
3. 3. Mattone forato secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui le regioni di parete (14a-d) agli spigoli presentano uno spessore di parete di 30 mm /- 5 mm.
4. 4. Mattone forato secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui i tratti di superficie (12f, 14f, 12i, 14i) sono piani.
5. 5. Mattone forato secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui le regioni di raccordo (22) dei tratti di superficie (12i, 14i) del canale (20) sono eseguite arrotondate.
6. 6. Mattone forato secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui le regioni di parete (14a-d) agli spigoli sono eseguite con rientranze.
7. 7. Mattone forato secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui le regioni di parete (12a-d) con spessore di parete maggiore (di) sono eseguite con rientranze (24).
8. 8. Mattone forato secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui le rientranze (24) si estendono a partire dalla superficie di base (16) del mattone forato (10).
9. 9. Mattone forato secondo la rivendicazione 8, in cui le rientranze (24) presentano un profilo a portale.
10. 10. Mattone forato secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui le regioni di parete (14a-d) negli spigoli presentano sulla loro superfìcie di copertura (18) risalti per l’alloggiamento ad accoppiamento di forma delle corrispondenti rientranze.
11. 1 1 . Mattone forato secondo una delle rivendicazioni da 8 a 10, in cui le regioni di parete (12a-d) con spessóre di parete maggiore (d2) sulla loro superficie di copertura (18) presentano risalti (26a, 26b) per l'alloggiamento ad accoppiamento di forma delle corrispondenti rientranze (24).
12. 12. Mattone forato secondo la rivendicazione 10 o 11, in cui l'altezza dei risalti (26a, 26b) (considerata in direzione dell'asse longitudinale centrale (M)) è al massimo il 20% dell'altezza H delle rientranze (24).
13. 13. Mattone forato secondo una delle rivendicazioni da 6 a 12, in cui le rientranze (24) sulla superfìcie di base (16) presentano una larghezza (B) che è maggiore della loro altezza massima (H) considerata in direzione dell'asse longitudinale centrale (M).
14. 14. Mattone forato secondo la rivendicazione 13, in cui le rientranze (24) presentano sulla superficie di base (16) una larghezza (B) che è almeno pari all'80% della larghezza della relativa superficie di parete (12f),