ITMO20000032A1

ITMO20000032A1 - SYSTEM FOR THE HEAT TREATMENT OF ITEMS WITH HEAT RECOVERY

Info

Publication number: ITMO20000032A1
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Nando Bortolani; Ivo Domenico Bonicelli
Original assignee: Finerga Di Bonicelli Ivo Domen
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2001-08-29
Also published as: IT1315604B1

Description

Descrizione di invenzione industriale Description of industrial invention

Sistema per il trattamento termico di manufatti con recupero di calore System for the heat treatment of artifacts with heat recovery

L'invenzione concerne un forno per il trattamento o la cottura dei manufatti più vari, in particolare di piastrelle ceramiche. The invention relates to an oven for the treatment or firing of the most varied articles, in particular of ceramic tiles.

Lo stato della tecnica comprende forni per manufatti ceramici o laterizi nei quali il calore necessario per la cottura viene ottenuto bruciando gas metano in bruciatori che versano i fumi di combustione direttamente nella camera di trattamento occupata dai .manufatti. Ciò comporta uno svantaggio consistente in ciò, che l'ambiente nella camera suddetta, a causa della presenza dei fumi, influisce negativamente sulla qualità del trattamento al quale sono assoggettati i manufatti. Inoltre, nei forni del tipo sopra descritto, sono richieste elevate portate di aria per rendere possibile la combustione del gas metano. The state of the art includes kilns for ceramic or brick products in which the heat necessary for cooking is obtained by burning methane gas in burners which pour the combustion fumes directly into the treatment chamber occupied by the products. This entails a disadvantage consisting in that the environment in the aforesaid chamber, due to the presence of the fumes, negatively affects the quality of the treatment to which the manufactured articles are subjected. Furthermore, in furnaces of the type described above, high air flow rates are required to make it possible to burn the methane gas.

Ciò impone di dotare i condotti di evacuazione dei fumi di ingombranti e costosi impianti di filtrazione. This requires equipping the smoke evacuation ducts with bulky and expensive filtration systems.

Sarebbe pertanto desiderabile impiegare forni che non soffrano degli inconvenienti sopra indicati, come ad esempio i forni elettrici, nei quali il calore viene ottenuto dissipando energia elettrica su idonee resistenze dissipartici . It would therefore be desirable to use ovens which do not suffer from the drawbacks indicated above, such as electric ovens, in which the heat is obtained by dissipating electrical energy on suitable dissipative resistors.

Tuttavia, l'impiego di forni elettrici è attualmente assai limitato, giacché questi richiedono l'impiego di energia elettrica in quantità assai elevate e perciò la loro conduzione risulta estremamente costosa. However, the use of electric ovens is currently very limited, since these require the use of electricity in very large quantities and therefore their operation is extremely expensive.

Uno scopo dell'invenzione è pertanto di trovare un apparato che consenta di sfruttare i benefici tipici dei forni elettrici, ma limitando considerevolmente gli elevati oneri economici che . questi tradizionalmente comportano . An object of the invention is therefore to find an apparatus that allows to exploit the typical benefits of electric ovens, but considerably limiting the high economic costs that. these traditionally involve.

Secondo l'invenzione, è previsto un sistema per il trattamento termico di manufatti con recupero di calore, comprendente un forno alimentato ad energia elettrica, caratterizzato da ciò, che sono previsti mezzi generatori di energia elettrica tali da generare la quantità di energia elettrica necessaria per azionare detto forno, o una parte di esso, tramite un combustibile convenzionale. According to the invention, a system is provided for the heat treatment of manufactured articles with heat recovery, comprising an oven powered by electric energy, characterized in that electric power generating means are provided such as to generate the quantity of electric energy necessary for operating said furnace, or a part thereof, by means of a conventional fuel.

I mezzi generatori di energia elettrica possono comprendere una turbina, o un motore a gas, accoppiati ad un generatore di energia elettrica. The electrical energy generating means can comprise a turbine, or a gas engine, coupled to an electrical energy generator.

In questo modo, bruciando il combustibile convenzionale per l'azionamento dei mezzi generatori di energia elettrica è possibile produrre l'energia elettrica sufficiente al funzionamento del forno, o solo di una parte di esso. In this way, by burning the conventional fuel to drive the electric power generating means, it is possible to produce sufficient electric energy to operate the furnace, or only a part of it.

Ciò comporta un impiego ottimale del combustibile, in quanto esso viene utilizzato sia per produrre energia elettrica, attraverso il generatore, sia per produrre calore in uscita dal motore, o dalla turbina che può essere inviato ad utenze termiche interne allo stabilimento . This implies an optimal use of the fuel, as it is used both to produce electricity, through the generator, and to produce heat from the engine, or from the turbine, which can be sent to thermal users inside the plant.

Un eventuale esubero di energia elettrica e/o termica prodotta può essere venduto a terzi. Any excess electricity and / or thermal energy produced can be sold to third parties.

Nel caso particolare di installazione del sistema in stabilimenti per la produzione di manufatti ceramici, il calore contenuto nei fumi di scarico del motore o della turbina può essere inviato ad un essiccatoio dei manufatti, oppure in uno stadio di ingresso del forno destinato al preriscaldamento dei manufatti prima della cottura . In the particular case of installation of the system in factories for the production of ceramic products, the heat contained in the engine or turbine exhaust fumes can be sent to a dryer for the products, or to an inlet stage of the kiln intended for preheating the products. before cooking.

Si osserva che l'invio dei gas di scarico nello stadio di ingresso del forno, che può comportare contatto tra i fumi di scarico ed i manufatti, non provoca quegli inconvenienti tipici dei forni dello stato della tecnica, in quanto i livelli di temperatura sono sufficientemente bassi. It is observed that the sending of the exhaust gases into the inlet stage of the furnace, which may involve contact between the exhaust fumes and the manufactured items, does not cause those problems typical of the furnaces of the state of the art, as the temperature levels are sufficiently bass.

Inoltre, all'interno del forno può circolare una portata d'aria molto minore di quella necessaria nei forni tradizionali, poiché l'alimentazione dell'aria per la combustione avviene in un circuito separato dal circuito di aria presente nel forno, o nella parte di esso destinata alla cottura dei manufatti. Furthermore, a much lower air flow rate can circulate inside the furnace than that required in traditional furnaces, since the air supply for combustion takes place in a circuit separate from the air circuit present in the furnace, or in the part of the furnace. it destined to the firing of the artifacts.

La presenza di una portata d'aria all'interno del forno, o almeno nella parte di esso destinata alla cottura dei manufatti, considerevolmente minore della portata d'aria necessaria nei forni tradizionali, comporta una drastica riduzione delle dimensioni degli apparati di filtrazione ed-anche una corrispondentemente drastica riduzione delle perdite di energia termica al camino. L'invenzione potrà essere meglio compresa ed attuata con riferimento agli allegati disegni, che ne illustrano una forma esemplificativa e non limitativa di attuazione, in cui: The presence of an air flow inside the kiln, or at least in the part of it destined to the firing of the products, considerably lower than the air flow required in traditional kilns, involves a drastic reduction in the dimensions of the filtration apparatuses and also a correspondingly drastic reduction of thermal energy losses to the chimney. The invention can be better understood and implemented with reference to the attached drawings, which illustrate an exemplary and non-limiting form of implementation, in which:

Figura 1 è uno schema a blocchi di una prima versione dell'apparato secondo l'invenzione; Figure 1 is a block diagram of a first version of the apparatus according to the invention;

Figura 2 è uno schema a blocchi di una seconda versione di apparato secondo l'invenzione; Figure 2 is a block diagram of a second version of the apparatus according to the invention;

Figura 3 è una sezione trasversale di un forno elettrico per la cottura di piastrelle ceramiche. Figure 3 is a cross section of an electric oven for firing ceramic tiles.

Come evidenziato in Figura 1, un forno elettrico 2 per la cottura di piastrelle ceramiche P è alimentato da energia elettrica generata da un generatore 4 e trasmessa al forno 2 da un conduttore 6. As shown in Figure 1, an electric kiln 2 for firing ceramic tiles P is powered by electricity generated by a generator 4 and transmitted to the kiln 2 by a conductor 6.

Il generatore 4 di energia elettrica è azionato da mez-zi motorizzati 8, ad esempio una turbina a gas od un motore a ciclo Otto, alimentata tramite un condotto di alimentazione 10 con un combustibile convenzionale, ad esempio gas metano. The electric power generator 4 is driven by motorized means 8, for example a gas turbine or an Otto cycle engine, fed through a supply duct 10 with a conventional fuel, for example methane gas.

Dal motore 8 escono fumi di scarico che tramite un collettore 12 vengono inviati ad un'utenza termica 14, ad esempio un essiccatoio, per essere successivamente li-berati nell'ambiente attraverso un camino 16. Exhaust fumes come out of the motor 8 and through a manifold 12 are sent to a thermal user 14, for example a dryer, to be subsequently released into the environment through a chimney 16.

L'utenza 14 può comprendere un essiccatoio per manufat-ti ceramici, oppure un impianto di riscaldamento di ambienti, o altro genere di apparato utilizzatore di energia termica. The user 14 can comprise a dryer for ceramic articles, or a space heating system, or other type of apparatus for using thermal energy.

Nella versione di Figura 2, una sezione iniziale 18 del forno 2 può essere alimentata con i fumi di scarico del motore 8 tramite il collettore 12, in modo tale che le piastrelle P che arrivano al forno 2 siano state preriscaldate passando attraverso la sezione iniziale 18. Come evidenziato nella Figura 3, il forno 2 e la sezione iniziale 18 possono essere del tipo ad attraversa-mento comprendente un piano di rulli 20 supportati alle estremità a pareti 22 del forno, adeguatamente protette da pannelli in materiale isolante 24. Al di sopra e al di sotto del piano di rulli 20 sono disposte delle re-sistenze elettriche 26 attraverso le quali viene dissipata l'energia elettrica prodotta dal generatore 4 che viene trasformata in calore ed irraggiata sulle piastrelle P poggianti sui rulli 20. In the version of Figure 2, an initial section 18 of the kiln 2 can be fed with the exhaust fumes of the engine 8 through the manifold 12, so that the tiles P arriving at the kiln 2 have been preheated by passing through the initial section 18 As shown in Figure 3, the furnace 2 and the initial section 18 can be of the crossing type comprising a plane of rollers 20 supported at the ends of the furnace walls 22, suitably protected by panels of insulating material 24. Above and below the plane of rollers 20 there are electrical resistances 26 through which the electrical energy produced by the generator 4 is dissipated, which is transformed into heat and irradiated on the tiles P resting on the rollers 20.

La disposizione delle resistenze elettriche 26 è convenientemente uniforme nelle varie zone della sezione del forno e la distanza di esse dalle piastrelle P può essere regolata in funzione della quantità di calore che si vuole trasmettere alle piastrelle stesse. The arrangement of the electric resistances 26 is conveniently uniform in the various areas of the kiln section and their distance from the tiles P can be adjusted as a function of the amount of heat to be transmitted to the tiles themselves.

Inoltre, variando la densità di resistenze in sezioni consecutive del forno e/o la loro distanza dal piano di rulli e/o la corrente che le attraversa, può essere controllata la temperatura interna del forno 2. Furthermore, by varying the density of resistances in consecutive sections of the furnace and / or their distance from the roller surface and / or the current that passes through them, the internal temperature of the furnace 2 can be controlled.

Con il sistema sopra descritto, si ottiene una riduzione del consumo specifico, ossia della quantità di energia necessaria per cuocere un kg di piastrelle ceramiche, di circa il 50%, nonché una riduzione delle perdite di energia termica allo scarico di circa il 40% rispetto ai forni tradizionali. With the system described above, a reduction of the specific consumption, i.e. the amount of energy required to cook a kg of ceramic tiles, of about 50% is obtained, as well as a reduction of thermal energy losses at the exhaust of about 40% compared to to traditional ovens.

Naturalmente, il forno 2 può essere destinato al trattamento termico di qualsiasi genere di prodotti, ad esempio per la sinterizzazione, la verniciatura, od il trattamento termico in genere di manufatti. Naturally, the oven 2 can be used for the heat treatment of any kind of products, for example for sintering, painting, or the heat treatment of manufactured articles in general.

Claims

CLAIMS 1. System for the heat treatment of manufactured articles with heat recovery, comprising an oven (2) powered by electricity, characterized by the fact that generating means (4, 8) of electrical energy are provided such as to generate the quantity of electrical energy necessary to operate said furnace (2), or a part thereof, by means of a conventional fuel.

System according to claim 1, wherein said generating means (4, 8) comprise an electric current generator (4).

System according to claim 1, or 2, wherein said generating means (4, 8) comprise motorized means. (8).

System according to claim 3, wherein said motorized means (8) comprise turbine means.

5. System according to claim 3, wherein said motorized means (8) comprise an Otto cycle engine.

6. System according to one of the preceding claims, in which said oven (2) is an oven for firing ceramic articles (P).

7. System according to one of claims 3 to 6, in which said motorized means (8) produce thermal energy sent to a thermal user (14, 18).

8. System according to claim 7 when dependent on claim 6, wherein said thermal user comprises a dryer (14) for drying said ceramic articles (P).

System according to claim 7 when dependent on claim 6, wherein said thermal user comprises an initial section (18) of said oven (2).