ITMO20010178A1 - MODULAR APPARATUS FOR HEATING A FLUID - Google Patents
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Description
Descrizione di invenzione industriale Description of industrial invention
Apparecchio modulare per il riscaldamento di un fluido L'invenzione concerne un apparecchio modulare per il riscaldamento di un fluido, in particolare un apparecchio per la produzione di acqua calda per un impianto da riscaldamento. Modular apparatus for heating a fluid The invention relates to a modular apparatus for heating a fluid, in particular an apparatus for producing hot water for a heating system.
Attualmente gli apparecchi per la produzione di acqua calda per impianti da riscaldamento sono in genere costituiti da una caldaia comprendente una camera di combustione nella quale sono installati uno o più bruciatori, e uno scambiatore di calore, generalmente posto nella parte superiore della camera di combustione della caldaia. La caldaia e il bruciatore, o bruciatori, vengono in genere prodotti separatamente, da costruttori diversi, il che comporta che, nel'assemblaggio di un apparecchio per la produzione di acqua calda, é necessario integrare componenti di provenienza diversa. Questo genera spesso degli inconvenienti, in quanto non sempre é possibile realizzare in modo semplice e funzionale questa integrazione, anche partendo da componenti singolarmente di ottima qualità. Currently, appliances for the production of hot water for heating systems generally consist of a boiler comprising a combustion chamber in which one or more burners are installed, and a heat exchanger, generally located in the upper part of the combustion chamber of the water heater. The boiler and the burner, or burners, are generally produced separately, by different manufacturers, which means that, in the assembly of an appliance for the production of hot water, it is necessary to integrate components from different sources. This often generates drawbacks, as it is not always possible to carry out this integration in a simple and functional way, even starting from individually high quality components.
Inoltre, i suddetti apparecchi sono in genere progettati per una potenza termica prestabilita e non é possibile modificarli, per variare la potenza termica dell'apparecchio, nel caso in cui questo sia richiesto, rendendosi pertanto necessaria la sostituzione dell'apparecchio con un altro di potenza diversa, con notevoli costi e lunghi tempi di intervento . Furthermore, the aforementioned appliances are generally designed for a predetermined thermal power and it is not possible to modify them, to vary the thermal power of the appliance, in the event that this is required, therefore it is necessary to replace the appliance with another one of power. different, with considerable costs and long intervention times.
Scopo della presente invenzione é di fornire un apparecchio per la pròduzione di un fluido riscaldato, che possa essere modificato in modo semplice e poco costoso per variarne la potenza termica. The object of the present invention is to provide an apparatus for the production of a heated fluid, which can be modified in a simple and inexpensive way to vary its thermal power.
Un ulteriore scopo della presente invenzione é di fornire un apparecchio per la produzione di un fluido riscaldato, nel quale la caldaia, lo scambiatore di calore e il bruciatore, o i bruciatori, siano tra loro coordinati. A further object of the present invention is to provide an apparatus for the production of a heated fluid, in which the boiler, the heat exchanger and the burner, or burners, are mutually coordinated.
Secondo un primo aspetto della presente invenzione viene fornito un apparecchio per il riscaldamento di un fluido comprendente almeno un bruciatore alimentabile con una miscela di combustibile ed aria, almeno una camera di combustione nella quale può essere fatta avvenire la combustione di detta miscela, e almeno un condotto per la circolazione di detto fluido, atto a ricevere calore da detta camera di combustione, caratterizzato dal fatto che detto almeno un bruciatore detta almeno una camera di combustione e detto almeno un condotto sono integrati in un'unità modulare. According to a first aspect of the present invention, an apparatus is provided for heating a fluid comprising at least one burner which can be fed with a mixture of fuel and air, at least one combustion chamber in which the combustion of said mixture can take place, and at least one duct for the circulation of said fluid, adapted to receive heat from said combustion chamber, characterized in that said at least one burner, said at least one combustion chamber and said at least one duct, are integrated in a modular unit.
Grazie all'invenzione é possibile realizzare un apparecchio per la produzione di un fluido riscaldato, nel quale bruciatore, camera di combustione e scambiatore di calore siano realizzati secondo specifiche di progetto comuni e tra loro coordinate, in modo da ottenere un'unità i cui componenti siano perfettamente integrati tra di loro. Thanks to the invention it is possible to realize an apparatus for the production of a heated fluid, in which the burner, combustion chamber and heat exchanger are made according to common and coordinated project specifications, so as to obtain a unit whose components are perfectly integrated with each other.
Inoltre, l'invenzione consente di ridurre in modo considerevole i costi di produzione di apparecchi per la produzione di un fluido riscaldato, in quanto é possibile realizzare apparecchi di diversa potenza associando tra loro una pluralità di unità modulari sostanzialmente identiche, il numero di unità modulari utilizzate essendo funzione della potenza richiesta. Inoltre é possibile variare in modo semplice ed economico la potenza dell'apparecchio, aggiungendo o togliendo uno o più unità modulari. Ciò comporta un notevolissimo risparmio di costi, in quanto, normalmente, quando é richiesto di variare la potenza di un apparecchio per la produzione di fluido riscaldato, in particolare quando é richiesto aumentarla, occorre sostituire l'intero apparecchio con un altro di potenza adeguata. Furthermore, the invention allows to considerably reduce the production costs of apparatuses for the production of a heated fluid, since it is possible to realize apparatuses of different power by associating together a plurality of substantially identical modular units, the number of modular units used being a function of the required power. It is also possible to vary the power of the appliance in a simple and economical way by adding or removing one or more modular units. This involves a very considerable cost saving, since, normally, when it is required to vary the power of an apparatus for the production of heated fluid, in particular when it is required to increase it, it is necessary to replace the entire apparatus with another of adequate power.
Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione é previsto un elemento modulare per un apparecchio per la produzione di fluido riscaldato, caratterizzato dal fatto che comprende almeno un elemento di bruciatore, almeno un elemento di camera di combustione e almeno un elemento di condotto per la circolazione di detto fluido. According to a further aspect of the present invention, a modular element is provided for an apparatus for the production of heated fluid, characterized in that it comprises at least one burner element, at least one combustion chamber element and at least one duct element for the circulation of said fluid.
Il suddetto elemento modulare rende possibile semplificare ed ottimizzare ulteriormente la realizzazione di apparecchi per il riscaldamento di un fluido. Infatti l'elemento modulare può essere agevolmente realizzato per stampaggio, consentendo così di ottenere un'elevata produttività a costi contenuti. The aforementioned modular element makes it possible to further simplify and optimize the production of apparatus for heating a fluid. In fact, the modular element can be easily made by molding, thus allowing to obtain high productivity at low costs.
Figura 1 é una vista dall'alto di un apparecchio da riscaldamento secondo l'invenzione, costituito da una pluralità di elementi modulari; Figure 1 is a top view of a heating appliance according to the invention, consisting of a plurality of modular elements;
Figura 2 é una vista in elevazione dell'apparecchio di figura 1 ; Figure 2 is an elevation view of the apparatus of Figure 1;
Figura 3 é la vista da sinistra della Figura 2; Figure 3 is the left view of Figure 2;
Figura 4 é una vista in elevazione di un elemento modulare dell'apparecchio di Figura 1 ; Figure 4 is an elevation view of a modular element of the apparatus of Figure 1;
Figura 5 é la vista da destra di Figura 4; Figure 5 is the right view of Figure 4;
Figura 6 é la vista da sinistra di Figura 4; Figure 6 is the left view of Figure 4;
Figura 7 è una vista in elevazione di un secondo elemento modulare dell'apparecchio di Figura 1; Figure 7 is an elevation view of a second modular element of the apparatus of Figure 1;
Figura 8 é una vista dall'alto della Figura 7; Figure 8 is a top view of Figure 7;
Figura 9 é una vista da destra della Figura 7. Figure 9 is a right view of Figure 7.
Nella Figura 1 é illustrato un apparecchio 1 secondo l'invenzione per la produzione di fluido riscaldato. L'apparecchio 1 comprende una pluralità di elementi modulari 2, sostanzialmente tra loro identici, che, uniti insieme a coppie, definiscono un'unità modulare 4 comprendente un bruciatore 5, una camera di combustione 6 e almeno un condotto 7, 8 per il passaggio del fluido da riscaldare. Ciascun elemento modulare 2 comprende, nella sua parte inferiore, un primo elemento di bruciatore 3 e un secondo elemento di bruciatore 3a, tra loro sostanzialmente specularmente uguali e disposti su lati opposti dell'elemento modulare 2. Ciascun elemento di bruciatore 3, 3a costituisce una metà del bruciatore 5 di ciascuna unità modulare 4. Ciascun elemento di bruciatore 3, 3a comprende una zona di imboccatura 9, una pluralità di setti 10, 11 , 12, che definiscono, all'interno di detto elemento di bruciatore 3, 3a, una pluralità di canalizzazioni 13, 14, 15, 15a comunicanti con detta imboccatura 9. Ciascuna zona di imboccatura 9 costituisce una metà dell'imboccatura del bruciatore 5 di ciascuna unità modulare 4, attraverso la quale una miscela di combustibile ed aria viene immessa nel bruciatore 5, mentre le canalizzazioni 13, 14, 15, 15a costituiscono ciascuna una metà di un corrispondente condotto del bruciatore 5 nel quale viene incanalata la miscela immessa attraverso l'imboccatura del bruciatore 5. Le canalizzazioni 13, 14, 15, 15a di ciascun elemento di bruciatore 3, 3a, sboccano in un rispettivo elemento 16 di camera di combustione, nella cui parte inferiore é ricavata una sede 18 per l'inserimento di un diffusore 17 di bruciatore dotato di aperture per il passaggio di detta miscela. Ciascun elemento 16 di camera di combustione costituisce una metà della camera di combustione 6 dell'unità modulare 4, mentre il diffusore 17 é il diffusore del bruciatore 5 dell'unità modulare 4. Tra le zone 16 di camera di combustione di ciascun elemento modulare 2 é ricavato almeno un condotto 7 per il passaggio del fluido da riscaldare. Ciascun elemento modulare 4 comprende pertanto almeno due condotti 7 per il passaggio del fluido da riscaldare. Nella parte superiore di ciascuna zona 16 di camera di combustione é ricavata una serie di alette 20, 21 e una coppia di sedi 23, 24, ad esempio di forma semicircolare, per l'alloggiamento di un elemento tubolare 25, dotato di alette 26, all'interno del quale é definito un ulteriore condotto 8 per il passaggio del fluido da riscaldare. Ciascuna unità modulare 4 comprende pertanto anche un elemento tubolare 25 per il passaggio del fluido da riscaldare, alloggiato in una sede circolare definita dalle sedi semicircolari 23 e 24 dei due elementi modulari 2 che costituiscono l'unità modulare 4. Alloggiando l'elemento tubolare 25 in detta sede circolare, le alette 26 si interpongono tra le alette 20, 21 dei due elementi modulari 2 dell'unità modulare 4. Le alette 20, 21 e 26 servono a favorire il passaggio di calore dalla camera di combustione 6 dell'unità modulare 4 all'elemento tubolare 25 e al fluido in esso circolante nell'ulteriore condotto 8. Figure 1 illustrates an apparatus 1 according to the invention for the production of heated fluid. The appliance 1 comprises a plurality of modular elements 2, substantially identical to each other, which, joined together in pairs, define a modular unit 4 comprising a burner 5, a combustion chamber 6 and at least one duct 7, 8 for the passage of the fluid to be heated. Each modular element 2 comprises, in its lower part, a first burner element 3 and a second burner element 3a, substantially identical to each other and arranged on opposite sides of the modular element 2. Each burner element 3, 3a constitutes a half of the burner 5 of each modular unit 4. Each burner element 3, 3a comprises a mouth area 9, a plurality of baffles 10, 11, 12, which define, inside said burner element 3, 3a, a plurality of channels 13, 14, 15, 15a communicating with said mouth 9. Each mouth area 9 constitutes one half of the mouth of the burner 5 of each modular unit 4, through which a mixture of fuel and air is introduced into the burner 5 , while the ducts 13, 14, 15, 15a each constitute one half of a corresponding duct of the burner 5 into which the mixture introduced through the inlet is channeled a of the burner 5. The ducts 13, 14, 15, 15a of each burner element 3, 3a, open into a respective combustion chamber element 16, in the lower part of which there is a seat 18 for the insertion of a diffuser 17 of a burner equipped with openings for the passage of said mixture. Each combustion chamber element 16 constitutes one half of the combustion chamber 6 of the modular unit 4, while the diffuser 17 is the diffuser of the burner 5 of the modular unit 4. Between the combustion chamber zones 16 of each modular element 2 at least one duct 7 is obtained for the passage of the fluid to be heated. Each modular element 4 therefore comprises at least two ducts 7 for the passage of the fluid to be heated. In the upper part of each zone 16 of the combustion chamber there is a series of fins 20, 21 and a pair of seats 23, 24, for example of semicircular shape, for housing a tubular element 25, equipped with fins 26, inside which a further conduit 8 is defined for the passage of the fluid to be heated. Each modular unit 4 therefore also comprises a tubular element 25 for the passage of the fluid to be heated, housed in a circular seat defined by the semicircular seats 23 and 24 of the two modular elements 2 which make up the modular unit 4. Housing the tubular element 25 in said circular seat, the fins 26 are interposed between the fins 20, 21 of the two modular elements 2 of the modular unit 4. The fins 20, 21 and 26 serve to favor the passage of heat from the combustion chamber 6 of the modular unit 4 to the tubular element 25 and to the fluid circulating therein in the further duct 8.
Un apparecchio 1 secondo l'invenzione viene ottenuto unendo insieme, fianco a fianco, una pluralità di elementi modulari 2, ottenendo in tal modo, per ogni coppia di elementi modulari 2 adiacenti, un'unità modulare comprendente un bruciatore 5, una camera di combustione 6 e condotti 7, 8, per il passaggio del fluido da riscaldare. Il fluido da riscaldare circolerà nei condotti 7 e 8 ricevendo calore per conduzione dai fumi generati dalla combustione di detta miscela di combustibile ed aria nell'unità di camera di combustione 6. L'apparecchio secondo l'invenzione é completato da una coppia di testate, non raffigurate, nelle quali sono ricavati dei collegamenti tra i condotti 7 definiti nelle unità modulari 4 e gli ulteriori condotti 8 degli elementi tubolari 25, rispettivamente, per realizzare un circuito di circolazione del fluido da riscaldare comprendente tutti condotti 7 e i gli ulteriori condotti 8. Inoltre sono previsti mezzi di evacuazione di fumi, non raffigurati, comunicanti con le camere di combustione 6, per evacuare i fumi prodotti dalla combustione di detta miscela. An appliance 1 according to the invention is obtained by joining together, side by side, a plurality of modular elements 2, thus obtaining, for each pair of adjacent modular elements 2, a modular unit comprising a burner 5, a combustion chamber 6 and ducts 7, 8, for the passage of the fluid to be heated. The fluid to be heated will circulate in the ducts 7 and 8 receiving heat by conduction from the fumes generated by the combustion of said mixture of fuel and air in the combustion chamber unit 6. The apparatus according to the invention is completed by a pair of heads, not shown, in which connections are made between the ducts 7 defined in the modular units 4 and the further ducts 8 of the tubular elements 25, respectively, to create a circulation circuit for the fluid to be heated comprising all ducts 7 and the additional ducts 8. Furthermore, smoke evacuation means are provided, not shown, communicating with the combustion chambers 6, to evacuate the fumes produced by the combustion of said mixture.
Gli elementi modulari 2 sono infine connessi tra loro tramite appropriati mezzi di connessione di tipo noto, non raffigurati. The modular elements 2 are finally connected to each other by means of suitable connection means of a known type, not shown.
Nell'attuazione pratica, i materiali, le dimensioni e i particolari esecutivi potranno essere diversi da quelli indicati, ma ad essi tecnicamente equivalenti, senza per questo uscire dal dominio giuridico della presente invenzione. In practical implementation, the materials, dimensions and executive details may be different from those indicated, but technically equivalent to them, without thereby departing from the legal domain of the present invention.
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