ITPD20090071A1 - Dispositivo tubolare per il transito di un fluido di scambio termico particolarmente per scambiatori di calore, e scambiatore di calore liquido/aeriforme, particolarmente per caldaie, comprendente una serie di tali dispositivi tubolari - Google Patents

Dispositivo tubolare per il transito di un fluido di scambio termico particolarmente per scambiatori di calore, e scambiatore di calore liquido/aeriforme, particolarmente per caldaie, comprendente una serie di tali dispositivi tubolari Download PDF

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Description

DISPOSITIVO TUBOLARE PER IL TRANSITO DI UN FLUIDO DI SCAMBIO TERMICO PARTICOLARMENTE PER SCAMBIATORI DI CALORE, E SCAMBIATORE DI CALORE LIQUIDO/AERIFORME, PARTICOLARMENTE PER CALDAIE, COMPRENDENTE UNA SERIE DI TALI DISPOSITIVI TUBOLARI
DESCRIZIONE
Il presente trovato ha per oggetto un dispositivo tubolare per il transito di un fluido di scambio termico particolarmente per scambiatori di calore. Forma oggetto del trovato anche uno scambiatore di calore liquido/aeriforme, particolarmente per caldaie, comprendente una serie di tali dispositivi tubolari.
Sono oggi noti e diffusi con ottima resa e soddisfazione degli installatori, scambiatori di calore liquido/aeriforme, particolarmente per caldaie, comprendenti una camera di passaggio per un primo fluido di scambio termico, attraversata da condotte di passaggio per un secondo fluido di scambio termico, la cui peculiarità risiede nel fatto che almeno parte di dette condotte sono date da una pluralità di tubi, ciascuno dei quali avente sezione con profilo definito da una pluralità di lobi disposti in direzione sostanzialmente radiale.
La particolare forma di tali tubi consente di aumentare considerevolmente la turbolenza dell'aeriforme che li dovesse attraversare, rispetto a tubi di sezione circolare o lenticolare.
Ciononostante, tali tubi di sezione a lobi, presentano delle perfettibilità.
Infatti, per quanto le zone di raccordo tra due lobi successivi di un tubo siano prossime all'asse del tubo, nell'intorno di tale asse permane sempre un canale da cui l'aeriforme, caldo, fugge senza aver lambito in modo ottimale le superfici interne dei canali di sezione a lobo del tubo, e avendo sostanzialmente ceduto molto poco del calore posseduto.
Inoltre, tali tubi noti, proprio per il fatto di presentare una sezione che centralmente à ̈ molto stretta, sono di difficile pulitura e relativamente propensi ad intasarsi.
Il compito del presente trovato à ̈ quello di realizzare un dispositivo tubolare per il transito di un fluido di scambio termico, particolarmente per scambiatori di calore, capace di ovviare agli inconvenienti palesati dai tubi con sezione a lobi di tipo noto.
Nell'ambito di tale compito, uno scopo del trovato à ̈ quello di mettere a punto uno scambiatore di calore liquido/aeriforme, particolarmente per caldaie, dotato di una pluralità di dispositivi tubolari come al compito principale del trovato. Un altro scopo del trovato à ̈ quello di mettere a punto un dispositivo tubolare in cui all'aeriforme che lo attraversa venga impressa una turbolenza che migliori lo scambio termico rispetto a quanto realizzabile coi citati tubi di tipo noto.
Un ulteriore scopo del trovato à ̈ quello di mettere a punto un dispositivo tubolare di facile pulitura.
Un altro scopo del trovato à ̈ quello di mettere a punto uno scambiatore di calore liquido/aeriforme di rendimento migliore rispetto agli analoghi scambiatori di tipo noto.
Non ultimo scopo del trovato, Ã ̈ quello di realizzare un dispositivo tubolare per il transito di un fluido di scambio termico particolarmente per scambiatori di calore, e uno scambiatore di calore liquido/aeriforme, particolarmente per caldaie, comprendente una serie di tali dispositivi tubolari, strutturalmente semplice, di facile impiego, e che possa essere prodotto con impianti e tecnologie note.
Questo compito, nonchà ̈ questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un dispositivo tubolare per il transito di un fluido di scambio termico, particolarmente per scambiatori di calore, del tipo comprendente un tubo avente almeno un tratto di sezione con profilo definito da una pluralità di lobi disposti in direzione sostanzialmente radiale, caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento astiforme deviatore di flusso, estraibile, inserito nello spazio assiale tra le porzioni di raccordo tra due lobi successivi, e preposto a deviare lateralmente il flusso di fluido di scambio termico immesso in detto tubo, verso i canali di scambio termico aventi sezione a lobo del medesimo tubo.
Vantaggiosamente, uno scambiatore di calore liquido/aeriforme, particolarmente per caldaie, comprende una camera di passaggio per un primo fluido di scambio termico, attraversata da condotte di passaggio per un secondo fluido di scambio termico, e si caratterizza per il fatto che almeno parte di dette condotte sono date da una pluralità di dispositivi tubolari secondo il trovato.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di tre forme di esecuzione preferite, ma non esclusive, del dispositivo tubolare per il transito di un fluido di scambio termico, particolarmente per scambiatori di calore secondo il trovato, nonchà ̈ di uno scambiatore di calore liquido/aeriforme dotato di una pluralità di tali dispositivi tubolari, illustrati, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:
- la figura 1 Ã ̈ una vista prospettica del tubo del dispositivo tubolare secondo il trovato in una sua prima forma realizzativa;
- la figura 2 Ã ̈ una sezione longitudinale di un dispositivo tubolare secondo il trovato come in figura 1;
- la figura 3 Ã ̈ una sezione trasversale, secondo la linea di sezione III-III indicata in figura 2, del dispositivo tubolare secondo il trovato nella sua prima forma realizzativa;
- la figura 4 Ã ̈ una sezione trasversale, secondo la linea di sezione IV-IV indicata in figura 2, del dispositivo tubolare secondo il trovato nella sua prima forma realizzativa;
- la figura 5 Ã ̈ una sezione trasversale, secondo la linea di sezione V-V indicata in figura 2, del dispositivo tubolare secondo il trovato nella sua prima forma realizzativa;
- la figura 6 rappresenta un dispositivo tubolare secondo il trovato in una sua seconda forma realizzativa;
- la figura 7 rappresenta il dispositivo tubolare secondo il trovato in una sua terza forma realizzativa;
- la figura 8 illustra una vista laterale in sezione di uno scambiatore di calore secondo il trovato, dotato di dispositivi tubolari secondo il trovato;
- la figura 9 rappresenta la sezione trasversale dello scambiatore secondo il trovato, indicata dalla linea di sezione IX-IX in figura 8.
Un dispositivo tubolare per il transito di un fluido di scambio termico, particolarmente per scambiatori di calore, secondo il trovato, à ̈ illustrato in una sua prima forma realizzativa nelle figure da 1 a 5, ed ivi à ̈ indicato con il numero 10.
Tale dispositivo tubolare 10 Ã ̈ del tipo comprendente un tubo 11 avente una serie di tratti 11a, 11b e seguenti, ciascuno dei quali di sezione 12 (figura 4) con profilo definito da tre lobi 13, 14 e 15, disposti in direzione sostanzialmente radiale.
Il dispositivo tubolare 10 secondo il trovato comprende un elemento astiforme 16, deviatore di flusso, estraibile, inserito nello spazio assiale tra le porzioni di raccordo 17, 18 e 19 tra due lobi successivi.
Tale elemento astiforme 16 Ã ̈ preposto a deviare lateralmente il flusso di fluido di scambio termico immesso in detto tubo 11, verso i canali 20, 21, 22 di scambio termico del medesimo tratto 11a, 11b, 11c e seguenti di tubo 11 aventi sezione a lobo.
I tratti 11a, 11b e seguenti sono realizzati in modo che le sezioni di due successivi tratti di tubo 11a, 11b e seguenti, risultino ruotate rispetto all'asse del tubo 11 di un certo angolo, ad esempio 60° come mostrato dalla sezione 12a, di figura 5, relativa al tratto di tubo 11b, rispetto alla sezione 12, di figura 4, relativa al tratto di tubo 11a.
L'elemento astiforme deviatore 16 presenta una estremità sagomata 23, ben visibile in figura 2, di presa per l'estrazione da detto tubo 11 dell'elemento astiforme 16 stesso, per la pulizia del tubo 11.
In tale prima forma realizzativa del dispositivo tubolare 10 secondo il trovato fino a qui descritta, il tubo 11 ha sezione comprendente tre lobi 13, 14 e 15 disposti sostanzialmente a 120° sessagesimali uno dall'altro.
E' da intendersi che i lobi, in forme realizzative alternative, possono essere anche in numero diverso.
In tale prima forma realizzativa del dispositivo tubolare 10 secondo il trovato fino a qui descritta a titolo esemplificativo e non limitativo del trovato stesso, il tubo 11 ha sviluppo longitudinale rettilineo, e ai tratti 11a, 11b e seguenti con sezione 12 a tre lobi, si alternano tratti di sezione sostanzialmente circolare 11e, 11f e seguenti, come visibile nelle figure 1 e 2.
In una seconda forma realizzativa del trovato, schematizzata in figura 6, il dispositivo tubolare secondo il trovato, ivi indicato con il numero 110, comprende un tubo 111 con sezione a tre lobi, a sviluppo longitudinale rettilineo continuo, privo di tratti a sezione circolare.
All'interno del tubo 111 à ̈ schematizzato l'elemento astiforme corrispondente 116 con l'estremità sagomata per la presa 123.
In una terza forma realizzativa del dispositivo tubolare secondo il trovato, indicata in figura 7 con il numero 210, il tubo 211 ha sviluppo longitudinale elicoidale.
Il tubo 11, ma anche 111 e 211 presenta porzioni d'estremità 24 e 25 sostanzialmente cilindriche, e quindi relativamente semplici da saldare di testa.
In figura 3 à ̈ rappresentata una sezione 12b relativa ad una prima estremità 24.
Il tubo 11, 111, 211 Ã ̈ ottenibile facilmente mediante lavorazione per schiacciatura di un tubo metallico.
L'elemento astiforme 16 e 116 Ã ̈ ottenibile da un tondino metallico.
Forma oggetto del trovato anche uno scambiatore di calore liquido/aeriforme, indicato nelle figure 8 e 9 con il numero 30.
Tale scambiatore 30 particolarmente per caldaie ad esempio a gasolio o di cogenerazione, comprende una camera di passaggio 35 per un primo fluido di scambio termico, attraversata da condotte 32 di passaggio per un secondo fluido di scambio termico.
Una parte di tali condotte sono date da una pluralità di dispositivi tubolari 10 o 110 o 210 come sopra descritti.
Tale scambiatore 30 comprende un corpo principale 33, esterno, contenente una camera di ingresso per l'aeriforme 34, definente con detto corpo principale 33 la camera di passaggio 35 per un primo fluido di scambio termico.
La camera d'ingresso per l'aeriforme 34 Ã ̈ circondata da una serie di condotte 36 di scambio termico, di sezione circolare, e da una serie di detti dispositivi tubolari 10.
Le due serie di condotte sono disposte su due circonferenze concentriche.
L'aeriforme à ̈ convogliato dalla camera di ingresso 34 verso le condotte a sezione circolare 36 mediante un primo fondello, deviatore e scambiatore, 37.
Lo stesso aeriforme uscente dalle condotte a sezione circolare 36 viene convogliato ai dispositivi tubolari 10 mediante una camera anulare 38 circondante l'entrata di detta camera di ingresso per l'aeriforme 34.
Lo scambiatore 10 Ã ̈ chiuso superiormente da una flangia 39 con foro per passaggio aeriforme, e inferiormente da un secondo fondello 40 di raccolta condensa, con imbocco 41 per canna fumaria.
Almeno uno di tali flangia 39 e secondo fondello 40 sono preposti ad essere rimossi per l'estrazione degli elementi astiformi deviatori 16 dei dispositivi tubolari 10 per la pulizia dei tubi 11 di questi ultimi.
Si à ̈ in pratica constatato come il trovato raggiunga il compito e gli scopi preposti.
In particolare con il trovato si à ̈ messo a punto un dispositivo tubolare in cui all'aeriforme che lo attraversa à ̈ impressa una turbolenza che migliora lo scambio termico rispetto a quanto realizzabile coi citati tubi di tipo noto, e di conseguenza si à ̈ realizzato uno scambiatore di calore liquido/aeriforme, particolarmente per caldaie, dotato di una pluralità di dispositivi tubolari come al compito principale del trovato, di resa migliorata rispetto agli analoghi scambiatori noti.
Inoltre, grazie alla presenza dell'elemento astiforme estraibile 16 si à ̈ messo a punto un dispositivo tubolare di facile pulitura, essendo sufficiente estrarre l'elemento astiforme 16 per avere all'interno del tubo 11 spazio sufficiente per manovrare uno strumento di pulizia.
Ulteriormente, con il trovato si à ̈ messo a punto uno scambiatore di calore liquido/aeriforme di rendimento migliore rispetto agli analoghi scambiatori di tipo noto.
Non ultimo, con il trovato si sono realizzati un dispositivo tubolare per il transito di un fluido di scambio termico particolarmente per scambiatori di calore, e uno scambiatore di calore liquido/aeriforme, particolarmente per caldaie, comprendente una serie di tali dispositivi tubolari, strutturalmente semplici, di facile impiego, e che possono essere prodotti con impianti e tecnologie note.
Il trovato, così concepito, à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.
In pratica, i materiali impiegati, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.
Ove le caratteristiche e le tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni sono stati apposti al solo scopo di aumentare l'intelligibilità delle rivendicazioni e di conseguenza tali segni di riferimento non hanno alcun effetto limitante sull'interpretazione di ciascun elemento identificato a titolo di esempio da tali segni di riferimento.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo tubolare (10) per il transito di un fluido di scambio termico, particolarmente per scambiatori di calore, del tipo comprendente un tubo (11) avente almeno un tratto (11a, 11b, 11c, 11d) di sezione (12) con profilo definito da una pluralità di lobi (13, 14, 15) disposti in direzione sostanzialmente radiale, caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento astiforme (16), deviatore di flusso, estraibile, inserito nello spazio assiale tra le porzioni di raccordo (17, 18, 19) tra due lobi successivi, e preposto a deviare lateralmente il flusso di fluido di scambio termico immesso in detto tubo (11), verso i canali (20, 21, 22) di scambio termico del medesimo tubo aventi sezione a lobo.
  2. 2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, che si caratterizza per il fatto che detto elemento astiforme deviatore (16) presenta almeno una estremità sagomata (23) di presa per l'estrazione da detto tubo (11).
  3. 3) Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto che detto tubo (11) ha sezione comprendente tre lobi (13, 14, 15) disposti sostanzialmente a 120° sessagesimali uno dall'altro.
  4. 4) Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto che detto tubo (111) ha sviluppo longitudinale rettilineo.
  5. 5) Dispositivo secondo le rivendicazioni da 1 a 3, che si caratterizza per il fatto che detto tubo ha sviluppo longitudinale elicoidale (211).
  6. 6) Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto che le sezioni di due successivi tratti di tubo (11a, 11b) sono ruotate rispetto all'asse del tubo (11) di un certo angolo.
  7. 7) Scambiatore di calore liquido/aeriforme (30), particolarmente per caldaie, comprendente una camera di passaggio (35) per un primo fluido di scambio termico, attraversata da condotte di passaggio (32) per un secondo fluido di scambio termico, che si caratterizza per il fatto che almeno parte di dette condotte (32) sono date da una pluralità di dispositivi tubolari (10), ciascuno dei quali comprendente un tubo (11) avente sezione (12) con profilo definito da una pluralità di lobi (13, 14, 15) disposti in direzione sostanzialmente radiale, e comprendente un elemento astiforme (16) deviatore di flusso, estraibile, inserito nello spazio assiale tra le porzioni di raccordo (17, 18, 19) tra due lobi successivi, e preposto a deviare lateralmente il flusso di fluido di scambio termico immesso in detto tubo, verso i canali di scambio termico del medesimo tubo aventi sezione a lobo.
  8. 8) Scambiatore di calore secondo la rivendicazione precedente, che si caratterizza per il fatto di comprendere un corpo principale (33), esterno, contenente una camera di ingresso per l'aeriforme (34), definente con detto corpo principale (33) detta camera di passaggio (35) per un primo fluido di scambio termico, detta camera d'ingresso per l'aeriforme (34) essendo circondata da una serie di condotte (36) di scambio termico di sezione circolare, e da una serie di detti dispositivi tubolari (10), l'aeriforme essendo convogliato da detta camera di ingresso (34) verso dette condotte a sezione circolare (36) mediante un primo fondello (37), deviatore e scambiatore , lo stesso aeriforme uscente da dette condotte a sezione circolare (36) essendo convogliato ai dispositivi tubolari (10) mediante una camera anulare (38) circondante l'entrata di detta camera di ingresso per l'aeriforme (34).
  9. 9) Scambiatore di calore secondo le rivendicazioni 7 e 8, che si caratterizza per il fatto di essere chiuso superiormente da una flangia (39) con foro per passaggio aeriforme, e inferiormente da un secondo fondello (40) di raccolta condensa con imbocco (41) per canna fumaria, almeno uno di tali flangia (39) e fondello (40) essendo preposti ad essere rimossi per l'estrazione degli elementi astiformi deviatori (16) dei dispositivi tubolari (10) per la pulizia dei tubi (11) di questi ultimi.
  10. 10) Dispositivo tubolare per il transito di un fluido di scambio termico particolarmente per scambiatori di calore, e scambiatore di calore liquido/aeriforme, particolarmente per caldaie, comprendente una serie di tali dispositivi tubolari, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, che si caratterizzano per quanto descritto ed illustrato nelle allegate tavole di disegni.
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