ITPD20090306A1

ITPD20090306A1 - Caldaia per il riscaldamento di edifici o ambienti similari

Info

Publication number: ITPD20090306A1
Application number: IT000306A
Authority: IT
Inventors: Mauro Brais
Original assignee: Ecoteck Srl
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2011-04-27

Description

TITOLO

CALDAIA PER IL RISCALDAMENTO DI EDIFICI O AMBIENTI

SIMILARI

D E S C R I Z I O N E

Campo di applicazione

La presente invenzione è generalmente applicabile nel settore del riscaldamento per edifici o ambienti similari ed, in particolare, ha per oggetto una caldaia del tipo descritto nel preambolo della rivendicazione 1.

Stato della Tecnica

Sono noti numerosi esempi di realizzazione di caldaie/stufe che utilizzano un combustibile solido in forma granulare formato da una pluralità di elementi solidi di origine vegetale. In particolare, sono note caldaie/stufe in grado di utilizzare come combustibile elementi di forma sostanzialmente cilindrica, detti comunemente pellets, i quali sono ricavati dalla pressatura di segatura o scarti di lavorazione del legno, precedentemente essiccati. Questo tipo noto di combustibile risulta particolarmente comodo per il suo potere calorifico relativamente elevato a parità di volume.

E’ noto che le caldaie/stufe a pellet comprendono una camera di combustione nella quale il combustibile solido reagisce con il comburente ossigeno in modo da produrre calore mediante la reazione esotermica della combustione. Le caldaie/stufe note comprendono un serbatoio di combustibile, ed opportuni mezzi di movimentazione atti a prelevare il combustibile dal serbatoio e portalo in modo controllato all’interno della camera di combustione mediante un condotto di alimentazione. Inoltre, è generalmente previsto un condotto interno di aria forzata che passa in prossimità della camera di combustione e del condotto di alimentazione e presenta un’apertura di immissione dell’aria forzata nell’ambiente in cui è posta la caldaie/stufa. Il condotto interno di aria forzata presenta il duplice scopo di mantenere controllata la temperatura interna della caldaie/stufa, limitando eventuali surriscaldamenti, e di immettere aria calda direttamente nell’ambiente da riscaldare.

Uno svantaggio comune a numerose caldaie/stufe a pellet note risiede nel fatto che il flusso di aria forzata nel condotto interno può non essere sufficiente a garantire una temperatura relativamente ridotta sulle pareti ed internamente al condotto di alimentazione del combustibile. Il riscaldamento eccessivo di quest’ultimo condotto può causare effetti indesiderati del combustibile ancora all’interno del condotto stesso e, quindi, esternamente alla camera di combustione, con il conseguente pericolo per gli utilizzatori della stufa e rischio di fuoriuscite anomale di fumi della combustione. Inoltre, sia nel caso in cui si verifichi l’indesiderata combustione nel condotto di alimentazione sia nel caso in cui il surriscaldamento non sia sufficiente ad innescare la combustione anomala, si generano sollecitazioni termiche sulla struttura interna della stufa che possono comprometterne la durata e l’affidabilità nel tempo.

Presentazione dell'invenzione

Uno scopo primario del presente trovato è quello di eliminare gli inconvenienti sopra lamentati, realizzando una caldaia/stufa per il riscaldamento di edifici o ambienti similari in grado di evitare il verificarsi di combustioni anomale e pericolose fuori dalla camera di combustione.

Uno scopo particolare è quello di realizzare una caldaia/stufa che permetta di controllare efficacemente la temperatura interna, in modo da impedire inutili e dannose sollecitazioni termiche strutturali sulla propria struttura.

Un ulteriore scopo dell’invenzione è quello di realizzare una caldaia/stufa con una migliorata efficienza nello scambio termico con l’aria dell’ambiente nel quale la caldaia/stufa è posta.

Un altro scopo particolare è quello di ottenere una caldaia/stufa con elevata sicurezza di utilizzo e migliorata affidabilità nel tempo.

Questi scopi, nonché altri che meglio appariranno nel seguito, sono raggiunti, in accordo con la rivendicazione 1, da una caldaia/stufa per il riscaldamento di edifici e ambienti similari, comprendente una camera di combustione interna ed almeno un condotto di alimentazione per immettere il combustibile nella camera di combustione; in particolare la superficie esterna del condotto di alimentazione presenta un aumento della superficie di scambio termico atto a dissipare il calore ricevuto dalla camera di combustione verso: una parte nel condotto interno di aria forzata ed un’ altra esterna a detto condotto per normale irraggiamento. Detto aumento di superficie qui viene rappresentato da una o più alette sporgenti, geometria rappresentativa del detto aumento di superficie di scambio termico, ma non vincolante.

Grazie a questa particolare configurazione sarà possibile aumentare significativamente lo scambio termico tra il condotto di alimentazione e l’aria circostante, riducendo la temperatura all’interno del condotto di alimentazione ed il rischio di accensione del combustibile fuori dalla camera di combustione.

Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche della nuova caldaia/stufa per il riscaldamento di edifici o ambienti similari saranno meglio chiarite dalla seguente descrizione con riferimento alle tavole di disegno, allegate a titolo di esempio non limitativo.

La FIG. 1 rappresenta una vista d’assieme sezionata della caldaia/stufa;

la FIG.2 rappresenta una vista ingrandita di un particolare di Fig.1; la FIG. 3 rappresenta una vista prospettica di un particolare della caldaia/stufa di Fig.1;

la FIG.4 rappresenta una vista laterale del particolare di Fig.3;

la FIG. 5 rappresenta una ulteriore vista laterale sezionata del particolare di Fig.3

Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione preferita La caldaia/stufa viene descritta con particolare riferimento alle figure allegate, i numeri di riferimento usati nella descrizione e nelle rivendicazioni sono utilizzati per migliorare l'intelligenza del trovato e non costituiscono alcuna limitazione all'ambito di tutela rivendicato. La caldaia/stufa secondo il trovato per il riscaldamento di edifici e ambienti similari, indicata globalmente con il numero di riferimento 1, comprende una camera di combustione interna 2, almeno un condotto di alimentazione 3, il quale ha lo scopo di immettere il combustibile nella camera di combustione 2.

Una caratteristica peculiare del trovato consiste nel fatto che la superficie esterna 4 del condotto di alimentazione 3 presenta un aumento della superficie di scambio termico qui rappresentato da una o più alette sporgenti 5, atte ad aumentare la superficie di scambio termico con l’aria che circonda il condotto di alimentazione 3. Questa caratteristica tecnica permette di aumentare il calore ceduto dal condotto di alimentazione 3, in modo da ridurne la temperatura e, di conseguenza, ridurre il rischio che il combustibile abbia effetti indesiderati all’interno del condotto di alimentazione 3 stesso, prima di essere immesso nella camera di combustione 2. Più in dettaglio, ogni aletta sporgente 5 potrà essere formata da una piastra sostanzialmente piana e potrà presentare un bordo di contatto 6 con la superficie esterna 4 del condotto di alimentazione 3. Potranno essere previsti mezzi di vincolo (non indicati negli allegati disegni) tra la superficie esterna 4 del condotto di alimentazione 3 ed il bordo di contatto 6 di ogni aletta sporgente 5. I mezzi di vincolo potranno comprendere ad esempio una o più saldature; alternativamente, le alette sporgenti 5 ed il condotto di alimentazione 3 potranno essere ricavati da un unico procedimento di stampaggio. Le alette sporgenti 5, i loro bordi di contatto 6 ed i mezzi di vincolo potranno essere in materiale termicamente conduttivo, preferibilmente metallici, in modo da massimizzare il flusso di calore. Inoltre, i mezzi di vincolo potranno essere dimensionati in modo da garantire la continuità di contatto tra il condotto di alimentazione 3 e le alette sporgenti 5, permettendo, quindi, ridotte resistenze termiche.

Come illustrato nelle Fig.3 – Fig.5, le alette sporgenti 5 potranno essere disposte sulla superficie esterna 4 del condotto di alimentazione 3 in modo da risultare sostanzialmente parallele fra loro, e distanziate lungo la direzione di sviluppo prevalente del condotto di alimentazione 3. Inoltre, come raffigurato in Fig.1, le alette sporgenti 5 potranno essere montate sulla superficie esterna 4 sostanzialmente parallele alla direzione verticale. Poiché la direzione di sviluppo prevalente del condotto di alimentazione 3 potrà non essere orizzontale, come nell’esempio di realizzazione illustrato nelle allegate figure, le alette sporgenti 5 potranno essere montate inclinate rispetto al condotto di alimentazione 3. La particolare disposizione verticale delle alette sporgenti 3 facilita l’instaurarsi di un moto convettivo dell’aria dal basso verso l’alto, sfruttando anche il naturale moto dell’aria che, a contatto con superfici calde, diminuisce la propria densità e tende a salire verso l’alto.

La caldaia/stufa 1 potrà comprendere almeno un canale interno di ventilazione 7 passante esternamente alla camera di combustione 2 ed al condotto di alimentazione 3. In particolare, una o più alette sporgenti 3 potranno essere posizionate internamente al canale interno di ventilazione 7, in modo da cedere il calore al flusso d’aria che percorre il canale stesso.

Il canale interno di ventilazione 7 potrà presentare almeno un’apertura di aspirazione di aria dall’ambiente circostante (non indicata nei disegni allegati) ed almeno un’apertura di scarico 8 di aria riscaldata nell’ambiente. L’apertura di scarico 8 permette di immettere aria calda in ambiente; quindi, il migliorato scambio termico tra il condotto di alimentazione 3 e l’aria che percorre il canale interno di ventilazione 7 genera l’ulteriore vantaggio di aumentare la capacità riscaldante della caldaia.

La caldaia/stufa 1 potrà comprendere mezzi di ventilazione forzata 9, come ad esempio un ventilatore o una soffiante, posizionati nel canale interno di ventilazione 7, tra l’apertura di aspirazione e le alette sporgenti 5. Grazie a questa disposizione, il flusso d’aria, a velocità relativamente elevata, in uscita dai mezzi ventilazione forzata 9 potrà investire le alette sporgenti 5, incrementando notevolmente lo scambio termico e, quindi, il raffreddamento del condotto di alimentazione 3. Inoltre, i mezzi di ventilazione forzata 9 potranno essere posizionati inferiormente alle alette sporgenti 5 e direzionati in modo da generare un flusso d’aria sostanzialmente verticale, con verso dal basso verso l’alto, e sostanzialmente parallelo alle alette sporgenti 5. In questo modo il contributo di ventilazione forzata si somma al naturale flusso d’aria verso l’alto a contatto con le alette sporgenti 5 in posizione sostanzialmente verticale, massimizzando il trasferimento di calore ottenibile.

Il combustibile potrà essere di diverso tipo sia solido sia liquido. In particolare, il condotto di alimentazione 3 potrà essere dimensionato per consentire il passaggio di combustibile solido di tipo granulare o similare, come ad esempio cilindri pressati di segatura o prodotti secondari della lavorazione del legno, comunemente denominati pellets. In questo caso, il condotto di alimentazione 3 potrà svilupparsi sostanzialmente lungo una direzione rettilinea e potrà presentare un’estremità superiore 10, attraverso cui entra il combustibile solido e un’estremità inferiore 11, attraverso cui il combustibile solido esce dal condotto di alimentazione 3 ed entra nella camera di combustione 2. L’inclinazione del condotto di alimentazione 3 potrà essere selezionata in modo da consentire la caduta del combustibile solido verso l’estremità inferiore 11, per effetto della forza di gravità. La caldaia potrà comprendere almeno un serbatoio 12 per un combustibile di tipo solido e mezzi a coclea 13 per portare il combustibile dal serbatoio 12 al condotto di alimentazione 3. Il mezzi a coclea 13 potranno essere disposti in modo da prelevare il combustibile dal fondo del serbatoio 12 e portarlo, in quantità controllata mediante opportuni mezzi di regolazione, all’estremità superiore 11 del condotto di alimentazione 3.

Da quanto sopra descritto, appare evidente che la caldaia/stufa secondo il trovato raggiunge gli scopi prefissati ed in particolare permette di ridurre la temperatura nel condotto di alimentazione, garantendo una accresciuta sicurezza ed affidabilità.

Queste sono le modalità schematiche sufficienti alla persona esperta per realizzare il trovato, di conseguenza, in concreta applicazione potranno esservi delle varianti senza pregiudizio alla sostanza del concetto innovativo.

Pertanto con riferimento alla descrizione che precede si esprimono le seguenti rivendicazioni.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Una caldaia/stufa per il riscaldamento di edifici e ambienti similari, comprendente una camera di combustione interna (2) ed almeno un condotto di alimentazione (3) per immettere il combustibile in detta camera di combustione (2), caratterizzata dal fatto che la superficie esterna (4) di detto condotto di alimentazione (3) presenta un aumento della superficie di scambio termico.
2. Caldaia/stufa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta superficie di scambio termico comprende una o più alette sporgenti (5).
3. Caldaia/stufa secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta/e alette sporgenti (5) è una piastra sostanzialmente piana.
4. Caldaia/stufa secondo le rivendicazioni 2, 3, caratterizzata dal fatto che ognuna di dette alette sporgenti (5) presenta un bordo di contatto (6) con detta superficie esterna (4) di detto condotto di alimentazione (3), essendo previsti mezzi di vincolo tra detta superficie esterna (4) di detto condotto di alimentazione (3) e detto bordo di contatto (6) di ognuna di dette alette sporgenti (5).
5. Caldaia/stufa secondo le rivendicazioni 2, 3, caratterizzata dal fatto che dette alette sporgenti (5) sono disposte su detta superficie esterna (4) di detto condotto di alimentazione (3) sostanzialmente parallele fra loro e distanziate lungo la direzione di sviluppo prevalente di detto condotto di alimentazione (3).
6. Caldaia/stufa secondo le rivendicazioni 4, 5 caratterizzata dal fatto che dette alette sporgenti (5) sono disposte sostanzialmente parallele alla direzione verticale.
7. Caldaia/stufa secondo una o più rivendicazioni precedenti,, caratterizzata dal fatto che dette alette sporgenti (3), detti bordi di contatto (6) e detti mezzi di vincolo sono in materiale termicamente conduttivo.
8. Caldaia/stufa secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un canale interno di ventilazione (7) passante esternamente a detta camera di combustione (2) e a detto almeno un condotto di alimentazione (3), una o più di dette alette sporgenti (5) essendo posizionate internamente a detto canale interno di ventilazione (7).
9. Caldaia/stufa secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto almeno un canale interno di ventilazione (7) presenta almeno un’apertura di aspirazione di aria dall’ambiente circostante ed almeno un’apertura di scarico (8) di aria riscaldata nell’ambiente.
10. Caldaia/stufa secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di ventilazione forzata (9) posizionati in detto almeno un canale interno di ventilazione (7), tra detta almeno un’apertura di aspirazione e dette alette sporgenti (5).
11. Caldaia/stufa secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un serbatoio (12) per un combustibile di tipo solido e mezzi a coclea (13) per portare il combustibile da detto serbatoio (12) a detto condotto di alimentazione (3).