ITPD20100132A1 - Analizzatore d atmosfera a fiamma perfezionato - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un analizzatore d’atmosfera a fiamma avente le caratteristiche enunciate nel preambolo della rivendicazione principale n. 1.

L’invenzione si colloca in modo particolare, seppur non in via esclusiva, nell’ambito degli analizzatori d’atmosfera a fiamma utilizzati per il pilotaggio dell’accensione di bruciatori a gas. Tipiche applicazioni sono quelle in cui tali bruciatori sono previsti su apparecchi a camera di combustione aperta per il riscaldamento ambiente ovvero per il riscaldamento di acqua sanitaria.

Questi analizzatori vengono impiegati non solo per l’accensione e la sorveglianza di fiamma e quindi per prevenire fuori uscite di gas incombusti, ma anche per un intervento di intercettazione dell’alimentazione di gas quando il tenore di ossigeno nell’aria di combustione scende al di sotto di un valore di sicurezza, o viceversa sale il tenore di anidride carbonica. Questi analizzatori sono infatti dimensionati per un utilizzo di rapporti di miscelazione aria-gas tali da generare una fiamma relativamente poco stabile e suscettibile di distacco al variare del tenore di ossigeno nell’aria.

E’ altresì noto utilizzare analizzatori di atmosfera a fiamma del tipo anzidetto in bruciatori predisposti per l’impiego con gas combustibili di natura diversa, quali ad esempio il gas naturale ed il gas liquefatto, tali gas presentando caratteristiche di combustibilità fra loro differenti e tali da richiedere corrispondenti e distinte tarature o configurazioni dell’analizzatore per il funzionamento con l’uno o con l’altro gas.

In particolare sono richiesti ugelli erogatori distinti per ciascuna delle tipologie di gas impiegato, così come una determinata e diversa quantità di aria primaria deve essere convogliata nella zone di miscelazione con il gas, per garantire una corretta combustione al bruciatore.

Alcune soluzioni note prevedono la sostituzione dell’ugello a seconda del gas utilizzato, tale operazione tuttavia richiedendo l’intervento di personale specializzato, che deve verificare la scelta della componentistica e dell’assemblaggio della stessa per il corretto funzionamento del dispositivo. Un’altra soluzione nota prevede l’uso di cannelli contrapposti, ciascun cannello essendo dedicato all’uso con uno specifico gas combustibile, tale costruzione risultando tuttavia piuttosto complessa e comunque onerosa in termini di componenti richiesti e montaggio degli stessi.

E’ noto altresì prevedere strutture del cannello dell’analizzatore ad “Y†, vale a dire con un cannello predisposto con condotti convergenti in una zona comune di estremità, anche tale costruzione risultando comunque complessa ed onerosa.

Scopo principale dell’invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione un analizzatore d’atmosfera a fiamma strutturalmente e funzionalmente concepito per risultare rapidamente convertibile nell’utilizzo con gas di natura diversa, che risulti comunque sicuro, senza implicare sostituzioni di parti, garantendo la sicurezza di funzionamento dell’apparecchio senza richiedere necessità di aggiustamenti da parte dell’operatore.

Questo scopo à ̈ raggiunto dall’invenzione mediante un analizzatore d’atmosfera a fiamma realizzato in accordo con le rivendicazioni che seguono.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue di un suo preferito esempio di attuazione illustrato, a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento agli uniti disegni in cui:

- la figura 1 à ̈ una vista prospettica di un analizzatore d’atmosfera a fiamma realizzato in accordo con la presente invenzione,

- la figura 2 à ̈ una vista in esploso prospettico dell’analizzatore di figura 1, - la figura 3 à ̈ una vista in sezione assiale dell’analizzatore delle figure precedenti,

- la figura 4 à ̈ una vista in pianta dell’analizzatore di figura 3,

- le figure 5 e 6 sono viste in sezione assiale dell’analizzatore delle figure precedenti in distinte posizioni operative,

- le figure 7 e 8 sono viste in sezione in scala ingrandita di particolari rispettivamente delle figure 5 e 6.

Con riferimento alle figure citate, con 1 à ̈ complessivamente indicato un analizzatore d’atmosfera a fiamma realizzato in accordo con la presente invenzione.

L’analizzatore 1 comprende un supporto 2 sul quale sono fissati un cannello 3, un dispositivo di rilevazione di fiamma 4 a termocoppia ed un accenditore a candela 5 per l’accensione di fiamma.

Il cannello 3 ha conformazione tubolare internamente cava ed à ̈ provvisto ad una sua estremità assiale di un primo ugello 6 di alimentazione del gas combustibile recante un rispettivo foro 6a di erogazione. Il cannello à ̈ aperto alla contrapposta estremità in una sezione 7 di ammissione del gas ed à ̈ prolungato alla contrapposta estremità in un condotto tubolare 8 al quale à ̈ applicata una testa di bruciatore 9 con relativo becco di fiamma 9a.

Nel condotto tubolare 8 à ̈ definita, in corrispondenza dell’ugello 6, una camera di aspirazione e miscelazione 10, coassiale ed in comunicazione di fluido con l’ugello 6 e recante una coppia di fori 11 passanti attraverso il mantello del condotto 8, disposti da parti diametralmente contrapposte, attraverso i quali viene alimentata l’aria primaria all’interno della camera di aspirazione e miscelazione 10.

L’analizzatore 1 comprende inoltre, secondo una principale caratteristica del trovato, un secondo ugello 12, con rispettivo foro di erogazione 12a, scorrevolmente montato all’interno del cannello 3, coassiale con quest’ultimo, come descritto in maggior dettaglio nel seguito.

Il secondo ugello 12 à ̈ provvisto ad una estremità di un corpo tubolare 13 internamente cavo, la cui contrapposta estremità assiale à ̈ in contatto con un profilo superficiale 14 di camma di un mezzo attuatore, globalmente indicato con 15, supportato girevolmente nel cannello e con il quale il corpo tubolare, ed in solido con esso l’ugello 12, à ̈ spostabile tra una prima posizione non operativa, in cui il gas à ̈ erogato attraverso il primo ugello 6, ed una seconda posizione operativa in cui il gas à ̈ erogato attraverso il secondo ugello 12, il primo ugello 6 essendo ininfluente nell’erogazione del gas in questa seconda posizione operativa.

I mezzi attuatori comprendono una formazione a manicotto 16 montata girevolmente nel cannello 3 attorno ad un asse di rotazione Y, diretto perpendicolarmente alla direzione di sviluppo assiale del cannello 3, indicata con X, il profilo di camma 14 essendo ricavato sul mantello esterno del manicotto 16 così da cooperare con la corrispondente estremità del corpo tubolare 13. La formazione a manicotto 16 à ̈ solidarizzata con una manopola 17 di comando accessibile all’esterno del cannello 3, con la quale può essere azionato in rotazione il manicotto 16 del mezzo attuatore, determinando, a seguito della rotazione della camma 14, uno spostamento assiale dell’ugello 12 tra le posizioni anzidette.

Con 18 à ̈ indicata una molla provvista internamente al manicotto 16 e suscettibile di sollecitare il medesimo contro un elemento di chiusura 19 previsto nel cannello 3, con interposizione di una guarnizione (non rappresentata). L’azione elastica della molla 18 serve a garantire il posizionamento della formazione a manicotto 16 nel cannello, con tenuta di gas verso l’esterno.

Con 20 à ̈ indicata una ulteriore molla calzata sul corpo tubolare 13 ed attiva tra una coppia di spallamenti 21, 22 rispettivamente provvisti nel cannello 3 e nel corpo tubolare 13, la molla 20 fungendo da mezzo di richiamo del corpo 13 per sollecitare quest’ultimo a contatto con la formazione a manicotto 16 assicurando nel contempo, per azione elastica di richiamo della molla, il ritorno dell’ugello 12 nella prima posizione non operativa, allontanata dal primo ugello 6.

L’ugello 12 à ̈ provvisto all’estremità del condotto tubolare 13 in un tratto 13a del medesimo avente conformazione conica, il quale à ̈ alloggiato nel cannello in corrispondenza di un tratto 3a del medesimo avente anch’esso conformazione internamente conica, rastremata in direzione del primo ugello 6. Le conicità dei tratti 3a, 13a, fra loro affacciati, sono tali per cui nella prima posizione operativa (in cui il gas à ̈ erogato dall’ugello 6) i tratti conici del corpo 13 e del cannello 3 rimangono distanziati fra loro (come evidenziato in figura 6) e nel volume anulare delimitato dalle superfici coniche affacciate vi à ̈ passaggio di gas. In questa condizione il gas fluisce, all’interno del cannello, sia internamente che esternamente al corpo tubolare 13, anche tramite aperture passanti 23, 24 nel corpo tubolare 13, sino a raggiungere il primo ugello 6, attraverso il quale à ̈ erogato il gas alla camera 10.

Nella seconda posizione operativa, le conicità dei tratti anzidetti, fra loro diverse, sono tali per cui il tratto conico del corpo 13 à ̈ spostato in contatto superficiale localizzato con la superficie conica interna del corrispondente tratto di cannello 3 (come evidenziato in figura 7). In questa condizione l’intero flusso di gas che fluisce nel cannello viene convogliato attraverso l’ugello 12, attraverso il quale avviene l’erogazione del gas nella camera 10. Essendo il foro 12a dell’ugello 12 di sezione inferiore a quella del foro 6a, l’ugello 6 rimane ininfluente ai fini dell’erogazione in questa condizione operativa.

L’analizzatore 1 à ̈ provvisto di mezzi di parzializzazione dell’aria primaria, globalmente indicati con 25, i quali sono integrati nell’analizzatore nonché collegati operativamente ai mezzi attuatori 15, in modo tale che nella prima e seconda posizione operativa, siano spostati, tramite azione della manopola di selezione 17, da e verso i fori 11 di ammissione del gas nella camera 10, per assicurare una prescelta immissione di aria primaria nella camera 10, correlata al corrispondente ugello attivato dal selettore a manopola.

Più in particolare, i mezzi di parzializzazione comprendono una coppia di fori 26 passanti attraverso una lamina 27 di forma approssimativamente semicilindrica e tale da essere calzata e trattenuta scorrevolmente sul mantello cilindrico del cannello 3. La lamina à ̈ prolungata in un leveraggio 28 la cui estremità libera à ̈ incernierata in 29 alla manopola 17, con prefissata distanza tra l’asse Y ed il punto di articolazione, così che una rotazione della manopola 17 sia convertita in una traslazione della lamina 27 nella direzione assiale X, attraverso il collegamento anzidetto del leveraggio 28.

I fori 26 presentano sezione di passaggio inferiore alla sezione dei fori 11. E’ previsto che nella prima posizione operativa (fig. 8) in cui il gas à ̈ erogato dall’ugello 6, la lamina 27 parzializzatrice sia posizionata con i fori 26 sovrapposti ai fori 11, preferibilmente in modo coassiale, così che l’apertura di ammissione dell’aria primaria nella camera 10 sia determinata dai fori 26. Viceversa, nella seconda posizione operativa, in cui la rotazione della manopola comporta l’attivazione dell’ugello 12 ed il contestuale spostamento della lamina 27 in allontanamento dai fori 11, senza alcuna parzializzazione dei medesimi, l’ammissione dell’aria primaria nella camera 10 avviene attraverso la sezione di passaggio determinata dai fori 11.

Tramite opportuno dimensionamento degli ugelli 6, 12 e dei fori di ammissione 11, 26 à ̈ possibile ottenere il corretto funzionamento dell’analizzatore con gas diversi. Nell’esempio descritto à ̈ previsto che l’ugello 6 ed i fori 26 siano prescelti per il funzionamento con gas naturale, mentre l’ugello 12 ed i fori 11 siano prescelti per il funzionamento con gas liquido.

Nel funzionamento à ̈ previsto che attraverso la manopola 17 di comando si selezioni la prima ovvero la seconda posizione operativa, rispettivamente illustrate nelle figure 6, 8 (gas naturale) e nelle figure 5, 7 (gas liquefatto), in cui il passaggio dall’una all’altra avviene esclusivamente mediante la rotazione del selettore a manopola 17, in grado di agire contestualmente sullo spostamento dell’ugello 12 e dei mezzi di parzializzazione 25 dell’aria primaria, fra le posizioni predette.

L’invenzione raggiunge così gli scopi proposti conseguendo numerosi vantaggi rispetto alle soluzioni note.

Un principale vantaggio risiede nel fatto che per l’utilizzo dell’analizzatore con gas di natura diversa, non à ̈ prevista, secondo il trovato, alcuna sostituzione di componenti, con relativo montaggio e smontaggio, tale prerogativa rendendo estremamente rapido il passaggio da un funzionamento all’altro.

Inoltre, il passaggio tra le due funzionalità non richiede verifiche o tarature oltre a quelle previste in origine, contrariamente a quanto accade nelle soluzioni note con cambio di componenti.

Grazie al trovato le posizioni raggiunte nel passaggio tra i funzionamenti previsti sono inoltre prefissate, non soggette ad alterazione, quindi estremamente sicure per l’impiego dell’analizzatore con gas di natura diversa. Inoltre grazie al movimento sincrono dei mezzi attuatori per attivare l’ugello prescelto nonché per spostare i mezzi di parzializzazione, tramite un unico selettore a manopola, viene semplificata la procedura di settaggio dell’analizzatore rendendo la stessa sicura e rapida per l’utente.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Analizzatore d’atmosfera a fiamma del tipo predisposto per un funzionamento con gas combustibili di natura diversa, comprendente: - un cannello nel quale à ̈ definita una camera di aspirazione e miscelazione aria-gas, - un primo ugello di alimentazione di gas e mezzi di alimentazione di aria primaria di combustione aperti in detta camera di aspirazione, - un bruciatore a fiamma in comunicazione di fluido con detta camera di aspirazione e miscelazione per alimentare una miscela di aria-gas, formata in detta camera, a detto bruciatore, caratterizzato dal fatto di comprendere un secondo ugello di alimentazione di gas scorrevolmente guidato in detto cannello e mezzi attuatori provvisti sul cannello ed azionabili dall’esterno del medesimo, per spostare detto secondo ugello tra una prima posizione non operativa, in cui il gas à erogato attraverso detto primo ugello, ed una seconda posizione operativa in cui il gas à ̈ erogato attraverso detto secondo ugello, il primo ugello essendo ininfluente nella erogazione del gas in detta seconda posizione.
2. 2. Analizzatore secondo la rivendicazione 1, in cui detti primo e secondo ugello sono predisposti per l’impiego dell’analizzatore, rispettivamente con gas naturale e con gas liquefatto.
3. 3. Analizzatore secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto secondo ugello à ̈ provvisto alla estremità di un corpo tubolare scorrevolmente guidato nel cannello, all’interno del quale viene convogliato il gas da erogare attraverso il secondo ugello, in detta seconda posizione operativa, detti mezzi attuatori comprendendo un mezzo a camma girevolmente supportato nel cannello ed attivo su detto corpo tubolare per spostare il medesimo da e verso detta seconda posizione operativa, in contrasto ad un mezzo elastico di richiamo, detto mezzo a camma essendo azionabile tramite una manopola di comando accessibile dall’esterno del cannello.
4. 4. Analizzatore secondo la rivendicazione 3, in cui detto mezzo a camma à ̈ supportato girevolmente nel cannello attorno ad un asse di rotazione diretto perpendicolarmente alla direzione di scorrimento assiale del corpo tubolare recante il secondo ugello.
5. 5. Analizzatore secondo la rivendicazione 4, in cui il profilo a camma di detti mezzi attuatori à ̈ ricavato su di una formazione a manicotto, connessa alla manopola di comando nonché sollecitata, dall’azione elastica di un ulteriore molleggio, contro un elemento solidarizzato al cannello, per garantire la tenuta di gas tra superfici in reciproco contatto ed in movimento relativo a seguito della rotazione della manopola di comando.
6. 6. Analizzatore secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui sono previsti mezzi di parzializzazione dell’aria primaria integrati nel cannello nonché operativamente collegati a detti mezzi attuatori, così che in detta prima e seconda posizione operativa i mezzi di parzializzazione siano spostati in modo corrispondente da e verso detti mezzi di alimentazione di aria primaria per assicurare una prescelta immissione di aria primaria in detta camera di miscelazione richiesta dal corrispondente ugello per il gas impiegato.
7. 7. Analizzatore secondo la rivendicazione 6, in cui detti mezzi di parzializzazione sono operativamente collegati a detti mezzi attuatori così da essere spostati in sincronismo con gli stessi.
8. 8. Analizzatore secondo la rivendicazione 7, in cui detti mezzi di alimentazione di aria primaria comprendono almeno un primo foro passante ed aperto in detta camera e detti mezzi di parzializzazione comprendono una lamina recante almeno un secondo foro, la quale à ̈ spostabile lungo il cannello da e verso una condizione operativa in cui il secondo foro à ̈ sovrapposto al primo foro così da parzializzare in modo corrispondente l’immissione di aria nella camera di aspirazione e miscelazione.
9. 9. Analizzatore secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui detta lamina à ̈ collegata alla manopola tramite un leveraggio articolato alla stessa ad una prefissata distanza dall’asse di articolazione della manopola, così che ad una rotazione di detta manopola corrisponda una traslazione della lamina relativamente al cannello nella direzione assiale del medesimo, da e verso detta condizione operativa di parzializzazione.