ITPD20110148A1 - Contatore per gas, particolarmente per portate elevate - Google Patents

Description

Contatore per gas, particolarmente per portate elevate

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne un apparecchio contatore per gas avente le caratteristiche enunciate nel preambolo della rivendicazione principale n. 1.

L’invenzione si colloca particolarmente, sebbene non esclusivamente, nel settore dei contatori per gas concepiti per una gestione delle loro funzionalità in remoto, nei quali à ̈ prevista una elettronica di telegestione coerente con le regolamentazioni previste dalle autorità competenti (delibera AEEG 155/08) e nel rispetto delle normative vigenti. In questo settore vi à ̈ l’esigenza di poter misurare flussi di gas a fini metrologici, non solo per contatori di tipo residenziale (identificati ad esempio con sigla G4/G6 dalla regolamentazione italiana), ma anche per contatori di tipo industriale ad elevate portate (identificati con sigla G10, G16, G25, G40, etc, dove ad esempio G25 corrisponde a portate sino a 48.000 litri/ora).

Tipicamente, per queste taglie di contatori industriali, le metodologie di misurazione si basano esclusivamente su principi volumetrici, ed i contatori sono realizzati in accordo a due tecnologie principali, a pareti deformabili ovvero rotativi. In entrambe tali soluzioni di tipo volumetrico le misure sono soggette agli errori di approssimazione dovuti alle variazioni di pressione e di temperatura, per i quali sono quindi necessari correttori volumetrici aggiuntivi in grado di compensare la pressione e la temperatura, richiedendo l’impiego di corrispondenti sonde di pressione e di temperatura.

Nell’ambito dei contatori di tipo residenziale sono altresì note soluzioni tecniche di contatori basate sull’impiego di un flussometro realizzato come sensore massico termico. In genere, sensori di questo tipo richiedono adattatori nei quali sono previsti dispositivi atti a laminare il flusso di gas al fine di isolare e proteggere il sensore da turbolenze che influenzerebbero la precisione di misura. Queste soluzioni, che risultano accettabili nell’utilizzo in contatori di tipo residenziale, ove le sezioni in gioco sono adeguate per garantire misure e cadute di pressione in conformità ai requisiti normativi, debbono essere riviste per l’utilizzo nel settore dei contatori industriali ad elevate portate, in quanto le soluzioni predette non risultano essere sufficientemente adeguate alle sollecitazioni e ai disturbi causati dal flusso da sottoporre a misura. In particolare le soluzioni note risultano molto sensibili ai disturbi causati da restrizioni asimmetriche (tipicamente valvole) del condotto del gas, specialmente se previste in prossimità del sensore stesso (tipicamente nei pressi del bocchettone di uscita del contatore), limite legato principalmente all’energia elevata del flusso.

Sono state altresì proposte dalla tecnica nota soluzioni che nell’ambito di contatori di taglia elevata prevedono l’utilizzo di una molteplicità di sensori di flusso di tipo massico, in cui il flusso complessivo viene sostanzialmente diviso in una pluralità di flussi di ridotta entità, su ciascuno dei quali viene fatto agire un rispettivo sensore massico di flusso del tipo di quello previsto per i contatori di taglia ridotta (G4/G6). Una tale soluzione presenta comunque i limiti di una elevata complessità di realizzazione oltre che risultare onerosa a causa della molteplicità di sensori di flusso richiesti nella applicazione ad un contatore industriale.

Le soluzioni note anzidette presentano inoltre il limite legato ad una ridotta “scalabilità intrinseca†dei sensori, in quanto diventa necessario lo studio e la realizzazione di sensori di flusso dedicati ad ogni singola taglia di contatore.

Scopo principale dell’invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione un apparecchio contatore per gas strutturalmente e funzionalmente concepito così da consentire il superamento dei limiti lamentati con riferimento alla tecnica nota citata.

Questo scopo à ̈ raggiunto dal trovato mediante un apparecchio contatore realizzato in accordo con le rivendicazioni che seguono.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato 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 Ã ̈ una vista schematica in sezione di un apparecchio contatore realizzato in accordo con il trovato,

la figura 2 Ã ̈ una vista in sezione trasversale secondo la linea II- II di figura 1,

- la figura 3 Ã ̈ una vista corrispondente a quella di figura 1 di una variante realizzativa del trovato.

Con riferimento iniziale alla figura 1, con 1 à ̈ complessivamente indicato un apparecchio contatore per gas realizzato in accordo con il presente trovato e solo schematicamente rappresentato in sezione assiale. Esso à ̈ concepito in particolare quale contatore per gas a controllo remoto idoneo alla misurazione di portate elevate, quali quelle normalmente richieste in ambito industriale.

Il contatore comprende un involucro scatolare 2, preferibilmente in materiale metallico, nel quale sono previste una sezione di ingresso 3 ed una sezione di uscita 4 per il flusso di gas.

Convenientemente tali sezioni di ingresso ed uscita sono realizzate in forma di manicotti ovvero bocchettoni cilindrici con appropriati attacchi filettati, suscettibili di fissaggio a tenuta di gas in corrispondenti aperture passanti praticate attraverso una parete 2a dell’involucro scatolare. In tal modo le sezioni 3 e 4 presentano assi principali (definenti le direzioni di ingresso ed uscita del gas nel contatore), rispettivamente indicati con 3’ e 4’, fra loro paralleli e distanziati.

Il contatore comprende altresì un dispositivo di misura del flusso di gas erogato, globalmente indicato con 5, il quale comprende un sensore 6 di flusso di tipo massicotermico predisposto in un involucro adattatore 7. Il sensore, con il suo involucro 7, à ̈ collocato ad una estremità 8a di un condotto ausiliario 8 il quale esteso all’interno dell’involucro 2 ed à ̈ collegato, alla contrapposta estremità 8b con la sezione di uscita 4 del contatore.

Più in particolare, il sensore ed il condotto 8 sono predisposti per essere attraversati da una prefissata parte, indicata con P, del flusso complessivo Q di gas erogato alla sezione di uscita 4 del contatore. La parte P di flusso, che rappresenta una percentuale determinabile e progettabile del flusso Q, à ̈ quindi correlata al flusso complessivo, in modo tale che il flusso Q erogato, indicativo del consumo di gas, sia determinato a partire dalla misura effettuata dal sensore 6 (che misura la parte P di flusso), sulla base della correlazione esistente tra detta parte P del flusso ed il flusso complessivo Q. Il condotto 8 à ̈ altresì aperto con la sua estremità 8b nella sezione di uscita 4 del contatore, definendo pertanto parte della sezione 4. In tale modo la sezione trasversale di passaggio dell’estremità 8b di condotto rappresenta una parte dell’ampiezza dell’intera sezione di uscita 4 del contatore, la correlazione tra dette ampiezze riflettendo il rapporto di correlazione tra la parte di flusso P ed il flusso complessivo Q. Più in particolare, l’estremità 8b del condotto 8, di forma circolare, à ̈ coassiale con la sezione 4 di uscita, anch’essa di forma circolare. In tale modo la quota parte del flusso complessivo Q non convogliata attraverso il condotto ausiliario 8, viene erogata attraverso una sezione di passaggio di forma anulare delimitata tra la sezione 4 di uscita e la sezione centrale del condotto 8.

Con 10 sono indicati elementi distanziali, convenientemente realizzati in forma di appendici radiali, solo schematizzati in figura 2, atti a supportare in modo centrato e coassiale il condotto 8 in corrispondenza della sezione di uscita 4 del contatore. Nell’esempio descritto sono previste quattro appendici 10 disposte a passo angolare regolare fra loro, ma un diverso numero e relativa disposizione possono essere previsti al fine di garantire la funzione di supporto del condotto 8 nella zona della sezione di uscita 4.

Come emerge dalla figura 1, il sensore 6 alloggiato nel suo involucro adattatore 7 à ̈ disposto in corrispondenza della estremità 8a del condotto 8, così da risultare in posizione remota dalla zona prossima alla sezione di uscita 4, riducendo in tal modo sensibilmente l’influenza generata dall’elevata energia del flusso presente alla sezione 4 sulla misura effettuata dal sensore 8, attenuando pertanto l’azione di disturbo del flusso sul sensore 8.

Nell’involucro adattatore 7, associato al sensore 8, possono inoltre essere convenientemente previsti mezzi per laminare il flusso del gas ed isolare o comunque proteggere il sensore 6 dalle turbolenze del flusso.

E’ altresì prevista una scheda elettronica, non rappresentata, opportunamente accoppiata al sensore 6, tramite connessioni 11, la quale implementa le funzionalità applicative metrologiche (quali ad esempio l’acquisizione della misura, sua elaborazione secondo le relative curve di carico e l’accorpamento in fasce, i programmi tariffari, etc) e la comunicazione verso il sistema di acquisizione a controllo remoto basata sulle comuni tecnologie di comunicazione mobile (GSM, GPRS, UMTS, etc).

In figura 3 à ̈ mostrata una variante del trovato, la quale si differenzia dall’esempio precedente principalmente per il fatto di prevedere sul condotto ausiliario 8 un condotto 12 di by-pass, collegato in comunicazione di fluido al condotto 8 con rispettive sezioni 12a, a monte, e 12b a valle, rispetto alla direzione del flusso che attraversa il condotto 8.

Nel tratto di by-pass 12, compreso tra le sezioni 12a,12b, à ̈ montato il sensore 6 di flusso, opportunamente predisposto per fornire una misura del flusso che attraversa il condotto 8 tramite la determinazione del flusso passante all’interno del by-pass 12.

Anche in questo esempio, il condotto 8 può essere provvisto nel corrispondente tratto compreso tra le sezioni 12a, 12b di dispositivi raddrizzatori del flusso, idonei a rendere precisa ed affidabile la misurazione effettuata dal sensore.

Nel funzionamento, il contatore secondo il trovato, à ̈ concepito per misurare flussi e quindi consumi elevati, a partire dalla misurazione precisa ed affidabile di flussi ridotti, questi ultimi essendo derivati da un condotto ausiliario, sul quale à ̈ collocato il sensore, in cui il sensore ed il relativo condotto sono scelti in modo tale da essere attraversati da una percentuale nota e progettabile del flusso complessivo. Tramite questa correlazione à ̈ possibile quindi misurare portate elevate, quali quelle riscontrabili in contatori destinati all’ambito industriale, utilizzando sensori e metodi di misura già caratterizzati su contatori di taglia ridotta, principalmente destinato ad uso residenziale.

Il semplice adeguamento del condotto ausiliario ovvero del by-pass presente nel contatore, permette vantaggiosamente di coprire una ampia gamma di portate desiderate.

La possibilità di sfruttare le caratteristiche dei sensori di taglia più piccola consente inoltre un agevole impiego in contatori industriali, sia in merito alla immunità ai contaminanti (polveri) sia in merito al riconoscimento del gas, senza dover riadattare gli stessi ai flussi ben maggiori che contraddistinguono i contatori per elevate portate. E’ inoltre conseguibile una economia di scala dei sensori, potendosi utilizzare una comune tipologia di sensore per coprire ampie fasce di contatori dai più piccoli di ambito residenziale a quelli più grandi per il settore industriale.

Il trovato permette altresì di conseguire una maggiore robustezza ed affidabilità della misura rispetto alle perturbazioni del flusso, posto che un sensore destinato a misurare una quota parte del flusso complessivo à ̈ interessato ed influenzato da una corrispondente quota parte dell’energia del flusso.

Non ultimo il vantaggio che, su un tale sensore, interessato da una quota parte del flusso principale complessivo, à ̈ possibile sfruttare in maniera più efficiente il rapporto tra caduta di pressione e portata.

L’apparecchio contatore secondo l’invenzione raggiunge così gli scopi proposti, superando i limiti delle soluzioni note, conseguendo i vantaggi sopra citati.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchio contatore per gas, particolarmente per portate elevate, comprendente un involucro scatolare con una sezione di ingresso ed una sezione di uscita per il flusso di gas, ed un dispositivo di misura del flusso di gas erogato attraverso il contatore, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di misura comprende un sensore massico di flusso predisposto all’interno di detto involucro per essere attraversato da una prefissata parte del flusso complessivo erogato alla sezione di uscita del contatore, detta prefissata parte di flusso essendo correlata al flusso complessivo, in modo tale che il flusso complessivo erogato, indicativo del consumo di gas, sia determinato a partire dalla misura effettuata da detto sensore massico di flusso, sulla base della correlazione esistente tra detta prefissata parte di flusso ed il flusso complessivo.
2. 2. Apparecchio contatore secondo la rivendicazione 1, in cui detto sensore massico di flusso à ̈ provvisto su di un condotto ausiliario, attraversato da detta prefissata parte del flusso complessivo, detto condotto estendendosi internamente a detto involucro tra una prima estremità di detto condotto aperta in detta sezione di uscita del contatore ed una seconda contrapposta estremità di condotto disposta in posizione remota da detta sezione di uscita del contatore, detto sensore massico di flusso essendo previsto in prossimità di detta seconda estremità di condotto.
3. 3. Apparecchio contatore secondo la rivendicazione 2, in cui la sezione trasversale di passaggio della prima estremità del condotto ha ampiezza correlata alla ampiezza complessiva della sezione di uscita del contatore, secondo il rapporto di correlazione tra detta prefissata parte di flusso ed il flusso complessivo.
4. 4. Apparecchio secondo la rivendicazione 3, in cui il condotto ausiliario interessa coassialmente la sezione di uscita del contatore, con definizione di una sezione anulare di passaggio suscettibile di essere attraversata dalla parte del flusso complessivo di gas non convogliata dal condotto ausiliario.
5. 5. Apparecchio secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui su detto condotto ausiliario à ̈ previsto un condotto di by-pass esteso tra una prima ed una seconda sezione di collegamento con detto condotto ausiliario, detto sensore massico di flusso essendo attivo sul tratto di condotto di by-pass per misurare il flusso che attraversa il condotto ausiliario.