ITPN20130039U1 - Apparecchiatura per cottura industriale - Google Patents

Description

Descrizione della domanda di brevetto per modello di utilità avente per titolo:

“APPARECCHIATURA PER COTTURA INDUSTRIALE”

SETTORE TECNICO DELL’INVENZIONE

Il presente trovato si riferisce ad una apparecchiatura per la cottura industriale, ad esempio una friggitrice per comunità, composta da una struttura principale all'interno della quale sono alloggiati una vasca per contenere il liquido di cottura, bruciatori per riscaldare il liquido di cottura oltre ad ulteriori elementi tecnici necessari al funzionamento del dispositivo.

STATO DELLA TECNICA ANTERIORE

La tecnica nota contiene alcune soluzioni volte a migliorare l'efficacia con la quale viene realizzato lo scambio termico necessario a riscaldare il liquido di cottura in apparecchiature industriali.

Il brevetto inglese GB2447604 descrive una friggitrice comprendente una struttura portante ed una vasca. Sulla parete esterna della vasca sono fissati dei profili ad U in modo da formare un canale il cui percorso compie più passaggi lungo i fianchi della vasca, prima di arrivare al camino di scarico. I fumi caldi prodotti dalla combustione vengono convogliati nel percorso formato dai profili ad U in modo da lambire per un tempo più lungo la vasca e scambiare una maggiore quantità di calore.

La struttura risultante è complessa e richiede lavorazioni complicate per la costruzione.

Il brevetto inglese GB2344508 illustra una vasca per il liquido di cottura di una friggitrice. La parte della vasca più prossima ai bruciatori presenta una superficie con ondulazioni verticali. Lungo le gole delle ondulazioni sono fissate lame che si estendono perpendicolarmente alla superficie della vasca per una estensione che può superare l’altezza delle creste di dette ondulazioni. Ondulazioni e lame hanno lo scopo di aumentare la superficie di contatto con i gas caldi prodotti dalla combustione e aumentare l'efficienza dello scambio termico; in particolare le lame intercettano il calore trasportato dalla parte della colonna di fumi che fluisce più distante dalla superficie della vasca sia per conduzione sia per radiazione.

L’insegnamento del brevetto EP1013206 descrive una vasca di una friggitrice sulla cui parete esterna sono fissati dei profili a U disposti orizzontalmente in modo che sporgano due lame. I fumi caldi prodotti dalla combustione sono indotti a spostarsi lateralmente lungo il lato inclinato della vasca sotto l’azione di una ventola che fornisce aria secondaria al bruciatore. Lungo il passaggio solo gli strati del flusso più vicini alla vasca cedono completamente il proprio calore.

La domanda di brevetto francese FR2771274 (1999) descrive una macchina friggitrice composta da una struttura portante nella quale sono alloggiati i bruciatori, la vasca per il liquido di cottura e gli altri elementi tecnici necessari ad attuare la preparazione della vivanda.

In particolare, la vasca descritta in questa domanda presenta sulla faccia esterna sporgenze cilindriche, a lei saldate, in modo da aumentare il trasferimento di energia al liquido contenuto nella vasca. Dette sporgenze aumentano la superficie di contatto per lo scambio termico tra vasca e gas caldi e rallentano il deflusso di quest’ultimi.

La distribuzione delle sporgenze adottata da questa invenzione presenta il difetto di frazionare e ridurre il volume libero disponibile per la combustione pregiudicandone la qualità. Inoltre, i punti di saldatura realizzati sulla superficie della vasca creano zone di surriscaldamento che possono, da un lato, deteriorare la struttura della vasca e, dall’altro, portare il liquido di cottura nel loro intorno ad eccessivo riscaldamento degradandone le qualità.

Compito di quanto forma oggetto del presente trovato è quello di superare gli inconvenienti della tecnica nota sopra evidenziati, escogitando una struttura dell’assieme alloggiamento-vasca di cottura che consenta un più efficiente scambio termico con una riduzione dei consumi di combustibile a parità di riscaldamento.

Il compito, gli scopi ed i vantaggi sopra indicati, nonché altri che meglio appariranno nella descrizione che segue, vengono raggiunti da una apparecchiatura per la cottura industriale come definito alla rivendicazione 1.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Le successive rivendicazioni definiscono ulteriori caratteristiche della apparecchiatura per la cottura industriale, rappresentata a puro titolo di esempio da una friggitrice, che verranno illustrate meglio nella descrizione di una particolare, ma non esclusiva, forma di realizzazione illustrata a titolo esemplificativo e non limitativo nelle allegate tavole di disegno in cui:

- la figura 1 è una vista prospettica in esploso di una apparecchiatura per la cottura industriale secondo il presente trovato;

- la figura 2 è una vista in sezione trasversale di una apparecchiatura per la cottura industriale di figura 1. Il particolare evidenzia i moti turbolenti dei gas combusti;

- la figura 3 mostra, secondo una vista prospettica, un fianco della camera di combustione con una parete di supporto per lame trasversali;

- la figura 4 mostra, secondo una vista prospettica, una sezione longitudinale dell’apparecchiatura di figura 1 con in evidenza il percorso seguito dai gas.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

Con riferimento alle figure precedentemente citate, si è indicato con il numero di riferimento 1 una apparecchiatura per la cottura industriale nel suo complesso, quale una friggitrice, comprendente un alloggiamento 2, strutture di supporto 3 interne su ciascuna delle quali sono montati mezzi turbolatori comprendenti una superficie di supporto 4 sulla quale sono associati una pluralità di elementi turbolatori 5. Una vasca 6 per il liquido di cottura si impegna in appoggio in detto alloggiamento 2 e su strutture di supporto 3, le quali supportano anche uno o più di bruciatori 7.

L’alloggiamento 2 è formato da una base e da quattro lati, detti di seguito “fianchi”, uniti tra loro in modo da creare una superficie perimetrale che si estende perpendicolarmente rispetto a detta base. Il lato opposto alla base è aperto.

Su un primo fianco sono ricavate due aperture atte all'inserimento di detti bruciatori 7 ed a permettere la loro unione con i rispettivi condotti di alimentazione (non mostrati). Su un secondo fianco, opposto al primo, sono ricavati fori 11 attraverso i quali transitano i gas combusti per essere poi evacuati attraverso una canna fumaria 12 dopo essere transitati lungo un condotto 10.

Sui due rimanenti lati, opposti tra loro, sono fissate le strutture di supporto 3 mediante opportuni mezzi di fissaggio, ad esempio viti o rivetti. Dette strutture di supporto 3 sono composte da più parti unite tra loro ed offrono, insieme ai bordi dell’alloggiamento 2, i necessari punti di appoggio alla vasca 6.

La vasca 6 per il liquido di cottura è inserita in detto alloggiamento 2 ed è composta da una porzione superiore al cui interno vengono inseriti gli alimenti da cuocere, una porzione inferiore in corrispondenza a detti bruciatori 7 ed una porzione intermedia di raccordo tra le due precedenti. Nelle figure 1 e 2 è rappresentata una vasca con una porzione superiore ampia e con pareti essenzialmente verticali, una porzione inferiore con sezione ristretta rispetto a detta porzione superiore e con pareti essenzialmente verticali ed una porzione intermedia con pareti inclinate in modo da raccordare le due precedenti porzioni.

Una camera di combustione 8 è delimitata dalle superfici delle strutture di supporto 3, dalle superfici esterne di detta vasca 6 e dalle superfici interne dell’alloggiamento 2.

La parte inferiore di detta camera di combustione 8 ha dimensioni sufficienti a contenere i bruciatori 7 ed ha un volume libero necessario a permettere una completa ed efficace combustione del combustibile.

All’interno della camera di combustione 8, sulle strutture di supporto 3, sono installate in modo rimovibile le superfici di supporto 4 la cui geometria, insieme alla forma della superficie esterna di detta vasca 6, crea un condotto la cui sezione va restringendosi all’aumentare della distanza dai bruciatori 7. Detta progressiva riduzione della sezione trasversale della camera di combustione 8 lungo il percorso di scarico dei gas da un lato avvicina progressivamente i gas combusti alla superficie esterna della vasca e dall’altro consente di utilizzare un unico tipo di turbolatore, sempre della stessa altezza, prevenendo possibili errori neN’assiemaggio delle parti della friggitrice.

Sulla faccia rivolta verso la vasca 6 di dette superfici di supporto 4, in corrispondenza della porzione intermedia di detta vasca 6, sono applicati gli elementi turbolatori 5.

Detti elementi turbolatori 5, nel seguito per brevità definiti anche “turbolatori”, sono formati, preferibilmente, con lame di metallo piegate lungo la loro dimensione maggiore in modo da avere un primo lato da fissare alla superfice di supporto 4 ed un secondo lato che sporge rispetto al piano di detta superfice di supporto 4 in modo da risultare sostanzialmente perpendicolare alla superficie esterna di detta vasca 6.

Il bordo superiore del lato dei turbolatori 5 che sporge dalla superficie di supporto 4 presenta una merlatura 9 (Fig. 3) per creare, nella camera di combustione 8, varchi più ampi per il passaggio dei gas combusti. L’ampiezza di detti varchi si riduce aN’aumentare della distanza dei turbolatori 5 dai bruciatori 7, grazie alla riduzione della sezione della camera di combustione 8.

Vantaggiosamente la vasca 6 poggia sul bordo superiore della merlatura 9 dell’elemento turbolatore 5 adiacente al condotto 10.

Questa scelta ha l’effetto di aumentare progressivamente la velocità di transito dei gas di combustione con il risultato di rendere più uniforme il trasferimento del calore; infatti, nella parte bassa della camera di combustione, in prossimità dei bruciatori 7, i gas sono molto caldi e la differenza di temperatura con la vasca 6 del liquido di cottura è grande, inoltre è rilevante la quantità di calore trasferita per irraggiamento dal bruciatore radiante. Grazie a detta differenza di temperatura ed all’irraggiamento, la quantità di calore trasferita raggiunge i valori richiesti nonostante i gas scorrano velocemente e rimangano per poco tempo a contatto con la superficie di detta vasca 6.

Avvicinandosi allo scarico i gas si raffreddano, avendo già ceduto parte del calore, e la differenza di temperatura tra loro e la vasca si riduce.

Nella zona a "valle" di ciascun turbolatore, rispetto alla direzione di moto dei gas combusti, si forma una zona di espansione che provoca nel fluido moti perpendicolari alla direzione principale di transito dei gas, che prima originano vortici ed infine instaurano un moto turbolento.

Il moto turbolento ha due effetti positivi sullo scambio termico: da un lato riduce la velocità di transito dei gas per aumentare il tempo di contatto con la superficie esterna della vasca 6 e dall’altro impedisce l’instaurarsi di un moto laminare; in questo modo anche gli strati più lontani del flusso di gas, che non hanno ancora ceduto il loro calore alla vasca, entrano in contatto con la vasca; questo fa si che la quantità di calore trasferito mantenga valori uniformi lungo tutta la porzione intermedia di detta vasca consentendo di ottenere un riscaldamento omogeneo del liquido di cottura ed un risparmio nei consumi di combustibile a parità di riscaldamento del liquido di cottura.

Superata l’area corrispondente alla porzione intermedia della vasca 6 provvista di turbolatori 5, i gas entrano nel condotto 10 definito dalle strutture di supporto 3, dalla parete esterna della vasca 6 e dai fianchi dell’alloggiamento 2; detto condotto li guida attraverso un’apertura 11 fino alla canna fumaria 12 per la definitiva evacuazione. Anche in questa parte del percorso verso il camino, i gas sono a contatto con la vasca e ciò consente di continuare a trasferire il calore residuo.

La struttura descritta qui sopra presenta diversi vantaggi rispetto all’arte nota. Innanzitutto l’adozione dei turbolatori 5 e delle rispettive superfici di supporto 4 consente un migliorato e più efficace trasferimento dell’energia termica dai gas di combustione al liquido di cottura riducendo i costi di esercizio relativi al consumo di combustibile.

Inoltre, la struttura della vasca 6 è semplice, non richiedendo l’adozione di forme particolari per migliorare lo scambio termico; dette forme necessariamente rendono la vasca difficile e costosa da produrre, soggetta a deterioramento dovuto a riscaldamento non uniforme della sua superfice nei punti di saldatura, richiesti ad esempio, dalla presenza di tubi che la attraversano o di elementi che sporgono dalla superfice di detta vasca 6, ed a rotture durante il maneggiamento per le ordinarie operazioni di trasporto, fabbricazione e manutenzione.

In particolare, il fatto che i mezzi turbolatori, comprensivi delle superfici di supporto 4 e degli elementi turbolatori 5, siano montati, tramite le superfici di supporto 4, sulle strutture di supporto 3 esterne alla vasca 6 permette di rendere la superficie di quest’ultima esente da discontinuità, quali punti di saldatura, che creano zone di surriscaldamento le quali possono, da un lato, deteriorare la struttura della vasca e, dall’altro, portare il liquido di cottura nell'intorno di tali discontinuità ad eccessivo riscaldamento degradandone le qualità.

Si evidenzia inoltre anche la possibilità di rimuovere con semplici operazioni le superfici di supporto 4 per i turbolatori 5, consentendo in questo modo la facile sostituzione degli eventuali turbolatori danneggiati.

Naturalmente, la presente invenzione è suscettibile di numerose applicazioni, modifiche o varianti senza con ciò uscire daN’ambito di protezione come definito dalla rivendicazione 1 qui allegata.

Inoltre i materiali e le attrezzature utilizzati per la realizzazione della presente invenzione, nonché le forme e le dimensioni dei singoli componenti, potranno essere i più idonei a seconda delle specifiche esigenze.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per la cottura industriale comprendente una vasca (6) per il liquido di cottura, una camera di combustione (8) che circonda a tenuta almeno una parte di detta vasca (6) e comprendente un percorso di evacuazione dei gas combusti, strutture di supporto (3) sui quali poggia detta vasca (6), e mezzi turbolatori (4, 5) disposti lungo il percorso di evacuazione dei gas combusti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi turbolatori (4, 5) sono montati su dette strutture di supporto (3) esternamente ed in modo sostanzialmente perpendicolare a detta vasca (6) in modo da sporgere lungo una direzione sostanzialmente trasversale rispetto al flusso dei gas combusti.
2. 2. Apparecchiatura per la cottura industriale come alla rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che detti mezzi turbolatori (4, 5) sono installati in corrispondenza di una porzione intermedia di detta camera di combustione (8) che raccorda una porzione inferiore contenente detti bruciatori (7) ed una porzione superiore (10) in cui fluiscono i gas combusti prima di essere evacuati.
3. 3. Apparecchiatura per la cottura industriale come alla rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che detta vasca (6) comprende una porzione superiore al cui interno vengono inseriti gli alimenti da cuocere, una porzione inferiore in corrispondenza a detti bruciatori (7) ed una porzione intermedia di raccordo tra le due precedenti ed in corrispondenza della quale sono disposti affacciati detti mezzi turbolatori (4, 5).
4. 4. Apparecchiatura per la cottura industriale come ad una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi turbolatori (4,5) comprendono superfici di supporto (4) a cui sono fissati rispettivi uno o più elementi turbolatori (5).
5. 5. Apparecchiatura per la cottura industriale come alla rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che dette superfici di supporto (4) sono montate rimovibilmente su dette strutture di supporto (3).
6. 6. Apparecchiatura per la cottura industriale come alla rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che uno o più di detti elementi turbolatori (5) atti a creare turbolenze presentano sul bordo libero una merlatura (9).
7. 7. Apparecchiatura per la cottura industriale come alla rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che l’area dei varchi formati da detta merlatura (9) e dalla superficie esterna di detta vasca (6) si riduce al crescere della distanza di detti mezzi turbolatori (5) dai bruciatori (7).