ITRE20110025A1 - Procedimento per la produzione di gas compressi - Google Patents

Description

Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: “PROCEDIMENTO PER LA PRODUZIONE DI GAS COMPRESSI”.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un procedimento per la produzione di gas compressi.

Il documento brevettuale IT 1.384.892 dello stesso richiedente illustra un procedimento per la produzione di gas compressi che sfrutta mezzi di compressione assiali per comprimere un flusso d’aria in regime di velocità supersonica.

A tale scopo il flusso d’aria proveniente dall’atmosfera, come il flusso ventoso o simili, è inviato in un condotto conico convergente, fino al raggiungimento del regime supersonico, e in un successivo condotto conico divergente, in cui il gas ha la possibilità di espandersi continuando ad aumentare in velocità.

Il flusso d’aria in regime supersonico viene quindi inviato ai mezzi di compressione, dove la velocità dell’ aria diminuisce entrando in un compressore assiale a sezione crescente fino al termine del regime supersonico.

L’aria, ritornata in regime subsonico, viene quindi immessa utilmente in un compressore assiale a sezione decrescente sino al raggiungimento di una velocità consona all’uso e/o al trasporto dell’aria compressa in una tubazione, a seconda delle necessità.

Il passaggio dal regime subsonico al regime supersonico e ritorno consente l’utilizzo della spinta aerostatica dell’aria in ingresso.

Tale sistema, tuttavia, presenta alcuni inconvenienti legati alla difficoltà pratica di raggiungere la pressione necessaria dell’aria che permetta di passare dal regime subsonico al regime supersonico.

In particolare, il raggiungimento della velocità del suono da parte di un flusso d’aria è di difficile attuazione pratica tenuto conto del fatto che, nelle normali condizioni atmosferiche di pressione e temperatura, la velocità del suono risulta molto elevata e per raggiungerla occorre dotare l’aria di un’energia tale da rendere questo processo non particolarmente pratico e conveniente.

Il compito principale della presente invenzione è quello di escogitare un procedimento per la produzione di gas compressi che permetta di ottenere elevati rapporti di compressione in modo pratico, agevole e funzionale.

Nell’ambito di tale compito tecnico un ulteriore scopo del presente trovato è quello di escogitare un procedimento per la produzione di gas compressi che sia di relativamente semplice realizzazione e di alta efficienza.

Altro scopo del presente trovato è quello di escogitare un procedimento per la produzione di gas compressi che consenta di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota nell’ambito di una soluzione semplice, razionale, di facile ed efficace impiego e dal costo contenuto.

Gli scopi sopra esposti sono raggiunti dal presente procedimento per la produzione di gas compressi, che comprende i passi di:

generare un flusso gassoso a velocità supersonica;

mettere in comunicazione detto flusso gassoso con almeno un apparato compressore atto ad ottenere un gas in pressione;

caratterizzato dal fatto che detto generare comprende il formare una vorticosità in detto flusso gassoso atta ad abbassarne la velocità del suono.

Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un impianto per l’attuazione del procedimento per la produzione di gas compressi, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui:

la figura 1 è una vista in esploso dell’impianto per l’attuazione del procedimento secondo il trovato;

la figura 2 è una vista in assonometria del dispositivo di figura 1 ;

la figura 3 è una vista in sezione del dispositivo di figura 1 ;

la figura 4 è una vista frontale di un particolare del dispositivo di figura 1.

Il procedimento per la produzione di gas compressi comprende i passi di:

generare un flusso gassoso a velocità supersonica;

comprimere il flusso gassoso ad ottenere un gas in pressione.

Peculiarità della presente invenzione è il fatto che la fase di generazione del flusso gassoso comprende il formare una vorticosità nel flusso gassoso atta ad abbassare la velocità del suono al suo interno.

In particolare si sottolinea che la presente invenzione sfrutta il fatto che un flusso gassoso lineare è contraddistinto da una velocità del suono sensibilmente maggiore rispetto alla velocità del suono in un flusso gassoso vorticoso, che quindi può essere raggiunta con una maggiore semplicità e praticità.

A tale scopo nelle allegate figure si è indicato globalmente con 1 un possibile impianto per l’attuazione di tale procedimento.

Per la generazione del flusso gassoso il presente procedimento prevede l’utilizzo di gas in pressione, preferibilmente aria anche se non si esclude l’impiego di altre tipologie di gas.

Utilmente, in virtù del particolare accorgimento di sfruttare la vorticosità del flusso gassoso per abbassarne la velocità del suono, così da raggiungere più facilmente il regime supersonico, il gas non necessità di una compressione particolarmente spinta e, ad esempio, di solo 5÷8 bar, senza escludere altresì pressioni vicine a quella atmosferica.

Con particolare riferimento alle figure allegate, si è indicato globalmente con 1 un impianto per la generazione del flusso gassoso.

L’impianto 1 comprende un condotto di immissione 2 per l’immissione del gas in pressione, un condotto di ingresso 3 atto all’aspirazione di aria esterna a pressione atmosferica ed un condotto di uscita 4 atto ad essere messo in comunicazione con l’ingresso di un compressore, tra il condotto di immissione 2, il condotto di ingresso 3 ed il condotto di uscita 4 essendo interposto un elemento deviatore 5 per la formazione della vorticosità.

Più in dettaglio, rimpianto 1 consiste in un corpo centrale 6, sostanzialmente cilindrico con asse longitudinale A, le cui estremità assiali sono aperte per comunicare con il condotto di aspirazione 3 ed il condotto di uscita 4, e in un tubo laterale 7, che si innesta sulla superficie laterale del corpo centrale 6.

All’interno del corpo centrale 6 è alloggiato l’elemento deviatore 5, che consiste in un corpo tubolare sagomato con una serie di scanalature 8 distribuite a spirale rispetto all’asse longitudinale A.

L’elemento deviatore 5 è incastrato all’ interno del corpo centrale 6.

Da un lato, infatti, l’elemento deviatore 5 è spinto da un tappo forato 9, avvitato all’interno del corpo centrale 6 e posto a contatto con il corpo tubolare sagomato S per interposizione di una guarnizione ad anello 10.

Dal lato opposto, invece, l’elemento deviatore 5 appoggia su una rondella 11 disposta a battuta contro il corpo centrale 6.

In pratica:

il tubo laterale 7 costituisce il condotto di immissione 2;

la rondella 11, eventualmente associata ad una tubazione 12 mediante un dado 13, definisce il condotto di aspirazione 3; e

il tappo forato 9 definisce il condotto di uscita 4.

Il flusso gassoso, proveniente dal gas compresso, arriva all’impianto 1 attraverso il tubo laterale 7 ed incontra l’elemento deviatore 5 posto alFintemo del corpo centrale 6.

Il flusso gassoso attraversa quindi l’elemento deviatore 5 passando attraverso le scanalature 8.

La particolare forma delle scanalature 8 determina come effetto che il flusso gassoso viene reso vorticoso, permettendone l’abbassamento della velocità del suono, che può essere raggiunta con più facilità.

Il raggiungimento della velocità del suono da parte del flusso gassoso all’interno dell’elemento deviatore permette di formare una depressione all’interno del vortice che di conseguenza, attraverso il condotto di uscita 4, può venire messa in comunicazione con un compressore, col risultato di aumentarne il rapporto di compressione e quindi la resa. Dall’ingresso 3 inoltre giunge aria a pressione atmosferica che si unisce al moto vorticoso, aumentando la portata di aria vorticosa al compressore.

Si tratta quindi di un sistema per avvitare l’aria prima dell’immissione in un compressore, atto a migliorarne le caratteristiche prestazionali.

In alternativa è possibile sfruttare il presente trovato montandolo su un veicolo in movimento. Raggiunta la velocità di innesco del procedimento descritto nel presente trovato diviene possibile utilizzare l’aria compressa prodotta nel processo per spingere ulteriormente il veicolo, diminuendo e quindi risparmiando il consumo di materiale combustibile.

Si è in pratica constatato come l’invenzione descritta raggiunga gli scopi proposti, in particolare di consentire la produzione di aria compressa in regime di velocità supersonica senza sforzi eccessivamente gravosi e dispendiosi, permettendo di ottenere rendimenti di compressione particolarmente elevati.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1) Procedimento per la produzione di gas compressi, che comprende i passi di: generare un flusso gassoso a velocità supersonica; mettere in comunicazione detto flusso gassoso con almeno un apparato compressore atto ad ottenere un gas in pressione; caratterizzato dal fatto che detto generare comprende il formare una vorticosità in detto flusso gassoso atta ad abbassarne la velocità del suono.
2. 2) Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende l’utilizzo della corrente ventosa per la generazione di detto flusso gassoso.
3. 3) Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto generare avviene all’interno di un impianto (1) avente un condotto di immissione (2) di gas in pressione, un condotto di aspirazione (3) di gas a pressione atmosferica ed un condotto di uscita (4) atto ad essere messo in comunicazione con l’ingresso di un compressore, èra detto condotto di immissione (2), detto condotto di aspirazione (3) e detto condotto di uscita (4) essendo interposto un elemento deviatore (5) per la formazione di detta vorticosità.
4. 4) Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un sistema di controllo per la regolazione dei flussi di gas mediante valvole, sensori e attuatori.