ITSV20100002A1 - Dispositivo per rimozione di aeriformi con girante trascinata in rotazione dal fluido esterno al volume da trattare - Google Patents

Description

Descrizione a corredo della domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:

DISPOSITIVO PER RIMOZIONE DI AERIFORMI CON GIRANTE TRASCINATA IN ROTAZIONE DA FLUIDO ESTERNO AL VOLUME

DA TRATTARE

DESCRIZIONE

L'invenzione si colloca nel ramo della tecnica che riguarda la ventilazione, rimozione ed evacuazione di aeriformi, tra cui ad esempio anche aria “consumata”, gas in genere, gas già combusti, vapori; sia ove allo scopo sono già previsti oppure ove siano da prevedere condotti del tipo a tiraggio naturale. Pure è di utilizzo ove tale fenomeno non è di fatto sfruttabile come nei tratti orizzontali o sub orizzontali o anche ad esempio ove si utilizzano semplici forature praticate direttamente nel mezzo di separazione tra esterno e volume da ventilare.

in tutti i casi la presenza di aria in movimento -quindi anche di ventoin esterno rispetto al volume da ventilare o comunque rispetto allo spazio ove risultano formati aeriformi da rimuovere, rappresenta condizione essenziale per il funzionamento del dispositivo, d'altra parte proprio questa circostanza è sovente il problema da risolvere in quanto l'evacuazione naturale può risultare difficoltosa o addirittura impedita a causa di contro pressioni dovute ad esempio al vento. In genere per rimuovere aeriformi più caldi rispetto alla temperatura dell'ambiente in cui si desidera espellerli viene sfruttata la convezione al fine' di generare un tiraggio maturale basato sulla depressione che si forma in funzione della minore densità del fluido caldo rispetto a quello freddo. Affinchè questa depressione sia presente in quantità sufficiente alla rimozione ed alla evacuazione degli aeriformi, se condottati, occorre che il condotto risulti attraversato da aeriformi caldi e che questi possano quindi liberamente defluire in atmosfera. Nei condotti orizzontali o sub orizzontali il tiraggio naturale teoricamente non esiste, ma ad esempio un foro a parete in alto o alla sommità del vetro di una finestra è in grado di espellere l’aria calda presente in prossimità del soffitto di una stanza grazie alla differenza di temperatura tra l’aria a pavimento e quella appunto a soffitto, così che anche in questo caso si genera una sia pur lieve depressione nel locale rispetto all'ambiente esterno: in caso di vento, in funzione della direzione di provenienza, tale depressione può per ovvie ragioni risultare facilmente vinta dalla contro pressione.

Nei condotti verticali poi, sia pure correttamente dimensionati, il problema della modesta depressione si presenta inevitabilmente per aeriformi con piccola differenza di temperatura rispetto all'aria ambiente. Ciò /viene ai norma al momento aeil· della combustione, come ad esempio anche nei condotti per rimozione dei vapori provenienti da cucina, in quelli di ventilazione di locali e volumi in genere, come bagni, serre, nei condotti di ventilazione degli scarichi ecc. Tale difficoltà di evacuazione risulta in misura tanto maggiore, se non addirittura impedita, quanto maggiore allo sbocco è la velocità del fluido ivi presente (es. vento) che giunge a volte a formare addirittura correnti discendenti che impediscono la rimozione per tiraggio naturale degli aeriformi da evacuare. La presenza ad esempio di vento può quindi di fatto impedire il regolare funzionamento della rimozione degli aeriformi ove si sfrutti il fenomeno del tiraggio naturale.

Il problema può diventare importante ai fini della sicurezza ad esempio in fase di avviamento della combustione delle stufe a legna o dei caminetti, ma anche delle caldaie ove si prevede l'allontanamento dei gas combusti grazie al solo tiraggio naturale. In tal senso la normativa (ad esempio la UNI-CIG 7129) individua proprio zone, dette di "reflusso” ove non è possibile installare gli sbocchi dei condotti di evacuazione al fine di tenere conto del problema vento. Tuttavia la legislazione riguarda i soli apparecchi di combustione e non la ventilazione in genere, peraltro di fatto si osservano moltissimi casi di mancato rispetto di questa norma in particolare nelle installazioni molto vecchie. Ancora, proprio della necessità di “scaldare la canna fumaria” ad esempio tiene conto anche la normativa in materia di misurazione della depressione che prevede appunto un attesa di alcuni minuti di avviamento del bruciatore prima di effettuare la misura per dare modo al sistema di stabilizzarsi, e quindi di vincere eventuali contro pressioni ad esempio dovute a vento presente allo sbocco del camino .

Infine si “segnala che per propria naturale conformazione, anche l'effettivo funzionamento dei condotti a tiraggio naturale del tipo collettivo ramificato, è fortemente condizionato dal regime parziale di conduzione, nel senso che quando risultano in

contemporaneamente meno apparecchi rispetto a quelli corrispondenti alla previsione di progetto, inevitabilmente la parte terminale sarà più fredda rispetto alla temperatura necessaria per garantire la corretta rimozione degli aeriformi e quindi a maggiore ragione in presenza di vento il tiraggio naturale ne risulterà seriamente compromesso.

Lo stato dell'arte prevede sostanzialmente soluzioni di tre tipi con le quali sopperire al problema della presenza di impedimenti da ventilazione presente allo sbocco.

1) Elettro aspiratori a parete, a vetro, in copertura o allo sbocco dei terminali di evacuazione;

2) appositi terminali in sommità ai condotti, conformati in modo da limitare l'azione del vento (es. triestini) che tuttavia comportano una perdita di carico concentrata a volte importante in presenza delle modeste prevalenze disponibili per l'evacuazione degli aeriformi “freddi” ad esempio provenienti da esigenze di semplice ventilazione di volumi, dalle cappe di cottura, da locali di abitazione (bagni) o comunque derivanti dalla iniziale accensione della combustione negli apparecchi termici;

<*>3)<*>dispositivi rotanti -(galletti); da applicare sopra allo sbocco'dei condotti di evacuazione, che si allineano con la direzione del vento impedendo che questo possa esercitare pressioni positive nel condotto di espulsione, senza tuttavia recare concreto vantaggio alla espulsione;

4) dispositivi rotanti da applicare in esterno sopra allo sbocco del condotto di evacuazione che, secondo quanto riportato nelle relative istruzioni, per la conformazione delle fessure di cui dispositivo è dotato, consentirebbero di contrasta fenomeno della contro pressione causata dal vento.

5) Nelle applicazioni su mezzi in movimento si utilizzano sovente apposite bocche di ingresso con funzione dinamica (es. maniche a vento) per indurre la ventilazione dei volumi da trattare.

Il dispositivo oggetto della presente domanda di brevetto è un sistema atto a sopperire alla mancanza di sufficiente depressione per tiraggio naturale in caso di aeriformi (es. vento) in movimento allo sbocco. L'idea per la quale si chiede il brevetto è la posa di una girante direttamente nel condotto di espulsione, unicamente mossa grazie all eriforme presente allo sbocco. In questo modo il dispositivo utilizza proprio il moto stesso dell aeriforme allo sbocco, si attiva da solo quanto risulta necessario e la girante interna al condotto consente quindi non solo dì azionare la rimozione dell aeriforme o di migliorarla, ma anche di sopperire alle azioni di un eventuale riflusso. A solo titolo di esempio, in presenza di vento questo dispositivo è di particolare vantaggio all'avvio della combustione delle stufe o caldaie a legna come pure per l'evacuazione dei fumi delle cappe di cucina (caratterizzate da basse temperature), per la ventilazione naturale. dei bagni ciechi, per quella delle serre, dei locali in genere contenenti macchine che producono reflui di calore da dissipare. In generale è di utilizzo ove trova applicazione il fenomeno del tiraggio naturale per la rimozione degli aeriformi o dove ci si ritrova in presenza di un aeriforme in movimento ali esterno del volume dal quale si vuole rimuovere un altro aeriforme: si pensi ad esempio ad un mezzo in movimento che, sfruttando il vento relativo da esso stesso creato può in tal modo ad esempio estrarre l'aria calda dall'interno del mezzo. L'esempio realizzato quale prototipo è una applicazione, ovviamente ancora da ingegnerizzare, allestita per evacuare aeriformi condottati in copertura ed è realizzato con una girante a pale tangenziali esposte al vento -indicate nel disegno (5)- che trasferiscono il moto e la potenza captata ad una girante caratterizzata dal fatto di essere inserita direttamente all'interno del condotto di evacuazione e quindi di certa e migliore efficacia dinamica rispetto ad ogni altro sistema utilizzante ventole di evacuazione direttamente esposte a quei medesimo vento che viene utilizzato anche per azionarle e poste quindi in esterno rispetto al condotto di servizio per la rimozione degl aeriformi da evacuare.

La conformazione della girante interna, dotata di passo particolarmente lungo, può essere adattata per non generane perdite di carico significative quanto si ritrova ferma (quindi ad esempi senza vento) ed infatti il dispositivo può anche essere direttamente nei condotti esistenti ed addirittura, nel caso della applicazione più tipica ai condotti verticali, può utilizzare anche i terminale anti pioggia già esistente: ad esempio, secondo la tavola fotografica allegata, semplicemente praticando un foro sulla sommità di questo.

La costruzione per una applicazione ai camini potrebbe essere eseguita in due modi:

a) alloggiando i componenti dentro un condotto ad esempio cilindrico che a sua volta potrebbe essere inserito in un condotto di espulsione esistente da servire consentendo così l'adattamento a soluzion impiantistiche già presenti;

b) realizzando un dispositivo a se stante che potrebbe essere installato quale terminale in condotti nuovi, come pure esistenti, o potrebbe anche essere montato direttamente da solo in alcune applicazioni particolari (es. ventilazione di locali ultimo piano o ventilazione a parete).

A titolo esemplificativo si riportano gli schemi di come gli inventor hanno realizzato il loro prototipo per condoti esistenti, dì cui alla documentazione fotografica. I disegni mostrano l'applicazione secondo la quale si prevede di inserire il dispositivo in sostituzione del solo tratto terminale del condotto di evacuazione esistente, con conservazione del cappello esistente ove è stato praticato il foro per il passaggio dell'asse di rotazione:

1 ) vista di insieme del dispositivo montato nel condotto esistente, 2) condotto di alloggiamento del dispositivo,

3) crociera superiore,

4) crociera inferiore,

5) esempio di girante eolica,

6) girante interna,

7) esempio di montaggio della ventola sull'asse di rotazio

8) disegno fotografie prototipo

Nella documentazione fotografica del dispositivo installato per l'esecuzione delle prove si noti lateralmente l'attrezzatura per eseguire le misure relative al funzionamento del prototipo che, nella versione definitiva, non sarà ovviamente necessaria.

Come illustrato dai disegni, che corrisponde al prototipo fotografato, nel condotto di alloggiamento (2) vengono montate le due crociere (3) e (4) con assemblati i dispositivi di sostegno della rotazione, si inserisce l'asse di rotazione (7) e si fissa la girante interna (6); quindi si solleva il terminale esistente sul camino, si inserisce il dispositivo sopra al condotto di evacuazione appoggiandolo all'ultimo tratto di tubo, si fora la sommità del terminale del camino, quindi si riposiziona il terminale facendo passare nel foro appena praticato l’asse di rotazione, si monta il cono anti acqua sull'asse, quindi si caletta la girante eolica.

Il dispositivo per applicazione in condotti troverà differenti esecuzioni in funzione delle dimensioni del condotto da servire ed a seconda della esecuzione secondo a) o secondo b). I materiali di costruzione potranno variare in funzione della industrializzazione (della produzione, ad esempio, ma non necessariamente, si potrà utilizzare acciaio inossidabile: si deve naturalmente tenere conto della temperatura caratteristica degli aeriformi da evacuare distinguendo se trattasi di gas combusti rispetto a semplici necessità di ventilazione a temperatura ambiente. Il prototipo prevede sistemi di fissaggio mediante viteria, in una produzione di maggiore scala tali sistemi potranno certamente essere adattati in funzione delle moderne tecnologie disponibili.

La girante eolica esterna potrà essere realizzata in qualsiasi modo, non potendosi escludere, oltre a quelli ad asse verticale, anche quelli con asse orizzontale o inclinato, con pale o rotori di qualsiasi tipo purché idonei a captare la potenza necessaria alla rotazione della girante interna.

La trasmissione del moto nel prototipo realizzato è diretta con asse, su cui sono calettate sia la girante interna che quella esterna: è possibile prevedere sistemi indiretti anche per mezzo di riduttori Passando poi alle altre applicazioni, la forma delle giranti potranno essere le più varie, in funzione delle esigenze esse potranno essere prevista per funzionamento tangenziale o assiale.

Ad esempio per le applicazioni a parete il dispositivo potrà prevedere una girante esterna assiale del tipo a “scarico centripeto che, mentre aziona la girante di espulsione calettata all' del condotto fin questo caso di altezza modesta in quanto solo necessario ad attraversare la parete), con il suo ingombro impedisce al vento che spinge sulla facciata di entrare nel locale, il tutto limitando ingombro e sporgenza in esterno. In tal modo rimane comunque sempre la caratteristica per la quale si richiede brevetto: una girante esterna che, in questo caso grazie al vento contro la parete, muove la girante di espulsione, ad esempio assiale, calettata nel condotto di evacuazione.

Nell'utilizzo con mezzi in movimento, si pensi ad una nave, la soluzione potrebbe ad esempio prevedere una bassa girante esterna tangenziale accoppiata ad un interna assiale.

Peraltro è pure realizzabile il dispositivo che prevede un corpo unico per la girante che racchiuda in se le due funzioni: per cui una parte risulterà interna al condotto e l'altra completamente esposta aH’aeriforme in movimento.

Claims (1)

1. DISPOSITIVO PER RIMOZIONE DI AERIFORMI CON GIRANTE TRASCINATA IN ROTAZIONE DA FLUIDO ESTERNO AL VOLUME DA TRATTARE RIVENDICAZIONI 1) DISPOSITIVO PER LA RIMOZIONE E/O AUSILIO ALL'ESPULSIONE DI AERIFORMI CON GIRANTE AD UN CONDOTTO POSTA IN ROTAZIONE DAL MOVIMENTO ALL’ESTERNO DELLO SPAZIO DA TRATTARE 2) DISPOSITIVO DI CUI ALLA RIVENDICAZIONE 1) CARATTERIZZATO DAL FATTO DI POTER ESSERE ANCHE REALIZZATO CON UNICA GIRANTE, PARTE IN ESTERNO E PARTE ALL'INTERNO DI UN CONDOTTO 3) DISPOSITIVO DI CUI ALLA RIVENDICAZIONE 2) CARATTERIZZATO DAL FATTO DI POTER ANCHE ESSERE INTRODOTTO DIRETTAMENTE ALL'INTERNO DI UN CONDOTTO ESISTENTE DI RIMOZIONE E/O ESPULSIONE DEGLI AERIFORMI 4) DISPOSITIVO DI CUI ALLA RIVENDICAZIONE 3) CARATTERIZZATO DAL FATTO DI POTER ANCHE UTILIZZARE IL MEDESIMO TERMINALE ANTI ACQUA PRESENTE SULLA SOMMITÀ' DI UN CONDOTTO ESISTENTE DI RIMOZIONE E/O ESPULSIONE DEGLI AERIFORMI