ITTV20110061A1 - Elemento termicamente isolante per rivestimenti interni di condotti di prodotti gassosi ad alta temperatura - Google Patents
Elemento termicamente isolante per rivestimenti interni di condotti di prodotti gassosi ad alta temperatura Download PDFInfo
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Description
ELEMENTO TERMICAMENTE ISOLANTE PER RIVESTIMENTI INTERNI DI
CONDOTTI DI PRODOTTI GASSOSI AD ALTA TEMPERATURA
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un elemento di isolamento termico per rivestimenti interni di condotti di prodotti gassosi ad alta temperatura.
E’ noto come in molti impianti industriali siano presenti condotti atti a convogliare prodotti gassosi ad alta temperatura (intorno a 1000 °C).
Esempi di tali condotti sono rappresentati da torri di scarico fumi di impianti industriali quali cementifici, acciaierie o simili.
In genere, un condotto del tipo suddetto comprende una o più pareti di sostegno esterne sagomate, ciascuna delle quali è ricoperta, in corrispondenza della propria superficie interna, da un rivestimento.
La parete di rivestimento comprende, tradizionalmente, una pluralità di piastre in materiale refrattario, giustapposte tra loro e predisposte in modo da essere a contatto con i prodotti gassosi circolanti nel condotto, assicurando così un adeguato isolamento termico verso T esterno.
Durante il passaggio dei prodotti gassosi nel condotto, le piastre in materiale refrattario sono soggette, particolarmente in corrispondenza dei bordi, a fenomeni di dilatazione termica di notevole entità (anche di alcuni cm), a causa delle elevate temperature presenti.
Qualora le piastre refrattarie siano posizionate a contatto tra loro o unite da uno strato di calce, tale dilatazione termica può determinare la trasmissione di intensi stress meccanici tra piastre adiacenti.
L’esperienza ha ampiamente dimostrato come tali fenomeni possano determinare un rapido deterioramento strutturale della parete di rivestimento.
Per ovviare a tali inconvenienti, è pratica comune predisporre uno spazio di compensazione tra piastre adiacenti in modo che i bordi delle piastre, pur dilatandosi, non giungano a contatto tra loro.
Tradizionalmente, cordoni di materiale termicamente isolante sono posizionati nello spazio libero tra le piastre in modo da prevenire o ridurre la trasmissione di calore verso Γ esterno. La pratica ha dimostrato come tali cordoni di isolamento termico siano spesso soggetti a rapidi fenomeni di sfaldatura o deterioramento strutturale a causa dei ripetuti cicli di compressione meccanica a cui sono soggetti per effetto della dilatazione termica delle piastre circostanti.
Ciò determina la necessità di frequenti interventi di manutenzione per sostituire il materiale termicamente isolante con conseguenti interruzioni del ciclo di impianto e relativo aumento dei costi di gestione.
Pertanto, compito precipuo della presente invenzione è quello di fornire un elemento di isolamento termico per un condotto di prodotti gassosi ad alta temperatura che consenta di superare gli inconvenienti descritti.
Nell’ambito di questo compito, uno scopo della presente invenzione è quello di fornire un elemento di isolamento termico che sia in grado di mantenere, in modo sostanziale, la propria integrità strutturale anche in seguito a ripetuti cicli di compressione meccanica.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un elemento di isolamento termico che sia di agevole utilizzo pratico.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un elemento di isolamento termico che sia di facile ed economica realizzazione industriale.
Questo compito e questi scopi, nonché altri scopi che appariranno evidenti dalla successiva descrizione e dai disegni allegati, sono realizzati, secondo l’invenzione, da un elemento di isolamento termico per un condotto di prodotti gassosi ad alta temperatura, secondo la rivendicazione 1, proposta nel seguito.
L’elemento di isolamento termico, secondo l’invenzione, è atto ad essere operativamente posizionato in una sede ricavata in corrispondenza di una parete interna di rivestimento in materiale refrattario del condotto.
In una sua definizione generale, l’elemento di isolamento termico, secondo l’invenzione, comprende un nucleo, in materiale termicamente isolante, ed uno o più mantelli di rivestimento predisposti per ricoprire, almeno in parte, detto nucleo.
Secondo una forma realizzativa preferita, l’elemento di isolamento termico, secondo l’invenzione, comprende il nucleo suddetto, ad esempio in fibra ceramica, un primo mantello di rivestimento, ad esempio in tessuto termoresistente, che ricopre detto nucleo, ed un secondo mantello di rivestimento, ad esempio una rete, maglia o lamina metallica, che ricopre detto primo mantello di rivestimento.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione, potranno essere meglio percepiti facendo riferimento alla descrizione data di seguito ed alle allegate figure, fomite a scopo puramente illustrativo e non limitativo, in cui:
la figura 1 illustra schematicamente una parziale vista prospettica di un condotto di prodotti gassosi ad alta temperatura comprendente l’elemento di isolamento termico di isolamento termico, secondo l’invenzione;
la figura 2 illustra schematicamente una parziale vista laterale dell’elemento di isolamento termico, secondo l’invenzione;
la figura 3 illustra schematicamente una parziale vista in sezione trasversale dell’elemento di isolamento termico, secondo l’invenzione.
Con riferimento alle citate figure, la presente invenzione si riferisce ad un elemento di isolamento termico 1 per un condotto 100 di prodotti gassosi ad alta temperatura.
Il condotto 100 può essere un qualunque condotto utilizzato per il convogliamento di prodotti gassosi ad alta temperatura in un impianto industriale, come ad esempio una torre di scarico fumi, un condotto per il convogliamento di gas di processo o simili.
Il condotto 100 comprende una o più pareti esterne di sostegno 103, preferibilmente in materiale metallico.
Ciascuna parete di sostegno è rivestita internamente da una parete di rivestimento 102, preferibilmente comprendente una pluralità di piastre o tratti di parete 104 in materiale refrattario.
Le piastre refrattarie 104 sono posizionate in modo da risultare giustapposte tra loro e sono operativamente associate alla parete di sostegno 103 in modo che il materiale refrattario sia a contatto con i prodotti gassosi circolanti nel condotto 100.
Le piastre refrattarie 104 possono avere qualunque forma e dimensione, secondo le esigenze. Tra ciascuna coppia di piastre 104 adiacenti è preferibilmente ricavato uno spazio libero di compensazione 101, vantaggiosamente dimensionato in modo che le piastre refrattarie 104, dilatandosi in corrispondenza dei bordi, per effetto del calore presente nel condotto, non giungano a contatto tra loro.
L’elemento di isolamento termico 1 è atto ad essere posizionato operativamente in una sede ricavata in corrispondenza della parete di rivestimento 102 in materiale refrattario.
Tale sede è vantaggiosamente costituita dal suddetto spazio di compensazione 101 tra le piastre 104 e/o da un ulteriore spazio di compensazione ricavato tra le piastre refrattarie ed una porzione di base o una porzione terminale (non illustrate) del condotto.
Come illustrato in figura 1, due o più elementi di isolamento termico 1 possono essere ospitati nello spazio libero 101, secondo le esigenze.
Vantaggiosamente, l’elemento di isolamento termico 1 presenta una struttura pieghevole 2 che si estende lungo un asse principale di sviluppo 3. Preferibilmente, esso è strutturato a guisa di cordone di isolamento termico. Ciò ne consente un agevole posizionamento operativo con semplici operazioni manuali.
La sezione trasversale dell’elemento di isolamento termico 1 può essere di qualunque forma. Preferibilmente, comunque, essa è sostanzialmente circolare o ellittica, con diametro variabile, secondo le esigenze.
Secondo l’invenzione, l’elemento di isolamento termico 1 comprende un nucleo 11 ed uno o più mantelli di rivestimento che ricoprono, almeno in parte, il nucleo 11.
Il nucleo 11 è realizzato in materiale termicamente isolante, ad esempio fibra ceramica.
In tal modo, l’elemento di isolamento termico 1 può offrire un adeguato isolamento termico verso l’esterno del condotto 100, riducendo significativamente il flusso termico attraverso lo spazio di compensazione 101.
I mantelli di rivestimento del nucleo sono vantaggiosamente atti a preservare l’integrità strutturale dell’elemento di isolamento termico 1 a fronte dei ripetuti cicli di compressione meccanica o schiacciamento F (figura 3) a cui quest’ultimo è soggetto a causa della dilatazione termica delle piastre refrattarie 104 circostanti.
Preferibilmente, l’elemento di isolamento termico 1 comprende un primo mantello di rivestimento 12, predisposto in modo da ricoprire, almeno in parte, il nucleo 11. Esso è preferibilmente realizzato in tessuto termoresistente, ad esempio tessuto in fibra di silice. II mantello 12 è vantaggiosamente atto a incrementare la resistenza a stress meccanici da compressione del nucleo 11, riducendo efficacemente l’insorgenza di fenomeni di deterioramento o sfaldamento dello stesso.
Grazie all’azione contenitiva e protettiva del mantello 12, l’elemento di isolamento termico 1 è in grado di conservare una propria memoria di forma, per un tempo relativamente lungo, nonostante i ripetuti cicli di compressione meccanica, continuando così a svolgere con efficacia le proprie funzionalità di isolamento termico e di interposizione tra le piastre refrattarie 104.
Preferibilmente, l’elemento di isolamento termico 1 comprende un secondo mantello di rivestimento 13, predisposto in modo da ricoprire, almeno in parte, il mantello 12. Esso è preferibilmente costituito da una rete, maglia o lamina in materiale metallico.
Il mantello 13 è vantaggiosamente atto a proteggere il sottostante mantello 11 da fenomeni di usura indotti dai bordi delle piastre 104, in particolare durante la dilatazione termica di quest’ultime.
Si è verificato sperimentalmente come tale soluzione prolunghi in modo significativo la vita operativa utile dell’elemento di isolamento termico 1.
L’elemento di isolamento termico 1, secondo la presente invenzione, permette di raggiungere gli scopi prefissati.
Esso presenta una struttura semplice e robusta, in grado di mantenere, per tempi relativamente lunghi, una propria integrità strutturale anche in presenza di ripetuti cicli di compressione meccanica.
L’utilizzo dell’elemento di isolamento termico 1 come elemento di interposizione da collocarsi nello spazio libero di compensazione della dilatazione termica delle piastre refrattarie del condotto permette di ridurre significativamente la frequenza degli interventi di manutenzione, con relativi vantaggi in termini di contenimento di tempi e costi di gestione dell’impianto comprendente il condotto 100.
Grazie alla sua struttura flessibile lungo l’asse di sviluppo 3, l’elemento di isolamento termico 1 risulta di facile e rapido posizionamento operativo ed è facilmente adattabile alle esigenze contingenti di installazione e manutenzione del condotto 100.
L’elemento di isolamento termico 1 risulta infine di agevole realizzazione industriale, a costi competitivi rispetto ai cordoni di isolamento termico di tipo noto.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Elemento di isolamento termico (1) per un condotto (100) di prodotti gassosi ad alta temperatura, detto elemento di isolamento termico essendo atto ad essere operativamente posizionato in una sede (101), ricavata in corrispondenza di una parete interna (102) di rivestimento in materiale refrattario di detto condotto (100), caratterizzato dal fatto di comprendere un nucleo (11), in materiale termicamente isolante, ed uno o più mantelli di rivestimento (12, 13) predisposti per ricoprire, almeno in parte, detto nucleo.
- 2. Elemento di isolamento termico, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un primo mantello di rivestimento (12), predisposto in modo da ricoprire, almeno in parte, detto nucleo.
- 3. Elemento di isolamento termico, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto primo mantello di rivestimento (12) comprende uno o più strati di tessuto termoresistente.
- 4. Elemento di isolamento termico, secondo una o più delle rivendicazioni da 2 a 3, caratterizzato dal fatto di comprendere un secondo mantello di rivestimento (13), predisposto in modo da ricoprire, almeno in parte, detto primo mantello di rivestimento.
- 5. Elemento di isolamento termico, secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto secondo mantello di rivestimento (13) comprende una rete, maglia o lamina in materiale metallico.
- 6. Elemento di isolamento termico, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una struttura pieghevole (2) che si estende lungo un asse di sviluppo principale (3).
- 7. Elemento di isolamento termico, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di essere operativamente posizionabile in uno spazio di compensazione (101) ricavato tra almeno due piastre o tratti di parete (104) adiacenti di detta parete di rivestimento (102).
- 8. Elemento di isolamento termico, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di essere operativamente posizionabile in uno spazio di compensazione ricavato tra almeno una piastra o tratto di parete di detta parete di rivestimento ed una porzione di base o una porzione terminale di detto condotto.
- 9. Rivestimento (102) per condotti di prodotti gassosi ad alta temperatura caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento di isolamento termico (1), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.
- 10. Condotto (100) per prodotti gassosi ad alta temperatura caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento di isolamento termico (1), secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 8.
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