ITUA20163649A1

ITUA20163649A1 - COOKING OVEN FOR CERAMIC PRODUCTS

Info

Publication number: ITUA20163649A1
Application number: ITUA2016A003649A
Authority: IT
Inventors: Maurizio Caratti
Original assignee: Siti B & T Group Spa
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2017-11-20

Description

“FORNO DI COTTURA PER PRODOTTI CERAMICI” "COOKING OVEN FOR CERAMIC PRODUCTS"

CAMPO TECNICO DELL’INVENZIONE TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

La presente invenzione si riferisce ad un forno di cottura per prodotti ceramici e simili. In particolare, la presente invenzione riguarda un forno di cottura del tipo in linea comprendente un canale lungo cui sono movimentati i prodotti da cuocere e mezzi scambiatori di calore per sottrarre del calore posseduto dall’aria, o per fornire calore all’aria presente all’interno delle varie sezioni del forno. The present invention relates to a cooking oven for ceramic products and the like. In particular, the present invention relates to a cooking oven of the in-line type comprising a channel along which the products to be cooked are moved and heat exchanger means to remove the heat possessed by the air, or to supply heat to the air present in the inside the various sections of the oven.

STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE

Come è noto, un forno industriale per la cottura di prodotti ceramici può presentare una struttura del tipo in linea lungo la quale si estende un canale per l’avanzamento dei prodotti da cuocere. Il canale, generalmente, è delimitato tra una parete inferiore o fondale, due pareti laterali e una parete superiore o volta e può presentare almeno una zona di riscaldamento o pre-riscaldamento seguita da una zona di cottura a valle della quale è prevista una zona di raffreddamento controllato dei prodotti in uscita dal forno. La zona di raffreddamento permette di abbattere gradualmente la temperatura dei prodotti ceramici cotti, per renderli idonei a successive fasi di lavorazione. As is known, an industrial kiln for cooking ceramic products can have an in-line structure along which a channel extends for the advancement of the products to be cooked. The channel is generally delimited between a lower wall or bottom, two side walls and an upper wall or vault and can have at least one heating or pre-heating zone followed by a cooking zone downstream of which there is a cooking zone. controlled cooling of the products leaving the oven. The cooling zone allows to gradually lower the temperature of the fired ceramic products, to make them suitable for subsequent processing phases.

Allo scopo di controllare la temperatura all’intero delle varie zone termiche del forno di cottura, con riferimento in particolare alla possibilità di abbattere la temperatura della zona di raffreddamento, possono essere previsti mezzi soffianti atti ad immettere aria fresca, a temperatura ambiente, all’interno del forno. In order to control the temperature inside the various thermal zones of the cooking oven, with particular reference to the possibility of lowering the temperature of the cooling zone, blowing means can be provided for introducing fresh air, at room temperature, to the inside the oven.

L’aria fresca così immessa permette di ridurre la temperatura all’interno della zona di raffreddamento, in funzione di specifiche esigenze di impiego. Tuttavia, uno svantaggio di tale soluzione risiede nel fatto che il flusso d’aria fresca immesso all’interno del forno perturba l’aria all’interno dello stesso, alterando inoltre la composizione dell’aria interna, con ripercussioni sul ciclo di cottura, sulla qualità e sulle proprietà meccaniche dei prodotti ceramici in uscita dal forno. The fresh air introduced in this way allows to reduce the temperature inside the cooling area, according to specific needs of use. However, a disadvantage of this solution lies in the fact that the flow of fresh air introduced into the oven disturbs the air inside it, also altering the composition of the internal air, with repercussions on the cooking cycle, on the quality and mechanical properties of ceramic products leaving the kiln.

Sono stati ideati ulteriori forni di cottura che, allo scopo di superare gli inconvenienti sopra lamentati, presentano dei mezzi di scambio termico statici, per esempio formati da scambiatori di calore a tubi sostanzialmente orizzontali disposti all’interno del canale lungo cui avanzano i prodotti ceramici e passanti, da lato a lato, attraverso le pareti laterali del forno in modo da asportare calore dall’interno del forno senza perturbare l’aria all’interno del forno stesso. Further firing ovens have been devised which, in order to overcome the aforementioned drawbacks, have static heat exchange means, for example formed by substantially horizontal tube heat exchangers arranged inside the channel along which the ceramic products advance and passing, from side to side, through the side walls of the oven in order to remove heat from the inside of the oven without disturbing the air inside the oven itself.

Tale soluzione permette di superare gli inconvenienti sopra indicati. Tuttavia, la stessa presenta dei limiti relativamente alla capacità di abbattimento della temperatura all’interno del forno, oppure i mezzi di scambio termico richiedono un dimensionamento tale da aumentare l’ingombro del forno stesso, ed in particolare, comprendendo dei tubi passanti attraverso le pareti laterali del forno, si ha un aumento degli ingombri sui lati del forno. This solution allows to overcome the drawbacks indicated above. However, the same has limits with regard to the ability to reduce the temperature inside the furnace, or the heat exchange means require a dimensioning such as to increase the dimensions of the furnace itself, and in particular, including pipes passing through the walls. side of the oven, there is an increase in the overall dimensions on the sides of the oven.

Pertanto, rispetto alle soluzioni prive di tali mezzi di scambio termico, per realizzare la suddetta soluzione è necessario prevedere un maggiore spazio libero prossimità del forno, allo scopo di non interferire con le porzioni degli scambiatori che si protendono all’esterno dello stesso. Therefore, compared to solutions without such heat exchange means, to achieve the aforementioned solution it is necessary to provide a greater free space near the furnace, in order not to interfere with the portions of the exchangers that protrude outside it.

Si avverte nel settore l’esigenza di migliorare le prestazioni di un forno di cottura per prodotti ceramici, con particolare riferimento alla capacità di asportare calore delle zone termiche all’interno del forno nell’ambito di una soluzione che consenta un efficace controllo delle temperature e che permetta di contenere gli ingombri. Inoltre, si avverte l’esigenza di disporre di un forno di cottura che permetta di controllare efficacemente la temperatura all’interno del canale di avanzamento dei prodotti lungo le varie zone termiche del forno, e in particolare lungo la zona di pre-riscaldamento e quella di raffreddamento dei prodotti, nell’ambito di una soluzione di semplice attuazione. There is a need in the sector to improve the performance of a cooking kiln for ceramic products, with particular reference to the ability to remove heat from the thermal zones inside the kiln as part of a solution that allows effective control of temperatures and that allows to contain the overall dimensions. Furthermore, there is a need to have a cooking oven that allows to effectively control the temperature inside the product feed channel along the various thermal areas of the oven, and in particular along the pre-heating area and the cooling of products, as part of an easy to implement solution.

SCOPI DELL’INVENZIONE AIMS OF THE INVENTION

Scopo principale quindi della presente invenzione è quello di migliorare lo stato della tecnica relativo ai forni per la cottura di prodotti ceramici o simili. Therefore, the main object of the present invention is to improve the state of the art relating to ovens for firing ceramic products or the like.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un forno per la cottura di prodotti ceramici o simili comprendente mezzi di scambio termico in grado di controllare adeguatamente la velocità raffreddamento nella zona di uscita dei prodotti ceramici oppure la velocità somministrazione del calore nella zona di preriscaldamento dei prodotti ceramici. Another object of the present invention is to provide an oven for firing ceramic products or the like comprising heat exchange means capable of adequately controlling the cooling rate in the exit area of the ceramic products or the rate of heat administration in the preheating area. of ceramic products.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un forno per la cottura di prodotti ceramici o simili comprendente mezzi di scambio termico in grado di asportare efficacemente parte del calore presente all’interno del forno di cottura stesso nella zona di raffreddamento, per consentire il raffreddamento dei prodotti ceramici cotti in uscita, oppure nella zona di preriscaldamento allo scopo di uniformare la rampa di temperatura ed evitare stress termici ai prodotti ceramici introdotti nel forno. A further object of the present invention is to provide a kiln for firing ceramic or similar products comprising heat exchange means capable of effectively removing part of the heat present inside the firing kiln itself in the cooling zone, to allow cooling of the fired ceramic products at the outlet, or in the preheating area in order to standardize the temperature ramp and avoid thermal stress on the ceramic products introduced into the kiln.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un forno di cottura per prodotti ceramici comprendente mezzi di scambio termico dall’elevata efficienza, nell’ambito di una soluzione che presenti minori ingombri rispetto agli ingombri delle soluzioni di tipo noto equiparabili. Another purpose of the present invention is to provide a cooking kiln for ceramic products comprising high efficiency heat exchange means, as part of a solution that has less overall dimensions than the dimensions of comparable known solutions.

Un altro scopo ancora della presente invenzione è quello di fornire un forno industriale per prodotti ceramici, che sia facile da realizzare ed a costi competitivi. Yet another object of the present invention is to provide an industrial kiln for ceramic products, which is easy to manufacture and at competitive costs.

Un ulteriore scopo della presente invenzione, è quello di fornire un forno per la cottura di prodotti ceramici comprendente mezzi di scambio termico a bassa manutenzione, ossia in grado di assicurare un efficace funzionamento, inteso come capacità di garantire un ottimale scambio termico per prolungati periodi di utilizzo, senza richiedere alcuna manutenzione. A further object of the present invention is to provide a kiln for firing ceramic products comprising low-maintenance heat exchange means, i.e. capable of ensuring effective operation, understood as the ability to guarantee optimal heat exchange for prolonged periods of use, without requiring any maintenance.

Secondo un aspetto della presente invenzione si fornisce un forno di cottura per prodotti ceramici, secondo la rivendicazione 1. According to an aspect of the present invention there is provided a cooking oven for ceramic products, according to claim 1.

Le rivendicazioni dipendenti si riferiscono a forme di realizzazione particolari o preferite e vantaggiose dell’invenzione. The dependent claims refer to particular or preferred and advantageous embodiments of the invention.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata di forme di realizzazione, non esclusive, di un forno di cottura per prodotti ceramici o simili, illustrate a titolo indicativo e non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become more evident from the detailed description of non-exclusive embodiments of a cooking oven for ceramic products or the like, illustrated by way of non-limiting example, in the accompanying drawings in which:

la figura 1 è una vista prospettica schematica di un forno di cottura per prodotti ceramici secondo la presente invenzione; Figure 1 is a schematic perspective view of a cooking kiln for ceramic products according to the present invention;

la figura 2 è una vista frontale in sezione di un forno di cottura secondo la presente invenzione; Figure 2 is a sectional front view of a cooking oven according to the present invention;

la figura 3 è una vista schematica dall’alto di una porzione di un forno di cottura di prodotti ceramici secondo la presente invenzione; Figure 3 is a schematic top view of a portion of a cooking oven for ceramic products according to the present invention;

la figura 4 è una vista prospettica schematica di una ulteriore versione di un forno di cottura per prodotti ceramici secondo la presente invenzione. Figure 4 is a schematic perspective view of a further version of a cooking kiln for ceramic products according to the present invention.

FORME DI ATTUAZIONE DELL’INVENZIONE FORMS OF IMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Con riferimento alle allegate figure, un forno di cottura per prodotti ceramici o simili secondo la presente invenzione è indicato complessivamente con il numero di riferimento 1. With reference to the attached figures, a cooking oven for ceramic or similar products according to the present invention is indicated as a whole with the reference number 1.

Il forno di cottura 1 è del tipo in linea, ossia presenta un canale 2 di avanzamento dei prodotti ceramici P, i quali sono movimentati tramite organi di avanzamento 3 illustrati schematicamente in figura 2. The baking oven 1 is of the in-line type, ie it has a channel 2 for the advancement of the ceramic products P, which are moved by means of advancement members 3 schematically illustrated in Figure 2.

Gli organi di avanzamento 3 possono comprendere una rulliera, nastri trasportatori specifici per l’impiego ad elevate temperature, eccetera, senza limitazione alcuna. The advancement members 3 may include a roller conveyor, specific conveyor belts for use at high temperatures, etc., without any limitation.

I prodotti ceramici P sono rappresentati in figura 2 come delle piastrelle pur intendendo che il forno di cottura 1 secondo la presente invenzione può trovare ugualmente impiego per la cottura di prodotti ceramici di differente conformazione quali, ad esempio, stoviglieria, sanitari, mattoni e simili senza limitazione alcuna. The ceramic products P are represented in figure 2 as tiles, although it is intended that the cooking oven 1 according to the present invention can equally be used for the cooking of ceramic products of different conformation such as, for example, tableware, sanitary ware, bricks and the like without any limitation.

Il forno di cottura 1 comprende almeno una zona di riscaldamento 4 dei prodotti ceramici, almeno una zona di cottura, non illustrata nelle allegate figure, ed almeno una zona di raffreddamento 5, poste in successione tra loro lungo il canale 2 e delimitate tra una parete superiore o volta 6, pareti laterali 7 ed una parete inferiore o fondale 8 del forno di cottura 1. The cooking kiln 1 comprises at least one heating zone 4 for the ceramic products, at least one cooking zone, not shown in the attached figures, and at least one cooling zone 5, placed one after the other along the channel 2 and delimited between a wall upper or vault 6, side walls 7 and a lower wall or bottom 8 of the cooking oven 1.

Il forno di cottura 1 comprende mezzi di scambio termico 9 configurati per sottrarre del calore presente all’interno del canale 2, allo scopo di regolarne e controllarne la temperatura. The cooking oven 1 comprises heat exchange means 9 configured to subtract the heat present inside the channel 2, in order to regulate and control its temperature.

Più in dettaglio, i mezzi di scambio termico 9 sono posizionati lungo il forno di cottura 1 in prossimità di specifiche zone termiche del canale 2 di cui si intende regolare e controllare la temperatura. More in detail, the heat exchange means 9 are positioned along the cooking oven 1 in proximity to specific thermal zones of the channel 2 whose temperature it is intended to regulate and control.

Come sarà meglio descritto nel prosieguo, i mezzi di scambio termico 9 possono essere previsti in prossimità della zona di raffreddamento 5, allo scopo di abbattere la temperatura all’interno di tale zona termica, favorendo e/o regolando il raffreddamento dei prodotti ceramici P in uscita dalla zona di cottura, ed eventualmente anche in prossimità della zona di pre-riscaldamento 4, allo scopo di uniformare e/o regolare la rampa di temperatura per i prodotti ceramici in ingresso nel forno di cottura ed evitare eventuali stress termici nella fase precedente allo loro cottura. As will be better described hereinafter, the heat exchange means 9 can be provided in proximity to the cooling zone 5, in order to lower the temperature inside this thermal zone, favoring and / or regulating the cooling of the ceramic products P in exit from the cooking zone, and possibly also in the vicinity of the pre-heating zone 4, in order to standardize and / or adjust the temperature ramp for the ceramic products entering the cooking furnace and avoid any thermal stress in the phase preceding the cooking them.

I mezzi di scambio termico 9 sono configurati per consentire l’asportazione del calore presente all’interno del canale 2 senza provocare alcuna perturbazione dell’aria nel canale 2 stesso, permettendo così di superare gli inconvenienti della tecnica nota lamentati in precedenza. The heat exchange means 9 are configured to allow the removal of the heat present inside the channel 2 without causing any disturbance of the air in the channel 2 itself, thus allowing to overcome the drawbacks of the known art previously complained of.

Il forno di cottura 1 comprende mezzi di convogliamento 10 atti a convogliare un fluido vettore, per esempio aria presa dall’ambiente esterno, contro i mezzi di scambio termico 9. The cooking oven 1 comprises conveying means 10 suitable for conveying a vector fluid, for example air taken from the external environment, against the heat exchange means 9.

Il fluido vettore lambisce almeno una porzione dei mezzi di scambio termico 9 allo scopo di asportare del calore posseduto dagli stessi secondo le modalità che saranno descritte di seguito. The carrier fluid touches at least a portion of the heat exchange means 9 in order to remove the heat possessed by them according to the methods described below.

Si osserva che il fluido vettore è fatto scorrere lungo i mezzi di convogliamento 10 in modo forzato. It is observed that the carrier fluid is forced to flow along the conveying means 10.

Il verso di avanzamento del fluido vettore nei mezzi di convogliamento 10 è evidenziato, a titolo esemplificativo, tramite le frecce F. The direction of advancement of the vector fluid in the conveying means 10 is highlighted, by way of example, by means of the arrows F.

I mezzi di scambio termico 9 sono associati alla volta 6 del forno di cottura 1. The heat exchange means 9 are associated with the vault 6 of the cooking oven 1.

Nelle allegate figure, i mezzi di scambio termico 9 sono illustrati associati alla sola zona di raffreddamento 5. Si intende che, con riferimento a quanto descritto in precedenza, i mezzi di scambio termico 9 possono essere associati alla zona di pre-riscaldamento 4 e/o alla zona di raffreddamento 5 senza limitazione alcuna. In the attached figures, the heat exchange means 9 are shown associated with the cooling zone 5 only. It is understood that, with reference to what has been described above, the heat exchange means 9 can be associated with the pre-heating zone 4 and / or to the cooling zone 5 without any limitation.

Secondo un aspetto della presente invenzione, i mezzi di scambio termico 9 presentano una configurazione compatta, di ingombro ridotto e tale da risultare compresi all’interno dello sviluppo in pianta del forno 1 e, pertanto, non sporgono lateralmente dallo stesso e/o sostanzialmente non aumentano l’ingombro generale del forno 1. According to an aspect of the present invention, the heat exchange means 9 have a compact configuration, of reduced bulk and such as to be included within the plan development of the furnace 1 and, therefore, do not protrude laterally from it and / or substantially not increase the overall dimensions of the oven 1.

Il forno di cottura 1 secondo la presente invenzione, può essere quindi facilmente integrato in una linea di produzione di prodotti ceramici pre-esistente, volendo in sostituzione di un forno di cottura di tipo tradizionale, senza richiedere alcuna modifica sostanziale nella disposizione di tale linea di produzione. The cooking kiln 1 according to the present invention can therefore be easily integrated into a pre-existing production line for ceramic products, if it is desired to replace a traditional cooking kiln, without requiring any substantial modification in the arrangement of this production line. production.

I mezzi di scambio termico 9 comprendono una pluralità di condotti termici 11 associati ad un elemento piastriforme 12 (si veda figura 3). The heat exchange means 9 comprise a plurality of heat pipes 11 associated with a plate-like element 12 (see Figure 3).

I condotti termici 11 sono configurati come degli elementi tubolari cavi chiusi, e impegnano rispettive aperture passanti realizzate nell’elemento piastriforme 12, non illustrate in dettaglio nelle allegate figure. The heat pipes 11 are configured as closed hollow tubular elements, and engage respective through openings made in the plate-like element 12, not illustrated in detail in the attached figures.

L’elemento piastriforme 12 funge quindi da supporto per i singoli condotti termici 11, mantenendoli saldamente in posizione. The plate-like element 12 therefore acts as a support for the individual heat pipes 11, keeping them firmly in position.

La disposizione delle aperture passanti presenti nell’elemento piastriforme 12 definisce la geometria con cui sono posizionati reciprocamente i condotti termici 11. The arrangement of the through openings present in the plate-like element 12 defines the geometry with which the heat pipes 11 are mutually positioned.

A titolo esemplificativo e non limitativo, in figura 3 è illustrata una possibile disposizione dei condotti termici 11. Sono tuttavia possibili ulteriori configurazioni comprendenti un numero maggiore o minore di condotti termici 11, così come un loro differente posizionamento reciproco in funzione di specifiche esigenze di impiego. I condotti termici 11 impegnano a tenuta rispetti aperture passanti dell’elemento piastriforme 12. By way of non-limiting example, Figure 3 illustrates a possible arrangement of the heat pipes 11. However, further configurations are possible including a greater or lesser number of heat pipes 11, as well as their different mutual positioning according to specific requirements of use. . The heat pipes 11 sealingly engage the through openings of the plate-like element 12.

Secondo una versione della presente invenzione, possono essere previsti mezzi di tenuta, non illustrati in dettaglio nelle allegate figure, del tipo resistente ad elevate temperature, atti a garantire la tenuta tra i condotti termici 11 e le rispettive aperture passanti. According to a version of the present invention, sealing means, not illustrated in detail in the attached figures, of the type resistant to high temperatures, able to guarantee the seal between the thermal ducts 11 and the respective through openings, can be provided.

I mezzi di tenuta possono essere di tipo deformabile allo scopo di garantire la tenuta anche in presenza di variazioni dimensionali dovute a fenomeni di dilatazione termica tra l’elemento piastriforme 12 ed i condotti termici 11 stessi. The sealing means can be of the deformable type in order to ensure the seal even in the presence of dimensional changes due to thermal expansion phenomena between the plate-like element 12 and the heat pipes 11 themselves.

Come meglio descritto di seguito, e chiaramente illustrato in figura 2, ciascuno dei condotti termici 11 è allineato in direzione verticale e presenta una porzione alloggiata all’interno del canale 2 ed una porzione opposta che si estende all’esterno del canale 2 determinando così una direzione di scambio termico, sostanzialmente verticale, lungo la quale viene rimosso del calore posseduto dall’aria contenuta nel canale 2 in determinate zone del forno. As better described below, and clearly illustrated in Figure 2, each of the heat pipes 11 is aligned in a vertical direction and has a portion housed inside the channel 2 and an opposite portion which extends outside the channel 2 thus determining a substantially vertical heat exchange direction, along which the heat possessed by the air contained in the channel 2 is removed in certain areas of the furnace.

A tal proposito, si osserva che lo scambio termico avviene in assenza di una qualsiasi perturbazione o contaminazione dell’aria presente all’interno del canale 2. In this regard, it is noted that the heat exchange takes place in the absence of any perturbation or contamination of the air present inside channel 2.

Secondo un aspetto della presente invenzione, i mezzi di scambio termico 9 sono compresi all’interno dell’ingombro in pianta del forno di cottura, nell’ambito di una soluzione che presenta sostanzialmente il medesimo ingombro di un forno di cottura per prodotti ceramici di tipo tradizionale. According to an aspect of the present invention, the heat exchange means 9 are comprised within the plan dimensions of the cooking furnace, in the context of a solution which has substantially the same overall dimensions as a cooking furnace for ceramic products of the type traditional.

I condotti termici 11 presentano una prima estremità chiusa 13 ed una seconda estremità chiusa 14 opposte tra loro. The heat pipes 11 have a first closed end 13 and a second closed end 14 opposite each other.

Per quanto riguarda il funzionamento dei mezzi di scambio termico 9, si osserva che il volume interno di ciascuno dei condotti termici 11 è in parte occupato da un fluido, detto anche liquido refrigerante, quale ad esempio acqua, ammoniaca, acetone, eccetera, e il volume interno restante è riempito dal vapore di tale fluido, in modo tale che lo scambio termico tra le porzioni di estremità chiuse opposte 13, 14 avviene tramite evaporazione e condensazione del fluido contenuto all’interno di ciascuno dei condotti termici 11. As regards the operation of the heat exchange means 9, it is observed that the internal volume of each of the heat pipes 11 is partly occupied by a fluid, also known as a cooling liquid, such as for example water, ammonia, acetone, etc. the remaining internal volume is filled by the vapor of this fluid, so that the heat exchange between the opposite closed end portions 13, 14 occurs through evaporation and condensation of the fluid contained within each of the heat pipes 11.

La volta 6 del forno di cottura 1 presenta almeno un’apertura passante 15 impegnabile dall’elemento piastriforme 12 che, pertanto, funge da elemento di chiusura della stessa (si veda figura 2). The vault 6 of the cooking oven 1 has at least one through opening 15 engageable by the plate-like element 12 which, therefore, acts as a closing element of the same (see figure 2).

L’apertura passante 15 permette il posizionamento dei mezzi di scambio termico 9 lungo una zona specifica del canale 2. The through opening 15 allows the positioning of the heat exchange means 9 along a specific area of the channel 2.

Nel dettaglio, i mezzi di scambio termico 9 sono associati alla volta 6 in modo tale che la prime estremità chiuse 13 dei condotti termici 11 siano posizionate all’interno del canale 2, ad una distanza dalla volta 6 tale da non interferire con il passaggio dei prodotti ceramici sottostanti, movimentati lungo il canale 2, mentre le seconde estremità chiuse 14 sono poste all’esterno del canale 2, ossia superiormente alla volta 6. In detail, the heat exchange means 9 are associated with the vault 6 in such a way that the first closed ends 13 of the heat pipes 11 are positioned inside the channel 2, at a distance from the vault 6 such as not to interfere with the passage of the underlying ceramic products, moved along the channel 2, while the second closed ends 14 are placed outside the channel 2, i.e. above the vault 6.

I condotti termici 11 sono posti affiancati reciprocamente e allineati lungo una direzione verticale, in modo tale da essere posizionati alla medesima quota e da presentare almeno una porzione che protende all’interno del canale 2 e una porzione opposta che, invece, si protende all’esterno dello stesso. The heat pipes 11 are placed side by side and aligned along a vertical direction, in such a way as to be positioned at the same height and to have at least a portion that protrudes inside the channel 2 and an opposite portion that, instead, extends to the exterior of the same.

La porzione di ciascuno dei condotti termici 11 posta all’interno del canale 2 per effetto della temperatura ivi presente si riscalda, cedendo calore al fluido compreso in ciascuno dei condotti termici che a causa dell’incremento di temperatura giunge ad ebollizione, evaporando ed incrementando la pressione del vapore all’interno dei condotti termici 11. La temperatura di ebollizione può variare in funzione delle proprietà del fluido e della pressione presente all’interno di ciascuno dei condotti termici 11. The portion of each of the heat pipes 11 located inside the channel 2 heats up due to the temperature present therein, giving up heat to the fluid included in each of the heat pipes which, due to the increase in temperature, comes to a boil, evaporating and increasing the vapor pressure inside the heat pipes 11. The boiling temperature can vary according to the properties of the fluid and the pressure present inside each of the heat pipes 11.

Il calore latente di vaporizzazione assorbito dal fluido allo stato liquido fa diminuire la temperatura della prima estremità chiusa 13. A causa della differenza di pressione tra le estremità chiuse 13, 14 di ciascuno dei condotti termici 11, avviene un trasferimento di vapore verso l’estremità chiusa più fredda, vale a dire la seconda estremità chiusa 14, che si trova all’esterno del canale 2. The latent heat of vaporization absorbed by the fluid in the liquid state decreases the temperature of the first closed end 13. Due to the pressure difference between the closed ends 13, 14 of each of the heat pipes 11, a transfer of vapor takes place towards the end. colder closed, i.e. the second closed end 14, which is outside the channel 2.

In prossimità della seconda estremità chiusa 14 il vapore in eccesso rispetto all’equilibrio condensa cedendo calore. Il fluido o liquido refrigerante così condensato precipita, anche per effetto della forza di gravità, verso la prima estremità chiusa 13, riprendendo nuovamente il ciclo termico descritto. Near the second closed end 14, the excess steam with respect to the equilibrium condenses, releasing heat. The condensed fluid or coolant liquid precipitates, also due to the force of gravity, towards the first closed end 13, resuming the described thermal cycle again.

Come detto, i mezzi di scambio termico 9 sono operativamente associati a mezzi di convogliamento 10 di un fluido vettore, per esempio aria presa dall’ambiente esterno, previsto per rimuovere dai mezzi di scambio termico 9 il calore che gli stessi hanno precedentemente sottratto dall’interno del canale 2 del forno di cottura 1. As said, the heat exchange means 9 are operatively associated with means 10 for conveying a vector fluid, for example air taken from the external environment, provided to remove from the heat exchange means 9 the heat that they have previously subtracted from the heat exchange means 9. inside channel 2 of the cooking oven 1.

Ne consegue che i mezzi di convogliamento 10 sono previsti all’esterno del canale 2, e quindi della volta 6, per poter interagire in regime di scambio termico almeno con le porzioni dei condotti termici 11 in prossimità delle seconde estremità chiuse 14. It follows that the conveying means 10 are provided outside the channel 2, and therefore of the vault 6, in order to interact in a heat exchange regime at least with the portions of the heat pipes 11 near the second closed ends 14.

A tale scopo, i mezzi di convogliamento 10 comprendono almeno un collettore 16 operativamente associato ai mezzi di scambio termico 9 e configurato per definire una sezione di passaggio del fluido vettore atto a rimuovere calore dai mezzi di scambio termico 9. For this purpose, the conveying means 10 comprise at least one manifold 16 operatively associated with the heat exchange means 9 and configured to define a passage section for the vector fluid adapted to remove heat from the heat exchange means 9.

L’almeno un collettore 16 è previsto all’esterno del forno di cottura 1, superiormente alla volta 6. The at least one manifold 16 is provided outside the cooking oven 1, above the vault 6.

L’almeno un collettore 16 è configurato come un corpo scatolare a delimitare un canale di passaggio 17 per il fluido vettore atto a sottrarre calore dei mezzi di scambio termico In uso, le seconde estremità chiuse 14 dei condotti termici 11 sono comprese all’interno dell’almeno un collettore 16 allo scopo di poter essere investite dal flusso di fluido vettore che viene forzato all’interno del collettore 16. The at least one manifold 16 is configured as a box-like body to delimit a passage channel 17 for the vector fluid able to subtract heat from the heat exchange means In use, the second closed ends 14 of the heat pipes 11 are included inside the 'at least one manifold 16 in order to be hit by the flow of vector fluid which is forced inside the manifold 16.

In pratica, durante il funzionamento del forno di cottura 1, il fluido vettore circola in modo forzato lungo i mezzi di convogliamento 10, in modo tale che scorrendo attraverso l’almeno un collettore 16 lambisce almeno una porzione dei mezzi di scambio termico 9, ossia le porzioni dei condotti termici 11 che si protendono oltre la volta 6, prelevando del calore. In practice, during the operation of the cooking oven 1, the carrier fluid circulates in a forced manner along the conveying means 10, in such a way that, flowing through the at least one manifold 16, it laps at least a portion of the heat exchange means 9, i.e. the portions of the heat pipes 11 which extend beyond the vault 6, drawing heat.

Si osserva che la temperatura del fluido vettore in ingresso nell’almeno un collettore è inferiore alla temperatura dei mezzi di scambio termico 9 compresi all’interno dell’almeno un collettore 16 stesso. Pertanto, il fluido vettore, inizialmente a temperatura bassa, lambisce le seconde estremità chiuse 14 e le porzioni dei condotti termici 11 che si protendono all’interno dell’almeno un collettore 16, riscaldandosi. La porzione dei mezzi di scambio termico 9 compresa nell’almeno un collettore 16, a sua volta, si raffredda. It is observed that the temperature of the vector fluid entering the at least one collector is lower than the temperature of the heat exchange means 9 included within the at least one collector 16 itself. Therefore, the carrier fluid, initially at a low temperature, laps the second closed ends 14 and the portions of the heat pipes 11 that protrude inside the at least one manifold 16, heating up. The portion of the heat exchange means 9 included in at least one manifold 16, in turn, cools.

Il fluido vettore in uscita dall’almeno un collettore 16 presenta una temperatura maggiore rispetto a quella del fluido vettore in ingresso nell’almeno un collettore 16. Il calore posseduto dal fluido vettore così riscaldato può quindi essere utilizzato all’interno del forno di cottura 1 nell’ambito di una riduzione del consumo energetico richiesto per il funzionamento del forno di cottura 1 stesso. The vector fluid leaving the at least one collector 16 has a higher temperature than that of the vector fluid entering the at least one collector 16. The heat possessed by the carrier fluid thus heated can therefore be used inside the cooking oven 1 as part of a reduction in the energy consumption required for the operation of the cooking oven 1 itself.

Per il corretto controllo della rampa o variazione di temperatura del forno può anche essere necessario riscaldare i mezzi di scambio termico 9, ed in tal caso il fluido vettore in uscita dal collettore 16 presenta una temperatura minore rispetto a quella del fluido vettore in ingresso nel collettore 16. For the correct control of the ramp or temperature variation of the furnace it may also be necessary to heat the heat exchange means 9, and in this case the vector fluid leaving the manifold 16 has a lower temperature than that of the vector fluid entering the manifold 16.

I mezzi di convogliamento 10 comprendono mezzi 18 per la circolazione forzata del fluido vettore attraverso l’almeno un collettore 16 operativamente associati a quest’ultimo attraverso apposite condotte 19. The conveying means 10 comprise means 18 for the forced circulation of the vector fluid through the at least one manifold 16 operatively associated with the latter through special ducts 19.

Secondo una versione della presente invenzione, i mezzi per la ventilazione forzata 18 possono comprendere almeno un ventilatore 20 posto a monte dell’almeno un collettore 16 (figura 1) o un aspiratore 21 posto a valle dell’almeno un collettore 16 (figura 4). Qualora il forno di cottura 1 comprenda più collettori 16 operativamente associati a rispettivi mezzi di scambio termico 9, gli stessi possono essere collegati reciprocamente in parallelo tramite le condotte 19. Secondo tale versione, i mezzi di ventilazione forzata 18 possono comprendere un singolo ventilatore 20 o aspiratore 21 associato rispettivamente a monte o a valle del gruppo di collettori 16 collegati in parallelo. According to a version of the present invention, the means for forced ventilation 18 can comprise at least one fan 20 located upstream of the at least one manifold 16 (Figure 1) or an aspirator 21 located downstream of the at least one manifold 16 (Figure 4) . If the cooking oven 1 comprises several manifolds 16 operatively associated with respective heat exchange means 9, they can be mutually connected in parallel through the ducts 19. According to this version, the forced ventilation means 18 can comprise a single fan 20 or aspirator 21 associated respectively upstream or downstream of the group of manifolds 16 connected in parallel.

I mezzi di convogliamento 10 possono comprendere almeno una prima valvola 22 posta a monte dell’almeno un collettore 16 e/o almeno una seconda valvola 23 posta a valle dell’almeno un collettore 16, per la regolazione della portata del fluido vettore che viene fatto fluire attraverso l’almeno un collettore 16 (si vedano figure 1 e 4). The conveying means 10 can comprise at least a first valve 22 located upstream of the at least one manifold 16 and / or at least a second valve 23 located downstream of the at least one manifold 16, for regulating the flow rate of the vector fluid that is made flow through the at least one manifold 16 (see Figures 1 and 4).

Secondo una versione della presente invenzione, il forno di cottura 1 può comprendere mezzi per la regolazione ed il controllo 24 dell’almeno una prima valvola 22 e/o dell’almeno una seconda valvola 23, atti a gestire la portata di un fluido vettore che può scorrere attraverso le stesse (figura 1). According to a version of the present invention, the cooking oven 1 can comprise means for adjusting and controlling 24 of the at least one first valve 22 and / or of the at least one second valve 23, adapted to manage the flow rate of a carrier fluid which can flow through them (figure 1).

Secondo una versione della presente invenzione, il forno di cottura 1 può comprendere una volta di separazione 25 interposta tra la porzione dei mezzi di scambio termico 9 che si protendono all’interno del canale 2 e la porzione del canale 2 che si sviluppa inferiormente ai mezzi di scambio termico 9. According to a version of the present invention, the cooking oven 1 can comprise a separation vault 25 interposed between the portion of the heat exchange means 9 which protrude inside the channel 2 and the portion of the channel 2 which extends below the means heat exchange 9.

La volta di separazione 25 è illustrata, a titolo esemplificativo, tramite una linea a tratto discontinuo in figura 2. The separation vault 25 is illustrated, by way of example, by means of a discontinuous line in Figure 2.

Pertanto, la volta di separazione 25 è posta in prossimità della volta 6, in posizione inferiore e distanziata dalla stessa, e definisce una barriera di protezione tra una porzione dei mezzi di scambio termico 9, interna al forno di cottura 1, ed il canale 2 stesso. La volta di separazione 25 funge così da protezione dei tratti dei condotti termici 11 che si protendono all’interno del canale 2, in modo da preservare la superficie esterna degli stessi. Therefore, the separation vault 25 is located near the vault 6, in a lower position and spaced from it, and defines a protective barrier between a portion of the heat exchange means 9, inside the baking oven 1, and the channel 2 same. The separation vault 25 thus acts as a protection of the sections of the heat pipes 11 that protrude inside the channel 2, so as to preserve the external surface of the same.

La volta di separazione 25, infatti, impedisce lo sporcamento esterno della porzione degli elementi termici 11 che si protende all’interno del canale 2, garantendo così un’elevata efficienza termica dei mezzi di scambio termico 9. The separation vault 25, in fact, prevents external fouling of the portion of the thermal elements 11 that extends inside the channel 2, thus ensuring a high thermal efficiency of the heat exchange media 9.

Come noto, infatti, la deposizione di prodotti trasportati dai fumi della combustione sulla parete esterna di uno scambiatore determina la formazione di uno strato di sporco che limitata l’efficienza dello scambio termico, intesa come capacità di trasferire calore attraverso le pareti dei mezzi di scambio termico 9. As is known, in fact, the deposition of products carried by the combustion fumes on the external wall of an exchanger determines the formation of a layer of dirt that limits the efficiency of the heat exchange, understood as the ability to transfer heat through the walls of the exchange media. thermal 9.

Evidentemente, l’impiego della volta di separazione 25 è di particolare interesse nel caso in cui i mezzi di scambio termico 9 sono previsti nella zona termica di preriscaldamento 4 del forno di cottura 1 nella quale, come noto, sono presenti almeno in parte dei fumi di combustione dei bruciatori o, più in generale, un’atmosfera inquinante. Si riporta di seguito, a titolo esemplificativo, il funzionamento di un forno di cottura 1 secondo la presente invenzione del tipo comprendente mezzi di scambio termico 9 posizionati esclusivamente in corrispondenza della zona di raffreddamento 5. Obviously, the use of the separation vault 25 is of particular interest in the case in which the heat exchange means 9 are provided in the thermal preheating zone 4 of the cooking oven 1 in which, as is known, at least part of the fumes are present. combustion of burners or, more generally, a polluting atmosphere. By way of example, the operation of a cooking oven 1 according to the present invention of the type comprising heat exchange means 9 positioned exclusively in correspondence with the cooling zone 5 is reported below.

I prodotti ceramici da cuocere P sono introdotti all’interno del forno di cottura 1 e movimentati lungo il canale 2 tramite gli organi di avanzamento 3. The ceramic products to be fired P are introduced into the firing oven 1 and moved along the channel 2 by means of the feed members 3.

Successivamente alla fase di cottura, i prodotti ceramici P sono movimentati attraverso una zona di raffreddamento 5, prima di fuoriuscire dal forno di cottura 1. After the firing phase, the ceramic products P are moved through a cooling zone 5, before coming out of the firing kiln 1.

I prodotti ceramici P in uscita dalla zona di cottura sono a temperatura elevata e contribuiscono, pertanto, a riscaldare l’aria all’interno del canale 2 lungo la zona di raffreddamento. The P ceramic products leaving the cooking area are at a high temperature and therefore contribute to heating the air inside the channel 2 along the cooling area.

I mezzi di scambio termico 9 sottraggono calore dal canale 2, lungo la zona di raffreddamento 5, trasferendolo all’esterno del canale 2 stesso. The heat exchange means 9 subtract heat from the channel 2, along the cooling area 5, transferring it to the outside of the channel 2 itself.

In particolare, i mezzi di scambio termico 9 trasferiscono calore dalla porzione inferiore dei condotti termici 11, compresa nel canale 2, alla porzione superiore dei condotti termici 11, che è posta all’esterno del canale 2, superiormente alla volta 6 ed è compresa all’interno dell’almeno un collettore 16, secondo le modalità precedentemente esposte. All’interno dell’almeno un collettore 16, per effetto dell’azione dei mezzi per la circolazione forzata 18, scorre un fluido vettore la cui temperatura, in ingresso all’almeno un collettore 16, è inferiore rispetto a quella delle porzioni dei condotti termici 11 in prossimità delle seconde estremità chiuse 14. Lambendo tali porzioni dei condotti termici 11, il fluido vettore si riscalda sottraendo calore agli stessi condotti termici 11. In particular, the heat exchange means 9 transfer heat from the lower portion of the heat pipes 11, included in the channel 2, to the upper portion of the heat pipes 11, which is located outside the channel 2, above the vault 6 and is included in the interior of the at least one manifold 16, according to the previously described modalities. A vector fluid flows inside the at least one manifold 16, due to the action of the forced circulation means 18, the temperature of which, entering the at least one manifold 16, is lower than that of the portions of the heat pipes 11 near the second closed ends 14. By lapping these portions of the heat pipes 11, the vector fluid heats up by subtracting heat from the heat pipes 11.

I mezzi di scambio termico 9 sottraggono il calore presente all’interno del canale 2, per trasferirlo all’esterno dello stesso e cederlo, successivamente, al fluido vettore. The heat exchange means 9 subtract the heat present inside the channel 2, to transfer it to the outside of the same and subsequently transfer it to the carrier fluid.

Il calore posseduto dal fluido vettore così riscaldato può essere utilizzato successivamente, nell’ambito quindi di una riduzione dei costi di esercizio e dell’energia necessaria per il funzionamento del forno di cottura 1. The heat possessed by the carrier fluid thus heated can be used later, therefore in the context of a reduction in operating costs and the energy required for the operation of the cooking oven 1.

Da quanto esposto appare evidente come il forno di cottura 1 secondo la presente invenzione consente di perseguire gli scopi preposti. From the foregoing it is evident that the cooking oven 1 according to the present invention allows to pursue the intended purposes.

In particolare, la specifica conformazione dei mezzi di scambio termico 9 permette di mantenere gli ingombri del forno di cottura 1, con particolare riferimento all’ingombro in pianta dello stesso, sostanzialmente uguali a quelli delle soluzioni di tipo tradizionale. Nel forno di cottura 1 secondo la presente invenzione, i mezzi di scambio termico 9 permettono di sottrarre efficacemente il calore presente all’interno di specifiche zone termiche del canale 2, nell’ambito di una soluzione strutturalmente semplice e di facile attuazione. In particular, the specific conformation of the heat exchange means 9 allows to maintain the dimensions of the cooking oven 1, with particular reference to the overall dimensions of the same, substantially equal to those of the traditional type solutions. In the cooking oven 1 according to the present invention, the heat exchange means 9 allow to effectively subtract the heat present within specific thermal areas of the channel 2, within a structurally simple and easy to implement solution.

Inoltre, in funzione di specifiche esigenze di impiego, per ottenere mezzi di scambio termico 9 con differenti capacità e prestazioni termiche, è possibile variare il numero complessivo di condotti termici 11 e il loro posizionamento reciproco, ottenendo sostanzialmente un numero illimitato di combinazioni tutte ugualmente ricadenti nel medesimo concetto inventivo. Furthermore, according to specific use requirements, in order to obtain heat exchange means 9 with different thermal capacities and performances, it is possible to vary the total number of thermal pipes 11 and their mutual positioning, thus obtaining substantially an unlimited number of combinations, all equally falling. in the same inventive concept.

Si osserva inoltre che secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, un forno di cottura 1 può comprendere mezzi di scambio termico 9 in corrispondenza della zona di pre-riscaldamento 4 allo scopo di uniformare la rampa di temperatura a cui sono soggetti i prodotti ceramici P in ingresso nel forno di cottura 1. It is also noted that according to a further aspect of the present invention, a cooking furnace 1 can comprise heat exchange means 9 in correspondence with the pre-heating zone 4 in order to uniform the temperature ramp to which the ceramic products P are subject in entering the cooking oven 1.

Posizionando, infatti, i mezzi di scambio termico 9 in corrispondenza di specifiche porzioni della zona di pre-riscaldamento 4, è possibile uniformare l’incremento di temperatura, di fatto eliminando eventuali picchi o concentrazioni di zone surriscaldate che potrebbero stressare termicamente in modo eccessivo i prodotti ceramici P da trattare, danneggiandoli. In fact, by positioning the heat exchange means 9 in correspondence with specific portions of the pre-heating zone 4, it is possible to standardize the temperature increase, effectively eliminating any peaks or concentrations of overheated zones that could thermally stress excessively the P ceramic products to be treated, damaging them.

L’invenzione così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept.

Inoltre, tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti. In pratica, i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze senza per questo uscire dall’ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni. Furthermore, all the details can be replaced by other technically equivalent elements. In practice, the materials used, as well as the contingent shapes and dimensions, may be any according to requirements without thereby departing from the scope of the protection of the following claims.

Claims

CLAIMS 1. Baking oven for ceramic products and the like comprising at least one channel (2) for the advancement of the products (P) to be treated, a heating area (4) for ceramic products, at least one cooling area (5), delimited between an upper wall or vault (6), side walls (7) and a lower wall or bottom (8), heat exchange means (9) configured to subtract the heat present inside the channel (2) in order to regulate and / or to control its temperature, means for conveying a carrier fluid (10), suitable for conveying the carrier fluid against at least a portion of said heat exchange means (9), characterized in that said heat exchange means (9 ) comprise a plurality of heat pipes (11), configured as closed hollow tubular elements, engaged in respective openings of a plate-like element (12), so that with said plate-like element (12) associated with said vault (6) each of said heat pipes (11) has a portion housed inside said channel (2) and an opposite portion extending outside said channel (2), determining a preferential heat exchange direction along which heat is removed or added from or to the air contained in the channel (2) in certain areas of the furnace, said heat exchange taking place in the absence of any perturbation or contamination of the air present inside said channel (2).

2. Cooking oven for ceramic products and the like according to claim 1, wherein said heat pipes (11) have a first closed end (13) and a second closed end (14) opposite each other, in which said first closed end ( 3) is placed inside said channel (2), in correspondence with said cooling (5) and / or heating (4) area, and said second closed end (14) is placed outside said channel ( 2), above said vault (6).

3. Cooking oven for ceramic products and the like according to claim 1 or 2, in which said heat pipes (11) each have part of the internal volume occupied by a fluid, in the liquid state, and the remaining internal volume filled by the vapor of said fluid, in such a way that the heat exchange between portions of opposite closed ends (13, 14) occurs through evaporation and condensation of the fluid contained within them.

4. Cooking oven for ceramic products and the like according to any one of the preceding claims, in which said vault (6) has at least one through opening (15) engageable by said plate-like element (12) which acts as a closing element of the same.

5. Cooking oven for ceramic products and the like according to any one of the preceding claims, in which said heat pipes (11) are oriented along a vertical direction.

6. Baking oven for ceramic products and the like according to claim 1, wherein said conveying means (10) are provided outside said channel (2) and comprise at least one operationally associated manifold (16), in exchange mode to said heat exchange means (9) and configured to define a passage section for said carrier fluid adapted to remove heat from the heat exchange means (9).

7. Cooking oven for ceramic products and the like according to the preceding claim, wherein said at least one manifold (16) is placed outside said cooking furnace and associated at the top to said vault (6), said at least one manifold (16) ) being configured as a box-like body inside which said closed second ends (14) of said heat pipes (11) are included.

8. Cooking oven for ceramic products and the like according to claim 1, comprising means (18) for forced ventilation of said carrier fluid through said at least one manifold (16), wherein said means for forced ventilation (18) comprise at least a fan (20) placed upstream of said at least one manifold (16) or an aspirator (21) placed downstream of said at least one manifold (16).

9. Baking oven for ceramic products and the like according to claim 7, wherein said conveying means (10) comprise at least a first valve (22) placed upstream of said at least one manifold (16) and / or at least a second valve (23) located downstream of said at least one manifold (16) for adjusting the flow rate of the vector fluid which is made to flow through said at least one manifold (16).

10. Baking oven for ceramic products and the like according to claim 10, wherein said conveying means (10) comprise means for adjusting and controlling (24) of said at least one first valve (22) and / or of said at least a second valve (23), adapted to manage the flow rate of said carrier fluid through said at least one first valve (22) and / or said at least one second valve (23).

11. Baking oven for ceramic products and the like according to claim 1, comprising a separation vault (25) interposed between the portion of said heat exchange means (9) which extends inside said channel (2) and the portion of said channel (2) which extends below the heat exchange means (9), in which said separation vault (25) defines a protective barrier between said heat exchange means (9) and said channel (2) for preserving the external surface of said heat exchange means (9) comprised inside said channel (2).

12. Baking oven for ceramic products and the like according to claim 1, comprising a plurality of said exchanger means (9) each associated with a respective manifold (16), said manifolds (16) being operatively connected to each other in parallel by means of ducts ( 19).