ITUB20154714A1

ITUB20154714A1 - BOILER FOR THE PRODUCTION OF HOT WATER OR STEAM.

Info

Publication number: ITUB20154714A1
Application number: ITUB2015A004714A
Authority: IT
Inventors: Giovanni Pisani
Original assignee: I C I Caldaie S P A
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2017-04-23

Description

CALDAIA PER LA PRODUZIONE DI ACQUA CALDA 0 VAPORE BOILER FOR THE PRODUCTION OF HOT WATER 0 STEAM

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente trovato riguarda una caldaia per la produzione di acqua calda o vapore. The present invention relates to a boiler for producing hot water or steam.

Sono note caldaie, in generale, e generatori di vapore, in particolare, che comprendono un involucro esterno di conformazione sostanzialmente cilindrica, il quale definisce una camera di riscaldamento in cui è contenuta acqua che, nel caso dei generatori di vapore, viene riscaldata almeno fino al raggiungimento della sua temperatura di vaporizzazione. Boilers, in general, and steam generators, in particular, are known which comprise an external casing of substantially cylindrical conformation, which defines a heating chamber in which water is contained which, in the case of steam generators, is heated at least up to when its vaporization temperature is reached.

In particolare, all'interno della camera di riscaldamento è assialmente alloggiato un corpo focolare, che è in rapporto di scambio termico con 1 'acqua da riscaldare e che definisce, internamente, una camera di combustione, nella quale si sviluppa la fiamma prodotta dalla testa di combustione di un bruciatore, situato ad una estremità della camera di combustione stessa e, normalmente, associato ad un portellone di chiusura della caldaia, In particular, a furnace body is axially housed inside the heating chamber, which is in a heat exchange ratio with the water to be heated and which internally defines a combustion chamber, in which the flame produced by the head develops. combustion of a burner, located at one end of the combustion chamber itself and, normally, associated with a door for closing the boiler,

I fumi caldi di combustione che si generano nella camera di combustione vengono incanalati all'interno di tubi di scambio termico che attraversano assialmente la camera di riscaldamento, in modo tale che i fumi caldi possano scambiare calore con l'acqua contenuta nella camera di riscaldamento, fino a sfociare in una camera fumi, dalla quale i fumi fuoriescono attraverso un camino. The hot combustion fumes that are generated in the combustion chamber are channeled inside heat exchange pipes that axially cross the heating chamber, so that the hot fumes can exchange heat with the water contained in the heating chamber, until it flows into a smoke chamber, from which the fumes come out through a chimney.

Tipicamente, i generatori di vapore di questo tipo sono dotati di bruciatori a fiamma diffusiva non premiscelata . Typically, steam generators of this type are equipped with non-premixed diffusive flame burners.

Esistono anche bruciatori premiscelati funzionanti con combustibili gassosi, denominati, comunemente, bruciatori "premix", che presentano, a monte della testa di combustione, un dispositivo di miscelazione aria e gas costituito da un tubo Venturi che presenta un ingresso assiale connesso ad un condotto di alimentazione dell'aria, un ingresso laterale connesso ad un condotto di alimentazione di gas e controllato da una valvola di ammissione regolabile del gas, ed una uscita assiale, disposta all'estremità del tubo Venturi opposta rispetto al suo ingresso assiale e collegata alla testa di combustione mediante l'interposizione di un ventilatore, che consente di continuare il mescolamento di aria e gas che si realizza all'interno del tubo Venturi e di inviare la miscela aria/gas in pressione alla testa di combustione . There are also premix burners operating with gaseous fuels, commonly known as "premix" burners, which have, upstream of the combustion head, an air and gas mixing device consisting of a Venturi tube which has an axial inlet connected to a air supply, a side inlet connected to a gas supply duct and controlled by an adjustable gas inlet valve, and an axial outlet, arranged at the end of the Venturi tube opposite its axial inlet and connected to the combustion through the interposition of a fan, which allows to continue the mixing of air and gas that takes place inside the Venturi tube and to send the pressurized air / gas mixture to the combustion head.

Per tale strutturazione, i bruciatori premix tradizionali vengono definiti "prementi", in quanto, tramite il loro ventilatore, pongono la camera di combustione in sovrappressione rispetto alla pressione ambiente e di conseguenza i generatori di vapore così realizzati vengono chiamati, in gergo, "pressurizzati". For this structure, the traditional premix burners are defined as "pressing", since, through their fan, they place the combustion chamber in overpressure with respect to the ambient pressure and consequently the steam generators thus created are called, in jargon, "pressurized. ".

I generatori di vapore sopra descritti presentano alcuni inconvenienti . The steam generators described above have some drawbacks.

In caso di ostruzioni nel camino, si possono verificare gravi problemi dovuti ad un accumulo di incombusti nel focolare nella fase di accensione. Inoltre, con i generatori di vapore descritti, sono possibili ritorni di fiamma verso l'ambiente esterno o perdite di fumo attraverso le guarnizioni poste nel portellone e nella camera fumi . In the event of obstructions in the chimney, serious problems can occur due to an accumulation of unburnt materials in the firebox during the ignition phase. Furthermore, with the steam generators described, it is possible to backfire towards the external environment or smoke leaks through the gaskets placed in the door and in the fumes chamber.

Un altro inconveniente dei generatori di vapore pressurizzati è costituito dal rischio di propagazione di un'onda di pressione, che si traduce in un'onda sonora, verso l'ambiente esterno durante le fasi di accensione. Another drawback of pressurized steam generators is the risk of propagation of a pressure wave, which translates into a sound wave, towards the external environment during the ignition phases.

Un ulteriore inconveniente dei generatori di vapore pressurizzati consiste nell'elevato ingombro in corrispondenza del portellone dovuto alla presenza del bruciatore premix e, più in particolare, della sua ventola e del suo tubo Venturi . A further drawback of pressurized steam generators consists in the large bulk at the door due to the presence of the premix burner and, more particularly, of its fan and its Venturi tube.

Compito precipuo del presente trovato è quello di fornire una caldaia per la produzione di acqua calda o vapore che sia in grado di superare gli inconvenienti della tecnica nota sopra indicati, garantendo al contempo un elevato rendimento e ridottissime emissioni inquinanti, costituite da monossido di carbonio ed ossidi di azoto, grazie ad una migliore combustione del gas. The aim of the present invention is to provide a boiler for the production of hot water or steam which is capable of overcoming the drawbacks of the prior art indicated above, while ensuring a high efficiency and very low polluting emissions, consisting of carbon monoxide and nitrogen oxides, thanks to better gas combustion.

All'interno di questo compito un altro importante scopo del presente trovato è quello di mettere a punto una caldaia per la produzione di acqua calda o vapore che sia dotata di un sistema di combustione in grado di evitare un accumulo di incombusti in caso di un aumento di resistenza nel camino . Within this aim, another important object of the present invention is to provide a boiler for the production of hot water or steam which is equipped with a combustion system capable of avoiding an accumulation of unburnt materials in the event of an increase of resistance in the chimney.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare una caldaia per la produzione di acqua calda o vapore che non sia affetta da problemi di fuoriuscita di fumi verso l'ambiente esterno. Another object of the present invention is to provide a boiler for the production of hot water or steam which is not affected by problems of fumes escaping to the external environment.

Ancora uno scopo del presente trovato è quello di fornire una caldaia per la produzione di acqua calda o vapore che presenti al camino una notevole diminuzione di NOx. Another object of the present invention is to provide a boiler for the production of hot water or steam which presents a considerable reduction in NOx to the chimney.

Altro scopo del presente trovato è quello di mettere a punto una caldaia per la produzione di acqua calda o vapore, in cui non si verifichino dannose propagazioni di onde di pressione, che sono causa di rumorosità sia in fase di accensione sia durante il normale funzionamento. Another object of the present invention is to provide a boiler for the production of hot water or steam, in which no harmful propagation of pressure waves occurs, which cause noise both during ignition and during normal operation.

E ' ulteriore scopo del presente trovato quello di realizzare una caldaia per la produzione di acqua calda o vapore che presenti minori ingombri in corrispondenza del portellone rispetto alla tecnica nota. A further object of the present invention is to provide a boiler for the production of hot water or steam which has smaller dimensions in correspondence with the door with respect to the known art.

Non ultimo scopo del presente trovato realizzare una caldaia per la produzione di acqua calda o vapore che, oltre ad offrire le più ampie garanzie di affidabilità e sicurezza nel funzionamento, risulti costruttivamente molto semplice, così da essere competitiva anche da un punto di vista puramente economico. Not least object of the present invention is to provide a boiler for the production of hot water or steam which, in addition to offering the widest guarantees of reliability and safety in operation, is constructively very simple, so as to be competitive also from a purely economic point of view. .

Questo compito nonché questi e altri scopi ancora che meglio appariranno in seguito vengono raggiunti da una caldaia per la produzione di acqua calda o vapore, secondo il trovato, come definita nella rivendicazione 1. This aim, as well as these and other objects which will become clearer hereinafter, are achieved by a boiler for the production of hot water or steam, according to the invention, as defined in claim 1.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di alcune forme di esecuzione preferite ma non esclusive della caldaia per la produzione di acqua calda o vapore, secondo il trovato, illustrate, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni in cui: Further characteristics and advantages will become clearer from the description of some preferred but not exclusive embodiments of the boiler for the production of hot water or steam, according to the invention, illustrated, by way of non-limiting example, in the accompanying drawings in which:

la figura 1 mostra schematicamente una vista in sezione longitudinale della caldaia per la produzione di acqua calda o vapore secondo il trovato ; Figure 1 schematically shows a longitudinal sectional view of the boiler for producing hot water or steam according to the invention;

la figura 2 mostra in modo schematico ed in sezione longitudinale un dispositivo di premiscelazione di aria e gas presente nella caldaia per la produzione di acqua calda o vapore secondo il trovato; Figure 2 shows schematically and in longitudinal section an air and gas premixing device present in the boiler for the production of hot water or steam according to the invention;

la figura 3 mostra in modo schematico una porzione della caldaia per la produzione di acqua calda o vapore secondo il trovato in una possibile forma realizzativa . Figure 3 schematically shows a portion of the boiler for producing hot water or steam according to the invention in a possible embodiment.

Con riferimento alle citate figure, la caldaia per la produzione di acqua calda o vapore, secondo il trovato, indicato nel suo complesso con il numero di riferimento 1, comprende un involucro di contenimento 2 sostanzialmente cilindrico, il quale definisce una camera di riscaldamento 3, destinata a contenere acqua da riscaldare alle temperature desiderate. With reference to the aforementioned figures, the boiler for the production of hot water or steam, according to the invention, indicated as a whole with the reference number 1, comprises a substantially cylindrical containment casing 2, which defines a heating chamber 3, designed to contain water to be heated to the desired temperatures.

E' da notare che, negli esempi illustrati nelle figure, l'acqua contenuta all'interno della camera di riscaldamento 3 è destinata ad essere riscaldata almeno fino alla sua temperatura di vaporizzazione, per consentire la produzione di vapore, ma più, in generale, la caldaia secondo il trovato potrà essere utilizzata anche per la produzione di acqua calda. It should be noted that, in the examples illustrated in the figures, the water contained inside the heating chamber 3 is intended to be heated at least up to its vaporization temperature, to allow the production of steam, but more generally, the boiler according to the invention can also be used for the production of hot water.

Opportunamente, nella parte superiore dell'involucro di contenimento 2 è prevista una bocca di uscita 4, attraverso la quale fuoriesce dalla camera di riscaldamento 3 il vapore prodotto, come nell'esempio mostrato dalla figura 1, o eventualmente l'acqua calda prodotta. Conveniently, an outlet 4 is provided in the upper part of the containment casing 2, through which the steam produced, as in the example shown in Figure 1, or possibly the hot water produced, exits from the heating chamber 3.

Come illustrato, la camera di riscaldamento 3 alloggia assialmente un focolare 5, che definisce, internamente, una camera di combustione 6 nella quale viene lanciata la fiamma prodotta da un bruciatore 7. As illustrated, the heating chamber 3 axially houses a furnace 5, which internally defines a combustion chamber 6 into which the flame produced by a burner 7 is launched.

In particolare, il bruciatore 7 presenta una testa di combustione 8, che risulta alloggiata nella camera di combustione 6 e che è preposta ad emettere la fiamma nella camera di combustione 6, ed un dispositivo di premiscelazione 9 di aria e gas che risulta connesso alla testa di combustione 8, per alimentarla con una miscela di aria e gas. In particular, the burner 7 has a combustion head 8, which is housed in the combustion chamber 6 and which is designed to emit the flame into the combustion chamber 6, and an air and gas premixing device 9 which is connected to the head combustion chamber 8, to feed it with a mixture of air and gas.

Opportunamente, la testa di combustione 8 è inserita in un portellone 10 che chiude una estremità assiale della camera di combustione 6. La camera di combustione 6 risulta, a sua volta, in comunicazione con una pluralità di tubi di scambio termico 11 destinati ad essere percorsi dai fumi caldi di combustione generati dalla fiamma emessa dalla testa di combustione 8. Conveniently, the combustion head 8 is inserted in a door 10 which closes an axial end of the combustion chamber 6. The combustion chamber 6 is, in turn, in communication with a plurality of heat exchange tubes 11 intended to be traversed. by the hot combustion fumes generated by the flame emitted by the combustion head 8.

In particolare, i tubi di scambio termico 11 attraversano longitudinalmente la camera di combustione 6, in modo da consentire il riscaldamento dell'acqua in essa contenuta, e sfociano in una camera di raccolta 12 dei fumi, la quale risulta comunicante con un camino, attraverso il quale i fumi di combustione vengono evacuati verso l'esterno. In particular, the heat exchange pipes 11 cross longitudinally the combustion chamber 6, so as to allow the heating of the water contained therein, and flow into a smoke collection chamber 12, which is communicating with a chimney, through which the combustion fumes are evacuated to the outside.

E' da notare che la camera di combustione 6, alla sua estremità opposta rispetto alla testa di combustione 8, risulta, opportunamente, chiusa da una parete di fondo 14 del focolare 5 che permette il ritorno dei fumi di combustione verso la testa di combustione 8 ed il portellone 10. It should be noted that the combustion chamber 6, at its opposite end with respect to the combustion head 8, is suitably closed by a bottom wall 14 of the furnace 5 which allows the return of the combustion fumes towards the combustion head 8 and the tailgate 10.

In particolare, in corrispondenza del portellone 10 è, vantaggiosamente, definita una camera di deviazione 15 dei fumi che permette di incanalare i fumi di combustione provenienti dalla parete di fondo 14 del focolare 5 all'interno dei tubi di scambio termico 11. In particular, in correspondence with the door 10 there is advantageously defined a smoke deviation chamber 15 which allows the combustion fumes coming from the bottom wall 14 of the furnace 5 to be channeled inside the heat exchange pipes 11.

Secondo il trovato, il dispositivo di premiscelazione 9 comprende un condotto di alimentazione 17 di aria, comunicante con l'ambiente esterno e collegato alla testa di combustione 8, al cui interno risulta assialmente alloggiato un corpo miscelatore 16, che viene investito dal flusso di aria che scorre all'interno del condotto di alimentazione 17. According to the invention, the premixing device 9 comprises an air supply duct 17, communicating with the external environment and connected to the combustion head 8, inside which a mixer body 16 is axially housed, which is hit by the flow of air. flowing inside the supply duct 17.

In particolare, tale corpo miscelatore 16 presenta sul suo lato anteriore, rivolto contro il flusso di aria proveniente dal condotto di alimentazione 17, una porzione sagomata 16a in grado di creare, tra le pareti laterali interne del condotto di alimentazione 17 e la superficie laterale del corpo miscelatore 16, una zona di aspirazione 18 dotata di una sezione trasversale di passaggio per l'aria di ampiezza inferiore rispetto alla sezione di passaggio per 1'aria definita dal condotto di alimentazione 17 a monte del corpo miscelatore 16, secondo la direzione del flusso di aria nel condotto di alimentazione 17. In particular, this mixing body 16 has on its front side, facing the air flow coming from the supply duct 17, a shaped portion 16a capable of creating, between the internal side walls of the supply duct 17 and the lateral surface of the mixer body 16, a suction zone 18 provided with a cross section for the passage for the air of a smaller width than the section for the passage for the air defined by the supply duct 17 upstream of the mixer body 16, according to the flow direction of air in the supply duct 17.

Nel corpo miscelatore 16 è definita, sostanzialmente in corrispondenza della zona di aspirazione 18, almeno una apertura di erogazione di gas 19, che risulta collegata ad un canale di adduzione 20, definito, almeno in parte, all'interno del corpo miscelatore 16 e collegato ad una sorgente di gas combustibile . In the mixer body 16 there is defined, substantially in correspondence with the suction zone 18, at least one gas delivery opening 19, which is connected to an adduction channel 20, defined, at least in part, inside the mixer body 16 and connected to a source of combustible gas.

Sempre secondo il trovato, sono previsti mezzi atti a porre in depressione la camera di combustione 6 rispetto alla pressione ambientale esterna, i quali comprendono, vantaggiosamente, almeno un ventilatore 21, comandato da un relativo motore elettrico 22, che risulta alloggiato nella camera di raccolta fumi 12 e che presenta, in particolare, una aspirazione posta in comunicazione con la camera di raccolta fumi 12 ed una mandata in comunicazione con il camino 13. Always according to the invention, means are provided for placing the combustion chamber 6 under depression with respect to the external ambient pressure, which advantageously comprise at least one fan 21, controlled by a relative electric motor 22, which is housed in the collection chamber. fumes 12 and which has, in particular, a suction placed in communication with the smoke collection chamber 12 and a delivery in communication with the chimney 13.

Con riferimento in particolare alla figura 2, la porzione sagomata 16a del corpo miscelatore 16 presenta, opportunamente, una superficie laterale che si avvicina progressivamente alle pareti laterali interne del condotto di alimentazione 17, procedendo nel senso del flusso di aria che scorre all'interno del condotto di alimentazione 17. With reference in particular to Figure 2, the shaped portion 16a of the mixer body 16 conveniently has a side surface which progressively approaches the internal side walls of the supply duct 17, proceeding in the direction of the flow of air flowing inside the supply duct 17.

Più in particolare, la porzione sagomata 16a del corpo miscelatore 16 presenta, vantaggiosamente, una conformazione sostanzialmente ad ogiva. More particularly, the shaped portion 16a of the mixer body 16 advantageously has a substantially ogive conformation.

Come si può notare sempre in figura 2, il corpo miscelatore 16 è, vantaggiosamente, fornito di una pluralità di aperture di erogazione di gas 19, le quali sono distribuite attorno ad un asse di sviluppo 16b del corpo miscelatore 16 sostanzialmente parallelo all'asse del condotto di alimentazione 17. As can also be seen in Figure 2, the mixer body 16 is advantageously provided with a plurality of gas delivery openings 19, which are distributed around an axis of development 16b of the mixer body 16 substantially parallel to the axis of the supply duct 17.

Opportunamente, le aperture di erogazione di gas 19 definite nel corpo miscelatore 16 si aprono verso il lato posteriore del corpo miscelatore stesso . Conveniently, the gas delivery openings 19 defined in the mixer body 16 open towards the rear side of the mixer body itself.

Vantaggiosamente, nella parte posteriore del corpo miscelatore 16 si sviluppa anche il canale di adduzione 20, il quale si collega, opportunamente , alla sorgente di gas mediante un condotto di immissione 23, che si estende, con una sua porzione, all'esterno del condotto di alimentazione 17 e che risulta controllato, vantaggiosamente, da una valvola 24, preferibilmente a controllo pneumatico. Advantageously, the supply channel 20 also develops in the rear part of the mixer body 16, which is suitably connected to the gas source by means of an intake pipe 23, which extends, with a portion thereof, outside the pipe. supply 17 and which is controlled, advantageously, by a valve 24, preferably with pneumatic control.

Preferibilmente, la porzione sagomata 16a del corpo miscelatore 16 risulta cava internamente e le aperture di erogazione 19 possono essere, vantaggiosamente, definite tra un tratto della porzione sagomata 16a rivolto verso il lato posteriore del corpo miscelatore 16 ed una porzione di parete del corpo miscelatore 16 che si innesta posteriormente nella porzione sagomata 16a ed in cui è internamente definito un tratto del canale di adduzione 20, che sfocia nella cavità della porzione sagomata 16a, dalla quale il gas viene deviato verso le aperture di erogazione 19. Opportunamente, come meglio evidenziato in figura 3, la testa di combustione 8 è del tipo a fiamma interna . Preferably, the shaped portion 16a of the mixer body 16 is hollow inside and the delivery openings 19 can be advantageously defined between a section of the shaped portion 16a facing the rear side of the mixer body 16 and a wall portion of the mixer body 16 which engages at the rear in the shaped portion 16a and in which a section of the adduction channel 20 is internally defined, which flows into the cavity of the shaped portion 16a, from which the gas is diverted towards the delivery openings 19. Conveniently, as better highlighted in Figure 3, the combustion head 8 is of the internal flame type.

Più in particolare, la testa di combustione 8 presenta una conformazione cilindrica cava con una parete laterale cilindrica 8a ed una parete estremale 8b dotate, sulla loro superficie rivolta verso l'interno, di una pluralità di ugelli emettitori di fiamma. More particularly, the combustion head 8 has a hollow cylindrical conformation with a cylindrical side wall 8a and an extremal wall 8b provided, on their surface facing inwards, with a plurality of flame emitting nozzles.

Sempre con riferimento alla figura 3, si può vantaggiosamente prevedere che, lungo il condotto di alimentazione 17, in posizione interposta tra il corpo miscelatore 16 e la testa di combustione 8, siano presenti mezzi valvolari di non ritorno 25 che hanno la funzione di contrastare la trasmissione di onde di pressione dalla camera di combustione 6 verso il condotto di alimentazione 17, che potrebbero perturbare i valori di pressione nella zona di aspirazione 18 e, quindi, il regolare afflusso di gas attraverso le aperture di erogazione 19 del corpo miscelatore 16. Again with reference to Figure 3, it can advantageously be provided that, along the supply duct 17, in the interposed position between the mixer body 16 and the combustion head 8, there are non-return valve means 25 which have the function of counteracting the transmission of pressure waves from the combustion chamber 6 towards the supply duct 17, which could perturb the pressure values in the intake area 18 and, therefore, the regular flow of gas through the delivery openings 19 of the mixer body 16.

In particolare, tali mezzi valvolari comprendono una valvola a clapet che presenta, opportunamente, un corpo otturatore 26 eccentricamente incernierato attorno ad un perno 27, in modo da incrementare notevolmente il momento di inerzia del corpo otturatore 26 rispetto al suo asse di rotazione, creando però solo una minima resistenza all 'apertura . In particular, these valve means comprise a clapet valve which conveniently has a shutter body 26 eccentrically hinged around a pin 27, so as to considerably increase the moment of inertia of the shutter body 26 with respect to its axis of rotation, while creating only minimal resistance to opening.

Più particolarmente, l'otturatore 26 presenta, in prossimità del perno 27, un contrappeso 26a che permette all'otturatore 26 di opporre, nell'istante dell'accensione, una notevole inerzia meccanica, pur mantenendo l'otturatore perfettamente bilanciato. More particularly, the shutter 26 has, in proximity to the pin 27, a counterweight 26a which allows the shutter 26 to oppose, at the instant of ignition, a considerable mechanical inertia, while keeping the shutter perfectly balanced.

E', inoltre, previsto un fermo di battuta 32, solidale al condotto di alimentazione 17 contro cui può appoggiarsi l'otturatore 26 in condizione di chiusura. An abutment stop 32 is also provided, integral with the supply duct 17 against which the shutter 26 can rest in the closed condition.

E ' da notare che 1 'otturatore 26 viene aperto grazie al flusso di aria a gas che viene richiamato verso la camera di combustione 6 e la testa di combustione 8 e che passando è in grado di generare un effetto di portanza che permette di mantenere aperto l'otturatore 26. It should be noted that the shutter 26 is opened thanks to the flow of gas air which is recalled towards the combustion chamber 6 and the combustion head 8 and that by passing it is able to generate a lift effect which allows to keep it open. the shutter 26.

Opportunamente, per consentire all'otturatore 26 di poter sfruttare validamente tale effetto di portanza, si può eventualmente prevedere anche che l'otturatore 26 possa presentare una conformazione a profilo alare, ad esempio di tipo NACA. Conveniently, in order to allow the obturator 26 to be able to validly exploit this lift effect, it may possibly also be provided that the obturator 26 may have an airfoil conformation, for example of the NACA type.

Vantaggiosamente, nella camera di raccolta dei fumi 16 è previsto uno scambiatore di calore 28 dei fumi che viene esternamente lambito dai fumi incanalati verso il camino 13 e che risulta internamente collegato in ingresso con la rete idrica, tramite una pompa 29, ed in uscita ad una linea di adduzione dell'acqua 30 alla camera di riscaldamento 3, in modo da consentire il recupero dell'eventuale calore residuo nei fumi mediante un preriscaldamento dell'acqua che viene inviata alla camera di alla camera di riscaldamento 3 Opportunamente, nella camera di raccolta dei fumi 12 può essere prevista anche una paratia 29 che consente di incanalare i fumi provenienti dai tubi di scambio termico 11 verso il camino 13 costringendoli a lambire il dispositivo condensatore 26. Advantageously, in the smoke collection chamber 16 there is a heat exchanger 28 for the fumes which is externally lapped by the fumes channeled towards the chimney 13 and which is internally connected at the inlet with the water mains, by means of a pump 29, and at the outlet to a water supply line 30 to the heating chamber 3, so as to allow the recovery of any residual heat in the fumes by preheating the water which is sent to the heating chamber 3 Conveniently, in the collection chamber of the fumes 12 a bulkhead 29 can also be provided which allows the fumes coming from the heat exchange pipes 11 to be channeled towards the chimney 13 forcing them to lick the condenser device 26.

Vantaggiosamente, come illustrato in figura 1, il dispositivo di premiscelazione 9 può essere alloggiato all'interno di un carter 31, solidale al portellone 10 e presentante almeno un accesso per l'aria e per la sorgente di gas. Advantageously, as illustrated in Figure 1, the premixing device 9 can be housed inside a casing 31, integral with the door 10 and having at least one access for the air and for the gas source.

Il funzionamento della caldaia secondo il trovato è il seguente, The operation of the boiler according to the invention is as follows,

La camera di riscaldamento 3 viene alimentata con acqua tramite la linea di adduzione 30, The heating chamber 3 is supplied with water through the supply line 30,

Una volta attivato il ventilatore 21 si crea una depressione nella camera di combustione 6 che consente di richiamare aria all'interno del condotto di alimentazione 17 dall'ambiente esterno , Once the fan 21 has been activated, a depression is created in the combustion chamber 6 which allows air to be drawn back into the supply duct 17 from the external environment,

Il flusso di aria che scorre nel condotto di alimentazione 17 subisce un aumento di velocità e una conseguente diminuzione di pressione, per effetto Venturi, in corrispondenza della zona di aspirazione 18 creata dalla presenza del corpo miscelatore 16 . The flow of air flowing in the supply duct 17 undergoes an increase in speed and a consequent decrease in pressure, due to the Venturi effect, in correspondence with the suction area 18 created by the presence of the mixer body 16.

Tale diminuzione di pressione determina l'apertura della valvola 24 con conseguente ingresso del gas nel condotto di immissione 23 ed emissione dello stesso gas dalle aperture di erogazione 19 del corpo miscelatore 16, in modo che possa mescolarsi con il flusso di aria proveniente dal condotto di alimentazione 17. This pressure decrease determines the opening of the valve 24 with consequent entry of the gas into the inlet duct 23 and emission of the same gas from the delivery openings 19 of the mixer body 16, so that it can mix with the flow of air coming from the duct. power supply 17.

La miscela di gas così ottenuta alimenta la testa di combustione 8 che viene quindi accesa in modo da generare una fiamma all'interno della camera di combustione 6. The gas mixture thus obtained feeds the combustion head 8 which is then ignited so as to generate a flame inside the combustion chamber 6.

Le eventuali onde di pressione che si potrebbero generare nella fase di accessione della testa di combustione 8 e che potrebbero perturbare il regolare afflusso di aria e gas vengono ostacolate dai mezzi valvolari di non ritorno 25. In particolare, l'otturatore 26 oppone, nell'istante dell'accensione, una notevole inerzia meccanica all'onda di pressione che si propaga dal focolare 5 in senso opposto al flusso di aria e gas che alimenta la testa di combustione 8. Any pressure waves which could be generated during the ignition step of the combustion head 8 and which could disturb the regular flow of air and gas are hindered by the non-return valve means 25. In particular, the obturator 26 opposes, in the instant of ignition, a considerable mechanical inertia to the pressure wave that propagates from the furnace 5 in the opposite direction to the flow of air and gas that feed the combustion head 8.

Con la testa di combustione 8 accesa, i fumi caldi di combustione, una volta raggiunta la parete di fondo 14 del focolare 5 vengono rinviati verso il portellone 10 dove vengono incanalati all'interno dei tubi di scambio termico 11, in modo da provvedere al riscaldamento dell'acqua contenuta nella camera di riscaldamento 3. With the combustion head 8 on, the hot combustion fumes, once they reach the bottom wall 14 of the furnace 5, are sent back to the door 10 where they are channeled inside the heat exchange pipes 11, so as to provide for heating of the water contained in the heating chamber 3.

Una volta attraversati i tubi di scambio termico 11, i fumi di combustione giungono nella camera di raccolta fumi 12 dove vengono incanalati verso il camino 13, che raggiungono dopo aver attraversato 10 scambiatore di calore 28 dei fumi. Once through the heat exchange pipes 11, the combustion fumes reach the fumes collection chamber 12 where they are channeled towards the chimney 13, which they reach after passing through 10 the fumes heat exchanger 28.

11 vapore o l'acqua calda prodotti all'interno della camera di riscaldamento 3 fuoriescono attraverso la bocca di uscita 4. The steam or hot water produced inside the heating chamber 3 comes out through the outlet 4.

La camera di riscaldamento 3 viene reintegrata con acqua dalla linea di adduzione 30 che riceve acqua preriscaldata dallo scambiatore di calore 28. The heating chamber 3 is reintegrated with water from the supply line 30 which receives pre-heated water from the heat exchanger 28.

Si è in pratica constatato come il trovato sia in grado di assolvere pienamente al compito prefissato . In practice it has been found that the invention is able to fully accomplish the intended aim.

Va in particolare evidenziato che, con la caldaia per la produzione di acqua calda o vapore secondo il trovato, non sono possibili ritorni di fiamma verso l'ambiente esterno né perdite di fumo attraverso le guarnizioni poste nel portellone e nella camera di raccolta fumi, in quanto la camera di combustione e la camera di raccolta fumi risultano in depressione. In particular, it should be pointed out that, with the boiler for the production of hot water or steam according to the invention, it is not possible to return the flame to the external environment or to leak smoke through the gaskets placed in the door and in the smoke collection chamber, in how much the combustion chamber and the smoke collection chamber result in depression.

Inoltre, dato che il ventilatore aspirante rimane all'interno della camera di raccolta fumi, ogni eventuale resistenza del camino viene recepita dal sistema come una perdita di prestazione del ventilatore con conseguente automatica diminuzione della potenza di fiamma, conferendo quindi al sistema di combustione un caratteristico funzionamento autoregolante che non modifica in alcun modo i parametri di combustione ma solo la potenza bruciata. Furthermore, since the suction fan remains inside the smoke collection chamber, any resistance of the chimney is received by the system as a loss of fan performance with consequent automatic decrease in flame power, thus giving the combustion system a characteristic self-regulating operation that does not modify the combustion parameters in any way but only the burnt power.

Un altro vantaggio della caldaia secondo il trovato consiste nel fatto che il dispositivo di premiscelazione provvisto di un corpo miscelatore inserito nel condotto di alimentazione dell'aria consente di sfruttare lo stesso principio dell'effetto Venturi, ossia della diminuzione della pressione dovuta ad un aumento della velocità dell'aria, come i bruciatori a premiscelazione di aria e gas tradizionali, ma permettendo di ottenere nel contempo una più intima mescolanza aia/gas con conseguenti vantaggi per la riduzione degli NOx ed un ostacolo alla propagazione dell'onda di pressione verso l'ambiente esterno durante le fasi di accensione, agevolata anche dalla presenza dei mezzi valvolari di non ritorno. Another advantage of the boiler according to the invention consists in the fact that the premixing device provided with a mixer body inserted in the air supply duct allows the same principle of the Venturi effect to be exploited, i.e. the decrease in pressure due to an increase in the air velocity, like traditional air and gas premix burners, but allowing at the same time to obtain a more intimate air / gas mixture with consequent advantages for the reduction of NOx and an obstacle to the propagation of the pressure wave towards the external environment during the ignition phases, also facilitated by the presence of the non-return valve means.

Un altro vantaggio che vale la pena evidenziare è che la caldaia secondo il trovato presenta un ingombro davanti al portellone estremamente ridotto, in quanto il dispositivo di premiscelazione e la valvola del gas possono essere installati nel portellone, mentre il ventilatore aspirante, decisamente più ingombrante, trova posto all'interno della camera di raccolta fumi della caldaia stessa. Another advantage that is worth highlighting is that the boiler according to the invention has an extremely reduced size in front of the door, since the premixing device and the gas valve can be installed in the door, while the suction fan, which is decidedly more bulky, it is located inside the flue gas collection chamber of the boiler itself.

Tutte le caratteristiche del trovato, su indicate come vantaggiose, opportune o simili, possono anche mancare o essere sostituite da equivalenti. Le singole caratteristiche esposte in riferimento ad insegnamenti generali o a forme di realizzazione particolari, possono essere tutte presenti in altre forme di realizzazione o sostituire caratteristiche in queste forme di realizzazione . All the characteristics of the invention, indicated above as advantageous, convenient or the like, can also be missing or be replaced by equivalents. The individual characteristics set forth with reference to general teachings or particular embodiments can all be present in other embodiments or substitute features in these embodiments.

Il trovato così concepito 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.

Così, ad esempio, con lo stesso concetto, si potranno realizzare non solo generatori di vapore e caldaie per la produzione di vapore in genere, ma anche caldaie ad acqua calda, tradizionali o a condensazione, caldaie industriali ad acqua surriscaldata oppure ad olio diatermico e così vra Thus, for example, with the same concept, it will be possible to create not only steam generators and boilers for the production of steam in general, but also hot water, traditional or condensing boilers, industrial boilers with superheated water or diathermic oil and so on. vra

In pratica i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze. In practice, the materials employed, so long as they are compatible with the specific use, as well as the dimensions and shapes, may be any according to requirements.

Inoltre, tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti. Furthermore, all the details can be replaced by other technically equivalent elements.

Claims

CLAIMS 1. Boiler for the production of hot water or steam comprising a substantially cylindrical containment casing (2), defining a heating chamber (3), intended to contain the water to be heated, and axially housing a furnace (5), defining, internally , a combustion chamber (6) associated with a burner (7) having a combustion head (8), housed in said combustion chamber (6), and a premixing device (9} of air and gas connected to said head combustion chamber (8), said combustion chamber (6} being in communication with a plurality of heat exchange pipes (11), intended to be crossed by the hot combustion fumes generated by the flame emitted by said combustion head (8) and longitudinally crossing said heating chamber (3), said heat exchange pipes (11} leading into a smoke collection chamber (12) communicating with a chimney (13), characterized in that said protection device hemi-mixing (9) comprises a mixer body (16) axially housed in an air supply duct (17) connected to said combustion head (8), said mixer body (16) having on its front side, facing the flow of air coming from said supply duct, a shaped portion (16a) able to create, between the internal side walls of said supply duct (17) and the lateral surface of said mixer body (16), a suction area (18) having an air passage cross section of a smaller width than the air passage section defined by said supply duct (17} upstream of said mixer body (16), according to the direction of the air flow, in said mixer body (16) being defined, substantially in correspondence with said suction zone (18), at least one gas delivery opening (19), connected to an adduction channel (20), defined, at least partially inside said mixer body (16} and connected to a gas source, means being provided for placing said combustion chamber (6} in depression) with respect to the external ambient pressure.

2. Boiler according to claim 1, characterized in that said means adapted to depress said combustion chamber (6} comprise at least one fan (21) housed in said smoke collection chamber (12) and have a suction in communication with said smoke collection chamber (12} and a delivery in communication with said chimney (13).

3. Boiler according to one or more of the preceding claims, characterized in that said shaped portion (16a) of said mixer body (16} has a side surface progressively approaching the internal side walls of said supply duct (17}, proceeding according to the direction of the air flow in said supply duct (17}.

4. Boiler according to one or more of the preceding claims, characterized in that said shaped portion (16a) of said mixer body (16} is substantially shaped like an ogive.

5. Boiler according to one or more of the preceding claims, characterized in that said mixer body (16} has a plurality of gas delivery openings (19} distributed around a development axis (16b) of said mixer body (16) substantially parallel to the axis of said supply conduit (17).

6. Boiler according to one or more of the preceding claims, characterized in that said delivery openings (19} face the rear side of said mixer body (16).

7. Boiler according to one or more of the preceding claims, characterized in that said combustion head (8) is of the internal flame type.

8. Boiler according to one or more of the preceding claims, characterized in that along said supply duct (17), between said mixer body (16} and said combustion head (8}), non-return valve means (25} adapted to counteracting the transmission of pressure waves from said combustion chamber (6} towards said supply duct (17}.

9. Boiler according to one or more of the preceding claims, characterized in that said valve means (25} comprise a clapet valve.