ITUD20090076A1 - ENERGY RECOVERY DEVICE FOR A VENTILATION AND SUCTION SYSTEM OF A GASEOUS PRODUCT AND ITS PROCEDURE - Google Patents
ENERGY RECOVERY DEVICE FOR A VENTILATION AND SUCTION SYSTEM OF A GASEOUS PRODUCT AND ITS PROCEDURE Download PDFInfo
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Description
Descrizione del trovato avente per titolo: Description of the invention having as title:
"DISPOSITIVO RECUPERATONE DI ENERGIA PER UN IMPIANTO DI VENTILAZIONE E/O ASPIRAZIONE DI UN PRODOTTO GASSOSO E RELATIVO PROCEDIMENTO" "ENERGY RECOVERY DEVICE FOR A VENTILATION AND / OR SUCTION SYSTEM OF A GASEOUS PRODUCT AND RELATED PROCEDURE"
CAMPO DI APPLICAZIONE FIELD OF APPLICATION
Il presente trovato si riferisce ad un dispositivo recuperatore di energia per un impianto di ventilazione e/o aspirazione di un prodotto gassoso derivante da processi industriali, ed al relativo procedimento. The present invention relates to an energy recovery device for a ventilation and / or suction system for a gaseous product deriving from industrial processes, and to the related process.
In particolare, il dispositivo recuperatore secondo il trovato è utilizzabile per un recupero, almeno parziale, dell'energia meccanica (cinetica) dei prodotti gassosi normalmente espulsi in atmosfera attraverso camini, condotti di aspirazione, di ventilazione, od altra attrezzatura analoga od assimilabile. In particular, the recovery device according to the invention can be used for at least partial recovery of the mechanical (kinetic) energy of the gaseous products normally expelled into the atmosphere through chimneys, suction and ventilation ducts, or other similar or similar equipment.
STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE
E noto che molti processi industriali prevedono fasi di aspirazioni e/o trattamento dell'aria di varia natura in cui vengono prodotti fumi o gas poi espulsi in atmosfera. It is known that many industrial processes provide for various types of air aspiration and / or treatment phases in which fumes or gases are produced and then expelled into the atmosphere.
In particolare, notevoli quantità di fumi o gas o vapori vengono prodotti da acciaierie, falegnamerie, impianti chimici, centrali termoelettriche, industrie tessili e altre, o da impianti di trattamento dell'aria di edifici civili quali alberghi, teatri, scuole, ospedali o altri. In particular, large quantities of fumes or gases or vapors are produced by steel mills, carpentries, chemical plants, thermoelectric plants, textile and other industries, or by air handling systems of civil buildings such as hotels, theaters, schools, hospitals or others. .
Severi protocolli internazionali regolamentano la quantità massima di fumi potenzialmente inquinanti che possono essere rilasciati nell'ambiente e questo ha portato a progettare e realizzare specifici impianti di aspirazione, depurazione ed espulsione dei fumi. Strict international protocols regulate the maximum quantity of potentially polluting fumes that can be released into the environment and this has led to the design and construction of specific extraction, purification and expulsion systems for fumes.
Tali impianti noti prevedono generalmente un gruppo di aspirazione, un gruppo di trattamento, un condotto di convogliamento ed una bocca di espulsione dei fumi. Such known systems generally provide a suction unit, a treatment unit, a conveying duct and a fumes expulsion mouth.
I fumi aspirati, di norma, subiscono, nel loro percorso verso l'espulsione in atmosfera, almeno un trattamento di riduzione della temperatura, una filtrazione, uno o più lavaggi a secco e/o a umido, un eventuale trattamento specifico per l'assorbimento delle diossine e dei microinquinanti, un trattamento di deacidificazione ed un trattamento di post-riscaldamento. The aspirated fumes, as a rule, undergo, on their way to expulsion into the atmosphere, at least one treatment to reduce the temperature, one filtration, one or more dry and / or wet washings, any specific treatment for the absorption of the dioxins and micropollutants, a deacidification treatment and a post-heating treatment.
I fumi così trattati vengono poi convogliati nel condotto di convogliamento per mezzo di un ventilatore, normalmente installato alla base del condotto di convogllamento stesso o sulla sua parte terminale in prossimità del tetto, ed espulsi in atmosfera attraverso la bocca di espulsione. The fumes thus treated are then conveyed into the conveying duct by means of a fan, normally installed at the base of the conveying duct itself or on its terminal part near the roof, and expelled into the atmosphere through the expulsion mouth.
II condotto di convogliamento può presentare, sulla porzione di estremità, una curva a gomito che permette la fuoriuscita dei fumi in direzione sostanzialmente orizzontale, e la bocca di espulsione può essere realizzata inclinata rispetto all'asse del condotto di convogliamento per impedire l'ingresso da parte di pioggia, grandine, neve o l'ostruzione della bocca di espulsione stessa da parte di materiale trasportato dal vento. L'energia cinetica dei fumi che attraversano il condotto di convogliamento viene in tal modo completamente dispersa con la loro espulsione in atmosfera. The conveying duct can have, on the end portion, an elbow bend that allows the fumes to escape in a substantially horizontal direction, and the expulsion mouth can be made inclined with respect to the axis of the conveying duct to prevent entry from part of rain, hail, snow or the obstruction of the ejection mouth itself by material carried by the wind. The kinetic energy of the fumes passing through the conveying duct is thus completely dispersed with their expulsion into the atmosphere.
E' peraltro nota la sempre più sentita necessità di reperire fonti energetiche alternative, soprattutto in ambito industriale, per far fronte agli aumentati fabbisogni di energia e all'aumento dei costi delle fonti tradizionali. Moreover, there is an increasingly felt need to find alternative energy sources, especially in the industrial sector, to cope with the increased energy needs and the increase in costs of traditional sources.
In tale contesto, uno scopo del presente trovato è quello di recuperare, almeno parzialmente, l'energia meccanica dei fumi depurati espulsi da un impianto di aspirazione e/o ventilazione per convertirla, almeno parzialmente, in energia elettrica riutilizzabile. In this context, an object of the present invention is to recover, at least partially, the mechanical energy of the purified fumes expelled from an aspiration and / or ventilation system to convert it, at least partially, into reusable electrical energy.
Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questo ed altri scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato. To obviate the drawbacks of the known art and to achieve this and other objects and advantages, the Applicant has studied, tested and implemented the present invention.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO EXPOSURE OF THE FOUND
Il presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rispettive rivendicazioni indipendenti. The present invention is expressed and characterized in the respective independent claims.
Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale. The dependent claims disclose other characteristics of the present invention or variants of the main solution idea.
In accordo con il suddetto scopo, un dispositivo recuperatore di energia a partire dall'energia meccanica posseduta da un prodotto gassoso derivante da processi industriali e/o civili in genere, comprende almeno un condotto di convogliamento associato ad una bocca di espulsione . In accordance with the aforementioned purpose, an energy recovery device starting from the mechanical energy possessed by a gaseous product deriving from industrial and / or civil processes in general, comprises at least one conveying duct associated with an expulsion mouth.
II dispositivo secondo il presente trovato comprende inoltre mezzi di aspirazione/ventilazione associati al condotto di convogliamento ed atti a prelevare da un ambiente un flusso di prodotto gassoso attraverso il condotto di convogliamento stesso, e ad espellerlo in atmosfera attraverso la bocca di espulsione secondo una determinata direzione di espulsione. Secondo un aspetto caratteristico del presente trovato, il dispositivo recuperatore comprende inoltre un gruppo di conversione, disposto a valle della bocca di espulsione, e provvisto di mezzi di conversione atti a convertire almeno parte dell'energia cinetica del suddetto flusso in un'energia riutilizzabile, ad esempio energia elettrica. The device according to the present invention also comprises suction / ventilation means associated with the conveying duct and adapted to withdraw a flow of gaseous product from an environment through the conveying duct itself, and to expel it into the atmosphere through the expulsion mouth according to a specific direction of ejection. According to a characteristic aspect of the present invention, the recovery device further comprises a conversion unit, arranged downstream of the ejection mouth, and provided with conversion means suitable for converting at least part of the kinetic energy of the aforementioned flow into reusable energy, for example electricity.
In questo modo, ad esempio, parte dell'energia elettrica assorbita per il funzionamento dei mezzi di ventilazione può essere recuperata oppure una quota dell'energia recuperata può essere reimmessa nella rete per altre funzioni. In this way, for example, part of the electrical energy absorbed for the operation of the ventilation means can be recovered or a portion of the recovered energy can be reintroduced into the network for other functions.
Secondo una variante, il gruppo di conversione comprende almeno una girante, provvista di una o più pale, e disposta affacciata alla bocca di espulsione e ad una certa distanza da essa, in modo da non interferire con il normale funzionamento dei mezzi di aspirazione/ventilazione e creare scompensi, e quindi un assorbimento di energia maggiorato, ai relativi gruppi motori. According to a variant, the conversion unit comprises at least one impeller, provided with one or more blades, and arranged facing the ejection mouth and at a certain distance from it, so as not to interfere with the normal operation of the suction / ventilation means. and create imbalances, and therefore an increased energy absorption, to the relative motor groups.
In questo modo, il movimento della girante non interferisce con il flusso espulso dal condotto di espulsione che incide così con un angolo ottimale sulle pale della girante stessa. In this way, the movement of the impeller does not interfere with the flow expelled from the ejection duct which thus affects the impeller blades at an optimal angle.
Le pale della girante possono essere di qualsiasi tipo noto, ad esempio ad asse verticale o ad asse orizzontale. The impeller blades can be of any known type, for example with a vertical axis or with a horizontal axis.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI ILLUSTRATION OF DRAWINGS
Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui: These and other characteristics of the present invention will become clear from the following description of a preferential embodiment, given by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings in which:
- la fig. 1 è una rappresentazione schematica di un impianto per l'espulsione di fumi secondo il presente trovato ; - fig. 1 is a schematic representation of a system for the expulsion of fumes according to the present invention;
- la fig. 2 è una variante dell'impianto di fig. 1. - fig. 2 is a variant of the system of fig. 1.
DESCRIZIONE DI UNA FORMA PREFERENZIALE DI DESCRIPTION OF A PREFERENTIAL FORM OF
REALIZZAZIONE REALIZATION
Con riferimento alle figure allegate, un dispositivo 10 è associato ad un gruppo di trattamento 18 dei fumi prodotti da un impianto di produzione industriale 20 ed è utilizzato per il recupero di energia a partire dall'energia meccanica di tali fumi. With reference to the attached figures, a device 10 is associated with a treatment group 18 of the fumes produced by an industrial production plant 20 and is used for the recovery of energy starting from the mechanical energy of these fumes.
Il dispositivo 10 comprende un camino 11, un gruppo di aspirazione 19 comprendente un motore elettrico ed un ventilatore, ed un gruppo di conversione 12. The device 10 comprises a chimney 11, an aspiration unit 19 comprising an electric motor and a fan, and a conversion unit 12.
Il gruppo di aspirazione 19, collocato alla base del camino 11, aspira il flusso di fumi in uscita dal gruppo di trattamento 18, di tipo noto e qui non descritto in dettaglio, e lo convoglia all'interno del camino 11 stesso. The suction unit 19, located at the base of the chimney 11, sucks the flow of fumes leaving the treatment unit 18, of a known type and not described in detail here, and conveys it inside the chimney 11 itself.
Nel caso di specie, il camino 11 comprende un tratto verticale ed un tratto orizzontale raccordati da una curva a gomito. In the present case, the chimney 11 comprises a vertical section and a horizontal section connected by an elbow bend.
Il camino 11, all'estremità libera del tratto orizzontale, è provvisto di una bocca di espulsione 16 realizzata inclinata rispetto all'asse longitudinale del tratto orizzontale. The chimney 11, at the free end of the horizontal section, is provided with an expulsion mouth 16 made inclined with respect to the longitudinal axis of the horizontal section.
Il gruppo di conversione 12 è collocato sul tetto 30 del fabbricato nel quale viene svolto il processo di produzione, nel caso di specie ad una distanza di circa 80 centimetri dalla bocca di espulsione 16. The conversion unit 12 is located on the roof 30 of the building in which the production process is carried out, in this case at a distance of about 80 centimeters from the ejection mouth 16.
Il gruppo di conversione 12 comprende una turbina 13, un alternatore 15 ed un albero 14 di trasmissione che collega la turbina 13 e l'alternatore 15. The conversion assembly 12 comprises a turbine 13, an alternator 15 and a transmission shaft 14 which connects the turbine 13 and the alternator 15.
La turbina 13 è disposta in modo da affacciarsi verso la bocca di espulsione 16 e che il suo asse risulti sostanzialmente allineato all'asse longitudinale del tratto orizzontale del camino 11. La turbina 13 viene azionata dalla pressione del flusso dei fumi sulle pale ed il suo moto rotazionale viene trasmesso, attraverso l'albero 14, al rotore dell'alternatore 15. The turbine 13 is arranged so as to face towards the expulsion mouth 16 and that its axis is substantially aligned with the longitudinal axis of the horizontal section of the chimney 11. The turbine 13 is operated by the pressure of the flue gas flow on the blades and its rotational motion is transmitted, through the shaft 14, to the rotor of the alternator 15.
L'alternatore 15 è collegato alla linea di distribuzione 22 dell'energia elettrica o ad un accumulatore, non illustrato in figura, ai quali cede l'energia elettrica prodotta. The alternator 15 is connected to the electricity distribution line 22 or to an accumulator, not shown in the figure, to which it transfers the electricity produced.
Secondo la variante illustrata in fig. 2, il dispositivo 10 comprende un camino 11 verticale e la turbina 13 è installata superiormente ad esso con l'asse parallelo all'asse del camino 11 stesso. Questa soluzione permette di occupare meno spazio sul tetto 30 del fabbricato, consentendo quindi di installare il gruppo di recupero 12 anche in impianti per l'espulsione dei fumi già esistenti. According to the variant illustrated in fig. 2, the device 10 comprises a vertical chimney 11 and the turbine 13 is installed above it with the axis parallel to the axis of the chimney 11 itself. This solution makes it possible to occupy less space on the roof 30 of the building, thus allowing to install the recovery unit 12 also in systems for the expulsion of existing fumes.
E ’ chiaro comunque che al dispositivo 10 per l'espulsione di un prodotto gassoso fin qui descritto possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato. It is clear, however, that modifications and / or additions of parts may be made to the device 10 for the expulsion of a gaseous product described up to now, without thereby departing from the scope of the present invention.
Ad esempio, il presente trovato può essere applicato non solo ad impianti di ventilazione e/o aspirazione dei fumi, ma anche ad impianti di espulsione di vapore o ad impianti di trattamento dell'aria. For example, the present invention can be applied not only to ventilation and / or smoke suction systems, but also to steam expulsion systems or air treatment systems.
In questo caso, il gruppo di conversione 12 comprende anche un dispositivo di raccolta del liquido di condensa prodotto dal contatto del vapore con la turbina 13, collegato ad un dispositivo di smaltimento del liquido stesso. In this case, the conversion assembly 12 also comprises a device for collecting the condensate liquid produced by the contact of the vapor with the turbine 13, connected to a device for disposing of the liquid itself.
E' anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz'altro realizzare molte altre forme equivalenti di dispositivo recuperatore di energia per un impianto di espulsione di un prodotto gassoso, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito. It is also clear that, although the present invention has been described with reference to specific examples, a person skilled in the art will certainly be able to realize many other equivalent forms of energy recovery device for an expulsion plant for a gaseous product, having the characteristics expressed in the claims and therefore all falling within the scope of protection defined by them.
Claims (11)
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