ITUD960224A1 - Sistema di riempimento differenziato di caldaie per la generazione di vapore - Google Patents

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"SISTEMA DI RIEMPIMENTO DIFFERENZIATO DI CALDAIE PER LA GENERAZIONE DI VAPORE"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Forma oggetto del presente trovato un sistema di riempimento differenziato di caldaie per la generazione di vapore come espresso nella rivendicazione principale.

Il trovato si applica nelle macchine per la generazione di vapore associabili a qualsivoglia elettrodomestico idoneo quale ferri da stiro, apparecchi di pulizia, umidificatori d’ambiente ed altro, per ottenere condizioni differenziate di riempimento della caldaia che consentano di diversificare le caratteristiche del vapore prodotto quanto meno in termini di umidità.

STATO DELLA TECNICA

Sono note le macchine per la generazione di vapore che presentano al loro interno una caldaia, costituita da un recipiente metallico ermeticamente chiuso, dotato di una o più resistenze elettriche aventi la funzione di riscaldare e trasformare l'acqua in vapore.

Dette caldaie presentano un sensore di livello che provvede a disattivare la resistenza non appena l'acqua contenuta nella caldaia scende al di sotto di un livello minimo definito, nonché a segnalare all'utente tale condizione in modo che questi possa provvedere al riempimento manuale della caldaia.

Normalmente, l'operazione di aggiunta di nuova acqua è possibile solo quando dette caldaie si sono raffreddate, ovvero quando il vapore in esse contenuto ha perso pressione, ciò garantendo lo svolgimento delle operazioni di riempimento in condizioni di sicurezza per l'utente.

Attualmente, è sempre più marcata la tendenza ad utilizzare, in cooperazione con dette caldaie, serbatoi d'acqua ausiliari che, mediante pompe attivate su impulso del sensore di livello minimo, riforniscono in automatico la caldaia non appena il livello della caldaia scende al di sotto di detto livello minimo.

Ciò consente di evitare i tempi di attesa del raffreddamento della caldaia e/o di attesa della perdita di pressione del vapore, di diminuire i tempi necessari per portare ad evaporazione l'acqua aggiunta, di garantire maggior sicurezza all'utente, di risparmiare energia elettrica

Tale rifornimento automatico della caldaia determina il riempimento della stessa fino al livello massimo consentito in modo da garantire la massima autonomia alla macchina.

Ciò comporta comunque tempi di attesa per la produzione di nuovo vapore, dovendo la resistenza elettrica riscaldare un consistente volume d'acqua.

Il vapore generato da dette macchine risulta inoltre necessariamente di tipo secco in quanto derivante da un'ebollizione progressiva dell'acqua.

Nell'ambito di alcune applicazioni specifiche della macchina generatrice di vapore, ad esempio nel caso di utilizzo di umidificatori o di determinati apparecchi di pulizia, risulta tuttavia opportuna l'emissione, da parte della stessa macchina, di un vapore con un maggiore tasso di umidità.

Nelle macchine generatrici di vapore note tale differenziazione qualitativa del vapore non è possibile per le caratteristiche del sistema di riempimento della caldaia; l’impiego di detta macchina può così non rivelarsi sempre soddisfacente in relazione a specifiche necessità di impiego.

Per ovviare a questo inconveniente e per ottenere altri ed ulteriori vantaggi, la proponente ha speri mentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale.

Le rivendicazioni secondarie espongono varianti all'idea di soluzione principale.

Scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema di riempimento della caldaia in macchine generatrici di vapore che consenta di differenziare la quantità d'acqua immessa ad ogni operazione di rifornimento; ciò permette la produzione diversificata di vapore secco o umido in base alle necessità contingenti di impiego, nonché permette di lavorare a scelta in condizioni di erogazione continua o discontinua del vapore.

Il sistema di riempimento secondo il trovato coopera con un serbatoio ausiliario dell'acqua, associato alla macchina generatrice di vapore e collegato ad una pompa di alimentazione.

Detta pompa è attivata/disattivata da un gruppo di controllo ed azionamento che, in cooperazione con mezzi che definiscono il ciclo di riempimento della caldaia, selezionabili dall'utente in funzione delle necessità di utilizzo, determina almeno due diverse condizioni di riempimento della caldaia.

Una prima condizione di riempimento prevede che, al raggiungimento della condizione di minimo riempimento segnalata dal sensore di livello, la macchina generatrice di vapore e la resistenza si disattivino e la pompa si attivi per un tempo sufficiente a garantire il completo riempimento della caldaia.

Terminato il riempimento, la resistenza viene riattivata e, al raggiungimento della condizione di vapore dell'acqua nella caldaia, la macchina generatrice di vapore può riprendere il normale funzionamento e la normale erogazione.

In tale condizione, il completo riempimento della caldaia può essere segnalato, in una prima soluzione, da un sensore di livello massimo presente all'interno della caldaia stessa.

Secondo una variante, il riempimento della caldaia viene stabilito in base al tempo di attivazione della pompa, conoscendo la portata di detta pompa ed il volume interno della caldaia.

Tale condizione di riempimento, data la discontinuità della produzione di vapore, determina una emissione di vapore sostanzialmente secco in quanto ottenuto mediante progressivo riscaldamento e rilascio soltanto a completa evaporazione raggiunta.

La seconda condizione di riempimento prevede che la pompa collegata al serbatoio ausiliario si attivi per un tempo brevissimo dopo la segnalazione di livello minimo raggiunto all'interno della caldaia.

In tale condizione, la macchina generatrice di vapore non viene mai disattivata e continua ad erogare vapore in modo sostanzialmente continuo.

La durata di attivazione della pompa, dato il suo intervento sostanzialmente istantaneo, è soltanto sufficiente a far sì che il livello dell'acqua all'interno della caldaia non vada mai al di sotto del livello minimo ma ne rimanga appena al di sopra.

Tale attivazione della pompa risulta quindi caratterizzata da una rapida alternanza di accensioni e spegnimenti che permettono al vapore di essere erogato in continuo, in quanto la piccola quantità di acqua aggiunta rende possibile una sua immediata trasformazione in vapore da parte della resistenza che lavora in continuo.

Questa condizione di riempimento della caldaia fa sì che il vapore erogato presenti un alto contenuto di umidità in quanto ottenuto per trasformazione istantanea dell'acqua immessa dalla pompa.

La selezione della voluta condizione di riempimento della caldaia viene eseguita dall'utente attraverso opportuni comandi in funzione delle specifiche esigenze di impiego della stessa.

Tale selezione consente di diversificare sia la qualità del vapore, più secco o più umido, prodotto in relazione alle specifiche esigenze di impiego della macchina che di variare la tipologia del funzionamento, continuo o discontinuo, della macchine generatrice di vapore.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Le figure allegate sono fornite a titolo esemplificativo non limitativo ed illustrano alcune soluzioni preferenziali del trovato.

Nella tavola abbiamo che:

- la fig. 1 illustra schematicamente il sistema di riempimento della caldaia di una macchina generatrice di vapore secondo il trovato;

- la fig. 2 illustra una variante del sistema di riempimento di fig. 1.

DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Nelle figure allegate, il numero 10 indica generalmente il sistema differenziato di riempimento di caldaie 11 per la produzione di vapore.

Detto sistema di riempimento 10 utilizza un serbatoio 12 ausiliario di contenimento dell'acqua associato ad una pompa 13 collegata alla caldaia 11 pe mezzo di un condotto di adduzione 14.

L’acqua del serbatoio 12 viene immessa a comando dalla pompa 13 per riempire la caldaia 11, dove viene progressivamente riscaldata e quindi portata ad evaporazione dalla resistenza elettrica 15 per generare vapore che giunge al terminale di utilizzo attraverso il condotto di uscita 16.

La pompa 13 viene attivata in modo automatico, su comando di un gruppo di controllo ed azionamento 17, ogni volta che l’acqua nella caldaia 11 raggiunge un predefinito livello minimo LO tale da mantenere sempre in sommersione la resistenza elettrica 15. Nel caso di specie, il raggiungimento di detto livello minimo LO è rilevato dallo stesso condotto di adduzione 14, che funge da sonda di conduzione, allorché il livello dell'acqua ne raggiunge il bordo inferiore 18. Detto condotto di adduzione 14 è protetto all'interno di un tubo di contenimento 19 rispetto al quale è elettricamente isolato.

Il gruppo di controllo ed azionamento 17 prevede almeno due differenziati condizioni di intervento della pompa 13 a determinare almeno due diverse condizioni di riempimento della caldaia 11.

Dette due diverse condizioni sono selezionabili mediante un commutatore 20 dotato di comandi manuali 21 accessibili all'utente dall'esterno della macchina generatrice di vapore.

In una prima condizione, la caldaia 11 viene riempita fino al raggiungimento di un livello superiore L2, corrispondente ad un livello di massimo riempimento. Tale prima condizione determina la disattivazione dell'erogazione del vapore da parte della macchina e lo spegnimento della resistenza 15 fino al completo riempimento della caldaia 11.

A riempimento completato, ossia quando il livello L2 è stato raggiunto, la resistenza 15 viene riattivata e riscalda progressivamente la nuova acqua aggiunta fino a determinare l'erogazione di nuovo vapore che, per le modalità con cui viene ottenuto, presenza caratteristiche di umidità molto basse sì da poter essere considerato vapore secco.

Nel caso di specie, il raggiungimento del livello massimo di riempimento L2 viene segnalato da opportuni mezzi 24.

In una prima soluzione, fig. 1, detti mezzi 24 sono costituiti da un temporizzatore 22 associato al gruppo di controllo ed azionamento 17.

Quando l'acqua contenuta nella caldaia 11 raggiunge il livello minimo LO, il gruppo di controllo ed azionamento 17 attiva la pompa 13 per un tempo», definito dal temporizzatore 22 in funzione della portata della stessa pompa 13, idoneo a riempire la caldaia 11 fino al raggiungimento del detto livello superiore L2 .

Secondo la variante di fig. 2, la disattivazione della pompa 13 è determinata dalla presenza di un sensore di livello massimo 23 che riconosce il raggiungimento del detto livello superiore L2.

La seconda condizione di riempimento della caldaia 11 viene selezionata, mediante il comando manuale 21, quando l'utente necessita di vapore umido o comunque necessita di tempi di intervento rapidi della macchina generatrice di vapore.

In tale condizione, la pompa 13 viene attivata, al raggiungimento del livello minimo LO, per un brevissimo tempo, ad esempio il tempo sufficiente per portare l'acqua all’interno della caldaia 11 ad un livello Li posto subito al di sopra del livello minimo LO . La nuova acqua immessa entro detta caldaia 11 viene così subito riscaldata dalla resistenza elettrica 15 raggiungendo istantaneamente i valori di temperatura e pressione che ne consentono l'erogazione in forma di vapore.

Tale vapore, date le modalità di generazione, presenta un contenuto molto alto di umidità che ben si presta per specifiche applicazioni.

In funzione delle volute condizioni di riempimento della caldaia 11, l'utente posiziona il commutatore 20 selezionando l'attivazione di una o l'altra di dette condizioni.

Il trovato permette quindi sia di selezionare il tipo di vapore, più secco o più umido, da utilizzare in funzione dello specifico utilizzo della macchina generatrice di vapore, che di utilizzare la macchina stessa in modo continuo, ossia con generazione continua di vapore, od in modo discontinuo.

Claims (1)

1. Sistema differenziato di riempimento di caldaie (11) per la generazione di vapore, in cui è presente un serbatoio (12) ausiliario di contenimento acqua associato ad una pompa (13) collegata alla caldaia (11), detta pompa (13) essendo asservita ad un gruppo di controllo ed azionamento (17) ed attivata al raggiungimento di un definito livello minimo (LO) dell'acqua all'interno della caldaia (11), caratterizzato dal fatto che prevede almeno due distinte condizioni di riempimento della caldaia (11), rispettivamente associate ad un funzionamento discontinuo e continuo della macchina generatrice di vapore, in cui una prima condizione di riempimento prevede lo spegnimento della macchina e della resistenza (15) al raggiungimento di detto livello minimo (LO) con successivo riempimento della caldaia (11) da parte della pompa (13) fino ad un predeterminato livello superiore (L2) ed in cui la seconda condizione di riempimento prevede l'immissione di ridotte quantità d'acqua all'interno della caldaia (11) per mantenere in modo sostanzialmente costante un livello d'acqua appena superiore al detto livello minimo (LO), dette due condizioni di riempimento essendo selezionabili (20, 21). 2 - Sistema come alla rivendicazione caratterizzato dal fatto che la prima condizione di riempimento della caldaia (11) è associata all'erogazione di vapore con basso contenuto di umidità da parte della macchina generatrice di vapore . 3 - Sistema come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la seconda condizione di riempimento della caldaia (11) è associata all'erogazione di vapore con alto contenuto di umidità da parte della macchina generatrice di vapore. 4 - Sistema come alla rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che, nella detta prima condizione, il riempimento della caldaia (11) fino a raggiungere il livello superiore (L2) è definito da mezzi (24) di asservimento dell'attivazione/disattivazione della pompa (13). 5 - Sistema come alla rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che i mezzi (24) comprendono un temporizzatore (22) definente il tempo di attivazione della pompa (13) in funzione almeno della portata della pompa stessa (13) e del volume interno della caldaia (11). 6 - Sistema come alla rivendicazion caratterizzato dal fatto che i mezzi comprendono un sensore di livello massimo (23) posto in corrispondenza del livello di riempimento superiore (L2) . 7 - Sistema come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il riempimento della caldaia (11), nella seconda condizione con funzionamento continuo della macchina generatrice di vapore, è definito da un livello di riempimento inferiore (LI) posto leggermente al di sopra del detto livello minimo (LO) . 8 - Sistema come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che adotta i contenuti di cui alla descrizione ed ai disegni.