ITUD970173A1 - Procedimento di reintegro per caldaie in macchine per la generazione di vapore - Google Patents

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"PROCEDIMENTO DI REINTEGRO PER CALDAIE IN MACCHINE PER LA GENERAZIONE DI VAPORE"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Forma oggetto del presente trovato un procedimento di reintegro per caldaie in macchine per la generazione di vapore come espresso nella rivendicazione principale.

Il trovato si applica nelle macchine per la generazione di vapore associabili a utenze idonee quali ferri da stiro, apparecchi di pulizia, umidificatori d'ambiente, ecc. , per ottenere un riempimento controllato e preciso della caldaia al fine di garantire il funzionamento del generatore di vapore sempre in condizioni di massima efficienza.

STATO DELLA TECNICA

Sono noti i generatori di vapore che presentano al loro interno una caldaia, costituita da un recipiente ermeticamente chiuso, associato a resistenze elettriche aventi la funzione di trasformare l'acqua in vapore.

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

L'aggiunta di nuova acqua è possibile solo quando dette caldaie si sono raffreddate o quando il vapore in esse contenuto ha perso pressione.

Attualmente, è stato proposto di utilizzare, in cooperazione con dette caldaie ed all'interno di un unico involucro di contenimento, serbatoi d'acqua ausiliari che, mediante pompe attivate su impulso del detto sensore di livello minimo, riforniscono in automatico la caldaia non appena l'acqua 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 reintegrata, di garantire più sicurezza all’utente e di eliminare le procedure manuali di riempimento. Tale rifornimento automatico non riempie la caldaia per tutta o per gran parte della sua capienza, come avviene normalmente con il riempimento manuale, ma determina la reimmissione di una piccola quantità d’acqua affinchè la temperatura nella caldaia non precipiti a causa dell’immissione di una elevata quantità d’acqua.

Per tale motivo, l'azionamento della pompa è molto frequente e frazionato.

Tale soluzione ha il vantaggio, come detto, di eliminare le attese tra un riempimento e l'altro della caldaia e di eliminare il riempimento manuale, ma presenta l'inconveniente che solo una frazione della potenza della resistenza viene utilizzata per generare vapore, in quanto parte di detta potenza viene spesa per riscaldare la nuova acqua che, sia pure in piccole quantità, viene ogni volta reimmessa dalla pompa.

Ciò significa che, a parità di potenza della resistenza, il generatore che utilizza tale ricarica automatica ha una capacità inferiore di produrre vapore rispetto ad un generatore con ricarica manuale in cui, una volta portata l’acqua alla temperatura di evaporazione, l'intera potenza della resistenza viene spesa per produrre vapore.

D'altra parte, un generatore con ricarica manuale lamenta 1'inconveniente dei tempi di attesa necessari per eseguire detta ricarica.

In una precedente domanda di brevetto a nome della proponente è stato proposto un generatore di vapore in grado di mantenere i vantaggi della ricarica automatica insieme però alla capacità di produrre vapore tipica dei generatori a ricarica manuale.

Ciò viene ottenuto realizzando una macchina in grado di configurarsi, a scelta dell'utente, con una duplice funzione: una prima funzione con ripristino frazionato e frequente in automatico dell'acqua ed una seconda funzione con reintegro dell'acqua da parte della stessa pompa fino sostanzialmente a tutta la capienza utile della caldaia, normalmente pari a circa 2/3 del suo volume interno.

Si è tuttavia evidenziato un problema relativo al riempimento della caldaia nella seconda funzione. E' noto infatti che le condizioni di portata della pompa sono funzione della pressione esistente nel contenitore verso il quale l'acqua viene inviata. In tale situazione, un controllo basato sul tempo di attivazione della pompa per eseguire il riempimento si è rilevato non preciso in quanto la quantità d'acqua inviata dalla pompa, in uno stesso intervallo di tempo, varia in funzione della pressione presente nella caldaia.

Ciò provoca dei problemi operativi legati al fatto che se la caldaia viene riempita troppo, o troppo poco, rispetto al livello massimo programmato le condizioni di lavoro dell'utenza collegata al generatore di vapore non sono ottimali, potendosi ottenere vapore troppo umido, o poco umido, per un efficace utilizzo.

Per ovviare a questo inconveniente e per ottenere altri ed ulteriori vantaggi, la proponente ha sperimentato 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 procedimento di reintegro per caldaie in macchine generatrici di vapore che consenta di controllare il funzionamento della pompa garantendo con estrema precisione, ed in ogni situazione, il raggiungimento del livello voluto all'interno della caldaia.

Il trovato prevede di utilizzare un serbatoio ausiliario mediante il quale la caldaia viene riempita tramite attivazione controllata della pompa di reintegro.

Secondo il trovato, il funzionamento della pompa è asservito ad un misuratore di pressione presente all'interno della caldaia; detto misuratore di pressione è, tra l'altro, un componente di cui la caldaia è normalmente dotata.

Il segnale relativo alla pressione istantanea all'interno della caldaia comanda il funzionamento della pompa, la quale varia le proprie caratteristiche di portata in funzione della detta pressione ed in relazione alla tipologia della curva pressioneportata tipica della specifica pompa utilizzata.

La correzione delle caratteristiche di portata della pompa in funzione della pressione può avvenire con frequenza voluta in relazione al continuo variare della pressione stessa al procedere della fase di reintegro.

In questo modo, la quantità d'acqua inviata all'interno della caldaia viene controllata in modo costante e sostanzialmente in continuo, assicurando con estrema precisione il raggiungimento del voluto livello e garantendo quindi condizioni di lavoro sempre ottimali dell'utenza collegata alla macchine di generazione vapore.

Ciò viene inoltre ottenuto senza aggiungere alcun componente alla macchina se non il collegamento fra il misuratore di pressione presente nella caldaia ed il gruppo che comanda la pompa.

Secondo una variante, sulla linea di alimentazione che collega la pompa alla caldaia è presente un lettore di portata collegato in retroazione al gruppo che comanda la pompa.

Secondo tale soluzione, la reale portata della pompa viene controllata in continuo e le variazioni di detta portata in relazione alle condizioni variabili di pressione all'interno della caldaia vengono corrette in retroazione intervenendo sul gruppo di comando della pompa sì da mantenere costantemente condizioni di riempimento controllate. Secondo un'ulteriore variante, la pompa è asservita ad un sensore di livello massimo che ne determina la disattivazione non appena detto livello massimo viene raggiunto.

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 procedimento di reintegro per caldaie secondo il trovato;

- la fig. 2 illustra una variante di fig. 1.

DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Nelle figure allegate, il numero 10 indica generalmente parte della macchina di generazione vapore utilizzante il procedimento di reintegro della caldaia 11 secondo il trovato.

Detta macchina 10 comprende un serbatoio 12 ausiliario di contenimento dell'acqua associato ad una pompa 13 collegata alla caldaia 11 per 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 viene erogato 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 che è tale da mantenere sempre sommersa 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.

Quando detto livello L0 viene raggiunto la pompa 13 viene attivata per il tempo necessario controllato dal temporizzatore 20, fino al raggiungimento del livello LI corrispondente ad un livello di massimo riempimento voluto.

Nel caso di specie, il funzionamento della pompa 13 è asservito al controllo del misuratore di pressione 19 che, utilizzando il segnale di pressione all'interno della caldaia 11 rilevato in continuo, comanda la pompa 13, attraverso detto gruppo di controllo ed azionamento 17, affinchè essa vari la sua portata in funzione del valore di detta pressione. La portata della pompa 13 è infatti variabile al variare della pressione nella caldaia 11 e varia in continuo, durante le operazioni di reintegro, in relazione al variare della quantità d'acqua contenuta entro la caldaia 11.

Il controllo della portata della pompa 13 in funzione della pressione nella caldaia 11 permette di assicurare in ogni situazione ed in ogni momento il controllo delle condizioni di riempimento, variando il tempo di attivazione della pompa 13 per garantire il raggiungimento esatto del livello Li. Tale controllo e conseguente variazione della portata, che si basa sulla curva caratteristica pressione-portata relativa alla specifica pompa 13 utilizzata, in una prima soluzione avviene in modo sostanzialmente continuo.

Secondo un’altra soluzione, detta variazione avviene con una frequenza voluta, ad esempio ogni secondo, anche in relazione alle caratteristiche meccaniche della pompa 13.

Secondo una variante, illustrata in fig. 2, sul condotto di alimentazione che collega la pompa 13 alla caldaia 11 è presente un lettore istantaneo di portata 21.

Detto lettore 21 rileva in continuo l'effettiva portata istantanea della pompa 13, al variare della stessa in funzione della pressione all'interno della caldaia 11, e comanda in retroazione il gruppo di controllo ed azionamento 17 affinchè vari le caratteristiche di erogazione della pompa 13 per ottenere il voluto e preciso riempimento in qualsiasi condizione operativa.

Secondo un’altra variante, in alternativa od in combinazione con una o l'altra delle soluzioni sopra esposte, in corrispondenza del livello massimo di riempimento Li è presente un sensore di livello 22, collegato in retroazione al gruppo di controllo ed azionamento 17, il quale determina l'arresto della pompa 13 non appena il livello Li viene raggiunto.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1 - Procedimento di reintegro per caldaie in macchine per la generazione di vapore comprendenti 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 il funzionamento della pompa (13) è operativamente associato al valore della pressione istantanea presente all ' interno della caldaia ( 11 ) funzionalmente all ' ottenimento di un preciso valore di reintegro corrispondente ad un definito e voluto livello di riempimento (Li) . 2 - Procedimento come alla rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che la pressione istantanea all'interno della caldaia (11) viene rilevata in continuo da un misuratore di pressione (19) collegato in retroazione al gruppo di controllo ed azionamento (17) della pompa (13) per eseguire correzioni del valore di portata in funzione della curva caratteristica pressione-portata tipica della specifica pompa (13) utilizzata. 3 - Procedimento come alla rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che le correzioni di portata della pompa (13) vengono eseguite sostanzialmente in continuo. 4 - Procedimento come alla rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che le correzioni di portata della pompa (13) vengono eseguite con frequenza voluta, ad esempio ogni secondo. 5 - Procedimento come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il funzionamento della pompa (13) è asservito ad un lettore di portata (21) posto in uscita alla stessa e collegato in retroazione al gruppo di controllo ed azionamento (17). 6 - Procedimento come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il funzionamento della pompa (13) è asservito ad un sensore di livello massimo (22) posto in corrispondenza del voluto livello (LI). 7 - Procedimento come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che adotta i contenuti di cui alla descrizione ed ai disegni.