ITVI20060060A1

ITVI20060060A1 - Camera di combustione

Info

Publication number: ITVI20060060A1
Application number: IT000060A
Authority: IT
Inventors: Sandro Brigo
Original assignee: B & B Elevators Srl
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2007-09-09
Also published as: WO2007101874A1; EP1994333B1; ATE540264T1; EP1994333A1

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente titolo:”CAMERA DI COMBUSTIONE”.

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda una camera di combustione particolarmente adatta ad essere utilizzata in gruppi di riscaldamento a combustione.

È noto che, soprattutto negli ultimi anni, vi è una forte evoluzione nello sfruttamento e nella ricerca di nuove fonti di energia ed in particolare di energia rinnovabile ed a basso tasso di inquinamento.

In particolare, si è assistito, negli ultimi anni, alla progressiva immissione sul mercato di gruppi di riscaldamento quali caldaie o termosifoni che utilizzano nuove fonti di energia come ad esempio le biomasse e i pallets per il riscaldamento di ambienti.

In tal caso, i gruppi di riscaldamento utilizzati sono del tipo a combustione e generalmente sono equivalenti, se non uguali, alle caldaie di tipo noto che utilizzano come combustibile la legna.

È altresì noto che tra le nuove fonti energetiche altre alle biomasse e ai pallets si ricorre sempre più spesso al mais. Quest'ultimo, infatti, presenta una resa calorica superiore ai precedenti e, a parità di calore prodotto, costi decisamente inferiori al gasolio.

Inoltre, mentre le biomasse e i pallets sono ottenuti mediante opportune lavorazioni delle materie prime, il mais non necessita di pre-lavorazioni.

La granella di mais, quindi, viene inserita direttamente nella camera di combustione ed il suo residuo combusto, inoltre, non sviluppa micropolveri o fuliggine.

Le camere di combustione di tipo noto, pur funzionando correttamente con legna, biomasse, pallets o altro, presentano un riconosciuto inconveniente nel caso che il combustibile sia costituito esclusivamente da mais.

In particolare, poiché il mais presenta materiale oleoso al suo interno, una volta combusto rilascia un residuo di combustione solido che alle alte temperature si condensa e tende a formare una massa uniforme che si deposita nel letto di combustione ostruendolo.

In tal caso, è necessario, ad intervalli di tempo, fermare il gruppo di riscaldamento per ripulire la camera di combustione dal residuo di combustione.

Per superare tale inconveniente, sono note differenti realizzazioni di camere di combustione tutte contraddistinte dal fatto che, per consentire la pulizia del letto di combustione dal residuo, è previsto lo spostamento del fuoco.

Tali realizzazioni, pur superando l’inconveniente dell'ostruzione del letto di combustione, presentano l’ulteriore inconveniente di essere particolarmente ingombranti.

Infatti, poiché le temperature raggiunte vicino al fuoco sono elevate, lo spostamento del fuoco deve essere particolarmente pronunciato.

Un ulteriore inconveniente è costituito dal fatto che lo spostamento del fuoco risulta particolarmente complesso e laborioso in quanto deve preservare la continuità della fiamma.

È scopo della presente invenzione superare tutti gli inconvenienti citati propri delle camere di combustione note quando il combustibile utilizzato è costituito da mais o da altri prodotti vegetali a contenuto parzialmente oleoso.

In particolare, è uno scopo della presente invenzione realizzare una camera di combustione che consenta la pulizia del letto di combustione dal residuo di combustione del mais senza richiedere lo spostamento del fuoco.

È un ulteriore scopo della presente invenzione realizzare una camera di combustione che consenta l’estrazione di tale residuo di combustione del mais senza essere costretti a spegnere il fuoco.

È un ulteriore scopo della presente invenzione realizzare una camera di combustione il cui ingombro sia sostanzialmente equivalente all'ingombro delle camere di combustione di tipo noto ed adatte per ricevere, come combustibile, legna o simili.

Questi ed altri scopi sono raggiunti da una camera di combustione secondo quanto riportato nella rivendicazione principale alla quale si rimanda per brevità; le successive rivendicazioni dipendenti contengono caratteristiche di dettaglio dell'invenzione.

Vantaggiosamente, poiché il letto di combustione è costituito dalla porzione di superficie dei corpi rotanti rivolta verso la bocca di alimentazione del combustibile, la rotazione di quest’ultimi rimuove il residuo di combustione dal letto di combustione senza interessare il fuoco e, soprattutto, senza il suo spegnimento.

Infatti, alle alte temperature il residuo di combustione del mais si vincola alla superficie dei corpi rotanti e questi, ruotando, lo trascinano lontano dal letto di combustione.

Ancora vantaggiosamente, il moto dei corpi rotanti genera un rimescolamento del combustibile in modo che esso sia soggetto ad una combustione completa prima dello scarico del residuo.

Ciò migliora, ovviamente, la resa e l’efficienza della camera di combustione.

Gli scopi ed i vantaggi detti, ed altri che verranno meglio evidenziati in seguito, verranno esplicitati durante la descrizione di preferite forme di esecuzione date a titolo indicativo, ma non limitativo, con riferimento alle seguenti tavole di disegno ove:

- la fig. 1 rappresenta la camera della combustione dell’invenzione in vista assonometrica;

- la fig. 2 rappresenta un particolare della camera di combustione dell’invenzione;

- la fig. 3 rappresenta un gruppo di riscaldamento utilizzante la camera di combustione dell’invenzione.

La camera di combustione 1 per apparecchi di riscaldamento A, oggetto dell’invenzione, è rappresentata in fig. 1 dove si osserva che essa comprende un corpo di contenimento 2 nel quale è presente una bocca di alimentazione 3 del combustibile C ed una zona di raccolta 4 del residuo di combustione R tra le quali è interposto un focolare 6 per la combustione del combustibile C.

Secondo l’invenzione, il focolare 6 comprende due o più corpi rotanti 7 con versi di rotazione tra loro contrapposti, disposti affiancati l’uno all’altro ed individuanti assi di sviluppo longitudinale X, X’ sostanzialmente paralleli tra loro, le cui super periferiche 7a definiscono, nei tratti rivolti verso la bocca di alimentazione 3, un letto di combustione 8 per il combustibile C.

Secondo la preferita forma di esecuzione che si descrive, la camera di combustione comprende mezzi di contrasto disposti lateralmente ai corpi rotanti e generalmente costituiti dalle pareti della stessa.

Secondo differenti forme di esecuzione, i mezzi di contrasto possono essere costituiti da paratie inserite nella camera di combustione o da altri corpi rotanti.

i corpi rotanti 7 sono in numero di due e sono posti in rotazione in modo tale che, come si osserva nel particolare di fig. 2, il vettore V della velocità tangenziale di un qualsiasi punto 7b, individuabile su uno dei corpi rotanti 7 ed appartenente al letto di combustione 8, presenta una proiezione V’ sull’asse Z che unisce i centri dei corpi rotanti 7, opposta e divergente alla proiezione IT del vettore U della velocità tangenziale di un qualsiasi punto 7c del letto di combustione 8 individuabile sull’altro dei corpi rotanti 7 ed appartenente al letto di combustione 8.

Tale forma di esecuzione è data a solo titolo indicativo e non limitativo di altre forme di esecuzione secondo le quali i corpi rotanti sono, ad esempio, in numero differente da due. Per quanto concerne i corpi rotanti 7, secondo la preferita forma di esecuzione che si descrive essi sono tamburi e sono operativamente connessi a mezzi di movimentazione 10 che li pongono in rotazione attorno ai rispettivi assi di sviluppo longitudinale X e X’.

In particolare, i mezzi di movimentazione 10 comprendono almeno un motoriduttore 11 il quale viene associato ad entrambi i corpi rotanti 7 tramite un meccanismo 12 generalmente costituito da una pluralità di pignoni ed ingranaggi.

Per quanto concerne il combustibile C, esso è preferibilmente costituito da mais per il quale la camera di combustione 1 è stata particolarmente realizzata.

Si noti, comunque, che la stessa camera 1 può prevedere l'utilizzo di differenti tipologie di prodotti comunque contraddistinti dal contenere una sostanza oleosa e dal rilasciare un residuo di combustione solido.

Al fine di favorire la combustione del combustibile C, la camera di combustione 1 comprende almeno un canale di adduzione 15 di aria.

Secondo differenti forme di esecuzione, non rappresentate in questa sede, il canale di adduzione può comprendere mezzi di convogliamento dell'aria in modo uniforme sul letto di combustione che potrebbero essere costituiti, ad esempio, da una conduttura dotata di una pluralità di fori passanti. Infine, la camera di combustione comprende anche almeno un’apertura di accesso alla zona di raccolta 4 del residuo di combustione R per permetterne l’estrazione manuale.

Secondo differenti forme di esecuzione, l’estrazione può essere automatica prevedendo mezzi meccanici di estrazione che possono essere costituiti, ad esempio, da una coclea.

Operativamente, la camera di combustione 1 dell'invenzione è generalmente compresa all'interno di un gruppo di riscaldamento 20 analogo a quello che si osserva in fig. 3. Il gruppo di riscaldamento 20 comprende, oltre alla camera di combustione 1 dell'invenzione, mezzi di adduzione 21 dell'aria all'interno della camera di combustione 1 tramite il canale di adduzione 15, ed uno spazio di raccolta 22 del combustibile C generalmente costituito da un silos.

Durante il funzionamento, il combustibile C passa dal silos 22 all'interno della camera di combustione 1 tramite la bocca di alimentazione 3.

Con la combustione, il mais si trasforma in un residuo solido oleoso delle dimensioni del chicco di mais stesso.

Tali chicchi combusti tendono ad associarsi tra loro in ammassi solidi e tali ammassi tendono ad associarsi stabilmente al letto di combustione 8 costituito dalla superficie superiore dei corpi rotanti 7 a causa delle alte temperature raggiunte.

Ad intervalli di tempo prefissato, che potrebbero essere della durata, ad esempio, di una decina di minuti, i corpi rotanti 7 ruotano attorno al proprio asse longitudinale X e X’ per l’azione dei mezzi di motorizzazione.

Con il susseguirsi di tali istanti di rotazione, il residuo di combustione R viene a trovarsi sulla parte inferiore dei corpi rotanti 7 che corrisponde anche alla parte maggiormente lontana dal letto di combustione 8.

In tali punti, la superficie 7a dei corpi rotanti 7 si trova ad una temperatura inferiore da quella in cui si trovava fino a che essa costituiva il letto di combustione 8 e tale da consentire al residuo di combustione R di staccarsi dalla superficie 7a e di cadere per gravità all'interno della zona di raccolta 4.

In tal modo, quindi, il residuo di combustione R viene asportato dal letto di combustione 8 senza movimentare il fuoco e senza modificarne l'intensità.

Secondo una differente forma di esecuzione, il moto dei corpi rotanti può essere continuo e la velocità è dipendente dalle dimensioni della camera di combustione nonché dalla quantità di combustibile in essa inserito.

Si noti anche che il moto rotatorio dei corpi rotanti non solo consente di estrarre il residuo di combustione dalla camera di combustione, ma consente anche di migliorare la combustione del combustibile inserito nella camera stessa. Il moto rotatorio, infatti, tende a spostare il combustibile che ancora sta bruciando verso le zone laterali della camera di combustione ove va in contrasto con le pareti laterali della camera.

In tal modo, quindi, si induce il rimescolamento del combustibile durante la combustione ottenendo il vantaggio di migliorare la resa della combustione e di mantenere l’intensità del fuoco costante.

Inoltre tale rimescolamento evita l'aggregazione in blocchi solidi della parte già totalmente combusta.

Quest'ultima, durante il rimescolamento, quando entra in contatto con i corpi rotanti vi si vincola e viene da essi trasportata verso la zona di raccolta ove, come detto, cade per gravità.

Si noti, ancora, che le pareti laterali della camera di combustione, che fungono da contrasto al moto di rimescolamento del combustibile, possono essere sostituite, in differenti forme di esecuzione, da ulteriori corpi rotanti i quali, vantaggiosamente, oltre ad effettuare la suddetta azione di contrasto, aumenterebbero il rimescolamento stesso.

Per quanto detto, la camera di combustione oggetto dell’invenzione raggiunge tutti gli scopi prefissati.

In particolare, sfruttando il vincolo che si crea tra i corpi rotanti ed il residuo di combustione del mais a causa del calore presente sul letto di combustione, il residuo viene rimosso dalla zona ove si trova il fuoco senza danneggiare quest'ultimo, consentendo la pulizia del letto di combustione senza interessare o danneggiare minimamente la combustione stessa.

È inoltre raggiunto lo scopo di realizzare una camera di combustione particolarmente adatta all'utilizzo di mais quale materiale di combustione e che consente l’estrazione di tale residuo di combustione del mais senza essere costretti a spegnere il fuoco.

È anche raggiunto lo scopo di realizzare una camera di combustione particolarmente adatta all’ utilizzo di mais quale materiale di combustione ed il cui ingombro è sostanzialmente equivalente all’ingombro delle camere di combustione di tipo noto ed adatte per ricevere, come combustibile, legna o simili.

In fase esecutiva, alla camera di combustione dell’invenzione potranno essere apportate ulteriori modifiche e varianti esecutive che, qualora dovessero rientrare nel contenuto delle rivendicazioni che seguono, saranno tutte da intendersi protette dal presente brevetto.

Claims

RIVENDICAZIONI 1 ) Camera di combustione (1 ) per apparecchi di riscaldamento (A) del tipo comprendente un corpo di contenimento (2) nel quale è presente una bocca di alimentazione (3) del combustibile (C) ed una zona di raccolta (4) del residuo di combustione (R) tra le quali è interposto un focolare 6 per la combustione di detto combustibile (C), caratterizzata dal fatto che detto focolare (6) comprende due o più corpi rotanti (7) con versi di rotazione contrapposti, disposti affiancati l’uno all'altro ed individuanti assi di sviluppo longitudinale (X, X’) sostanzialmente paralleli tra loro, le cui superfici periferiche (7a) definiscono, nei tratti rivolti verso detta bocca di alimentazione (3), un letto di combustione (8) per detto combustibile (C).
2) Camera di combustione (1 ) secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di contrasto (9) disposti lateralmente a detti corpi rotanti (7).
3) Camera di combustione (1 ) secondo la rivendicazione 2) caratterizzata dal fatto che detti mezzi di contrasto (9) sono le pareti di detta camera di combustione (1 )· 4) Camera di combustione secondo la rivendicazione 2) caratterizzata dal fatto che detti mezzi di contrasto sono paratie inserite in di detta camera di combustione. 5) Camera di combustione secondo la rivendicazione 2) caratterizzata dal fatto che detti mezzi di contrasto sono corpi rotanti. 6) Camera di combustione (1 ) secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzata dal fatto che detti corpi rotanti (7) sono in numero di due. 7) Camera di combustione (1 ) secondo la rivendicazione 6) caratterizzata dal fatto che il vettore (V) della velocità tangenziale di un qualsiasi punto (7b) di detto letto di combustione (8) appartenente ad uno di detti corpi rotanti (7) presenta una proiezione (V) sull’asse (Z) che unisce i centri di detti corpi rotanti (7) opposta e divergente dalla proiezione (U') del vettore (U) della velocità tangenziale di un qualsiasi punto (7c) di detto letto di combustione (8) appartenente all'altro di detti corpi rotanti (7). 8) Camera di combustione (1) secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzata dal fatto che detti corpi rotanti (7) sono tamburi. 9) Camera di combustione (1 ) secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzata dal fatto che detti corpi rotanti (7) sono operativamente connessi a mezzi di movimentazione (10) atti a porli in rotazione attorno ai rispettivi assi di sviluppo longitudinale (X, X’). 10) Camera di combustione (1 ) secondo la rivendicazione 9) caratterizzata dal fatto che detti mezzi di movimentazione (10) comprendono almeno un motoriduttore (11 ). 11 ) Camera di combustione (1 ) secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un canale di adduzione (15) di aria all'interno di detta camera di combustione (1 ). 12) Camera di combustione (1 ) secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un’apertura di accesso (23) a detta zona di raccolta (4) per l'estrazione di detto residuo di combustione (R). 13) Camera di combustione secondo la rivendicazione 1) caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi meccanici di estrazione di detto residuo di combustione da detta zona di raccolta. 14) Camera di combustione secondo la rivendicazione 13) caratterizzata dal fatto che detti mezzi meccanici comprendono almeno una coclea. 15) Camera di combustione (1 ) secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzata dal fatto che detto combustibile (C) è mais. 16) Gruppo di riscaldamento a combustione (20) del tipo comprendente una camera di combustione (1 ) avente un corpo di contenimento (2) nel quale è presente una bocca di alimentazione (3) del combustibile (C) ed una zona di raccolta (4) del residuo di combustione (R) tra le quali è interposto un focolare (6) per la combustione di detto combustibile (C), caratterizzato dal fatto che detto focolare (6) comprende due o più corpi rotanti (7), con versi di rotazione contrapposti, disposti affiancati l’uno all’altro ed individuanti assi di sviluppo longitudinale (X, X’) sostanzialmente paralleli tra loro, le cui superfici periferiche (7a) definiscono, nei tratti rivolti verso detta bocca di alimentazione (3), un letto di combustione (8) per detto combustibile (C). 17) Camera di combustione secondo quanto descritto e rappresentato. 18) Gruppo di riscaldamento secondo quanto descritto e rappresentato.