ITVI20090048A1 - Bruciatore per stufa alimentata con combustibili solidi - Google Patents

Description

Descrizione

Il presente trovato riguarda un bruciatore per stufa alimentata con combustibili solidi, in particolare pellet, ma anche per cippato, cereali, scarti vegetali in genere, secondo la parte generale della rivendicazione 1.

L’utilizzazione di combustibili solidi nelle stufe da riscaldamento à ̈ nota da tempo immemorabile. Infatti l’utilizzazione nelle stufe dapprima di legna e poi anche di carbone à ̈ nota, rispettivamente, da alcune migliaia di anni e da alcune centinaia di anni.

Tuttavia in questi ultimi tempi si à ̈ particolarmente diffusa l’utilizzazione del combustibile solido denominato pellet, costituito da piccoli pezzi di materiale combustibile ottenuto mediante particolari processi, di tipo noto, a partire da legna di scarto e da altri materiali che un tempo venivano poco saggiamente gettati in discarica o bruciati aria aperta, con conseguente spreco energetico e formazione di inquinamento. Il vantaggio del pellet rispetto al legno ed al carbone consiste nel fatto che esso risulta molto più facilmente gestibile da parte del produttore, nonché da parte del commerciante e infine anche da parte dell’utente finale, dal momento che può essere disposto comodamente in sacchi del peso desiderato e può essere maneggiato in modo molto più agevole rispetto alla legna o al carbone. Inoltre nelle stufe che utilizzano il pellet il combustibile viene sistemato in un vano di accumulo, collocato esternamente o direttamente all’interno del corpo stufa, da dove, generalmente tramite una coclea, viene prelevato per essere depositato gradualmente nel bruciatore. In pratica alimentazione del pellet avviene in modo sostanzialmente automatico, a differenza dei combustibili solidi di tipo noto, che devono essere costantemente inseriti nella stufa da parte dell’utente, in base al procedere della combustione. Il bruciatore presenta inoltre una vaschetta di raccolta del combustibile, dotata di un fondo forato attraverso il quale entra l’aria comburente nella camera di combustione.

Di norma la vaschetta di raccolta del combustibile presenta una forma quadrata o rettangolare ed à ̈ munita di pareti verticali che delimitano il braciere e servono al contenimento delle ceneri.

Tuttavia tale forma costruttiva comporta T inconveniente che, dopo un certo periodo di funzionamento della stufa, sul fondo e, in particolare, in corrispondenza degli spigoli della base, dove à ̈ meno forte l’azione di turbolenza provocata dalTaria insufflata, ristagnano la cenere e gli altri prodotti della combustione, con la conseguenza che una parte dei fori di passaggio dell’ aria viene ostruita, generando quindi una combustione irregolare.

Attualmente tale inconveniente si manifesta con notevole intensità poiché, con la rapida diffusione delle stufe a pellet, à ̈ aumentata di conseguenza anche la richiesta di fornitura di questo particolare tipo di combustibile, che dà luogo ad una notevole quantità di cenere.

Tale necessità ha comportato il fatto che i produttori di pellet e cippato, per fronteggiare la sempre maggiore richiesta, sono stati indotti ad utilizzare prodotti di base alternativi al solo legno derivante da tronchi d’albero, quali i residui di lavorazioni, provenienti dalle falegnamerie e dalle industrie del mobile, che contengono anche sostanze chimiche, plastiche e collanti; inoltre, per abbassare i costi, hanno immesso nel mercato prodotti combustibili alternativi al legno, quali cereali e scarti vegetali in genere.

Questi combustibili alternativi durante la combustione producono, oltre alla normale cenere, anche sostanze che fondono, formando, quando si raffreddano, uno strato solido sulla base del braciere; tale strato va ad aggiungersi ai prodotti incombusti, quali sali, silicio ed altre impurità, con ciò provocando l’occlusione dei fori di passaggio dell 'aria sul braciere, a tal punto da portare allo spegnimento della fiamma e quindi compromettendo drasticamente il rendimento termico della stufa.

Per cercare di ovviare a questi inconvenienti sono stati ideati dei dispositivi in grado di fare in modo che non risultino mai occlusi i fori di passaggio dell’aria comburente presenti sulla griglia di base, provvedendo all’allontanamento dal braciere in modo automatico della cenere e degli altri prodotti solidi della combustione.

In effetti, già per i bruciatori alimentati con combustibili solidi “tradizionali†, in particolare il carbone, sono stati ideati dei dispositivi che hanno cercato di risolvere gli inconvenienti sopra elencati. Allo scopo si possono citare i seguenti documenti: DE I 142984 B, US-A-4672899, EP-A-0052499.

Tali dispositivi risultano però piuttosto “datati†, dal momento che sono stati ideati quando le stufe a pellet non erano particolarmente diffuse e non risultano atti ad operare con tale tipo di combustibile.

Nella pubblicazione EP-A-1559957, che riguarda una domanda di brevetto europeo di cui à ̈ titolare la stessa richiedente della presente domanda, viene descritto un dispositivo specificatamente previsto per le stufe a pellet nel cui braciere agisce un dispositivo di rimozione del prodotto combusto, composto da una spatola motorizzata dotata di un movimento basculante, che ha la funzione di mantenere liberi i fori del braciere del prodotto combusto. Tale dispositivo risulta semplice dal punto di vista costruttivo ed efficace dal punto di vista funzionale. Tuttavia in tale dispositivo l’apporto deH’aria di combustione avviene quasi totalmente attraverso la griglia del bruciatore in corrispondenza dei fori di passaggio dell’ aria, che viene normalmente definita come “aria primaria†. Tali fori di passaggio sono distribuiti su tutta la superficie del bruciatore.

Scopo del presente trovato à ̈ quello di prevedere un bruciatore per stufa alimentata a combustibili solidi, in particolare pellet, che rispetto ai bruciatori consimili di tipo noto ed in particolare rispetto a quello appena descritto, presenti un miglioramento del processo di combustione in termine di emissioni di Co, NOx, polveri e prodotti incombusti. In particolare in tale bruciatore devono essere previste delle soluzioni al fine di ottimizzare il rapporto tra la cosiddetta “aria secondaria†e la “cosiddetta†“aria primaria†immesse nel bruciatore, al fine di ottenere gli scopi sopra citati.

Ciò si ottiene, secondo il trovato, prevedendo il bruciatore di cui alla parte caratterizzante della rivendicazione 1.

Il presente trovato verrà ora descritto in dettaglio con riferimento ad una sua forma particolare di realizzazione, resa a titolo di esempio non limitativo, con l’aiuto delle tavole di disegno allegate dove:

- nella fig. 1 (tav. I) à ̈ illustrata una vista complessiva in sezione verticale della stufa in cui à ̈ previsto il dispositivo di cui al trovato;

- nella fig. 2 Ã ̈ illustrata una vista assonometria del bruciatore e di altri organi presenti nella stufa;

- nelle figg. 3, 4 e 5 (tav. II) sono illustrate tre viste ortogonali del braciere presente nel bruciatore di cui al trovato;

- nella fig. 6 Ã ̈ rappresentata una vista assonometria del suddetto;

- nella fig. 7 (tav. Ili) Ã ̈ illustrata una vista assonometria in esploso del braciere suddetto;

- nella fig. 8 à ̈ illustrata una vista frontale di detto braciere, dove à ̈ evidenziata una linea di sezione, relativa alla figura successiva;

- nella fig. 9 Ã ̈ illustrata una vista in sezione effettuata secondo la linea IX - IX di fig. 8 del braciere suddetto.

Come visibile nella fig. 1, il bruciatore di cui al trovato comprende un braciere, indicato complessivamente con il riferimento 1, disposto aH’intemo del focolare 2 e che à ̈ alimentato, tramite la coclea 3, mediante il combustibile 4, vantaggiosamente costituito da pellet, contenuto nel vano di accumulo 5.

Come meglio visibile in fig. 2, detto braciere comprende una vaschetta 10 di raccolta e contenimento del combustibile e delle ceneri, che può essere sfilata dal corpo del bruciatore per effettuare la pulizia del suo interno.

Come si vede in detta figura, nonché nelle figure successive, detto braciere, con modalità in sé note, presenta una conformazione sostanzialmente rettangolare ed in esso à ̈ presente un dispositivo di rimozione del prodotto combusto composto da una spatola motorizzata 6, dotata di un movimento basculante, che ha la funzione di mantenere liberi i fori del braciere dal prodotto combusto.

Osservando la fig. 7 si vede inoltre che tale spatola 6 à ̈ supportata da una coppia di bracci verticali 6’, a loro volta muniti di perni orizzontali 6†, infilati in apposite sedi 17, ricavate sulla paratie laterali 10, che delimitano longitudinalmente il braciere. Tale spatola à ̈ posta in movimento pendolare con dispositivi di tipo in sé noto e non illustrati nelle figure per semplicità.

Caratteristica fondamentale del dispositivo di cui al trovato à ̈ costituita dal fatto che, in corrispondenza della mezzeria in senso longitudinale del braciere, à ̈ presente una prima porzione 8 munita di una concavità rivolta verso l’alto. Tale porzione à ̈ munita di fori passanti 9 in corrispondenza di tutta la sua estensione e da detti fori fluisce dall’ esterno l’aria primaria necessaria per la combustione. Sempre dalle figure (in particolare dalle fi gg. 3 e 6) si vede che detta porzione 8 à ̈ delimitata trasversalmente da una coppia di elementi 11 realizzati mediante una lamina metallica, che risaltano rispetto alla superficie del braciere e che sono curvati sostanzialmente a forma di “V†, con apice rivolto verso l’alto. Tali elementi sono muniti di fori 12 (fig. 7) in corrispondenza della loro faccia rivolta versa la porzione concava 8 e detti elementi sormontano delle seconde porzioni 14 munite di fori 13 della superficie piana del braciere. In pratica tali elementi a forma di “V†fungono da elementi distributori laterali per l’aria secondaria necessaria per il processo di combustione.

Alternativamente gli elementi 11 potranno essere conformati anche a forma di “U†rovesciata, a seconda della potenza di combustione del bruciatore.

Ognuna delle due paratie longitudinali 10 à ̈ sormontata da un’ulteriore parete 20 inclinata verso la parte interna del braciere, detta parete avendo la funzione di facilitare il trattenimento del combustibile e dei prodotti combusti del braciere stesso. La parete 20 posta in corrispondenza del condotto di alimentazione 21 del combustibile, spinto dalla coclea 3, presenta un tratto 22 con leggera concavità verso l’alto per facilitare la caduta del combustibile in corrispondenza della parte centrale del braciere.

La presenza degli elementi a forma di “V†o di “U†che fungono da elementi distributori non ostacola il movimento della spatola motorizzata. La cenere che viene spostata dalla spatola motorizzata può oltrepassare detti elementi distributori, in particolar modo nel caso in cui si abbia a che fare con combustibili di cattiva qualità. Se viceversa il combustibile risulta essere di buona qualità il residuo combusto viene ridotto finemente dalla spatola motorizzata e contestualmente espulso per effetto della presenza dell’aria primaria o fatto cadere nella sottostante vaschetta 10.

Detti elementi distributori possono essere realizzati vantaggiosamente in acciaio, nonché in ghisa o ancora in qualunque materiale metallico o ceramico in grado di sopportare elevate temperature di funzionamento.

In pratica le differenze fondamentali del dispositivo di cui al trovato rispetto ai dispositivi consimili di tipo noto consistono nel fatto che i fori di passaggio dell’ aria primaria nei suddetti sono presenti in corrispondenza di tutta la superficie del braciere. Viceversa, con la soluzione appena descritta, in cui l’area primaria entra solamente in corrispondenza della parte centrale del braciere e dove viene addotta l’aria secondaria attraverso gli elementi distributori a forma di “V†o di “U†, si verifica un’ottimizzazione del rapporto tra area secondaria ed aria primaria immesse del bruciatore, ciò che à ̈ in grado di ridurre notevolmente, in base alle prove effettuate, i prodotti di combustione, costituiti, in particolare da Co, NOx, polveri e prodotti incombusti. Nel contempo il rendimento termico complessivo della stufa risulta migliorato rispetto a quello delle stufe consimili di tipo noto.

Infine, da quanto sopra descritto si vede che il dispositivo di cui al trovato risulta semplice sia dal punto di vista costruttivo, che dal punto di vista funzionale, consentendo di ottenere senz’altro gli scopi prefissati in precedenza.

Il presente trovato potrà comunque assumere forme ed aspetti diversi da quelli fino ad ora descritti, ferme restando le sue caratteristiche essenziali, senza per questo uscire dall’ambito del presente brevetto.

Claims (4)

1. Rivendicazioni 1. BRUCIATORE PER STUFA ALIMENTATA CON COMBUSTIBILI SOLIDI, IN PARTICOLARE PELLET, in cui à ̈ previsto un braciere (1) di conformazione sostanzialmente rettangolare su cui agisce un dispositivo di rimozione del prodotto combusto, composto da una spatola motorizzata (6) dotata di un movimento basculante, che ha la funzione di mantenere liberi i fori del braciere dal prodotto combusto, detto bruciatore essendo caratterizzato dal fatto che esso presenta, in corrispondenza della sua mezzeria in senso longitudinale, una prima porzione (8) munita di una concavità rivolta verso l’alto e soggetta all’azione della spatola, detta porzione essendo munita di fori passanti (9) tramite i quali fluisce dall’esterno l’aria primaria necessaria per la combustione, detta prima porzione essendo delimitata in senso longitudinale, in corrispondenza di entrambi i suoi lati, da due paratie fìsse (10) ed in senso trasversale da una coppia di elementi (11) realizzati mediante una lamina, che risaltano rispetto alla superficie del braciere, i quali sono curvati sostanzialmente a forma di “V†, con apice rivolto verso l’alto o a forma di “U†rovesciata e sono muniti di fori (12) in corrispondenza della loro faccia rivolta verso la porzione concava, detti elementi sormontando delle seconde porzioni (14) muniti di fori (13) della superficie piana del braciere, tali elementi fungendo da elementi distributori laterali per l’aria secondaria necessaria per il processo di combustione.
2. 2. BRUCIATORE, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la spatola (6) à ̈ supportata da una coppia di bracci verticali (6’), a loro volta muniti di perni orizzontali (6†) infilati in apposite sedi (17) ricavate sulle paratie laterali
3. 3. BRUCIATORE, secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che ognuna delle paratie laterali (10) à ̈ sormontata da una parete laterale inclinata (20), essendo previsto che il condotto di uscita (21) del combustibile solido del bruciatore sbocchi al di sopra di una di dette pareti inclinate (20), la suddetta presentando in corrispondenza di detto condotto una porzione (22) con concavità rivolta verso l’alto, per facilitare il versamento del combustibile solido nel braciere.
4. 4. BRUCIATORE, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che al di sotto del braciere (1) à ̈ presente una vaschetta (10), estraibile dalla stufa, atta a consentire la raccolta dei prodotti solidi di combustione del bruciatore.