ITVR960034U1

ITVR960034U1 - Gruppo scambiatore di calore tra fumi o gas caldi ed acqua.

Info

Publication number: ITVR960034U1
Application number: IT96VR000034U
Authority: IT
Original assignee: Montini Renato
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1998-01-26
Also published as: EP0821208A2; ITVR960034V0; IT241309Y1; EP0821208A3

Description

"GRUPPO SCAMBIATORE DI CALORE TRA FUMI O GAS CALDI ED ACQUA"

DE SCR I ZION E

Il presente trovato riguarda un gruppo scambiatore di calore tra fumi o gas caldi ed acqua, particolarmente adatto per impianti di riscaldamento e o per la produzione di acqua sanitaria.

Scopo principale del presente trovato è quello di mettere a disposizione un nuovo gruppo scambiatore di calore perfezionato di strutturazione molto semplice in grado di assicurare un'elevato rendimento in termini di trasferimento del calore all'acqua da riscaldare.

Un altro scopo del presente trovato è che il detto gruppo scambiatore di calore possa essere adibito tanto a recupero di calore da fumi o gas caldi provenienti da una sorgente esterna quanto da caldaia per un bruciatore.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di fornire un gruppo scambiatore di calore che possa essere prodotto a costi di fabbricazione competitivi.

Questi ed altri scopi ancora che meglio appariranno in seguito vengono raggiunti da un gruppo scambiatore di calore fra fumi o gas caldi, secondo il trovato, il quale comprende un contenitore d'acqua, un fascio tubiero annegabile nell'acqua presente nel contenitore e si caratterizza per fatto che detto fascio tubiero presenta una pluralità di tratti di tubo ed almeno una piastra di delimitazione inferiore ed una superiore di supporto e fissaggio dei tubi, la quale presenta una corrispondente pluralità di aperture passanti atte a ricevere ognuna un'estremità di un rispettivo tratto di tubo, un collettore inferiore ed uno superiore delimitati ognuno da un'estremità di detto contenitore e dalla rispettiva piastra di delimitazione all'interno di essa, rispettivamente, per la distribuzione dei fumi o gas caldi ad almeno parte dei tubi del fascio tubiero e per il loro allontanamento verso un camino o scarico.

Vantaggiosamente, detti tratti di tubo sono ottenuti da tubo saldato appiattito presentante due superfici maggiori opposte interessate da incavi a rientrare, onde delimitare una luce interna accidentata per i fumi o gas caldi.

Il trovato è ulteriormente descritto qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, nei quali:

la Figura 1 è una vista in alzato frontale per metà in vista e metà in sezione longitudinale assiale di un gruppo scambiatore secondo il trovato;

le Figure 2 e 3 sono entrambe una vista in pianta, rispettivamente, delle piastre di delimitazione inferiore e superiore del gruppo scambiatore di Fig. 1;

la Figura 4 è una vista in alzato frontale per metà in vista e metà in sezione longitudinale assiale di un gruppo scambiatore secondo il trovato cooperante con un bruciatore incorporato e fungente da gruppo caldaia;

le Figure 5, 6 e 7 sono ognuna una vista in pianta, rispettivamente, di una piastra di delimitazione inferiore, intermedia e superiore per il fascio tubiero del gruppo scambiatore di Fig. 4;

la Figura 8 mostra una vista frontale di un tubo appiattito impiegabile nel fascio tubiero di un gruppo scambiatore secondo il trovato;

la Figura 9 illustra una vista in sezione presa lungo la traccia IX-IX di Fig. 8; e

la Figura 10 è una vista in sezione presa lungo la traccia X-X di Fig. 9.

Negli uniti disegni parti o componenti uguali o simili sono stati contraddistinti con gli stessi numeri di riferimento.

Con riferimento dapprima alle Figure da 1 a 3 dei disegni, si noterà come un gruppo scambiatore di calore 1 fra fumi o gas caldi provenienti da una adatta sorgente, non mostrata, sia costituito da un contenitore d'acqua, ad esempio a corpo a pianta cilindrica 2 racchiudente un fascio tubiero 3 annegabile nell'acqua presente nel contenitore 2. Il fascio tubiero è formato da una pluralità di tratti di tubo 4 e da una piastra di delimitazione inferiore 5 ed una superiore 6, nelle quali i tratti di tubo 5 risultano supportati e fissati.

Le piastre di delimitazione 5 e 6 illustrate nei disegni sono a pianta quadrata dimensionalmente e strutturalmente uguali tra loro e costituiscono l'una il fondo e l'altra il cielo del contenitore 2, a cui sono fissate a tenuta, ad esempio saldate. Esse possono essere fissate a tenuta entro una camicia di contenimento, eventualmente termicamente coibentata, in un modo adatto qualsiasi, ad esempio esse possono essere ancorate a quattro squadrette angolari, non mostrate nei disegni, mediante viti passanti attraverso rispettivi fori od asole 7 previsti nelle piastre di delimitazione.

Ciascuna piastra di delimitazione è anche interessata da una pluralità di aperture passanti 8 in numero pari a quello dei tratti di tubo 4 e destinate ognuna a costituire la sede di alloggiamento e supporto a tenuta di un'estremità di un rispettivo tratto di tubo 4, di cui riproducono la configurazione esterna, ad esempio leggermente arcuata, come mostrato nelle Figure 2 e 3. Come si noterà, le aperture 8 sono di preferenza disposte in ranghi concentrici attorno all'asse del contenitore 2.

In corrispondenza di ciascuna estremità del contenitore 2 si prevede una rispettiva calotta 9 e 10, la quale insieme con la piastra di delimitazione ad essa adiacente delimita uno spazio interno fungente da un collettore inferiore 11 ed uno superiore 12 per i fumi o gas caldi, i quali in uso, vengono alimentati al collettore inferiore 11 da un condotto di alimentazione 13, risalgono lungo i tratti di tubo 4 del fascio tubiero lungo i quali cedono buona parte del proprio calore all'acqua di annegamento presente nel contenitore 2 e quindi si raccolgono nel collettore superiore 12 prima di essere inviati ad un camino o ad uno scarico lungo un condotto di allontanamento 14.

La variante illustrata nelle Figure da 4 a 7 prevede che nella parte inferiore del gruppo scambiatore sia ricavato un vano a focolare 15 delimitato da un corpo tubolare 16 avente parete laterale grecata e destinato ad alloggiare un boccaglio 17 di un bruciatore di un tipo adatto qualsiasi, non mostrato nei disegni. Il corpo tubolare 16 è supportato dalla piastra inferiore 5, la quale in questa variante presenta un foro assiale relativamente grande 18, entro il quale viene saldato a tenuta il corpo tubolare 16.

La sommità del vano a focolare 15 è formata da una piastra intermedia 19, che presenta la stessa configurazione della porzione centrale della piastra superiore 6 per un fascio tubiero annegato formato da tratti di tubi 4 estendentisi tra piastra intermedia 19 e piastra superiore 6. Il rango circolare esterno di tratti di tubi 4 collegati a tenuta con la piastra superiore 6 si estende dalla piastra di limitazione alla piastra inferiore 5 per costituire un percorso di ritorno o discesa dei gas o fumi caldi raccolti nel collettore superiore 12.

Il collettore inferiore 13 in questa variante è emulare ed è disposto attorno all'estremità inferiore dal corpo tubolare 16 per fungere da collettore di recupero della condensa, prima che i fumi o gas, oramai relativamente freddi, vengano immessi nel condotto di allontanamento 14 collegato con uno scarico o camino.

In questa variante i fumi o gas caldi fuoriuscenti dal boccaglio 17 risalgono lungo i tratti tubolari corti 4 sboccanti nella piastra intermedia 19 e cedono calore all'acqua circostante, indi si raccolgono nel collettore superiore 12, per ridiscendere lungo i tratti tubolari periferici relativamente lunghi che dalla piastra superiore 6 raggiungono la piastra inferiore 5 per entrare nel collettore anulare inferiore 11 dove è prevista una trappola 20 di scarico della condensa, prima di passare nel condotto di allontanamento 14.

Naturalmente i contenitori 2 sono dotati di ingresso inferiore per l'acqua relativamente fredda e di uscita superiore per l'acqua di annegamento riscaldata, i quali non sono mostrati nei disegni per chiarezza espositiva.

Come si è illustrato nelle Figure da 8 a 10 tratti di tubo 4 che costituiscono il fascio o fasci tubieri annegati sono ottenuti da tubo appiattito longitudinalmente bordato e saldato presentante due superfici maggiori opposte 21 e 22, ognuna delle quali è interessata da una sequenza di incavi a rientrare 23, i quali contribuiscono ad aumentare la superficie di scambio termico e, come si vede meglio nelle Figg. 8 e 9, sono previsti sfalsati, così da delimitare una luce interna accidentata o a zig-zag 24 per i fumi o gas caldi tanto in salita che in discesa. Pertanto, i fumi o gas caldi passanti entro i tratti tubolari 4 si spostano in regime vorticoso meglio rispondente alle esigenze di un efficiente scambio di calore tra gas e parete di ciascun tubo 4 e tra tubo 4 ed acqua di annegamento.

Inoltre, le pareti 21 e 22 sono leggermente arcuate attorno ad uno stesso centro, come si è illustrato in Figura 10 per meglio adattarsi alla sistemazione su ranghi circolari concentrici sulle piastre 5, 6 e 19.

Di preferenza, i tubi 4 sono ottenuti per stampaggio a freddo, profilatura, bordatura e saldatura a partire da lamiera in acciaio inossidabile.

La struttura del gruppo scambiatore di calore sopra descritta consente un'elevata efficienza di scambio termico tra gas ed acqua, è relativamente semplice da costruire, di peso leggero e di lunga durata, in quanto resiste all'attacco chimico dell'acqua e dei composti ed ioni in essa contenuti

Il gruppo scambiatore di calore sopra descritto è suscettibile di numerose modifiche e varianti entro l'ambito protettivo definito dal tenore delle rivendicazioni.

I materiali nonché le dimensioni possono essere vari a seconda delle esigenze.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo scambiatore di calore fra fumi o gas caldi, comprendente un contenitore d'acqua, un fascio tubiero annegabile nell'acqua presente nel contenitore e si caratterizza per il fatto che detto fascio tubiero presenta una pluralità di tratti di tubo ed almeno una piastra di delimitazione inferiore ed una superiore di supporto e fissaggio dei tubi, la quale presenta una corrispondente pluralità di aperture passanti atte a ricevere ognuna un'estremità di un rispettivo tratto di tubo, ed un collettore inferiore ed uno superiore delimitati ognuno da un'estremità di detto contenitore e dalla rispettiva piastra di delimitazione all'interno di esso, rispettivamente, per la distribuzione dei fumi o gas caldi ad almeno parte dei tubi del fascio tubiero e per il loro allontanamento verso un camino o scarico.
2. Gruppo scambiatore di calore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere in corrispondenza di un'estremità di detto contenitore un vano focolare delimitato da un corpo tubolare destinato ad alloggiare un boccaglio di bruciatore , detto corpo tubolare essendo supportato e fissato a tenuta in un foro ricavato in detta piastra inferiore e presentando sommità formata da una piastra intermedia avente la stessa configurazione della porzione centrale di detta piastra superiore per supportare un fascio tubiero annegabile in detto contenitore estendentesi tra piastra intermedia e piastra superiore.
3. Gruppo scambiatore di calore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che almeno un rango periferico di tratti di tubi collegati a tenuta con la detta piastra superiore si estende da detta piastra di limitazione superiore a detta piastra di limitazione inferiore per formare una pluralità di percorsi di ritorno o discesa dei gas o fumi caldi raccolti in detto collettore superiore.
4. Gruppo scambiatore di calore secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detto collettore inferiore è anulare e disposto attorno all'estremità inferiore dal corpo tubolare per fungere da collettore di condensa.
5. Gruppo scambiatore di calore secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detti tratti di tubo sono ottenuti da tubo longitudinalmente bordato e saldato presentante due superfici maggiori opposte interessate da incavi a rientrare, onde delimitare una luce interna accidentata per il passaggio dei i fumi o gas caldi.
6 . Gruppo scambiatore di calore secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto ciascun di detti tratti di tubo presentano pareti maggiori leggermente arcuate attorno ad uno stesso centro.
7. Gruppo scambiatore di calore sostanzialmente come sopra descritto con riferimento agli uniti disegni e sostanzialmente come ivi illustrato,