ITIS950002A1 - Caldaia camino a combustibili solidi con scambiatore di calore a 5 corpi ad elevato rendimento - Google Patents

Abstract

Il trovato si colloca nel settore della termotecnica. Esso si propone il pieno sfruttamento del calore della combustione e di quello sensibile dei fumi prodotto da combustibili solidi e nel contempo di evitare il deposito sui corpi dello scambiatore di calore dei loro distillati. Si è voluto ottenere il massimo rendimento ed una minima manutenzione dell'apparecchio. Nella parte superiore la camera di combustione è posto in posizione obliqua da 50 a 75 gradi uno scambiatore di calore a quattro corpi più un quinto posto in posizione verticale all'interno della camera di combustione. Questi sono disposti in modo da ottenere un percorso obbligato e tortuoso per i fumi della combustione costringendoli a cedere calore. Dopo una prima fase di accensione del camino, raggiunta la temperatura di regime, una valvola a farfalla posta all'ingresso della camera fumaria viene posizionata in modo orizzontale costringendo i fumi a fare il percorso già citato. Questi fumi così facendo cedono all'acqua contenuta negli scambiatori il loro calore sensibile. Alette a forma "C" poste tra i corpi dello scambiatore, aumentano il rendimento e imprimono ai fumi un moto vorticoso che impedisce il deposito di distillati della combustione. Le alette sono estraibili per mezzo di una lamiera rimovibile posta all'interno della caldaia per facilitarne la pulizia. Il trovato trova utilizzo negli impianti di riscaldamento.

Description

DESCRIZIONE

di un brevetto d’invenzione industriale

INTRODUZIONE

La richiesta di brevetto riguarda una caldaia a combustibili solidi destinata al riscaldamento degli ambienti, la cui caratteristica principale è quella di poter funzionare sia come camino tradizionale che come caldaia-camino senza comportare inconvenienti. Per la grave crisi energetica che ha colpito in questi ultimi anni le nostre popolazioni, oltre alla ricerca di fonti di energia alternative, si è cercato di migliorare sensibilmente il rendimento delle fonti tradizionali come il camino, così è nata questa caldaia-camino.

Infatti, si è pensato di abbinare al tradizionale camino, che negli ultimi tempi aveva assunto un ruolo quasi esclusivamente estetico, una caldaia che utilizzando il combustibile impiegato nei camini, legna o carbone, fornisse acqua calda per il riscaldamento degli ambienti e per i servizi sanitari. Questo principio ha portato alla sperimentazione ed alla realizzazione di vari tipi di caldaia-camino, alcuni realizzati a camicia altri con sistemi tubolari. Il sistema che viene proposto, ha cercato di sfruttare con la massima razionalità tutti i principi su cui si basa la trasmissione del calore da un focolare a fiamma libera.

La doppia funzione (camino tradizionale, caldaia-camino) è possibile tramite una valvola by-pass che permette limmissione diretta dei fumi nella canna fumaria (posizione vellicale), oppure deviarli in un percorso alternativo (posizione orizzontale) formato da una camera di inversione fumi posta in posizione obliqua da 50 a 75 gradi. Nel secondo caso (posizione orizzontale) i fumi facendo un percorso più lungo cedono agli scambiatori gran parte del loro calore sensibile, una parte di questo calore si è cercato di farglielo lasciate già in un primo scambiatore posto allintemo della camera di combustione oltre al calore che direttamente dalla Fiamma libera andrà a riscaldare le pareti laterali e sottostanti la camera combustibile che come gli scambiatori già citati sono a forma di intercapedine piene d’acqua. Nella camera di inversione per un maggior sfrutamento del potere calorifico dei fumi e per altri motivi che spiegheremo avanti, si sono poste delle alette metalliche a forma di "C" tra i vari scambiatori e distanze opportune.

Queste alette hanno due funzioni importantissime, oltre ad aumentare la superficie di scambio termico e quindi il rendimento della caldaia, inoltre servono ad evitare che i distillati della combustione si depositino sulle pareli degli scambiatori riducendo il rendimento. Le alette sono estraibili in modo tale da facilitare e velocizzare le operazioni di manutenzione periodica, pulizia dei residui della combustione e possono essere sostituite ove si renda necessario. Anteriormente alla camera di combustione, è posta uiia porticina in vetro ceramico o temperato, la quale non permette all’aria dell’ambiente di entrare in eccesso a far parte della combustione col risultato di abbassare la temperatura dei fumi e allo stesso tempo il rendimento termico della caldaia stessa.

DESCRIZIONE

Caldaia-camino per riscaldamento dell’acqua alimentata da combustibile solido con scambiatori di calore ad intercapedine per lo sfruttamento del calore della combustione e di quello sensibile dei fumi.

Le caldaie a combustibili solidi che sfruttano anche il calore dei fumi trasmesso all’acqua contenuta negli scambiatori, presentano l'inconveniente che i distillali della combustione trasportati dai fumi, a contatto con le superfici più fredde, nel caso specifico con le pareti degli scambiatori, si depositano su di esse provocando il restringimento dei condotti di deflusso e la riduzione del rendimento termico. Per questo motivo sono necessarie frequenti operazioni di manutenzione che il più delle volte risultano disagevoli. Per ovviare a questi disagi ho studiato una caldaia camino che presenta degli scambiatori opportunamente posizionati e dimensionati con alette interposte tra gli stessi a forma di "C" estraibili.

Queste alette evitano il contatto diretto dei fiumi con le superfici fredde degli scambiatori, cause prime dei depositi di resine, così facendo si è ottenuto maggiore superfìcie di scambio termico e meno possibilità di deposito di residui di combustione con conseguente minore manutenzione e maggiore autonomia funzionale della caldaia. Per quanto riguarda la manutenzione qualora occorre ho posto nella parte inferiore del colpo inversione dei fumi una serranda rimuovibile per la pulizia di eventuali residui e rimozione delle alette.

La caldaia-camino da me proposta ha Se seguenti caratteristiche: nella parte superiore della camera di combustione presenta quattro pareti a intercapedine (I) dove circola acqua, che costituiscono per i fumi un percorso obbligato (2) verso la cappa di scarico (3), cosicché i suddetti fumi lambendo le quattro pareli, cedono gran parte della loro energia termica all’acqua contenuta nelle stesse, accpia che può essere utilizzata per il riscaldamento. Oltre alle quattro pareti ad intercapedine collocate nella parte superiore della caldaia, è collocata all’interno della camera di combustione una ulteriore parete ad intercapedine (rif. 1 ), inoltre anche le pareti laterali e di fondo sono ad intercapedine, tutte piene d’acqua, per lo sfruttamento del calore diretto della fiamma. Il percorso dei fumi è regolato da una serranda by-pass (4) che a seconda della posizione (orizzontale o verticale) determina il cammino dei fumi, facendo si che essi abbiano Tre inversioni di fumi nella camera di scambio termico prima di immettersi nella canna fumaria (orizzontale) oppure passino direttamente in canna fumaria (verticale). Nonostante ci siano i tre giri di fumi, con la presenza di tre nervature a forma di "C", che favoriscono la combustione dei distillati e ne impediscano la condensazione, la caldaia può funzionare a pieno regime per lunghi periodi di tempo senza alcuna manutenzione e con rendimento elevato. Poiché nella maggior parte dei casi la caldaia viene installata in locali ampi (cucina, soggiorno) essa è dotata di una porticina in vetro in ceramico o temperato, che impedisce al’aria dell’ambiente di entrare in eccesso a far parte della combustione col risultato di abbassare la temperatura dei fumi e quindi il rendimento termico della caldaia stessa.

Nella parte inferiore della camera di combustione è praticata una apertura in cui è collocata una griglia su cui poggia il combustibile (7). Al di sotto di questa griglia è sistemato un cassetto raccogli cenere che nella parte centrale-frontale ha una serie di fori per il passaggio dell’aria ambiente (8). Una lastrina di lamiera metallica (9) avente gli stessi fori della piastra frontale e con lo stesso passo, comandata da un pomello (10) serve a regolare l’affusso dell’aria in camera di conbustione. La parte inferiore della camera di inversione dei fumi (2) è chiusa da una lamiera (5) di opportuno spessore e può essere rimossa per le operazioni di manutenzione o la sostituzione delle alette.

L’invenzione verà ora spiegala con riferimenlo al disegno allegato clic mostra una fonna esemplificativa di esecuzione della caldaia camino o termocamino. I rispettivi numeri indicano:

1) Pareti ad intercapedine

2) Percorso dei fumi

3) Canna di scarico

4) Serranda di bay-pass

5) Lamiera per la pulizia

6) Nervature a forma "C"

7) Griglia su cui poggia il combustibile

8) Cassetto raccogli cenere

9) Lastrine flusso aria

10) Pomello cassetto /accogli cenere

11) Asta movimento serranda bay-pass

12) Pomello serranda bay-pass

13) Ingresso acqua in caldaia

14) Condotto per l’immissione dell'acqua calda nell’impianto di riscaldamento

15) Porticina camera di combustione

16) Vetri ceramici o temperati

17) Raccordo canna fumaria

18) Camera di combustione

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI T - Caldaia camino a combustibili solidi a recupero razionale del calore prodotto durante la combustione e lo sfruttamento di quello sensibile dei fumi per il riscaldamento di acqua che viene immessa nel circuito dei radiatori per riscaldare gli ambienti. 2 - Caldaia-camino come e per lo scopo delle precedenti rivendicazioni fornita di valvola by-pass a farfalla per la deviazione del percorso dei fumi azionata da manopola esterna che permette di farle assumere due posizioni caratteristiche una orizzontale e l’altra verticale. 3 - Caldaia-camino come e per lo scopo delle precedenti rivendicazioni caratterizzata dallo scambiatore di calore a quattro giri di fumi con interposto tra loro intercapedini contenenti l’acqua da riscaldare. 4 - Caldaia-camino come e per lo scopo delle precedenti rivendicazioni caratterizzata dallo scambiatore di calore con interposte alette a forma "C" estraibili. 5 - Caldaia camino cornee per lo scopo delle precedenti rivendicazioni caratterizzala dall’avere uno scambiatore di calore a cinque corpi, 4 contenenti l’acqua da riscaldare posti obliquamente (da 50 a 75 gradi) sopra la camera di combustione intercomunicanti con due serbatoi verticali posti lateralmente alla camera di combustione ed un serbatoio verticale posto posteriormente la camera di combustione più uno scambiatore posto verticalmente all’interno della camera di combustione leggermente distaccato dal serbatoio posteriore. 6 - Caldaia camino come e per lo scopo delle precedenti rivendicazioni caratterizzata dall’avere all’interno nella parte superiore la camera di combustione una lamiera asportabile per la pulitura o estrazione delle alette. 7 - Caldaia-camino come e per lo scopo delle precedenti rivendicazioni caratterizzata nell’avere nella parte frontale di una porticina che impedisce un’eccessiva entrata di aria che diminuirebbe la temperatura dei fumi. L’aspirazione è però assicurata da una grigliatura esistente sul frontale del cassetto raccogli cenere. 8 - Camino-caldaia come e per lo scopo delle precedenti rivedicazioni caratterizzata dall’esistenza all’esterno della suola del focolare e sulla sommità della camera di inversione dei fumi di tubazione di ritorno e di mandato dell’acqua all’impianto di riscaldamento.