ITCR20090018A1 - Essiccatoio ad aria calda per sostanze vegetali - Google Patents

Description

ESSICCATOIO AD ARIA CALDA PER SOSTANZE VEGETALI

DESCRIZIONE

L’invenzione riguarda il settore degli impianti industriali ad aria calda per l’essiccazione di sostanze vegetali.

Gli impianti di essiccazione ad aria calda sono tradizionalmente utilizzati per ridurre il contenuto di umidità di sostanze vegetali sciolte, di tipo granulare o incoerente da destinare all’alimentazione di uomini ed animali, ma attualmente si sta sviluppando anche la richiesta di essiccatoi per ridurre il contenuto di umidità in sostanze vegetali da destinare alla produzione di energia rinnovabile tramite combustione, come ad esempio biomasse, legno cippato e materiali combustibili solidi in genere di origine vegetale.

Gli essiccatoi di tipo noto comprendono essenzialmente un generatore di aria calda costituito da un bruciatore a combustibile tradizionale associato ad una caldaia, una tramoggia di alimentazione del prodotto da essiccare, un tunnel rotante di contatto attraversato dal flusso di aria calda, una tramoggia di scarico del prodotto essiccato, mezzi di ventilazione per il passaggio forzato deN’aria nel tunnel di contatto, un dispositivo di recupero delle polveri trascinate daH’aria calda ed un camino di scarico dei fumi e dei vapori generati dalla combustione e dall’essiccamento.

La caldaia normalmente à ̈ costituita da una camera di combustione cilindrica rivestita internamente da uno strato di protezione in materiale refrattario, ove l’aria da riscaldare proveniente dall’esterno viene alimentata direttamente alla camera di combustione attraverso apposite aperture frontali di ventilazione. In altri casi la camera di combustione comprende anche un mantello esterno che circonda il materiale refrattario della camera di combustione stessa, creando un’intercapedine coassiale alla camera di combustione. In questo secondo caso al flusso di aria esterna fredda che entra dalle aperture frontali, si unisce un secondo flusso di aria che entra da apposite feritoie poste all’estremità del mantello, passa in contro corrente attraverso l’intercapedine che si crea tra il mantello esterno e la camera di combustione pre-riscaldandosi e nello stesso tempo provvedendo a raffreddare lo strato di materiale refrattario, prolungandone la durata, e quindi entra nella camera di combustione attraverso ulteriori aperture provviste nel materiale refrattario in corrispondenza della sezione frontale della caldaia.

L’uso di tali essiccatoi provoca i seguenti inconvenienti principali: - l’aria esterna da riscaldare necessita di notevole energia termica per raggiungere le temperature di lavoro e ciò si traduce in notevoli sprechi di combustibile;

- il contatto dell’aria esterna fredda con il materiale refrattario può provocare un eccessivo sbalzo termico che può portare alla rottura dei mattoni costituenti lo strato refrattario;

- il sistema di scarico dei fumi e dei vapori generati dall’essiccazione determina una notevole perdita energetica attraverso il calore che viene disperso in atmosfera con i prodotti della combustione e del processo industriale.

Lo scopo principale dell’invenzione à ̈ di ridurre il consumo di combustibile, recuperando buona parte del calore altrimenti disperso in atmosfera.

Ulteriore scopo à ̈ quello di raffreddare lo strato di materiale refrattario, ma senza provocare eccessivi sbalzi termici tra fluido e mattoni refrattari.

Lo scopo à ̈ raggiunto con un essiccatoio ad aria calda per sostanze vegetali comprendente:

- un generatore di aria calda costituito da un bruciatore a combustibile solido, liquido o gassoso ed una caldaia costituita da un mantello cilindrico esterno e da una camera coassiale di combustione cilindrica interna rivestita da uno strato di protezione in materiale refrattario;

- una tramoggia di alimentazione del prodotto da essiccare;

- un tunnel rotante di contatto;

- una tramoggia di scarico del prodotto essiccato;

- mezzi di ventilazione per il passaggio forzato dell’aria calda nel tunnel di contatto;

- un dispositivo a ciclone di recupero delle polveri;

- un camino di scarico dei fumi e dei vapori generati dalla combustione e dall’essiccamento,

caratterizzato dal fatto che comprende una valvola deviatrice dei fumi e dei vapori generati dalla combustione e dall’essiccamento dei prodotti vegetali associata a detto camino ed un condotto di collegamento tra detta valvola deviatrice e detta caldaia atto a riportare verso detta caldaia, almeno parzialmente, detti fumi e vapori destinati allo scarico.

Vantaggiosamente detta valvola deviatrice à ̈ provvista di mezzi di manovra che ne consentono la regolazione selettiva intermedia tra due posizioni estreme di totale chiusura e di totale apertura.

Sul condotto di collegamento tra detta valvola deviatrice e detta caldaia à ̈ preferibilmente inserito un ventilatore per favorire il movimento dei fumi nel condotto stesso.

Secondo una prima realizzazione del sistema, il condotto à ̈ collegato ad una intercapedine formata tra il mantello cilindrico esterno e la camera coassiale di combustione cilindrica interna della caldaia.

Secondo una variante preferita, detto condotto si biforca in due rami, dei quali il primo à ̈ collegato a detta intercapedine ed il secondo à ̈ collegato ad aperture frontali della camera di combustione.

Secondo un aspetto preferito, in corrispondenza di detta biforcazione à ̈ presente una valvola deviatrice per consentii Hi modulare la quantità di flusso che viene deviato in ogni condotto. Caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno più chiari con l’aiuto della descrizione che segue e delle annesse figure, in cui: la Fig. 1 mostra una vista laterale schematica di un essiccatoio secondo l’invenzione;

la Fig. 2 mostra una sezione longitudinale schematica di una caldaia per l’essiccatoio di Fig. 1;

la Fig. 3 mostra, in sezione schematica assiale, un particolare del camino dell’essiccatoio di Figg. 1 e 2;

la Fig. 4 mostra, in sezione trasversale, la caldaia di Fig. 2.

Riferendosi alle figure, Ã ̈ illustrato un essiccatoio ad ara calda per sostanze vegetali comprendente:

- un generatore di aria calda costituito da un bruciatore 1 a combustibile solido, liquido o gassoso ed una caldaia 2 costituita da un mantello cilindrico esterno 3 e da una camera coassiale di combustione cilindrica interna 4 rivestita da uno strato di protezione 5 in materiale refrattario;

- una tramoggia 6 di alimentazione del prodotto da essiccare; - un tunnel 7 rotante di contatto;

- una tramoggia 8 di scarico del prodotto essiccato;

- mezzi di ventilazione 100, 200 per il passaggio forzato dell’aria nel tunnel di contatto;

- un dispositivo a ciclone 9 di recupero delle polveri presenti nei fumi di scarico;

- un camino 10 di scarico dei fumi e dei vapori generati dalla combustione e dall’essiccamento.

Sul camino 10 à ̈ inserita una valvola deviatrice 11 dei fumi e dei vapori generati dalla combustione e dall’essiccamento, connessa ad un condotto 12 di collegamento tra detta valvola deviatrice 11 e detta caldaia 2.

La valvola deviatrice à ̈ del tipo a piattello otturatore incernierato 13, in modo da potersi muovere tra due posizioni estreme, come illustrato in linea continua ed in tratteggio in Fig. 3, in cui il piattello chiude totalmente il camino 10 o il condotto 12, mediante mezzi di manovra di tipo noto.

Sul condotto 12 à ̈ inseribile un ventilatore per favorire il movimento di ritorno dei prodotti della combustione ed il condotto stesso può essere collegato direttamente alla sezione frontale di ingresso 16 della caldaia 2, oppure ad una intercapedine 17 formata tra il mantello cilindrico esterno 3 e la camera coassiale 4 di combustione cilindrica interna della caldaia 2, secondo tecnica nota.

Nella variante preferita dell’invenzione illustrata nelle figure, il condotto 12 si biforca in due condotti 14 e 15, dei quali uno à ̈ collegato a detta intercapedine 17 e l’altro à ̈ collegato alla sezione frontale di ingresso 16 della camera di combustione 4. Per realizzare tale collegamento alla sezione di ingresso 16 in caldaie esistenti à ̈ possibile ad esempio sfruttare il foro previsto sulla faccia anteriore della caldaia destinato all’oblò d’ispezione.

Nel caso di presenza di due condotti 14 e 15, Ã ̈ possibile prevedere anche la presenza di due ventilatori 18 e 19 ed eventualmente di una ulteriore valvola deviatrice 20 del tipo a piattello otturatore incernierato 21 posta in corrispondenza della biforcazione dei due condotti 14 e 15, in modo da potersi muovere tra due posizioni estreme, come illustrato in linea continua ed in tratteggio in Fig. 2, in cui il piattello chiude totalmente il condotto 14 o il condotto 15, mediante mezzi di manovra di tipo noto.

Il funzionamento dell’essiccatoio à ̈ il seguente.

Il prodotto da essiccare viene alimentato dalla tramoggia 6 e viene scaricato dalla tramoggia 8 dopo aver percorso il tunnel rotante 7 di trattamento.

I fumi generati dalla combustione di combustibile tradizionale o rinnovabile ed i vapori generati dall’essiccamento del materiale da trattare sono intercettati totalmente o parzialmente dalla valvola 11 in base alla posizione assunta dall’otturatore 13.

Tale flusso intercettato viene deviato nel condotto 12 per integrare l’aria esterna da riscaldare. È evidente però che l’energia termica necessaria al suo riscaldamento sarà inferiore a quella che sarebbe necessaria per il riscaldamento di sola aria esterna e perciò si ottiene un notevole risparmio energetico.

Nella variante illustrata, tale flusso può essere opportunamente suddiviso tra il condotto 14 ed il condotto 15 agendo sulla valvola 20. Naturalmente, i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto di ed illustrato, senza per questo uscire daH’ambito della invenzione, così come descritto, illustrato e rivendicato.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Essiccatoio ad aria calda per sostanze vegetali comprendente: - un generatore di aria calda costituito da un bruciatore (1) a combustibile solido, liquido o gassoso ed una caldaia (2) costituita da un mantello cilindrico esterno (3) e da una camera coassiale di combustione cilindrica interna (4) rivestita da uno strato di protezione (5) in materiale refrattario; - una tramoggia (6) di alimentazione del prodotto da essiccare; - un tunnel (7) rotante di contatto; - una tramoggia (8) di scarico del prodotto essiccato; - mezzi di ventilazione (100, 200) per il passaggio forzato deN’aria calda nel tunnel di contatto; - un dispositivo a ciclone (9) di recupero delle polveri; - un camino (10) di scarico dei fumi e dei vapori generati dalla combustione e dall’essiccamento, caratterizzato dal fatto che comprende una valvola deviatrice (11 ) dei fumi e dei vapori generati dalla combustione e dall’essiccamento dei prodotti vegetali associata a detto camino ed un condotto (12) di collegamento tra detta valvola deviatrice (11) e detta caldaia (2) atto a riportare verso detta caldaia, almeno parzialmente, detti fumi e vapori destinati allo scarico.
2. 2. Essiccatoio secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta valvola deviatrice (11 ) comprende di mezzi otturatori (13) atti ad assumere posizioni intermedie comprese tra posizioni estreme di totale chiusura e di totale apertura dei condotti (10) e (12).
3. 3. Essiccatoio secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che al condotto (12) Ã ̈ associato un ventilatore per favorire il movimento di ritorno verso la caldaia (2) dei prodotti della combustione.
4. 4. Essiccatoio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il condotto (12) Ã ̈ collegato direttamente alla sezione frontale di ingresso (16) della caldaia (2), oppure ad una intercapedine (17) formata tra il mantello cilindrico esterno (3) e la camera coassiale (4) di combustione cilindrica interna della caldaia (2).
5. 5. Essiccatoio secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il condotto (12) si biforca in due condotti (14) e (15), dei quali uno à ̈ collegato a detta intercapedine (17) e l’altro à ̈ collegato alla sezione frontale di ingresso (16) della camera di combustione (4).
6. 6. Essiccatoio secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che in corrispondenza della biforcazione dei due condotti (14) e (15) Ã ̈ presente una valvola deviatrice (20) comprendente mezzi otturatori (21) atti ad assumere posizioni intermedie comprese tra posizioni estreme di totale chiusura e di totale apertura dei detti condotti (14) e (15).
7. 7. Essiccatoio secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che a detti condotti (14) e (15) sono associati ventilatori (18, 19).