ITLE980006A1 - Gassificatore-combustore a microtunnels a fiamma orizzontale. - Google Patents

Description

Descrizione dell’invenzione avente per titolo:

"Gassificatore-combustore a microtunnels a fiamma orizzontale”

RIASSUNTO

Trattasi del prototipo di una stufetta d’acciaio, alimentata mediante sansa esausta e/o nocciolino di pesca, ecc., opportunamente triturato, trucioli estrusi ad alta pressione (pellets), cippato di legna delle dimensioni 10/20/40 ecc., del peso di circa 90 kg, avente dimensioni d'ingombro massime 850x300x850 mm, che sfruttando un particolare processo di gassificazione consente la combustione pressocché completa del gas prodotto.

DESCRIZIONE DEL TROVATO

La stufetta d’acciaio di cui all’oggetto, le cui caratteristiche dimensionali possono desumersi dai disegni allegati, alimentata mediante sansa esausta e/o nocciolino di pesca, ecc., del peso di circa 90 kg, sfrutta un particolare processo di gassificazione del combustibile adoperato consentendo la combustione pressocché completa del gas prodotto.

La perfetta miscelazione del gas prodotto con l’aria comburente e l’andamento della combustione, più omogenea e regolare consente eccessi d’aria più contenuti.

Il caricamento del nocciolino avviene dall’alto con un dispositivo che consente l’introduzione del combustibile senza perdite di gas.

Allo scopo di realizzare quanto sopra si è munita la vaschetta di carico di un tubo d’acciaio da 3/8 collegato all’estremità superiore della vaschetta di caricamento da un lato, con l’altro capo collegato rìgidamente alla parte alta della camera di combustione, nelle vicinanze del tubo di scarico del gas combusto, in zona posta certamente in depressione.

Due forellini da 8 mm disposti lateralmente alla sommità della vaschetta di caricamento, evitano la diffusione nell’ambiente dei cattivi odori emessi dal nocciolino.

Una volta avviato il processo, l'aria necessaria è aspirata nella camera di combustione dalla depressione creatasi nel camino.

L’aria comburente passando attraverso la brace presente su una serie di grìglie, preriscaldandosi e miscelandosi col ossido di carbonio CO e con l’idrogeno molecolare H2 derivante dalla combustione incompleta del nocciolino di sansa, forma una miscela che arrivando in camera di combustione brucia completamente.

L’aumentata energia cinetica dell’aria comburente, facilita la formazione e la miscelazione del gas (CO e/o H2) nel frattempo liberatosi.

La regolazione del tiraggio è effettuata mediante una valvola a farfalla posta sul tubo di scarico, in posizione facilmente accessibile, mentre la messa a punto del’arìa comburente è effettuata mediante una serranda collocata a chiusura del condotto in cui sono sistemate le grìglie.

La turbolenza del’aria è inoltre sfruttata per trasportare le ceneri prodotte nel condotto dove sono disposte le grìglie in una vaschetta di raccolta posta all’interno della camera di combustione, sul fondo.

Le ceneri per gravità si depositano nella vaschetta di raccolta che essendo poggiata su guide, come un normale cassetto, può essere svuotata facilmente una volta riempita.

Durante il funzionamento, la stufetta non richiede particolari accorgimenti né allacciamenti alla rete elettrica poiché priva d'apparecchiature quali motori, ventilatori, aspiratori ecc.

L’alimentatazione del nocciolino di sansa avviene per caduta attraverso una tramoggia la cui parte inferiore, ristretta, è posta in comunicazione con le griglie.

L’alimentazione continua del nocciolino avviene per gravità coadiuvata dalla corrente d’aria comburente che, liberando le griglie dalla cenere prodotta, favorisce l’immissione di nuovo nocciolino.

L’inclinazione delle griglie sull’asse orizzontale di circa 30°, nel senso del deflusso, come pure la loro disposizione, favoriscono il caricamento ed agevolano il trasporto e lo scarico della cenere prodotta, evitando il formarsi di agglomerati carboniosi.

L’accensione della stufa si effettua con l' impiego di uno stoppino, inserito nel condotto d'alimentazione a contatto col combustibile poggiato sulle griglie e richiede alcuni minuti (5-7) per avviare completamento il processo.

Durante quest'intervallo la serranda di regolazione dell’aria rimane completamente aperta.

Occorre, inoltre, riscaldare adeguatamente la camera di combustione per attivare il tiraggio e ciò si realizza bruciando dei piccoli pezzi di carta all’ interno della camera di combustione, chiudendo opportunamente lo sportellino.

Un notevole miglioramento della combustione viene realizzato con l’adozione del dispositivo individuato come particolare 18 nella raccolta di disegni allegati.

Il dispositivo di cui sopra consente infatti, attraverso i n° 5 fori da 10 mm praticati sul mantello, Γ immissione di aria preriscaldata in camera di combustione, migliorando ulteriormente il processo di combustione.

La regolazione della combustione viene effettuata agendo sulla serranda dell’aria d'alimentazione ed indirettamente sulla quantità di combustibile bruciato (1.5-2.2 kg/h).

Lo spegnimento si realizza chiudendo completamente la presa d’aria posta all’inizio del condótto in cui sono sistemate le griglie ed avviene normalmente in pochi minuti.

Per la realizzazione della stufetta si sono adoperate lamiere, piattine ecc. d’acciaio non legato, d'uso generale, negli spessori riportati nei disegni esecutivi allegati.

Il portellino, chiuso mediante vetro del tipo ceramico, montato su un telaio di ferro, è in grado di resistere e maniere inalterate nel tempo le sue caratteristiche fino a temperature di circa 800°C, consente di tenere costantemente sotto controllo il processo di combustione.

Lo scambio termico fra la stufa e l’ambiente da riscaldare avviene in parte per convezione ed in misura prevalente per irraggiamento, data l’elevata temperatura raggiunta dalle pareti metalliche della stufa e dal tubo di scarico (300-400° C circa).

L’analisi dei prodotti della combustione, a regime, realizzata mediante l’analizzatore elettronico, nelle condizioni appresso elencate ha permesso di determinare l’efficienza della stufa:

1) Ta = 18° C (temperatura dell’ambiente).

2) Te = 16° C (temperatura dell’aria esterna).

3) Tfi = 185° C (temperatura dei fumi misurata alla fine del condotto di scarico L = 4.5 m, Φi = 135 mm)

4) Tfe = 160° C (all’uscita dei fumi dal comignolo).

6) Eccesso d’aria = 3.00

7) Percentuale di ossigeno 02 = 14%

8) Percentuale C02 = 6.7 %

9) Percetuale C02 teorico = 19.2%

10) Percentuale CO = 105 ppm

1 1) Percentuale CO non dii. = 315 ppm

12) Tiraggio - 0.37 hPa

13) Rendimento η = 76.4 %

14) Perdita di calore sensibile l-η = 23.6 %

15) Numero di fuliggine o bacharach = 6

Il rendimento ηc = 0.764 già abbastanza elevato per una stufa della potenzialità al focolare di 8 Kw può essere ulteriormente migliorato aumentando la superficie di scambio ovvero il percorso della canna fumaria o aggiungendo opportuni radiatori lungo il percorso della canna fumaria all’ interno degli ambienti da riscaldare.

L’adozione della stufetta in esame consente di risolvere brillantemente il problema del riscaldamento di monolocali o di piccoli appartamenti della superficie di circa 70-100 mq secondo l'altezza, l’esposizione, il grado di coibentazione, il numero di ore di funzionamento, la temperatura esterna ed interna di progetto e gli altri fattori ben noti al progettista termotecnico.

Il grande vantaggio dell’impiego di stufette, nel riscaldamento d'ambienti, consiste nell’utilizzo di combustibili facilmente reperibili sul mercato, a basso costo, nella mancanza di parti meccaniche in movimento, nell'estrema silenziosità di funzionamento e nella completa mancanza di dispositivi elettrici. L’impiego, di stufette consente la realizzazione di piccoli impianti di riscaldamento a costi molto contenuti per la mancanza di pompe, radiatori, valvole e detentori, opere murarie per l’installazione delle tubazioni e/o la creazione del vano C.T. ed anche per la scarsa incidenza della manodopera nella realizzazione.

La regolazione della temperatura ambiente è normalmente effettuata manualmente agendo sulla serranda dell’aria prima descritta.

Il sistema gassificatore-combustore di cui si chiede il brevetto può essere adoperato, come è facile intuire, per alimentare stufe, caldaie, forni ecc. con tutti i vantaggi evidenziati precedentemente.

Claims (1)

1) Sistema di alimentazione completo (particolari 12 e 17 dei disegni allegati) poiché le caratteristiche dimensionali dei componenti e la loro disposizione risultano fondamentali per la realizzazione del processo sopra descritto. Infatti dette dimensioni scaturiscono da una innumerevole serie di prove effettuate in laboratorio su prototipi realizzati.