ITTO961079A1 - Radiatore ottenuto almeno in parte per pressofusione. - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo:

" RADIATORE OTTENUTO ALMENO IN PARTE PER PRESSOFUSIONE"

RIASSUNTO

Un radiatore, particolarmente per uso domestico, del tipo costituito da una pluralità di elementi riscaldanti, ciascuno comprendente un elemento collettore e almeno un elemento radiante, collegabili insieme, l’elemento collettore essendo ottenuto tramite un processo di pressofusione . Secondo l'invenzione si ha che delle proiezioni (18) dell’elemento collettore (17) presentano al loro interno un condotto (24) dotato di una sezione interna provvista di una dimensione maggiore (DI) e di una dimensione minore (D2)

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un radiatore, particolarmente per uso domestico, del tipo costituito da una pluralità di elementi riscaldanti, ciascuno comprendente un elemento collettore e almeno un elemento radiante, collegabili insieme, l’elemento collettore essendo ottenuto tramite un processo di pressofusione .

I radiatori per uso domestico sono tradizionalmente realizzati tramite collegamento in serie di una pluralità di corpi riscaldanti, ottenuti per fusione, nei quali scorre l’acqua o il fluido, utilizzati come vettori dell’energia termica. Detti corpi riscaldanti si compongono generalmente di una pluralità di tubi verticali che agiscono da elementi radianti, effettuando lo scambio termico con l’ambiente; detti tubi verticali terminando in elementi collettori cavi, i quali sono solitamente dotati, in posizione centrale, di un foro di ampio diametro. Ponendo in serie una molteplicità di elementi riscaldanti e connettendoli per mezzo di detti fori previsti nei collettori si ottengono due condutture, una superiore e l’altra inferiore, ove la conduttura superiore solitamente costituisce la conduttura d’ingresso del fluido nel radiatore, mentre la conduttura inferiore agisce da conduttura d’uscita.

I fori dei collettori che costituiscono ciascuna conduttura vengono solitamente accoppiati per mezzo di connettori filettati, mentre gli elementi estremi vengono o chiusi con tappi filettati forati del tipo cosiddetto “GAS”, per permettere l’accoppiamento delle condutture dell’acqua, oppure tramite tappi ciechi.

Sono poi noti radiatori di tipo componibile, nei quali gli elementi collettori ed i tubi riscaldanti di un medesimo corpo riscaldante sono prodotti separatamente e poi accoppiati tra loro successivamente.

L’accoppiamento avviene solitamente attraverso saldatura, o altri processi noti, dei tubi su opportune proiezioni degli elementi collettori.

In questo modo è possibile avere una grande flessibilità sul tipo di materiali e processi da impiegare per realizzare gli elementi collettori e gli elementi radianti, che possono essere diversi fra loro con vantaggi, sia economici, sia tecnici. Ad esempio possono essere realizzati elementi collettori tramite fusioni in ghisa, altamente resistenti alla corrosione, e elementi radianti in acciaio pressopiegato, con buon potere radiante e limitato costo produttivo.

In particolare in tempi recenti si è affermato l’impiego del'alluminio e di altri materiali consimili per la realizzazione di radiatori. L’alluminio è un materiale leggero, resistente alla corrosione, particolarmente adatto all’impiego in ambienti domestici. La fabbricazione di elementi collettori in alluminio risulta perciò particolarmente vantaggiosa, soprattutto se ottenuta tramite un processo di pressofusione, ovvero un procedimento di colata in cui il riempimento dello stampo avviene sotto razione di una pressione esercitata sul metallo fuso da un organo premente. Rispetto ai procedimenti di colata tradizionali, quali quelli che usano uno stampo cosiddetto “ a conchiglia” e anime, la pressofusione consente di ottenere in serie getti con elevata precisione dimensionale. Ne risulta, ad esempio, una finitura esteriore del pezzo migliore, in quanto sotto azione della pressione, il metallo aderisce in misura maggiore alle pareti dello stampo. Si applica particolarmente a leghe a basso punto di fusione quali appunto le leghe di alluminio, oppure gli ottoni, e, impiegata in produzioni di grande serie, permette di abbassare in misura notevole i costi di produzione.

Dal brevetto tedesco DE3622266 è noto ad esempio un elemento collettore realizzato in alluminio pressofuso. Detto elemento collettore viene realizzato colando per pressofusione due semielementi, i quali vengono connessi fra di loro tramite saldatura laser.

Detto tipo di procedimento risulta particolarmente svantaggioso dal punto di vista del costo di produzione dell’elemento collettore, in quanto le attrezzature per la saldatura laser sono particolarmente costose.

Sono noti altri radiatori in cui l’elemento collettore è realizzato tramite pressofusione in un pezzo unico. Detti radiatori hanno però un limitato potere radiante, dovendo essere del tipo dotato di un unico elemento radiante o, al massimo, di due elementi radianti, di forma cilindsezione circolare. Ciò è la conseguenza del fatto che, secondo l’arte nota, non è possibile realizzare i singoli elementi riscaldanti presentanti tre o più colonne di sezione circolare radianti a causa di siffatta geometria del radiatore, che ostacola un efficace processo di pressofusione dell’elemento collettore, come verrà meglio chiarito nel seguito.

Detti radiatori dunque svantaggiosamente limitano la superficie radiante e la portata di ciascun elemento riscaldante, potendo impiegare al massimo due colonne di sezione circolare. Al fine di aumentare il potere radiante può essere eventualmente aumentato il raggio della sezione circolare delle colonne, ma ciò determina un grande aumento dell’ ingombro totale del radiatore a fronte di un modesto aumento del potere radiante. Inoltre tale soluzione è svantaggiosa anche sotto l aspetto estetico del radiatore in quanto si differenzia dal caratteristico disegno del radiatore in acciaio, quale ad esempio quello riportato in figura la, detto aspetto essendo il più noto e gradito sia all’utente finale, sia agli architetti e agli arredatori per l’integrazione negli ambienti domestici.

La presente invenzione si propone di risolvere gli inconvenienti sopra citati e di indicare un radiatore, particolarmente per uso domestico, il cui elemento collettore sia realizzato tramite un processo di pressofusione, che sia di realizzazione migliorata rispetto alle soluzioni note.

In tale ambito, scopo principale della presente invenzione è quello di indicare un radiatore, particolarmente per uso domestico, il cui elemento collettore sia realizzato tramite un processo di pressofusione, realizzato in modo semplice e conveniente.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di indicare un radiatore, particolarmente per uso domestico, il cui elemento collettore sia realizzato tramite un processo di pressofusione, che non sia soggetto a limitazioni della superficie e del volume degli elementi radianti.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di indicare un radiatore, particolarmente per uso domestico, il cui elemento collettore sia realizzato tramite un processo di pressofusione, la cui apparenza estetica dopo l’installazione sia sostanzialmente simile a quella degli equivalenti radiatori realizzati per fusione e migliorata sotto il riguardo della finitura esterna.

Per raggiungere tali scopi, forma oggetto della presente invenzione un radiatore, particolarmente per uso domestico, incorporante le caratteristiche delle rivendicazioni allegate, che fanno parte integrante della presente descrizione.

Ulteriori scopi, caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione particolareggiata che segue e dai disegni annessi, fomiti a puro titolo di esempio esplicativo e non limitativo, in cui:

- la figura la rappresenta in vista schematica un esempio di radiatore secondo l’arte nota;

- la figura Ib rappresenta in vista schematica un particolare del radiatore di figura la; - la figura 1c rappresenta in vista schematica una variante del particolare di figura lb; - la figura 2 rappresenta in sezione parziale la variante di figura 1c;

- la figura 3 a rappresenta in vista schematica un radiatore secondo l’invenzione;

- la figura 3b rappresenta in vista schematica un particolare del radiatore di figura 3 a; - la figura 4 rappresenta in sezione parziale il particolare di figura 3b.

- la figura 5 rappresenta una seconda sezione del particolare di figura 3b;

- la figura 6 rappresenta una terza sezione del particolare di figura 3b;

In figura la è rappresentato in vista frontale un radiatore 1, secondo l’arte nota, il quale è costituito da una pluralità di elementi riscaldanti 2, composti da colonne 3, usualmente di sezione sostanzialmente circolare utilizzati come elementi radianti e testate 4 utilizzate come elementi collettori. Gli elementi riscaldanti 2 sono posti in cascata, sicché le testate 4, che, come si può notare nelle figure lb e le, sono di dotate di fori 5, definiscono un condotto superiore 6 e un condotto inferiore 7 per la circolazione del fluido riscaldante. In figura lb è riportata la vista laterale di un elemento riscaldante a due colonne 8, mentre in figura le è riportata la vista frontale di un elemento riscaldante a tre colonne 9.

In figura 2 è rappresentata una sezione parziale di un elemento riscaldante a tre colonne 9 di un radiatore 1 secondo l’arte nota. La testata 4 è dotata di proiezioni 10 cave, una per ogni colonna 3 da connettere. Dette proiezioni 10 sono dotate di alloggiamenti 11 per anelli di tenuta 12. La colonna 3, una volta imboccata sulla proiezione 10, viene fissata meccanicamente nel punto 13. La testata 4 è dunque dotata di quattro aperture, le tre proiezioni 10 e il foro 5 del condotto superiore 6 o del condotto inferiore 7. Durante un ipotetico processo di produzione della testata 4 per mezzo di pressofusione, degli elementi prementi, qui non rappresentati verrebbero introdotti in uno stampo, pure qui non rappresentato, attraverso le proiezioni 10 e il foro 5 per esercitare la pressione sul metallo fuso. Essendo a detti organi prementi concesso solo un movimento rettilineo, risulterebbero delle regioni 14 della testata 4 in cui l’azione premente non può essere esercitata e il metallo contenuto nello stampo per la pressofusione non potrebbe essere né condotto lungo lo stampo né scaricato al di fuori. Ne risulterebbe perciò una testata 4, che, nel migliore dei casi, conterrebbe una grande quantità di materiale in eccesso, se non risultasse addirittura ostruita la comunicazione fra il foro 5 e le proiezioni 10 e, conseguentemente le colonne 3.

In figura 3a è rappresentato invece in una vista frontale un radiatore 30 secondo l’invenzione. Detto radiatore 30 si compone di una pluralità di elementi riscaldanti 15 connessi fra loro con mezzi noti. Detti elementi riscaldanti 15 sono composti da colonne 16 e testate 17. Detti elementi riscaldanti 15 sono connessi in cascata, di modo che le testate 17 compongano un condotto superiore 28 e un condotto inferiore 29, comunicanti fra loro attraverso dei fori 23. Si può osservare come l’apparenza estetica del radiatore 30 in questa vista sia sostanzialmente analoga a quella del radiatore 1 mostrato in figura la.

In figura 3b è rappresentato in vista laterale un elemento riscaldante 15 del radiatore 30. Detto elemento riscaldante 15 presenta due testate 17, dotate di due proiezioni 18, a cui sono connesse due colonne 16. Le colonne 16 e le proiezioni 18 in questa vista appaiono estendersi orizzontalmente per maggiore parte della larghezza della testata 17, rispetto alle proiezioni 10 e alle colonne 3 di figura 2, realizzando così un profilo uniforme tra testate 17 e colonne 16.

In figura 4 è rappresentato l’elemento riscaldante 15, tramite una vista in cui una colonna 16 è parzialmente sezionata e l’altra colonna 16 è rimossa. Le proiezioni 18 sono sostanzialmente di sezione interna elissoidale, come sarà meglio visibile in figura 5, e le colonne 16 hanno una sezione interna corrispondente. Le proiezioni 18 delle testate 17 sono dotate di alloggiamenti 19 per ospitare degli elementi di tenuta 20, che in questo caso sono anch’essi di forma elissoidale. Sulle proiezioni 18 sono realizzati degli incavi 21 per realizzare l’accoppiamento meccanico delle colonne 16 con le testate 17, tramite una deformazione 22 del bordo della colonna 16 sull’incavo 21. La testata 17 è munita di un foro 23 che pone in comunicazione la testata 17 con le rimanenti testate 17 degli altri elementi riscaldanti 15, realizzando il condotto superiore 28 e il condotto inferiore 29. Nella colonna 16 sezionata è possibile osservare che la proiezione 18 definisce al suo interno un condotto 24, detto condotto 24 proseguendo all’interno della testata 17 e intersecando il foro 23. Detto condotto 24 viene formato durante il processo di pressofusione introducendo un apposito organo premente di forma acconcia, ovvero di sezione elissoidale, nello stampo all’intemo della proiezione 18. Introducendo un altro organo premente all’interno del foro 23, il quale durante la colata del metallo fuso sarà sostanzialmente tangente all’organo premente che definisce il condotto 24, oppure avrà un piccolo grado di interferenza, si avrà il completo scarico del materiale dall’interno dello stampo durante il processo di pressofusione nelle regioni di interesse. Come appare evidente dal confronto fra le figure 2 e 4 allegate, secondo l’invenzione la regione 14, che avrebbe impedito, secondo l’arte nota, lo scarico del materiale di fusione, viene eliminata, essendovi interferenza fra il condotto 24 e il foro 23.

In figura 5 è riportata una vista frontale dell’elemento riscaldante 15 di figura 4 parzialmente in sezione. In essa e’ visibile l’elemento di tenuta 20 posto nell’ alloggiamento 19 e, al disopra di esso, l’incavo 21 sulla proiezione 18 al quale è accoppiata la colonna 16 tramite la deformazione 22. Durante il montaggio, ciascuna colonna 16, come si può osservare prestando attenzione alla proiezione 18 mostrata in sezione, viene accoppiata innestandola sulla proiezione 18, quale femmina di un accoppiamento maschio - femmina, dove il maschio è costituito dalla proiezione 18. La superficie interna della colonna 16 e la superficie esterna della proiezione 18 hanno dimensioni tali da permettere il loro accoppiamento, con l’eccezione della regione della proiezione 18 in cui sono situati gli incavi 21. La colonna 16 viene innestata sulla proiezione 18 e si arresta su una spalla 27 ricavata sulla proiezione 18. L’anello di tenuta 20 risulta in questo modo compresso fra la colonna 16 e Γ alloggiamento 19 ricavato sulla proiezione 18. Dopo che la colonna 16 viene innestata sulla proiezione 18, viene praticata la deformazione 22 sulla colonna 16 in corrispondenza degli incavi 21 presenti sulla proiezione 18, tramite un apposito punzone a impronta sferica. La parete della colonna 16 penetra perciò entro gli incavi 21, formando le deformazioni 22 e garantendo l’accoppiamento meccanico fra colonne 16 e testate 17.

In fig. 6 è riportata una vista della testata 17 nella quale si può osservare la foggia delle proiezioni 18. Dette proiezioni 18 hanno una sezione interna di tipo elissoidale, ovvero contraddistinta da una dimensione di lunghezza maggiore DI e una dimensione di lunghezza minore D2. In questo modo, utilizzando una dimensione di lunghezza minore D2 corrispondente al diametro delle usuali colonne 3 a sezione circolare raffigurate nelle figure 1 e 2, è possibile ottenere un ingombro dell’elemento riscaldante 15 per la connessione in serie a altri elementi riscaldanti 15 pari quello dell’elemento riscaldante 9 di figura 2. La dimensione di lunghezza maggiore DI può essere scelta in modo che le due colonne 16 abbiano una superficie e/o un volume totale sostanzialmente pari a quello totale delle tre colonne 3 di figura 2. Si ottiene così un radiatore analogo a quello di figura 1 sia dal punto di vista funzionale che dal punto di vista estetico, con la peculiarità che la testata 17 è realizzata vantaggiosamente tramite pressofusione in unico pezzo.

Detti condotti 24 di forma sostanzialmente elissoidale, necessari ad ottenere lo scarico del materiale durante il processo di pressofusione, vengono ottenuti tramite l’ausilio, durante il processo di pressofusione, di opportuni organi prementi realizzati corrispondentemente dotati di sezione elissoidale.

Dalla descrizione effettuata risultano pertanto chiare le caratteristiche della presente invenzione, così come chiari risultano i suoi vantaggi.

Il radiatore descritto come esempio può essere prodotto impiegando un processo di pressofusione per l’elemento collettore, il che implica una notevole riduzione dei costi rispetto agli usuali elementi collettori ottenuti per fusione. Possono essere utilizzate leghe di alluminio, ma anche, ad esempio, leghe di rame o altri materiali adatti al processo di pressofusione.

Utilizzando due colonne di sezione elissoidale, oppure rettangolare, si possono ottenere le stesse superfici e/o volumi totali sviluppate dai radiatori a più colonne a sezione circolare, ai quali però non è applicabile il processo di pressofusione, legando il numero di colonne dei radiatori al diametro DI di lunghezza maggiore della sezione delle colonne secondo l’invenzione.

L’aspetto esteriore del radiatore secondo l’invenzione, dopo l’installazione, è analogo a quello dei convenzionali radiatori realizzati per fusione di acciaio, quindi detto radiatore può essere sostituito ad essi in ogni contesto architettonico senza mutamenti estetici.

L’impiego di sezione elissoidali o ovalizzate, nel caso particolare precedentemente descritto in cui l’accoppiamento fra elementi radianti e elementi collettori sia di tipo meccanico, con deformazione della colonna per mezzo di un punzone su un incavo della proiezione dell’elemento collettore, permette di offrire al punzone una superfìcie piana su cui agire, invece che cilindrica, con migliori garanzie per la precisione e tenuta dell’accoppiamento meccanico.

Il radiatore descritto come esempio è particolarmente semplice e rapido dal punto di vista della lavorazione meccanica anche successivamente alla pressofusione degli elementi collettori, richiedendo per l’assemblaggio solo l’impiego di un opportuno punzone a impronta sferica. Una guarnizione o anello di tenuta, posta fra la parete interna delle colonne e l’alloggiamento sulle proiezione degli elementi collettori assicura la tenuta idraulica in maniera altrettanto semplice e di rapido assemblaggio. Infine, è concessa la massima libertà di scelta sui materiali da impiegare, in modo da esaltare al massimo le caratteristiche funzionali di ciascun elemento. Prescelto un materiale adatto al processo di pressofusione per gli elementi collettori, per gli elementi radianti possono essere scelti materiali che privilegiano le proprietà radianti e di scambio termico, quali ad esempio le leghe di acciaio, lavorate in forma di tubi estrusi o pressopiegati laminati saldati (ca. 400 W/m2 di potere radiante), oppure per un ancor maggiore potere radiante, leghe di rame (750 W/m2).

E' chiaro che numerose varianti sono possibili per l'uomo del ramo al radiatore, particolarmente per uso domestico, descritto come esempio, senza per questo uscire dai principi di novità insiti nell'idea inventiva, così come è chiaro che nella sua pratica attuazione le forme dei dettagli illustrati potranno essere diverse, e gli stessi potranno essere sostituiti con degli elementi tecnicamente equivalenti.

In accordo a una possibile variante le colonne potranno essere vincolate agli elementi collettori per mezzo di saldature o tramite qualsiasi altro tipo di accoppiamento noto, come ad esempio accoppiamenti meccanici forzati o tramite l’ausilio di bulloni.

La sezione interna delle proiezioni e degli elementi collettori potrà essere differente, ad esempio rettangolare in luogo di elissoidale, ma potrà in generale assumere qualunque forma dotata di due assi principali ortogonali di cui uno sia sostanzialmente di lunghezza maggiore dell’altro.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Radiatore, particolarmente per uso domestico, del tipo costituito da una pluralità di elementi riscaldanti, ciascuno comprendente un elemento collettore e almeno un elemento radiante, collegabili insieme, l’elemento collettore essendo ottenuto tramite un processo di pressofusione caratterizzato dal fatto che delle proiezioni (18) dell’elemento collettore (17) presentano al loro interno un condotto (24) dotato di una sezione interna provvista di una dimensione maggiore (DI) e di una dimensione minore (D2).
2. 2. Radiatore, particolarmente per uso domestico, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dette dimensioni (D1,D2) sono scelte in modo da assicurare l’intersezione o la tangenza del condotto (24) a una apertura (23) sull’elemento collettore (17) appartenente a un condotto di circolazione del fluido (28;29) del radiatore (30) al fine di permettere il processo di pressofusione dell’elemento collettore (17).
3. 3. Radiatore, particolarmente per uso domestico, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che dette dimensioni (D1,D2) sono scelte in modo da assicurare la superficie e/o il volume desiderato degli elementi radianti (16) ai fini radianti e/o estetici.
4. 4. Radiatore, particolarmente per uso domestico, secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l’elemento collettore (17) è realizzato tramite pressofusione di una lega di alluminio.
5. 5. Radiatore, particolarmente per uso domestico, secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l’elemento collettore (17) è realizzato tramite pressofusione di una lega di ottone.
6. 6. Radiatore, particolarmente per uso domestico, secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che gli elementi radianti (16) sono connessi alle proiezioni (18) ricavate su detti elementi collettori (17) tramite mezzi meccanici (21,22).
7. 7. Radiatore, particolarmente per uso domestico, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che i mezzi meccanici (21,22) sono costituiti da una deformazione (22) dell’elemento radiante (16) sulla proiezione (18) dell’elemento collettore (17).
8. 8. Radiatore, particolarmente per uso domestico, secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l’elemento radiante (16) è connesso all’elemento collettore ( 17) tramite saldatura.
9. 9. Radiatore, particolarmente per uso domestico, secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l’elemento radiante (16) è realizzato tramite un materiale e/o un processo differente da quello impiegato per l’elemento collettore (17).
10. 10. Metodo per la realizzazione di elementi collettori di radiatori tramite pressofusione caratterizzato dal fatto che l’elemento collettore (17) è realizzato in unico pezzo tramite l’ausilio di organi prementi che, durante l’operazione di pressofusione conferiscono ad un condotto ricavato alfintemo dell’elemento collettore (17) una forma che presenta dimensioni sostanzialmente diverse lungo due assi perpendicolari.
11. 11. Metodo per la realizzazione di elementi collettori di radiatori tramite pressofusione secondo la rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che detta forma del condotto ricavato all’interno dell’elemento collettore (17) tramite l’ausilio di organi prementi è sostanzialmente elissoidale.
12. 12. Metodo per la realizzazione di elementi collettori di radiatori tramite pressofusione secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 9.
13. 13. Radiatore, particolarmente per uso domestico, e/o metodo per la realizzazione di radiatori, secondo gli insegnamenti della presente descrizione e dei disegni annessi.