ITUD20090076A1

ITUD20090076A1 - Dispositivo recuperatore di energia per un impianto di ventilazione ed aspirazione di un prodotto gassoso e relativo procedimento

Info

Publication number: ITUD20090076A1
Application number: IT000076A
Authority: IT
Inventors: Elvio Fochesato
Original assignee: F D E S R L
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2009-04-17
Publication date: 2010-10-18

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"DISPOSITIVO RECUPERATONE DI ENERGIA PER UN IMPIANTO DI VENTILAZIONE E/O ASPIRAZIONE DI UN PRODOTTO GASSOSO E RELATIVO PROCEDIMENTO"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un dispositivo recuperatore di energia per un impianto di ventilazione e/o aspirazione di un prodotto gassoso derivante da processi industriali, ed al relativo procedimento.

In particolare, il dispositivo recuperatore secondo il trovato è utilizzabile per un recupero, almeno parziale, dell'energia meccanica (cinetica) dei prodotti gassosi normalmente espulsi in atmosfera attraverso camini, condotti di aspirazione, di ventilazione, od altra attrezzatura analoga od assimilabile.

STATO DELLA TECNICA

E noto che molti processi industriali prevedono fasi di aspirazioni e/o trattamento dell'aria di varia natura in cui vengono prodotti fumi o gas poi espulsi in atmosfera.

In particolare, notevoli quantità di fumi o gas o vapori vengono prodotti da acciaierie, falegnamerie, impianti chimici, centrali termoelettriche, industrie tessili e altre, o da impianti di trattamento dell'aria di edifici civili quali alberghi, teatri, scuole, ospedali o altri.

Severi protocolli internazionali regolamentano la quantità massima di fumi potenzialmente inquinanti che possono essere rilasciati nell'ambiente e questo ha portato a progettare e realizzare specifici impianti di aspirazione, depurazione ed espulsione dei fumi.

Tali impianti noti prevedono generalmente un gruppo di aspirazione, un gruppo di trattamento, un condotto di convogliamento ed una bocca di espulsione dei fumi.

I fumi aspirati, di norma, subiscono, nel loro percorso verso l'espulsione in atmosfera, almeno un trattamento di riduzione della temperatura, una filtrazione, uno o più lavaggi a secco e/o a umido, un eventuale trattamento specifico per l'assorbimento delle diossine e dei microinquinanti, un trattamento di deacidificazione ed un trattamento di post-riscaldamento.

I fumi così trattati vengono poi convogliati nel condotto di convogliamento per mezzo di un ventilatore, normalmente installato alla base del condotto di convogllamento stesso o sulla sua parte terminale in prossimità del tetto, ed espulsi in atmosfera attraverso la bocca di espulsione.

II condotto di convogliamento può presentare, sulla porzione di estremità, una curva a gomito che permette la fuoriuscita dei fumi in direzione sostanzialmente orizzontale, e la bocca di espulsione può essere realizzata inclinata rispetto all'asse del condotto di convogliamento per impedire l'ingresso da parte di pioggia, grandine, neve o l'ostruzione della bocca di espulsione stessa da parte di materiale trasportato dal vento. L'energia cinetica dei fumi che attraversano il condotto di convogliamento viene in tal modo completamente dispersa con la loro espulsione in atmosfera.

E' peraltro nota la sempre più sentita necessità di reperire fonti energetiche alternative, soprattutto in ambito industriale, per far fronte agli aumentati fabbisogni di energia e all'aumento dei costi delle fonti tradizionali.

In tale contesto, uno scopo del presente trovato è quello di recuperare, almeno parzialmente, l'energia meccanica dei fumi depurati espulsi da un impianto di aspirazione e/o ventilazione per convertirla, almeno parzialmente, in energia elettrica riutilizzabile.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questo ed altri scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rispettive rivendicazioni indipendenti.

Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale.

In accordo con il suddetto scopo, un dispositivo recuperatore di energia a partire dall'energia meccanica posseduta da un prodotto gassoso derivante da processi industriali e/o civili in genere, comprende almeno un condotto di convogliamento associato ad una bocca di espulsione .

II dispositivo secondo il presente trovato comprende inoltre mezzi di aspirazione/ventilazione associati al condotto di convogliamento ed atti a prelevare da un ambiente un flusso di prodotto gassoso attraverso il condotto di convogliamento stesso, e ad espellerlo in atmosfera attraverso la bocca di espulsione secondo una determinata direzione di espulsione. Secondo un aspetto caratteristico del presente trovato, il dispositivo recuperatore comprende inoltre un gruppo di conversione, disposto a valle della bocca di espulsione, e provvisto di mezzi di conversione atti a convertire almeno parte dell'energia cinetica del suddetto flusso in un'energia riutilizzabile, ad esempio energia elettrica.

In questo modo, ad esempio, parte dell'energia elettrica assorbita per il funzionamento dei mezzi di ventilazione può essere recuperata oppure una quota dell'energia recuperata può essere reimmessa nella rete per altre funzioni.

Secondo una variante, il gruppo di conversione comprende almeno una girante, provvista di una o più pale, e disposta affacciata alla bocca di espulsione e ad una certa distanza da essa, in modo da non interferire con il normale funzionamento dei mezzi di aspirazione/ventilazione e creare scompensi, e quindi un assorbimento di energia maggiorato, ai relativi gruppi motori.

In questo modo, il movimento della girante non interferisce con il flusso espulso dal condotto di espulsione che incide così con un angolo ottimale sulle pale della girante stessa.

Le pale della girante possono essere di qualsiasi tipo noto, ad esempio ad asse verticale o ad asse orizzontale.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:

- la fig. 1 è una rappresentazione schematica di un impianto per l'espulsione di fumi secondo il presente trovato ;

- la fig. 2 è una variante dell'impianto di fig. 1.

DESCRIZIONE DI UNA FORMA PREFERENZIALE DI

REALIZZAZIONE

Con riferimento alle figure allegate, un dispositivo 10 è associato ad un gruppo di trattamento 18 dei fumi prodotti da un impianto di produzione industriale 20 ed è utilizzato per il recupero di energia a partire dall'energia meccanica di tali fumi.

Il dispositivo 10 comprende un camino 11, un gruppo di aspirazione 19 comprendente un motore elettrico ed un ventilatore, ed un gruppo di conversione 12.

Il gruppo di aspirazione 19, collocato alla base del camino 11, aspira il flusso di fumi in uscita dal gruppo di trattamento 18, di tipo noto e qui non descritto in dettaglio, e lo convoglia all'interno del camino 11 stesso.

Nel caso di specie, il camino 11 comprende un tratto verticale ed un tratto orizzontale raccordati da una curva a gomito.

Il camino 11, all'estremità libera del tratto orizzontale, è provvisto di una bocca di espulsione 16 realizzata inclinata rispetto all'asse longitudinale del tratto orizzontale.

Il gruppo di conversione 12 è collocato sul tetto 30 del fabbricato nel quale viene svolto il processo di produzione, nel caso di specie ad una distanza di circa 80 centimetri dalla bocca di espulsione 16.

Il gruppo di conversione 12 comprende una turbina 13, un alternatore 15 ed un albero 14 di trasmissione che collega la turbina 13 e l'alternatore 15.

La turbina 13 è disposta in modo da affacciarsi verso la bocca di espulsione 16 e che il suo asse risulti sostanzialmente allineato all'asse longitudinale del tratto orizzontale del camino 11. La turbina 13 viene azionata dalla pressione del flusso dei fumi sulle pale ed il suo moto rotazionale viene trasmesso, attraverso l'albero 14, al rotore dell'alternatore 15.

L'alternatore 15 è collegato alla linea di distribuzione 22 dell'energia elettrica o ad un accumulatore, non illustrato in figura, ai quali cede l'energia elettrica prodotta.

Secondo la variante illustrata in fig. 2, il dispositivo 10 comprende un camino 11 verticale e la turbina 13 è installata superiormente ad esso con l'asse parallelo all'asse del camino 11 stesso. Questa soluzione permette di occupare meno spazio sul tetto 30 del fabbricato, consentendo quindi di installare il gruppo di recupero 12 anche in impianti per l'espulsione dei fumi già esistenti.

E ’ chiaro comunque che al dispositivo 10 per l'espulsione di un prodotto gassoso fin qui descritto possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato.

Ad esempio, il presente trovato può essere applicato non solo ad impianti di ventilazione e/o aspirazione dei fumi, ma anche ad impianti di espulsione di vapore o ad impianti di trattamento dell'aria.

In questo caso, il gruppo di conversione 12 comprende anche un dispositivo di raccolta del liquido di condensa prodotto dal contatto del vapore con la turbina 13, collegato ad un dispositivo di smaltimento del liquido stesso.

E' anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz'altro realizzare molte altre forme equivalenti di dispositivo recuperatore di energia per un impianto di espulsione di un prodotto gassoso, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo recuperatore di energia a partire dall'energia meccanica posseduta da un prodotto gassoso derivante da processi industriali in genere, comprendente almeno un condotto di convogliamento (11) associato ad una bocca di espulsione (16), e mezzi di aspirazione/ventilazione comprendenti almeno un motore e associati al condotto di convogliamento (11) ed atti a prelevare da un ambiente (18) un flusso di detto prodotto gassoso attraverso il condotto di convogliamento (11), e ad espellerlo in atmosfera attraverso la bocca di espulsione (16) secondo una determinata direzione di espulsione, caratterizzato dal fatto che comprende un gruppo di conversione (12), disposto a valle della bocca di espulsione (16), e provvisto almeno di mezzi di conversione (13) atti a convertire almeno parte dell'energia cinetica di detto flusso in un'energia riutilizzabile.
2. Dispositivo come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi di conversione (13) sono disposti all'esterno del condotto di convogliamento (11) lungo la direzione di espulsione del prodotto gassoso.
3. Dispositivo come nella rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i mezzi di conversione (13) sono disposti ad una distanza dalla bocca di espulsione tale da non creare una perturbazione nel funzionamento del motore.
4. Dispositivo come in una o l'altre delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i mezzi di conversione comprendono almeno una girante (13) provvista di una o più pale.
5. Dispositivo come nella rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il gruppo di conversione (12) comprende un dispositivo di controllo e regolazione collegato alla girante (13) per la selettiva attivazione di detta girante (13) in relazione alla velocità del flusso di prodotto gassoso .
6. Dispositivo come in una o l'altre delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il gruppo di conversione (12) comprende mezzi di filtraggio, disposti a monte dei mezzi di conversione (13).
7. Dispositivo come in una o l'altre delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il gruppo di conversione (12) comprende mezzi di raccolta della condensa.
8. Dispositivo come in una o l'altre delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il gruppo di conversione (12) è elettricamente collegato alla linea (22) di distribuzione dell'energia elettrica per l'immissione dell'energia recuperata in detta linea (22).
9. Dispositivo come in una o l'altre delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il gruppo di conversione (12) è elettricamente collegato ad un accumulatore di energia.
10. Dispositivo come in una o l'altre delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il gruppo di conversione (12) è elettricamente collegato alla linea elettrica di alimentazione dell'impianto produttivo al quale è associato.
11. Procedimento di recupero di energia a partire dall'energia meccanica posseduta da un prodotto gassoso derivante da processi industriali in genere, comprendente almeno una fase di aspirazione, in cui mezzi di aspirazione/ventilazione (19), associati ad un condotto di convogliamento (11), prelevano da un ambiente (18) un flusso di detto prodotto gassoso attraverso detto condotto di convogliamento (11), e lo espellono in atmosfera secondo una determinata direzione di espulsione, attraverso una bocca di espulsione (16) associata a detto condotto di convogliamene (11), caratterizzato dal fatto che comprende una fase di recupero di energia, in cui un gruppo di conversione (12), disposto a valle di detta bocca di espulsione (16), converte almeno parte dell'energia cinetica di detto flusso in un'energia riutilizzabile,