ITVE20110067A1

ITVE20110067A1 - Scambiatore di calore per apparecchi di cottura a gas.

Info

Publication number: ITVE20110067A1
Application number: IT000067A
Authority: IT
Inventors: Nicola Berto; Vittorino Calonego
Original assignee: Foinox S P A
Priority date: 2011-10-06
Filing date: 2011-10-06
Publication date: 2013-04-07

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione avente per titolo:

"Scambiatore di calore per apparecchi di cottura a gas" La presente invenzione concerne uno scambiatore di calore per apparecchi di cottura a gas.

Sono noti apparecchi di cottura a gas per alimenti; essi comprendono una camera di cottura, nella quale vengono posti gli alimenti da cuocere, una ventola per la diffusione deN'aria calda all'interno della camera di cottura, un bruciatore di tipo soffiato, alimentato con gas o con una miscela di gas ed aria ed uno scambiatore di calore a forma tubolare, sviluppantesi attorno alla ventola, operativamente connesso con un bruciatore e finalizzato al convogliamento dei gas combusti.

E' anche noto che i bruciatori di tipo soffiato sono preferibili ai bruciatori cosiddetti atmosferici per la loro miglior efficienza termica, in quanto comportano minori consumi di combustibile ed evitano inutili dispersioni di calore.

Tuttavia un inconveniente degli scambiatori che utilizzano un bruciatore di tipo soffiato consiste nel fatto che la pressione e la velocità dei gas combusti sono tali da richiedere che lo scambiatore sia interessato da ostacoli che in qualche modo rallentino i gas stessi durante il loro percorso lungo lo scambiatore. Ciò ha comportato la necessità di creare nello scambiatore restringimenti, paratie, biforcazioni o curve con raggio superiore a 90° od altri ostacoli al flusso di gas co mbusti. Si tratta in tutti i casi di soluzioni che comportano particolari lavorazioni sullo scambiatore di calore, costi conseguentemente elevati, mancanza di uniformità termica sulla sua superficie ed eccessiva usura legata alle dilatazioni termiche.

Secondo l'invenzione tutti questi inconvenienti sono eliminati con uno scambiatore di calore per apparecchi di cottura a gas comprendenti una camera di cottura, nella quale vengono posti gli elementi da cuocere, una ventola per la diffusione dell'aria calda all'interno della camera di cottura, un bruciatore di tipo soffiato, alimentato da una miscela di gas ed aria, ed uno scambiatore a forma tubolare, sviluppantesi attorno alla ventola, operativamente connesso con detto bruciatore e finalizzato al convogliamento dei gas combusti, caratterizzato dal fatto che detto scambiatore comprende un tratto di tubo a sezione sostanzialmente costante, recante applicato all'estremità di ingresso detto bruciatore ed all'estremità opposta un setto di chiusura, e comprende altresì un condotto interno di sezione minore, aperto ad entrambe le estremità ed aventi uno dei due tratti terminali sboccante all'interno di detto scambiatore in posizione affacciata a detto setto e l'altro tratto terminale attraversante la parete di detto scambiatore e sboccante all'esterno.

La presente invenzione viene qui di seguito ulteriormente chiarita in una sua preferita forma di pratica realizzazione, riportata a scopo puramente esemplificativo e non limitativo con riferimento alle allegate tavole di disegni, in cui:

la figura 1 mostra in vista laterale uno scambiatore secondo l'invenzione, e la figura 2 lo mostra in pianta secondo la vista IMI di fig. 1 .

Come si vede dalle figure, lo scambiatore secondo l'invenzione, indicato globalmente con 2 è destinato ad essere montato in maniera tradizionale all'interno di una camera di cottura, nella quale vengono posti gli alimenti da cuocere. Esso ha forma tubolare a sezione preferibilmente costante e si sviluppa attorno ad una ventola 4, finalizzata a far circolare un flusso di aria calda all'interno della camera di cottura, e quindi ad uniformarne la temperatura.

Per ragioni di semplicità realizzativa lo scambiatore si sviluppa attorno alla ventola 4 con tratti rettilinei alternati con tratti di raccordo curvati a 90°.

All'estremità a monte dello scambiatore 2 è applicata una flangia amovibile 6 di supporto di un bruciatore a gas 8 di tipo soffiato. Vantaggiosamente alla stessa flangia 6 è applicata anche una struttura tubolare 10, che avvolge detto bruciatore 8 e delimita con il tratto iniziale dello scambiatore 2 un'intercapedine anulare. Questa struttura tubolare comprende un tratto cilindrico che si prolunga in un tratto troncoconico ed il tutto è meglio descritto in una differente domanda di brevetto presentata dalla stessa richiedente in pari data.

L'estremità a monte dello scambiatore 2 è chiusa da un setto 12, al quale è affacciata l'estremità di un condotto tubolare 14, che si sviluppa all'interno della porzione estremale dello scambiatore 2 ed è mantenuto in posizione ad esso coassiale da supporti radiali 16 attraversabili dai gas combusti.

In corrispondenza dell'estremità del condotto tubolare 14 opposta a quella affacciata al setto 12 il condotto stesso è ripiegato a 90° rispetto all'asse dello scambiatore 2 ed attraversa a tenuta la parete di questo per poi sboccare con una sua estremità libera all'esterno.

II funzionamento dello scambiatore secondo l'invenzione è il seguente: quando i gas combusti che decorrono lungo lo scambiatore dal bruciatore 8 verso valle incontrano il condotto tubolare 14 sono incanalati nell'intercapedine anulare delimitata tra i due fino a giungere in corrispondenza del settore 12, dove subisce una brusca inversione del senso di avanzamento ed entra nel condotto tubolare 14 per poi uscire all'esterno.

In questo modo è possibile creare un ostacolo al libero percorso dei gas combusti e quindi ottenere dal punto di vista termodinamico effetti paragonabili alle paratie, ai restringimenti od alle brusche variazioni di direzione del flusso dei gas combusti, causa di inconvenienti riscontrabili nello stato dell'arte.

Al tempo stesso è possibile creare questo ostacolo pur senza creare attrito tra i gas combusti e/o le pareti del canale di convogliamento, con ciò riducendo i fenomeni di erosione, pure riscontrabili nel passato.

Inoltre è possibile provocare un'inversione nel percorso dei gas combusti senza particolari lavorazioni e senza la necessità di saldature di pezzi nel tratto di scambiatore, nel quale avviene questa inversione, ed in sostanza con costi di realizzazione alquanto contenuti.

Infine, grazie alle modalità con le quali è ottenuta questa inversione, ed in particolare grazie all'eliminazione di saldature tra componenti in corrispondenza di questa inversione, sono eliminati i problemi di dilatazioni termiche e di erosione dell'acciaio nei punti di saldatura.

Nel caso poi si utilizzi la struttura intermedia 10 attorno al bruciatore, si ottengono anche altri vantaggi, legati alla sua presenza, ed in particolare: - si riduce il processo di deterioramento della porzione di scambiatore che avvolge il bruciatore,

- si impedisce che l'acqua e l'umidità inevitabilmente presenti nella camera di cottura vengano a contatto con pareti dello scambiatore eccessivamente riscaldate e deteriorino l'acciaio, di cui esso è realizzato,

- elimina gli schioppettii dello scambiatore durante il funzionamento del bruciatore,

- assicura una diffusione più uniforme del calore sull'intero scambiatore e nella camera di cottura.

La presente invenzione è stata illustrata e descritta in una sua preferita forma di realizzazione, ma si intende che varianti esecutive potranno ad essa in pratica apportarsi, senza peraltro uscire daN'ambito di protezione del presente brevetto per invenzione industriale.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Scambiatore di calore per apparecchi di cottura a gas comprendenti una camera di cottura, nella quale vengono posti gli elementi da cuocere, una ventola (4) per la diffusione dell'aria calda all'interno della camera di cottura, un bruciatore (8) di tipo soffiato, alimentato da una miscela di gas ed aria, ed uno scambiatore (2) a forma tubolare, sviluppantesi attorno alla ventola, operativamente connesso con detto bruciatore e finalizzato al convogliamento dei gas combusti, caratterizzato dal fatto che detto scambiatore (2) comprende un tratto di tubo a sezione sostanzialmente costante, recante applicato all'estremità di ingresso detto bruciatore (8) ed all'estremità opposta un setto di chiusura (12), e comprende altresì un condotto interno (14) di sezione minore, aperto ad entrambe le estremità ed aventi uno dei due tratti terminali sboccante all'interno di detto scambiatore in posizione affacciata a detto setto (12) e l'altro tratto terminale attraversante la parete di detto scambiatore e sboccante all'esterno.
2. Scambiatore di calore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di essere costituito da un elemento tubolare a sezione sensibilmente costante.
3. Scambiatore di calore secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detto elemento tubolare a sezione sensibilmente costante è costituito da più spezzoni saldati assieme.
4. Scambiatore di calore secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto elemento tubolare è costituito da più tratti rettilinei alternati a tratti incurvati secondo angoli non superiori a 90°.
5. Scambiatore di calore secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto elemento tubolare e detto condotto interno (14) sono coassiali.
6. Scambiatore di calore secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto bruciatore (8) è avvolto da una struttura tubolare (10) coassiale a detto scambiatore e delimitante con la sua parete un’intercapedine anulare.
7. Scambiatore di calore secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che alla sua estremità a monte è applicata una flangia amovibile (6) di supporto di detto bruciatore (8) e di detta struttura tubolare interna (10).
8. Scambiatore di calore secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detta struttura tubolare interna (10) comprende un tratto cilindrico avvolgente dello bruciatore (8) ed un successivo tratto troncoconico.