ITVI20130176A1

ITVI20130176A1 - Apparecchio di riscaldamento funzionante a combustibile solido

Info

Publication number: ITVI20130176A1
Application number: IT000176A
Authority: IT
Inventors: Sigismondo Canzian
Original assignee: Cs Thermos S R L
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2015-01-11
Also published as: EP2824049A1

Description

APPARECCHIO DI RISCALDAMENTO FUNZIONANTE

A COMBUSTIBILE SOLIDO

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La presente invenzione riguarda in genere un apparecchio di riscaldamento funzionante a combustibile solido e specificatamente a legna.

Più in particolare, l’invenzione si riferisce ad una stufa per il riscaldamento di ambienti, atta ad utilizzare il legname come combustibile solido ed atta, nello specifico, ad utilizzare, come combustibile solido, legno cippato, vale a dire legno ridotto in scaglie con dimensioni variabili e prodotto a partire da tronchi e ramaglie per mezzo di macchine cosiddette cippatrici; il cippato, peraltro, come le altre biomasse legno-cellulosiche, è una fonte rinnovabile, in quanto le materie di scarto rappresentano la materia prima per la crescita delle specie vegetali di origine in un ciclo chiuso a scala globale, e può essere prodotto da scarti di lavorazione agricole e forestali o da colture dedicate.

Tuttora esistono moltissimi modelli di stufe per il riscaldamento degli ambienti, nei quali vengono utilizzati vari tipi di combustibile per alimentare la fiamma e l’ambiente viene riscaldato direttamente per convezione, oltre che per irraggiamento.

Per esempio, la stufa a legna utilizza il legname come combustibile e per il suo funzionamento necessita di una canna fumaria o di un condotto di scarico dei fumi, mentre altre tipologie di stufe a combustibile solido impiegano altri materiali, quali pellet (ottenibile tramite l’utilizzo degli scarti di lavorazione del legno, quale la segatura) e/o biomassa (nocciolino d’oliva tritato o intero, sarmenti di vigna pellettizzati, noccioli di ciliegia, pellet di miscanthus, gusci di mandorle/nocciole/pinoli, mais, agri-pellet composto da cereali e legno, ecc.).

Tali tipologie di stufe a pellet e/o a biomassa necessitano di un collegamento alla rete elettrica, funzionano in maniera automatica accendendosi tramite una o più resistenze elettriche ed avendo una autonomia di funzionamento in base alla capacità del serbatoio di combustibile, funzionano a tiraggio forzato in quanto una ventola situata all’interno della stufa provvede ad estrarre verso la canna fumaria i fumi o i residui della combustione e, in particolare, non presentano fuoriuscite di fumo all’interno dell’ambiente di utilizzo, in quanto lavorano in depressione, eventualmente prelevando l’aria direttamente dall’esterno e non dal locale dove sono situate in modo da ottenere un completo isolamento termico.

Il calore prodotto viene diffuso nell’ambiente sia per convezione naturale che ad aria forzata tramite una o più ventole che contribuiscono a distribuire l’aria calda negli ambienti attigui a quello di installazione della stufa; in alcuni modelli è anche possibile incanalare l’aria calda in piccole condotte e posizionare una o più bocchette per canalizzare il calore in altri vani, mentre i modelli più recenti sono dotati di un cronotermostato che permette di programmare automaticamente gli orari di accensione e di spegnimento, la velocità della ventola per l’aria calda forzata ed i gradi di temperatura desiderati.

Esistono altresì modelli di stufe a pellet e/o a biomassa dedicati al riscaldamento dell’acqua per i radiatori; in tali prodotti sono presenti scambiatori di calore, in cui è presente l’acqua che, una volta riscaldata, circola nell’impianto dei termosifoni.

Il serbatoio, di solito con carica dall’alto, contiene il combustibile solido da bruciare ed all’interno di tale serbatoio è installata una vite infinita o coclea, posizionata all’interno di un condotto tubolare in metallo, che consente di trascinare il combustibile dal serbatoio all’interno del braciere dove il combustibile viene bruciato (grazie alla presenza di una resistenza elettrica, che, diventando incandescente nella fase di avvio, innesca la fiamma).

In particolare, la coclea è il meccanismo dosatore del combustibile solido e variando velocità e frequenza del suo movimento è possibile calcolare con sufficiente precisione quanto combustibile viene fornito al braciere nell’unità di tempo.

Tuttavia, soprattutto nel caso in cui il combustibile solido sia costituito da blocchi irregolari di legname e/o cippato (legno ridotto in scaglie), risulta difficoltoso, se non impossibile, il trasporto del suddetto combustibile solido tramite la coclea, in quanto spesso si verificano blocchi nel funzionamento della coclea di trasporto oppure perdita di legname, che, una volta accumulatosi sulla coclea, penetra fra la superficie della coclea e le pareti interne del condotto tubolare che racchiude la suddetta coclea, ricadendo all’interno del serbatoio.

Ciò determina evidenti errori nel dosaggio del combustibile, in quanto, a causa di tale fenomeno, non è ovviamente possibile calcolare con sufficiente precisione quanto combustibile solido viene fornito al braciere nell’unità di tempo solo variando la velocità e la frequenza di avanzamento della coclea.

La presente invenzione intende ovviare ai suddetti inconvenienti della tecnica nota.

In particolare, scopo dell’invenzione è quello di realizzare un apparecchio di riscaldamento funzionante a combustibile solido, che consenta di utilizzare come combustibile solido il cippato (legno ridotto in scaglie) per l’alimentazione di stufe e/o caldaie.

Altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un apparecchio di riscaldamento funzionante a combustibile solido, che consenta di effettuare in modo efficiente il carico di combustibile cippato.

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare un apparecchio di riscaldamento funzionante a combustibile solido, che consenta di preservare in modo efficace le risorse ambientali, che impieghi combustibili rinnovabili e che risulti estremamente conveniente, nonché semplice, da impiegare.

Questi ed altri scopi sono raggiunti da un apparecchio di riscaldamento funzionante a combustibile solido secondo la rivendicazione 1 allegata; ulteriori caratteristiche tecniche di dettaglio dell’apparecchio di riscaldamento oggetto dell’invenzione sono contenute nelle successive rivendicazioni dipendenti.

Questi ed altri scopi e vantaggi, che potranno emergere nel prosieguo della trattazione, risulteranno altresì maggiormente evidenti dalla descrizione che segue, relativa ad una forma esecutiva esemplificativa e preferita, ma non limitativa, dell’apparecchio di riscaldamento funzionante a combustibile solido, che è oggetto della presente invenzione, e dalle allegate tavole di disegno, in cui:

- la figura 1A è una vista parziale e parzialmente in sezione di un apparecchio di riscaldamento funzionante a combustibile solido, che impiega una coclea di trasporto del combustibile solido, secondo la presente invenzione;

- la figura 1B è una vista ingrandita di un dettaglio della figura 1A;

- la figura 1C è una vista in esploso di dettaglio del blocco bruciatore dell’apparecchio di riscaldamento della figura 1A;

- la figura 2 è una vista in esploso di una coclea, completa di guida o condotto tubolare di contenimento, utilizzata nell’apparecchio di riscaldamento secondo la presente invenzione;

- la figura 3 è una vista prospettica della coclea o spirale di cui alla figura 2, in condizione assemblata, secondo la presente invenzione;

- la figura 4 mostra una serie esemplificativa di differenti coclee assemblate ed utilizzabili nell’apparecchio di riscaldamento funzionante a combustibile solido, secondo l’invenzione.

Si badi innanzitutto che, anche se la descrizione seguente e le figure allegate si riferiscono ad un apparecchio di riscaldamento funzionante con combustibile solido costituito da cippato, l’idea inventiva è analogamente estendibile a qualsiasi apparecchio di riscaldamento, quale una stufa o una caldaia, funzionante a combustibile solido e, in particolare, funzionante a legna (in particolare ridotta in scaglie) oppure funzionante a legna e/o biomassa (incluso il pellet).

Con particolare riferimento alle figure 1A e 1B menzionate, con 10 è indicato genericamente un involucro di contenimento esterno di un apparecchio riscaldante a combustibile solido, secondo la presente invenzione, che presenta una serie di pareti laterali 11, una copertura superiore 18, che individua un vano 13 per l’inserimento del combustibile solido e da cui fuoriesce una porzione di condotto afferente alla canna fumaria, un basamento 14 ed un vano interno 15 all’interno del quale è ricavato un corpo caldaia, che include un braciere di una camera di combustione 24, ove avviene la combustione del materiale solido, e che risulta associato ad un vano di aspirazione 23 e ad un contenitore sottostante per la raccolta della cenere e dei residui generati dalla combustione dei materiali solidi impiegati.

All’interno del braciere è inoltre posta almeno una resistenza elettrica 25 di accensione della fiamma.

Il combustibile solido inserito nell’apparecchio riscaldante afferisce in un serbatoio di contenimento 16, prima di essere inviato all’interno della camera di combustione 24 e, in particolare, il combustibile solido viene condotto nel braciere della camera di combustione 24 per mezzo di una coclea 12.

Il braciere della camera di combustione 24 può essere altresì vantaggiosamente connesso al serbatoio 16 di accumulo del combustibile solido per mezzo di una tubazione di raccordo flessibile, creando così un ponte termico tra la camera di combustione 24 ed il serbatoio 16, per evitare che quest’ultimo si surriscaldi.

Affinché avvenga l’innesco (realizzato per mezzo di almeno una resistenza elettrica 25) e sia mantenuta la combustione del combustibile solido, all’interno del braciere della camera di combustione 24 viene altresì insufflato un getto, forzato e regolabile, di aria primaria prelevata dall’esterno, per mezzo di un condotto 17 ricavato posteriormente all’apparecchio riscaldante, mentre il ventilatore tangenziale 19 è impiegato per forzare aria secondaria all’interno del braciere ed estrarre così i prodotti della combustione. Il ventilatore tangenziale 19 è posto a monte del braciere nel caso in cui l’apparecchio riscaldante sia costituito da una caldaia, mentre risulta a valle del braciere ovvero nella parte finale del giro fumi, prima del raccordo di scarico, nel caso in cui l’apparecchio riscaldante sia costituito da una stufa.

Inoltre, la fiamma del braciere per caldaia si sviluppa in orizzontale, mentre il braciere applicato alla stufa lavora prima in orizzontale e poi in verticale, venendo aspirato dall’alto dal ventilatore 19 di estrazione fumi; in questo modo, l’aria riscaldata dal braciere fluisce verso l’alto e fuoriesce nell’ambiente, mentre i fumi di combustione sono inviati all’interno del condotto di uscita.

La coclea 12 di caricamento del materiale combustibile solido dal serbatoio 16 alla camera di combustione 24 dell’apparecchio riscaldante è praticamente il meccanismo “dosatore” del combustibile solido, in quanto variando la velocità e la frequenza del suo movimento si può calcolare con sufficiente precisione quanto combustibile solido viene fornito al braciere per ogni unità di tempo, nozione indispensabile per poter regolare tutti gli altri parametri di funzionamento; alternativamente alla coclea 12 è possibile utilizzare un pistone orizzontale, che funziona con lo stesso principio, ma tale impiego risulta limitato a poche tipologie di stufe e/o di combustibile solido impiegato.

Con riferimento alle figure 1A, 1B e 1C allegate, in particolare, secondo la presente invenzione, una coclea principale 12 carica il combustibile solido, attraverso un condotto verticale 35 e per mezzo di un motore 22, su un condotto orizzontale 21, che è azionato da un rispettivo motore 20 fissato ad un supporto 30, per la movimentazione di una ulteriore coclea 32 e, a sua volta, la suddetta ulteriore coclea 32 raccoglie il combustibile solido per caricarlo all’interno della camera di combustione 24.

Inoltre, il braciere della camera di combustione 24 può essere costituito da un crogiolo classico oppure può essere ricavato all’interno di una cesta rotante 40, azionata da un albero 31 e delimitata da una placca di fissaggio 33 e da un boccaglio di uscita 34

Con particolare riferimento alle figure 2 e 3 allegate, secondo la presente invenzione, si prevede di utilizzare come coclea 12 e/o 32 un elemento tubolare o albero metallico 26, che risulta sagomato a forma sostanzialmente cilindrica, su cui è avvolta almeno una spazzola o pettine 27, sagomato a spirale.

Secondo forme di realizzazione preferite, ma non limitative, dell’invenzione, la spazzola o pettine 27, sagomata a spirale ed avvolta sull’elemento metallico 26, risulta formata da una striscia di base 28, su cui sono fissati una serie di denti o filamenti metallici 29, che consentono di raccogliere e trasportare in modo efficace dal serbatoio 16 al braciere dell’apparecchio riscaldante ogni tipologia di combustibile solido e, in particolare, legno cippato (in pratica, legno ridotto in scaglie) e/o pellet e/o biomassa in genere.

Tali denti o filamenti metallici 29 sono in grado infatti di trattenere e trasportare le scaglie di legno, senza che le stesse possano inceppare il movimento della coclea 12, 32 e/o ricadano all’interno del serbatoio 16.

Infine, le lunghezze della spazzola 27 sagomata a spirale e dell’albero 26 variano in lunghezza, passo e diametro a seconda della tipologia di stufa 11 ove sono impiegati e tali spazzole 27 possono avere uno sviluppo verticale uguale, maggiore o inferiore rispetto all’albero 26 (come mostrato nella figura 4 allegata).

Dalla descrizione effettuata sono chiare le caratteristiche tecniche dell’apparecchio di riscaldamento funzionante a combustibile solido, che è oggetto della presente invenzione, così come risultano chiari i relativi vantaggi.

E’ chiaro, infine, che numerose altre varianti possono essere apportate all’apparecchio di riscaldamento in questione, senza per questo uscire dai principi di novità insiti nell’idea inventiva, così come è chiaro che, nella pratica attuazione dell’invenzione, i materiali, le forme e le dimensioni dei dettagli illustrati potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e gli stessi potranno essere sostituiti con altri tecnicamente equivalenti.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparecchio di riscaldamento (11) funzionante a combustibile solido, comprendente un serbatoio (16) del combustibile solido, almeno una coclea (12, 32), atta a raccogliere il combustibile solido da detto serbatoio (16) ed a lasciarlo cadere, secondo dosi prefissate, in un braciere di una camera di combustione (24), dove è insufflato un getto d’aria forzato e regolabile ed all’interno della quale è posta almeno una resistenza elettrica (25) di accensione della fiamma, caratterizzato dal fatto che detta almeno una coclea (12, 32) comprende un elemento tubolare o albero (26), sagomato a forma sostanzialmente cilindrica, su cui è avvolta, in corrispondenza di almeno una porzione dell’albero (26), almeno una spazzola o pettine (27) sagomata a spirale.
2. Apparecchio di riscaldamento (11) come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto albero (26) è metallico.
3. Apparecchio di riscaldamento come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta spazzola (27) è formata da una striscia di base (28), su cui sono fissati una serie di denti o filamenti metallici (29), che consentono di raccogliere e trasportare il combustibile solido.
4. Apparecchio di riscaldamento come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto combustibile include legno cippato o legno ridotto in scaglie, e/o pellet e/o biomassa.
5. Apparecchio di riscaldamento come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta spazzola (27) presenta una lunghezza, un passo ed un diametro variabili a seconda della tipologia dell’apparecchio riscaldante.
6. Apparecchio di riscaldamento come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto albero (26) presenta una lunghezza ed un diametro variabili.
7. Apparecchio di riscaldamento come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta spazzola (27) presenta una lunghezza o sviluppo uguale, maggiore o inferiore rispetto alla lunghezza o sviluppo di detto albero (26).
8. Apparecchio di riscaldamento come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno una prima coclea (12) carica il combustibile solido, attraverso un condotto verticale (35), su un condotto orizzontale (21) di supporto di almeno una seconda coclea (32), la quale raccoglie il combustibile solido per caricarlo nella camera di combustione (24).
9. Apparecchio di riscaldamento come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto braciere della camera di combustione (24) è costituito da un crogiolo classico oppure è ricavato all’interno di una cesta rotante (40), azionata da un albero (31) e delimitata da una placca di fissaggio (33) e da un boccaglio di uscita (34).