ITPD20110372A1 - Dispositivo miscelatore aria-gas per bruciatori a gas combustibile con pre-miscelazione - Google Patents

Description

Dispositivo miscelatore aria-gas per bruciatori a gas combustibile con premiscelazione

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo miscelatore per bruciatori a gas combustibile avente le caratteristiche enunciate nel preambolo della rivendicazione principale n.1.

L’invenzione si colloca particolarmente, seppur non esclusivamente, nel settore tecnico delle caldaie per uso domestico destinate al riscaldamento di ambienti e/o al riscaldamento di acqua sanitaria.

In questo settore, il processo di combustione all’interno della caldaia avviene tra aria e gas combustibile, e l’aria viene richiamata all’interno della caldaia tramite un ventilatore. L’aria aspirata prima di entrare nel ventilatore fluisce all’interno di un miscelatore, e tramite la generazione di una depressione richiama il gas combustibile. Tale miscelatore, in una prima tipologia nota, ha la forma di un condotto convergente e la depressione à ̈ generata nella sezione minima, il gas essendo iniettato all’interno del flusso aria tramite un condotto coassiale al condotto convergente.

In altri sistemi noti, a valle della sezione minima à ̈ inserito un condotto divergente di opportuna lunghezza, con il quale à ̈ sostanzialmente realizzato un condotto ad effetto Venturi. La quantità di gas richiamata dalla depressione à ̈ regolata tramite una valvola gas, che mantiene costante il rapporto gas su aria al variare della velocità (numero di giri al minuto) del ventilatore.

In questa seconda tipologia nota, il sistema di adduzione del gas al miscelatore prevede una camera di convogliamento del gas definita in un involucro scatolare montato sul miscelatore, esteso coassialmente al Venturi, esternamente al medesimo, provvisto di un bocchettone di attacco alla linea gas, ed in cui la camera à ̈ in comunicazione con la sezione minima del Venturi per l’immissione del gas nel miscelatore.

Uno scopo principale dell’invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione un dispositivo miscelatore integrato nel gruppo ventilatore, strutturalmente e funzionalmente concepito per semplificare la componentistica necessaria all’integrazione dei dispositivi, agevolando l’assemblaggio degli stessi, e nel contempo assicurando, per esigenze impiantistiche, una variabilità di possibili posizionamenti e/o orientamenti relativi fra la parte di attacco gas ed il miscelatore, al fine di facilitare l’installazione del dispositivo in funzione a fronte di vincoli ed ingombri impiantistici esistenti normalmente nelle installazioni di tali apparecchi.

Questi ed altri scopi sono raggiunti dall’invenzione mediante un dispositivo miscelatore aria-gas realizzato in accordo con le rivendicazioni accluse.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue di un suo preferito esempio di attuazione illustrato, a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento agli uniti disegni in cui: - la figura 1 Ã ̈ una vista prospettica parziale di un dispositivo miscelatore realizzato secondo il trovato,

- la figura 2 Ã ̈ una vista prospettica in parziale sezione del dispositivo di figura 1,

- la figura 2A Ã ̈ una vista corrispondente a quella di figura 2 in una variante realizzativa del dispositivo,

- la figura 3 Ã ̈ una vista prospettica del dispositivo delle figure precedenti, - la figura 4 Ã ̈ una vista in esploso prospettico del dispositivo delle figure precedenti,

- le figure 5 e 6 sono viste schematiche con illustrati possibili posizionamenti relativi fra i componenti del dispositivo secondo l’invenzione,

- la figura 7 Ã ̈ una vista in esploso prospettico di ulteriori particolari del dispositivo,

- la figura 8 Ã ̈ una vista prospettica con i componenti di figura 7 illustrati in condizione assemblata,

- la figura 9 Ã ̈ una vista prospettica del dispositivo in una variante realizzativa di un particolare del dispositivo stesso,

- la figura 10 Ã ̈ una vista parziale prospettica ed in sezione del particolare di figura 9.

Con riferimento alle figure citate, con 1 Ã ̈ complessivamente indicato un dispositivo miscelatore aria-gas combustibile, realizzato in accordo con la presente invenzione e predisposto per essere associato ad un apparecchio riscaldatore quale una caldaia, non rappresentata.

Nella caldaia à ̈ previsto, in modo di per sé noto, un bruciatore, anch’esso non rappresentato, il quale à ̈ alimentato dalla miscela combustibile aria-gas preventivamente miscelata nel dispositivo miscelatore 1.

Il dispositivo comprende un gruppo ventilatore 2 con una girante 3, condotta attorno ad un asse di rotazione X, la quale à ̈ provvista di pale 4 radiali estese tra una sezione assiale di aspirazione 5 ed una sezione di mandata 6, radialmente contrapposta. La girante 3 à ̈ alloggiata in un collettore 7 nel quale sono definite le sezioni 5 e 6.

Ciascuna delle pale 4 di girante à ̈ eretta da una superficie di fondo 3a della girante 3, estesa trasversalmente all’asse X, ed à ̈ prolungata in un mozzo 8 centrale per il collegamento con l’albero di rotazione 9 condotto da un motore elettrico, globalmente indicato con 10, e convenientemente di tipo “brushless†. Il collettore 7 della girante à ̈ realizzato in due parti serrabili fra loro, una delle quali, indicata con 7a à ̈ conformata a voluta spiraliforme, mentre l’altra parte, indicata con 7b à ̈ concepita per la chiusura della voluta spiraliforme e presenta una conformazione discoidale che interessa la porzione frontale del ventilatore, porzione nella quale à ̈ ricavata la sezione di aspirazione 5 del ventilatore.

A monte della sezione di aspirazione 5 del ventilatore, dalla quale viene aspirata l’aria dal ventilatore e diretta al bruciatore, il dispositivo miscelatore comprende un condotto 11 tubolare, ad effetto Venturi, disposto coassialmente con l’asse X e comprendente un primo tratto 12 convergente in una zona a sezione minima 13 ed un tratto divergente 14, esteso a partire dalla zona della sezione 13, in prolungamento del tratto 12 e terminante in corrispondenza della sezione di aspirazione 5.

I due tratti di condotto 12, 14 sono fra loro strutturalmente indipendenti e presentano altresì profili terminali delle rispettive sezioni circolari di estremità, fra loro affacciate, aventi diametri differenti, il diametro del profilo circolare di estremità del tratto 12 convergente essendo minore del diametro del corrispondente profilo circolare di estremità del tratto 14 divergente, ad esso contiguo in corrispondenza della sezione minima del condotto 11. Fra i profili anzidetti resta individuato un passaggio 13a anulare concentrico con l’asse X, attraverso il quale viene convogliato il flusso di gas all’interno del condotto 11 di miscelazione. Più in particolare, il gas, alimentato da una appropriata linea di gas e ad esempio erogato da una idonea valvola gas, viene convogliato in una camera 15 di adduzione del gas, estesa anularmente all’esterno del condotto 11, coassialmente con il medesimo. In maggior dettaglio, la camera 15 à ̈ sostanzialmente definita dallo spazio anulare esteso a circondare esternamente il condotto 11, spazio che à ̈ radialmente compreso fra il condotto stesso ed una contrapposta parete 16 laterale a profilo cilindrico, nella parete 16 essendo previsto un bocchettone 17 radiale di alimentazione del gas alla camera 15. La parete 16 à ̈ raccordata ad una sua estremità assiale con il tratto tubolare 12 convergente, mentre à ̈ prolungata alla sua contrapposta estremità in una controflangia 18 predisposta per un serraggio reciproco con una flangia 19 provvista nella parte 7b di collettore 7.

Secondo una principale caratteristica dell’invenzione, il tratto divergente 14 di condotto 11, oltre ad essere strutturalmente indipendente dal tratto 12, à ̈ ricavato integrale con la parte 7b di collettore 7 del ventilatore, nella zona interessata dalla flangia 19. In aggiunta, il tratto convergente 12 à ̈ ricavato invece integrale con la contro-flangia 18. Più in particolare, la contro-flangia 18, la parete 16 con il bocchettone 17, ed il tratto convergente 12 del condotto 11 sono ottenuti di pezzo fra loro a realizzare un corpo scatolare, il quale quando serrato sul ventilatore, mediante reciproco serraggio di flangia 19 e contro-flangia 18, definisce, congiuntamente con la parte 7b del collettore, la camera 15 di adduzione del gas nel miscelatore. Un siffatto corpo scatolare può essere convenientemente realizzato in materia plastica.

Per il serraggio delle flangiature anzidette sono previsti una pluralità di fori di serraggio (ad esempio fori ciechi filettati 25a previsti nella flangia 19 e fori passanti 25b previsti nella contro-flangia 18), per l’impegno di rispettive viti 26 di serraggio, i quali sono disposti circonferenzialmente a passo regolare in numero prefissato, ed in posizioni corrispondenti sia sulla flangia che sulla contro-flangia. Grazie alla pluralità di fori di serraggio anzidetti, la contro-flangia 18 può essere serrata con un prescelto posizionamento angolare relativo alla flangia 19, così che il corpo scatolare di adduzione del gas possa assumere una fra una serie di posizioni fra loro angolarmente distinte, per variare l’orientamento relativo del bocchettone 17 rispetto al collettore 7 del ventilatore. In tale modo si hanno a disposizione una pluralità di possibili posizionamenti relativi fra il bocchettone e la sezione di mandata del collettore, come schematizzato in figura 5 (a tratteggio soo indicati i possibili posizionamenti), che rende più agevole il montaggio del dispositivo in funzione di vincoli ed ingombri impiantistici per ciascuna applicazione. Nelle figure sono rappresentati sei fori di fissaggio (25a, 25b) per ciascuna flangiatura, tale scelta rappresentando comunque una configurazione preferita ma non limitativa.

Con 30 à ̈ altresì indicata una piastra di supporto per un gruppo valvolare, solo schematicamente rappresentato e contrassegnato con 31, atto ad erogare il flusso di gas alla camera 15 del miscelatore. La piastra 30 à ̈ suscettibile di interposizione tra la flangia 19 e la contro-flangia 18 per essere fissata al dispositivo miscelatore a seguito del serraggio anzidetto. Con 30a à ̈ indicata una appendice di attacco estesa a squadra dalla piastra 30 e recante un foro 30b passante di accoglimento di un attacco 31a previsto sulla valvola 31, per il fissaggio della stessa con una ghiera di serraggio indicata con 32 e solo schematicamente illustrata nelle figure.

Con 35 à ̈ altresì indicato un corpo collettore della parte aria destinato al fissaggio sul corpo scatolare della parte gas, idoneo a convogliare il flusso d’aria entrante attraverso una imboccatura 35a nel tratto convergente del condotto 11. Anche per il collettore 35 sono previsti una pluralità di possibili posizionamenti con orientamento variabile rispetto al ventilatore, al fine di facilitare le operazioni di installazione del dispositivo, come illustrato in figura 6 (con tratteggio sono rappresentati possibili posizionamenti del collettore 35).

Nelle figure 9 e 10 à ̈ raffigurata una variante realizzativa del collettore 35 della parte aria, detto collettore incorporando un silenziatore per attenuare la rumorosità. In questa variante il silenziatore a conformazione tubolare à ̈ realizzato in due semi-gusci 36a, 36b assemblati fra loro con rispettivi elementi di aggancio , tutti indicati con 37.Per garantire la corretta giunzione nella zona di imboccatura del silenziatore sul corpo scatolare della parte gas, sono previsti una serie di risalti 38, disposti circonferenzialmente a passo regolare, esternamente ad un collare 39 di imbocco sporgente dal corpo scatolare lato gas, i risalti ed il collare essendo integrati in detto corpo e definendo congiuntamente una sede di accoglimento e trattenimento di un profilo circolare 40 di estremità del silenziatore. Una scelta preferita prevede quattro risalti 38 posti a 90° l’uno dall’altro, con i quali à ̈ garantita la corretta giunzione tra le parti in accoppiamento.

Ritornando al condotto 11, al fine di regolarizzare il flusso del gas nella zona di immissione nel flusso di aria in corrispondenza del passaggio 13a, il dispositivo miscelatore à ̈ provvisto, in una variante realizzativa illustrata in figura 2A, di una pluralità di appendici 27 alettate a sviluppo assiale, le quali sono allungate parallelamente alla direzione dell’asse X e sono disposte circonferenzialmente in prossimità della superficie esterna del tratto convergente 12 di condotto, per estendersi in corrispondenza del passaggio 13a anulare di convogliamento del gas nella sezione minima del condotto 11. Una siffatta alettatura assiale à ̈ quindi idonea a guidare assialmente il flusso di gas convogliato nel condotto Venturi ed uniformare sostanzialmente il regime di moto del medesimo con il regime di moto del flusso di aria alimentato assialmente attraverso il primo tratto convergente di condotto Venturi.

Le appendici 27 sono preferibilmente conformate come alette piastriformi ricavate integrali con il tratto 12 convergente di condotto Venturi esternamente al medesimo. Le alette 27 sono convenientemente erette radialmente rispetto all’asse di rotazione X a partire dalla superficie esterna del tratto 12 convergente, presentano contrapposte facce a conformazione piana e sono disposte a passo angolare regolare. Tests condotti dalla Richiedente hanno evidenziato che una pluralità di almeno sei alette 27 à ̈ sufficiente per ottenere efficaci risultati nella regolarizzazione del flusso di gas in corrispondenza della zona di miscelazione.

Una pluralità con un numero di alette uguale o maggiore di otto rappresenta in ogni caso una scelta preferita sebbene non limitativa.

L’estensione radiale delle appendici alettate 27 à ̈ compresa nello spazio radiale delimitato dai profili di estremità del primo (12) e secondo (14) tratto del condotto 11, in corrispondenza della sezione minima del medesimo.

Una conformazione preferita dell’aletta prevede inoltre che la stessa abbia un bordo 27a a profilo rettilineo, da parte contrapposta al bordo di attacco con il tratto tubolare 12 convergente, tale bordo 27a estendendosi parallelamente alla direzione assiale ed essendo raccordato alle sue estremità con una coppia di contrapposti bordi laterali 27b, ad esso perpendicolari ed aventi sviluppo radiale rispetto all’asse X.

Il dispositivo à ̈ altresì provvisto di una seconda pluralità di appendici alettate 29 localizzate internamente al tratto convergente 12 del condotto 11, in corrispondenza della sezione del profilo di estremità di detto tratto convergente. Convenientemente le alette 29 di detta seconda pluralità sono ricavate integrali con il primo tratto 12 convergente del condotto 11 ed esplicano la principale funzione di contrastare il distacco del flusso d’aria in corrispondenza del bordo di estremità uniformando così il regime di moto del flusso d’aria in prossimità della zona di miscelazione.

Una scelta preferita, sebbene non limitativa prevede quattro appendici alettate 29 disposte a passo angolare regolare (90° una dall’altra) nella sezione trasversale di estremità del tratto convergente 12 di condotto, in corrispondenza della sezione minima 13 del medesimo.

L’invenzione raggiunge così gli scopi proposti conseguendo i vantaggi enunciati rispetto alle soluzioni note.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo miscelatore per bruciatori a gas combustibile comprendente: - un gruppo ventilatore con girante a pale condotta attorno ad un asse di rotazione e recante una sezione di aspirazione assiale ed una sezione di mandata radialmente contrapposta, - un condotto ad effetto Venturi coassiale con detto asse di rotazione avente un primo tratto convergente in una sezione minima ed un secondo tratto divergente a partire da detta sezione minima ed in prolungamento del primo tratto, il tratto divergente terminando in corrispondenza della sezione di aspirazione, - una camera di adduzione del flusso di gas al dispositivo essendo definita coassialmente al condotto Venturi, esternamente al medesimo ed in comunicazione di fluido con la sezione minima del Venturi, così che il flusso d’aria alimentato lungo il primo tratto del condotto Venturi sia miscelato al flusso di gas alimentato attraverso detta camera alla sezione minima del condotto Venturi, per convogliare il flusso miscelato aria-gas attraverso il tratto divergente del condotto Venturi sino alla sezione di aspirazione del ventilatore, caratterizzato dal fatto che il primo ed il secondo tratto del condotto Venturi sono fra loro strutturalmente indipendenti, dal fatto che detto secondo tratto divergente à ̈ ricavato integrale con una flangia frontale del ventilatore nella quale à ̈ definita la sezione di aspirazione e detto primo tratto convergente à ̈ ricavato integrale con una contro-flangia suscettibile di fissaggio con detta flangia, tramite il collegamento a tenuta tra dette flangia e contro-flangia rimanendo definita la camera di adduzione del gas al miscelatore.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detta contro-flangia à ̈ serrabile con un prescelto posizionamento angolare relativo rispetto alla flangia, così che detta camera possa assumere una fra una serie di posizioni fra loro angolarmente distinte in funzione del numero di fori di serraggio a passo angolare regolare previsti nella flangia e nella contro-flangia per corrispondenti viti di serraggio.
3. 3. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta camera à ̈ sostanzialmente definita dallo spazio anulare esteso esternamente al condotto Venturi, radialmente compreso tra il condotto Venturi ed una contrapposta parete laterale a profilo cilindrico, in detta parete essendo previsto un bocchettone radiale di adduzione del gas alla camera, detta parete essendo raccordata alle contrapposte estremità assiali rispettivamente al tratto convergente del condotto Venturi e alla contro-flangia.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui detto tratto convergente, detta parete laterale, detta contro-flangia e detto bocchettone sono ottenuti di pezzo fra loro.
5. 5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il flusso di gas à ̈ convogliato nel condotto Venturi attraverso un passaggio anulare definito tra i profili di estremità del primo e del secondo tratto di condotto Venturi localizzati in corrispondenza della sezione minima di detto condotto Venturi.
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui il diametro del profilo circolare di estremità del primo tratto convergente à ̈ minore del diametro del profilo circolare di estremità del secondo tratto divergente e contiguo al primo tratto, in corrispondenza di detta sezione minima.
7. 7. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui à ̈ prevista una piastra di supporto per un gruppo valvolare di alimentazione del flusso di gas al miscelatore, detta piastra essendo suscettibile di interposizione fra la flangia e la contro-flangia in modo da essere fissata al miscelatore a seguito del serraggio reciproco tra flangia e contro-flangia.
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, in cui detto tratto convergente, detta parete laterale, detta contro-flangia e detto bocchettone sono ottenuti di pezzo in un corpo scatolare definente almeno parte di detta camera di adduzione del gas, detto corpo scatolare essendo suscettibile di collegamento con un condotto tubolare silenziatore atto a convogliare il flusso d’aria in detto tratto convergente, mezzi di giunzione essendo previsti tra il corpo scatolare ed il silenziatore, detti mezzi di giunzione comprendendo una pluralità di risalti eretti dal corpo scatolare e circonferenzialmente disposti a passo in una configurazione concentrica con un collare del corpo scatolare di innesto di un profilo di estremità del condotto silenziatore, detti risalti essendo disposti esternamente al collare così da definire una rispettiva pluralità di sedi di accoglimento e trattenimento di detto profilo nella giunzione del silenziatore al corpo scatolare.