ITPN20110084A1 - Forno a combustibile solido con ricircolo d'aria perfezionato - Google Patents

Description

Descrizione del brevetto per invenzione avente per titolo:

“FORNO A COMBUSTIBILE SOLIDO CON RICIRCOLO D’ARIA PERFEZIONATO"

DESCRIZIONE

SETTORE TECNICO DELL’INVENZIONE

[001] La presente invenzione si riferisce ad un forno a combustibile solido provvisto di un sistema perfezionato di ricircolo aria all’interno della camera di cottura.

STATO DELLA TECNICA

[002] Un forno a combustibile solido di tipo noto, schematicamente mostrato nelle Figure 1 e 2, generalmente comprende una camera di combustione 1 entro la quale può essere riposto il combustibile solido necessario alla combustione ed una camera di cottura 2, separata dalla camera di combustione 1 , nella quale sono ricevute le pietanze da cuocere. La camera di cottura 2, accessibile aprendo uno sportello 8, è riscaldata dalla camera di combustione 1 mediante una pluralità di condotti 3 che sono disposti nelle regioni periferiche della camera di cottura 2 e sono separati da quest’ultima da pareti 7 costituite da un opportuno materiale in grado di trasmettere il calore. Come indicato dalle frecce in Figura 1, all'interno dei condotti 3 vengono convogliati i fumi prodotti dalla combustione prima di essere scaricati all’esterno del forno mediante un tubo di scarico 4 eventualmente allacciato ad una canna fumaria non mostrata nelle figure. Un ventilatore 5, alloggiato nella parete di fondo della camera di cottura 2, crea un effetto convettivo che uniforma la temperatura all’interno della camera di cottura 2 e permette all’aria circolante nella camera di cottura 2 di lambire i condotti 3 riscaldandosi. Uno o più ripiani 6 sono disposti entro la camera di cottura 2 per l’appoggio delle pietanze da cuocere. Una struttura di contenimento 9 opportunamente coibentata racchiude tutte le componenti operative del forno.

[003] Un inconveniente dei forni del tipo noto sopra descritto consiste nel fatto che essi non prevedono alcun mezzo per la regolazione della temperatura all’interno della camera di cottura 2. Sostanzialmente, il funzionamento di tali forni prevede che l’ utilizzatore inserisca una certa quantità di combustibile solido, tipicamente legna da ardere, entro la camera di combustione 1 , avvìi la combustione, e attenda che il calore prodotto dalle fiamme venga trasferito alla camera di cottura 2 attraverso i fumi circolanti nei condotti 3. La temperatura sale velocemente fino ad un valore massimo che è prossimo ai 300 °C, per poi discendere con una velocità assai minore fino a raggiungere un valore di temperatura compreso tra 230-250 °C generalmente dopo circa 2-2,5 ore. Dal momento che la cottura di una pietanza all’interno del forno richiede al massimo una temperatura di 200-250 °C, si intuisce come l’utente sia costretto ad attendere un tempo relativamente lungo prima di poter inserire le pietanze nella camera di cottura 2 senza correre il rischio di sottoporle ad una temperatura troppo elevata e quindi bruciarle.

[004] Inoltre, svantaggiosamente, l’utilizzatore non ha alcuna possibilità di modificare la temperatura entro la camera di cottura 2 se non agendo sulla quantità di combustibile solido inserito nella camera di combustione 1. L’effetto della quantità di combustibile inserita nella camera di combustione sull’andamento della temperatura all’interno della camera di cottura è però difficilmente stimabile dall’utilizzatore sia in occasione del primo caricamento del forno sia quando la camera di combustione deve essere ricaricata dopo che una prima quantità di combustibile si è esaurita. In tali condizioni il rischio di compromettere la cottura dei cibi contenuti nella camera di cottura 2 è piuttosto elevato.

[005] A parziale soluzione degli inconvenienti sopra descritti, la medesima richiedente ha presentato la domanda di brevetto IT PN2010A000053 la quale si riferisce ad un forno a combustibile solido provvisto di mezzi per il controllo della temperatura entro la camera di cottura. Il forno comprende una camera di combustione, una camera di cottura, un primo circuito aeraulico aperto adatto a trasferire calore dalla camera di combustione alla camera di cottura, un condotto di scarico dei fumi di combustione ed un dispositivo di controllo termostatico della temperatura esistente all'interno della camera di cottura comprendente mezzi di pompaggio deiraria. Questi ultimi sono in comunicazione di fluido con un secondo circuito aeraulico aperto che si estende, almeno per un tratto a monte del condotto di scarico, in parallelo al primo circuito aeraulico e comprende mezzi convogliatori disposti in una regione provvista di pareti che separano la camera di combustione dalla camera di cottura.

[006] Tale soluzione nota presenta tuttavia una struttura piuttosto complessa, in particolare per quanto riguarda la disposizione e la realizzazione dei condotti aeraulici per il convogliamento dei fumi di combustione e deN’aria di raffreddamento prelevata dall’esterno per mantenere sostanzialmente costante ed uniforme la temperatura in camera di cottura. È necessario infatti evitare che i flussi dei fumi di combustione e dell’aria di raffreddamento penetrino nella camera di cottura, e quindi deve essere prevista una apposita disposizione di condotti che, pur garantendo il contatto con la camera di cottura per favorire la scambio di calore per convezione, mantenga separato il flusso dei fumi e dell’aria esterna dalla camera di cottura.

[007] Il brevetto US 2,582,887 mostra una stufa che comprende un forno di cottura in cui la parete posteriore della camera di cottura è forata e comunicante con un condotto d’aria adiacente alla camera di combustione. Grazie all’azione di un ventilatore, una portata d’aria viene prelevata dall’interno della camera di cottura e trasferita, attraverso i fori previsti sulla parete posteriore, nell’adiacente condotto d’aria dove viene riscaldata grazie al calore proveniente dall’attigua camera di combustione e reintrodotta all’interno della camera di cottura.

[008] Un inconveniente di tale soluzione nota risiede nel fatto che l'aria riscaldata viene introdotta solamente su un lato del forno, determinando così una cottura delle pietanze non uniforme ed una bassa temperatura di cottura a causa del prelievo laterale del calore.

[009] Inoltre, nel caso di mancanza di alimentazione elettrica del ventilatore, ed anche se il fuoco rimane acceso, il forno smetterà di cuocere le pietanze a causa della drastica riduzione di temperatura nella camera di cottura per effetto della disposizione laterale della camera di combustione.

RIASSUNTO DELL’INVENZIONE

[0010] Compito principale della presente invenzione è quindi quello di escogitare un forno a combustibile solido con ricircolo d’aria perfezionato in grado di superare gli inconvenienti della tecnica nota.

[0011] NeN’ambito del compito sopra esposto, uno scopo della presente invenzione è quello di escogitare un forno a combustibile solido a ricircolo d’aria perfezionato costruttivamente semplificato rispetto alla tecnica nota.

[0012] Un altro scopo della presente invenzione è quello di escogitare un forno a combustibile solido in cui, grazie al ricircolo d’aria perfezionato, la temperatura all’interno della camera di cottura possa essere mantenuta sostanzialmente uniforme e ad un valore adatto per la cottura ottimale delle pietanze.

[0013] Un ulteriore scopo è quello di escogitare un forno a combustibile solido affidabile ed in grado di continuare la cottura a temperatura sufficientemente uniforme e ad un valore adeguato anche in caso di interruzione del ricircolo d’aria.

[0014] Non ultimo scopo è quello di escogitare un forno a combustibile solido con ricircolo d’aria perfezionato che consegua il compito e gli scopi sopra indicati a costi competitivi e che sia ottenibili con gli usuali e noti macchinari, impianti e attrezzature.

[0015] Il compito e gli scopi sopra indicati, ed altri che meglio appariranno nel seguito della descrizione, vengono raggiunti da un forno a combustibile solido con ricircolo d’aria perfezionato come definito alla rivendicazione 1 .

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

[0016] Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione diverranno più evidenti dalla seguente descrizione di una particolare, ma non esclusiva, forma di realizzazione illustrata a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento alla annesse figure, in cui:

la figura 1 rappresenta una vista schematica frontale di un forno secondo la tecnica nota;

- la figura 2 mostra una vista schematica dall’alto del forno di figura 1 ;

- la figura 3 è una vista frontale di un forno secondo la presente invenzione; - la figura 4 è una vista in sezione secondo il piano A-A di figura 3;

- la figura 5 è una vista in spaccato frontale del forno di cui alla figura 3;

- la figura 6 rappresenta il forno di cui alle figure da 3 a 5 secondo una vista prospettica in spaccato.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

[0017] Con riferimento alle figure da 3 a 6, un forno secondo la presente invenzione comprende una camera di combustione 1 entro la quale può essere riposto un combustibile solido, ad esempio legna da ardere, necessario alla combustione. Una camera di cottura 2, separata dalla camera di combustione 1 e disposta direttamente al di sopra di essa, è prevista per ricevere le pietanze da cuocere. La camera di cottura 2 comprende una prima coppia di pareti affacciate tra loro, ad esempio la parete di fondo 5 e la parete frontale 5a, ed una seconda coppia di pareti tra loro affacciate, ad esempio la coppia di pareti laterali 5b, disposte circa perpendicolarmente alla prima coppia di pareti.

[0018] La camera di cottura 2 è accessibile aprendo uno sportello 3, generalmente coincidente con la parete frontale 5a, ed è riscaldata dalla camera di combustione 1 mediante irraggiamento diretto su di una piastra 4 in materiale refrattario alloggiata superiormente alla superficie di base 11 della camera di cottura 2 in modo da formare una intercapedine tra la piastra 4 e la superficie di base 11 ; secondo una forma di realizzazione preferita, la piastra 4 è disposta in modo da essere a contatto con la parete di fondo 5 e la parete frontale 5a della camera di cottura 2, mentre è distaccata dalle pareti laterali 5b in modo da formare rispettive feritoie longitudinali 10 su ciascun lato. Naturalmente la disposizione può essere diversa, ad esempio la piastra 4 può essere in contatto con le pareti laterali 5b e distaccata dalle pareti di fondo 5 e frontale 5a, rimanendo comunque nell’aimbito del concetto inventivo della presente invenzione.

[0019] La faccia della superficie di base 1 1 orientata verso la camera di combustione 1 coincide sostanzialmente con il cielo della camera di combustione stessa.

[0020] Almeno una parete della camera di cottura 2, preferibilmente la parete di fondo 5, presenta una porzione forata 6 in corrispondenza della quale, da parte opposta rispetto alla camera di cottura 2, sono montati mezzi di aspirazione 7, quale ad esempio una ventola azionata elettricamente.

[0021] I mezzi di aspirazione 7 sono in comunicazione con mezzi convogliatori comprendenti almeno un condotto 8 disposto esternamente alla camera di cottura 2 e comprendente una sezione di ingresso disposta in corrispondenza dei mezzi di aspirazione 7 per ricevere, attraverso la porzione forata 6, l’aria calda presente internamente alla camera di cottura 2.

[0022] Il condotto 8 si estende lungo almeno una porzione esterna della parete di fondo 5 proseguendo poi ad angolo retto lungo l'intercapedine formata dalla superficie di base 1 1 della camera di cottura 2 e la piastra 4 in materiale refrattario.

[0023] Le sezioni di uscita del condotto 8 sono costituite dalle feritoie laterali 10 disposte lungo l’estensione longitudinale della camera di cottura 2.

[0024] Un secondo condotto 13 per lo scarico dei fumi avvolge esternamente la camera di cottura 2 in senso trasversale, e quindi con un percorso dei fumi secondo una direzione perpendicolare al percorso di ricircolo deN’aria, come meglio spiegato nel seguito.

[0025] Il secondo condotto 13 comunica, ad una estremità, con la camera di combustione 1 e, all’altra estremità, con una canna fumaria 14 per l’uscita dei fumi.

[0026] Le frecce rappresentate nelle Figure 5 e 6 indicano il percorso di ricircolo dell’aria nel forno: dalla camera di cottura 2 l’aria, riscaldata per effetto del riscaldamento della piastra 4 disposta direttamente sopra alla camera di combustione 1 , viene prelevata dai mezzi di aspirazione 7 attraverso la porzione forata 6 della parete di fondo 5 e, grazie all’effetto convettivo creato dai mezzi di aspirazione 7, convogliata all’interno del condotto 8; in tal modo il flusso d’aria lambisce parte della parete di fondo 5 e, successivamente, la superficie inferiore della piastra 4 e la faccia superiore della superficie di base 1 1 della camera di cottura 2. Da qui, l’aria fuoriesce attraverso le feritoie 10 per lambire le pareti laterali 5b internamente alla camera di cottura 2.

[0027] Una struttura di contenimento 12 opportunamente coibentata racchiude tutte le componenti operative del forno.

[0028] La circolazione d’aria ottenuta attraverso il prelievo di un flusso di aria calda dalla camera di cottura 2 ed il convogliamento di tale flusso lungo la parete di fondo 5, la superficie di base 1 1 e le pareti laterali 5b permette di uniformare la temperatura all’interno della camera di cottura 2, in quanto il calore proveniente dal basso e generato dalla camera di combustione 1 si distribuisce in maniera uniforme lungo le suddette pareti 5, 5b e superficie di base 11 .

[0029] Inoltre la temperatura di cottura avrà un valore ottimale per eseguire la cottura delle pietanze in quanto la camera di cottura 2 è disposta proprio al di sopra del focolare.

[0030] Un ulteriore aspetto della presente invenzione consiste nel fenomeno di pirolisi che si ottiene per effetto del ricircolo d’aria: infatti l’aria prelevata dalla camera di cottura 2, carica di odori e vapori generati dal processo di cottura, viene spinta, attraverso l’azione dei mezzi di aspirazione 7, contro il piano caldo del forno, tra la piastra 4 in materiale refrattario e la superficie di base 1 1 , innescando così un processo di pirolisi, ossia di decomposizione termochimica di materiali organici ottenuto mediante l’applicazione di calore ed in assenza di agenti ossidanti.

[0031] Da quanto precede risulta quindi evidente come la presente invenzione consegua gli scopi ed i vantaggi inizialmente previsti: si è infatti escogitato un forno a combustibile solido con ricircolo d’aria perfezionato in grado di superare gli inconvenienti della tecnica nota.

[0032] In particolare, il forno secondo la presente invenzione, non richiedendo scambiatori di calore per la circolazione dell’aria ed il mantenimento uniforme della temperatura come previsto nei forni appartenenti allo stato dell’arte, risulta di costruzione notevolmente semplificata mantenendo allo stesso tempo prestazioni ottimali per la cottura delle pietanze.

[0033] Infatti, grazie al ricircolo d’aria perfezionato, la temperatura all’interno della camera di cottura viene mantenuta sostanzialmente uniforme e ad un valore adatto per la cottura ottimale delle pietanze.

[0034] La semplificazione costruttiva ha come diretta conseguenza l’abbattimento dei costi di realizzazione del forno, che permette di offrire all’utilizzatore finale un prodotto dalle prestazioni ottimali ad un prezzo estremamente competitivo.

[0035] Un ulteriore vantaggio del forno secondo la presente invenzione risiede nell’affidabilità di funzionamento, sia grazie alla riduzione e semplificazione dei componenti che alla capacità di continuare la cottura a temperatura sufficientemente uniforme e ad un valore adeguato anche in caso di interruzione dell’alimentazione di rete che provoca l’interruzione del funzionamento dei mezzi di aspirazione.

[0036] Si evidenzia infine il beneficio ottenuto all’interno del forno per effetto del fenomeno di pirolisi innescato dal ricircolo d’aria, in cui l’aria prelevata dalla camera di cottura e carica di odori e vapori generati dal processo di cottura viene spinta contro il piano caldo del forno permettendo in tal modo di cuocere contemporaneamente cibi di natura diversa grazie all’eliminazione degli odori di cottura.

[0037] Naturalmente la presente invenzione è suscettibile di numerose applicazioni, modifiche o varianti senza con ciò uscire dall’ambito di protezione come definito alla rivendicazione 1.

[0038] Inoltre i materiali e le attrezzature utilizzati per la realizzazione della presente invenzione, nonché le forme e le dimensioni dei singoli componenti, potranno essere i più idonei a seconda delle specifiche esigenze.

Claims (8)

1. Rivendicazioni del brevetto per invenzione avente per titolo: “FORNO A COMBUSTIBILE SOLIDO CON RICIRCOLO D’ARIA PERFEZIONATO" RIVENDICAZIONI 1. Forno a combustibile solido con ricircolo d’aria perfezionato caratterizzato dal fatto di comprendere, in combinazione: - una camera di combustione (1 ); - una camera di cottura (2) separata da e disposta direttamente sopra detta camera di combustione (1), detta camera di cottura (2) avendo una superficie di base (11), una prima coppia di pareti affacciate (5, 5a) ed una seconda coppia di pareti affacciate (5b) disposte circa perpendicolarmente rispetto a detta prima coppia di pareti affacciate (5, 5a), almeno una parete (5) di detta prima coppia di pareti affacciate (5, 5a) comprendendo una porzione forata (6); - una piastra (4) in materiale refrattario alloggiata superiormente a detta superficie di base (11) in modo da formare una intercapedine, detta piastra (4) essendo disposta a contatto con detta prima coppia di pareti affacciate (5, 5a) e distaccata rispetto a detta seconda coppia di pareti affacciate (5b) in modo da formare rispettive feritoie longitudinali (10); - mezzi di aspirazione (7) montati in corrispondenza di detta porzione forata (6) da parte opposta a detta camera di cottura (2) ed in comunicazione con mezzi convogliatori (8) disposti esternamente a detta camera di cottura (2); - detti mezzi convogliatori (8) estendendosi tra una sezione di ingresso disposta in corrispondenza di detti mezzi di aspirazione (7), proseguendo lungo detta intercapedine formata da detta superficie di base (11) e detta piastra (4) e terminando in sezioni di uscita formate da dette feritoie (10), in modo che un flusso di aria calda in detta camera di cottura (2) venga prelevato da detti mezzi di aspirazione (7) attraverso detta porzione forata (6) e convogliato lungo detti mezzi convogliatori (8) a lambire dette superficie di base (11) e piastra (4) per fuoriuscire attraverso dette feritoie (10) e rientrare in detta camera di cottura (2) a lambire detta seconda coppia di pareti affacciate (5b).
2. 2. Forno come alla rivendicazione 1 , in cui detta prima coppia di pareti affacciate comprende la parete di fondo (5) e la parete frontale (5a) di detta camera di cottura (2).
3. 3. Forno come alla rivendicazione 2, in cui detta porzione forata (6) è compresa in detta parete di fondo (5).
4. 4. Forno come alla rivendicazione 1 , in cui detta seconda coppia di pareti affacciate comprende le pareti laterali (5b) di detta camera di cottura (2).
5. 5. Forno come alle rivendicazioni 2 e 4, in cui detta piastra (4) è disposta a contatto con detta parete di fondo (5) e detta parete frontale (5a) e distaccata da dette pareti laterali (5b).
6. 6. Forno come alla rivendicazione 5, in cui dette feritoie (10) sono disposte lungo l’estensione longitudinale di detta camera di cottura (2).
7. 7. Forno come alla rivendicazione 3, in cui detti mezzi di aspirazione (7) sono montati su detta parete di fondo (5) in corrispondenza di detta porzione forata (6) e da parte opposta rispetto a detta camera di cottura (2).
8. 8. Forno come alla rivendicazione 1 , in cui la faccia di detta superficie di base (11) orientata verso detta camera di combustione (1) coincide sostanzialmente con il cielo di detta camera di combustione (1 ).