ITPN960026U1 - Friggitrice a gas con turbolatore perfezionato - Google Patents

Description

Descrizione del Brevetto per Modello di Utilità' intitolato: "FRIGGITRICE A GAS CON TURBOLATORE PERFEZIONATO"

Il presente trovato si riferisce ad una friggitrice per la frittura di alimenti atta a riscaldare l'olio di frittura mediante uno scambio di calore tra una pluralità' di tubi riscaldati e un bagno di frittura in cui sono immersi.

Sono note friggitrici, sia per impiego domestico sia per collettività', in cui il riscaldamento dell'olio avviene mediante riscaldamento di una o piu' resistenze corazzate opportunamente sagomate ed immerse nel bagno di frittura; tale soluzione presenta tre tipi di inconvenienti: il primo dipende dal fatto che l'inerzia termica di tali resistenze e' piuttosto elevata, per cui anche se il bagno e' termostato tali resistenze non assicurano una sufficiente costanza della temperatura del bagno.

Il secondo inconveniente deriva dal fatto che dopo la frittura tali resistenze devono essere a loro volta rimosse per poter accedere al fondo della vasca di cottura per poterla pulire dal velo d'olio e dai residui di frittura, ciò' che complica la costruzione di dette resistenze.

Il terzo inconveniente si riferisce al loro costo di esercizio, poiché' l'impiego di energia elettrica e' normalmente il modo piu' costoso di produzione di calore. Sono anche note delle friggitrici, particolarmente per impiego per comunità' , in cui il bagno viene riscaldato da una pluralità' di tubi metallici permanentemente immersi nell'olio e riscaldati da un flusso di gas combusti che li percorre in un senso costante.

Detti gas provengono da uno o piu' bruciatori atmosferici posti in corrispondenza delle imboccature di detti tubi, ed il gas combusto di detti bruciatori vi scorre all'interno per tutta la loro lunghezza, per poi essere evacuato dal lato opposto mediante un opportuno camino.

Tuttavia tale soluzione e' negativamente influenzata dal fatto che la potenza termica erogabile per unita' di superficie di detti tubi e' piuttosto modesta poiché' tutto il processo di combustione e' a pressione atmosferica e quindi condizionata dal tiraggio del camino, che evidentemente non può' essere aumentato oltre precisi limiti dovuti soprattutto alle dimensioni dei vari componenti; inoltre, e proprio a causa della scarsa potenza termica disponibile, anche in questo caso una accettabile termostatazione del bagno e' difficilmente ottenibile.

Per di piu' e' registrato anche l'inconveniente che detti tubi sono molto piu' riscaldati verso la sezione di entrata dei gas combusti che verso la sezione di uscita, per ragioni ben note, e quindi il riscaldamento del bagno avviene in modo conseguentemente disuniforme con ovvio peggioramento nelle prestazioni di frittura.

Dal brevetto europeo (domanda) n. 0472 270, a nome FURIGAS LIMITED, e dai brevetti citati nel relativo Rapporto di Ricerca, e' nota la costruzione di bruciatori soffiati con un letto continuo di fiamme in cui il controllo della combustione di gas e quindi anche della rumorosità' della fiamma possono essere ottenuti mediante una pluralità' di deflettori opportunamente disposti all'interno del corpo del bruciatore.

Sfruttando al meglio la pressione e la v.orticosita' generate dalla soffiante di un bruciatore soffiato è tuttavia possibile ottenere la formazione della miscela ottimale gas/aria e la regolare combustione di questa, con conseguentemente contenimento della rumorosità' in alcune delimitate zone di torcia, limitando l'uso di setti e di altri noti dispositividi regolazione della fiamma.-Sorge quindi l'esigenza di disporre di una friggitrice, in particolare per l'alimentazione di collettività', che superi gli inconvenienti descritti e la cui costruzione sia semplice, affidabile ed utilizzi le tecnologie disponibili.

Scopo del presente trovato e' quello di fornire una friggitrice riscaldata a fumi di gas combusti, dotata di una pluralità' di tubi riscaldanti immersi nel bagno di frittura e atti a fornire una elevata potenza termica specifica.

Un ulteriore scopo del trovato e' di assicurare un significativo miglioramento dell'uniformità' di temperatura lungo l'intera superile esterna di detti tubi.

Tali scopi devono inoltre essere raggiunti con tecnologie e materiali semplici e normalmente disponibili nel mercato.

Il presente trovato descrive un tipo di friggitrice con le caratteristiche sostanzialmente descritte con particolare riferimento alle allegate rivendicazióni.

Il trovato verrà' meglio compreso dalla seguente descrizione, a solo titolo esemplificativo non limitativo e con riferimento agli allegati disegni, in cui:

- la fig. 1 mostra una sezione verticale longitudinale, disegnata schematicamente, di una vasca di frittura secondo il trovato,

- la fig. 2 mostra le due sezioni trasversali A - A e B - B del trovato di fig. 1,

- la fig. 3 mostra uno spaccato dei vari componenti principali di una friggitrice secondo il trovato, opportunamente scomposti per una migliore osservazione, - la fig. 4 mostra un perfezionamento di uno dei tubi secondo il trovato

Riferendoci alle figure 1 e 2, viene mostrata la struttura fondamentale di una friggitrice secondo il trovato, comprendente una vasca 1, un bagno di olio 2 contenuto nella vasca, un tubo di riscaldamento 3 immerso in detto bagno di olio, un camino 4 di evacuazione dei gas di combustione percorrenti detto tubo di riscaldamento 3.

A sinistra del bagno osserviamo la presenza di un bruciatore ad aria soffiata, composto primariamente da una soffiante 5, da un elemento scatolare 6 agente come camera di diffusione della miscela di gas/aria e da un condotto 7 di alimentazione del gas entro la coclea della ventola della .soffiante.

Detto elemento scatolare 6, che. può' contenere eventuali elementi di diffusione del flusso d'aria, comprende, come parete rivolta verso i tubi di riscaldamento, un setto 8 dotato di una pluralità' di aree forate 9 i cui fori di uscita (riferiti come 10 nelle aree retinate di fig. 3) costituiscono la parte finale del bruciatore e lascianosfuggire all'esterno, in corrispondenza delle imboccature dei tubi di riscaldamento 3, rispettive torcie di fiamma 11 che naturalmente si immettono nei rispettivi fronteggianti tubi di riscaldamento.

Risulterà' quindi chiaro che una opportuna distribuzione di tubi di riscaldamento, opportunamente collegati a detto elemento scatolare agente da bruciatore ed anche da miscelatore, alimentati da detta soffiante sara' in grado di far penetrare ogni torcia ben entro il rispettivo LUUO, <-^X il risultato voluto di aumentare considerevolmente la potenza termica erogabile dal singolo tubo, a parità' di dimensioni e delle altre condizioni.

Neppure si presenta come problema la miscelazione del gas dal condotto di alimentazione 7 con l'aria aspirata dalla soffiante, poiché' entrambi sono gas facilmente miscelabili dallo stesso vortice generato dalla soffiante.

La semplicità' e la stessa efficacia della soluzione trovata tuttavia creano il problema che l'elevata potenza termica trasmessa si distribuisce in modo molto irregolare lungo la lunghezza dei tubi di riscaldamento, dato che, evidentemente, la massima potenza termica si presenterà' nella parte iniziale, in corrispondenza della lunghezza della torcia, mentre man mano che si procede verso la fine del tubo la potenza termica trasmessa si ridurrà' in conseguenza del progressivo raffreddamento dei gas soffiati nel tubo il quale cederà' calore in funzione della differenza di temperatura tra il bagno ed il tratto di tubo stesso.

Ad evitare dunque un tale inconveniente, che può' portare anche ad un sovra-riscaldamento della parte iniziale dei tubi, di riscaldamento, con conseguente pericolo di bruciatura dell'olio del bagno, viene vantaggiosamente proposto un perfezionamento consistente in una particolare conformazione di detti tubi di riscaldamento.

Con riferimento alle figure da 1 a 4, detti tubi sono formati da un involucro esterno sostanzialmente cilindrico 3, e da un condotto interno, preferibilmente coassiale e cilindrico 12, che termina con una chiusura 13 posta un poco prima della porzione di uscita del gas dal tubo 3.

Di fatto si crea una intercapedine anulare sostanzialmente cilindrica 14 tra i due elementi cilindrici coassiali 3 e 12. Detto condotto interno 12 e' dotato di una pluralità'.di fori 15 distribuiti sulla sua superficie, di modo che detta intercapedine e' messa in comunicazione con detto condotto interno tramite detta pluralità' di fori.

Le ragioni ed il modo di funzionamento di tale dispositivo sono le seguenti: poiché' le aree forate 9 propagano entro i tubi di riscaldamento rispettive torce di fiamma 10, ciascuna di queste si divide in due porzioni, una piu' interna che si immette entro il condotto interno 12 ed una piu' esterna e a forma di corona che si immette in detta intercapedine 14.-E' evidente che il flusso di gas combusto in detta intercapedine si raffredda prima del flusso di gas combusto entro il condotto interno, poiché' esso trasferisce immediatamente la massima parte del suo calore al bagno d'olio attraverso la parete del tubo 3.

Man mano che si prosegue verso la bocca di uscita dei gas combusti, la velocita' del gas entro il condotto interno ovviamente diminuisce (per giungere a zero in corrispondenza della parete di chiusura 13), per cui la relativa pressione aumenta e di conseguenza tale flusso di aria interna si trasferisce nell'intercapedine a corona 14 passando attraverso detti fori 15.

Da questo punto in poi (ma sarebbe piu' corretto parlare di una molteplicità' di punti quanti sono i fori 15) il calore trasferito al tubo e da questo al bagno proviene quasi esclusivamente dalla parte di gas espulso da detti fori, poiché' esso si trova ancora sensibilmente alla temperatura di torcia non avendo ancora trasferito apprezzabile quantità' di calore.

E' chiaro ora il principio di funzionamento del trovato: in pratica si "divide" il calore di ogni torcia in due porzioni di cui una, quella esterna, cede il calore nella prima parte del tubo, e l'altra viene conservata per essere "spesa" nella restante parte del tubo, come mostrato nella fig. 4.-Un ulteriore perfezionamento consiste nel realizzare detti fori 15 con dimensioni progressivamente decrescenti man mano si procede verso il fondo del condotto 12 e verso la parete di chiusura 13, come mostrato nella fig. 1.-Tale particolarita' si spiega con la necessita' di creare un flusso di gas dall'interno del condotto verso l'intercapedine in modo che la temperatura sulla superficie esterna del tubo di riscaldamento 3 sia piu' uniforme possibile: e' stato quindi osservato che per ottenere tale risultato detti fori 15 devono presentare aperture progressivamente decrescenti, e la cosa si spiega anche ricordando che la pressione del gas entro il condotto interno 12 aumenta progressivamente con l'avvicinamento alla parete di chiusura 13, dove raggiunge il suo valore massimo.

Se pertanto detti fori avessero la medesima area, si potrebbe verificare la circostanza che la. massima parte della porzione del gas contenuta nel condotto interno 12 si diffonderebbe nell'intercapedine 14 solo nella parte finale, squilibrando quindi la ripartizione dei gas e quindi peggiorando la distribuzione delle temperature.

La particolare forma del del condotto interno 12 garantisce anche una efficienza ottimale dello scambio termico con il tubo 3 per irraggiamento nella zona vicina all'imboccoe per convenzione forzata nel tratto finale.

Infatti la forma tubolare del condotto 12 garantisce un ottimale accoppiamento dello stesso con il tubo 3 ai fini di massimizzare lo scambio termico per irraggiamento che e' prevalente nel tratto iniziale ove il condotto 12 stesso diventa rosso per l'elevata temperatura dei fumi che lo lambiscono.

Nel tratto finale, dopo la parete di chiusura 13, la riduzione delle sezioni di efflusso dei fumi internamente ai tubi 3(vedi fig. 2) dovuta alla parete 13 stess, comporta un increnmento della velocita' del fumi stessa e pertanto un aumento dello scambio termico per convenzione forzata, che in questa zona e' prevalente per l'abbassamento globale della temperatura dei fumi che già' hanno ceduto parte del loro calore.

E' evidente che la migliore coniigurazione agli effetti della ripartizione dei gas, della portata della soffiante, delle dimensione dei tubi e di tutti gli altri elementi che influenzano il risultato finale sono ottenibili con una serie ordinata di facili sperimentazioni, del tutto alla portata all'esperto del settore.

La friggitrice può' essere dotata di numerosi altri dispositivi che, non rilevando ai fini di questo brevetto, sono omessi. Sebbene il trovato sia stata descritto sull'esempio della realizzazione preferita e con una terminologia generalmente nota, esso non si considera limitato da questa poiché' l'esperto del settore può' apportarvi numerose variazioni e modifiche di forma.

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1) - Friggitrice a tubi di riscaldamento particolarmente per collettività', comprendente una vasca di frittura (1) contenente un bagno di olio o grasso di frittura in cui sono immersi una pluralità' di tubi (3) di riscaldamento ed in rapporto di scambio termico con detto bagno, detti tubi essendo percorsi e riscaldati da rispettivi correnti di fumi di scarico provenienti da un bruciatore a gas disposto da un lato di detti tubi ed espulsi nell'atmosfera mediante un camino di evacuazione (4) disposto dall'altro lato di detti tubi, caratterizzata dal fatto che detto bruciatore e' un bruciatore soffiato a pre-miscelazione totale o parziale e comprendente : - una soffiante (5) aspirante aria atmosferica e inviandola in mandata entro un contenitore chiuso (6) delimitato da un lato rivolto verso detta vasca da - un setto forato (8) i cui fori (10) sono concentrati in una pluralità' di zone pre^definite (9), - dette zone pre-definite sono concentrate sostanzialmente di fronte alle imboccature di detti tubi.
2. 2) Friggitrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che all'esterno di detti fori (10) distinte torce di fiamma (11) si propagano almeno parzialmente entro le rispettive imboccature di detti tubi.
3. 3) Friggitrice secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che la miscelazione aria-gas avviene all'interno della coclea di detta soffiante, e che il gas e' portato e spillato entro detta coclea da un opportuno condotto di alimentazione (7).-4) Friggitrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti tubi contengono un rispettivo elemento turbolatore composto da un condotto interno (12) e sostanzialmente coassiale con il rispettivo tubo, di modo che viene realizzata una intercapedine (14) sostanzialmente cilindrica ed anulare tra l'interno di detti tubi (3) e l'esterno dei rispettivi condotti turbolatori (12). 5) Friggitrice secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detti condotti interni (12) sono chiusi da un rispettivo setto (13) disposto verso la parte finale nel senso di scorrimento dei fumi, e che presentano una pluralità' di fori (15) che collegano l'interno di detti condotti con la rispettiva intercapedine. 6) Friggitrice secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detti fori (15) vengono addensati e/o presentano area maggiore progressivamente con la loro vicinanza all'imboccatura del rispettivo condotto interno