CH626462A5 - - Google Patents

Description

La presente invenzione concerne un apparecchio che è applicabile ad un impianto di alimentazione di gas combustibile (per esempio gas di città o gas metano) per garantire la sicurezza contro l'insorgere di situazioni di pericolo derivanti da fughe di gas.

Sono noti i pericoli che un'accidentale fuga di gas può determinare nell'ambiente di erogazione, sia esso un'abitazione o un luogo di lavoro. Primo fra tutti è quello della deflagrazione, la cui violenza è talvolta tale da provocare non solo la morte delle persone vicine ma anche il serio danneggiamento di tutto o parte dell'edificio.

La tecnica nota ha proposto ad esempio apparecchi rivelatori di gas nell'atmosfera basati su analizzatori a tonalità termica.

Ad esempio, la presenza di una concentrazione di CO nell'aria pari a 500 ppm, qualora si possa provocare l'ossidazione del CO a C02, porta ad un aumento teorico di temperatura pari a 5°C, che praticamente, a causa delle perdite termiche, si riduce a un valore misurabile di circa il 50%.

Un fenomeno analogo si verifica con il gas metano e con gli altri gas combustibili. L'analizzatore aspira con continuità,

mediante pompa, una determinata portata di aria atmosferica, che viene fatta passare in una cella contenente una massa catalitica atta ad ossidare il combustibile. Nella massa catalitica è posto un termistore. Un altro termistore è posto 5 in un'analoga cella, essa pure contenente una massa catalitica però inattivata. Un ponte di Wheatstone segnala lo squilibrio di temperatura tra i due termistori. Come si può notare il tipo di apparecchiatura è molto preciso, ma altrettanto costoso.

io Sono note alcune soluzioni in variante, come ad esempio la sostituzione della massa catalitica con un filo di platino direttamente inserito sul ponte di Wheatstone.

Altra soluzione nota è basata sull'impiego di ossidi metallici che a contatto con aria contenente gas combustibile 15 modificano il valore della loro conducibilità elettrica, squilibrando un ponte di Wheatstone.

Fino ad oggi però tali ossidi sono poco selettivi ai diversi tipi di gas e di durata limitata nelle loro caratteristiche.

Trattasi comunque sempre di apparecchiature alquanto 20 costose.

Sono noti invece apparecchi economici basati sull'impiego di fenomeni osmotici attraverso membrane semimpermeabili. Più precisamente, tali membrane lasciano passare i gas combustibili ma non l'aria, per cui in una cella chiusa da 25 una membrana del genere, quando nell'ambiente vi sia presenza di gas combustibile, penetra gradualmente tale gas senza che l'aria in essa contenuta possa uscirne. Ne risulta quindi un aumento di pressione interna, che deforma la membrana e stabilisce un contatto elettrico. Quest'ultimo tipo 30 di apparecchi sta tuttavia cadendo in disuso, perché sono molto imprecisi e perché, in particolare, la membrana perde rapidamente le sue caratteristiche, specialmente in presenza dei vapori grassi della cucina.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un 35 apparecchio che in caso di fuga di gas intervenga in modo da evitare il raggiungimento del grado di saturazione necessario per la deflagrazione, precedendolo con opportune operazioni di blocco della erogazione di gas e/o generazione di segnali di allarme, il quale apparecchio sia esente dagli in-40 convenienti sopra descritti riguardo alla tecnica nota.

In accordo con l'invenzione tale scopo è raggiunto per mezzo di un apparecchio caratterizzato dal fatto di comprendere una camera di miscelazione gas-aria provvista di bocca di aspirazione dell'aria ambiente e di mezzi di alimentazio-45 ne di una portata prefissata di detto gas combustibile, mezzi di innesco di una deflagrazione atti a provocare automaticamente la deflagrazione della miscela gas-aria formata in detta camera quando la percentuale di gas contenuta nella miscela raggiunge il limite di infiammabilità della miscela 50 medesima e mezzi rivelatori di deflagrazione atti a rispondere alla deflagrazione di detta miscela con la produzione di segnali di comando per il blocco dell'erogazione di gas da parte di detto impianto di alimentazione e/o la generazione di segnali di allarme.

55 L'apparecchio oggetto del brevetto segue quindi un concetto del tutto diverso rispetto a quelli della tecnica nota.

Secondo esso, infatti, una corrente d'aria, provocata per esempio dal tiraggio di una fiamma in un tubo, viene arricchita di gas combustibile per esempio da un ugello dosatore. 6o È così possibile, regolando opportunamente il dosaggio, far sì che avvenga all'interno del tubo una deflagrazione, quando nell'aria ambiente il gas combustibile abbia raggiunto una determinata percentuale.

Il fenomeno è stechiometricamente determinato ed è inal-65 terabile nel tempo, per cui dà piena garanzia, pur consentendo la costruzione di apparecchi economici.

Detto in altre parole, l'apparecchio secondo l'invenzione si basa sul principio di anticipare all'interno dell'apparec

chio, mediante aggiunta di gas suppletivo all'aria ambiente eventualmente già contenente gas di fuga, il raggiungimento di concentrazioni di gas capaci di determinare la deflagrazione. Prima che quest'ultima avvenga con disastrosi risultati nell'ambiente estemo, essa è cioè fatta avvenire all'in- < terno dell'apparecchio, dove limita i propri effetti a quelli, benefici, di determinare tramite i mezzi rivelatori di deflagrazione la cessazione dell'erogazione di gas e/o l'emissione di segnali di allarme.

Per esempio i mezzi di innesco della deflagrazione possono essere costituiti da una fiamma pilota accesa al di sopra della zona di miscelazione fra aria ambiente e gas suppletivo ed i mezzi rivelatori di deflagrazione possono essere costituiti da un trasduttore termoelettrico (per esempio una termocoppia) sistemato in prossimità di detta fiamma pilota in modo da essere in grado di rilevare il momento in cui la deflagrazione anticipata all'interno dell'apparecchio determina lo spegnimento della fiamma pilota.

Mezzi di innesco e mezzi rivelatori di deflagrazione di tipo diverso possono comunque essere prontamente impiegati, così come la deflagrazione può essere fatta avvenire nella stessa camera di miscelazione o in una separata camera di deflagrazione sovrapposta alla prima e con essa comunicante.

Le caratteristiche della presente invenzione saranno meglio comprese attraverso l'esame della seguente descrizione dettagliata di una sua possibile forma di realizzazione pratica mostrata schematicamente a titolo di esempio nell'unica figura dell'unito disegno.

L'apparecchio mostrato nel disegno, dove è indicato nel suo complesso con il riferimento numerico 1, comprende un corpo tubolare 2, fungente da camera di miscelazione a deflagrazione, il quale è aperto superiormente ed è provvisto inferiormente di una bocca 3 di aspirazione dell'aria ambiente.

In prossimità della bocca di aspirazione 3 è inserito all'interno del corpo tubolare 2 un ugello senza fiamma 4, che è opportunamente tarato in funzione del gas adoperato. Tramite un condotto 5 detto ugello è posto in comunicazione con una tubazione 6 di alimentazione del gas combustibile agli utilizzatori, a valle di una valvola di intercettazione 7 munita di pulsante o manopola 8 per la sua apertura manuale. Una reticella metallica 9 è posta all'interno del corpo tubolare 2 al di sopra dell'ugello 4 e della bocca di aspirazione 3.

Un ulteriore condotto 10 mette in comunicazione la stessa tubazione 6, sempre a valle della valvola di intercettazione 7, con un secondo ugello Ila fiamma pilota 12, alloggiato anch'esso all'interno del corpo tubolare 2 ben al di sopra dell'ugello senza fiamma 4 in una zona provvista di mezzi creatori di turbolenza esemplificativamente realizzati

626462

nella forma di un diaframma forato 13 appoggiato su una sporgenza interna anulare 14 del corpo tubolare 2.

In corrispondenza della fiamma pilota 12, che può essere accesa con un fiammifero o altro mezzo di accensione fatto passare attraverso una finestra 15 munita di sportello 16, è disposta una termocoppia 17, che a fiamma accesa mantiene aperta la valvola 7, mentre in caso di spegnimento della fiamma stessa comanda la chiusura della valvola 7 e l'attivazione di un segnalatore di allarme 18.

II modo di funzionare dell'apparecchio mostrato nel disegno è il seguente. La fiamma pilota 12 è innanzitutto accesa tenendo premuto il pulsante 8, che assicura la necessaria apertura della valvola di intercettazione 7. Il pulsante 8 verrà poi rilasciato quando la fiamma pilota 12 avrà riscaldato la termocoppia 17 in modo sufficiente perché essa provveda a mantenere aperta la valvola 7.

La fiamma pilota 12 provoca un tiraggio lungo il corpo tubolare 2 con conseguente aspirazione, attraverso la bocca

3, di aria ambiente a cui viene continuamente miscelato gas suppletivo alimentato con portata costante attraverso l'ugello

4. II diaframma 13 crea la turbolenza necessaria affinché anche questo gas suppletivo venga correttamente sottoposto a combustione dalla fiamma pilota 12.

Il gas suppletivo alimentato dall'ugello 4 crea all'interno del corpo tubolare 2 una miscela gas-aria avente un prefissato arricchimento percentuale di gas corrispondente alla portata permessa dall'ugello 4. In caso di gas metano l'ugello 4 potrà ad esempio essere scelto in modo che sia prodotto un arricchimento del 3 % in volume.

Ciò significa che, in caso di fuga di gas dall'impianto utilizzatore, ben prima che nell'aria ambiente si produca la concentrazione di gas necessario per la deflagrazione (per esempio 5,3 % a pressione e temperatura ambiente, in caso di gas metano) una limitata concentrazione di gas nell'aria ambiente (2,3 % nell'esempio considerato) è sufficiente per aggiungersi a quella dovuta all'ugello integratore 4 per consentire il raggiungimento della concentrazione corrispondente al limite di infiammabilità del gas.

A quel punto la fiamma pilota 12 innescherà la deflagrazione all'interno del corpo tubolare 2 tra la fiamma stessa e la reticella metallica 9, la quale ultima ha il compito di impedire che la deflagrazione raggiunga l'ugello 4, innescandovi la fiamma.

Per effetto della deflagrazione la fiamma pilota 12 viene soffiata e spenta, per cui la termocoppia 17 si raffredda e provoca la chiusura della valvola di intercettazione 7 e l'emissione di un segnale di allarme da parte del segnalatore 18.

Nel caso in cui per cause straordinarie la fiamma pilota non venisse spenta, si ripeterà automaticamente il ciclo con sicurezza di raggiungere il risultato voluto.

3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

V

1 foglio disegni

Claims (6)

626462

1. Apparecchio di sicurezza atto ad emettere segnali di comando e/o allarme nel caso di fughe di gas in un impianto di alimentazione di gas combustibile, caratterizzato dal fatto di comprendere una camera di miscelazione (2) gas-aria provvista di bocca di aspirazione (3) dell'aria ambiente e dei mezzi (4, 5) di alimentazione di una portata prefissata di detto gas combustibile, mezzi di innesco (12) di una deflagrazione atti a provocare automaticamente la deflagrazione della miscela gas-aria formata in detta camera quando la percentuale di gas contenuta nella miscela raggiunge il limite di infiammabilità della miscela medesima e mezzi rivelatori di deflagrazione atti a rispondere alla deflagrazione di detta miscela con la produzione di segnali di comando per il blocco dell'erogazione di gas da parte di detto impianto di alimentazione e/o la generazione di segnali di allarme.

2. Apparecchio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta camera di miscelazione (2) è costituita da un corpo tubolare allungato aperto superiormente e provvisto inferiormente di detta bocca di aspirazione, detti mezzi di alimentazione essendo costituiti da un ugello (4) senza fiamma collegato a detto impianto di alimentazione del gas combustibile ed alloggiato in detta camera in prossimità di detta bocca di aspirazione, detti mezzi di innesco essendo costituiti da un ugello (12) con fiamma pilota collegato a detto impianto di alimentazione del gas combustibile ed alloggiato in detta camera in posizione sopraelevata rispetto a detta bocca di aspirazione e a detto ugello senza fiamma.

2

RIVENDICAZIONI

3. Apparecchio secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi creatori di turbolenza (13) associati a detta camera di miscelazione in prossimità di detto ugello con fiamma pilota.

4. Apparecchio secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere una reticella di separazione (9) inserita in detta camera fra l'uno e l'altro di detti ugelli.

5. Apparecchio secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi rivelatori di deflagrazione sono costituiti da un trasduttore termoelettrico (17) posto vicino a detto ugello con fiamma pilota per sentire lo stato di accensione o spegnimento di detta fiamma pilota.

6. Apparecchio secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto trasduttore termoelettrico è costituito da una termocoppia.