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Segnatura: BRA.000001Pompa elettromagnetica ad autoinduzione e convertitore indiretto ad autoinduzione per fluidi conduttori in particolare metalli liquidi (IT) Fascicolo
Corrispondenza tra NIRA/Ansaldo S.p.A. e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti/Jacobacci Casetta & Perani.
Specifiche del brevetto
Titolare: NIRA S.p.A.
Inventore: Piergiulio Avanzini
Riassunto: Pompa elettromagnetica ad autoinduzione per fluidi conduttori, in particolare metalli liquidi, basata sul fatto che, all’interno di un contenitore percorso da corrente elettrica, si autogenera un campo magnetico chiuso all’interno del conduttore stesso.
Corrente e campo magnetico autoindotto sono ortogonali tra loro in ogni punto del conduttore; questo provoca in tutto il conduttore un campo di forza centrifuga. Se il campo di forza è un metallo liquido, questo è compresso (cioè pompato) dalla zona periferica a quella centrale del condotto tubolare nel quale è alloggiato il metallo liquido.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: Le pompe elettromagnetiche sono state sviluppate per le applicazioni in campo industriale e, in particolare, per la circolazione del sodio liquido nei circuiti dei reattori nucleari autofertilizzanti. (nota 1)
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: Un primo tipo di pompa elettromagnetica per fluido conduttore è costituito dalle pompe elettromagnetiche a corrente alternata monofase.
Il condotto contenete sodio è posto nel traferro di un circuito magnetico, dove si genera un campo magnetico perpendicolare alla direzione di scorrimento del fluido.
Una corrente è fatta circolare da un lato all’altro del condotto stesso tramite due elettrodi connessi ad un sistema di alimentazione a tensione alternata.
La forza motrice è prodotta dall’interazione tra una corrente alternata, erogata dal secondario di un primo trasformatore e un campo magnetico, generato da secondario di un secondo trasformatore. Gli avvolgimenti primari dei due sistemi sono collegati ad una stessa alimentazione, in modo da sincronizzare la corrente ed il campo magnetico. In questo tipo di pompa deve essere posta un’attenzione particolare nella realizzazione dei supporti della pompa, che devono essere progettati in modo da ridurre le vibrazioni dovute all’utilizzazione di una corrente alternata monofase, il cui uso provoca anche effetti di rumore.
Un secondo tipo di pompa elettromagnetica per fluidi conduttori è costituito dalle pompe elettromagnetiche ad induzione.
Nelle pompe piane ad induzione il condotto per il fluido conduttore è piano a sezione rettangolare e l’alimentazione è in corrente alternata trifase.
Gli avvolgimenti statorici creano, perpendicolarmente al condotto, un campo magnetico sinusoidale scorrevole, che induce delle correnti nel sodio liquido. Le forze elettromagnetiche generate dall’interazione tra il campo magnetico e le correnti indotte provocano il movimento del fluido. Questo tipo di pompe è utilizzato con sodio fino a 600 ⁰C, ma le prestazioni migliorano al diminuire della temperatura.
Un terzo tipo di pompe elettromagnetiche a induzione per fluidi conduttori è costituito dalle pompe a induzione anulari; in questo tipo di pompe il fluido circola nello spazio anulare compreso tra due tubi concentrici, mentre lo statore trifase, disposto attorno al tubo, esterno crea radialmente un campo magnetico scorrevole; questo induce nel sodio liquido delle correnti che si richiudono circolarmente su sé stesse e la forza generata dall’interazione tra corrente e campo magnetico tende a muovere il fluido.
L’inconveniente comune alle varie pompe elettromagnetiche sopraccitate, oggetto della tecnica nota, è quello di non poter disporre contemporaneamente di grosse portate e di prevalenze considerevoli; questo ne limita l’uso su circuiti principali e secondari di grossi reattori.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: La pompa oggetto della presente invenzione, definita ad “autoinduzione” non necessita di elettromagneti, consente rendimenti elevati, anche se alimentata a corrente alternata; inoltre, non solo si presta a estrapolazioni a grandi dimensioni, ma le sue prestazioni migliorano all’aumentare delle dimensioni stesse.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione una pompa elettromagnetica ad autoinduzione per fluidi conduttori.
Nel corpo di pompa anulare, in prossimità delle zone a pressione minore, sono previsti dei condotti di alimentazione e, in prossimità delle zone a pressione maggiore, è previsto almeno un condotto di mandata.
Le variazioni di pressione all’interno del corpo di pompa anulare sono generate dal campo di forza che è perpendicolare in ogni punto al campo magnetico (H) e alle correnti (I) circolanti nel fluido conduttore, che funziona da avvolgimento secondario; questo provoca in tutto il conduttore un campo di forza centripeta (F).
Se il conduttore è un metallo liquido, quest’ultimo è compresso (pompato) dalle zone periferiche alle zone centrali del condotto tubolare nel quale è alloggiato il metallo liquido.
Nel caso in cui la pompa elettromagnetica a induzione sia applicata ai circuiti primari di reattori integrati, il circuito primario è realizzato da una piscina di metallo liquido, che deve essere fatto circolare.
Il circuito magnetico è immerso nella piscina e gli avvolgimenti primari sono ad essa esterni.
Il metallo liquido che avvolge il circuito magnetico costituisce la spira del circuito secondario del trasformatore.
Nella sezione trasversale media del circuito magnetico si crea un campo di forze, che ha il suo valore massimo nella zona centrale della sezione stessa; prelevando il metallo liquido in questa zona, lo si può inviare in un punto qualsiasi del reattore, ottenendo l’effetto di circolazione voluto.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Secondo una forma di realizzazione dell’invenzione, il metallo liquido e, in generale, un fluido conduttore, è contenuto in un contenitore torico e costituisce la spira secondaria di un trasformatore; il contenitore torico prevede condotti di alimentazione del metallo liquido, che sboccano in prossimità delle pareti laterali del contenitore.
Un condotto di estrazione del metallo liquido è disposto con la sua estremità, in prossimità della zona centrale di una sezione trasversale generale del contenitore torico, dove la pressione indotta dalla forza centripeta è maggiore; conseguentemente, il metallo liquido è aspirato dai condotti di alimentazione e spinto attraverso il condotto di estrazione.
Vantaggi:
1) Non necessita di elettromagneti (pompa ad autoinduzione) e può realizzare rendimenti elevati anche se alimentata in corrente alternata.
2) Si presta per estrapolazioni a grandi dimensioni, anzi, le sue prestazioni migliorano all’aumentare delle dimensioni stesse; per questo motivo, si presta ad applicazioni per le pompe dei circuiti secondari dei reattori veloci di potenza.
3) La semplicità costruttiva è tale che il suo costo, per grandi dimensioni, è sicuramente inferiore al costo delle unità meccaniche corrispondenti, che presentano, in più, problemi di tenuta, affidabilità e complicatezza costruttiva.
4) Si presta anche per applicazioni ai circuiti primari di reattori integrati.
5) Una macchina che si basa sullo stesso principio può essere utilizzata per la conversione diretta di energia termica in energia elettrica.
Nota 1: Un reattore autofertilizzante è un reattore a fissione progettato per produrre più fissili di quanti ne consumi lungo la vita di una carica
I componenti suddetti possono essere installati in qualsiasi circuito in cui evolva un metallo liquido elettricamente conduttore, che sia compatibile con un materiale magnetico, necessario per la realizzazione dei condotti.
Il principio di funzionamento delle pompe elettromagnetiche è basato sull’azione della forza generata da un campo magnetico in un conduttore percorso da corrente elettrica; in queste pompe il conduttore è costituito dal fluido stesso, sul quale si esercita un’azione che tende a farlo muovere perpendicolarmente al piano contenente le linee di flusso magnetico e le linee di corrente.
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Segnatura: BRA.000002Pompa elettromagnetica ad autoinduzione e convertitore diretto ad autoinduzione per fluidi conduttori in particolare metalli liquidi (DE) Fascicolo
Corrispondenza tra NIRA (rag. Merciari, dott. Paladino, avv. Salvadè, dott. Sobrino, ing. Avanzini) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: NIRA Spa
Inventore: Piergiulio Avanzini
Riassunto: Pompa elettromagnetica ad autoinduzione per fluidi conduttori, in particolare metalli liquidi, basata sul fatto che, all’interno di un contenitore percorso da corrente elettrica, si autogenera un campo magnetico chiuso all’interno del conduttore stesso.
Corrente e campo magnetico autoindotto sono ortogonali tra loro in ogni punto del conduttore; questo provoca in tutto il conduttore un campo di forza centrifuga. Se il campo di forza è un metallo liquido, questo è compresso (cioè pompato) dalla zona periferica a quella centrale del condotto tubolare nel quale è alloggiato il metallo liquido.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: Le pompe elettromagnetiche sono state sviluppate per le applicazioni in campo industriale e, in particolare, per la circolazione del sodio liquido nei circuiti dei reattori nucleari autofertilizzanti. (nota 1)
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: Un primo tipo di pompa elettromagnetica per fluido conduttore è costituito dalle pompe elettromagnetiche a corrente alternata monofase.
Il condotto contenete sodio è posto nel traferro di un circuito magnetico, dove si genera un campo magnetico perpendicolare alla direzione di scorrimento del fluido.
Una corrente è fatta circolare da un lato all’altro del condotto stesso tramite due elettrodi connessi ad un sistema di alimentazione a tensione alternata.
La forza motrice è prodotta dall’interazione tra una corrente alternata, erogata dal secondario di un primo trasformatore e un campo magnetico, generato da secondario di un secondo trasformatore. Gli avvolgimenti primari dei due sistemi sono collegati ad una stessa alimentazione, in modo da sincronizzare la corrente ed il campo magnetico. In questo tipo di pompa deve essere posta un’attenzione particolare nella realizzazione dei supporti della pompa, che devono essere progettati in modo da ridurre le vibrazioni dovute all’utilizzazione di una corrente alternata monofase, il cui uso provoca anche effetti di rumore.
Un secondo tipo di pompa elettromagnetica per fluidi conduttori è costituito dalle pompe elettromagnetiche ad induzione.
Nelle pompe piane ad induzione il condotto per il fluido conduttore è piano a sezione rettangolare e l’alimentazione è in corrente alternata trifase.
Gli avvolgimenti statorici creano, perpendicolarmente al condotto, un campo magnetico sinusoidale scorrevole, che induce delle correnti nel sodio liquido. Le forze elettromagnetiche generate dall’interazione tra il campo magnetico e le correnti indotte provocano il movimento del fluido. Questo tipo di pompe è utilizzato con sodio fino a 600 ⁰C, ma le prestazioni migliorano al diminuire della temperatura.
Un terzo tipo di pompe elettromagnetiche a induzione per fluidi conduttori è costituito dalle pompe a induzione anulari; in questo tipo di pompe il fluido circola nello spazio anulare compreso tra due tubi concentrici, mentre lo statore trifase, disposto attorno al tubo, esterno crea radialmente un campo magnetico scorrevole; questo induce nel sodio liquido delle correnti che si richiudono circolarmente su sé stesse e la forza generata dall’interazione tra corrente e campo magnetico tende a muovere il fluido.
L’inconveniente comune alle varie pompe elettromagnetiche sopraccitate, oggetto della tecnica nota, è quello di non poter disporre contemporaneamente di grosse portate e di prevalenze considerevoli; questo ne limita l’uso su circuiti principali e secondari di grossi reattori.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: La pompa oggetto della presente invenzione, definita ad “autoinduzione” non necessita di elettromagneti, consente rendimenti elevati, anche se alimentata a corrente alternata; inoltre, non solo si presta a estrapolazioni a grandi dimensioni, ma le sue prestazioni migliorano all’aumentare delle dimensioni stesse.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione una pompa elettromagnetica ad autoinduzione per fluidi conduttori.
Nel corpo di pompa anulare, in prossimità delle zone a pressione minore, sono previsti dei condotti di alimentazione e, in prossimità delle zone a pressione maggiore, è previsto almeno un condotto di mandata.
Le variazioni di pressione all’interno del corpo di pompa anulare sono generate dal campo di forza che è perpendicolare in ogni punto al campo magnetico (H) e alle correnti (I) circolanti nel fluido conduttore, che funziona da avvolgimento secondario; questo provoca in tutto il conduttore un campo di forza centripeta (F).
Se il conduttore è un metallo liquido, quest’ultimo è compresso (pompato) dalle zone periferiche alle zone centrali del condotto tubolare nel quale è alloggiato il metallo liquido.
Nel caso in cui la pompa elettromagnetica a induzione sia applicata ai circuiti primari di reattori integrati, il circuito primario è realizzato da una piscina di metallo liquido, che deve essere fatto circolare.
Il circuito magnetico è immerso nella piscina e gli avvolgimenti primari sono ad essa esterni.
Il metallo liquido che avvolge il circuito magnetico costituisce la spira del circuito secondario del trasformatore.
Nella sezione trasversale media del circuito magnetico si crea un campo di forze, che ha il suo valore massimo nella zona centrale della sezione stessa; prelevando il metallo liquido in questa zona, lo si può inviare in un punto qualsiasi del reattore, ottenendo l’effetto di circolazione voluto.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Secondo una forma di realizzazione dell’invenzione, il metallo liquido e, in generale, un fluido conduttore, è contenuto in un contenitore torico e costituisce la spira secondaria di un trasformatore; il contenitore torico prevede condotti di alimentazione del metallo liquido, che sboccano in prossimità delle pareti laterali del contenitore.
Un condotto di estrazione del metallo liquido è disposto con la sua estremità, in prossimità della zona centrale di una sezione trasversale generale del contenitore torico, dove la pressione indotta dalla forza centripeta è maggiore; conseguentemente, il metallo liquido è aspirato dai condotti di alimentazione e spinto attraverso il condotto di estrazione.
Vantaggi
1) Non necessita di elettromagneti (pompa ad autoinduzione) e può realizzare rendimenti elevati anche se alimentata in corrente alternata.
2) Si presta per estrapolazioni a grandi dimensioni, anzi, le sue prestazioni migliorano all’aumentare delle dimensioni stesse; per questo motivo, si presta ad applicazioni per le pompe dei circuiti secondari dei reattori veloci di potenza.
3) La semplicità costruttiva è tale che il suo costo, per grandi dimensioni, è sicuramente inferiore al costo delle unità meccaniche corrispondenti, che presentano, in più, problemi di tenuta, affidabilità e complicatezza costruttiva.
4) Si presta anche per applicazioni ai circuiti primari di reattori integrati.
5) Una macchina che si basa sullo stesso principio può essere utilizzata per la conversione diretta di energia termica in energia elettrica.
Nota 1: Un reattore autofertilizzante è un reattore a fissione progettato per produrre più fissili di quanti ne consumi lungo la vita di una carica
I componenti suddetti possono essere installati in qualsiasi circuito in cui evolva un metallo liquido elettricamente conduttore, che sia compatibile con un materiale magnetico, necessario per la realizzazione dei condotti.
Il principio di funzionamento delle pompe elettromagnetiche è basato sull’azione della forza generata da un campo magnetico in un conduttore percorso da corrente elettrica; in queste pompe il conduttore è costituito dal fluido stesso, sul quale si esercita un’azione che tende a farlo muovere perpendicolarmente al piano contenente le linee di flusso magnetico e le linee di corrente.
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Segnatura: BRA.000003Pompa elettromagnetica ad autoinduzione e convertitore diretto ad autoinduzione per fluidi conduttori in particolare metalli liquidi (FR) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo NIRA e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: NIRA Spa
Inventore: Piergiulio Avanzini
Riassunto: Pompa elettromagnetica ad autoinduzione per fluidi conduttori, in particolare metalli liquidi, basata sul fatto che, all’interno di un contenitore percorso da corrente elettrica, si autogenera un campo magnetico chiuso all’interno del conduttore stesso.
Corrente e campo magnetico autoindotto sono ortogonali tra loro in ogni punto del conduttore; questo provoca in tutto il conduttore un campo di forza centrifuga. Se il campo di forza è un metallo liquido, questo è compresso (cioè pompato) dalla zona periferica a quella centrale del condotto tubolare nel quale è alloggiato il metallo liquido.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: Le pompe elettromagnetiche sono state sviluppate per le applicazioni in campo industriale e, in particolare, per la circolazione del sodio liquido nei circuiti dei reattori nucleari autofertilizzanti. (nota 1)
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: Un primo tipo di pompa elettromagnetica per fluido conduttore è costituito dalle pompe elettromagnetiche a corrente alternata monofase.
Il condotto contenete sodio è posto nel traferro di un circuito magnetico, dove si genera un campo magnetico perpendicolare alla direzione di scorrimento del fluido.
Una corrente è fatta circolare da un lato all’altro del condotto stesso tramite due elettrodi connessi ad un sistema di alimentazione a tensione alternata.
La forza motrice è prodotta dall’interazione tra una corrente alternata, erogata dal secondario di un primo trasformatore e un campo magnetico, generato da secondario di un secondo trasformatore. Gli avvolgimenti primari dei due sistemi sono collegati ad una stessa alimentazione, in modo da sincronizzare la corrente ed il campo magnetico. In questo tipo di pompa deve essere posta un’attenzione particolare nella realizzazione dei supporti della pompa, che devono essere progettati in modo da ridurre le vibrazioni dovute all’utilizzazione di una corrente alternata monofase, il cui uso provoca anche effetti di rumore.
Un secondo tipo di pompa elettromagnetica per fluidi conduttori è costituito dalle pompe elettromagnetiche ad induzione.
Nelle pompe piane ad induzione il condotto per il fluido conduttore è piano a sezione rettangolare e l’alimentazione è in corrente alternata trifase.
Gli avvolgimenti statorici creano, perpendicolarmente al condotto, un campo magnetico sinusoidale scorrevole, che induce delle correnti nel sodio liquido. Le forze elettromagnetiche generate dall’interazione tra il campo magnetico e le correnti indotte provocano il movimento del fluido. Questo tipo di pompe è utilizzato con sodio fino a 600 ⁰C, ma le prestazioni migliorano al diminuire della temperatura.
Un terzo tipo di pompe elettromagnetiche a induzione per fluidi conduttori è costituito dalle pompe a induzione anulari; in questo tipo di pompe il fluido circola nello spazio anulare compreso tra due tubi concentrici, mentre lo statore trifase, disposto attorno al tubo, esterno crea radialmente un campo magnetico scorrevole; questo induce nel sodio liquido delle correnti che si richiudono circolarmente su sé stesse e la forza generata dall’interazione tra corrente e campo magnetico tende a muovere il fluido.
L’inconveniente comune alle varie pompe elettromagnetiche sopraccitate, oggetto della tecnica nota, è quello di non poter disporre contemporaneamente di grosse portate e di prevalenze considerevoli; questo ne limita l’uso su circuiti principali e secondari di grossi reattori.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: La pompa oggetto della presente invenzione, definita ad “autoinduzione” non necessita di elettromagneti, consente rendimenti elevati, anche se alimentata a corrente alternata; inoltre, non solo si presta a estrapolazioni a grandi dimensioni, ma le sue prestazioni migliorano all’aumentare delle dimensioni stesse.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione una pompa elettromagnetica ad autoinduzione per fluidi conduttori.
Nel corpo di pompa anulare, in prossimità delle zone a pressione minore, sono previsti dei condotti di alimentazione e, in prossimità delle zone a pressione maggiore, è previsto almeno un condotto di mandata.
Le variazioni di pressione all’interno del corpo di pompa anulare sono generate dal campo di forza che è perpendicolare in ogni punto al campo magnetico (H) e alle correnti (I) circolanti nel fluido conduttore, che funziona da avvolgimento secondario; questo provoca in tutto il conduttore un campo di forza centripeta (F).
Se il conduttore è un metallo liquido, quest’ultimo è compresso (pompato) dalle zone periferiche alle zone centrali del condotto tubolare nel quale è alloggiato il metallo liquido.
Nel caso in cui la pompa elettromagnetica a induzione sia applicata ai circuiti primari di reattori integrati, il circuito primario è realizzato da una piscina di metallo liquido, che deve essere fatto circolare.
Il circuito magnetico è immerso nella piscina e gli avvolgimenti primari sono ad essa esterni.
Il metallo liquido che avvolge il circuito magnetico costituisce la spira del circuito secondario del trasformatore.
Nella sezione trasversale media del circuito magnetico si crea un campo di forze, che ha il suo valore massimo nella zona centrale della sezione stessa; prelevando il metallo liquido in questa zona, lo si può inviare in un punto qualsiasi del reattore, ottenendo l’effetto di circolazione voluto.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Secondo una forma di realizzazione dell’invenzione, il metallo liquido e, in generale, un fluido conduttore, è contenuto in un contenitore torico e costituisce la spira secondaria di un trasformatore; il contenitore torico prevede condotti di alimentazione del metallo liquido, che sboccano in prossimità delle pareti laterali del contenitore.
Un condotto di estrazione del metallo liquido è disposto con la sua estremità, in prossimità della zona centrale di una sezione trasversale generale del contenitore torico, dove la pressione indotta dalla forza centripeta è maggiore; conseguentemente, il metallo liquido è aspirato dai condotti di alimentazione e spinto attraverso il condotto di estrazione.
Vantaggi:
1) Non necessita di elettromagneti (pompa ad autoinduzione) e può realizzare rendimenti elevati anche se alimentata in corrente alternata.
2) Si presta per estrapolazioni a grandi dimensioni, anzi, le sue prestazioni migliorano all’aumentare delle dimensioni stesse; per questo motivo, si presta ad applicazioni per le pompe dei circuiti secondari dei reattori veloci di potenza.
3) La semplicità costruttiva è tale che il suo costo, per grandi dimensioni, è sicuramente inferiore al costo delle unità meccaniche corrispondenti, che presentano, in più, problemi di tenuta, affidabilità e complicatezza costruttiva.
4) Si presta anche per applicazioni ai circuiti primari di reattori integrati.
5) Una macchina che si basa sullo stesso principio può essere utilizzata per la conversione diretta di energia termica in energia elettrica.
Nota 1: Un reattore autofertilizzante è un reattore a fissione progettato per produrre più fissili di quanti ne consumi lungo la vita di una carica
I componenti suddetti possono essere installati in qualsiasi circuito in cui evolva un metallo liquido elettricamente conduttore, che sia compatibile con un materiale magnetico, necessario per la realizzazione dei condotti.
Il principio di funzionamento delle pompe elettromagnetiche è basato sull’azione della forza generata da un campo magnetico in un conduttore percorso da corrente elettrica; in queste pompe il conduttore è costituito dal fluido stesso, sul quale si esercita un’azione che tende a farlo muovere perpendicolarmente al piano contenente le linee di flusso magnetico e le linee di corrente.
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Segnatura: BRA.000004Pompa elettromagnetica ad autoinduzione e convertitore diretto ad autoinduzione per fluidi conduttori in particolare metalli liquidi (NL) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo NIRA (ing. Bozzoni, Avv. Salvadè, ing. Avanzini, sig.ra Poggi) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti, studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani.
Specifiche del brevetto
Titolare: NIRA Spa
Inventore: Piergiulio Avanzini
Riassunto: Pompa elettromagnetica ad autoinduzione per fluidi conduttori, in particolare metalli liquidi, basata sul fatto che, all’interno di un contenitore percorso da corrente elettrica, si autogenera un campo magnetico chiuso all’interno del conduttore stesso.
Corrente e campo magnetico autoindotto sono ortogonali tra loro in ogni punto del conduttore; questo provoca in tutto il conduttore un campo di forza centrifuga. Se il campo di forza è un metallo liquido, questo è compresso (cioè pompato) dalla zona periferica a quella centrale del condotto tubolare nel quale è alloggiato il metallo liquido.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: Le pompe elettromagnetiche sono state sviluppate per le applicazioni in campo industriale e, in particolare, per la circolazione del sodio liquido nei circuiti dei reattori nucleari autofertilizzanti. (nota 1)
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: Un primo tipo di pompa elettromagnetica per fluido conduttore è costituito dalle pompe elettromagnetiche a corrente alternata monofase.
Il condotto contenete sodio è posto nel traferro di un circuito magnetico, dove si genera un campo magnetico perpendicolare alla direzione di scorrimento del fluido.
Una corrente è fatta circolare da un lato all’altro del condotto stesso tramite due elettrodi connessi ad un sistema di alimentazione a tensione alternata.
La forza motrice è prodotta dall’interazione tra una corrente alternata, erogata dal secondario di un primo trasformatore e un campo magnetico, generato da secondario di un secondo trasformatore. Gli avvolgimenti primari dei due sistemi sono collegati ad una stessa alimentazione, in modo da sincronizzare la corrente ed il campo magnetico. In questo tipo di pompa deve essere posta un’attenzione particolare nella realizzazione dei supporti della pompa, che devono essere progettati in modo da ridurre le vibrazioni dovute all’utilizzazione di una corrente alternata monofase, il cui uso provoca anche effetti di rumore.
Un secondo tipo di pompa elettromagnetica per fluidi conduttori è costituito dalle pompe elettromagnetiche ad induzione.
Nelle pompe piane ad induzione il condotto per il fluido conduttore è piano a sezione rettangolare e l’alimentazione è in corrente alternata trifase.
Gli avvolgimenti statorici creano, perpendicolarmente al condotto, un campo magnetico sinusoidale scorrevole, che induce delle correnti nel sodio liquido. Le forze elettromagnetiche generate dall’interazione tra il campo magnetico e le correnti indotte provocano il movimento del fluido. Questo tipo di pompe è utilizzato con sodio fino a 600 ⁰C, ma le prestazioni migliorano al diminuire della temperatura.
Un terzo tipo di pompe elettromagnetiche a induzione per fluidi conduttori è costituito dalle pompe a induzione anulari; in questo tipo di pompe il fluido circola nello spazio anulare compreso tra due tubi concentrici, mentre lo statore trifase, disposto attorno al tubo, esterno crea radialmente un campo magnetico scorrevole; questo induce nel sodio liquido delle correnti che si richiudono circolarmente su sé stesse e la forza generata dall’interazione tra corrente e campo magnetico tende a muovere il fluido.
L’inconveniente comune alle varie pompe elettromagnetiche sopraccitate, oggetto della tecnica nota, è quello di non poter disporre contemporaneamente di grosse portate e di prevalenze considerevoli; questo ne limita l’uso su circuiti principali e secondari di grossi reattori.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: La pompa oggetto della presente invenzione, definita ad “autoinduzione” non necessita di elettromagneti, consente rendimenti elevati, anche se alimentata a corrente alternata; inoltre, non solo si presta a estrapolazioni a grandi dimensioni, ma le sue prestazioni migliorano all’aumentare delle dimensioni stesse.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione una pompa elettromagnetica ad autoinduzione per fluidi conduttori.
Nel corpo di pompa anulare, in prossimità delle zone a pressione minore, sono previsti dei condotti di alimentazione e, in prossimità delle zone a pressione maggiore, è previsto almeno un condotto di mandata.
Le variazioni di pressione all’interno del corpo di pompa anulare sono generate dal campo di forza che è perpendicolare in ogni punto al campo magnetico (H) e alle correnti (I) circolanti nel fluido conduttore, che funziona da avvolgimento secondario; questo provoca in tutto il conduttore un campo di forza centripeta (F).
Se il conduttore è un metallo liquido, quest’ultimo è compresso (pompato) dalle zone periferiche alle zone centrali del condotto tubolare nel quale è alloggiato il metallo liquido.
Nel caso in cui la pompa elettromagnetica a induzione sia applicata ai circuiti primari di reattori integrati, il circuito primario è realizzato da una piscina di metallo liquido, che deve essere fatto circolare.
Il circuito magnetico è immerso nella piscina e gli avvolgimenti primari sono ad essa esterni.
Il metallo liquido che avvolge il circuito magnetico costituisce la spira del circuito secondario del trasformatore.
Nella sezione trasversale media del circuito magnetico si crea un campo di forze, che ha il suo valore massimo nella zona centrale della sezione stessa; prelevando il metallo liquido in questa zona, lo si può inviare in un punto qualsiasi del reattore, ottenendo l’effetto di circolazione voluto.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Secondo una forma di realizzazione dell’invenzione, il metallo liquido e, in generale, un fluido conduttore, è contenuto in un contenitore torico e costituisce la spira secondaria di un trasformatore; il contenitore torico prevede condotti di alimentazione del metallo liquido, che sboccano in prossimità delle pareti laterali del contenitore.
Un condotto di estrazione del metallo liquido è disposto con la sua estremità, in prossimità della zona centrale di una sezione trasversale generale del contenitore torico, dove la pressione indotta dalla forza centripeta è maggiore; conseguentemente, il metallo liquido è aspirato dai condotti di alimentazione e spinto attraverso il condotto di estrazione.
Vantaggi:
1) Non necessita di elettromagneti (pompa ad autoinduzione) e può realizzare rendimenti elevati anche se alimentata in corrente alternata.
2) Si presta per estrapolazioni a grandi dimensioni, anzi, le sue prestazioni migliorano all’aumentare delle dimensioni stesse; per questo motivo, si presta ad applicazioni per le pompe dei circuiti secondari dei reattori veloci di potenza.
3) La semplicità costruttiva è tale che il suo costo, per grandi dimensioni, è sicuramente inferiore al costo delle unità meccaniche corrispondenti, che presentano, in più, problemi di tenuta, affidabilità e complicatezza costruttiva.
4) Si presta anche per applicazioni ai circuiti primari di reattori integrati.
5) Una macchina che si basa sullo stesso principio può essere utilizzata per la conversione diretta di energia termica in energia elettrica.
Nota 1: Un reattore autofertilizzante è un reattore a fissione progettato per produrre più fissili di quanti ne consumi lungo la vita di una carica
I componenti suddetti possono essere installati in qualsiasi circuito in cui evolva un metallo liquido elettricamente conduttore, che sia compatibile con un materiale magnetico, necessario per la realizzazione dei condotti.
Il principio di funzionamento delle pompe elettromagnetiche è basato sull’azione della forza generata da un campo magnetico in un conduttore percorso da corrente elettrica; in queste pompe il conduttore è costituito dal fluido stesso, sul quale si esercita un’azione che tende a farlo muovere perpendicolarmente al piano contenente le linee di flusso magnetico e le linee di corrente.
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Segnatura: BRA.000005Pompa elettromagnetica ad autoinduzione e convertitore diretto ad autoinduzione per fluidi conduttori in particolare metalli liquidi (GB) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo/NIRA e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: NIRA Spa
Inventore: Piergiulio Avanzini
Riassunto: Pompa elettromagnetica ad autoinduzione per fluidi conduttori, in particolare metalli liquidi, basata sul fatto che, all’interno di un contenitore percorso da corrente elettrica, si autogenera un campo magnetico chiuso all’interno del conduttore stesso.
Corrente e campo magnetico autoindotto sono ortogonali tra loro in ogni punto del conduttore; questo provoca in tutto il conduttore un campo di forza centrifuga. Se il campo di forza è un metallo liquido, questo è compresso (cioè pompato) dalla zona periferica a quella centrale del condotto tubolare nel quale è alloggiato il metallo liquido.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: Le pompe elettromagnetiche sono state sviluppate per le applicazioni in campo industriale e, in particolare, per la circolazione del sodio liquido nei circuiti dei reattori nucleari autofertilizzanti. (nota 1)
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: Un primo tipo di pompa elettromagnetica per fluido conduttore è costituito dalle pompe elettromagnetiche a corrente alternata monofase.
Il condotto contenete sodio è posto nel traferro di un circuito magnetico, dove si genera un campo magnetico perpendicolare alla direzione di scorrimento del fluido.
Una corrente è fatta circolare da un lato all’altro del condotto stesso tramite due elettrodi connessi ad un sistema di alimentazione a tensione alternata.
La forza motrice è prodotta dall’interazione tra una corrente alternata, erogata dal secondario di un primo trasformatore e un campo magnetico, generato da secondario di un secondo trasformatore. Gli avvolgimenti primari dei due sistemi sono collegati ad una stessa alimentazione, in modo da sincronizzare la corrente ed il campo magnetico. In questo tipo di pompa deve essere posta un’attenzione particolare nella realizzazione dei supporti della pompa, che devono essere progettati in modo da ridurre le vibrazioni dovute all’utilizzazione di una corrente alternata monofase, il cui uso provoca anche effetti di rumore.
Un secondo tipo di pompa elettromagnetica per fluidi conduttori è costituito dalle pompe elettromagnetiche ad induzione.
Nelle pompe piane ad induzione il condotto per il fluido conduttore è piano a sezione rettangolare e l’alimentazione è in corrente alternata trifase.
Gli avvolgimenti statorici creano, perpendicolarmente al condotto, un campo magnetico sinusoidale scorrevole, che induce delle correnti nel sodio liquido. Le forze elettromagnetiche generate dall’interazione tra il campo magnetico e le correnti indotte provocano il movimento del fluido. Questo tipo di pompe è utilizzato con sodio fino a 600 ⁰C, ma le prestazioni migliorano al diminuire della temperatura.
Un terzo tipo di pompe elettromagnetiche a induzione per fluidi conduttori è costituito dalle pompe a induzione anulari; in questo tipo di pompe il fluido circola nello spazio anulare compreso tra due tubi concentrici, mentre lo statore trifase, disposto attorno al tubo, esterno crea radialmente un campo magnetico scorrevole; questo induce nel sodio liquido delle correnti che si richiudono circolarmente su sé stesse e la forza generata dall’interazione tra corrente e campo magnetico tende a muovere il fluido.
L’inconveniente comune alle varie pompe elettromagnetiche sopraccitate, oggetto della tecnica nota, è quello di non poter disporre contemporaneamente di grosse portate e di prevalenze considerevoli; questo ne limita l’uso su circuiti principali e secondari di grossi reattori.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: La pompa oggetto della presente invenzione, definita ad “autoinduzione” non necessita di elettromagneti, consente rendimenti elevati, anche se alimentata a corrente alternata; inoltre, non solo si presta a estrapolazioni a grandi dimensioni, ma le sue prestazioni migliorano all’aumentare delle dimensioni stesse.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione una pompa elettromagnetica ad autoinduzione per fluidi conduttori.
Nel corpo di pompa anulare, in prossimità delle zone a pressione minore, sono previsti dei condotti di alimentazione e, in prossimità delle zone a pressione maggiore, è previsto almeno un condotto di mandata.
Le variazioni di pressione all’interno del corpo di pompa anulare sono generate dal campo di forza che è perpendicolare in ogni punto al campo magnetico (H) e alle correnti (I) circolanti nel fluido conduttore, che funziona da avvolgimento secondario; questo provoca in tutto il conduttore un campo di forza centripeta (F).
Se il conduttore è un metallo liquido, quest’ultimo è compresso (pompato) dalle zone periferiche alle zone centrali del condotto tubolare nel quale è alloggiato il metallo liquido.
Nel caso in cui la pompa elettromagnetica a induzione sia applicata ai circuiti primari di reattori integrati, il circuito primario è realizzato da una piscina di metallo liquido, che deve essere fatto circolare.
Il circuito magnetico è immerso nella piscina e gli avvolgimenti primari sono ad essa esterni.
Il metallo liquido che avvolge il circuito magnetico costituisce la spira del circuito secondario del trasformatore.
Nella sezione trasversale media del circuito magnetico si crea un campo di forze, che ha il suo valore massimo nella zona centrale della sezione stessa; prelevando il metallo liquido in questa zona, lo si può inviare in un punto qualsiasi del reattore, ottenendo l’effetto di circolazione voluto.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Secondo una forma di realizzazione dell’invenzione, il metallo liquido e, in generale, un fluido conduttore, è contenuto in un contenitore torico e costituisce la spira secondaria di un trasformatore; il contenitore torico prevede condotti di alimentazione del metallo liquido, che sboccano in prossimità delle pareti laterali del contenitore.
Un condotto di estrazione del metallo liquido è disposto con la sua estremità, in prossimità della zona centrale di una sezione trasversale generale del contenitore torico, dove la pressione indotta dalla forza centripeta è maggiore; conseguentemente, il metallo liquido è aspirato dai condotti di alimentazione e spinto attraverso il condotto di estrazione.
Vantaggi:
1) Non necessita di elettromagneti (pompa ad autoinduzione) e può realizzare rendimenti elevati anche se alimentata in corrente alternata.
2) Si presta per estrapolazioni a grandi dimensioni, anzi, le sue prestazioni migliorano all’aumentare delle dimensioni stesse; per questo motivo, si presta ad applicazioni per le pompe dei circuiti secondari dei reattori veloci di potenza.
3) La semplicità costruttiva è tale che il suo costo, per grandi dimensioni, è sicuramente inferiore al costo delle unità meccaniche corrispondenti, che presentano, in più, problemi di tenuta, affidabilità e complicatezza costruttiva.
4) Si presta anche per applicazioni ai circuiti primari di reattori integrati.
5) Una macchina che si basa sullo stesso principio può essere utilizzata per la conversione diretta di energia termica in energia elettrica.
Nota 1: Un reattore autofertilizzante è un reattore a fissione progettato per produrre più fissili di quanti ne consumi lungo la vita di una carica
I componenti suddetti possono essere installati in qualsiasi circuito in cui evolva un metallo liquido elettricamente conduttore, che sia compatibile con un materiale magnetico, necessario per la realizzazione dei condotti.
Il principio di funzionamento delle pompe elettromagnetiche è basato sull’azione della forza generata da un campo magnetico in un conduttore percorso da corrente elettrica; in queste pompe il conduttore è costituito dal fluido stesso, sul quale si esercita un’azione che tende a farlo muovere perpendicolarmente al piano contenente le linee di flusso magnetico e le linee di corrente.
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Segnatura: BRA.000006Pompa elettromagnetica ad autoinduzione e convertitore diretto ad autoinduzione per fluidi conduttori in particolare metalli liquidi (US) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo NIRA (ing. Avanzini) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: NIRA Spa
Inventore: Piergiulio Avanzini
Riassunto: Pompa elettromagnetica ad autoinduzione per fluidi conduttori, in particolare metalli liquidi, basata sul fatto che, all’interno di un contenitore percorso da corrente elettrica, si autogenera un campo magnetico chiuso all’interno del conduttore stesso.
Corrente e campo magnetico autoindotto sono ortogonali tra loro in ogni punto del conduttore; questo provoca in tutto il conduttore un campo di forza centrifuga. Se il campo di forza è un metallo liquido, questo è compresso (cioè pompato) dalla zona periferica a quella centrale del condotto tubolare nel quale è alloggiato il metallo liquido.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: Le pompe elettromagnetiche sono state sviluppate per le applicazioni in campo industriale e, in particolare, per la circolazione del sodio liquido nei circuiti dei reattori nucleari autofertilizzanti. (nota 1)
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: Un primo tipo di pompa elettromagnetica per fluido conduttore è costituito dalle pompe elettromagnetiche a corrente alternata monofase.
Il condotto contenete sodio è posto nel traferro di un circuito magnetico, dove si genera un campo magnetico perpendicolare alla direzione di scorrimento del fluido.
Una corrente è fatta circolare da un lato all’altro del condotto stesso tramite due elettrodi connessi ad un sistema di alimentazione a tensione alternata.
La forza motrice è prodotta dall’interazione tra una corrente alternata, erogata dal secondario di un primo trasformatore e un campo magnetico, generato da secondario di un secondo trasformatore. Gli avvolgimenti primari dei due sistemi sono collegati ad una stessa alimentazione, in modo da sincronizzare la corrente ed il campo magnetico. In questo tipo di pompa deve essere posta un’attenzione particolare nella realizzazione dei supporti della pompa, che devono essere progettati in modo da ridurre le vibrazioni dovute all’utilizzazione di una corrente alternata monofase, il cui uso provoca anche effetti di rumore.
Un secondo tipo di pompa elettromagnetica per fluidi conduttori è costituito dalle pompe elettromagnetiche ad induzione.
Nelle pompe piane ad induzione il condotto per il fluido conduttore è piano a sezione rettangolare e l’alimentazione è in corrente alternata trifase.
Gli avvolgimenti statorici creano, perpendicolarmente al condotto, un campo magnetico sinusoidale scorrevole, che induce delle correnti nel sodio liquido. Le forze elettromagnetiche generate dall’interazione tra il campo magnetico e le correnti indotte provocano il movimento del fluido. Questo tipo di pompe è utilizzato con sodio fino a 600 ⁰C, ma le prestazioni migliorano al diminuire della temperatura.
Un terzo tipo di pompe elettromagnetiche a induzione per fluidi conduttori è costituito dalle pompe a induzione anulari; in questo tipo di pompe il fluido circola nello spazio anulare compreso tra due tubi concentrici, mentre lo statore trifase, disposto attorno al tubo, esterno crea radialmente un campo magnetico scorrevole; questo induce nel sodio liquido delle correnti che si richiudono circolarmente su sé stesse e la forza generata dall’interazione tra corrente e campo magnetico tende a muovere il fluido.
L’inconveniente comune alle varie pompe elettromagnetiche sopraccitate, oggetto della tecnica nota, è quello di non poter disporre contemporaneamente di grosse portate e di prevalenze considerevoli; questo ne limita l’uso su circuiti principali e secondari di grossi reattori.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: La pompa oggetto della presente invenzione, definita ad “autoinduzione” non necessita di elettromagneti, consente rendimenti elevati, anche se alimentata a corrente alternata; inoltre, non solo si presta a estrapolazioni a grandi dimensioni, ma le sue prestazioni migliorano all’aumentare delle dimensioni stesse.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione una pompa elettromagnetica ad autoinduzione per fluidi conduttori.
Nel corpo di pompa anulare, in prossimità delle zone a pressione minore, sono previsti dei condotti di alimentazione e, in prossimità delle zone a pressione maggiore, è previsto almeno un condotto di mandata.
Le variazioni di pressione all’interno del corpo di pompa anulare sono generate dal campo di forza che è perpendicolare in ogni punto al campo magnetico (H) e alle correnti (I) circolanti nel fluido conduttore, che funziona da avvolgimento secondario; questo provoca in tutto il conduttore un campo di forza centripeta (F).
Se il conduttore è un metallo liquido, quest’ultimo è compresso (pompato) dalle zone periferiche alle zone centrali del condotto tubolare nel quale è alloggiato il metallo liquido.
Nel caso in cui la pompa elettromagnetica a induzione sia applicata ai circuiti primari di reattori integrati, il circuito primario è realizzato da una piscina di metallo liquido, che deve essere fatto circolare.
Il circuito magnetico è immerso nella piscina e gli avvolgimenti primari sono ad essa esterni.
Il metallo liquido che avvolge il circuito magnetico costituisce la spira del circuito secondario del trasformatore.
Nella sezione trasversale media del circuito magnetico si crea un campo di forze, che ha il suo valore massimo nella zona centrale della sezione stessa; prelevando il metallo liquido in questa zona, lo si può inviare in un punto qualsiasi del reattore, ottenendo l’effetto di circolazione voluto.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Secondo una forma di realizzazione dell’invenzione, il metallo liquido e, in generale, un fluido conduttore, è contenuto in un contenitore torico e costituisce la spira secondaria di un trasformatore; il contenitore torico prevede condotti di alimentazione del metallo liquido, che sboccano in prossimità delle pareti laterali del contenitore.
Un condotto di estrazione del metallo liquido è disposto con la sua estremità, in prossimità della zona centrale di una sezione trasversale generale del contenitore torico, dove la pressione indotta dalla forza centripeta è maggiore; conseguentemente, il metallo liquido è aspirato dai condotti di alimentazione e spinto attraverso il condotto di estrazione.
Vantaggi:
1) Non necessita di elettromagneti (pompa ad autoinduzione) e può realizzare rendimenti elevati anche se alimentata in corrente alternata.
2) Si presta per estrapolazioni a grandi dimensioni, anzi, le sue prestazioni migliorano all’aumentare delle dimensioni stesse; per questo motivo, si presta ad applicazioni per le pompe dei circuiti secondari dei reattori veloci di potenza.
3) La semplicità costruttiva è tale che il suo costo, per grandi dimensioni, è sicuramente inferiore al costo delle unità meccaniche corrispondenti, che presentano, in più, problemi di tenuta, affidabilità e complicatezza costruttiva.
4) Si presta anche per applicazioni ai circuiti primari di reattori integrati.
5) Una macchina che si basa sullo stesso principio può essere utilizzata per la conversione diretta di energia termica in energia elettrica.
Nota 1: Un reattore autofertilizzante è un reattore a fissione progettato per produrre più fissili di quanti ne consumi lungo la vita di una carica
I componenti suddetti possono essere installati in qualsiasi circuito in cui evolva un metallo liquido elettricamente conduttore, che sia compatibile con un materiale magnetico, necessario per la realizzazione dei condotti.
Il principio di funzionamento delle pompe elettromagnetiche è basato sull’azione della forza generata da un campo magnetico in un conduttore percorso da corrente elettrica; in queste pompe il conduttore è costituito dal fluido stesso, sul quale si esercita un’azione che tende a farlo muovere perpendicolarmente al piano contenente le linee di flusso magnetico e le linee di corrente.
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Segnatura: BRA.000007Rilevatore di dispersione per mezzi filoviari (A) - Alesatore per alberi cavi (B) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (sig.ra Arcoleo) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche dei brevetti
A) "Rilevatore dispersione per mezzi filoviari"
Titolare: Ansaldo Spa
Inventori: Paolo Ripamonti, Claudio Caranza
Riassunto: L’invenzione si riferisce ad un rilevatore di dispersione per mezzi filoviari, comprendente un generatore di segnale, il quale inietta tra la carrozzeria del veicolo e la massa del circuito un segnale impulsivo opportuno ed un ricevitore di segnale in grado di discriminare il segnale presente in condizioni di normale funzionamento e di pilotare di conseguenza le segnalazioni di allarme in caso di pericolo ed il relè di consenso alla marcia in caso di normale funzionamento.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: I mezzi filoviari comprendono un rilevatore di dispersione progettato per realizzare le due seguenti principali funzioni di sicurezza durante la marcia del veicolo:
a) scaricare le cariche elettrostatiche presenti sulla carrozzeria del veicolo al polo negativo di linea;
b) controllare con continuità il grado di isolamento tra la carrozzeria e la linea di alimentazione della tensione.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: Nel caso in cui si presenti una degradazione dell’isolamento rispetto a valori fissati, si ha un intervento automatico dell’apparecchiatura con un allarme ottico-acustico e l’apertura di un contatto nel circuito di trazione, il quale interrompe la marcia del veicolo; con una sequenza di operazioni opportuna, il conducente può riprendere la marcia in condizioni di esercizio previste dalle norme di sicurezza.
Esposizione dell’idea inventiva: Rilevatore di dispersione per mezzi filoviari comprendente quanto segue.
• Un generatore di segnale, che inietta tra la carrozzeria del veicolo e la massa del circuito un segnale impulsivo opportuno; la generazione ed il riconoscimento del segnale suddetto sono realizzati con un controllo automatico delle caratteristiche di tensione dell’impulso.
• Un ricevitore di segnale in grado di discriminare il segnale presente e di pilotare di conseguenza le segnalazioni, fornendo un segnale di allarme in caso di anomalia e dando il consenso alla marcia nel caso in cui non siano rilevate anomalie.
Il generatore sopraccitato è collegato alla linea di alta tensione attraverso un adattatore opportuno, formato da resistori (partitori) nonché da uno stadio di rettificazione e protezione di per sé noto.
Detto adattatore consente di scaricare al polo negativo le cariche elettrostatiche della carrozzeria attraverso un resistore opportuno.
Il generatore ed il ricevitore suddetti comprendono, inoltre, un alimentatore, che preleva energia dalla batteria di bordo ed alimenta il circuito, garantendo la separazione galvanica tra la batteria ed il circuito di alta tensione. L’alimentatore accetta una tensione di ingresso variabile tra i 18 V ed i 32 V ed è protetto da sovratensioni esterne e guasti interni del circuito.
Il rilevatore comprende, inoltre, un cruscotto con organi di comando, quali un pulsante di verifica ed una chiave di esclusione del dispositivo.
Vantaggi:
1) Il circuito rivelatore consente di rendere auto-rilevante qualsiasi guasto del sistema e permette di evitare uscite dell’apparecchiatura contrarie alla sicurezza (tecnica “fail safe”).
2) Il ricevitore del dispositivo è autocontrollato: quando i circuiti di comando del veicolo si accendono, si opera automaticamente una sequenza di controllo per circa un secondo, durante la quale si hanno le segnalazioni di allarme.
3) La verifica della dispersione può essere attuata con l’azione di un pulsante luminoso; quest’ultimo riporta il circuito nelle condizioni iniziali in caso di dispersione transitoria.
4) La connessione del rivelatore alla carrozzeria è realizzata in due punti distinti della struttura; questo rende il rilevatore più sicuro.
B) "Alesatore per alberi cavi"
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Luigi Primo
Riassunto
Alesatore per alberi cavi, che comprende quanto segue:
• un involucro munito di mezzi autocentranti da inserire all’interno del foro dell’albero;
• un motore scorrevole assialmente all’interno di detto involucro;
• mezzi per muovere assialmente detto motore;
• un albero motore posto in rotazione da detto motore, solidale a questo nei suoi movimenti assiali e calettato ad una testa alesatrice, che è girevole rispetto a detto involucro ma assialmente fissa rispetto a questo;
• almeno un utensile alesatore, posto in rotazione da detta testa alesatrice;
• mezzi a camma per guidare l’utensile alesatore suddetto lungo una traiettoria curva, giacente in un piano radiale di detta testina alesatrice, azionati dal movimento assiale dell’albero motore sopraccitato.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: Gli alberi cavi, in particolare quelli destinati a ruotare ad a alta velocità, come gli alberi cavi delle turbine a vapore, sono sottoposti ad un controllo accurato, preferibilmente mediante radiografie ad ultrasuoni, per individuare l’eventuale presenza, nello spessore dell’albero, di soffiature, micro fessure o, in generale, di difetti che potrebbero innescare, durante il servizio, rotture pericolose.
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: Quando i difetti sopraccitati si riscontrano in prossimità della superficie interna dell’albero cavo, secondo la tecnica nota, è possibile eliminarli mediante un’alesatura, che allarga, localmente, il diametro interno dell’albero; in questo caso, la superficie alesata deve essere raccordata opportunamente alla superficie interna primitiva della zona circostante, al fine di evitare effetti di intaglio pericolosi quanto il difetto da eliminare.
L’alesatura suddetta, effettuata secondo la tecnica nota, prevede l’uso di torni di grandi dimensioni, atti a consentire che l’albero cavo possa essere posto in rotazione; questo comporta costi elevati e tempi di sistemazione del tornio sulla macchina utensile molto alti.
Esposizione dell’idea inventiva: L’invenzione riguarda un alesatore per alberi cavi comprendente quanto segue:
• un involucro munito di mezzi autocentranti da inserire all’interno del foro dell’albero;
• un motore scorrevole assialmente all’interno di detto involucro;
• mezzi per muovere assialmente il motore suddetto;
• un albero motore, posto in rotazione da detto motore, solidale a questo nei suoi movimenti assiali e calettato ad una testa alesatrice, girevole rispetto a detto involucro, ma fissa assialmente rispetto a quest’ultimo, la quale prevede un corpo cilindrico di supporto munito anteriormente di una staffa a firma di U, allungata assialmente, che definisce una scanalatura, nella quale sono sistemati dei mezzi a camma, comandati dal movimento assiale dell’albero motore, finalizzati a guidare l’utensile alesatore lungo una traiettoria curva;
• almeno un utensile alesatore, posto in rotazione dalla testa alesatrice.
Quando l’albero cavo è alesato internamente per una porzione B della sua lunghezza, per detta porzione B, il diametro del foro passa dal diametro Di al diametro Di’ e, quindi, per tale motivo, l’alesatura del tratto B deve essere accompagnata da una sagomatura opportuna della zona di raccordo tra il tratto B e la zona rimanente del foro.
La zona di raccordo è formata da due superfici toriche, una concava e l’altra convessa, la cui sezione radiale si sviluppa per 45⁰ ed è costituita da un arco di cerchio.
L’alesatore oggetto dell’invenzione può essere usato sia per l’alesatura di superfici toriche concave, sia per l’alesatura di superfici toriche convesse.
Per l’alesatura delle superfici toriche concave l’albero motore presenta un’estremità a forma di forcella, giacente nella fessura diametrale della testina alesatrice, attraversata, in posizione assialmente variabile, da un perno, sul quale è liberamente articolato almeno un braccio, alla cui estremità è fissato l’utensile alesatore.
Per l’alesatura delle superfici toriche convesse, le pareti della fessura suddetta sono munite di guide per una slitta, alla quale è fissato l’utensile alesatore.
Per la centratura dell’alesatore, all’interno del foro dell’albero da alesare, sono previste terne di carrelli distribuiti circonferenzialmente a 120⁰ l’uno rispetto all’altro, premuti elasticamente verso le pareti del foro da alesare.
Vantaggi:
1) Il raccordo tra la superficie interna primitiva e quella alesata può essere effettuato minimizzando effetti ad intaglio pericolosi quanto i difetti da eliminare.
2) I costi sono inferiori rispetto a quelli che occorre affrontare utilizzando i torni di dimensioni notevoli usati secondo la tecnica nota.
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Segnatura: BRA.000008Pompa immersa per la circolazione del sodio in un reattore nucleare veloce (IT) Fascicolo
Corrispondenza tra NIRA (rag. Merciari, ing. Valentini, ing. Sardone, avv. Salvadè avv. De Guglielmi) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti, studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani.
Specifiche del brevetto
Titolare: NIRA Spa
Inventori: Diego Rosa, Domenico Sardone
Riassunto: L’invenzione si riferisce ad una pompa immersa per la circolazione del sodio in un reattore nucleare veloce.
In una pompa ad asse verticale, la cui cassa termina inferiormente con un condotto di aspirazione verticale, aperto verso il basso e con una coclea che circonda il mozzo della girante, secondo l’invenzione sono previste per la girante delle palette a sbalzo che, pertanto, non sono chiuse perifericamente da un anello.
In assenza dell’anello di collegamento delle estremità libere delle palette della girante il cuscinetto portante della girante deve essere sistemato più in alto con la conseguenza di fare lavorare a sbalzo la girante.
La riduzione delle masse in gioco, per l’assenza dell’anello suddetto, consente tuttavia la sistemazione del cuscinetto portante all’interno del mozzo della girante con un’ulteriore riduzione degli ingombri delle parti asportabili fisse e mobili della pompa; questo riduce il costo della pompa e, indirettamente, anche quello dell’impianto.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: La tendenza nella costruzione degli impianti nucleari, in particolare nei reattori nucleari veloci, che utilizzano sodio liquido come fluido primario e secondario, è quella di ridurre gli ingombri di ogni singolo componente.
Uno dei componenti del reattore di mole maggiore è costituito dalla pompa del sodio secondario, che deve essere installata, in più esemplari, all’interno dell’edificio principale del reattore.
Tecnica nota: Le pompe attualmente note per il sodio sono costituite da pompe assiali, la cui girante, avvolta da una coclea, aspira dal basso il fluido da pompare.
Normalmente le palette della girante sono connesse, perifericamente, a un anello di irrigidimento, la cui superficie esterna è utilizzata come componente girevole di un cuscinetto idraulico, la cui funzione portante è assolta dal liquido pompato.
Limiti della tecnica nota: La presenza dell’anello di irrigidimento aumenta notevolmente le masse rotanti in gioco, che sono costituite, nell’ordine, dall’albero della girante, dal mozzo della girante, dalle palette e dall’anello di irrigidimento; quest’ultimo, non solo ha una massa sensibile rispetto, ad esempio, alla massa delle palette, ma presenta anche, sempre rispetto, ad esempio, alla massa delle palette, un momento d’inerzia polare maggiore, essendo disposto esternamente.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: Secondo l’invenzione, l’anello di collegamento delle estremità esterne delle palette della girante è eliminato e il cuscinetto portante della girante è sistemato all’interno della parte fissa del mozzo della girante con una notevole riduzione del peso e dell’ingombro della pompa.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione una pompa immersa per la circolazione del sodio nei circuiti di un reattore nucleare veloce, in cui le palette della girante sono libere alle loro estremità esterne e un cuscinetto portante è realizzato all’interno del mozzo del diffusore soprastante la girante.
Nella pompa suddetta il fluido portante del cuscinetto idraulico è alimentato dalle palette della girante.
La superficie portante fissa del cuscinetto idraulico è costituita dalla faccia interna di un anello fisso montato all’interno del mozzo del diffusore distanziato dalla parete di quest’ultimo mediante opportune razze, in modo da creare un vano anulare di risalita per il fluido uscente dall’estremità inferiore del cuscinetto idraulico.
La superficie portante girevole del cuscinetto idraulico è costituita dalla superficie esterna di un anello alettato sull’albero della girante; detto anello è dotato di una camera anulare, aperta verso il basso, detta anche prima cavità, connessa, attraverso un numero di passaggi opportuno, con il meato esistente tra la superficie portante fissa e la superficie portante mobile del cuscinetto idraulico.
L’anello alettato sull’albero della girante prevede, esternamente alla prima cavità anulare sopraccitata una seconda cavità anulare che comunica, internamente, con la prima cavità suddetta attraverso una prima serie di fori distribuiti regolarmente in modo circonferenziale in modo regolare e, esternamente, con il meato esistente tra le superfici portanti fissa e mobile del cuscinetto idraulico, attraverso una seconda serie di fori distribuiti regolarmente in modo circonferenziale.
Sulla superficie portante mobile del cuscinetto idraulico in corrispondenza della seconda serie di fori sono predisposte opportune scanalature verticali, che consentono di distribuire in altezza il fluido proveniente dalla seconda serie di fori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: La cassa della pompa prevede un primo involucro esterno fissato ad una soletta dell’edificio reattore nella fase di montaggio dell’impianto.
L’involucro esterno sopraccitato, inamovibile, della cassa della pompa prevede una parte cilindrica dotata superiormente di una flangia fissata al di sotto di una piastra di supporto, appoggiata sopra la soletta dell’edificio reattore attorno ad un foro, praticato all’interno dell’edificio reattore stesso.
La piastra di supporto è fissata alla soletta del reattore mediante perni filettati.
Il corpo cilindrico tubolare prevede dei fori e, inferiormente, si allarga nel corpo della coclea, che è fornita di aperture radiali e di un cono di aspirazione inferiore.
La pompa prevede, in modo di per sé noto, un albero verticale, la cui estremità inferiore è calettata ad un mozzo sostanzialmente conico, al quale soni fissate le palette, che formano, nel loro complesso, una girante.
Al di sopra del mozzo, attorno all’albero, è predisposta una carenatura fissa, che si raccorda alla parete interna della cella.
La carenatura fissa suddetta sostiene la parete fissa del diffusore, il quale comprende un corpo tubolare, che chiude l’estremità esterna della paletta fissa del diffusore e si prolunga inferiormente in modo da inserirsi a misura all’interno di una flangia cilindrica sporgente all’interno della coclea e attorno al condotto di aspirazione.
La carenatura dell’albero si prolunga all’interno del corpo tubolare anch’essa sotto forma di un corpo tubolare ulteriore, il quale termina superiormente con una flangia ulteriore, che si appoggia alla flangia fissata al di sotto della piastra di supporto ed è collegata stabilmente a quest’ultima tramite bulloni.
In corrispondenza della radice del corpo tubolare si ha anche la radice del corpo tubolare ulteriore. In detta zona, tra i due corpi tubolari, vi sono dei mezzi di centraggio.
Di conseguenza, l’insieme costituito dalla flangia ulteriore, dal corpo tubolare ulteriore, dal diffusore e dalla carenatura è sfilabile verticalmente verso l’alto, assieme all’albero, alla paletta girevole ed al mozzo.
Nelle pompe di tipo noto, destinate al pompaggio del sodio di un reattore nucleare veloce, la girante prevede che le sue palette siano contenute, alla loro estremità esterna, da un anello di irrigidimento, la cui superficie esterna è utilizzata come superficie esterna girevole di un cuscinetto idraulico.
Secondo l’invenzione, le palette della girante sono libere in corrispondenza delle loro estremità esterne, ovvero non sono collegate o sostenute da alcun anello; in questo modo, viene a mancare una superficie girevole per un cuscinetto idraulico portante e non è pensabile fare lavorare a sbalzo l’albero.
Secondo l’invenzione, il cuscinetto idraulico necessario per non fare lavorare a sbalzo l’albero è realizzato all’interno della carenatura che circonda l’albero all’altezza del diffusore e che possiamo semplicemente chiamare mozzo del diffusore.
Il cuscinetto idraulico della pompa secondo l’invenzione prevede, all’interno del mozzo del diffusore, una prima superficie portante, fissa, cilindrica e concava, realizzata dalla faccia interna di un anello sostenuto dalla superficie interna del mozzo del diffusore mediante mensole o razze.
La superficie portante girevole e interna del cuscinetto è costituita dalla superficie esterna di un anello calettato sull’albero. Detto anello prevede una prima cavità anulare aperta verso il basso e in comunicazione, attraverso un’intercapedine assiale con la zona di separazione tra le palette della girante e le palette del diffusore; detta intercapedine anulare è pertanto alimentata dal fluido pompato alla pressione presente all’uscita della girante. Tale pressione è ulteriormente aumentata da palette ausiliarie previste all’ingresso della cavità anulare aperta verso il basso.
L’anello calettato sull’albero e girevole con l’albero prevede una seconda cavità anulare, avente funzione di camera di distribuzione, collegata con la prima cavità attraverso fori di passaggio distribuiti regolarmente in modo circonferenziale.
Ulteriori fori di passaggio, di diametro inferiore, anch’essi distribuiti regolarmente in modo circonferenziale, mettono in comunicazione la camera di distribuzione con in meato anulare esistente tra la superficie portante girevole e la superficie portante fissa.
Scanalature verticali consentono di distribuire in altezza il fluido in pressione proveniente dagli ulteriori fori di passaggio.
Il liquido che esce dall’estremità superiore del meato anulare si dirige naturalmente nella zona definita dal corpo tubolare opportunamente forato, per cui può mescolarsi al liquido contenuto nel serbatoio principale del reattore.
Inferiormente, il liquido in pressione, uscente dal meato anulare, può risalire verso l’alto lungo l’intercapedine esistente tra l’anello fisso e la faccia interna del mozzo del diffusore.
Vantaggi:
La riduzione delle masse in gioco consente la riduzione delle dimensioni del cuscinetto idraulico con conseguente maggiore sicurezza delle condizioni di funzionamento rispetto ai cuscinetti di tipo tradizionale.
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Segnatura: BRA.000009Pompa immersa per la circolazione del sodio in un reattore nucleare veloce (GB) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo NIRA (rag. Merciari, avv. Salvadè, ing. Sardone, dott. Basile) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: NIRA Spa
Inventori: Diego Rosa, Domenico Sardone
Riassunto: L’invenzione si riferisce ad una pompa immersa per la circolazione del sodio in un reattore nucleare veloce.
In una pompa ad asse verticale, la cui cassa termina inferiormente con un condotto di aspirazione verticale, aperto verso il basso e con una coclea che circonda il mozzo della girante, secondo l’invenzione sono previste per la girante delle palette a sbalzo che, pertanto, non sono chiuse perifericamente da un anello.
In assenza dell’anello di collegamento delle estremità libere delle palette della girante il cuscinetto portante della girante deve essere sistemato più in alto con la conseguenza di fare lavorare a sbalzo la girante.
La riduzione delle masse in gioco, per l’assenza dell’anello suddetto, consente tuttavia la sistemazione del cuscinetto portante all’interno del mozzo della girante con un’ulteriore riduzione degli ingombri delle parti asportabili fisse e mobili della pompa; questo riduce il costo della pompa e, indirettamente, anche quello dell’impianto.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: La tendenza nella costruzione degli impianti nucleari, in particolare nei reattori nucleari veloci, che utilizzano sodio liquido come fluido primario e secondario, è quella di ridurre gli ingombri di ogni singolo componente.
Uno dei componenti del reattore di mole maggiore è costituito dalla pompa del sodio secondario, che deve essere installata, in più esemplari, all’interno dell’edificio principale del reattore.
Tecnica nota: Le pompe attualmente note per il sodio sono costituite da pompe assiali, la cui girante, avvolta da una coclea, aspira dal basso il fluido da pompare.
Normalmente le palette della girante sono connesse, perifericamente, a un anello di irrigidimento, la cui superficie esterna è utilizzata come componente girevole di un cuscinetto idraulico, la cui funzione portante è assolta dal liquido pompato.
Limiti della tecnica nota: La presenza dell’anello di irrigidimento aumenta notevolmente le masse rotanti in gioco, che sono costituite, nell’ordine, dall’albero della girante, dal mozzo della girante, dalle palette e dall’anello di irrigidimento; quest’ultimo, non solo ha una massa sensibile rispetto, ad esempio, alla massa delle palette, ma presenta anche, sempre rispetto, ad esempio, alla massa delle palette, un momento d’inerzia polare maggiore, essendo disposto esternamente.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: Secondo l’invenzione, l’anello di collegamento delle estremità esterne delle palette della girante è eliminato e il cuscinetto portante della girante è sistemato all’interno della parte fissa del mozzo della girante con una notevole riduzione del peso e dell’ingombro della pompa.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione una pompa immersa per la circolazione del sodio nei circuiti di un reattore nucleare veloce, in cui le palette della girante sono libere alle loro estremità esterne e un cuscinetto portante è realizzato all’interno del mozzo del diffusore soprastante la girante.
Nella pompa suddetta il fluido portante del cuscinetto idraulico è alimentato dalle palette della girante.
La superficie portante fissa del cuscinetto idraulico è costituita dalla faccia interna di un anello fisso montato all’interno del mozzo del diffusore distanziato dalla parete di quest’ultimo mediante opportune razze, in modo da creare un vano anulare di risalita per il fluido uscente dall’estremità inferiore del cuscinetto idraulico.
La superficie portante girevole del cuscinetto idraulico è costituita dalla superficie esterna di un anello alettato sull’albero della girante; detto anello è dotato di una camera anulare, aperta verso il basso, detta anche prima cavità, connessa, attraverso un numero di passaggi opportuno, con il meato esistente tra la superficie portante fissa e la superficie portante mobile del cuscinetto idraulico.
L’anello alettato sull’albero della girante prevede, esternamente alla prima cavità anulare sopraccitata una seconda cavità anulare che comunica, internamente, con la prima cavità suddetta attraverso una prima serie di fori distribuiti regolarmente in modo circonferenziale in modo regolare e, esternamente, con il meato esistente tra le superfici portanti fissa e mobile del cuscinetto idraulico, attraverso una seconda serie di fori distribuiti regolarmente in modo circonferenziale.
Sulla superficie portante mobile del cuscinetto idraulico in corrispondenza della seconda serie di fori sono predisposte opportune scanalature verticali, che consentono di distribuire in altezza il fluido proveniente dalla seconda serie di fori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: La cassa della pompa prevede un primo involucro esterno fissato ad una soletta dell’edificio reattore nella fase di montaggio dell’impianto.
L’involucro esterno sopraccitato, inamovibile, della cassa della pompa prevede una parte cilindrica dotata superiormente di una flangia fissata al di sotto di una piastra di supporto, appoggiata sopra la soletta dell’edificio reattore attorno ad un foro, praticato all’interno dell’edificio reattore stesso.
La piastra di supporto è fissata alla soletta del reattore mediante perni filettati.
Il corpo cilindrico tubolare prevede dei fori e, inferiormente, si allarga nel corpo della coclea, che è fornita di aperture radiali e di un cono di aspirazione inferiore.
La pompa prevede, in modo di per sé noto, un albero verticale, la cui estremità inferiore è calettata ad un mozzo sostanzialmente conico, al quale soni fissate le palette, che formano, nel loro complesso, una girante.
Al di sopra del mozzo, attorno all’albero, è predisposta una carenatura fissa, che si raccorda alla parete interna della cella.
La carenatura fissa suddetta sostiene la parete fissa del diffusore, il quale comprende un corpo tubolare, che chiude l’estremità esterna della paletta fissa del diffusore e si prolunga inferiormente in modo da inserirsi a misura all’interno di una flangia cilindrica sporgente all’interno della coclea e attorno al condotto di aspirazione.
La carenatura dell’albero si prolunga all’interno del corpo tubolare anch’essa sotto forma di un corpo tubolare ulteriore, il quale termina superiormente con una flangia ulteriore, che si appoggia alla flangia fissata al di sotto della piastra di supporto ed è collegata stabilmente a quest’ultima tramite bulloni.
In corrispondenza della radice del corpo tubolare si ha anche la radice del corpo tubolare ulteriore. In detta zona, tra i due corpi tubolari, vi sono dei mezzi di centraggio.
Di conseguenza, l’insieme costituito dalla flangia ulteriore, dal corpo tubolare ulteriore, dal diffusore e dalla carenatura è sfilabile verticalmente verso l’alto, assieme all’albero, alla paletta girevole ed al mozzo.
Nelle pompe di tipo noto, destinate al pompaggio del sodio di un reattore nucleare veloce, la girante prevede che le sue palette siano contenute, alla loro estremità esterna, da un anello di irrigidimento, la cui superficie esterna è utilizzata come superficie esterna girevole di un cuscinetto idraulico.
Secondo l’invenzione, le palette della girante sono libere in corrispondenza delle loro estremità esterne, ovvero non sono collegate o sostenute da alcun anello; in questo modo, viene a mancare una superficie girevole per un cuscinetto idraulico portante e non è pensabile fare lavorare a sbalzo l’albero.
Secondo l’invenzione, il cuscinetto idraulico necessario per non fare lavorare a sbalzo l’albero è realizzato all’interno della carenatura che circonda l’albero all’altezza del diffusore e che possiamo semplicemente chiamare mozzo del diffusore.
Il cuscinetto idraulico della pompa secondo l’invenzione prevede, all’interno del mozzo del diffusore, una prima superficie portante, fissa, cilindrica e concava, realizzata dalla faccia interna di un anello sostenuto dalla superficie interna del mozzo del diffusore mediante mensole o razze.
La superficie portante girevole e interna del cuscinetto è costituita dalla superficie esterna di un anello calettato sull’albero. Detto anello prevede una prima cavità anulare aperta verso il basso e in comunicazione, attraverso un’intercapedine assiale con la zona di separazione tra le palette della girante e le palette del diffusore; detta intercapedine anulare è pertanto alimentata dal fluido pompato alla pressione presente all’uscita della girante. Tale pressione è ulteriormente aumentata da palette ausiliarie previste all’ingresso della cavità anulare aperta verso il basso.
L’anello calettato sull’albero e girevole con l’albero prevede una seconda cavità anulare, avente funzione di camera di distribuzione, collegata con la prima cavità attraverso fori di passaggio distribuiti regolarmente in modo circonferenziale.
Ulteriori fori di passaggio, di diametro inferiore, anch’essi distribuiti regolarmente in modo circonferenziale, mettono in comunicazione la camera di distribuzione con in meato anulare esistente tra la superficie portante girevole e la superficie portante fissa.
Scanalature verticali consentono di distribuire in altezza il fluido in pressione proveniente dagli ulteriori fori di passaggio.
Il liquido che esce dall’estremità superiore del meato anulare si dirige naturalmente nella zona definita dal corpo tubolare opportunamente forato, per cui può mescolarsi al liquido contenuto nel serbatoio principale del reattore.
Inferiormente, il liquido in pressione, uscente dal meato anulare, può risalire verso l’alto lungo l’intercapedine esistente tra l’anello fisso e la faccia interna del mozzo del diffusore.
Vantaggi:
La riduzione delle masse in gioco consente la riduzione delle dimensioni del cuscinetto idraulico con conseguente maggiore sicurezza delle condizioni di funzionamento rispetto ai cuscinetti di tipo tradizionale.
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Segnatura: BRA.000010Generatore di vapore dotato di mezzi di rimozione dei depositi sulla piastra tubiera (IT) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (dott. Migliore, ing. Santangelo, ing. Avanzini, ing. Spotorno, ing. Tedeschi, avv. De Guglielmi, avv. Salvadè, rag. Merciari) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Federico Spotorno
Riassunto: L’invenzione si riferisce ad un generatore di vapore del tipo che prevede, al di sopra della piastra tubiera, mezzi di aspirazione dell’acqua e dei depositi che si sono raccolti su detta piastra tubiera.
La sospensione solido-liquida aspirata in tal modo è separata in un separatore e quindi pompata all’interno del generatore di vapore.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: Nei generatori di vapore delle centrali PWR si sono riscontrati, dopo alcuni anni di funzionamento, formazioni consistenti di depositi sulla piastra tubiera; tali depositi costituiscono un inconveniente, che può causare gravi danneggiamenti ai fasci tubieri del generatore stesso.
La generazione dei fanghi, costituenti il deposito, è dovuta allo stato chimico-fisico dell’acqua di alimento: infatti in essa si riscontra la presenza di aggressivi chimici, che si pensa derivino, per esempio, da perdite al condensatore, decomposizione delle resine del sistema di filtraggio del condensato, ingresso di aria nel ciclo, che causano una continua corrosione generalizzata del circuito.
Il deposito innesca, nelle zone interstiziali tra tubo e piastra, fenomeni corrosivi con attacco inter-granulare e fenomeni di assottigliamento del tubo al di sotto del deposito, con conseguente fessurazione e tappatura del tubo.
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: La rimozione del deposito, attualmente, è realizzata con il “lancing”; questo sistema consiste nel concentrare sul deposito getti di acqua o di vapore in pressione e nel successivo filtraggio dell’acqua per separare le particelle del deposito; tale tecnica, tuttavia, presenta i seguenti limiti:
1) è applicabile solo durante i periodi d’arresto dell’impianto per manutenzione (ogni tre- quattro anni) oppure durante soste accidentali;
2) consente unicamente la rimozione del deposito ma non è idonea alla prevenzione del fenomeno stesso.
Esposizione dell’idea inventiva: Secondo l’invenzione, è prevista l’installazione di mezzi di ricircolo dell’acqua costituente il fluido secondario di un generatore di vapore; tali mezzi di ricircolo prevedono condotti di aspirazione predisposti in prossimità della faccia superiore della faccia tubiera sopra la quale si raccolgono i depositi suddetti.
Più in dettaglio, forma oggetto della presente invenzione un generatore di vapore con almeno una piastra tubiera, che prevede quanto segue:
• Mezzi di aspirazione che sfociano a breve distanza dalla faccia superiore della piastra tubiera.
• Mezzi di ricircolo del fluido aspirato ad una quota superiore, costituiti da un eiettore alimentato dalla pompa di alimento del generatore di vapore.
• Un condotto di ritorno, previsto a valle dell’eiettore, del fluido aspirato dal fondo del generatore di vapore e del fluido proveniente dalla pompa alimento, che attraversa la parete del generatore di vapore in corrispondenza della zona mediana dello stesso.
• Mezzi di separazione dei solidi trascinati.
Il condotto di ritorno termina sotto forma di collettore anulare, provvisto di aperture di scarico opportune, predisposte nella parte superiore del collettore.
I mezzi di separazione dei depositi solidi contenuti nel fluido aspirato sono costituiti da una camera di separazione, fornita di mezzi di spurgo.
Forma ulteriore oggetto della presente invenzione un procedimento per l’asportazione continua dei depositi solidi, che si raccolgono sulla piastra tubiera di un generatore di vapore.
Il procedimento prevede l’aspirazione dei depositi suddetti insieme al fluido che circola tra i tubi del fascio tubiero, la separazione della sospensione solido-liquido ed il pompaggio del liquido depurato all’interno del generatore di vapore.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Nell’estremità inferiore di un generatore di vapore è posta una piastra tubiera attraversata da tubi a U, percorsi dal fluido primario, il quale entra da un primo bocchello ed esce da un secondo bocchello.
Il setto di separazione tra fluido primario entrante e fluido primario uscente dal generatore di vapore ha solo un valore indicativo e non è l’indicazione di una forma costruttiva.
Al di sopra della piastra tubiera, tra i tubi a U, circola il fluido secondario, costituito da acqua.
Tra i tubi secondari e l’estremità inferiore del generatore di vapore si trova uno schermo termico.
Secondo l’invenzione, la parete del generatore di vapore è attraversata, mediante un bocchello, da un condotto di aspirazione, la cui estremità, interna al generatore di vapore, termina con un gomito aperto e rivolto verso il basso, attraverso il quale possono essere aspirati i depositi che si sono formati sulla faccia superiore della piastra tubiera.
Il condotto di aspirazione sfocia in un serbatoio di colma, nel quale i depositi aspirati si separano e possono essere scaricati dal basso attraverso un condotto di spurgo dotato di valvole.
Dal serbatoio di colma un condotto riporta l’acqua aspirata dal gomito aperto e rivolto verso il basso menzionato sopra all’interno del generatore di vapore a mezzo di un bocchello e di un collettore anulare opportunamente dotato di ugelli di scarico a forma di U a rami disuguali, sporgenti dalla faccia superiore del collettore anulare.
Il mezzo di circolazione del fluido secondario nei vari condotti è realizzato da un eiettore, alimentato dalla pompa di alimento del generatore di vapore.
Il collettore anulare è sistemato circa nella zona centrale del generatore di vapore.
Il serbatoio di colma può essere del tipo a pelo libero con un cuscino di gas di copertura opportunamente pressurizzato.
Vantaggi:
1) È possibile la rimozione continua dei depositi che tendono ad accumularsi sulla faccia superiore della piastra tubiera;
2) La presenza del condotto di aspirazione, la cui bocca aspirante termina al centro del fascio tubiero, consente l’eliminazione del fenomeno di accumulo nella parte centrale del generatore di vapore;
3) L’impiego di un eiettore consente di realizzare l’asportazione continua dei depositi senza l’introduzione di organi in movimento nel generatore di vapore.
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Segnatura: BRA.000011Reattore veloce a sodio dotato di accumulatore di calore a calore latente di fusione (IT) Fascicolo
Corrispondenza tra NIRA (rag. Merciari, avv. Salvadè) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vetor Galletti.
Corrispondenza interna NIRA (ing. Avanzini e dott. Degugliel, ing. Granito, ing. Sardone).
Specifiche del brevetto
Titolare: NIRA Spa
Inventore: Francesco Granito
Riassunto: Forma oggetto della presente invenzione un reattore nucleare a sodio, che prevede un accumulatore di calore, sistemato a valle dello scambiatore di calore primario, tra detto scambiatore di calore e il nocciolo del reattore.
Definizione del campo tecnico in cui si colloca l’invenzione: Reattori nucleari veloci a sodio
Tecnica nota: Secondo la domanda di brevetto italiana n. 12681 A/82 (titolare NIRA S.p.A.) l’accumulatore di calore ha lo scopo di controllare, durante il regime di funzionamento normale, la temperatura del fluido refrigerante che circola nel mantello di un reattore termonucleare a fusione.
In base alla domanda di brevetto italiana n. 12454 A/83 (titolare NIRA S.p.A.), l’accumulatore di calore serve a compensare la variazione di potenza durante il normale funzionamento dell’impianto.
Limiti della tecnica nota: In nessuno dei due casi sopraccitati l’accumulatore di calore a calore latente di fusione ha lo scopo di fare fronte a condizioni di emergenza.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione
L’accumulatore di calore presente nell’invenzione consente di fare fronte a condizioni di emergenza.
Esposizione dell’idea inventiva: Secondo la presente invenzione, l’accumulatore di calore è sistemato a monte del nocciolo di un reattore veloce a sodio, al fine di ridurre i transitori termici sul nocciolo e principalmente allo scopo di accumulare, sotto la forma di calore latente di fusione, l’energia residua susseguente allo spegnimento del reattore.
Il modo di funzionare dell’accumulatore è il seguente.
Quando la temperatura del sodio in ingresso nel nocciolo comincia ad aumentare e supera la temperatura di fusione della lega metallica contenuta nell’accumulatore, quest’ultimo comincia a sottrarre calore al sodio, il quale continua ad entrare nel nocciolo (uscendo dall’accumulatore) a temperatura praticamente costante.
Il dimensionamento dell’accumulatore deve essere effettuato dandogli la possibilità di immagazzinare tutta l’energia residua che è rilasciata dal reattore dopo lo spegnimento; questo è il limite ultimo desiderato del funzionamento dell’accumulatore.
Un’altra possibile sistemazione dell’accumulatore di calore è quella prevista sul ramo freddo dei circuiti secondari esterni; in questo caso, qualora i sistemi finali di refrigerazione siano fuori uso, l’energia residua può essere accumulata senza indurre transitori temici né sul circuito primario nè sul circuito secondario.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: La vasca del reattore prevede, in posizione centrale, il nocciolo, attraversato, dal basso verso l’alto, dal flusso del sodio primario, che entra nella parte alta dello scambiatore ed esce dalla parte bassa dello stesso; di qui, una pompa alimenta il sodio primario nuovamente al di sotto del nocciolo.
Il sodio primario, aspirato dalla pompa, non è inviato direttamente sotto il nocciolo ma è alimentato, attraverso canalizzazioni opportune, all’interno di un accumulatore di calore, dal quale passa poi al nocciolo per seguire il percorso tradizionale; ne consegue che il sodio, che è alimentato al nocciolo, proveniente dall’accumulatore, entra nel nocciolo del reattore sempre alla stessa temperatura, pari alla temperatura di fusione della lega contenuta nell’accumulatore.
Il dimensionamento dell’accumulatore, per essere ottimale, deve essere tale da immagazzinare tutta l’energia residua rilasciata dal reattore dopo lo spegnimento.
In questa forma di realizzazione, l’accumulatore di calore è sistemato all’uscita del generatore di vapore per cui, in questo caso, è costante la temperatura d’ingresso del sodio secondario all’interno dello scambiatore primario.
In questo caso, nell’evento di fuori uso dei sistemi finali di refrigerazione, l’energia residua può essere accumulata senza indurre transitori termici né sul circuito primario, né su quello secondario.
Vantaggi:
1) L’inserimento di questo accumulatore di calore a monte del nocciolo permette l’eliminazione del circuito di asportazione della potenza residua, con conseguenti guadagni in termini di costi e di affidabilità.
2) L’accumulatore è dimensionato in modo da avere la possibilità di immagazzinare tutta l’energia residua rilasciata dal reattore dopo lo spegnimento.
3) Qualora sistemato a monte del nocciolo del reattore veloce a sodio, l’accumulatore consente di smorzare i transitori termici caldo in ingresso dal nocciolo.
4) Qualora l’accumulatore sia previsto nel rami freddo dei circuiti esterni secondari, nell’evento di fuori uso dei sistemi finali di refrigerazione, l’energia residua può essere accumulata senza indurre transitori termici né sul circuito primario, né su quello secondario.
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Segnatura: BRA.000012Schermo termico a nido d'ape per scambiatori di calore (IT) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (rag. Merciari, dott. Migliore, ing. Santangelo, ing. Avanzini, ing. Elia, avv. De Guglielmi) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventori: Nino Elia
Riassunto: L’invenzione ha come oggetto uno schermo termico per scambiatori di calore, ad esempio un generatore di vapore.
Detto schermo è formato da una virola cilindrica posta all’interno del mantello dello scambiatore in modo da definire un’intercapedine per il fluido primario.
La virola è posizionata in prossimità della piastra tubiera ed è dotata di finestrature, attraverso le quali una frazione del flusso del fluido primario entra in contatto con la superficie esterna dei tubi del fascio tubiero.
Internamente detta virola prevede una doppia serie di lamelle che si incrociano in modo da formare celle prismatiche, al centro delle quali passa un tubo del fascio tubiero.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: Forma oggetto della presente invenzione uno schermo termico a nido d’ape per scambiatori da calore.
Problema da risolvere: Gli scambiatori da calore (generatori di vapore o altri), indipendentemente dalla loro concezione, che può essere a tubi diritti, a tubi a “U”, a tubi elicoidali, ecc., possono richiedere, in corrispondenza di zone particolari del fascio tubiero, schermi termici o altri dispositivi per la protezione del fascio tubiero a fronte di fenomeni diversi, legati agli stati di funzionamento del componente.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione
Scopo della presente invenzione è proteggere parti del fascio tubiero, che presentano uno stato tensionale elevato o particolarità costruttive, quali saldature o altri tipi di giunzione, da variazioni di temperatura o di portata del fluido, che circola all’esterno del fascio tubiero, al fine di impedire che tali variazioni creino tensioni non ammissibili e, quindi, dei danni.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione uno schermo termico per scambiatori di calore, sistemato in prossimità di una piastra tubiera, che prevede almeno una doppia serie di lamelle, che si incrociano e formano vani prismatici a nidi d’ape, ciascuno dei quali è attraversato da uno dei tubi del fascio tubiero.
Le lamelle sopraccitate sono sostenute alle estremità da una virola cilindrica, coassiale con l’involucro dello scambiatore e di diametro inferiore rispetto a quello di quest’ultimo, in modo da creare un’intercapedine anulare attorno alla virola; nelle pareti di quest’ultima sono predisposte finestrature opportune per consentire l’ingresso di un fluido scambiatore, che circola attorno ai tubi del fascio tubiero.
Le lamelle sono sistemate in due strati, uno inferiore e l’altro superiore rispetto alla zona di virola interessata dalla finestratura.
Nella più semplice delle realizzazioni le due serie di lamelle che si incrociano formano, in pianta, losanghe romboidali.
Ciascuna delle due serie di lamelle prevede degli intagli, che interessano metà altezza e sono adatti ad accogliere lo spessore selle lamelle della seconda serie anch’esse intagliate per metà della loro altezza.
In alternativa, il collegamento delle due serie di lamelle può essere realizzato mediante saldatura o con altri mezzi di collegamento.
La perdita di carico, prodotta dalla presenza dello schermo termico sopraccitato consente la riduzione del calore ceduto dal fluido primario ai tubi in corrispondenza dello schermo termico.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il mantello di un generatore di vapore è dotato di un fascio tubiero a tubi verticali che attraversano una piastra tubiera superiore, oltre la quale è previsto un collettore di vapore, dotato di un bocchello di scarico.
L’ingresso del fluido primario, che circola attraverso i tubi del fascio, avviene attraverso un bocchello situato, grosso modo, a metà altezza del generatore di vapore.
Il flusso A del fluido primario, in ingresso nel generatore di vapore, non investe direttamente il fascio tubiero, per evitare shock termici ai tubi dello stesso; a tal fine, il fascio tubiero è circondato da una virola, detta virola inferiore, che crea tra la superficie esterna della virola stessa e la superficie del mantello un’intercapedine anulare, nella quale si incanala, diretta verso l’alto, l’intera portata A del fluido primario entrante dal bocchello.
La virola inferiore termina ad una distanza opportuna dalla piastra tubiera superiore, dalla quale sporge verso il basso una seconda virola, detta virola superiore, il cui bordo inferiore è separato dal bordo superiore della virola inferiore da una finestratura, attraverso la quale una porzione B della portata A del fluido primario si riversa tra i tubi del fascio tubiero diretta verso il basso.
La portata B suddetta corrisponde alla quasi totalità della portata A.
La porzione rimanente C della portata A risale verso l’alto lungo l’intercapedine esistente tra la virola superiore ed il mantello ed entra all’interno della virola superiore attraverso delle finestrature predisposte immediatamente al di sotto della piastra tubiera nella virola superiore.
La frazione C della portata A viene a contatto con i tubi del fascio tubiero in corrispondenza della loro posizione superiore e, quindi, scende verso il basso fino a congiungersi con la frazione principale B in corrispondenza della finestratura più superiore; già in questo modo le estremità superiori dei tubi del fascio tubiero sono in qualche misura protette da contatto diretto col fluido primario entrante dal bocchello, in quanto dette estremità sono investite da una corrente ridotta del fluido primario che deve fare un percorso più lungo rispetto alla corrente principale B.
Volendo ridurre ulteriormente la quantità di calore che il fluido primario cede ai tubi del fascio tubiero in corrispondenza della loro porzione superiore, che termina contro la piastra tubiera superiore, all’interno della virola superiore è previsto uno schermo termico, formato da almeno due ordini di lamelle incrociate, fissate alle estremità della virola superiore e dotate di intagli, che, per le prime, si estendono dall’alto fino alla metà della loro altezza e, per le seconde, si estendono dal basso fino alla metà della loro altezza; quindi, è possibile incrociare a pettine le lamelle della prima e della seconda serie, in modo da formare una sorta di nido d’ape, in questo caso, con cellette a sezione trasversale romboidale.
Ciascuna celletta, aperta inferiormente e superiormente, è attraversata da un tubo del fascio tubiero, per cui, a causa della presenza dello schermo rivendicato, la sezione di passaggio per la frazione C della corrente di fluido primario risulta minore della sezione di passaggio presentata da una sezione trasversale in corrispondenza della virola inferiore, non dotata di schermo termico.
Il valore minore della sezione C della portata del fluido primario nella parte superiore del generatore di vapore è dovuto alla corrente ridotta menzionata sopra, ad una lunghezza maggiore di percorso e alla presenza delle finestrature superiori, di estensione ridotta rispetto a quelle inferiori, che sono praticamente continue.
La frazione C della portata di fluido che attraversa lo schermo termico rivendicato è tuttavia sufficiente ad evitare ristagni di fluido primario nella parte superiore del fascio tubiero.
Si evidenzia che i vani prismatici, definiti dalle lamelle dello schermo termico, possono avere forme diverse da quella romboidale; inoltre, le lamelle possono essere tre invece di due e, in questo caso, le celle prismatiche realizzabili possono essere triangolari o esagonali.
Va infine ricordato che, secondo una forma di realizzazione preferita, è bene che le finestrature superiori siano ad una certa distanza dalla faccia inferiore della piastra tubiera; in questo caso, lo schermo termico è diviso in due parti, di cui quella superiore ha un’altezza minore di quella inferiore.
Vantaggi:
1) Il calore ceduto dal fluido primario ai tubi della piastra tubiera è ridotto a causa della perdita di carico provocata dalla presenza dello schermo termico.
2)Le estremità superiori dei tubi del fascio tubiero sono in qualche misura protette dal contatto diretto del fluido primario, in quanto investite da una corrente ridotta di fluido primario.
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Segnatura: BRA.000013Schermo termico a nido d'ape per scambiatori da calore (FR) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (dott. Sobrino, avv. Salvadè, ing. Avanzini, ing. Elia, ing. Santangelo) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventori: Nino Elia
Riassunto: L’invenzione ha come oggetto uno schermo termico per scambiatori di calore, ad esempio un generatore di vapore.
Detto schermo è formato da una virola cilindrica posta all’interno del mantello dello scambiatore in modo da definire un’intercapedine per il fluido primario.
La virola è posizionata in prossimità della piastra tubiera ed è dotata di finestrature, attraverso le quali una frazione del flusso del fluido primario entra in contatto con la superficie esterna dei tubi del fascio tubiero.
Internamente detta virola prevede una doppia serie di lamelle che si incrociano in modo da formare celle prismatiche, al centro delle quali passa un tubo del fascio tubiero.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: Forma oggetto della presente invenzione uno schermo termico a nido d’ape per scambiatori da calore.
Problema da risolvere: Gli scambiatori da calore (generatori di vapore o altri), indipendentemente dalla loro concezione, che può essere a tubi diritti, a tubi a “U”, a tubi elicoidali, ecc., possono richiedere, in corrispondenza di zone particolari del fascio tubiero, schermi termici o altri dispositivi per la protezione del fascio tubiero a fronte di fenomeni diversi, legati agli stati di funzionamento del componente.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione
Scopo della presente invenzione è proteggere parti del fascio tubiero, che presentano uno stato tensionale elevato o particolarità costruttive, quali saldature o altri tipi di giunzione, da variazioni di temperatura o di portata del fluido, che circola all’esterno del fascio tubiero, al fine di impedire che tali variazioni creino tensioni non ammissibili e, quindi, dei danni.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione uno schermo termico per scambiatori di calore, sistemato in prossimità di una piastra tubiera, che prevede almeno una doppia serie di lamelle, che si incrociano e formano vani prismatici a nidi d’ape, ciascuno dei quali è attraversato da uno dei tubi del fascio tubiero.
Le lamelle sopraccitate sono sostenute alle estremità da una virola cilindrica, coassiale con l’involucro dello scambiatore e di diametro inferiore rispetto a quello di quest’ultimo, in modo da creare un’intercapedine anulare attorno alla virola; nelle pareti di quest’ultima sono predisposte finestrature opportune per consentire l’ingresso di un fluido scambiatore, che circola attorno ai tubi del fascio tubiero.
Le lamelle sono sistemate in due strati, uno inferiore e l’altro superiore rispetto alla zona di virola interessata dalla finestratura.
Nella più semplice delle realizzazioni le due serie di lamelle che si incrociano formano, in pianta, losanghe romboidali.
Ciascuna delle due serie di lamelle prevede degli intagli, che interessano metà altezza e sono adatti ad accogliere lo spessore selle lamelle della seconda serie anch’esse intagliate per metà della loro altezza.
In alternativa, il collegamento delle due serie di lamelle può essere realizzato mediante saldatura o con altri mezzi di collegamento.
La perdita di carico, prodotta dalla presenza dello schermo termico sopraccitato consente la riduzione del calore ceduto dal fluido primario ai tubi in corrispondenza dello schermo termico.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il mantello di un generatore di vapore è dotato di un fascio tubiero a tubi verticali che attraversano una piastra tubiera superiore, oltre la quale è previsto un collettore di vapore, dotato di un bocchello di scarico.
L’ingresso del fluido primario, che circola attraverso i tubi del fascio, avviene attraverso un bocchello situato, grosso modo, a metà altezza del generatore di vapore.
Il flusso A del fluido primario, in ingresso nel generatore di vapore, non investe direttamente il fascio tubiero, per evitare shock termici ai tubi dello stesso; a tal fine, il fascio tubiero è circondato da una virola, detta virola inferiore, che crea tra la superficie esterna della virola stessa e la superficie del mantello un’intercapedine anulare, nella quale si incanala, diretta verso l’alto, l’intera portata A del fluido primario entrante dal bocchello.
La virola inferiore termina ad una distanza opportuna dalla piastra tubiera superiore, dalla quale sporge verso il basso una seconda virola, detta virola superiore, il cui bordo inferiore è separato dal bordo superiore della virola inferiore da una finestratura, attraverso la quale una porzione B della portata A del fluido primario si riversa tra i tubi del fascio tubiero diretta verso il basso.
La portata B suddetta corrisponde alla quasi totalità della portata A.
La porzione rimanente C della portata A risale verso l’alto lungo l’intercapedine esistente tra la virola superiore ed il mantello ed entra all’interno della virola superiore attraverso delle finestrature predisposte immediatamente al di sotto della piastra tubiera nella virola superiore.
La frazione C della portata A viene a contatto con i tubi del fascio tubiero in corrispondenza della loro posizione superiore e, quindi, scende verso il basso fino a congiungersi con la frazione principale B in corrispondenza della finestratura più superiore; già in questo modo le estremità superiori dei tubi del fascio tubiero sono in qualche misura protette da contatto diretto col fluido primario entrante dal bocchello, in quanto dette estremità sono investite da una corrente ridotta del fluido primario che deve fare un percorso più lungo rispetto alla corrente principale B.
Volendo ridurre ulteriormente la quantità di calore che il fluido primario cede ai tubi del fascio tubiero in corrispondenza della loro porzione superiore, che termina contro la piastra tubiera superiore, all’interno della virola superiore è previsto uno schermo termico, formato da almeno due ordini di lamelle incrociate, fissate alle estremità della virola superiore e dotate di intagli, che, per le prime, si estendono dall’alto fino alla metà della loro altezza e, per le seconde, si estendono dal basso fino alla metà della loro altezza; quindi, è possibile incrociare a pettine le lamelle della prima e della seconda serie, in modo da formare una sorta di nido d’ape, in questo caso, con cellette a sezione trasversale romboidale.
Ciascuna celletta, aperta inferiormente e superiormente, è attraversata da un tubo del fascio tubiero, per cui, a causa della presenza dello schermo rivendicato, la sezione di passaggio per la frazione C della corrente di fluido primario risulta minore della sezione di passaggio presentata da una sezione trasversale in corrispondenza della virola inferiore, non dotata di schermo termico.
Il valore minore della sezione C della portata del fluido primario nella parte superiore del generatore di vapore è dovuto alla corrente ridotta menzionata sopra, ad una lunghezza maggiore di percorso e alla presenza delle finestrature superiori, di estensione ridotta rispetto a quelle inferiori, che sono praticamente continue.
La frazione C della portata di fluido che attraversa lo schermo termico rivendicato è tuttavia sufficiente ad evitare ristagni di fluido primario nella parte superiore del fascio tubiero.
Si evidenzia che i vani prismatici, definiti dalle lamelle dello schermo termico, possono avere forme diverse da quella romboidale; inoltre, le lamelle possono essere tre invece di due e, in questo caso, le celle prismatiche realizzabili possono essere triangolari o esagonali.
Va infine ricordato che, secondo una forma di realizzazione preferita, è bene che le finestrature superiori siano ad una certa distanza dalla faccia inferiore della piastra tubiera; in questo caso, lo schermo termico è diviso in due parti, di cui quella superiore ha un’altezza minore di quella inferiore.
Vantaggi:
1) Il calore ceduto dal fluido primario ai tubi della piastra tubiera è ridotto a causa della perdita di carico provocata dalla presenza dello schermo termico.
2)Le estremità superiori dei tubi del fascio tubiero sono in qualche misura protette dal contatto diretto del fluido primario, in quanto investite da una corrente ridotta di fluido primario.
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Segnatura: BRA.000014Procedimento di fusione termonucleare a fasci di particelle Fascicolo
Comunicazioni intercorse tra Ansaldo (rag. Merciari, ing. Avanzini, ufficio legale avv. Salvadè) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Testo del brevetto in inglese
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Riassunto: L’invenzione si riferisce ad un procedimento di fusione termonucleare a fasci di particelle.
Secondo l’invenzione, in un reattore ad anello sono previsti tre dispositivi di generazione di fasci di ioni (3, 4, 5); due di tali fasci sono concordi ma viaggiano con velocità diverse, mentre il terzo fascio viaggia in senso contrario ai precedenti con la funzione di annullare la carica elettrica dei due fasci concordi, evitando la dispersione delle particelle dovuta alle repulsioni elettrostatiche.
I tre fasci coassiali sono contenuti da un sistema magnetico opportuno che li tiene vincolati attorno al proprio asse di direzione e viaggiano all’interno di un anello di accumulazione e tenuta stagna e sotto vuoto.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: Oggetto della presente invenzione è un procedimento di fusione termonucleare a fasci di particelle.
Tecnica nota: Le macchine per realizzare la fusione nucleare oggetto della tecnica nota utilizzano plasma caldi contenuti magneticamente.
L’innalzamento della temperatura fino a valori adeguati insieme alle condizioni di densità necessarie ed al tempo di confinamento dell’energia costituiscono le condizioni per una reazione autosostenuta, nella quale parte del calore generati dalla reazione di fusione è usato per mantenere il plasma alla temperatura voluta.
Esposizione dell’idea inventiva: Nella presente invenzione il processo di generazione di potenza è attuato con fasci accelerati di ioni invece che con un plasma. L’energia prodotta è utilizzata, in parte, sul carico esterno e, in parte, per accelerare i fasci di particelle.
L’invenzione prevede tre fasci di particelle (ioni) distinti.
Due fasci di ioni viaggiano nella stessa direzione ma a velocità diverse, in modo che la velocità relativa tra due specie di ioni sia tale da rendere massima la sezione d’urto della reazione di fusione.
Un terzo fascio di elettroni con molta energia viaggia sullo stesso asse dei fasci precedenti ma in direzione opposta ed ha la funzione di annullare la carica elettrica del sistema di fasci, evitando la dispersione delle particelle dovuta alle repulsioni elettrostatiche.
I tre fasci coassiali sono contenuti da un sistema magnetico che li tiene vincolati attorno al proprio asse di direzione e viaggiano all’interno di un anello di accumulazione a tenuta stagna e sotto vuoto.
Durante il funzionamento, il fascio degli ioni veloci, interagendo col fascio di ioni lenti, oltre a produrre le reazioni di fusione, è via via rallentato; l’energia perduta da questo fascio è acquisita dal fascio di ioni lenti, che accelera corrispondentemente. Il fascio di elettroni perde energia lentamente, sia per le interazioni con gli ioni, sia per irraggiamento.
All’interno dell’anello di accumulazione è inserito un sistema elettrodinamico, che assorbe energia dal fascio di ioni lento e restituisce detta energia al fascio veloce, mantenendo costante nel tempo la velocità relativa.
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Segnatura: BRA.000015Procedimento di fusione termonucleare a fasci di particelle (FR) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (ing. Santangelo, ing. Avanzini, ing. Tarditi, avv. Salvadè) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Piergiulio Avanzini
Riassunto: L’invenzione si riferisce ad un procedimento di fusione termonucleare a fasci di particelle.
Secondo l’invenzione, in un reattore ad anello sono previsti tre dispositivi di generazione di fasci di ioni; due di tali fasci sono concordi ma viaggiano con velocità diverse, mentre il terzo fascio viaggia in senso contrario ai precedenti con la funzione di annullare la carica elettrica dei due fasci concordi, evitando la dispersione delle particelle dovuta alle repulsioni elettrostatiche.
I tre fasci coassiali sono contenuti da un sistema magnetico opportuno che li tiene vincolati attorno al proprio asse di direzione e viaggiano all’interno di un anello di accumulazione e tenuta stagna e sotto vuoto.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: Oggetto della presente invenzione è un procedimento di fusione termonucleare a fasci di particelle.
Tecnica nota: Le macchine per realizzare la fusione nucleare oggetto della tecnica nota utilizzano plasma caldi contenuti magneticamente.
L’innalzamento della temperatura fino a valori adeguati insieme alle condizioni di densità necessarie ed al tempo di confinamento dell’energia costituiscono le condizioni per una reazione autosostenuta, nella quale parte del calore generati dalla reazione di fusione è usato per mantenere il plasma alla temperatura voluta.
Esposizione dell’idea inventiva: Nella presente invenzione il processo di generazione di potenza è attuato con fasci accelerati di ioni invece che con un plasma. L’energia prodotta è utilizzata, in parte, sul carico esterno e, in parte, per accelerare i fasci di particelle.
L’invenzione prevede tre fasci di particelle (ioni) distinti.
Due fasci di ioni viaggiano nella stessa direzione ma a velocità diverse, in modo che la velocità relativa tra due specie di ioni sia tale da rendere massima la sezione d’urto della reazione di fusione.
Un terzo fascio di elettroni con molta energia viaggia sullo stesso asse dei fasci precedenti ma in direzione opposta ed ha la funzione di annullare la carica elettrica del sistema di fasci, evitando la dispersione delle particelle dovuta alle repulsioni elettrostatiche.
I tre fasci coassiali sono contenuti da un sistema magnetico che li tiene vincolati attorno al proprio asse di direzione e viaggiano all’interno di un anello di accumulazione a tenuta stagna e sotto vuoto.
Durante il funzionamento, il fascio degli ioni veloci, interagendo col fascio di ioni lenti, oltre a produrre le reazioni di fusione, è via via rallentato; l’energia perduta da questo fascio è acquisita dal fascio di ioni lenti, che accelera corrispondentemente. Il fascio di elettroni perde energia lentamente, sia per le interazioni con gli ioni, sia per irraggiamento.
All’interno dell’anello di accumulazione è inserito un sistema elettrodinamico, che assorbe energia dal fascio di ioni lento e restituisce detta energia al fascio veloce, mantenendo costante nel tempo la velocità relativa.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: L'esempio di realizzazione preso in esame mostra l’anello di accumulazione sotto vuoto, il cavo elettrico elicoidale, che realizza il campo magnetico necessario a mantenere focalizzati i fasci di particelle, gli iniettori di ioni e di elettroni accelerati, non oggetto della presente invenzione ed il sistema elettrodinamico; quest’ultimo consiste in una serie di elettrodi interni all’anello di accumulazione, che realizzano un campo elettrico sinusoidale lungo l’asse della circonferenza dell’anello e traslante ad una velocità intermedia tra la velocità del fascio di ioni veloci e quella del fascio di ioni lenti.
L’onda periodica viaggiante, per effetto delle velocità relative, induce una diminuzione di velocità media del fascio lento ed un aumento di velocità media del fascio veloce, assorbendo energia dal primo e fornendola al secondo e, combinandosi con il moto degli elettroni, produce in questi ultimi un aumento della loro velocità media, fornendo così energia.
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Segnatura: BRA.000016Procedimento di fusione termonucleare a fasci di particelle (GB) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (rag. Merciari, ing. Avanzini, ufficio legale avv. Salvadè) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Piergiulio Avanzini
Riassunto: L’invenzione si riferisce ad un procedimento di fusione termonucleare a fasci di particelle.
Secondo l’invenzione, in un reattore ad anello sono previsti tre dispositivi di generazione di fasci di ioni (3, 4, 5); due di tali fasci sono concordi ma viaggiano con velocità diverse, mentre il terzo fascio viaggia in senso contrario ai precedenti con la funzione di annullare la carica elettrica dei due fasci concordi, evitando la dispersione delle particelle dovuta alle repulsioni elettrostatiche.
I tre fasci coassiali sono contenuti da un sistema magnetico opportuno che li tiene vincolati attorno al proprio asse di direzione e viaggiano all’interno di un anello di accumulazione e tenuta stagna e sotto vuoto.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: Oggetto della presente invenzione è un procedimento di fusione termonucleare a fasci di particelle.
Tecnica nota: Le macchine per realizzare la fusione nucleare oggetto della tecnica nota utilizzano plasma caldi contenuti magneticamente.
L’innalzamento della temperatura fino a valori adeguati insieme alle condizioni di densità necessarie ed al tempo di confinamento dell’energia costituiscono le condizioni per una reazione autosostenuta, nella quale parte del calore generati dalla reazione di fusione è usato per mantenere il plasma alla temperatura voluta.
Esposizione dell’idea inventiva: Nella presente invenzione il processo di generazione di potenza è attuato con fasci accelerati di ioni invece che con un plasma. L’energia prodotta è utilizzata, in parte, sul carico esterno e, in parte, per accelerare i fasci di particelle.
L’invenzione prevede tre fasci di particelle (ioni) distinti.
Due fasci di ioni viaggiano nella stessa direzione ma a velocità diverse, in modo che la velocità relativa tra due specie di ioni sia tale da rendere massima la sezione d’urto della reazione di fusione.
Un terzo fascio di elettroni con molta energia viaggia sullo stesso asse dei fasci precedenti ma in direzione opposta ed ha la funzione di annullare la carica elettrica del sistema di fasci, evitando la dispersione delle particelle dovuta alle repulsioni elettrostatiche.
I tre fasci coassiali sono contenuti da un sistema magnetico che li tiene vincolati attorno al proprio asse di direzione e viaggiano all’interno di un anello di accumulazione a tenuta stagna e sotto vuoto.
Durante il funzionamento, il fascio degli ioni veloci, interagendo col fascio di ioni lenti, oltre a produrre le reazioni di fusione, è via via rallentato; l’energia perduta da questo fascio è acquisita dal fascio di ioni lenti, che accelera corrispondentemente. Il fascio di elettroni perde energia lentamente, sia per le interazioni con gli ioni, sia per irraggiamento.
All’interno dell’anello di accumulazione è inserito un sistema elettrodinamico, che assorbe energia dal fascio di ioni lento e restituisce detta energia al fascio veloce, mantenendo costante nel tempo la velocità relativa.
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Segnatura: BRA.000017Procedimento di fusione termonucleare a fasci di particelle (RU) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (ing. Santangelo, ing. Avanzini, ing. Tarditi, avv. Salvadè) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Piergiulio Avanzini
Riassunto: L’invenzione si riferisce ad un procedimento di fusione termonucleare a fasci di particelle.
Secondo l’invenzione, in un reattore ad anello sono previsti tre dispositivi di generazione di fasci di ioni; due di tali fasci sono concordi ma viaggiano con velocità diverse, mentre il terzo fascio viaggia in senso contrario ai precedenti con la funzione di annullare la carica elettrica dei due fasci concordi, evitando la dispersione delle particelle dovuta alle repulsioni elettrostatiche.
I tre fasci coassiali sono contenuti da un sistema magnetico opportuno che li tiene vincolati attorno al proprio asse di direzione e viaggiano all’interno di un anello di accumulazione e tenuta stagna e sotto vuoto.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: Oggetto della presente invenzione è un procedimento di fusione termonucleare a fasci di particelle.
Tecnica nota: Le macchine per realizzare la fusione nucleare oggetto della tecnica nota utilizzano plasma caldi contenuti magneticamente.
L’innalzamento della temperatura fino a valori adeguati insieme alle condizioni di densità necessarie ed al tempo di confinamento dell’energia costituiscono le condizioni per una reazione autosostenuta, nella quale parte del calore generati dalla reazione di fusione è usato per mantenere il plasma alla temperatura voluta.
Esposizione dell’idea inventiva: Nella presente invenzione il processo di generazione di potenza è attuato con fasci accelerati di ioni invece che con un plasma. L’energia prodotta è utilizzata, in parte, sul carico esterno e, in parte, per accelerare i fasci di particelle.
L’invenzione prevede tre fasci di particelle (ioni) distinti.
Due fasci di ioni viaggiano nella stessa direzione ma a velocità diverse, in modo che la velocità relativa tra due specie di ioni sia tale da rendere massima la sezione d’urto della reazione di fusione.
Un terzo fascio di elettroni con molta energia viaggia sullo stesso asse dei fasci precedenti ma in direzione opposta ed ha la funzione di annullare la carica elettrica del sistema di fasci, evitando la dispersione delle particelle dovuta alle repulsioni elettrostatiche.
I tre fasci coassiali sono contenuti da un sistema magnetico che li tiene vincolati attorno al proprio asse di direzione e viaggiano all’interno di un anello di accumulazione a tenuta stagna e sotto vuoto.
Durante il funzionamento, il fascio degli ioni veloci, interagendo col fascio di ioni lenti, oltre a produrre le reazioni di fusione, è via via rallentato; l’energia perduta da questo fascio è acquisita dal fascio di ioni lenti, che accelera corrispondentemente. Il fascio di elettroni perde energia lentamente, sia per le interazioni con gli ioni, sia per irraggiamento.
All’interno dell’anello di accumulazione è inserito un sistema elettrodinamico, che assorbe energia dal fascio di ioni lento e restituisce detta energia al fascio veloce, mantenendo costante nel tempo la velocità relativa.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: L'esempio di realizzazione preso in esame mostra l’anello di accumulazione sotto vuoto, il cavo elettrico elicoidale, che realizza il campo magnetico necessario a mantenere focalizzati i fasci di particelle, gli iniettori di ioni e di elettroni accelerati, non oggetto della presente invenzione ed il sistema elettrodinamico; quest’ultimo consiste in una serie di elettrodi interni all’anello di accumulazione, che realizzano un campo elettrico sinusoidale lungo l’asse della circonferenza dell’anello e traslante ad una velocità intermedia tra la velocità del fascio di ioni veloci e quella del fascio di ioni lenti.
L’onda periodica viaggiante, per effetto delle velocità relative, induce una diminuzione di velocità media del fascio lento ed un aumento di velocità media del fascio veloce, assorbendo energia dal primo e fornendola al secondo e, combinandosi con il moto degli elettroni, produce in questi ultimi un aumento della loro velocità media, fornendo così energia.
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Segnatura: BRA.000018Procedimento ed impianto per lo sfruttamento di sorgenti di calore a temperatura variabile (IT) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (rag. Merciari, ing. Santangelo, ing. Cavanna, ing. Donzelli, ing. Avanzini, ing. Palma, avv. Salvadè, avv. Moretto) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventori: Alfonso Cavanna, Luciano Donzelli
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un procedimento ed un impianto per lo sfruttamento di sorgenti di calore a temperatura variabile.
La sorgente da calore a temperatura variabile preferita è costituita dai gas di scarico di una turbina a gas, che sono utilizzati per surriscaldare il vapore prodotto in una caldaia ausiliaria convenzionale, nella quale, come gas comburente, è utilizzata una frazione dei gas di scarico della turbina a gas.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’invenzione è applicabile agli impianti a vapore per la produzione di energia elettrica e meccanica.
Sviluppi e applicazioni del procedimento secondo l’invenzione sono possibili in tutti i casi in cui sia disponibile una sorgente di calore a temperatura variabile, avente la temperatura massima sufficientemente elevata.
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: Secondo la tecnica nota, il fluido di lavoro utilizzato negli impianti di potenza a vapore, cioè l’acqua, così come ogni altro fluido monocomponente, non permette, neppure idealmente, di avvicinarsi al ciclo di Lorentz, costituito da una fase di introduzione del calore a temperatura variabile (lineare), da un’espansione isoentropica e da una fase di sottrazione del calore a temperatura costante; in particolare, una parte notevole della fase di introduzione del calore (la fase di ebollizione) avviene a temperatura costante; come conseguenza, un normale ciclo di Rankine, utilizzato per sfruttare una sorgente variabile, presenta rendimenti piuttosto modesti.
Al fine di aumentare il rendimento termodinamico, sono stati proposti metodi che avvicinano la fase di introduzione del calore a quella tipica di un ciclo di Lorentz; tali metodi sono sostanzialmente quelli indicati nel seguito.
• Uso di caldaie multi-pressione che, tuttavia, comporta notevoli appesantimenti impiantistici ed economici.
• Uso di un ciclo supercritico ad acqua che, tuttavia, presenta gravi problemi termomeccanici ed impiantistici unitamente a risultati concreti non adeguati.
• Utilizzazione di fluidi diversi dall’acqua (miscele bicomponenti quali acqua e ammoniaca) a tecnologia non consolidata.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: La soluzione secondo l’invenzione permette, attraverso l’uso delle tecnologie più consolidate, di ottenere rendimenti simili o superiori a quelli ottenibili con i metodi evidenziati ai punti 1 ÷ 3, evidenziati nel paragrafo precedente, senza tentare di adeguare il fluido evolvente i caldaia alle caratteristiche della sorgente di calore.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione un procedimento per lo sfruttamento di sorgenti di calore a temperatura variabile, in particolare mediante l’impiego di un ciclo nel quale l’evaporazione dell’acqua è realizzata mediante una caldaia ausiliaria a combustione diretta e la sorgente di calore a temperatura variabile, per la quale sono utilizzati i gas di scarico di una turbina a gas, è utilizzata per le seguenti finalità:
• preriscaldamento dell’acqua proveniente dal condensatore;
• preriscaldamento dell’acqua proveniente dal degasatore e funzionamento del degasatore stesso;
• surriscaldamento e risurriscaldamento del vapore prodotto nella caldaia ausiliaria anche a temperature superiori a quelle ottenibili tramite il solo uso della sorgente a temperatura variabile.
Forma ulteriore oggetto della presente invenzione un dispositivo per la realizzazione del procedimento sopraccitato. Detto dispositivo è impiegato come caldaia di un impianto a vapore per la produzione di energia.
La sorgente di calore utilizzata dal dispositivo è costituita dai gas di scarico di turbine a gas.
Il dispositivo prevede una camera di scambio termico, nella quale fluiscono detti gas di scarico, comprendente quanto segue:
• un circuito di by-pass per parzializzare una frazione dei gas di scarico, che sono utilizzati come gas comburenti in una caldaia ausiliaria di evaporazione e che, successivamente, sono ricondotti nella camera di scambio termico;
• gli scambiatori da calore di surriscaldamento del vapore prodotto nella caldaia ausiliaria, di risurriscaldamento del vapore proveniente dalla turbina di alta pressione, di preriscaldamento dell’acqua proveniente dal condensatore e di produzione del vapore necessario al degasatore.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: L’impianto secondo l’invenzione è in grado di svolgere la funzione di caldaia per un impianto a vapore che comprende una turbina di alta pressione, almeno una turbina di media-bassa pressione, un condensatore e un degasatore.
L’impianto sopraccitato comprende una camera di scambio termico tra i gas di scarico di una turbina a gas; nella parte iniziale di detta camera di scambio termico è previsto un camino dotato di una serranda, che è normalmente in posizione chiusa quando l’impianto è in funzione.
A valle della serranda è previsto un condotto di derivazione per i fumi provenienti dalla turbina a gas; detto condotto preleva una frazione di fumi, ad esempio il 10% e la convoglia, come gas comburente, a una caldaia ausiliaria, nella quale giunge, attraverso un bruciatore, un combustibile opportuno.
Il calore prodotto serve ad evaporare l’acqua proveniente dal condensatore attraverso la pompa di estrazione, l’economizzatore di bassa pressione, il degasatore, la pompa alimento e l’economizzatore ad alta pressione. L’acqua è evaporata in un fascio tubiero opportuno.
L’economizzatore ad alta pressione e l’economizzatore a bassa pressione sono disposti, in serie, nella parte terminale della camera di scambio termico, immediatamente prima del camino, anch’esso dotato di una serranda di intercettazione.
I fumi uscenti dalla caldaia ausiliaria sono convogliati, attraverso un condotto, nella camera di scambio nella sezione immediatamente a monte dell’economizzatore ad alta pressione.
Tra il condotto di derivazione e il condotto suddetto sono inseriti il surriscaldatore e il risurriscaldatore.
Il surriscaldatore è alimentato dal vapore evaporato nella caldaia ausiliaria ed è quindi avviato alla turbina ad alta pressione.
Il risurriscaldatore è alimentato dallo scarico della turbina di alta pressione e alimenta, a sua volta, la turbina di media pressione e la turbina di bassa pressione; da quest’ultima passa al condensatore.
L’impianto è completato da un degasatore dotato di uno scambiatore di calore, che assorbe il calore necessario dai fumi di scarico della turbina a gas.
Il funzionamento dell’impianto è indicato nel seguito.
In ingresso caldaia i fumi sono separati in due correnti come segue:
• la corrente principale (ordine di grandezza circa il 90%) è inviata agli scambiatori surriscaldatori e risurriscaldatori, che alimentano rispettivamente una turbina di alta e di media pressione;
• la corrente minore (ordine di grandezza 10%) è utilizzata come comburente in una caldaia a combustione diretta in cui avviene il passaggio di stato acqua satura-vapore saturo.
Le due correnti, uscenti alla stessa temperatura dalla zona surriscaldante e da quella evaporante, sono riunite e inviate agli scambiatori economizzatori, dove l’acqua è riscaldata dalla temperatura di condensazione a quella di evaporazione.
Vantaggi:
1) Non vi sono appesantimenti impiantistici e, quindi, la soluzione secondo l’invenzione è più economica.
2) Non vi sono problemi termomeccanici e impiantistici.
3) Non è necessario utilizzare fluidi diversi dall’acqua, quali miscele bicomponenti (ad esempio acqua-ammoniaca) a tecnologia non consolidata.
4) È possibile ottenere buoni rendimenti senza tentare di adeguare il fluido evolvente in caldaia alle caratteristiche della sorgente di calore.
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Segnatura: BRA.000019Dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura (IT) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (avv. Salvadè, avv. Moretto, dott. Migliori, ing. Bozzoni, ing. Santangelo, ing. Avanzini, ing. Urbani, ing. Bitossi, rag. Merciari) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti, studio di consulenza Jacobacci Casetta & Perani .
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Alessio Urbani
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura.
Il dispositivo prevede una bobina induttrice, che genera un campo magnetico e da almeno una bobina rivelatrice in grado di avvertire le variazioni del campo magnetico, indotte dalla presenza di tondini d’acciaio.
Il dispositivo è associato a mezzi di marcatura, che possono essere comandati manualmente oppure automaticamente in funzione dell’entità del segnale emesso dalla o dalle bobine rivelatrici.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la localizzazione di tondini in cementi armati con alte densità di armatura.
Nella costruzione di opere civili, destinate ad accogliere impianti industriali pesanti come quelli per la produzione di energia elettrica, occorre, ad opera finita, praticare migliaia di fori per l’applicazione di staffe e supporti per il sostegno di apparecchiature e condotti ausiliari.
Limiti della tecnica nota: L’armatura in questi casi è notevolmente fitta e formata da ferri di diametro elevato e, pertanto, si ha una notevole probabilità di incontrarne durante la foratura, con conseguente impossibilità di continuare il foro.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: L’uso di un dispositivo in grado di definire con buona precisione la posizione di un reticolo di ferri consente di ridurre notevolmente i costi di foratura del cemento armato.
Esposizione dell’idea inventiva: Il dispositivo oggetto della presente invenzione è costituito da due parti:
1) una cassetta portatile contenente la batteria e/o l’alimentatore/oscillatore;
2) un sensore a forma di disco o di paletta che l’operatore fa strisciare sulla parete in direzione circa perpendicolare a quella lungo la quale si presume siano allineati i tondini.
L’operatore è avvisato della vicinanza del ferro da opportuni indicatori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il sensore è costituito da una bobina induttrice 10 alimentata da una tensione alternata a bassa frequenza, che genera un campo magnetico alternato nello spazio circostante; se si inseriscono bobine rivelatrici di piccole dimensioni in detto spazio, su di esse sono indotte tensioni alternate di valore costante.
La presenza di materiali ferromagnetici distorce il campo concentrando il flusso in corrispondenza del materiale stesso; pertanto, se una delle bobine rivelatrici si trova in vicinanza del ferro, su di essa si nota un aumento della tensione indotta, rilevabile mediante un amplificatore, che raggiunge il massimo quando la bobina si trova in corrispondenza esatta del ferro stesso.
In base alla posizione del ferro rispetto alla bobina, si ricava un segnale, registrabile dall’unità di controllo, che da luogo ad un massimo oppure ad un minimo relativo quando il tondino si trova in corrispondenza delle due bobine; in questo caso, l’operatore può marcare la parte tramite un dispositivo marcatore 3 opportuno, montato a bordo del sensore.
Vantaggi:
1) Precisione di localizzazione dei ferri anche in presenza di cementi armati con alte densità di armatura;
2) Piccolo ingombro e maneggevolezza;
3) Facilità d’uso da pare di un operatore;
4) Possibilità di registrazione dei dati rilevati;
5) Ripetibilità delle misure rilevate;
6) Indipendenza da variabili esterne (temperatura, umidità, tipo di calcestruzzo, ecc.).
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Segnatura: BRA.000020Dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura (AT) Fascicolo
Comunicazioni intercorse tra l'Ansaldo (avv. Aldo Salvadè e ing. Bozzoni), studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani e l'Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale (Vettor Galletti); testo brevetto in tedesco.
Titolo originale: "Vorrichtung zur"
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura.
Il dispositivo prevede una bobina induttrice, che genera un campo magnetico e da almeno una bobina rivelatrice in grado di avvertire le variazioni del campo magnetico, indotte dalla presenza di tondini d’acciaio.
Il dispositivo è associato a mezzi di marcatura, che possono essere comandati manualmente oppure automaticamente in funzione dell’entità del segnale emesso dalla o dalle bobine rivelatrici.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la localizzazione di tondini in cementi armati con alte densità di armatura.
Nella costruzione di opere civili, destinate ad accogliere impianti industriali pesanti come quelli per la produzione di energia elettrica, occorre, ad opera finita, praticare migliaia di fori per l’applicazione di staffe e supporti per il sostegno di apparecchiature e condotti ausiliari.
Limiti della tecnica nota: L’armatura in questi casi è notevolmente fitta e formata da ferri di diametro elevato e, pertanto, si ha una notevole probabilità di incontrarne durante la foratura, con conseguente impossibilità di continuare il foro.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione
L’uso di un dispositivo in grado di definire con buona precisione la posizione di un reticolo di ferri consente di ridurre notevolmente i costi di foratura del cemento armato.
Esposizione dell’idea inventiva: Il dispositivo oggetto della presente invenzione è costituito da due parti:
1) una cassetta portatile contenente la batteria e/o l’alimentatore/oscillatore;
2) un sensore a forma di disco o di paletta che l’operatore fa strisciare sulla parete in direzione circa perpendicolare a quella lungo la quale si presume siano allineati i tondini.
L’operatore è avvisato della vicinanza del ferro da opportuni indicatori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione:
Il sensore è costituito da una bobina induttrice 10 alimentata da una tensione alternata a bassa frequenza, che genera un campo magnetico alternato nello spazio circostante; se si inseriscono bobine rivelatrici di piccole dimensioni in detto spazio, su di esse sono indotte tensioni alternate di valore costante.
La presenza di materiali ferromagnetici distorce il campo concentrando il flusso in corrispondenza del materiale stesso; pertanto, se una delle bobine rivelatrici si trova in vicinanza del ferro, su di essa si nota un aumento della tensione indotta, rilevabile mediante un amplificatore, che raggiunge il massima quando la bobina si trova in corrispondenza esatta del ferro stesso.
In base alla posizione del ferro rispetto alla bobina, si ricava un segnale, registrabile dall’unità di controllo, che da luogo ad un massimo oppure ad un minimo relativo quando il tondino si trova in corrispondenza delle due bobine; in questo caso, l’operatore può marcare la parte tramite un dispositivo marcatore 3 opportuno, montato a bordo del sensore.
Vantaggi:
1) Precisione di localizzazione dei ferri anche in presenza di cementi armati con alte densità di armatura;
2) Piccolo ingombro e maneggevolezza;
3) Facilità d’uso da pare di un operatore;
4) Possibilità di registrazione dei dati rilevati;
5) Ripetibilità delle misure rilevate;
6) Indipendenza da variabili esterne (temperatura, umidità, tipo di calcestruzzo, ecc.)
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Segnatura: BRA.000021Dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura (CH) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (ing. Santangelo, ing. Sobrino, ing. Urbani, avv. Salvadè) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Alessio Urbani
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura.
Il dispositivo prevede una bobina induttrice, che genera un campo magnetico e da almeno una bobina rivelatrice in grado di avvertire le variazioni del campo magnetico, indotte dalla presenza di tondini d’acciaio.
Il dispositivo è associato a mezzi di marcatura, che possono essere comandati manualmente oppure automaticamente in funzione dell’entità del segnale emesso dalla o dalle bobine rivelatrici.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la localizzazione di tondini in cementi armati con alte densità di armatura.
Nella costruzione di opere civili, destinate ad accogliere impianti industriali pesanti come quelli per la produzione di energia elettrica, occorre, ad opera finita, praticare migliaia di fori per l’applicazione di staffe e supporti per il sostegno di apparecchiature e condotti ausiliari.
Limiti della tecnica nota: L’armatura in questi casi è notevolmente fitta e formata da ferri di diametro elevato e, pertanto, si ha una notevole probabilità di incontrarne durante la foratura, con conseguente impossibilità di continuare il foro.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: L’uso di un dispositivo in grado di definire con buona precisione la posizione di un reticolo di ferri consente di ridurre notevolmente i costi di foratura del cemento armato.
Esposizione dell’idea inventiva: Il dispositivo oggetto della presente invenzione è costituito da due parti:
1) una cassetta portatile contenente la batteria e/o l’alimentatore/oscillatore;
2) un sensore a forma di disco o di paletta che l’operatore fa strisciare sulla parete in direzione circa perpendicolare a quella lungo la quale si presume siano allineati i tondini.
L’operatore è avvisato della vicinanza del ferro da opportuni indicatori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il sensore è costituito da una bobina induttrice 10 alimentata da una tensione alternata a bassa frequenza, che genera un campo magnetico alternato nello spazio circostante; se si inseriscono bobine rivelatrici di piccole dimensioni in detto spazio, su di esse sono indotte tensioni alternate di valore costante.
La presenza di materiali ferromagnetici distorce il campo concentrando il flusso in corrispondenza del materiale stesso; pertanto, se una delle bobine rivelatrici si trova in vicinanza del ferro, su di essa si nota un aumento della tensione indotta, rilevabile mediante un amplificatore, che raggiunge il massimo quando la bobina si trova in corrispondenza esatta del ferro stesso.
In base alla posizione del ferro rispetto alla bobina, si ricava un segnale, registrabile dall’unità di controllo, che da luogo ad un massimo oppure ad un minimo relativo quando il tondino si trova in corrispondenza delle due bobine; in questo caso, l’operatore può marcare la parte tramite un dispositivo marcatore 3 opportuno, montato a bordo del sensore.
Vantaggi:
1) Precisione di localizzazione dei ferri anche in presenza di cementi armati con alte densità di armatura;
2) Piccolo ingombro e maneggevolezza;
3) Facilità d’uso da pare di un operatore;
4) Possibilità di registrazione dei dati rilevati;
5) Ripetibilità delle misure rilevate;
6) Indipendenza da variabili esterne (temperatura, umidità, tipo di calcestruzzo, ecc.)
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Segnatura: BRA.000022Dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura (DE) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (avv. Salvadè, dott. Beltrami, ing. Masella, ing. Santangelo, ing. Avanzini, ing. Urbani, dott. Sobrino) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti, studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Alessio Urbani
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura.
Il dispositivo prevede una bobina induttrice, che genera un campo magnetico e da almeno una bobina rivelatrice in grado di avvertire le variazioni del campo magnetico, indotte dalla presenza di tondini d’acciaio.
Il dispositivo è associato a mezzi di marcatura, che possono essere comandati manualmente oppure automaticamente in funzione dell’entità del segnale emesso dalla o dalle bobine rivelatrici.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la localizzazione di tondini in cementi armati con alte densità di armatura.
Nella costruzione di opere civili, destinate ad accogliere impianti industriali pesanti come quelli per la produzione di energia elettrica, occorre, ad opera finita, praticare migliaia di fori per l’applicazione di staffe e supporti per il sostegno di apparecchiature e condotti ausiliari.
Limiti della tecnica nota: L’armatura in questi casi è notevolmente fitta e formata da ferri di diametro elevato e, pertanto, si ha una notevole probabilità di incontrarne durante la foratura, con conseguente impossibilità di continuare il foro.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: L’uso di un dispositivo in grado di definire con buona precisione la posizione di un reticolo di ferri consente di ridurre notevolmente i costi di foratura del cemento armato.
Esposizione dell’idea inventiva: Il dispositivo oggetto della presente invenzione è costituito da due parti:
1) una cassetta portatile contenente la batteria e/o l’alimentatore/oscillatore;
2) un sensore a forma di disco o di paletta che l’operatore fa strisciare sulla parete in direzione circa perpendicolare a quella lungo la quale si presume siano allineati i tondini.
L’operatore è avvisato della vicinanza del ferro da opportuni indicatori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il sensore è costituito da una bobina induttrice 10 alimentata da una tensione alternata a bassa frequenza, che genera un campo magnetico alternato nello spazio circostante; se si inseriscono bobine rivelatrici di piccole dimensioni in detto spazio, su di esse sono indotte tensioni alternate di valore costante.
La presenza di materiali ferromagnetici distorce il campo concentrando il flusso in corrispondenza del materiale stesso; pertanto, se una delle bobine rivelatrici si trova in vicinanza del ferro, su di essa si nota un aumento della tensione indotta, rilevabile mediante un amplificatore, che raggiunge il massimo quando la bobina si trova in corrispondenza esatta del ferro stesso.
In base alla posizione del ferro rispetto alla bobina, si ricava un segnale, registrabile dall’unità di controllo, che da luogo ad un massimo oppure ad un minimo relativo quando il tondino si trova in corrispondenza delle due bobine; in questo caso, l’operatore può marcare la parte tramite un dispositivo marcatore 3 opportuno, montato a bordo del sensore.
Vantaggi:
1) Precisione di localizzazione dei ferri anche in presenza di cementi armati con alte densità di armatura;
2) Piccolo ingombro e maneggevolezza;
3) Facilità d’uso da pare di un operatore;
4) Possibilità di registrazione dei dati rilevati;
5) Ripetibilità delle misure rilevate;
6) Indipendenza da variabili esterne (temperatura, umidità, tipo di calcestruzzo, ecc.)
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Segnatura: BRA.000023Dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura (FI)
Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (Avv. Salvadè, ing. Bozzoni) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti, studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Alessio Urbani
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura.
Il dispositivo prevede una bobina induttrice, che genera un campo magnetico e da almeno una bobina rivelatrice in grado di avvertire le variazioni del campo magnetico, indotte dalla presenza di tondini d’acciaio.
Il dispositivo è associato a mezzi di marcatura, che possono essere comandati manualmente oppure automaticamente in funzione dell’entità del segnale emesso dalla o dalle bobine rivelatrici.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la localizzazione di tondini in cementi armati con alte densità di armatura.
Nella costruzione di opere civili, destinate ad accogliere impianti industriali pesanti come quelli per la produzione di energia elettrica, occorre, ad opera finita, praticare migliaia di fori per l’applicazione di staffe e supporti per il sostegno di apparecchiature e condotti ausiliari.
Limiti della tecnica nota: L’armatura in questi casi è notevolmente fitta e formata da ferri di diametro elevato e, pertanto, si ha una notevole probabilità di incontrarne durante la foratura, con conseguente impossibilità di continuare il foro.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: L’uso di un dispositivo in grado di definire con buona precisione la posizione di un reticolo di ferri consente di ridurre notevolmente i costi di foratura del cemento armato.
Esposizione dell’idea inventiva: Il dispositivo oggetto della presente invenzione è costituito da due parti:
1) una cassetta portatile contenente la batteria e/o l’alimentatore/oscillatore;
2) un sensore a forma di disco o di paletta che l’operatore fa strisciare sulla parete in direzione circa perpendicolare a quella lungo la quale si presume siano allineati i tondini.
L’operatore è avvisato della vicinanza del ferro da opportuni indicatori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il sensore è costituito da una bobina induttrice 10 alimentata da una tensione alternata a bassa frequenza, che genera un campo magnetico alternato nello spazio circostante; se si inseriscono bobine rivelatrici di piccole dimensioni in detto spazio, su di esse sono indotte tensioni alternate di valore costante.
La presenza di materiali ferromagnetici distorce il campo concentrando il flusso in corrispondenza del materiale stesso; pertanto, se una delle bobine rivelatrici si trova in vicinanza del ferro, su di essa si nota un aumento della tensione indotta, rilevabile mediante un amplificatore, che raggiunge il massimo quando la bobina si trova in corrispondenza esatta del ferro stesso.
In base alla posizione del ferro rispetto alla bobina, si ricava un segnale, registrabile dall’unità di controllo, che da luogo ad un massimo oppure ad un minimo relativo quando il tondino si trova in corrispondenza delle due bobine; in questo caso, l’operatore può marcare la parte tramite un dispositivo marcatore 3 opportuno, montato a bordo del sensore.
Vantaggi:
1) Precisione di localizzazione dei ferri anche in presenza di cementi armati con alte densità di armatura;
2) Piccolo ingombro e maneggevolezza;
3) Facilità d’uso da pare di un operatore;
4) Possibilità di registrazione dei dati rilevati;
5) Ripetibilità delle misure rilevate;
6) Indipendenza da variabili esterne (temperatura, umidità, tipo di calcestruzzo, ecc.)
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Segnatura: BRA.000024Dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura (FR) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (ing. Santangelo, ing. Avanzini, rag. Merciari, avv. Salvadè) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Alessio Urbani
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura.
Il dispositivo prevede una bobina induttrice, che genera un campo magnetico e da almeno una bobina rivelatrice in grado di avvertire le variazioni del campo magnetico, indotte dalla presenza di tondini d’acciaio.
Il dispositivo è associato a mezzi di marcatura, che possono essere comandati manualmente oppure automaticamente in funzione dell’entità del segnale emesso dalla o dalle bobine rivelatrici.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la localizzazione di tondini in cementi armati con alte densità di armatura.
Nella costruzione di opere civili, destinate ad accogliere impianti industriali pesanti come quelli per la produzione di energia elettrica, occorre, ad opera finita, praticare migliaia di fori per l’applicazione di staffe e supporti per il sostegno di apparecchiature e condotti ausiliari.
Limiti della tecnica nota: L’armatura in questi casi è notevolmente fitta e formata da ferri di diametro elevato e, pertanto, si ha una notevole probabilità di incontrarne durante la foratura, con conseguente impossibilità di continuare il foro.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: L’uso di un dispositivo in grado di definire con buona precisione la posizione di un reticolo di ferri consente di ridurre notevolmente i costi di foratura del cemento armato.
Esposizione dell’idea inventiva: Il dispositivo oggetto della presente invenzione è costituito da due parti:
1) una cassetta portatile contenente la batteria e/o l’alimentatore/oscillatore;
2) un sensore a forma di disco o di paletta che l’operatore fa strisciare sulla parete in direzione circa perpendicolare a quella lungo la quale si presume siano allineati i tondini.
L’operatore è avvisato della vicinanza del ferro da opportuni indicatori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione
Il sensore è costituito da una bobina induttrice 10 alimentata da una tensione alternata a bassa frequenza, che genera un campo magnetico alternato nello spazio circostante; se si inseriscono bobine rivelatrici di piccole dimensioni in detto spazio, su di esse sono indotte tensioni alternate di valore costante.
La presenza di materiali ferromagnetici distorce il campo concentrando il flusso in corrispondenza del materiale stesso; pertanto, se una delle bobine rivelatrici si trova in vicinanza del ferro, su di essa si nota un aumento della tensione indotta, rilevabile mediante un amplificatore, che raggiunge il massimo quando la bobina si trova in corrispondenza esatta del ferro stesso.
In base alla posizione del ferro rispetto alla bobina, si ricava un segnale, registrabile dall’unità di controllo, che da luogo ad un massimo oppure ad un minimo relativo quando il tondino si trova in corrispondenza delle due bobine; in questo caso, l’operatore può marcare la parte tramite un dispositivo marcatore 3 opportuno, montato a bordo del sensore.
Vantaggi:
1) Precisione di localizzazione dei ferri anche in presenza di cementi armati con alte densità di armatura;
2) Piccolo ingombro e maneggevolezza;
3) Facilità d’uso da pare di un operatore;
4) Possibilità di registrazione dei dati rilevati;
5) Ripetibilità delle misure rilevate;
6) Indipendenza da variabili esterne (temperatura, umidità, tipo di calcestruzzo, ecc.)
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Segnatura: BRA.000025Dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura (MC) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (rag. Merciari, avv. Salvadè, ing. Santangelo, ing. urbani, ing. Avanzini) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura.
Il dispositivo prevede una bobina induttrice, che genera un campo magnetico e da almeno una bobina rivelatrice in grado di avvertire le variazioni del campo magnetico, indotte dalla presenza di tondini d’acciaio.
Il dispositivo è associato a mezzi di marcatura, che possono essere comandati manualmente oppure automaticamente in funzione dell’entità del segnale emesso dalla o dalle bobine rivelatrici.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la localizzazione di tondini in cementi armati con alte densità di armatura.
Nella costruzione di opere civili, destinate ad accogliere impianti industriali pesanti come quelli per la produzione di energia elettrica, occorre, ad opera finita, praticare migliaia di fori per l’applicazione di staffe e supporti per il sostegno di apparecchiature e condotti ausiliari.
Limiti della tecnica nota: L’armatura in questi casi è notevolmente fitta e formata da ferri di diametro elevato e, pertanto, si ha una notevole probabilità di incontrarne durante la foratura, con conseguente impossibilità di continuare il foro.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: L’uso di un dispositivo in grado di definire con buona precisione la posizione di un reticolo di ferri consente di ridurre notevolmente i costi di foratura del cemento armato.
Esposizione dell’idea inventiva: Il dispositivo oggetto della presente invenzione è costituito da due parti:
1) una cassetta portatile contenente la batteria e/o l’alimentatore/oscillatore;
2) un sensore a forma di disco o di paletta che l’operatore fa strisciare sulla parete in direzione circa perpendicolare a quella lungo la quale si presume siano allineati i tondini.
L’operatore è avvisato della vicinanza del ferro da opportuni indicatori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il sensore è costituito da una bobina induttrice 10 alimentata da una tensione alternata a bassa frequenza, che genera un campo magnetico alternato nello spazio circostante; se si inseriscono bobine rivelatrici di piccole dimensioni in detto spazio, su di esse sono indotte tensioni alternate di valore costante.
La presenza di materiali ferromagnetici distorce il campo concentrando il flusso in corrispondenza del materiale stesso; pertanto, se una delle bobine rivelatrici si trova in vicinanza del ferro, su di essa si nota un aumento della tensione indotta, rilevabile mediante un amplificatore, che raggiunge il massimo quando la bobina si trova in corrispondenza esatta del ferro stesso.
In base alla posizione del ferro rispetto alla bobina, si ricava un segnale, registrabile dall’unità di controllo, che da luogo ad un massimo oppure ad un minimo relativo quando il tondino si trova in corrispondenza delle due bobine; in questo caso, l’operatore può marcare la parte tramite un dispositivo marcatore 3 opportuno, montato a bordo del sensore.
Vantaggi:
1) Precisione di localizzazione dei ferri anche in presenza di cementi armati con alte densità di armatura;
2) Piccolo ingombro e maneggevolezza;
3) Facilità d’uso da pare di un operatore;
4) Possibilità di registrazione dei dati rilevati;
5) Ripetibilità delle misure rilevate;
6) Indipendenza da variabili esterne (temperatura, umidità, tipo di calcestruzzo, ecc.)
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Segnatura: BRA.000026Dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura (IS) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (rag. Merciari, avv. Salvadè, ing. Bozzoni, ing. Avanzini) e studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Alessio Urbani
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura.
Il dispositivo prevede una bobina induttrice, che genera un campo magnetico e da almeno una bobina rivelatrice in grado di avvertire le variazioni del campo magnetico, indotte dalla presenza di tondini d’acciaio.
Il dispositivo è associato a mezzi di marcatura, che possono essere comandati manualmente oppure automaticamente in funzione dell’entità del segnale emesso dalla o dalle bobine rivelatrici.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la localizzazione di tondini in cementi armati con alte densità di armatura.
Nella costruzione di opere civili, destinate ad accogliere impianti industriali pesanti come quelli per la produzione di energia elettrica, occorre, ad opera finita, praticare migliaia di fori per l’applicazione di staffe e supporti per il sostegno di apparecchiature e condotti ausiliari.
Limiti della tecnica nota: L’armatura in questi casi è notevolmente fitta e formata da ferri di diametro elevato e, pertanto, si ha una notevole probabilità di incontrarne durante la foratura, con conseguente impossibilità di continuare il foro.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: L’uso di un dispositivo in grado di definire con buona precisione la posizione di un reticolo di ferri consente di ridurre notevolmente i costi di foratura del cemento armato.
Esposizione dell’idea inventiva: Il dispositivo oggetto della presente invenzione è costituito da due parti:
1) una cassetta portatile contenente la batteria e/o l’alimentatore/oscillatore;
2) un sensore a forma di disco o di paletta che l’operatore fa strisciare sulla parete in direzione circa perpendicolare a quella lungo la quale si presume siano allineati i tondini.
L’operatore è avvisato della vicinanza del ferro da opportuni indicatori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il sensore è costituito da una bobina induttrice 10 alimentata da una tensione alternata a bassa frequenza, che genera un campo magnetico alternato nello spazio circostante; se si inseriscono bobine rivelatrici di piccole dimensioni in detto spazio, su di esse sono indotte tensioni alternate di valore costante.
La presenza di materiali ferromagnetici distorce il campo concentrando il flusso in corrispondenza del materiale stesso; pertanto, se una delle bobine rivelatrici si trova in vicinanza del ferro, su di essa si nota un aumento della tensione indotta, rilevabile mediante un amplificatore, che raggiunge il massimo quando la bobina si trova in corrispondenza esatta del ferro stesso.
In base alla posizione del ferro rispetto alla bobina, si ricava un segnale, registrabile dall’unità di controllo, che da luogo ad un massimo oppure ad un minimo relativo quando il tondino si trova in corrispondenza delle due bobine; in questo caso, l’operatore può marcare la parte tramite un dispositivo marcatore 3 opportuno, montato a bordo del sensore.
Vantaggi:
1) Precisione di localizzazione dei ferri anche in presenza di cementi armati con alte densità di armatura;
2) Piccolo ingombro e maneggevolezza;
3) Facilità d’uso da pare di un operatore;
4) Possibilità di registrazione dei dati rilevati;
5) Ripetibilità delle misure rilevate;
6) Indipendenza da variabili esterne (temperatura, umidità, tipo di calcestruzzo, ecc.)
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Segnatura: BRA.000027Dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura (LU) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (rag. Merciari, avv. Salvadè, ing. Santangelo, ing. urbani, ing. Avanzini) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Alessio Urbani
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura.
Il dispositivo prevede una bobina induttrice, che genera un campo magnetico e da almeno una bobina rivelatrice in grado di avvertire le variazioni del campo magnetico, indotte dalla presenza di tondini d’acciaio.
Il dispositivo è associato a mezzi di marcatura, che possono essere comandati manualmente oppure automaticamente in funzione dell’entità del segnale emesso dalla o dalle bobine rivelatrici.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la localizzazione di tondini in cementi armati con alte densità di armatura.
Nella costruzione di opere civili, destinate ad accogliere impianti industriali pesanti come quelli per la produzione di energia elettrica, occorre, ad opera finita, praticare migliaia di fori per l’applicazione di staffe e supporti per il sostegno di apparecchiature e condotti ausiliari.
Limiti della tecnica nota: L’armatura in questi casi è notevolmente fitta e formata da ferri di diametro elevato e, pertanto, si ha una notevole probabilità di incontrarne durante la foratura, con conseguente impossibilità di continuare il foro.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: L’uso di un dispositivo in grado di definire con buona precisione la posizione di un reticolo di ferri consente di ridurre notevolmente i costi di foratura del cemento armato.
Esposizione dell’idea inventiva: Il dispositivo oggetto della presente invenzione è costituito da due parti:
1) una cassetta portatile contenente la batteria e/o l’alimentatore/oscillatore;
2) un sensore a forma di disco o di paletta che l’operatore fa strisciare sulla parete in direzione circa perpendicolare a quella lungo la quale si presume siano allineati i tondini.
L’operatore è avvisato della vicinanza del ferro da opportuni indicatori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il sensore è costituito da una bobina induttrice 10 alimentata da una tensione alternata a bassa frequenza, che genera un campo magnetico alternato nello spazio circostante; se si inseriscono bobine rivelatrici di piccole dimensioni in detto spazio, su di esse sono indotte tensioni alternate di valore costante.
La presenza di materiali ferromagnetici distorce il campo concentrando il flusso in corrispondenza del materiale stesso; pertanto, se una delle bobine rivelatrici si trova in vicinanza del ferro, su di essa si nota un aumento della tensione indotta, rilevabile mediante un amplificatore, che raggiunge il massimo quando la bobina si trova in corrispondenza esatta del ferro stesso.
In base alla posizione del ferro rispetto alla bobina, si ricava un segnale, registrabile dall’unità di controllo, che da luogo ad un massimo oppure ad un minimo relativo quando il tondino si trova in corrispondenza delle due bobine; in questo caso, l’operatore può marcare la parte tramite un dispositivo marcatore 3 opportuno, montato a bordo del sensore.
Vantaggi:
1) Precisione di localizzazione dei ferri anche in presenza di cementi armati con alte densità di armatura;
2) Piccolo ingombro e maneggevolezza;
3) Facilità d’uso da pare di un operatore;
4) Possibilità di registrazione dei dati rilevati;
5) Ripetibilità delle misure rilevate;
6) Indipendenza da variabili esterne (temperatura, umidità, tipo di calcestruzzo, ecc.)
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Segnatura: BRA.000028Dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura (NO) Fascicolo
Titolo originale: "Anordning for lokalisering etc."
Comunicazioni intercorse tra Ansaldo (avv. Aldo Salvadè e ing. Bozzoni), studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani e l'Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Alessio Urbani
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura.
Il dispositivo prevede una bobina induttrice, che genera un campo magnetico e da almeno una bobina rivelatrice in grado di avvertire le variazioni del campo magnetico, indotte dalla presenza di tondini d’acciaio.
Il dispositivo è associato a mezzi di marcatura, che possono essere comandati manualmente oppure automaticamente in funzione dell’entità del segnale emesso dalla o dalle bobine rivelatrici.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la localizzazione di tondini in cementi armati con alte densità di armatura.
Nella costruzione di opere civili, destinate ad accogliere impianti industriali pesanti come quelli per la produzione di energia elettrica, occorre, ad opera finita, praticare migliaia di fori per l’applicazione di staffe e supporti per il sostegno di apparecchiature e condotti ausiliari.
Limiti della tecnica nota: L’armatura in questi casi è notevolmente fitta e formata da ferri di diametro elevato e, pertanto, si ha una notevole probabilità di incontrarne durante la foratura, con conseguente impossibilità di continuare il foro.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: L’uso di un dispositivo in grado di definire con buona precisione la posizione di un reticolo di ferri consente di ridurre notevolmente i costi di foratura del cemento armato.
Esposizione dell’idea inventiva: Il dispositivo oggetto della presente invenzione è costituito da due parti:
1) una cassetta portatile contenente la batteria e/o l’alimentatore/oscillatore;
2) un sensore a forma di disco o di paletta che l’operatore fa strisciare sulla parete in direzione circa perpendicolare a quella lungo la quale si presume siano allineati i tondini.
L’operatore è avvisato della vicinanza del ferro da opportuni indicatori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il sensore è costituito da una bobina induttrice 10 alimentata da una tensione alternata a bassa frequenza, che genera un campo magnetico alternato nello spazio circostante; se si inseriscono bobine rivelatrici di piccole dimensioni in detto spazio, su di esse sono indotte tensioni alternate di valore costante.
La presenza di materiali ferromagnetici distorce il campo concentrando il flusso in corrispondenza del materiale stesso; pertanto, se una delle bobine rivelatrici si trova in vicinanza del ferro, su di essa si nota un aumento della tensione indotta, rilevabile mediante un amplificatore, che raggiunge il massimo quando la bobina si trova in corrispondenza esatta del ferro stesso.
In base alla posizione del ferro rispetto alla bobina, si ricava un segnale, registrabile dall’unità di controllo, che da luogo ad un massimo oppure ad un minimo relativo quando il tondino si trova in corrispondenza delle due bobine; in questo caso, l’operatore può marcare la parte tramite un dispositivo marcatore 3 opportuno, montato a bordo del sensore.
Vantaggi:
1) Precisione di localizzazione dei ferri anche in presenza di cementi armati con alte densità di armatura;
2) Piccolo ingombro e maneggevolezza;
3) Facilità d’uso da pare di un operatore;
4) Possibilità di registrazione dei dati rilevati;
5) Ripetibilità delle misure rilevate;
6) Indipendenza da variabili esterne (temperatura, umidità, tipo di calcestruzzo, ecc.)
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Segnatura: BRA.000029Dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura (NL) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (rag. Merciari, AGE/LEG) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Alessio Urbani
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura.
Il dispositivo prevede una bobina induttrice, che genera un campo magnetico e da almeno una bobina rivelatrice in grado di avvertire le variazioni del campo magnetico, indotte dalla presenza di tondini d’acciaio.
Il dispositivo è associato a mezzi di marcatura, che possono essere comandati manualmente oppure automaticamente in funzione dell’entità del segnale emesso dalla o dalle bobine rivelatrici.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la localizzazione di tondini in cementi armati con alte densità di armatura.
Nella costruzione di opere civili, destinate ad accogliere impianti industriali pesanti come quelli per la produzione di energia elettrica, occorre, ad opera finita, praticare migliaia di fori per l’applicazione di staffe e supporti per il sostegno di apparecchiature e condotti ausiliari.
Limiti della tecnica nota: L’armatura in questi casi è notevolmente fitta e formata da ferri di diametro elevato e, pertanto, si ha una notevole probabilità di incontrarne durante la foratura, con conseguente impossibilità di continuare il foro.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: L’uso di un dispositivo in grado di definire con buona precisione la posizione di un reticolo di ferri consente di ridurre notevolmente i costi di foratura del cemento armato.
Esposizione dell’idea inventiva: Il dispositivo oggetto della presente invenzione è costituito da due parti:
1) una cassetta portatile contenente la batteria e/o l’alimentatore/oscillatore;
2) un sensore a forma di disco o di paletta che l’operatore fa strisciare sulla parete in direzione circa perpendicolare a quella lungo la quale si presume siano allineati i tondini.
L’operatore è avvisato della vicinanza del ferro da opportuni indicatori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il sensore è costituito da una bobina induttrice 10 alimentata da una tensione alternata a bassa frequenza, che genera un campo magnetico alternato nello spazio circostante; se si inseriscono bobine rivelatrici di piccole dimensioni in detto spazio, su di esse sono indotte tensioni alternate di valore costante.
La presenza di materiali ferromagnetici distorce il campo concentrando il flusso in corrispondenza del materiale stesso; pertanto, se una delle bobine rivelatrici si trova in vicinanza del ferro, su di essa si nota un aumento della tensione indotta, rilevabile mediante un amplificatore, che raggiunge il massimo quando la bobina si trova in corrispondenza esatta del ferro stesso.
In base alla posizione del ferro rispetto alla bobina, si ricava un segnale, registrabile dall’unità di controllo, che da luogo ad un massimo oppure ad un minimo relativo quando il tondino si trova in corrispondenza delle due bobine; in questo caso, l’operatore può marcare la parte tramite un dispositivo marcatore 3 opportuno, montato a bordo del sensore.
Vantaggi:
1) Precisione di localizzazione dei ferri anche in presenza di cementi armati con alte densità di armatura;
2) Piccolo ingombro e maneggevolezza;
3) Facilità d’uso da pare di un operatore;
4) Possibilità di registrazione dei dati rilevati;
5) Ripetibilità delle misure rilevate;
6) Indipendenza da variabili esterne (temperatura, umidità, tipo di calcestruzzo, ecc.)
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Segnatura: BRA.000030Dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura (PT) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (avv. Salvadè, rag. Merciari) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti, studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Alessio Urbani
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura.
Il dispositivo prevede una bobina induttrice, che genera un campo magnetico e da almeno una bobina rivelatrice in grado di avvertire le variazioni del campo magnetico, indotte dalla presenza di tondini d’acciaio.
Il dispositivo è associato a mezzi di marcatura, che possono essere comandati manualmente oppure automaticamente in funzione dell’entità del segnale emesso dalla o dalle bobine rivelatrici.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la localizzazione di tondini in cementi armati con alte densità di armatura.
Nella costruzione di opere civili, destinate ad accogliere impianti industriali pesanti come quelli per la produzione di energia elettrica, occorre, ad opera finita, praticare migliaia di fori per l’applicazione di staffe e supporti per il sostegno di apparecchiature e condotti ausiliari.
Limiti della tecnica nota: L’armatura in questi casi è notevolmente fitta e formata da ferri di diametro elevato e, pertanto, si ha una notevole probabilità di incontrarne durante la foratura, con conseguente impossibilità di continuare il foro.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: L’uso di un dispositivo in grado di definire con buona precisione la posizione di un reticolo di ferri consente di ridurre notevolmente i costi di foratura del cemento armato.
Esposizione dell’idea inventiva: Il dispositivo oggetto della presente invenzione è costituito da due parti:
1) una cassetta portatile contenente la batteria e/o l’alimentatore/oscillatore;
2) un sensore a forma di disco o di paletta che l’operatore fa strisciare sulla parete in direzione circa perpendicolare a quella lungo la quale si presume siano allineati i tondini.
L’operatore è avvisato della vicinanza del ferro da opportuni indicatori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il sensore è costituito da una bobina induttrice 10 alimentata da una tensione alternata a bassa frequenza, che genera un campo magnetico alternato nello spazio circostante; se si inseriscono bobine rivelatrici di piccole dimensioni in detto spazio, su di esse sono indotte tensioni alternate di valore costante.
La presenza di materiali ferromagnetici distorce il campo concentrando il flusso in corrispondenza del materiale stesso; pertanto, se una delle bobine rivelatrici si trova in vicinanza del ferro, su di essa si nota un aumento della tensione indotta, rilevabile mediante un amplificatore, che raggiunge il massimo quando la bobina si trova in corrispondenza esatta del ferro stesso.
In base alla posizione del ferro rispetto alla bobina, si ricava un segnale, registrabile dall’unità di controllo, che da luogo ad un massimo oppure ad un minimo relativo quando il tondino si trova in corrispondenza delle due bobine; in questo caso, l’operatore può marcare la parte tramite un dispositivo marcatore 3 opportuno, montato a bordo del sensore.
Vantaggi:
1) Precisione di localizzazione dei ferri anche in presenza di cementi armati con alte densità di armatura;
2) Piccolo ingombro e maneggevolezza;
3) Facilità d’uso da pare di un operatore;
4) Possibilità di registrazione dei dati rilevati;
5) Ripetibilità delle misure rilevate;
6) Indipendenza da variabili esterne (temperatura, umidità, tipo di calcestruzzo, ecc.)
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Segnatura: BRA.000031Dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura (ES) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (avv. Salvadè, ing. Santangelo, ing. Avanzini, ing. Urbani, rag. Merciari) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti, studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Alessio Urbani
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura.
Il dispositivo prevede una bobina induttrice, che genera un campo magnetico e da almeno una bobina rivelatrice in grado di avvertire le variazioni del campo magnetico, indotte dalla presenza di tondini d’acciaio.
Il dispositivo è associato a mezzi di marcatura, che possono essere comandati manualmente oppure automaticamente in funzione dell’entità del segnale emesso dalla o dalle bobine rivelatrici.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la localizzazione di tondini in cementi armati con alte densità di armatura.
Nella costruzione di opere civili, destinate ad accogliere impianti industriali pesanti come quelli per la produzione di energia elettrica, occorre, ad opera finita, praticare migliaia di fori per l’applicazione di staffe e supporti per il sostegno di apparecchiature e condotti ausiliari.
Limiti della tecnica nota: L’armatura in questi casi è notevolmente fitta e formata da ferri di diametro elevato e, pertanto, si ha una notevole probabilità di incontrarne durante la foratura, con conseguente impossibilità di continuare il foro.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: L’uso di un dispositivo in grado di definire con buona precisione la posizione di un reticolo di ferri consente di ridurre notevolmente i costi di foratura del cemento armato.
Esposizione dell’idea inventiva: Il dispositivo oggetto della presente invenzione è costituito da due parti:
1) una cassetta portatile contenente la batteria e/o l’alimentatore/oscillatore;
2) un sensore a forma di disco o di paletta che l’operatore fa strisciare sulla parete in direzione circa perpendicolare a quella lungo la quale si presume siano allineati i tondini.
L’operatore è avvisato della vicinanza del ferro da opportuni indicatori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il sensore è costituito da una bobina induttrice 10 alimentata da una tensione alternata a bassa frequenza, che genera un campo magnetico alternato nello spazio circostante; se si inseriscono bobine rivelatrici di piccole dimensioni in detto spazio, su di esse sono indotte tensioni alternate di valore costante.
La presenza di materiali ferromagnetici distorce il campo concentrando il flusso in corrispondenza del materiale stesso; pertanto, se una delle bobine rivelatrici si trova in vicinanza del ferro, su di essa si nota un aumento della tensione indotta, rilevabile mediante un amplificatore, che raggiunge il massimo quando la bobina si trova in corrispondenza esatta del ferro stesso.
In base alla posizione del ferro rispetto alla bobina, si ricava un segnale, registrabile dall’unità di controllo, che da luogo ad un massimo oppure ad un minimo relativo quando il tondino si trova in corrispondenza delle due bobine; in questo caso, l’operatore può marcare la parte tramite un dispositivo marcatore 3 opportuno, montato a bordo del sensore.
Vantaggi:
1) Precisione di localizzazione dei ferri anche in presenza di cementi armati con alte densità di armatura;
2) Piccolo ingombro e maneggevolezza;
3) Facilità d’uso da pare di un operatore;
4) Possibilità di registrazione dei dati rilevati;
5) Ripetibilità delle misure rilevate;
6) Indipendenza da variabili esterne (temperatura, umidità, tipo di calcestruzzo, ecc.)
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Segnatura: BRA.000032Dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura (SE) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (avv. Salvadè) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti, studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Alessio Urbani
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura.
Il dispositivo prevede una bobina induttrice, che genera un campo magnetico e da almeno una bobina rivelatrice in grado di avvertire le variazioni del campo magnetico, indotte dalla presenza di tondini d’acciaio.
Il dispositivo è associato a mezzi di marcatura, che possono essere comandati manualmente oppure automaticamente in funzione dell’entità del segnale emesso dalla o dalle bobine rivelatrici.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la localizzazione di tondini in cementi armati con alte densità di armatura.
Nella costruzione di opere civili, destinate ad accogliere impianti industriali pesanti come quelli per la produzione di energia elettrica, occorre, ad opera finita, praticare migliaia di fori per l’applicazione di staffe e supporti per il sostegno di apparecchiature e condotti ausiliari.
Limiti della tecnica nota: L’armatura in questi casi è notevolmente fitta e formata da ferri di diametro elevato e, pertanto, si ha una notevole probabilità di incontrarne durante la foratura, con conseguente impossibilità di continuare il foro.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: L’uso di un dispositivo in grado di definire con buona precisione la posizione di un reticolo di ferri consente di ridurre notevolmente i costi di foratura del cemento armato.
Esposizione dell’idea inventiva: Il dispositivo oggetto della presente invenzione è costituito da due parti:
1) una cassetta portatile contenente la batteria e/o l’alimentatore/oscillatore;
2) un sensore a forma di disco o di paletta che l’operatore fa strisciare sulla parete in direzione circa perpendicolare a quella lungo la quale si presume siano allineati i tondini.
L’operatore è avvisato della vicinanza del ferro da opportuni indicatori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il sensore è costituito da una bobina induttrice 10 alimentata da una tensione alternata a bassa frequenza, che genera un campo magnetico alternato nello spazio circostante; se si inseriscono bobine rivelatrici di piccole dimensioni in detto spazio, su di esse sono indotte tensioni alternate di valore costante.
La presenza di materiali ferromagnetici distorce il campo concentrando il flusso in corrispondenza del materiale stesso; pertanto, se una delle bobine rivelatrici si trova in vicinanza del ferro, su di essa si nota un aumento della tensione indotta, rilevabile mediante un amplificatore, che raggiunge il massimo quando la bobina si trova in corrispondenza esatta del ferro stesso.
In base alla posizione del ferro rispetto alla bobina, si ricava un segnale, registrabile dall’unità di controllo, che da luogo ad un massimo oppure ad un minimo relativo quando il tondino si trova in corrispondenza delle due bobine; in questo caso, l’operatore può marcare la parte tramite un dispositivo marcatore 3 opportuno, montato a bordo del sensore.
Vantaggi:
1) Precisione di localizzazione dei ferri anche in presenza di cementi armati con alte densità di armatura;
2) Piccolo ingombro e maneggevolezza;
3) Facilità d’uso da pare di un operatore;
4) Possibilità di registrazione dei dati rilevati;
5) Ripetibilità delle misure rilevate;
6) Indipendenza da variabili esterne (temperatura, umidità, tipo di calcestruzzo, ecc.)
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Segnatura: BRA.000033Dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura (GB) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (ing. Avanzini, ing. Santangelo) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Alessio Urbani
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura.
Il dispositivo prevede una bobina induttrice, che genera un campo magnetico e da almeno una bobina rivelatrice in grado di avvertire le variazioni del campo magnetico, indotte dalla presenza di tondini d’acciaio.
Il dispositivo è associato a mezzi di marcatura, che possono essere comandati manualmente oppure automaticamente in funzione dell’entità del segnale emesso dalla o dalle bobine rivelatrici.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la localizzazione di tondini in cementi armati con alte densità di armatura.
Nella costruzione di opere civili, destinate ad accogliere impianti industriali pesanti come quelli per la produzione di energia elettrica, occorre, ad opera finita, praticare migliaia di fori per l’applicazione di staffe e supporti per il sostegno di apparecchiature e condotti ausiliari.
Limiti della tecnica nota: L’armatura in questi casi è notevolmente fitta e formata da ferri di diametro elevato e, pertanto, si ha una notevole probabilità di incontrarne durante la foratura, con conseguente impossibilità di continuare il foro.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: L’uso di un dispositivo in grado di definire con buona precisione la posizione di un reticolo di ferri consente di ridurre notevolmente i costi di foratura del cemento armato.
Esposizione dell’idea inventiva: Il dispositivo oggetto della presente invenzione è costituito da due parti:
1) una cassetta portatile contenente la batteria e/o l’alimentatore/oscillatore;
2) un sensore a forma di disco o di paletta che l’operatore fa strisciare sulla parete in direzione circa perpendicolare a quella lungo la quale si presume siano allineati i tondini.
L’operatore è avvisato della vicinanza del ferro da opportuni indicatori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il sensore è costituito da una bobina induttrice 10 alimentata da una tensione alternata a bassa frequenza, che genera un campo magnetico alternato nello spazio circostante; se si inseriscono bobine rivelatrici di piccole dimensioni in detto spazio, su di esse sono indotte tensioni alternate di valore costante.
La presenza di materiali ferromagnetici distorce il campo concentrando il flusso in corrispondenza del materiale stesso; pertanto, se una delle bobine rivelatrici si trova in vicinanza del ferro, su di essa si nota un aumento della tensione indotta, rilevabile mediante un amplificatore, che raggiunge il massimo quando la bobina si trova in corrispondenza esatta del ferro stesso.
In base alla posizione del ferro rispetto alla bobina, si ricava un segnale, registrabile dall’unità di controllo, che da luogo ad un massimo oppure ad un minimo relativo quando il tondino si trova in corrispondenza delle due bobine; in questo caso, l’operatore può marcare la parte tramite un dispositivo marcatore 3 opportuno, montato a bordo del sensore.
Vantaggi:
1) Precisione di localizzazione dei ferri anche in presenza di cementi armati con alte densità di armatura;
2) Piccolo ingombro e maneggevolezza;
3) Facilità d’uso da pare di un operatore;
4) Possibilità di registrazione dei dati rilevati;
5) Ripetibilità delle misure rilevate;
6) Indipendenza da variabili esterne (temperatura, umidità, tipo di calcestruzzo, ecc.)
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Segnatura: BRA.000034Dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura (AU) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (rag. Merciari, avv. Salvadè) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Alessio Urbani
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura.
Il dispositivo prevede una bobina induttrice, che genera un campo magnetico e da almeno una bobina rivelatrice in grado di avvertire le variazioni del campo magnetico, indotte dalla presenza di tondini d’acciaio.
Il dispositivo è associato a mezzi di marcatura, che possono essere comandati manualmente oppure automaticamente in funzione dell’entità del segnale emesso dalla o dalle bobine rivelatrici.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la localizzazione di tondini in cementi armati con alte densità di armatura.
Nella costruzione di opere civili, destinate ad accogliere impianti industriali pesanti come quelli per la produzione di energia elettrica, occorre, ad opera finita, praticare migliaia di fori per l’applicazione di staffe e supporti per il sostegno di apparecchiature e condotti ausiliari.
Limiti della tecnica nota: L’armatura in questi casi è notevolmente fitta e formata da ferri di diametro elevato e, pertanto, si ha una notevole probabilità di incontrarne durante la foratura, con conseguente impossibilità di continuare il foro.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: L’uso di un dispositivo in grado di definire con buona precisione la posizione di un reticolo di ferri consente di ridurre notevolmente i costi di foratura del cemento armato.
Esposizione dell’idea inventiva: Il dispositivo oggetto della presente invenzione è costituito da due parti:
1) una cassetta portatile contenente la batteria e/o l’alimentatore/oscillatore;
2) un sensore a forma di disco o di paletta che l’operatore fa strisciare sulla parete in direzione circa perpendicolare a quella lungo la quale si presume siano allineati i tondini.
L’operatore è avvisato della vicinanza del ferro da opportuni indicatori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il sensore è costituito da una bobina induttrice 10 alimentata da una tensione alternata a bassa frequenza, che genera un campo magnetico alternato nello spazio circostante; se si inseriscono bobine rivelatrici di piccole dimensioni in detto spazio, su di esse sono indotte tensioni alternate di valore costante.
La presenza di materiali ferromagnetici distorce il campo concentrando il flusso in corrispondenza del materiale stesso; pertanto, se una delle bobine rivelatrici si trova in vicinanza del ferro, su di essa si nota un aumento della tensione indotta, rilevabile mediante un amplificatore, che raggiunge il massimo quando la bobina si trova in corrispondenza esatta del ferro stesso.
In base alla posizione del ferro rispetto alla bobina, si ricava un segnale, registrabile dall’unità di controllo, che da luogo ad un massimo oppure ad un minimo relativo quando il tondino si trova in corrispondenza delle due bobine; in questo caso, l’operatore può marcare la parte tramite un dispositivo marcatore 3 opportuno, montato a bordo del sensore.
Vantaggi:
1) Precisione di localizzazione dei ferri anche in presenza di cementi armati con alte densità di armatura;
2) Piccolo ingombro e maneggevolezza;
3) Facilità d’uso da pare di un operatore;
4) Possibilità di registrazione dei dati rilevati;
5) Ripetibilità delle misure rilevate;
6) Indipendenza da variabili esterne (temperatura, umidità, tipo di calcestruzzo, ecc.)
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Segnatura: BRA.000035Dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura (CA) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (ing. Bozzoni, rag. Merciari, avv. Salvadè) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor GallettI, studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Alessio Urbani
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura.
Il dispositivo prevede una bobina induttrice, che genera un campo magnetico e da almeno una bobina rivelatrice in grado di avvertire le variazioni del campo magnetico, indotte dalla presenza di tondini d’acciaio.
Il dispositivo è associato a mezzi di marcatura, che possono essere comandati manualmente oppure automaticamente in funzione dell’entità del segnale emesso dalla o dalle bobine rivelatrici.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la localizzazione di tondini in cementi armati con alte densità di armatura.
Nella costruzione di opere civili, destinate ad accogliere impianti industriali pesanti come quelli per la produzione di energia elettrica, occorre, ad opera finita, praticare migliaia di fori per l’applicazione di staffe e supporti per il sostegno di apparecchiature e condotti ausiliari.
Limiti della tecnica nota: L’armatura in questi casi è notevolmente fitta e formata da ferri di diametro elevato e, pertanto, si ha una notevole probabilità di incontrarne durante la foratura, con conseguente impossibilità di continuare il foro.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: L’uso di un dispositivo in grado di definire con buona precisione la posizione di un reticolo di ferri consente di ridurre notevolmente i costi di foratura del cemento armato.
Esposizione dell’idea inventiva: Il dispositivo oggetto della presente invenzione è costituito da due parti:
1) una cassetta portatile contenente la batteria e/o l’alimentatore/oscillatore;
2) un sensore a forma di disco o di paletta che l’operatore fa strisciare sulla parete in direzione circa perpendicolare a quella lungo la quale si presume siano allineati i tondini.
L’operatore è avvisato della vicinanza del ferro da opportuni indicatori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il sensore è costituito da una bobina induttrice 10 alimentata da una tensione alternata a bassa frequenza, che genera un campo magnetico alternato nello spazio circostante; se si inseriscono bobine rivelatrici di piccole dimensioni in detto spazio, su di esse sono indotte tensioni alternate di valore costante.
La presenza di materiali ferromagnetici distorce il campo concentrando il flusso in corrispondenza del materiale stesso; pertanto, se una delle bobine rivelatrici si trova in vicinanza del ferro, su di essa si nota un aumento della tensione indotta, rilevabile mediante un amplificatore, che raggiunge il massimo quando la bobina si trova in corrispondenza esatta del ferro stesso.
In base alla posizione del ferro rispetto alla bobina, si ricava un segnale, registrabile dall’unità di controllo, che da luogo ad un massimo oppure ad un minimo relativo quando il tondino si trova in corrispondenza delle due bobine; in questo caso, l’operatore può marcare la parte tramite un dispositivo marcatore 3 opportuno, montato a bordo del sensore.
Vantaggi:
1) Precisione di localizzazione dei ferri anche in presenza di cementi armati con alte densità di armatura;
2) Piccolo ingombro e maneggevolezza;
3) Facilità d’uso da pare di un operatore;
4) Possibilità di registrazione dei dati rilevati;
5) Ripetibilità delle misure rilevate;
6) Indipendenza da variabili esterne (temperatura, umidità, tipo di calcestruzzo, ecc.)
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Segnatura: BRA.000036Dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura (US) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (avv. Salvadè, dott. Sobrino, ing. Santangelo, ing. Avanzini, ing. Urbani, ing. Piaggio) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Alessio Urbani
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura.
Il dispositivo prevede una bobina induttrice, che genera un campo magnetico e da almeno una bobina rivelatrice in grado di avvertire le variazioni del campo magnetico, indotte dalla presenza di tondini d’acciaio.
Il dispositivo è associato a mezzi di marcatura, che possono essere comandati manualmente oppure automaticamente in funzione dell’entità del segnale emesso dalla o dalle bobine rivelatrici.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la localizzazione di tondini in cementi armati con alte densità di armatura.
Nella costruzione di opere civili, destinate ad accogliere impianti industriali pesanti come quelli per la produzione di energia elettrica, occorre, ad opera finita, praticare migliaia di fori per l’applicazione di staffe e supporti per il sostegno di apparecchiature e condotti ausiliari.
Limiti della tecnica nota: L’armatura in questi casi è notevolmente fitta e formata da ferri di diametro elevato e, pertanto, si ha una notevole probabilità di incontrarne durante la foratura, con conseguente impossibilità di continuare il foro.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: L’uso di un dispositivo in grado di definire con buona precisione la posizione di un reticolo di ferri consente di ridurre notevolmente i costi di foratura del cemento armato.
Esposizione dell’idea inventiva: Il dispositivo oggetto della presente invenzione è costituito da due parti:
1) una cassetta portatile contenente la batteria e/o l’alimentatore/oscillatore;
2) un sensore a forma di disco o di paletta che l’operatore fa strisciare sulla parete in direzione circa perpendicolare a quella lungo la quale si presume siano allineati i tondini.
L’operatore è avvisato della vicinanza del ferro da opportuni indicatori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il sensore è costituito da una bobina induttrice 10 alimentata da una tensione alternata a bassa frequenza, che genera un campo magnetico alternato nello spazio circostante; se si inseriscono bobine rivelatrici di piccole dimensioni in detto spazio, su di esse sono indotte tensioni alternate di valore costante.
La presenza di materiali ferromagnetici distorce il campo concentrando il flusso in corrispondenza del materiale stesso; pertanto, se una delle bobine rivelatrici si trova in vicinanza del ferro, su di essa si nota un aumento della tensione indotta, rilevabile mediante un amplificatore, che raggiunge il massimo quando la bobina si trova in corrispondenza esatta del ferro stesso.
In base alla posizione del ferro rispetto alla bobina, si ricava un segnale, registrabile dall’unità di controllo, che da luogo ad un massimo oppure ad un minimo relativo quando il tondino si trova in corrispondenza delle due bobine; in questo caso, l’operatore può marcare la parte tramite un dispositivo marcatore 3 opportuno, montato a bordo del sensore.
Vantaggi:
1) Precisione di localizzazione dei ferri anche in presenza di cementi armati con alte densità di armatura;
2) Piccolo ingombro e maneggevolezza;
3) Facilità d’uso da pare di un operatore;
4) Possibilità di registrazione dei dati rilevati;
5) Ripetibilità delle misure rilevate;
6) Indipendenza da variabili esterne (temperatura, umidità, tipo di calcestruzzo, ecc.)
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Segnatura: BRA.000037Dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura (ZA) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (avv. Salvadè, rag. Merciari) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti, studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani.
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventore: Alessio Urbani
Riassunto: L’invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di tondini annegati in cementi armati con alte densità di armatura.
Il dispositivo prevede una bobina induttrice, che genera un campo magnetico e da almeno una bobina rivelatrice in grado di avvertire le variazioni del campo magnetico, indotte dalla presenza di tondini d’acciaio.
Il dispositivo è associato a mezzi di marcatura, che possono essere comandati manualmente oppure automaticamente in funzione dell’entità del segnale emesso dalla o dalle bobine rivelatrici.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: L’oggetto della presente invenzione è un dispositivo per la localizzazione di tondini in cementi armati con alte densità di armatura.
Nella costruzione di opere civili, destinate ad accogliere impianti industriali pesanti come quelli per la produzione di energia elettrica, occorre, ad opera finita, praticare migliaia di fori per l’applicazione di staffe e supporti per il sostegno di apparecchiature e condotti ausiliari.
Limiti della tecnica nota: L’armatura in questi casi è notevolmente fitta e formata da ferri di diametro elevato e, pertanto, si ha una notevole probabilità di incontrarne durante la foratura, con conseguente impossibilità di continuare il foro.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: L’uso di un dispositivo in grado di definire con buona precisione la posizione di un reticolo di ferri consente di ridurre notevolmente i costi di foratura del cemento armato.
Esposizione dell’idea inventiva: Il dispositivo oggetto della presente invenzione è costituito da due parti:
1) una cassetta portatile contenente la batteria e/o l’alimentatore/oscillatore;
2) un sensore a forma di disco o di paletta che l’operatore fa strisciare sulla parete in direzione circa perpendicolare a quella lungo la quale si presume siano allineati i tondini.
L’operatore è avvisato della vicinanza del ferro da opportuni indicatori.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il sensore è costituito da una bobina induttrice 10 alimentata da una tensione alternata a bassa frequenza, che genera un campo magnetico alternato nello spazio circostante; se si inseriscono bobine rivelatrici di piccole dimensioni in detto spazio, su di esse sono indotte tensioni alternate di valore costante.
La presenza di materiali ferromagnetici distorce il campo concentrando il flusso in corrispondenza del materiale stesso; pertanto, se una delle bobine rivelatrici si trova in vicinanza del ferro, su di essa si nota un aumento della tensione indotta, rilevabile mediante un amplificatore, che raggiunge il massimo quando la bobina si trova in corrispondenza esatta del ferro stesso.
In base alla posizione del ferro rispetto alla bobina, si ricava un segnale, registrabile dall’unità di controllo, che da luogo ad un massimo oppure ad un minimo relativo quando il tondino si trova in corrispondenza delle due bobine; in questo caso, l’operatore può marcare la parte tramite un dispositivo marcatore 3 opportuno, montato a bordo del sensore.
Vantaggi:
1) Precisione di localizzazione dei ferri anche in presenza di cementi armati con alte densità di armatura;
2) Piccolo ingombro e maneggevolezza;
3) Facilità d’uso da pare di un operatore;
4) Possibilità di registrazione dei dati rilevati;
5) Ripetibilità delle misure rilevate;
6) Indipendenza da variabili esterne (temperatura, umidità, tipo di calcestruzzo, ecc.)
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Segnatura: BRA.000038Propulsore navale magneto-idro-dinamico dotato di un magnete superconduttore a doppio effetto Fascicolo
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventori: Paolo Francia, Roberto Monaci
Riassunto: L’invenzione si riferisce a un propulsore navale magneto-idro-dinamico (nel seguito MHD) dl tipo dotato di almeno un magnete superconduttore e di un numero di elettrodi opportuno.
Sul fondo dell’imbarcazione, attrezzata col magnete MHD, è prevista almeno una coppia di bobine chiuse ad anello, formate da superconduttori; ognuna di dette bobine ha una pianta dotata di due lati sostanzialmente rettilinei e orientati secondo la direzione longitudinale dell’imbarcazione; le bobine sono disposte accostate in corrispondenza di uno dei lati rettilinei sopraccitati.
I lati rettilinei accostati delle due bobine contigue sono percorsi dalla corrente nello stesso senso.
Tra le coppie di lati rettilinei delle due bobine, inoltre, il fondo dell’imbarcazione prevede una coppia di canali sulle cui facce interne sono disposte due coppie di elettrodi a lato dei tratti rettilinei delle bobine, in cui i due elettrodi centrali hanno lo stesso segno.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: L’invenzione riguarda la propulsione navale, dove la conversione di energia elettrica in energia meccanica si attua mediante l’interazione tra la densità di corrente passante nell’acqua del mare e l’induzione magnetica, cui l’acqua stessa è soggetta; mediante detta interazione ha origine una spinta che agisce sull’acqua in direzione perpendicolare al piano individuato da densità di corrente e induzione e che produce, di conseguenza, il movimento della nave.
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: I propulsori MHD alimentati in corrente continua, che sono stati finora oggetto di studio o di ricerca sperimentale si possono dividere in due categorie principali: ad elettrodi esterni allo scafo e d elettrodi collocati in un condotto.
Il propulsore a elettrodo esterni è costituito essenzialmente, oltre che dagli elettrodi, da un magnete posto sul fondo dello scafo; questo magnete deve generare in un ampio volume d’acqua induzioni dell’ordine di 3-5 T e può farlo con consumi d’energia accettabili solo se è un magnete superconduttore.
Con questo tipo di propulsore si sfrutta gran parte del volume d’acqua sottostante lo scafo; tuttavia, le linee di densità di corrente d’induzione magnetica seguono direzioni che formano angoli tanto più differenti da 90⁰ (valore necessario per avere la massima spinta specifica) quanto più si allontanano dallo scafo.
Nel caso di propulsore di elettrodi interni ad un condotto, il campo elettrico e quello magnetico risultano quasi perpendicolari nella zona di lavoro, che, tuttavia, è assai più ridotta di quella utile nel caso di propulsore ad elettrodi esterni.
Il magnete superconduttore rappresenta il componente critico di tutto il sistema di propulsione perchè deve produrre un’induzione nel volume di acqua utile alla propulsione non inferiore a circa 4 T, deve essere mantenuto a temperature poco superiori a 4 K da un apposito apparato criogenico, deve risultare di peso e di dimensioni limitati, deve essere schermato in modo che i valori del campo magnetico nello spazio sovrastante il propulsore non risultino pericolosi perle persone o fonte di disturbo per la strumentazione, deve presentare la massima affidabilità.
Dei requisiti precedenti quello il cui raggiungimento appare più problematico è costituito dal peso; quanto maggiori sono il valore d’induzione che è necessario produrre nell’acqua ed il volume d’acqua in cui tale induzione deve essere presente, ossia quanto maggiore è l’energia immagazzinata dal magnete, tanto maggiore è il peso dell’avvolgimento e di tutti gli apparati ausiliari.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione un propulsore navale MHD dotato di un magnete superconduttore e di un numero di elettrodi opportuni.
Sul fondo dell’imbarcazione, attrezzata col propulsore sopraccitato, è presente almeno una coppia di bobine chiuse ad anello, formate da superconduttori; ciascuna bobina ha una pianta dotata di almeno due lati sostanzialmente rettilinei e orientati secondo la direzione longitudinale dell’imbarcazione ed è disposta accostata in corrispondenza dei lati rettilinei suddetti, che sono percorsi da corrente nello stesso senso.
Tra le coppie di lati rettilinei delle due bobine il fondo dell’imbarcazione prevede una coppia di canali sulle cui facce interne, a lato dei tratti rettilinei, sono disposte due coppie di elettrodi; i due elettrodi centrali hanno lo stesso segno.
Il propulsore MHD oggetto della presente invenzione è costituito dall’integrazione di due propulsori in uno solo, che accomuna due lati delle due bobine superconduttrici, di cui il propulsore è provvisto, in una. In ognuno dei due semipropulsori i vettori densità di corrente ed induzione magnetica sono diretti in senso opposto, in modo da dare origine ad una forza agente sull’acqua nella medesima direzione.
Il propulsore può essere alimentato sia in corrente continua, sia in corrente alternata, facendo variare, nel secondo caso, in concordanza di fase le polarità degli elettrodi e il verso di circolazione della corrente nelle bobine del magnete in modo da produrre la spinta nella medesima direzione.
L’alimentazione in corrente alternata è di particolare interesse perché evita i fenomeni di elettrolisi dell’acqua, ma porta problemi di stabilità per i superconduttori.
Si osserva che il cavo centrale delle bobine ha sezione doppia rispetto ai cavi laterali, in quanto conduce una corrente doppia.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Secondo un esempio di realizzazione dell’invenzione il fondo dello scafo di un’imbarcazione è dotato di due canali aperti, separati da una nervatura comune.
Sui fianchi di detti canali sono sistemati degli avvolgimenti, che presentano rami accostati in corrispondenza di una nervatura, nei quali la corrente fluisce con lo stesso segno.
Sui fianchi dei due canali sono sistemati degli elettrodi; la corrente generata da detti elettrodi interessa l’acqua che scorre nei canali.
Ulteriori elettrodi generano linee di corrente che si estendono alla massa d’acqua sottostante lo scafo.
Nei due canali il campo magnetico e la corrente hanno direzioni opposte.
La corrente elettrica fluisce dagli elettrodi centrali, posti tra le incavature, agli elettrodi laterali posti ai lati di queste, lo stesso effetto è prodotto tra l’elettrodo centrale e quelli laterali, posti sul fondo dello scafo, in modo da dare origine, sia nelle incavature, sia nell’acqua sottostante lo scafo, a forze agenti nella stessa direzione.
Vantaggi
1) Massimizzazione della spinta grazie alla presenza di una zona di propulsione sia interna sia esterna allo scafo.
2) Riduzione dello spazio complessivamente occupato a parità di prestazioni.
3) Riduzione del peso del propulsore dovuta alla compattezza maggiore.
4) Alleggerimento delle strutture di ancoraggio.
5) Minore potenzialità del circuito di refrigerazione.
6) Semplificazione della schermatura magnetica dovuta alla presenza di campi d’induzione magnetica in opposizione uno rispetto all’altro, che danno luogo ad una dispersione minore all’interno del mezzo navale.
7) Modularità: collegando in parallelo vari propulsori a doppio effetto è possibile ottenere un propulsore multiplo; questa caratteristica può essere usata per ampliare la riduzione di peso dl cavo, il peso delle strutture di ancoraggio e l’ingombro complessivo.
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Segnatura: BRA.000039Modulo di commutazione per coppie di processori omologhi connessi ad almeno un bus di comunicazione (IT) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (ing. Bozzoni, avv. Salvadè, ing. Santangelo, rag. Merciari, ing. Nardini, ing. G. Repetto, ing. Sobrino, ing. Devoto) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti, studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventori: Giovanni Repetto, Mauro Nardini
Riassunto: L’invenzione si riferisce a un modulo di commutazione per almeno un processore connesso a un bus di comunicazione; detto modulo di commutazione prevede quanto segue:
• mezzi di rilievo di un eventuale funzionamento anomalo del processore e conseguente sua tacitazione;
• mezzi di interruzione ella linea di comunicazione tra detto processore e i bit-bus associati;
• mezzi di interruzione dell’alimentazione del processore.
Allo scopo di realizzare una ridondanza modulare, detto modulo di commutazione è inserito tra una coppia di processori omologhi “master” e “slave”, connessi in parallelo a un bus di comunicazione comune MB; il modulo di commutazione, inoltre, è connesso con coppie omologhe di schede di isolamento inserite tra ciascun processore e il bus di comunicazione comune quando si voglia ottenere una ridondanza almeno modulare.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: Commutazione per coppie di processori omologhi connessi ad almeno un bus di comunicazione.
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: Sono noti sistemi computerizzati, formati da una pluralità di processori dedicati, connessi tra loro in parallelo a un bus di comunicazione.
Sistemi del tipo suddetto comprendono, in generale, un bus di comunicazione (PSB), che comunica con una serie di processori dedicati (SC), che, a loro volta, sono preposti alla gestione di singole porzioni di un impianto industriale a intelligenza distribuita, attraverso linee di comunicazione seriale (bit-bus).
Una struttura del tipo sopraccitato, a processori indipendenti, consente il frazionamento delle funzioni, garantendone nel contempo il coordinamento verso la struttura gerarchica superiore; ad esempio, i diversi processori (SC) possono essere dedicati a diversi sottoinsiemi funzionali di impianto come detto sopra.
Una tale sistemazione non è sufficiente da un punto di vista dell’affidabilità dell’intero sistema, per quanto il guasto di un modulo (SC) comporti soltanto la perdita di una porzione di impianto delimitata: infatti i bit-bus dipendenti dal processore in avaria possono essere numerosi e svolgere funzioni di notevole importanza.
Anche se i singoli bit-bus possono svolgere autonomamente in “stand alone” le regolazioni analogiche e digitali per le quali sono stati programmati, la funzionalità del processore (SC) è indispensabile per quanto segue:
• coordinare le regolazioni più complesse che non possono essere confinate in un singolo nodo bit-bus per l’elevato numero di I/O o per la complessità dell’elaborazione;
• coordinare i nodi bit-bus insistenti su bit-bus diversi tramite colloqui con altri processori (SC);
• realizzare il collegamento con le strutture gerarchiche superiori;
• fornire informazioni di carattere diagnostico sul bit-bus sotteso;
• garantire che un particolare modo di guasto del processore (SC), influendo negativamente sul funzionamento dell’espansione bit-bus associata, seppure funzionalmente indipendente, pregiudichi il collegamento nodo bit-bus/interfaccia uomo-macchina associato.
Da quanto affermato sopra, appare evidente che un grado di affidabilità sufficiente può essere associato ad una ridondanza degli elementi componenti il sistema e, in particolare, da una ridondanza dei singoli processori (SC).
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un modulo di commutazione che, in presenza di una coppia di processori, di cui uno “master” e l’altro “slave”, sia in grado di rilevare eventuali condizioni di avaria e commuti le funzioni di controllo dall’uno all’altro di detti processori, senza interruzioni nel funzionamento dei nodi bit-bus associati.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione un modulo di commutazione per almeno un processore connesso a un bus di comunicazione; il modulo di commutazione prevede quanto segue:
• mezzi di rilievo di un eventuale funzionamento anomalo del processore e conseguente sua tacitazione;
• mezzi di interruzione della linea di comunicazione tra detto processore e i bit-bus associati;
• mezzi di interruzione dell’alimentazione del processore.
Il modulo di commutazione secondo l’invenzione può essere inserito nel sistema di processori connessi, da un lato, ad almeno un bus di comunicazione e, dall’altro, ai relativi nodi bit-bus, secondo configurazioni differenti, che danno luogo ad una ridondanza totale o modulare.
Per ridondanza totale si intende la completa commutazione di una struttura composta da un bus di comunicazione associato con vari processori (SC), aventi funzione di “master”, di cui uno andato in avaria, ad un’altra struttura identica, completamente funzionante; in questo caso, ogni coppia di processori omologhi (SC) è monitorata da un modulo di commutazione secondo l’invenzione, dedicato a detta coppia di processori.
Quando uno dei moduli di commutazione secondo l’invenzione rileva un’anomalia nel funzionamento del processore “master” associato, tutti i nodi bit-bus sottesi ai vari processori “master” sono commutati sulla struttura “slave”, formata da un proprio bus di comunicazione e da corrispondenti processori (SC).
La ridondanza totale può essere ottenuta, a mezzo della scheda di commutazione secondo l’invenzione anche in modo che il processore in avaria possa essere sostituito senza l’interruzione dell’alimentazione agli altri processori; in tal caso, ogni processore (SC) è associato a una scheda di isolamento (SWI).
Per ridondanza modulare si intende la commutazione singola da uno dei vari processori (SC) “master”, andato in avaria, a un processore (SC) “slave” connesso al medesimo bus di comunicazione.
Il modulo di commutazione secondo l’invenzione può essere infine utilizzato, in combinazione con la scheda di isolamento (SWI) sopraccitata in assenza di ridondanza di processori (SC); in tal caso, il modulo di commutazione, in combinazione con la scheda di isolamento suddetta, consente soltanto la sconnessione del processore in avaria e la sua sostituzione senza interrompere le alimentazioni del sistema.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Secondo una forma di realizzazione dell’invenzione, in sostituzione del bus di comunicazione (PSB) oggetto della tecnica nota è utilizzato un bus di comunicazione modificato (MB) connesso in parallelo a (n) processori (SC1, SC2, ... SCn).
Tra ciascun processore (PC) e il bus di comunicazione (MB) è inserita una corrispondente scheda di isolamento (SWI1, SWI2, … SWIn)
Tra ciascun processore (SC) e la corrispondente scheda di isolamento (SW) è inoltre inserito un modulo di commutazione (SWA1, SWA2, ... SWAn) secondo la presente invenzione.
La tipologia dei segnali tra il bus di comunicazione, la scheda di isolamento, i processori e i moduli di commutazione è descritta nel seguito.
(A) Segnale utilizzato per il colloquio parallelo tra bus di comunicazione (MB) e processore (SC).
(B) Segnale utilizzato per il colloquio parallelo tra bus di comunicazione (MB) e scheda di isolamento (SWI) per l’inizializzazione automatica del processore (SC) dopo il suo inserimento.
(C) Alimentazione proveniente dal bus di comunicazione (MB) ed orientata verso il processore (SC) attraverso la scheda di isolamento (SWI) per cui può essere sezionata da questa
(D) Porzione della linea di alimentazione del processore (SC) compresa tra il processore (SC) e la scheda di isolamento (SWI).
(E) Linea di trasmissione dei segnali di inizializzazione contenuti nella scheda di isolamento (SWI) al processore (SC).
(F) Linea di comunicazione tra la scheda di isolamento (SWI) e il processore (SC) per la trasmissione di un segnale significativo della presenza fisica del processore (SC) e per la trasmissione del segnale di reset per tacitare il processore in funzionamento anomalo.
(G) Linea di comunicazione tra il modulo di commutazione (SWA) e il processore (SC) a scopo diagnostico onde valutare quando la scheda di comunicazione deve intervenire.
(H) Linea di comunicazione tra il modulo di commutazione (SWA) e la scheda di isolamento (SWI) per eseguire le funzioni logiche associate alle operazioni di inserimento e disinserimento del processore.
La funzione del modulo di commutazione è quella di effettuare le seguenti operazioni:
• rilevare un’eventuale anomalia del processore (SC);
• comunicare con la scheda di isolamento (SWI) per la tacitazione del processore (SC) e per il controllo delle alimentazioni;
• alloggiare fisicamente i comandi e le segnalazioni a frontale per la logica INSERT/REMOVE dato che, preferibilmente, la scheda di isolamento è priva di frontale.
Per quanto riguarda la scheda di isolamento (SWI) essa è indispensabile per effettuare le seguenti operazioni:
• tacitare il processore (SC) rilevato guasto dal modulo di commutazione (SWA) e controllare le alimentazioni;
• sezionare le alimentazioni del processore, quando questo è rilevato guasto, per consentirne l’estrazione;
• sezionare e ripristinare le alimentazioni per consentire il reinserimento del processore;
• memorizzare le informazioni di inizializzazione del processore (SC) per trasmetterle, dopo il reinserimento di quest’ultimo, allo scopo di renderlo operativo.
Nel caso in cui si voglia applicare il modulo di commutazione per realizzare una ridondanza modulare, nella definizione delle schede di isolamento (SWI) e nei processori (SC) compaiono l’indice “A” e l’indice “B”, che rappresentano elementi omologhi attivati e rispettivamente disattivati dall’unico modulo di commutazione associato (SWAI), dove i è un indice progressiva; inoltre, sono presenti le seguenti ulteriori linee di comunicazione:
(I) linea di comunicazione diretta tra processori omologhi “A” e “B” per l’aggiornamento dei dati;
(J) (L) e (M) linee di comunicazione bit-bus tra il processore “A” e il processore “B” verso bit-bus d’impianto, che, in questo caso, deve passare attraverso il modulo di commutazione (SWA) in modo da realizzare la più semplice condizione di ridondanza.
Vantaggi:
Il modulo di commutazione secondo l’invenzione ha i vantaggi indicati nel seguito:
1) monitora il funzionamento di due processori (SC) associati, rilevandone tempestivamente l’anomalia;
2) consente la commutazione del bit-bus sotteso al processore (SC) “master” andato in avaria all’altro processore (SC) “slave”;
3) garantisce un’elevata affidabilità della propria circuiteria tramite quanto segue:
• sovradimensionamento elettrico dei componenti per minimizzare lo stress;
• ridondanza dei componenti con limitati valori di affidabilità;
• uso dei componenti “critici” che abbiano elementi equivalenti compatibili “pin to pin” ad affidabilità garantita.
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Segnatura: BRA.000040Modulo di commutazione per coppie di processori omologhi connessi ad almeno un bus di comunicazione (DE) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (dott. Beltrami, ing. Masella) e studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventori: Giovanni Repetto, Mauro Nardini
Riassunto: L’invenzione si riferisce a un modulo di commutazione per almeno un processore connesso a un bus di comunicazione; detto modulo di commutazione prevede quanto segue:
• mezzi di rilievo di un eventuale funzionamento anomalo del processore e conseguente sua tacitazione;
• mezzi di interruzione ella linea di comunicazione tra detto processore e i bit-bus associati;
• mezzi di interruzione dell’alimentazione del processore.
Allo scopo di realizzare una ridondanza modulare, detto modulo di commutazione è inserito tra una coppia di processori omologhi “master” e “slave”, connessi in parallelo a un bus di comunicazione comune MB; il modulo di commutazione, inoltre, è connesso con coppie omologhe di schede di isolamento inserite tra ciascun processore e il bus di comunicazione comune quando si voglia ottenere una ridondanza almeno modulare.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: Commutazione per coppie di processori omologhi connessi ad almeno un bus di comunicazione.
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: Sono noti sistemi computerizzati, formati da una pluralità di processori dedicati, connessi tra loro in parallelo a un bus di comunicazione.
Sistemi del tipo suddetto comprendono, in generale, un bus di comunicazione (PSB), che comunica con una serie di processori dedicati (SC), che, a loro volta, sono preposti alla gestione di singole porzioni di un impianto industriale a intelligenza distribuita, attraverso linee di comunicazione seriale (bit-bus).
Una struttura del tipo sopraccitato, a processori indipendenti, consente il frazionamento delle funzioni, garantendone nel contempo il coordinamento verso la struttura gerarchica superiore; ad esempio, i diversi processori (SC) possono essere dedicati a diversi sottoinsiemi funzionali di impianto come detto sopra.
Una tale sistemazione non è sufficiente da un punto di vista dell’affidabilità dell’intero sistema, per quanto il guasto di un modulo (SC) comporti soltanto la perdita di una porzione di impianto delimitata: infatti i bit-bus dipendenti dal processore in avaria possono essere numerosi e svolgere funzioni di notevole importanza.
Anche se i singoli bit-bus possono svolgere autonomamente in “stand alone” le regolazioni analogiche e digitali per le quali sono stati programmati, la funzionalità del processore (SC) è indispensabile per quanto segue:
• coordinare le regolazioni più complesse che non possono essere confinate in un singolo nodo bit-bus per l’elevato numero di I/O o per la complessità dell’elaborazione;
• coordinare i nodi bit-bus insistenti su bit-bus diversi tramite colloqui con altri processori (SC);
realizzare il collegamento con le strutture gerarchiche superiori;
• fornire informazioni di carattere diagnostico sul bit-bus sotteso;
• garantire che un particolare modo di guasto del processore (SC), influendo negativamente sul funzionamento dell’espansione bit-bus associata, seppure funzionalmente indipendente, pregiudichi il collegamento nodo bit-bus/interfaccia uomo-macchina associato.
Da quanto affermato sopra, appare evidente che un grado di affidabilità sufficiente può essere associato ad una ridondanza degli elementi componenti il sistema e, in particolare, da una ridondanza dei singoli processori (SC).
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un modulo di commutazione che, in presenza di una coppia di processori, di cui uno “master” e l’altro “slave”, sia in grado di rilevare eventuali condizioni di avaria e commuti le funzioni di controllo dall’uno all’altro di detti processori, senza interruzioni nel funzionamento dei nodi bit-bus associati.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione un modulo di commutazione per almeno un processore connesso a un bus di comunicazione; il modulo di commutazione prevede quanto segue:
• mezzi di rilievo di un eventuale funzionamento anomalo del processore e conseguente sua tacitazione;
• mezzi di interruzione della linea di comunicazione tra detto processore e i bit-bus associati;
• mezzi di interruzione dell’alimentazione del processore.
Il modulo di commutazione secondo l’invenzione può essere inserito nel sistema di processori connessi, da un lato, ad almeno un bus di comunicazione e, dall’altro, ai relativi nodi bit-bus, secondo configurazioni differenti, che danno luogo ad una ridondanza totale o modulare.
Per ridondanza totale si intende la completa commutazione di una struttura composta da un bus di comunicazione associato con vari processori (SC), aventi funzione di “master”, di cui uno andato in avaria, ad un’altra struttura identica, completamente funzionante; in questo caso, ogni coppia di processori omologhi (SC) è monitorata da un modulo di commutazione secondo l’invenzione, dedicato a detta coppia di processori.
Quando uno dei moduli di commutazione secondo l’invenzione rileva un’anomalia nel funzionamento del processore “master” associato, tutti i nodi bit-bus sottesi ai vari processori “master” sono commutati sulla struttura “slave”, formata da un proprio bus di comunicazione e da corrispondenti processori (SC).
La ridondanza totale può essere ottenuta, a mezzo della scheda di commutazione secondo l’invenzione anche in modo che il processore in avaria possa essere sostituito senza l’interruzione dell’alimentazione agli altri processori; in tal caso, ogni processore (SC) è associato a una scheda di isolamento (SWI).
Per ridondanza modulare si intende la commutazione singola da uno dei vari processori (SC) “master”, andato in avaria, a un processore (SC) “slave” connesso al medesimo bus di comunicazione.
Il modulo di commutazione secondo l’invenzione può essere infine utilizzato, in combinazione con la scheda di isolamento (SWI) sopraccitata in assenza di ridondanza di processori (SC); in tal caso, il modulo di commutazione, in combinazione con la scheda di isolamento suddetta, consente soltanto la sconnessione del processore in avaria e la sua sostituzione senza interrompere le alimentazioni del sistema.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Secondo una forma di realizzazione dell’invenzione, in sostituzione del bus di comunicazione (PSB) oggetto della tecnica nota è utilizzato un bus di comunicazione modificato (MB) connesso in parallelo a (n) processori (SC1, SC2, …… SCn).
Tra ciascun processore (PC) e il bus di comunicazione (MB) è inserita una corrispondente scheda di isolamento (SWI1, SWI2, …… SWIn)
Tra ciascun processore (SC) e la corrispondente scheda di isolamento (SW) è inoltre inserito un modulo di commutazione (SWA1, SWA2, …… SWAn) secondo la presente invenzione.
La tipologia dei segnali tra il bus di comunicazione, la scheda di isolamento, i processori e i moduli di commutazione è descritta nel seguito.
Segnale utilizzato per il colloquio parallelo tra bus di comunicazione (MB) e processore (SC).
Segnale utilizzato per il colloquio parallelo tra bus di comunicazione (MB) e scheda di isolamento (SWI) per l’inizializzazione automatica del processore (SC) dopo il suo inserimento.
Alimentazione proveniente dal bus di comunicazione (MB) ed orientata verso il processore (SC) attraverso la scheda di isolamento (SWI) per cui può essere sezionata da questa
Porzione della linea di alimentazione del processore (SC) compresa tra il processore (SC) e la scheda di isolamento (SWI).
Linea di trasmissione dei segnali di inizializzazione contenuti nella scheda di isolamento (SWI) al processore (SC).
Linea di comunicazione tra la scheda di isolamento (SWI) e il processore (SC) per la trasmissione di un segnale significativo della presenza fisica del processore (SC) e per la trasmissione del segnale di reset per tacitare il processore in funzionamento anomalo.
Linea di comunicazione tra il modulo di commutazione (SWA) e il processore (SC) a scopo diagnostico onde valutare quando la scheda di comunicazione deve intervenire.
Linea di comunicazione tra il modulo di commutazione (SWA) e la scheda di isolamento (SWI) per eseguire le funzioni logiche associate alle operazioni di inserimento e disinserimento del processore.
La funzione del modulo di commutazione è quella di effettuare le seguenti operazioni:
•rilevare un’eventuale anomalia del processore (SC);
•comunicare con la scheda di isolamento (SWI) per la tacitazione del processore (SC) e per il controllo delle alimentazioni;
•alloggiare fisicamente i comandi e le segnalazioni a frontale per la logica INSERT/REMOVE dato che, preferibilmente, la scheda di isolamento è priva di frontale.
Per quanto riguarda la scheda di isolamento (SWI) essa è indispensabile per effettuare le seguenti operazioni:
tacitare il processore (SC) rilevato guasto dal modulo di commutazione (SWA) e controllare le alimentazioni;
sezionare le alimentazioni del processore, quando questo è rilevato guasto, per consentirne l’estrazione;
•sezionare e ripristinare le alimentazioni per consentire il reinserimento del processore;
•memorizzare le informazioni di inizializzazione del processore (SC) per trasmetterle, dopo il reinserimento di quest’ultimo, allo scopo di renderlo operativo.
Nel caso in cui si voglia applicare il modulo di commutazione per realizzare una ridondanza modulare, nella definizione delle schede di isolamento (SWI) e nei processori (SC) compaiono l’indice “A” e l’indice “B”, che rappresentano elementi omologhi attivati e rispettivamente disattivati dall’unico modulo di commutazione associato (SWAI), dove i è un indice progressiva; inoltre, sono presenti le seguenti ulteriori linee di comunicazione:
linea di comunicazione diretta tra processori omologhi “A” e “B” per l’aggiornamento dei dati;
(L) e (M) linee di comunicazione bit-bus tra il processore “A” e il processore “B” verso bit-bus d’impianto, che, in questo caso, deve passare attraverso il modulo di commutazione (SWA) in modo da realizzare la più semplice condizione di ridondanza.
Vantaggi:
1) Monitora il funzionamento di due processori (SC) associati, rilevandone tempestivamente l’anomalia;
2) Consente la commutazione del bit-bus sotteso al processore (SC) “master” andato in avaria all’altro processore (SC) “slave”;
3) Garantisce un’elevata affidabilità della propria circuiteria tramite quanto segue:
•sovradimensionamento elettrico dei componenti per minimizzare lo stress;
•ridondanza dei componenti con limitati valori di affidabilità;
•uso dei componenti “critici” che abbiano elementi equivalenti compatibili “pin to pin” ad affidabilità garantita.
-
Segnatura: BRA.000041Modulo di commutazione per coppie di processori omologhi connessi ad almeno un bus di comunicazione (FR) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (avv. Salvadè, dott. Beltrami, ing. Masella, ing. Nardini, ing. Bozzoni) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti, studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventori: Giovanni Repetto, Mauro Nardini
Riassunto: L’invenzione si riferisce a un modulo di commutazione per almeno un processore connesso a un bus di comunicazione; detto modulo di commutazione prevede quanto segue:
• mezzi di rilievo di un eventuale funzionamento anomalo del processore e conseguente sua tacitazione;
• mezzi di interruzione ella linea di comunicazione tra detto processore e i bit-bus associati;
• mezzi di interruzione dell’alimentazione del processore.
Allo scopo di realizzare una ridondanza modulare, detto modulo di commutazione è inserito tra una coppia di processori omologhi “master” e “slave”, connessi in parallelo a un bus di comunicazione comune MB; il modulo di commutazione, inoltre, è connesso con coppie omologhe di schede di isolamento inserite tra ciascun processore e il bus di comunicazione comune quando si voglia ottenere una ridondanza almeno modulare.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: Commutazione per coppie di processori omologhi connessi ad almeno un bus di comunicazione.
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: Sono noti sistemi computerizzati, formati da una pluralità di processori dedicati, connessi tra loro in parallelo a un bus di comunicazione.
Sistemi del tipo suddetto comprendono, in generale, un bus di comunicazione (PSB), che comunica con una serie di processori dedicati (SC), che, a loro volta, sono preposti alla gestione di singole porzioni di un impianto industriale a intelligenza distribuita, attraverso linee di comunicazione seriale (bit-bus).
Una struttura del tipo sopraccitato, a processori indipendenti, consente il frazionamento delle funzioni, garantendone nel contempo il coordinamento verso la struttura gerarchica superiore; ad esempio, i diversi processori (SC) possono essere dedicati a diversi sottoinsiemi funzionali di impianto come detto sopra.
Una tale sistemazione non è sufficiente da un punto di vista dell’affidabilità dell’intero sistema, per quanto il guasto di un modulo (SC) comporti soltanto la perdita di una porzione di impianto delimitata: infatti i bit-bus dipendenti dal processore in avaria possono essere numerosi e svolgere funzioni di notevole importanza.
Anche se i singoli bit-bus possono svolgere autonomamente in “stand alone” le regolazioni analogiche e digitali per le quali sono stati programmati, la funzionalità del processore (SC) è indispensabile per quanto segue:
• coordinare le regolazioni più complesse che non possono essere confinate in un singolo nodo bit-bus per l’elevato numero di I/O o per la complessità dell’elaborazione;
• coordinare i nodi bit-bus insistenti su bit-bus diversi tramite colloqui con altri processori (SC);
• realizzare il collegamento con le strutture gerarchiche superiori;
• fornire informazioni di carattere diagnostico sul bit-bus sotteso;
• garantire che un particolare modo di guasto del processore (SC), influendo negativamente sul funzionamento dell’espansione bit-bus associata, seppure funzionalmente indipendente, pregiudichi il collegamento nodo bit-bus/interfaccia uomo-macchina associato.
Da quanto affermato sopra, appare evidente che un grado di affidabilità sufficiente può essere associato ad una ridondanza degli elementi componenti il sistema e, in particolare, da una ridondanza dei singoli processori (SC).
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un modulo di commutazione che, in presenza di una coppia di processori, di cui uno “master” e l’altro “slave”, sia in grado di rilevare eventuali condizioni di avaria e commuti le funzioni di controllo dall’uno all’altro di detti processori, senza interruzioni nel funzionamento dei nodi bit-bus associati.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione un modulo di commutazione per almeno un processore connesso a un bus di comunicazione; il modulo di commutazione prevede quanto segue:
• mezzi di rilievo di un eventuale funzionamento anomalo del processore e conseguente sua tacitazione;
• mezzi di interruzione della linea di comunicazione tra detto processore e i bit-bus associati;
• mezzi di interruzione dell’alimentazione del processore.
Il modulo di commutazione secondo l’invenzione può essere inserito nel sistema di processori connessi, da un lato, ad almeno un bus di comunicazione e, dall’altro, ai relativi nodi bit-bus, secondo configurazioni differenti, che danno luogo ad una ridondanza totale o modulare.
Per ridondanza totale si intende la completa commutazione di una struttura composta da un bus di comunicazione associato con vari processori (SC), aventi funzione di “master”, di cui uno andato in avaria, ad un’altra struttura identica, completamente funzionante; in questo caso, ogni coppia di processori omologhi (SC) è monitorata da un modulo di commutazione secondo l’invenzione, dedicato a detta coppia di processori.
Quando uno dei moduli di commutazione secondo l’invenzione rileva un’anomalia nel funzionamento del processore “master” associato, tutti i nodi bit-bus sottesi ai vari processori “master” sono commutati sulla struttura “slave”, formata da un proprio bus di comunicazione e da corrispondenti processori (SC).
La ridondanza totale può essere ottenuta, a mezzo della scheda di commutazione secondo l’invenzione anche in modo che il processore in avaria possa essere sostituito senza l’interruzione dell’alimentazione agli altri processori; in tal caso, ogni processore (SC) è associato a una scheda di isolamento (SWI).
Per ridondanza modulare si intende la commutazione singola da uno dei vari processori (SC) “master”, andato in avaria, a un processore (SC) “slave” connesso al medesimo bus di comunicazione.
Il modulo di commutazione secondo l’invenzione può essere infine utilizzato, in combinazione con la scheda di isolamento (SWI) sopraccitata in assenza di ridondanza di processori (SC); in tal caso, il modulo di commutazione, in combinazione con la scheda di isolamento suddetta, consente soltanto la sconnessione del processore in avaria e la sua sostituzione senza interrompere le alimentazioni del sistema.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Secondo una forma di realizzazione dell’invenzione, in sostituzione del bus di comunicazione (PSB) oggetto della tecnica nota è utilizzato un bus di comunicazione modificato (MB) connesso in parallelo a (n) processori (SC1, SC2, ... SCn).
Tra ciascun processore (PC) e il bus di comunicazione (MB) è inserita una corrispondente scheda di isolamento (SWI1, SWI2, … SWIn)
Tra ciascun processore (SC) e la corrispondente scheda di isolamento (SW) è inoltre inserito un modulo di commutazione (SWA1, SWA2, ... SWAn) secondo la presente invenzione.
La tipologia dei segnali tra il bus di comunicazione, la scheda di isolamento, i processori e i moduli di commutazione è descritta nel seguito.
(A) Segnale utilizzato per il colloquio parallelo tra bus di comunicazione (MB) e processore (SC).
(B) Segnale utilizzato per il colloquio parallelo tra bus di comunicazione (MB) e scheda di isolamento (SWI) per l’inizializzazione automatica del processore (SC) dopo il suo inserimento.
(C) Alimentazione proveniente dal bus di comunicazione (MB) ed orientata verso il processore (SC) attraverso la scheda di isolamento (SWI) per cui può essere sezionata da questa
(D) Porzione della linea di alimentazione del processore (SC) compresa tra il processore (SC) e la scheda di isolamento (SWI).
(E) Linea di trasmissione dei segnali di inizializzazione contenuti nella scheda di isolamento (SWI) al processore (SC).
(F) Linea di comunicazione tra la scheda di isolamento (SWI) e il processore (SC) per la trasmissione di un segnale significativo della presenza fisica del processore (SC) e per la trasmissione del segnale di reset per tacitare il processore in funzionamento anomalo.
(G) Linea di comunicazione tra il modulo di commutazione (SWA) e il processore (SC) a scopo diagnostico onde valutare quando la scheda di comunicazione deve intervenire.
(H) Linea di comunicazione tra il modulo di commutazione (SWA) e la scheda di isolamento (SWI) per eseguire le funzioni logiche associate alle operazioni di inserimento e disinserimento del processore.
La funzione del modulo di commutazione è quella di effettuare le seguenti operazioni:
• rilevare un’eventuale anomalia del processore (SC);
• comunicare con la scheda di isolamento (SWI) per la tacitazione del processore (SC) e per il controllo delle alimentazioni;
• alloggiare fisicamente i comandi e le segnalazioni a frontale per la logica INSERT/REMOVE dato che, preferibilmente, la scheda di isolamento è priva di frontale.
Per quanto riguarda la scheda di isolamento (SWI) essa è indispensabile per effettuare le seguenti operazioni:
• tacitare il processore (SC) rilevato guasto dal modulo di commutazione (SWA) e controllare le alimentazioni;
• sezionare le alimentazioni del processore, quando questo è rilevato guasto, per consentirne l’estrazione;
• sezionare e ripristinare le alimentazioni per consentire il reinserimento del processore;
• memorizzare le informazioni di inizializzazione del processore (SC) per trasmetterle, dopo il reinserimento di quest’ultimo, allo scopo di renderlo operativo.
Nel caso in cui si voglia applicare il modulo di commutazione per realizzare una ridondanza modulare, nella definizione delle schede di isolamento (SWI) e nei processori (SC) compaiono l’indice “A” e l’indice “B”, che rappresentano elementi omologhi attivati e rispettivamente disattivati dall’unico modulo di commutazione associato (SWAI), dove i è un indice progressiva; inoltre, sono presenti le seguenti ulteriori linee di comunicazione:
(I) linea di comunicazione diretta tra processori omologhi “A” e “B” per l’aggiornamento dei dati;
(J) (L) e (M) linee di comunicazione bit-bus tra il processore “A” e il processore “B” verso bit-bus d’impianto, che, in questo caso, deve passare attraverso il modulo di commutazione (SWA) in modo da realizzare la più semplice condizione di ridondanza.
Vantaggi:
Il modulo di commutazione secondo l’invenzione ha i vantaggi indicati nel seguito:
1) monitora il funzionamento di due processori (SC) associati, rilevandone tempestivamente l’anomalia;
2) consente la commutazione del bit-bus sotteso al processore (SC) “master” andato in avaria all’altro processore (SC) “slave”;
3) garantisce un’elevata affidabilità della propria circuiteria tramite quanto segue:
• sovradimensionamento elettrico dei componenti per minimizzare lo stress;
• ridondanza dei componenti con limitati valori di affidabilità;
• uso dei componenti “critici” che abbiano elementi equivalenti compatibili “pin to pin” ad affidabilità garantita
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Segnatura: BRA.000042Modulo di commutazione per coppie di processori omologhi connessi ad almeno un bus di comunicazione (GB) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (dott. Beltrami, avv. Salvadè, ing. Bozzoni, ing. Moschella) e studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventori: Giovanni Repetto, Mauro Nardini
Riassunto: L’invenzione si riferisce a un modulo di commutazione per almeno un processore connesso a un bus di comunicazione; detto modulo di commutazione prevede quanto segue:
• mezzi di rilievo di un eventuale funzionamento anomalo del processore e conseguente sua tacitazione;
• mezzi di interruzione ella linea di comunicazione tra detto processore e i bit-bus associati;
• mezzi di interruzione dell’alimentazione del processore.
Allo scopo di realizzare una ridondanza modulare, detto modulo di commutazione è inserito tra una coppia di processori omologhi “master” e “slave”, connessi in parallelo a un bus di comunicazione comune MB; il modulo di commutazione, inoltre, è connesso con coppie omologhe di schede di isolamento inserite tra ciascun processore e il bus di comunicazione comune quando si voglia ottenere una ridondanza almeno modulare.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: Commutazione per coppie di processori omologhi connessi ad almeno un bus di comunicazione.
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: Sono noti sistemi computerizzati, formati da una pluralità di processori dedicati, connessi tra loro in parallelo a un bus di comunicazione.
Sistemi del tipo suddetto comprendono, in generale, un bus di comunicazione (PSB), che comunica con una serie di processori dedicati (SC), che, a loro volta, sono preposti alla gestione di singole porzioni di un impianto industriale a intelligenza distribuita, attraverso linee di comunicazione seriale (bit-bus).
Una struttura del tipo sopraccitato, a processori indipendenti, consente il frazionamento delle funzioni, garantendone nel contempo il coordinamento verso la struttura gerarchica superiore; ad esempio, i diversi processori (SC) possono essere dedicati a diversi sottoinsiemi funzionali di impianto come detto sopra.
Una tale sistemazione non è sufficiente da un punto di vista dell’affidabilità dell’intero sistema, per quanto il guasto di un modulo (SC) comporti soltanto la perdita di una porzione di impianto delimitata: infatti i bit-bus dipendenti dal processore in avaria possono essere numerosi e svolgere funzioni di notevole importanza.
Anche se i singoli bit-bus possono svolgere autonomamente in “stand alone” le regolazioni analogiche e digitali per le quali sono stati programmati, la funzionalità del processore (SC) è indispensabile per quanto segue:
• coordinare le regolazioni più complesse che non possono essere confinate in un singolo nodo bit-bus per l’elevato numero di I/O o per la complessità dell’elaborazione;
• coordinare i nodi bit-bus insistenti su bit-bus diversi tramite colloqui con altri processori (SC);
• realizzare il collegamento con le strutture gerarchiche superiori;
• fornire informazioni di carattere diagnostico sul bit-bus sotteso;
• garantire che un particolare modo di guasto del processore (SC), influendo negativamente sul funzionamento dell’espansione bit-bus associata, seppure funzionalmente indipendente, pregiudichi il collegamento nodo bit-bus/interfaccia uomo-macchina associato.
Da quanto affermato sopra, appare evidente che un grado di affidabilità sufficiente può essere associato ad una ridondanza degli elementi componenti il sistema e, in particolare, da una ridondanza dei singoli processori (SC).
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un modulo di commutazione che, in presenza di una coppia di processori, di cui uno “master” e l’altro “slave”, sia in grado di rilevare eventuali condizioni di avaria e commuti le funzioni di controllo dall’uno all’altro di detti processori, senza interruzioni nel funzionamento dei nodi bit-bus associati.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione un modulo di commutazione per almeno un processore connesso a un bus di comunicazione; il modulo di commutazione prevede quanto segue:
• mezzi di rilievo di un eventuale funzionamento anomalo del processore e conseguente sua tacitazione;
• mezzi di interruzione della linea di comunicazione tra detto processore e i bit-bus associati;
• mezzi di interruzione dell’alimentazione del processore.
Il modulo di commutazione secondo l’invenzione può essere inserito nel sistema di processori connessi, da un lato, ad almeno un bus di comunicazione e, dall’altro, ai relativi nodi bit-bus, secondo configurazioni differenti, che danno luogo ad una ridondanza totale o modulare.
Per ridondanza totale si intende la completa commutazione di una struttura composta da un bus di comunicazione associato con vari processori (SC), aventi funzione di “master”, di cui uno andato in avaria, ad un’altra struttura identica, completamente funzionante; in questo caso, ogni coppia di processori omologhi (SC) è monitorata da un modulo di commutazione secondo l’invenzione, dedicato a detta coppia di processori.
Quando uno dei moduli di commutazione secondo l’invenzione rileva un’anomalia nel funzionamento del processore “master” associato, tutti i nodi bit-bus sottesi ai vari processori “master” sono commutati sulla struttura “slave”, formata da un proprio bus di comunicazione e da corrispondenti processori (SC).
La ridondanza totale può essere ottenuta, a mezzo della scheda di commutazione secondo l’invenzione anche in modo che il processore in avaria possa essere sostituito senza l’interruzione dell’alimentazione agli altri processori; in tal caso, ogni processore (SC) è associato a una scheda di isolamento (SWI).
Per ridondanza modulare si intende la commutazione singola da uno dei vari processori (SC) “master”, andato in avaria, a un processore (SC) “slave” connesso al medesimo bus di comunicazione.
Il modulo di commutazione secondo l’invenzione può essere infine utilizzato, in combinazione con la scheda di isolamento (SWI) sopraccitata in assenza di ridondanza di processori (SC); in tal caso, il modulo di commutazione, in combinazione con la scheda di isolamento suddetta, consente soltanto la sconnessione del processore in avaria e la sua sostituzione senza interrompere le alimentazioni del sistema.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Secondo una forma di realizzazione dell’invenzione, in sostituzione del bus di comunicazione (PSB) oggetto della tecnica nota è utilizzato un bus di comunicazione modificato (MB) connesso in parallelo a (n) processori (SC1, SC2, ... SCn).
Tra ciascun processore (PC) e il bus di comunicazione (MB) è inserita una corrispondente scheda di isolamento (SWI1, SWI2, … SWIn)
Tra ciascun processore (SC) e la corrispondente scheda di isolamento (SW) è inoltre inserito un modulo di commutazione (SWA1, SWA2, ... SWAn) secondo la presente invenzione.
La tipologia dei segnali tra il bus di comunicazione, la scheda di isolamento, i processori e i moduli di commutazione è descritta nel seguito.
(A) Segnale utilizzato per il colloquio parallelo tra bus di comunicazione (MB) e processore (SC).
(B) Segnale utilizzato per il colloquio parallelo tra bus di comunicazione (MB) e scheda di isolamento (SWI) per l’inizializzazione automatica del processore (SC) dopo il suo inserimento.
(C) Alimentazione proveniente dal bus di comunicazione (MB) ed orientata verso il processore (SC) attraverso la scheda di isolamento (SWI) per cui può essere sezionata da questa
(D) Porzione della linea di alimentazione del processore (SC) compresa tra il processore (SC) e la scheda di isolamento (SWI).
(E) Linea di trasmissione dei segnali di inizializzazione contenuti nella scheda di isolamento (SWI) al processore (SC).
(F) Linea di comunicazione tra la scheda di isolamento (SWI) e il processore (SC) per la trasmissione di un segnale significativo della presenza fisica del processore (SC) e per la trasmissione del segnale di reset per tacitare il processore in funzionamento anomalo.
(G) Linea di comunicazione tra il modulo di commutazione (SWA) e il processore (SC) a scopo diagnostico onde valutare quando la scheda di comunicazione deve intervenire.
(H) Linea di comunicazione tra il modulo di commutazione (SWA) e la scheda di isolamento (SWI) per eseguire le funzioni logiche associate alle operazioni di inserimento e disinserimento del processore.
La funzione del modulo di commutazione è quella di effettuare le seguenti operazioni:
• rilevare un’eventuale anomalia del processore (SC);
• comunicare con la scheda di isolamento (SWI) per la tacitazione del processore (SC) e per il controllo delle alimentazioni;
• alloggiare fisicamente i comandi e le segnalazioni a frontale per la logica INSERT/REMOVE dato che, preferibilmente, la scheda di isolamento è priva di frontale.
Per quanto riguarda la scheda di isolamento (SWI) essa è indispensabile per effettuare le seguenti operazioni:
• tacitare il processore (SC) rilevato guasto dal modulo di commutazione (SWA) e controllare le alimentazioni;
• sezionare le alimentazioni del processore, quando questo è rilevato guasto, per consentirne l’estrazione;
• sezionare e ripristinare le alimentazioni per consentire il reinserimento del processore;
• memorizzare le informazioni di inizializzazione del processore (SC) per trasmetterle, dopo il reinserimento di quest’ultimo, allo scopo di renderlo operativo.
Nel caso in cui si voglia applicare il modulo di commutazione per realizzare una ridondanza modulare, nella definizione delle schede di isolamento (SWI) e nei processori (SC) compaiono l’indice “A” e l’indice “B”, che rappresentano elementi omologhi attivati e rispettivamente disattivati dall’unico modulo di commutazione associato (SWAI), dove i è un indice progressiva; inoltre, sono presenti le seguenti ulteriori linee di comunicazione:
(I) linea di comunicazione diretta tra processori omologhi “A” e “B” per l’aggiornamento dei dati;
(J) (L) e (M) linee di comunicazione bit-bus tra il processore “A” e il processore “B” verso bit-bus d’impianto, che, in questo caso, deve passare attraverso il modulo di commutazione (SWA) in modo da realizzare la più semplice condizione di ridondanza.
Vantaggi:
Il modulo di commutazione secondo l’invenzione ha i vantaggi indicati nel seguito:
1) monitora il funzionamento di due processori (SC) associati, rilevandone tempestivamente l’anomalia;
2) consente la commutazione del bit-bus sotteso al processore (SC) “master” andato in avaria all’altro processore (SC) “slave”;
3) garantisce un’elevata affidabilità della propria circuiteria tramite quanto segue:
• sovradimensionamento elettrico dei componenti per minimizzare lo stress;
• ridondanza dei componenti con limitati valori di affidabilità;
• uso dei componenti “critici” che abbiano elementi equivalenti compatibili “pin to pin” ad affidabilità garantita.
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Segnatura: BRA.000043Dispositivo intrinseco di stabilizzazione della potenza di un reattore nucleare termico (EPO) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (avv. Aldo Salvadè, ing. Tullio Bozzoni, Ing. Luigi Criscuolo, ing. Salvatore Amato) e studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventori: Luigi Criscuolo, Salvatore Amato
Riassunto: Oggetto della presente invenzione è un dispositivo intrinseco di stabilizzazione della potenza di un reattore nucleare termico.
Secondo l’invenzione, il dispositivo comprende una molteplicità di capsule metalliche, distribuite nel nocciolo del reattore; all’interno di ogni capsula è presente una quantità opportuna di un assorbitore neutronico in regime bifase (liquido-vapore).
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: Nei reattori nucleari è di fondamentale importanza la stabilizzazione della loro potenza.
La stabilità di un reattore può essere vista in termini di risposta di potenza e di variazione di reattività, generate da varie cause, quali il movimento delle barre di controllo, la variazione di portata del refrigerante, ecc.
Un reattore è instabile se una variazione di reattività fa aumentare senza limiti la sua potenza; l’aumento di potenza può avvenire con continuità o tramite oscillazioni con ampiezza crescente.
Un reattore è stabile se una variazione di reattività lo porta da uno stato stazionario ad un altro con continuità oppure con oscillazioni smorzate.
Nei reattori nucleari sono comunemente presenti alcuni meccanismi intrinseci di controreazione alle variazioni di reattività, che, con il loro intervento, operano un’azione stabilizzatrice sui transitori di potenza.
L’efficacia di una controreazione dipende dalla sua intensità e dalla sua prontezza d’intervento.
Limiti della tecnica nota: Nei reattori nucleari sono normalmente presenti alcuni meccanismi intrinseci di controreazione alla variazione di reattività, che, con il loro intervento, operano un’azione stabilizzatrice sui transitori di potenza.
I meccanismi di controreazione più familiari presenti nei noccioli nucleari sono legati alla variazione di temperatura del combustibile, detta effetto Doppler, la cui rapidità d’intervento è immediata e del moderatore, la cui rapidità d’intervento è invece lenta, in quanto si verifica in ritardo a causa dei tempi di trasferimento del calore dal combustibile al moderatore.
I meccanismi di controreazione legati alla temperatura, tuttavia, durante i transitori di raffreddamento del nocciolo, inseriscono reattività positiva, contrastando le diminuzioni di potenza.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: Il dispositivo oggetto della presente invenzione utilizza fenomeni fisici elementari ed è in grado di inserire in un nocciolo di un rettore nucleare, in maniera intrinseca, una controreazione negativa di reattività (CNR) all’aumentare della potenza e, pertanto, di contribuire ad aumentare la stabilità del reattore.
Esposizione dell’idea inventiva: La presente invenzione riguarda un dispositivo intrinseco di stabilizzazione della potenza di un reattore nucleare termico, che comprende una molteplicità di capsule metalliche, realizzate con un metallo o con una lega (acciaio inossidabile, Zircaloy, Molibdeno, Tungsteno), avente una resistenza meccanica ed una resistenza all’attacco dell’assorbitore elettronico elevate, una densità elevata ed un basso assorbimento neutronico.
Le capsule sopraccitate sono distribuite nel nocciolo del reattore e presentano, al loro interno, una quantità opportuna di un assorbitore neutronico in regime bifase (liquido-vapore), la cui quantità è scelta in modo tale che, alla massima temperatura di lavoro, quando tutto l’assorbitore è allo stato di vapore, la pressione all’interno della capsula sia inferiore alla sua pressione di collasso.
L’assorbitore neutronico è, preferibilmente, Mercurio, Cloruro di Mercurio, Ioduro di Boro.
Le capsule metalliche sono impilate nel nocciolo del reattore, all’interno di tubi metallici chiusi ermeticamente, disposti nei tubi di guida degli elementi di combustibile non impegnati nelle barre di controllo.
Quando la densità di potenza nelle zone di combustibile circostanti una capsula aumenta, la sorgente di calore nell’assorbitore aumenta e, a causa dell’evaporazione del liquido, atomi assorbenti passano dalla zona liquida della capsula a quella occupata dal vapore, che, normalmente, è sottoposta ad un flusso neutronico più elevato.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: All’interno di una capsula metallica è contenuta una quantità opportuna di assorbitore, in parte liquido (zona L) ed in parte allo strato di vapore (zona V).
Una possibile sistemazione delle capsule in un nocciolo di un reattore ad acqua in pressione secondo il dispositivo rivendicato è data dai seguenti elementi:
• un tubo di guida di un elemento di combustibile, utilizzato in questo caso per l’alloggiamento delle capsule;
• un'intercapedine percorsa da un flusso d’acqua;
• un involucro metallico ermeticamente chiuso, in genere d’acciaio, all’interno del quale sono impilate le capsule;
• un’intercapedine posta tra la superficie esterna delle capsule e la superficie interna dell’involucro metallico.
Rispetto al flusso neutronico nel combustibile circostante la capsula, la zona (L), con assorbitore neutronico in fase liquida (alto valore di densità atomica), al di là di una data estensione assiale, è sempre caratterizzata da un flusso neutronico depresso rispetto a quello della zona (V) con assorbitore in fase vapore.
I fenomeni fisici che intervengono sono i seguenti:
• evaporazione dell’assorbitore liquido per il trasferimento da (L) a (V);
• condensazione del vapore dell’assorbitore per il trasferimento da (V) a (L).
Detti fenomeni sono controllati dalla temperatura della capsula, che dipenda dalla trasmissione del calore, generato dalla capsula, ad un refrigerante esterno.
Vantaggi:
Il dispositivo aggiunge nel nocciolo un nuovo meccanismo di controreazione di reattività negativa all’incremento di potenza; pertanto:
1) Rende più facilmente negativo il coefficiente di potenza in alcuni reattori particolari;
2) Contribuisce con gli altri meccanismi di controreazione a contenere le escursioni di potenza nei transitori “overpower”, causati da errori dell’operatore o da un cattivo funzionamento delle barre di controllo;
3) Potenzia il coefficiente di reattività Doppler soprattutto alle alte potenze, dove esso diventa negativo;
4) Concorre, con il Doppler, ad arrestare le escursioni di potenza innescate da una rapida inserzione di reattività positiva, dovuta all’espulsione di una barra di controllo;
5) Contrasta le oscillazioni di potenza dovute alla ridistribuzione dello Xeno;
6) Facilita il controllo del reattore.
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Segnatura: BRA.000044Dispositivo intrinseco di stabilizzazione della potenza di un reattore nucleare termico (IT) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (ing. Adinolfi, ing. Bozzoni, ing. Criscuolo, ing. Santangelo, dott. Sobrino, avv. Salvadè) e studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventori: Luigi Criscuolo, Salvatore Amato
Riassunto: Oggetto della presente invenzione è un dispositivo intrinseco di stabilizzazione della potenza di un reattore nucleare termico.
Secondo l’invenzione, il dispositivo comprende una molteplicità di capsule metalliche, distribuite nel nocciolo del reattore; all’interno di ogni capsula è presente una quantità opportuna di un assorbitore neutronico in regime bifase (liquido-vapore).
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: Nei reattori nucleari è di fondamentale importanza la stabilizzazione della loro potenza.
La stabilità di un reattore può essere vista in termini di risposta di potenza e di variazione di reattività, generate da varie cause, quali il movimento delle barre di controllo, la variazione di portata del refrigerante, ecc.
Un reattore è instabile se una variazione di reattività fa aumentare senza limiti la sua potenza; l’aumento di potenza può avvenire con continuità o tramite oscillazioni con ampiezza crescente.
Un reattore è stabile se una variazione di reattività lo porta da uno stato stazionario ad un altro con continuità oppure con oscillazioni smorzate.
Nei reattori nucleari sono comunemente presenti alcuni meccanismi intrinseci di controreazione alle variazioni di reattività, che, con il loro intervento, operano un’azione stabilizzatrice sui transitori di potenza.
L’efficacia di una controreazione dipende dalla sua intensità e dalla sua prontezza d’intervento.
Limiti della tecnica nota: Nei reattori nucleari sono normalmente presenti alcuni meccanismi intrinseci di controreazione alla variazione di reattività, che, con il loro intervento, operano un’azione stabilizzatrice sui transitori di potenza.
I meccanismi di controreazione più familiari presenti nei noccioli nucleari sono legati alla variazione di temperatura del combustibile, detta effetto Doppler, la cui rapidità d’intervento è immediata e del moderatore, la cui rapidità d’intervento è invece lenta, in quanto si verifica in ritardo a causa dei tempi di trasferimento del calore dal combustibile al moderatore.
I meccanismi di controreazione legati alla temperatura, tuttavia, durante i transitori di raffreddamento del nocciolo, inseriscono reattività positiva, contrastando le diminuzioni di potenza.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: Il dispositivo oggetto della presente invenzione utilizza fenomeni fisici elementari ed è in grado di inserire in un nocciolo di un rettore nucleare, in maniera intrinseca, una controreazione negativa di reattività (CNR) all’aumentare della potenza e, pertanto, di contribuire ad aumentare la stabilità del reattore.
Esposizione dell’idea inventiva: La presente invenzione riguarda un dispositivo intrinseco di stabilizzazione della potenza di un reattore nucleare termico, che comprende una molteplicità di capsule metalliche, realizzate con un metallo o con una lega (acciaio inossidabile, Zircaloy, Molibdeno, Tungsteno), avente una resistenza meccanica ed una resistenza all’attacco dell’assorbitore elettronico elevate, una densità elevata ed un basso assorbimento neutronico.
Le capsule sopraccitate sono distribuite nel nocciolo del reattore e presentano, al loro interno, una quantità opportuna di un assorbitore neutronico in regime bifase (liquido-vapore), la cui quantità è scelta in modo tale che, alla massima temperatura di lavoro, quando tutto l’assorbitore è allo stato di vapore, la pressione all’interno della capsula sia inferiore alla sua pressione di collasso.
L’assorbitore neutronico è, preferibilmente, Mercurio, Cloruro di Mercurio, Ioduro di Boro.
Le capsule metalliche sono impilate nel nocciolo del reattore, all’interno di tubi metallici chiusi ermeticamente, disposti nei tubi di guida degli elementi di combustibile non impegnati nelle barre di controllo.
Quando la densità di potenza nelle zone di combustibile circostanti una capsula aumenta, la sorgente di calore nell’assorbitore aumenta e, a causa dell’evaporazione del liquido, atomi assorbenti passano dalla zona liquida della capsula a quella occupata dal vapore, che, normalmente, è sottoposta ad un flusso neutronico più elevato.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: All’interno di una capsula metallica è contenuta una quantità opportuna di assorbitore, in parte liquido (zona L) ed in parte allo strato di vapore (zona V).
Una possibile sistemazione delle capsule in un nocciolo di un reattore ad acqua in pressione secondo il dispositivo rivendicato è data dai seguenti elementi:
• un tubo di guida di un elemento di combustibile, utilizzato in questo caso per l’alloggiamento delle capsule;
• un'intercapedine percorsa da un flusso d’acqua;
• un involucro metallico ermeticamente chiuso, in genere d’acciaio, all’interno del quale sono impilate le capsule;
• un’intercapedine posta tra la superficie esterna delle capsule e la superficie interna dell’involucro metallico.
Rispetto al flusso neutronico nel combustibile circostante la capsula, la zona (L), con assorbitore neutronico in fase liquida (alto valore di densità atomica), al di là di una data estensione assiale, è sempre caratterizzata da un flusso neutronico depresso rispetto a quello della zona (V) con assorbitore in fase vapore.
I fenomeni fisici che intervengono sono i seguenti:
• evaporazione dell’assorbitore liquido per il trasferimento da (L) a (V);
• condensazione del vapore dell’assorbitore per il trasferimento da (V) a (L).
Detti fenomeni sono controllati dalla temperatura della capsula, che dipenda dalla trasmissione del calore, generato dalla capsula, ad un refrigerante esterno.
Vantaggi:
Il dispositivo aggiunge nel nocciolo un nuovo meccanismo di controreazione di reattività negativa all’incremento di potenza; pertanto:
1) Rende più facilmente negativo il coefficiente di potenza in alcuni reattori particolari;
2) Contribuisce con gli altri meccanismi di controreazione a contenere le escursioni di potenza nei transitori “overpower”, causati da errori dell’operatore o da un cattivo funzionamento delle barre di controllo;
3) Potenzia il coefficiente di reattività Doppler soprattutto alle alte potenze, dove esso diventa negativo;
4) Concorre, con il Doppler, ad arrestare le escursioni di potenza innescate da una rapida inserzione di reattività positiva, dovuta all’espulsione di una barra di controllo;
5) Contrasta le oscillazioni di potenza dovute alla ridistribuzione dello Xeno;
6) Facilita il controllo del reattore.
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Segnatura: BRA.000045Dispositivo intrinseco di stabilizzazione della potenza di un reattore nucleare termico (RU) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (Salvadè, Bozzoni, Criscuolo, Amato) e studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventori: Luigi Criscuolo, Salvatore Amato
Riassunto: Oggetto della presente invenzione è un dispositivo intrinseco di stabilizzazione della potenza di un reattore nucleare termico.
Secondo l’invenzione, il dispositivo comprende una molteplicità di capsule metalliche, distribuite nel nocciolo del reattore; all’interno di ogni capsula è presente una quantità opportuna di un assorbitore neutronico in regime bifase (liquido-vapore).
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: Nei reattori nucleari è di fondamentale importanza la stabilizzazione della loro potenza.
La stabilità di un reattore può essere vista in termini di risposta di potenza e di variazione di reattività, generate da varie cause, quali il movimento delle barre di controllo, la variazione di portata del refrigerante, ecc.
Un reattore è instabile se una variazione di reattività fa aumentare senza limiti la sua potenza; l’aumento di potenza può avvenire con continuità o tramite oscillazioni con ampiezza crescente.
Un reattore è stabile se una variazione di reattività lo porta da uno stato stazionario ad un altro con continuità oppure con oscillazioni smorzate.
Nei reattori nucleari sono comunemente presenti alcuni meccanismi intrinseci di controreazione alle variazioni di reattività, che, con il loro intervento, operano un’azione stabilizzatrice sui transitori di potenza.
L’efficacia di una controreazione dipende dalla sua intensità e dalla sua prontezza d’intervento.
Limiti della tecnica nota: Nei reattori nucleari sono normalmente presenti alcuni meccanismi intrinseci di controreazione alla variazione di reattività, che, con il loro intervento, operano un’azione stabilizzatrice sui transitori di potenza.
I meccanismi di controreazione più familiari presenti nei noccioli nucleari sono legati alla variazione di temperatura del combustibile, detta effetto Doppler, la cui rapidità d’intervento è immediata e del moderatore, la cui rapidità d’intervento è invece lenta, in quanto si verifica in ritardo a causa dei tempi di trasferimento del calore dal combustibile al moderatore.
I meccanismi di controreazione legati alla temperatura, tuttavia, durante i transitori di raffreddamento del nocciolo, inseriscono reattività positiva, contrastando le diminuzioni di potenza.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: Il dispositivo oggetto della presente invenzione utilizza fenomeni fisici elementari ed è in grado di inserire in un nocciolo di un rettore nucleare, in maniera intrinseca, una controreazione negativa di reattività (CNR) all’aumentare della potenza e, pertanto, di contribuire ad aumentare la stabilità del reattore.
Esposizione dell’idea inventiva: La presente invenzione riguarda un dispositivo intrinseco di stabilizzazione della potenza di un reattore nucleare termico, che comprende una molteplicità di capsule metalliche, realizzate con un metallo o con una lega (acciaio inossidabile, Zircaloy, Molibdeno, Tungsteno), avente una resistenza meccanica ed una resistenza all’attacco dell’assorbitore elettronico elevate, una densità elevata ed un basso assorbimento neutronico.
Le capsule sopraccitate sono distribuite nel nocciolo del reattore e presentano, al loro interno, una quantità opportuna di un assorbitore neutronico in regime bifase (liquido-vapore), la cui quantità è scelta in modo tale che, alla massima temperatura di lavoro, quando tutto l’assorbitore è allo stato di vapore, la pressione all’interno della capsula sia inferiore alla sua pressione di collasso.
L’assorbitore neutronico è, preferibilmente, Mercurio, Cloruro di Mercurio, Ioduro di Boro.
Le capsule metalliche sono impilate nel nocciolo del reattore, all’interno di tubi metallici chiusi ermeticamente, disposti nei tubi di guida degli elementi di combustibile non impegnati nelle barre di controllo.
Quando la densità di potenza nelle zone di combustibile circostanti una capsula aumenta, la sorgente di calore nell’assorbitore aumenta e, a causa dell’evaporazione del liquido, atomi assorbenti passano dalla zona liquida della capsula a quella occupata dal vapore, che, normalmente, è sottoposta ad un flusso neutronico più elevato.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: All’interno di una capsula metallica è contenuta una quantità opportuna di assorbitore, in parte liquido (zona L) ed in parte allo strato di vapore (zona V).
Una possibile sistemazione delle capsule in un nocciolo di un reattore ad acqua in pressione secondo il dispositivo rivendicato è data dai seguenti elementi:
• un tubo di guida di un elemento di combustibile, utilizzato in questo caso per l’alloggiamento delle capsule;
• un'intercapedine percorsa da un flusso d’acqua;
• un involucro metallico ermeticamente chiuso, in genere d’acciaio, all’interno del quale sono impilate le capsule;
• un’intercapedine posta tra la superficie esterna delle capsule e la superficie interna dell’involucro metallico.
Rispetto al flusso neutronico nel combustibile circostante la capsula, la zona (L), con assorbitore neutronico in fase liquida (alto valore di densità atomica), al di là di una data estensione assiale, è sempre caratterizzata da un flusso neutronico depresso rispetto a quello della zona (V) con assorbitore in fase vapore.
I fenomeni fisici che intervengono sono i seguenti:
• evaporazione dell’assorbitore liquido per il trasferimento da (L) a (V);
• condensazione del vapore dell’assorbitore per il trasferimento da (V) a (L).
Detti fenomeni sono controllati dalla temperatura della capsula, che dipenda dalla trasmissione del calore, generato dalla capsula, ad un refrigerante esterno.
Vantaggi:
Il dispositivo aggiunge nel nocciolo un nuovo meccanismo di controreazione di reattività negativa all’incremento di potenza; pertanto:
1) Rende più facilmente negativo il coefficiente di potenza in alcuni reattori particolari;
2) Contribuisce con gli altri meccanismi di controreazione a contenere le escursioni di potenza nei transitori “overpower”, causati da errori dell’operatore o da un cattivo funzionamento delle barre di controllo;
3) Potenzia il coefficiente di reattività Doppler soprattutto alle alte potenze, dove esso diventa negativo;
4) Concorre, con il Doppler, ad arrestare le escursioni di potenza innescate da una rapida inserzione di reattività positiva, dovuta all’espulsione di una barra di controllo;
5) Contrasta le oscillazioni di potenza dovute alla ridistribuzione dello Xeno;
6) Facilita il controllo del reattore.
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Segnatura: BRA.000046Dispositivo intrinseco di stabilizzazione della potenza di un reattore nucleare termico (US) Fascicolo
Titolo originale: "Intrinsec arrangement for power stabilization in a thermal nuclear reactor"
Corrispondenza tra Ansaldo (avv. Aldo Salvadè, ing. Tullio Bozzoni, Ing. Luigi Criscuolo, ing. Salvatore Amato) e studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani
Specifiche del brevetto
Titolare: Ansaldo Spa
Inventori: Luigi Criscuolo, Salvatore Amato
Riassunto: Oggetto della presente invenzione è un dispositivo intrinseco di stabilizzazione della potenza di un reattore nucleare termico.
Secondo l’invenzione, il dispositivo comprende una molteplicità di capsule metalliche, distribuite nel nocciolo del reattore; all’interno di ogni capsula è presente una quantità opportuna di un assorbitore neutronico in regime bifase (liquido-vapore).
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione e problema da risolvere: Nei reattori nucleari è di fondamentale importanza la stabilizzazione della loro potenza.
La stabilità di un reattore può essere vista in termini di risposta di potenza e di variazione di reattività, generate da varie cause, quali il movimento delle barre di controllo, la variazione di portata del refrigerante, ecc.
Un reattore è instabile se una variazione di reattività fa aumentare senza limiti la sua potenza; l’aumento di potenza può avvenire con continuità o tramite oscillazioni con ampiezza crescente.
Un reattore è stabile se una variazione di reattività lo porta da uno stato stazionario ad un altro con continuità oppure con oscillazioni smorzate.
Nei reattori nucleari sono comunemente presenti alcuni meccanismi intrinseci di controreazione alle variazioni di reattività, che, con il loro intervento, operano un’azione stabilizzatrice sui transitori di potenza.
L’efficacia di una controreazione dipende dalla sua intensità e dalla sua prontezza d’intervento.
Limiti della tecnica nota: Nei reattori nucleari sono normalmente presenti alcuni meccanismi intrinseci di controreazione alla variazione di reattività, che, con il loro intervento, operano un’azione stabilizzatrice sui transitori di potenza.
I meccanismi di controreazione più familiari presenti nei noccioli nucleari sono legati alla variazione di temperatura del combustibile, detta effetto Doppler, la cui rapidità d’intervento è immediata e del moderatore, la cui rapidità d’intervento è invece lenta, in quanto si verifica in ritardo a causa dei tempi di trasferimento del calore dal combustibile al moderatore.
I meccanismi di controreazione legati alla temperatura, tuttavia, durante i transitori di raffreddamento del nocciolo, inseriscono reattività positiva, contrastando le diminuzioni di potenza.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: Il dispositivo oggetto della presente invenzione utilizza fenomeni fisici elementari ed è in grado di inserire in un nocciolo di un rettore nucleare, in maniera intrinseca, una controreazione negativa di reattività (CNR) all’aumentare della potenza e, pertanto, di contribuire ad aumentare la stabilità del reattore.
Esposizione dell’idea inventiva: La presente invenzione riguarda un dispositivo intrinseco di stabilizzazione della potenza di un reattore nucleare termico, che comprende una molteplicità di capsule metalliche, realizzate con un metallo o con una lega (acciaio inossidabile, Zircaloy, Molibdeno, Tungsteno), avente una resistenza meccanica ed una resistenza all’attacco dell’assorbitore elettronico elevate, una densità elevata ed un basso assorbimento neutronico.
Le capsule sopraccitate sono distribuite nel nocciolo del reattore e presentano, al loro interno, una quantità opportuna di un assorbitore neutronico in regime bifase (liquido-vapore), la cui quantità è scelta in modo tale che, alla massima temperatura di lavoro, quando tutto l’assorbitore è allo stato di vapore, la pressione all’interno della capsula sia inferiore alla sua pressione di collasso.
L’assorbitore neutronico è, preferibilmente, Mercurio, Cloruro di Mercurio, Ioduro di Boro.
Le capsule metalliche sono impilate nel nocciolo del reattore, all’interno di tubi metallici chiusi ermeticamente, disposti nei tubi di guida degli elementi di combustibile non impegnati nelle barre di controllo.
Quando la densità di potenza nelle zone di combustibile circostanti una capsula aumenta, la sorgente di calore nell’assorbitore aumenta e, a causa dell’evaporazione del liquido, atomi assorbenti passano dalla zona liquida della capsula a quella occupata dal vapore, che, normalmente, è sottoposta ad un flusso neutronico più elevato.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: All’interno di una capsula metallica è contenuta una quantità opportuna di assorbitore, in parte liquido (zona L) ed in parte allo strato di vapore (zona V).
Una possibile sistemazione delle capsule in un nocciolo di un reattore ad acqua in pressione secondo il dispositivo rivendicato è data dai seguenti elementi:
• un tubo di guida di un elemento di combustibile, utilizzato in questo caso per l’alloggiamento delle capsule;
• un'intercapedine percorsa da un flusso d’acqua;
• un involucro metallico ermeticamente chiuso, in genere d’acciaio, all’interno del quale sono impilate le capsule;
• un’intercapedine posta tra la superficie esterna delle capsule e la superficie interna dell’involucro metallico.
Rispetto al flusso neutronico nel combustibile circostante la capsula, la zona (L), con assorbitore neutronico in fase liquida (alto valore di densità atomica), al di là di una data estensione assiale, è sempre caratterizzata da un flusso neutronico depresso rispetto a quello della zona (V) con assorbitore in fase vapore.
I fenomeni fisici che intervengono sono i seguenti:
• evaporazione dell’assorbitore liquido per il trasferimento da (L) a (V);
• condensazione del vapore dell’assorbitore per il trasferimento da (V) a (L).
Detti fenomeni sono controllati dalla temperatura della capsula, che dipenda dalla trasmissione del calore, generato dalla capsula, ad un refrigerante esterno.
Vantaggi:
Il dispositivo aggiunge nel nocciolo un nuovo meccanismo di controreazione di reattività negativa all’incremento di potenza; pertanto:
1) Rende più facilmente negativo il coefficiente di potenza in alcuni reattori particolari;
2) Contribuisce con gli altri meccanismi di controreazione a contenere le escursioni di potenza nei transitori “overpower”, causati da errori dell’operatore o da un cattivo funzionamento delle barre di controllo;
3) Potenzia il coefficiente di reattività Doppler soprattutto alle alte potenze, dove esso diventa negativo;
4) Concorre, con il Doppler, ad arrestare le escursioni di potenza innescate da una rapida inserzione di reattività positiva, dovuta all’espulsione di una barra di controllo;
5) Contrasta le oscillazioni di potenza dovute alla ridistribuzione dello Xeno;
6) Facilita il controllo del reattore.
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Segnatura: BRA.000047Apparato per la mappatura in tempo reale della temperatura di una fiamma (IT) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (ing. Masella, dott. Beltrami, sig.ra Repetto, avv. Salvadè, ing. Bozzoni, ing. Fornari, ing. Olivieri) e studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani
Specifiche del brevetto
Titolare: Finmeccanica Spa Azienda Ansaldo
Inventori: Riccardo Parenti, Giorgio Bosia, Paolo Verrecchia
Riassunto: Forma oggetto della presente invenzione un apparato per la mappatura in tempo reale della temperatura di una fiamma comprendente una coppia di convertitori analogico/digitali per convertire due segnali di luminanza in bande spettrali distinte in una coppia di codici binari applicati come indirizzo ad una memoria che produce in uscita un codice di temperatura associato alla coppia di codici di indirizzamento in base ad una relazione nota, definita da leggi fisiche.
La conversione analogico-digitale e la lettura di memoria hanno luogo ciascuna entro un intervallo temporale inferiore al periodo di esplorazione dei punti d’immagine di fiamma.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: I processi industriali sono controllati a partire da parametri di tipo globale (potenza erogata, pressione, ecc.).
Possono esistere più condizioni di impianto capaci di fornire gli stessi valori delle grandezze di interesse tali da ottimizzare contemporaneamente le sollecitazioni dell’impianto o, eventualmente, altri parametri accessori quali, ad esempio, nel caso delle caldaie degli inceneritori, la produzione di inquinanti.
Gli studi relativi ai sistemi di mappatura tridimensionale (“3D map”) della temperatura di una fiamma si inseriscono in questo filone dello sviluppo tecnologico che mira ad una più completa conoscenza e/o ad un più completo controllo dei parametri di interesse per la condotta di una caldaia.
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: Sono noti sistemi di mappatura tridimensionale della temperatura di una fiamma, che generano, partendo da un’immagine rilevata tramite telecamera, un vettore o un’immagine elaborata indicativa della temperatura dei diversi punti di fiamma. L’immagine di temperatura è ottenuta con un’elaborazione essenzialmente via software utilizzando algoritmi opportuni.
Il processo di elaborazione, estremamente laborioso ed eseguito in modo ripetitivo su ogni punto dell’immagine rilevata dalla telecamera, porta alla generazione di una mappa termica, effettuata “off line” e, quindi, disponibile ad un tempo differito rispetto all’evento immagine, molto maggiore del periodo di generazione delle immagini successive rilevate dalla telecamera.
I sistemi di mappatura suddetti, se idonei almeno in parte a soddisfare esigenze di stadio e di progettazione che non richiedono una reazione immediata all’evoluzione del processo di combustione e di generazione della fiamma, non sono assolutamente adatti a seguire e descrivere dinamicamente il processo di generazione della fiamma per consentirne un controllo o anche solo l’osservazione o monitoraggio delle conseguenza derivanti da interventi sul processo, come ad esempio un orientamento diverso dei bruciatori.
In base a quanto affermato sopra, è particolarmente sentita l’esigenza di disporre di un sistema di elaborazione d’immagini che operi in tempo reale.
Anche con l’impiego dei sistemi di elaborazione dati moderni, l’elaborazione di immagini è un’operazione che richiede un tempo macchina considerevole, che può essere abbreviato solo ricorrendo a processori aventi una potenza di calcolo adeguata o un’architettura particolarmente complessa, il cui costo è così alto da risultare sproporzionato ai benefici risultanti dalla loro applicazione.
In caso di elaborazione d’immagini in tempo reale e di monitoraggio “on line” è necessario elaborare una mole di dati estremamente elevata (occorre elaborare le informazioni relative a circa 262.144 pixel prevedendo, ad esempio, la scomposizione di un’immagine in 512 x 512 pixel).
Se le elaborazioni sono svolte in successione, il tempo di elaborazione di ogni singoli pixel deve essere minore o uguale a 150 nsec.
L’elaborazione con algoritmi opportuni di una tale mole di dati, nei limiti di tempo imposti, richiederebbe la disponibilità di una potenza di calcolo dell’ordine di centinaia di milioni di istruzioni al secondo, conseguibile solo con supercalcolatori.
Definizione del problema risolto dall’invenzione: L’invenzione consente di superare le limitazioni presenti nei dispositivi oggetto della tecnica nota e si basa sulle considerazioni indicate nel seguito.
La temperatura di ogni punto di una fiamma come rilevata da una telecamera a colori può essere determinata misurando l’emissione luminosa del punto in due lunghezze d’onda distinte e non dipende da altri fattori variabili e dalle caratteristiche degli altri punti.
La relazione tra emissione e temperatura è univoca e rispetta una legge nota.
La presentazione delle temperature misurate per ogni punto come immagine elaborata e rappresentata in falsi colori è essa pure univoca e risulta da un processo indipendente dal processo di determinazione delle temperature.
Esposizione dell’idea inventiva: L’apparato oggetto dell’invenzione comprende quanto segue.
Mezzi d’ingresso per ricevere una coppia di segnali analogici, variabili nel tempo e rappresentativi ciascuno dell’emissione in due bande distinte di punti di fiamma, esplorati ad istanti successivi da mezzi di rilevazione di emissione spettrale. I segnali analogici suddetti sono variabili in una banda di frequenza con un massimo.
Mezzi di temporizzazione per la generazione di almeno un primo segnale di temporizzazione avente una prima frequenza non inferiore a detto massimo di frequenza.
Mezzi di conversione analogico/digitale attivati da detto primo segnale per il campionamento di detti segnali analogici alla prima frequenza sopraccitata e per la conversione di tali segnali campionati in una coppia di segnali digitali.
Primi mezzi di staticizzazione, temporizzati da un primo segnale di stabilizzazione a detta prima frequenza, per stabilizzare detta coppia di segnali digitali.
Primi mezzi di memoria indirizzati da detta coppia di codici staticizzata in detti primi mezzi di staticizzazione, per produrre in uscita, nell’ambito di periodo di detta prima frequenza, un terzo codice rappresentativo di una temperatura associata a detta coppia di codici e corrispondentemente a detti segnali campionati.
Secondi mezzi di staticizzazione, temporizzati da un secondo segnale di staticizzazione a detta prima frequenza, per staticizzare detto terzo codice.
L’apparato per la mappatura in tempo reale della temperatura di una fiamma oggetto della presente invenzione è strutturato in un’architettura del tipo a intubamento o “pipelining” in cui diverse unità funzionali operano in cascata, ciascuna nell’ambito di un periodo predeterminato, per eseguire una fase predeterminata del processo di elaborazione ed in cui le elaborazioni numeriche sono condotte ad operazioni di transcodifica.
I segnali generati da una telecamera, convenientemente filtrati e sommati ad una componente di tensione costante di “offset” sono campionati e digitalizzati in tempo reale ad una frequenza maggiore della frequenza massima di segnale (corrispondente alla sequenza di presentazione dei diversi pixel d’immagine).
I segnali digitalizzati corrispondenti sono memorizzati alla stessa frequenza di campionamento, in registri di uscita o “buffer” ed usati congiuntamente come indirizzo di lettura ad una memoria veloce che associa, come informazione letta ad ogni indirizzo di lettura, un corrispondente codice binario rappresentativo di una temperatura.
Il codice di uscita dalla memoria è memorizzato, alla frequenza di campionamento, in un registro di uscita o “buffer” che indirizza una pluralità di memorie veloci, o tavole di conversione, che associano ciascuna ad ogni valore di temperatura ricevuto come indirizzo di lettura, un codice di colore predeterminato.
I codici di colore sono usati ciascuno come codice d’ingresso di un corrispondente convertitore digitale/analogico che genera un segnale analogico di colore utilizzabile per il pilotaggio di un segnale televisivo.
Secondo ulteriori aspetti della presente invenzione, l’apparato comprende circuiti di “clamping” o messa a terra periodica dei segnali d’ingresso, sincronizzati su sincronismo di riga della telecamera, per assicurare un livello di segnale corrispondente al nero, effettivamente uguale al livello elettrico 0 e circuiti di compressione dei codici di colore in uscita dal convertitori analogico/digitali per minimizzare le capacità di memoria richieste per la generazione del codice di temperatura, rendendo quindi possibile l’impiego di memorie di capacità ridotta intrinsecamente più veloci.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: L’apparato oggetto della presente invenzione comprende una coppia di filtri passo basso, ciascuno con un’uscita accoppiata ad un circuito analogico di amplificazione/adattamento di impedenza o buffer.
L’uscita dei due buffer è connessa capacitivamente, tramite due capacità, all’ingresso rispettivamente di due circuiti di azzeramento e messa a terra periodica di segnale, denominati “circuiti di clamp”, comandati da un segnale periodico SYNC1.
L’uscita dei due circuiti di “clamp” è connessa rispettivamente ad un ingresso di due circuiti analogici con funzione di sommatori algebrici, che sottraggono al segnale d’ingresso una tensione di riferimento VOFFS.
L’uscita dei sommatori è connessa rispettivamente all’ingresso di due convertitori analogico/digitali temporizzati da un segnale CK di frequenza opportuna, che convertono il segnale d’ingresso in un codice binario a 10 bit.
Le uscite dei due convertitori sono connesse rispettivamente all’ingresso di due registri di staticizzazione, controllati dal segnale CK.
Le uscite dei due registri, ciascuna a 10 bit, sono connesse ad un canale o bus di indirizzamento a venti fili, connesso agli ingressi di indirizzamento di una memoria; quest’ultima può essere una memoria a sola lettura (del tipo ROM) programmabile(EEROM) o anche una memora statica a lettura e scrittura (RAM); in quest’ultimo caso il canale o bus di indirizzamento può essere usato come canale di indirizzamento della memoria per operazioni di programmazione e/o scrittura e, in questo caso, è connesso a un’unità di interfaccia INT UNIT, che, attraverso il canale o bus di indirizzamento, invia alla RAM degli indirizzi di selezione in scrittura e , attraverso un canale ulteriore, invia alla RAM dei dati da scrivere.
Le informazioni lette dalla memoria sono caricate in un registro di staticizzazione, temporizzato dal segnale CK.
Le informazioni in uscita dal registro sono immesse su un canale distributore, che le distribuisce a una pluralità di memorie con funzione di tabelle di traduzione “LOOK UP TABLE” (LUT).
Anche le memorie con funzione di tabelle di traduzione possono essere del tipo a lettura oppure a lettura e scrittura, nel qual caso possono ricevere indirizzi di scrittura attraverso il canale di distribuzione, connesso a questo scopo all’unità di interfaccia, dalla quale possono essere ricevuti anche i segnali di selezione e dati.
Le uscite delle diverse LUT sono connesse all’ingresso di una pluralità di convertitori digitali/analogici temporizzati in ingresso del segnale CK e con uscite poste a massa in occasione del ricevimento di un segnale di comanda TTLSYNC.
L’uscita analogica dei diversi convertitori è connessa ad un filtro passo basso e da qui all’ingresso di circuiti disaccoppiatori e adattatori di livello/impedenza.
Completano l’apparato un circuito di disaccoppiatori/amplificatori con guadagno regolabile, che riceve in ingresso un segnale SYNC di sincronismo di riga e un’unità di temporizzazione provvista di un oscillatore interno con ingresso connesso all’uscita del circuito per ricevere il segnale SYNC.
L’unità di temporizzazione genera un primo segnale SYNC1 convenientemente ritardato rispetto a SYNC e con caratteristiche elettriche adatte al comando dei convertitori in funzione della tecnologia con cui questi sono realizzati ed un segnale periodico CK di frequenza opportuna.
Il segnale TTL SYNC, oltre che ai convertitori, è applicato in ingresso ad un elemento di ritardo ed adattamento di livello, che produce in uscita un segnale SYNC2 con caratteristiche elettriche adatte al comando di un monitor televisivo. L’unità di interfaccia è connessa al bus di sistema di un sistema di acquisizione ed elaborazione dati, per ricevere comandi e informazioni di predisposizione, ad esempio per caricare le memorie con informazioni opportune, per regolare le tensioni do OFFSET secondo le esigenze, eccetera nonché per trasferire verso l’esterno le informazioni in uscita dal registro o da una o più delle memorie.
Vantaggi:
L’apparato oggetto dell’invenzione è semplice, di basso costo, in grado di operare in tempo reale, realizzabile come una singola piastra a circuito stampato, integrabile in sistemi di acquisizione dati di basso costo.
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Segnatura: BRA.000048Impianto per lo smaltimento passivo del calore all'interno di una struttura di contenimento di un reattore nucleare (EPO) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (ing. Cinotti, ing. Proto, dott. Beltrami, ing. Leone, avv. Salvadè, ing. Locatelli) e studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani.
Specifiche del brevetto
Titolare: ENEL Spa (ceduto a ENEL da Finmeccanica Spa Azienda Ansaldo)
Inventori: Luciano Cinotti, Giuseppe Proto
Riassunto: Forma oggetto della presente invenzione un impianto per lo smaltimento del calore dall’ambiente interno della struttura di contenimento di un reattore nucleare, che comprende quanto segue:
un primo scambiatore esterno alla struttura di contenimento e immerso verticalmente in una piscina associata esternamente alla parete di sommità della struttura di contenimento;
un secondo scambiatore, posto nell’ambiente interno.
Il primo ed il secondo scambiatore sono collegati idraulicamente tra loro su circuito chiuso con tubazioni contenenti un fluido termovettore.
La piscina è provvista di una copertura che definisce un primo condotto in comunicazione con una presa d’aria esterna ed un secondo condotto in comunicazione con un camino.
Il collegamento dei due circuiti tra loro è impedito dall’acqua presente nella piscina quando essa si trova ad un livello predeterminato.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: I reattori nucleari insieme al loro circuito di raffreddamento primario sono posti all’interno di una struttura di contenimento primario, fatta di acciaio e di calcestruzzo, che è usualmente costituito da diversi strati o pareti. Detta struttura di contenimento primario è a sua volta posta all’interno di un edificio le cui pareti laterali ed il cui tetto sono in comunicazione con l’atmosfera esterna.
Qualora si verifichi una condizione di emergenza, il calore generato dal reattore nucleare all’interno della struttura di contenimento primario deve essere dissipato all’esterno dell’edificio senza rilasciare all’esterno qualsiasi fluido contenuto nella struttura primaria.
Si osserva che, per raggiungere gli eventuali requisiti di sicurezza, il modo di dissipare il calore deve essere passivo, per esempio non deve fare affidamento su mezzi di controllo automatici o manuali, sull’uso di pompe o simili e deve essere attivato intrinsecamente da fenomeni fisici naturali, collegati a caratteristiche strutturali.
Questa invenzione riguarda un sistema per dissipare il calore generato all’interno dell’edificio di contenimento di un reattore nucleare, in particolare per dissipare qualsiasi calore generato per l’improvviso verificarsi di un malfunzionamento del dispositivo di raffreddamento.
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: È noto un metodo di smaltimento del calore in cui è impiegato uno scambiatore di calore esterno in comunicazione termica con l’interno del circuito da raffreddare. Lo scambiatore di calore esterno rilascia nell’atmosfera il calore proveniente dall’interno. Lo scambiatore di calore utilizza un fluido vettore di calore in circolazione naturale per trasferire calore da dentro e, inoltre, è posto all’interno di un condotto aperto provvisto di un camino a tiraggio naturale, per cui è realizzata una dissipazione più efficiente aumentando la velocità del fluido d’aria nelle vicinanze dello scambiatore di calore.
L’approccio della tecnica nota, tuttavia, comporta l’uso di uno scambiatore di calore esterno avente ampie superfici finalizzate a trasferire il calore di decadimento, generato durante lo stadio iniziale dell’emergenza, all’aria circostante e, pertanto, il costo è elevato; inoltre, quando l’acqua è utilizzata per portare calore, devono essere installate delle griglie nella ciminiera per impedire all’acqua interna dello scambiatore di calore di congelarsi quando la temperatura è bassa. La presenza delle griglie sopraccitate è in conflitto con la necessità suddetta di operazione passiva.
Definizione del problema risolto dall’invenzione: Forma oggetto della presente invenzione un sistema per dissipare il calore, generato all’interno del contenimento di un reattore nucleare, qualora si verifichi un incidente.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione un impianto per lo smaltimento passivo del calore, che dovesse svilupparsi particolarmente in caso di incidente, all’interno della struttura di contenimento di un reattore nucleare; detta struttura di contenimento è costituita da un basamento, da pareti laterali e da almeno una parete di sommità ed è provvista di un camino la cui sommità è in comunicazione con l’ambiente esterno.
L’impianto comprende un primo scambiatore di calore, posto all’esterno della struttura di contenimento ed un secondo scambiatore di calore posto all’interno della struttura di contenimento del reattore.
Il primo ed il secondo scambiatore sono collegati idraulicamente tra loro su circuito chiuso con tubazioni contenenti un fluido termovettore ed attraversanti la struttura di contenimento.
L’impianto per lo smaltimento passivo del calore oggetto dell’invenzione ha le caratteristiche indicate nel seguito.
Include una piscina contenente acqua ad un livello predeterminato; la piscina è associata alla struttura di contenimento ed è posta in prossimità della sua parete di sommità.
Il primo scambiatore di calore è immerso nell’acqua della piscina e si estende verticalmente da una base adiacente al fondo della piscina ad una parte di sommità, suddividendo la piscina in due parti idraulicamente connesse tra loro.
La piscina è provvista di una copertura, che comprende almeno un setto divisore esteso tra la parete da base del camino e la parte di sommità del primo scambiatore; detta copertura definisce un primo ed un secondo condotto ciascuno sovrastante una rispettiva zona.
Uno dei condotti è in comunicazione con una presa d’aria esterna e l’altro è in comunicazione col camino suddetto.
Il collegamento dei condotti tra loro è impedito dall’acqua presente nella piscina quando l’acqua si trova ad un livello predeterminato
Il secondo scambiatore comprende un fascio di tubi alettati, interposti tra un collettore inferiore ed u collettore superiore, posti a quote differenti e connessi idraulicamente attraverso almeno un tubo liscio.
Il primo scambiatore comprende elementi a fascio tubiero, formati da tubi alettati in modo elicoidale.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: L’impianto per lo smaltimento del calore oggetto della presente invenzione è associato all’edificio di contenimento di un reattore nucleare.
L’impianto per lo smaltimento del calore suddetto comprende una piscina colma d’acqua fino ad un livello predeterminato, sostenuta dalla superficie esterna della parete di sommità. La piscina ha uno sviluppo anulare sull’intera parete di sommità.
La piscina è interposta tra una pluralità di primi condotti con una presa d’aria dall’atmosfera esterna dell’edificio di contenimento e una pluralità di secondi condotti d’uscita, ciascuno terminante con un camino, il quale presenta una parete di base. I primi ed i secondi condotti sono definiti da una copertura che sovrasta la piscina. La coppia di condotti costituisce un insieme che si ripete lungo uno sviluppo anulare della piscina a distanze regolari.
La descrizione che segue è riferita ad una coppia di primi e di secondi condotti restando sottinteso che ogni componente citato, se non diversamente indicato, è presente per ogni coppia di condotti presenti nell’edificio di contenimento.
Un primo scambiatore di calore è costituito da una pluralità di elementi a fasci tubieri completamente immersi nella piscina. Ciascun elemento è disposto in modo da dividere la piscina geometricamente in due parti distinte; una parte rappresenta il termine del primo condotto, l’altra parte rappresenta l’inizio del condotto di uscita.
Un setto divisorio, che è parete di separazione tra i primi ed i secondi condotti ed è compreso nella copertura, si estende tra la parete di base del camino e la parte di sommità del primo scambiatore, in modo tale che la circolazione d’aria attraverso i condotti ed il camino è impedita dalla presenza dell’acqua della piscina quando essa è al massimo del livello predeterminato.
Il setto divisorio termina con una canaletta a forma di U e rivolta verso il basso, che accoglie la parte di sommità dello scambiatore ed interseca il livello predeterminato dell’acqua.
Gli elementi del primo scambiatore sono disposti trasversalmente ai condotti e sono costituiti da fasci tubieri piegati a U, collegati ad un collettore di mandata e ad un collettore di scarico, definiti all’interno di un recipiente cilindrico verticale, che li sostengono a sbalzo.
I collettori hanno una sezione d’ingresso e una sezione d’uscita; a dette sezioni sono collegati, rispettivamente, un condotto di mandata ed un condotto di scarico, che attraversano le strutture di contenimento in corrispondenza delle rispettive pareti di sommità.
Il secondo scambiatore è sospeso alla superficie interna della parete di sommità della struttura di contenimento; pertanto, esso è contenuto nell’ambiente interno della struttura di contenimento interna, ove è alloggiato il reattore nucleare.
I due scambiatori e i condotti definiscono un circuito chiuso, opportunamente svuotato di gas incondensabili e riempito di un fluido termovettore che, ad esempio, può essere costituito da acqua o da una miscela bifase di acqua e vapore.
Il fluido termovettore opera in circolazione naturale nel circuito chiuso non essendo presenti mezzi di circolazione forzata quali, ad esempio, pompe.
Il circuito chiuso determina quindi una comunicazione termica tra la piscina e l’ambiente interno della struttura di contenimento del reattore.
Il secondo scambiatore interno, in base ad una versione preferita dell’invenzione, è costituito da un fascio di tubi diritti e alettati, disposti su più schiere. Il fascio è disposto tra un collettore inferiore ed un collettore superiore, messi a quote differenti e rispettivamente connessi al condotto di scarico ed al condotto di mandata.
I collettori sono inoltre collegati idraulicamente tra di loro tramite un tubo ulteriore, liscio, diritto e di diametro maggiore rispetto ai tubi del fascio.
Il secondo scambiatore è posto all’interno di un canale verticale aperto, realizzato, ad esempio, in lamiere metalliche ed è sorretto dalla parete interna del tetto interno, che definisce una via di circolazione naturale per l’aria ed il vapore contenuti nell’ambiente interno.
In condizioni di attesa, ovvero in assenza di situazioni incidentali che comportino la generazione di calore all’interno del contenimento del reattore, la piscina è colma al massimo della sua capienza fino ad un livello tale da intersecare il setto divisorio; in questo modo, la circolazione naturale di aria attraverso la via definita dal primo e dal secondo condotto è impedita dal battente dell’acqua.
La temperatura dell’acqua della piscina è mantenuta intorno a valori simili a quelli della temperatura dell’ambiente interno della struttura di contenimento attraverso lo scambio termico assicurato dal circuito chiuso e dai due scambiatori.
Al verificarsi di una situazione incidentale l’aria interna alla struttura di contenimento del reattore subisce un forte riscaldamento; in particolare, se il reattore nucleare è del tipo ad acqua è molto probabile che si verifichi anche la liberazione di una grande quantità di vapore.
A questo punto, la differenza di temperatura esistente tra l’ambiente interno della struttura di contenimento dell’acqua della piscina innesca la circolazione del fluido termovettore all’interno del circuito; ne consegue il trasferimento di calore tra detto ambiente interno e l’acqua della piscina , la quale entra in ebollizione, mentre il vapore presente nell’ambiente interno condensa nello scambiatore; anche il fluido termovettore evapora parzialmente nel secondo scambiatore e condensa parzialmente nei fasci tubieri del primo scambiatore.
È importante quindi notare come i meccanismi di scambio termico coinvolti presentino tutti alti coefficienti di trasferimento del calore; questo fatto rende l’impianto di smaltimento in grado di smaltire una grande quantità di calore proprio nel momento in cui ciò è più necessario, ovvero negli istanti che seguono l’incidente.
L’ebollizione dell’acqua della piscina ne fa abbassare il livello al di sotto del setto divisorio e, quindi, è aperta la via di circolazione naturale dell’aria, definita dai due circuiti.
La circolazione naturale si innesca prevalentemente perché il camino si riempie di vapore d’acqua, che ha una densità inferiore a quella dell’aria; questo fatto provoca un tiraggio naturale rilevante che impone la circolazione dell’aria nei condotti.
L’aria circolante investe una porzione scoperta del primo scambiatore; detta porzione è rimasta scoperta a causa dell’abbassamento del livello della piscina, il quale definisce anche una porzione immersa del primo scambiatore nell’acqua della piscina.
Nella porzione scoperta del primo scambiatore il meccanismo di scambio termico esterno passa dall’ebollizione alla convezione forzata in aria secca.
Superata la porzione scoperta del primo scambiatore, l’aria circolante, secondo una versione preferita dell’impianto, è indotta a lambire il pelo libero dell’acqua della piscina per tutta la sua lunghezza da un prolungamento del setto divisorio, che contribuisce a definire il percorso del secondo condotto. Questo accorgimento permette di asportare con maggior efficienza il vapore che si genera nella piscina, causando il raffreddamento della piscina stessa al di sotto dei 100 ⁰C, aumentando ulteriormente l’efficienza del trasferimento complessivo di calore.
Con il progredire della situazione incidentale, in assenza di alcun intervento esterno finalizzato a rifornire di acqua la piscina, questa si svuota; in questo caso, lo smaltimento di calore è comunque garantito a tempo indeterminato dalla circolazione dell’aria nei condotti. Il tiraggio naturale in detti condotti è ora determinato dalla differenza di densità dell’aria contenuta nei due condotti ed è favorito dall’altezza del camino.
Il secondo scambiatore è strutturato per inviare vapore al primo scambiatore a fasci tubieri: infatti, all’interno dei tubi, l’acqua bolle ma non evapora completamente. Essendo il collettore superiore ad un livello sopraelevato rispetto al collettore inferiore, esso invia vapore attraverso il condotto di mandata mentre l’acqua rimanente torna, attraverso un tubo ulteriore, al collettore inferiore insieme all’acqua condensata del primo scambiatore. Questo accorgimento costruttivo rende l’acqua del secondo scambiatore più fredda. Il tubo ulteriore si comporta come un camino, benchè sia percorso dall’alto verso il basso, aumentando così il tiraggio naturale determinato dall’ebollizione nei tubi e quindi la velocità del fluido nei tubi, con un miglioramento del coefficiente di scambio termico all’interno del fascio tubiero, dove, a causa della pressione dell’acqua, l’ebollizione non può avvenire
Vantaggi:
1) Lo smaltimento è realizzato per un periodo di tempo indeterminato senza che siano necessari interventi esterni per ripristinare la quantità di acqua contenuta nella piscina.
2) È possibile smaltire una grande quantità di calore negli istanti seguenti al verificarsi della situazione incidentale senza che siano necessarie superfici di scambio grandi e costose.
3) La temperatura interna alla struttura di contenimento del reattore può essere ridotta progressivamente dopo il verificarsi della situazione incidentale, anche fino a valori al di sotto dei 100 ⁰C.
4) È prevenuta la formazione del ghiaccio sia all’interno del circuito chiuso sia nella piscina quando l’impianto è in condizioni di attesa.
5) L’impianto, a funzionamento totalmente passivo, si presta ad essere integrato con alcuni dispositivi a funzionamento attivo in grado di migliorare le sue prestazioni nel caso sia possibile utilizzarli.
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Segnatura: BRA.000049Impianto per lo smaltimento passivo del calore all’interno della struttura di contenimento di un reattore nucleare Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (avv. Salvadè, ing. Di Capua, ing. Locatelli, ing. Cinotti, ing. Proto, dott. Beltrami) ed ENEL, Consorzio Genesy, studio di consulenza Jacobacci, Casetta & Perani.
Specifiche del brevetto
Titolare: ENEL Spa (ceduto a ENEL da Finmeccanica Spa Azienda Ansaldo)
Inventori: Luciano Cinotti, Giuseppe Proto
Riassunto: Forma oggetto della presente invenzione un impianto per lo smaltimento del calore dall’ambiente interno della struttura di contenimento di un reattore nucleare, che comprende quanto segue:
un primo scambiatore esterno alla struttura di contenimento e immerso verticalmente in una piscina associata esternamente alla parete di sommità della struttura di contenimento;
un secondo scambiatore, posto nell’ambiente interno.
Il primo ed il secondo scambiatore sono collegati idraulicamente tra loro su circuito chiuso con tubazioni contenenti un fluido termovettore.
La piscina è provvista di una copertura che definisce un primo condotto in comunicazione con una presa d’aria esterna ed un secondo condotto in comunicazione con un camino.
Il collegamento dei due circuiti tra loro è impedito dall’acqua presente nella piscina quando essa si trova ad un livello predeterminato.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: I reattori nucleari insieme al loro circuito di raffreddamento primario sono posti all’interno di una struttura di contenimento primario, fatta di acciaio e di calcestruzzo, che è usualmente costituito da diversi strati o pareti. Detta struttura di contenimento primario è a sua volta posta all’interno di un edificio le cui pareti laterali ed il cui tetto sono in comunicazione con l’atmosfera esterna.
Qualora si verifichi una condizione di emergenza, il calore generato dal reattore nucleare all’interno della struttura di contenimento primario deve essere dissipato all’esterno dell’edificio senza rilasciare all’esterno qualsiasi fluido contenuto nella struttura primaria.
Si osserva che, per raggiungere gli eventuali requisiti di sicurezza, il modo di dissipare il calore deve essere passivo, per esempio non deve fare affidamento su mezzi di controllo automatici o manuali, sull’uso di pompe o simili e deve essere attivato intrinsecamente da fenomeni fisici naturali, collegati a caratteristiche strutturali.
Questa invenzione riguarda un sistema per dissipare il calore generato all’interno dell’edificio di contenimento di un reattore nucleare, in particolare per dissipare qualsiasi calore generato per l’improvviso verificarsi di un malfunzionamento del dispositivo di raffreddamento.
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: È noto un metodo di smaltimento del calore in cui è impiegato uno scambiatore di calore esterno in comunicazione termica con l’interno del circuito da raffreddare. Lo scambiatore di calore esterno rilascia nell’atmosfera il calore proveniente dall’interno. Lo scambiatore di calore utilizza un fluido vettore di calore in circolazione naturale per trasferire calore da dentro e, inoltre, è posto all’interno di un condotto aperto provvisto di un camino a tiraggio naturale, per cui è realizzata una dissipazione più efficiente aumentando la velocità del fluido d’aria nelle vicinanze dello scambiatore di calore.
L’approccio della tecnica nota, tuttavia, comporta l’uso di uno scambiatore di calore esterno avente ampie superfici finalizzate a trasferire il calore di decadimento, generato durante lo stadio iniziale dell’emergenza, all’aria circostante e, pertanto, il costo è elevato; inoltre, quando l’acqua è utilizzata per portare calore, devono essere installate delle griglie nella ciminiera per impedire all’acqua interna dello scambiatore di calore di congelarsi quando la temperatura è bassa. La presenza delle griglie sopraccitate è in conflitto con la necessità suddetta di operazione passiva.
Definizione del problema risolto dall’invenzione: Forma oggetto della presente invenzione un sistema per dissipare il calore, generato all’interno del contenimento di un reattore nucleare, qualora si verifichi un incidente.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione un impianto per lo smaltimento passivo del calore, che dovesse svilupparsi particolarmente in caso di incidente, all’interno della struttura di contenimento di un reattore nucleare; detta struttura di contenimento è costituita da un basamento, da pareti laterali e da almeno una parete di sommità ed è provvista di un camino la cui sommità è in comunicazione con l’ambiente esterno.
L’impianto comprende un primo scambiatore di calore, posto all’esterno della struttura di contenimento ed un secondo scambiatore di calore posto all’interno della struttura di contenimento del reattore.
Il primo ed il secondo scambiatore sono collegati idraulicamente tra loro su circuito chiuso con tubazioni contenenti un fluido termovettore ed attraversanti la struttura di contenimento.
L’impianto per lo smaltimento passivo del calore oggetto dell’invenzione ha le caratteristiche indicate nel seguito.
Include una piscina contenente acqua ad un livello predeterminato; la piscina è associata alla struttura di contenimento ed è posta in prossimità della sua parete di sommità.
Il primo scambiatore di calore è immerso nell’acqua della piscina e si estende verticalmente da una base adiacente al fondo della piscina ad una parte di sommità, suddividendo la piscina in due parti idraulicamente connesse tra loro.
La piscina è provvista di una copertura, che comprende almeno un setto divisore esteso tra la parete da base del camino e la parte di sommità del primo scambiatore; detta copertura definisce un primo ed un secondo condotto ciascuno sovrastante una rispettiva zona.
Uno dei condotti è in comunicazione con una presa d’aria esterna e l’altro è in comunicazione col camino suddetto.
Il collegamento dei condotti tra loro è impedito dall’acqua presente nella piscina quando l’acqua si trova ad un livello predeterminato
Il secondo scambiatore comprende un fascio di tubi alettati, interposti tra un collettore inferiore ed u collettore superiore, posti a quote differenti e connessi idraulicamente attraverso almeno un tubo liscio.
Il primo scambiatore comprende elementi a fascio tubiero, formati da tubi alettati in modo elicoidale.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: L’impianto per lo smaltimento del calore oggetto della presente invenzione è associato all’edificio di contenimento di un reattore nucleare.
L’impianto per lo smaltimento del calore suddetto comprende una piscina colma d’acqua fino ad un livello predeterminato, sostenuta dalla superficie esterna della parete di sommità. La piscina ha uno sviluppo anulare sull’intera parete di sommità.
La piscina è interposta tra una pluralità di primi condotti con una presa d’aria dall’atmosfera esterna dell’edificio di contenimento e una pluralità di secondi condotti d’uscita, ciascuno terminante con un camino, il quale presenta una parete di base. I primi ed i secondi condotti sono definiti da una copertura che sovrasta la piscina. La coppia di condotti costituisce un insieme che si ripete lungo uno sviluppo anulare della piscina a distanze regolari.
La descrizione che segue è riferita ad una coppia di primi e di secondi condotti restando sottinteso che ogni componente citato, se non diversamente indicato, è presente per ogni coppia di condotti presenti nell’edificio di contenimento.
Un primo scambiatore di calore è costituito da una pluralità di elementi a fasci tubieri completamente immersi nella piscina. Ciascun elemento è disposto in modo da dividere la piscina geometricamente in due parti distinte; una parte rappresenta il termine del primo condotto, l’altra parte rappresenta l’inizio del condotto di uscita.
Un setto divisorio, che è parete di separazione tra i primi ed i secondi condotti ed è compreso nella copertura, si estende tra la parete di base del camino e la parte di sommità del primo scambiatore, in modo tale che la circolazione d’aria attraverso i condotti ed il camino è impedita dalla presenza dell’acqua della piscina quando essa è al massimo del livello predeterminato.
Il setto divisorio termina con una canaletta a forma di U e rivolta verso il basso, che accoglie la parte di sommità dello scambiatore ed interseca il livello predeterminato dell’acqua.
Gli elementi del primo scambiatore sono disposti trasversalmente ai condotti e sono costituiti da fasci tubieri piegati a U, collegati ad un collettore di mandata e ad un collettore di scarico, definiti all’interno di un recipiente cilindrico verticale, che li sostengono a sbalzo.
I collettori hanno una sezione d’ingresso e una sezione d’uscita; a dette sezioni sono collegati, rispettivamente, un condotto di mandata ed un condotto di scarico, che attraversano le strutture di contenimento in corrispondenza delle rispettive pareti di sommità.
Il secondo scambiatore è sospeso alla superficie interna della parete di sommità della struttura di contenimento; pertanto, esso è contenuto nell’ambiente interno della struttura di contenimento interna, ove è alloggiato il reattore nucleare.
I due scambiatori e i condotti definiscono un circuito chiuso, opportunamente svuotato di gas incondensabili e riempito di un fluido termovettore che, ad esempio, può essere costituito da acqua o da una miscela bifase di acqua e vapore.
Il fluido termovettore opera in circolazione naturale nel circuito chiuso non essendo presenti mezzi di circolazione forzata quali, ad esempio, pompe.
Il circuito chiuso determina quindi una comunicazione termica tra la piscina e l’ambiente interno della struttura di contenimento del reattore.
Il secondo scambiatore interno, in base ad una versione preferita dell’invenzione, è costituito da un fascio di tubi diritti e alettati, disposti su più schiere. Il fascio è disposto tra un collettore inferiore ed un collettore superiore, messi a quote differenti e rispettivamente connessi al condotto di scarico ed al condotto di mandata.
I collettori sono inoltre collegati idraulicamente tra di loro tramite un tubo ulteriore, liscio, diritto e di diametro maggiore rispetto ai tubi del fascio.
Il secondo scambiatore è posto all’interno di un canale verticale aperto, realizzato, ad esempio, in lamiere metalliche ed è sorretto dalla parete interna del tetto interno, che definisce una via di circolazione naturale per l’aria ed il vapore contenuti nell’ambiente interno.
In condizioni di attesa, ovvero in assenza di situazioni incidentali che comportino la generazione di calore all’interno del contenimento del reattore, la piscina è colma al massimo della sua capienza fino ad un livello tale da intersecare il setto divisorio; in questo modo, la circolazione naturale di aria attraverso la via definita dal primo e dal secondo condotto è impedita dal battente dell’acqua.
La temperatura dell’acqua della piscina è mantenuta intorno a valori simili a quelli della temperatura dell’ambiente interno della struttura di contenimento attraverso lo scambio termico assicurato dal circuito chiuso e dai due scambiatori.
Al verificarsi di una situazione incidentale l’aria interna alla struttura di contenimento del reattore subisce un forte riscaldamento; in particolare, se il reattore nucleare è del tipo ad acqua è molto probabile che si verifichi anche la liberazione di una grande quantità di vapore.
A questo punto, la differenza di temperatura esistente tra l’ambiente interno della struttura di contenimento dell’acqua della piscina innesca la circolazione del fluido termovettore all’interno del circuito; ne consegue il trasferimento di calore tra detto ambiente interno e l’acqua della piscina , la quale entra in ebollizione, mentre il vapore presente nell’ambiente interno condensa nello scambiatore; anche il fluido termovettore evapora parzialmente nel secondo scambiatore e condensa parzialmente nei fasci tubieri del primo scambiatore.
È importante quindi notare come i meccanismi di scambio termico coinvolti presentino tutti alti coefficienti di trasferimento del calore; questo fatto rende l’impianto di smaltimento in grado di smaltire una grande quantità di calore proprio nel momento in cui ciò è più necessario, ovvero negli istanti che seguono l’incidente.
L’ebollizione dell’acqua della piscina ne fa abbassare il livello al di sotto del setto divisorio e, quindi, è aperta la via di circolazione naturale dell’aria, definita dai due circuiti.
La circolazione naturale si innesca prevalentemente perché il camino si riempie di vapore d’acqua, che ha una densità inferiore a quella dell’aria; questo fatto provoca un tiraggio naturale rilevante che impone la circolazione dell’aria nei condotti.
L’aria circolante investe una porzione scoperta del primo scambiatore; detta porzione è rimasta scoperta a causa dell’abbassamento del livello della piscina, il quale definisce anche una porzione immersa del primo scambiatore nell’acqua della piscina.
Nella porzione scoperta del primo scambiatore il meccanismo di scambio termico esterno passa dall’ebollizione alla convezione forzata in aria secca.
Superata la porzione scoperta del primo scambiatore, l’aria circolante, secondo una versione preferita dell’impianto, è indotta a lambire il pelo libero dell’acqua della piscina per tutta la sua lunghezza da un prolungamento del setto divisorio, che contribuisce a definire il percorso del secondo condotto. Questo accorgimento permette di asportare con maggior efficienza il vapore che si genera nella piscina, causando il raffreddamento della piscina stessa al di sotto dei 100 ⁰C, aumentando ulteriormente l’efficienza del trasferimento complessivo di calore.
Con il progredire della situazione incidentale, in assenza di alcun intervento esterno finalizzato a rifornire di acqua la piscina, questa si svuota; in questo caso, lo smaltimento di calore è comunque garantito a tempo indeterminato dalla circolazione dell’aria nei condotti. Il tiraggio naturale in detti condotti è ora determinato dalla differenza di densità dell’aria contenuta nei due condotti ed è favorito dall’altezza del camino.
Il secondo scambiatore è strutturato per inviare vapore al primo scambiatore a fasci tubieri: infatti, all’interno dei tubi, l’acqua bolle ma non evapora completamente. Essendo il collettore superiore ad un livello sopraelevato rispetto al collettore inferiore, esso invia vapore attraverso il condotto di mandata mentre l’acqua rimanente torna, attraverso un tubo ulteriore, al collettore inferiore insieme all’acqua condensata del primo scambiatore. Questo accorgimento costruttivo rende l’acqua del secondo scambiatore più fredda. Il tubo ulteriore si comporta come un camino, benchè sia percorso dall’alto verso il basso, aumentando così il tiraggio naturale determinato dall’ebollizione nei tubi e quindi la velocità del fluido nei tubi, con un miglioramento del coefficiente di scambio termico all’interno del fascio tubiero, dove, a causa della pressione dell’acqua, l’ebollizione non può avvenire.
Vantaggi:
1) Lo smaltimento è realizzato per un periodo di tempo indeterminato senza che siano necessari interventi esterni per ripristinare la quantità di acqua contenuta nella piscina.
2) È possibile smaltire una grande quantità di calore negli istanti seguenti al verificarsi della situazione incidentale senza che siano necessarie superfici di scambio grandi e costose.
3) La temperatura interna alla struttura di contenimento del reattore può essere ridotta progressivamente dopo il verificarsi della situazione incidentale, anche fino a valori al di sotto dei 100 ⁰C.
4) È prevenuta la formazione del ghiaccio sia all’interno del circuito chiuso sia nella piscina quando l’impianto è in condizioni di attesa.
5) L’impianto, a funzionamento totalmente passivo, si presta ad essere integrato con alcuni dispositivi a funzionamento attivo in grado di migliorare le sue prestazioni nel caso sia possibile utilizzarli.
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Segnatura: BRA.000050Dispositivo universale per misure di livello, portata e pressione su fluidi pericolosi (DE) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo NIRA (rag. Merciari, avv. Salvadè, ing. Urbani, ing. Avanzini) e Ufficio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: NIRA
Inventori: Alessio Urbani, Gilberto Lusso
Riassunto: Forma oggetto della presente invenzione un dispositivo universale per misure di livello, portata e pressione su fluidi pericolosi.
Secondo l’invenzione, la misura di un livello è trasformata nella misura di una forza (più precisamente nella misura di una spinta di Archimede), che è misurata da un corpo opportunamente sagomato ed immerso al centro del flusso. La forza rilevata sul corpo suddetto, proporzionale alla portata, è letta e trasmessa dal dispositivo universale di misura, che, mediante una bilancia elettrodinamica, la trasforma in un segnale di corrente.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: Misure di livello, portata e pressione su fluidi pericolosi; in particolare misura della portata di liquidi particolarmente aggressivi e conduttori, come, ad esempio, metalloidi liquidi.
Tecnica nota: Nelle sonde di livello esistenti in commercio, il livello è rilevato come variazione di resistenza (sondo discontinue o continue a “U”) o di induzione (sonde continue).
Limiti della tecnica nota: Le sonde a resistenza presentano i limiti indicati nel seguito.
1) Sono soggette ad errori dovuti a variazioni di resistenza in funzione delle variazioni di temperatura dei liquidi in cui sono immerse; tali errori sono compensati con artifizi che rendono complicata l’elettronica di lettura del segnale e, quindi, pregiudicano l’affidabilità del sistema.
2) Risentono della purezza del conduttore in cui sono immerse.
Le sonde ad induzione necessitano di una taratura eseguita nello stesso liquido in cui devono lavorare ed alle stesse temperature previste nell’esercizio dell’impianto. Nel caso specifico di sonda continua a “U”, usata in serbatoi o circuiti contenenti sodio liquido, è molto difficile ottenere una “bagnabilità” tale da garantire una precisione di misura; pertanto, prima di caricare l’impianto, occorre spingere il degasaggio a livelli di vuoto e di temperatura altrimenti non necessari.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: Il dispositivo di misura secondo l’invenzione consente di superare i problemi oggetto della tecnica nota trasformando la misura di un livello nella misura di una forza e, più precisamente, nella misura di una spinta di Archimede, trasmessa al dispositivo di misura che la trasforma in un segnale di corrente.
Esposizione dell’idea inventiva: Secondo l’invenzione, la misura di un livello è trasformata nella misura di una forza, generata da una pressione, da una spinta idrodinamica o da una spinta idraulica e, più precisamente, nella misura di una spinta di Archimede. La forza è trasmessa al dispositivo universale di misura che, mediante una bilancia elettromagnetica, la trasforma in un segnale di corrente.
Il sistema per la trasformazione pressione-forza è composto da una membrana opportuna, fatta di un materiale inattaccabile dal fluido, sulla quale poggia il sensore solidale al braccio di misura di una bilancia elettrodinamica. L’attacco sul serbatoio o sulla tubazione può essere ottenuto sia con una flangia munita di “O-ring” metallici, sia saldando direttamente il contenitore della sonda al circuito.
Il dispositivo comprende quanto segue.
1) Una bilancia elettrodinamica, costituita dai seguenti componenti:
a) un fulcro, costituito da un diaframma;
b) un braccio di lavoro, ad un’estremità del quale perpendicolarmente all’asse longitudinale del braccio, è applicata la forza da misurare;
c) un elettromagnete, che costituisce, con un’ancora disposta all’altra estremità del braccio, un condensatore variabile, la cui capacità è utilizzata per la misura della forza.
2) Un involucro, diviso in due camere a tenuta stagna una rispetto all’altra; la tenuta stagna è realizzata mediante un soffietto metallico saldato, da un lato, al braccio di lavoro e, dall’altro, all’involucro.
La prima camera contiene la parte di braccio di lavoro rivolta verso l’elettromagnete, cui si accede attraverso un coperchio metallico.
La seconda camera è in comunicazione con l’interno del contenitore, nel quale si trova il liquido di cui occorre misurare il livello, la pressione e la portata e contiene la parte del braccio di lavoro alla cui estremità è applicata la forza da misurare.
Il dispositivo contiene un circuito per il condizionamento del segnale elettrico, proporzionale alla forza da misurare e formato da uno stadio capacitivo, da uno stadio di amplificazione e di linearizzazione e da uno stadio integratore.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Il dispositivo universale di misura comprende essenzialmente una bilancia elettrodinamica, che è costituita da tre parti fondamentali: un fulcro, un braccio di lavoro e un elettromagnete.
La bilancia elettrodinamica è munita di un involucro in lamierino, suddiviso in due camere da un diaframma in materiale Nymonic 90 o in altro materiale equivalente, che costituisce il fulcro sopraccitato.
Nella prima camera o camera esterna è contenuto l’elettromagnete e una prima parte del braccio di lavoro, chiamata d’ora in avanti braccio “porta ancora”, la cui estremità libera funge da ancora per l’elettromagnete sottostante. Il braccio “porta ancora” è sagomato in lamierino scatolato ed è collegato al diaframma che funge da fulcro.
La camera è chiusa posteriormente da un coperchio smontabile, allo scopo di ispezionare il magnete.
La seconda camera o camera interna è in comunicazione con l’interno del contenitore del liquido di cui si vuole misurare, secondo i casi, la pressione, la portata o il livello; pertanto la seconda camera termina con una flangia per il fissaggio stagno della sua estremità all’involucro del contenitore del liquido, sul quale si vogliono effettuare le misure suddette.
La camera ha forma a squadra in modo da consentire che al braccio sensibile, solidale al braccio “porta ancore” e allineato con questo, possa essere fissata un’asta sulla quale è applicata la forza da misurare; quest’ultima deve essere opportunamente perpendicolare all’asta del braccio di lavoro e può essere trasmessa, senza applicare coppie di torsione, al braccio di lavoro; a tal fine, l’asta suddetta, cui è applicata la forza da misurare, è munita alle due estremità di mezzi di collegamento articolati.
Per realizzare una tenuta sicura tra la camera esterna e quella interna, è saldato all’involucro un primo manicotto, che circonda parzialmente il braccio sensibile con gioco; un secondo manicotto è saldato al braccio sensibile e, tra i due manicotti, è saldato un soffietto.
L’ancora, disposta all’estremità del braccio “porta ancora” è libera di muoversi, assieme al braccio di lavoro, oscillando tra due posizioni estreme, definite, da un lato, dall’elettromagnete e, dall’altro lato, da un coperchio d’arresto, che ha anche lo scopo ausiliario di limitare meccanicamente le oscillazioni del braccio di lavoro. Complessivamente, l’ancora può spostarsi, in un verso o nell’altro, di un millimetro circa; tale valore può essere diverso in altre forme di realizzazione dell’invenzione.
L’elettromagnete è costituito da un corpo in ferro dolce e da un avvolgimento, realizzato con cavo scaldante ad alta conducibilità, in modo da garantire un buon isolamento in temperatura e una bassa potenza di eccitazione.
La faccia superiore costituisce l’espansione polare dell’elettromagnete e, nello stesso tempo, la semi-armatura di un condensatore piano in aria, completato dall’ancora con cui termina il braccio di lavoro. Il coperchio superiore (di materiale amagnetico, per evitare la distorsione del campo) e la faccia superiore dell’ancora stessa costituiscono un secondo condensatore.
Le capacità dei condensatori sopraccitati, con le loro variazioni, rivelano in tal modo la posizione dell’ancora, fornendo un segnale di “errore” in tensione; detto segnale, opportunamente condizionato nello stadio capacitivo, è amplificato in corrente allo stadio successivo.
Vantaggi
1) Non vi sono parti elettroniche soggette a variazioni di temperatura; pertanto, l’elettronica è più semplice e quindi più affidabile.
2) La sonda può essere provata in un liquido, che può non essere quello di funzionamento, anche in acqua a temperatura ambiente, consentendo un risparmio di tempi e di costi; occorre, naturalmente, considerare tutti i fattori correttori del caso.
3) Poiché la sonda immersa nel liquido risente unicamente della spinta di Archimede, non si pone il problema della “bagnabilità” del sodio e i degasaggi possono essere quelli normalmente previsti prima del caricamento dell’impianto.
4) Funziona indipendentemente dalla conduttività del liquido in esame.
5) È possibile applicare un ponte estensimetrico, in grado di leggere le forze applicate su un soffietto o su una membrana, per rilevare le pressioni (differenziali e non differenziali); questo evita tutti gli inconvenienti derivanti dall’uso di estensimetri.
6) Il dispositivo è concepito con criteri di sicurezza tali da poter essere utilizzato anche con liquidi estremamente aggressivi: infatti è del tipo “a doppia struttura di contenimento” e, inoltre, ha tutte le uscite elettriche a connettore e, quindi, completamente stagne.
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Segnatura: BRA.000051Tenuta idraulica per macchina a fluido ad asse verticale (DE) Fascicolo
Corrispondenza tra Ansaldo (avv. Salvadè, dott. Sobrino), Ansaldo Ricerche (ing. Avanzini, ing. Valentini, ing. Serafica), Ansaldo Spa Divisione NIRA (sig.na Poggi, dott. Basile) e Ufficio Professoinale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti.
Specifiche del brevetto
Titolare: NIRA Spa
Inventori: Silvio Valentini, Mario Serafica
Riassunto: Tenuta idraulica per macchine a fluido ad asse verticale, caratterizzata dal fatto che tra l’albero rotante che attraversa l’involucro fisso e quest’ultimo è realizzata una tenuta a labirinto mediante due serie di guaine, ad andamento sostanzialmente conico, che si allargano dall’alto verso il basso.
Nel labirinto realizzato mediante la doppia serie di guaine è previsto un liquido di tenuta costituito da una miscela di due liquidi, aventi un peso specifico nettamente diverso, preferibilmente costituiti da mercurio e olio.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: L’invenzione riguarda delle tenute idrauliche per macchine a fluido ad asse verticale; in particolare, per quanto riguarda le applicazioni immediate citiamo le seguenti:
• pompe al sodio per reattori veloci;
• pompe di processo che trattano fluidi aventi una tossicità elevata;
• macchine per la manipolazione di elementi radioattivi.
In generale, dette tenute sono utilizzabili soprattutto in campo nucleare, dove non possono presentarsi tassi di fuga, per quanto limitati e dove manutenzioni e sostituzioni eventuali si svolgono in condizioni operative particolari.
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: Le tenute attualmente disponibili per applicazioni industriali possono essere suddivise, sotto l’aspetto funzionale, in due classi fondamentali:
1) tenute meccaniche;
2) tenute a liquido.
1) Tenute meccaniche
Le tenute meccaniche note sono indicate ai punti che seguono.
a) Tenute a baderna
Si suddividono in tenute a compressione, automatiche e flottanti.
Si evidenzia quanto segue.
• Nelle tenute a compressione la tenuta è attuata comprimendo le baderne con un mezzo esterno;
• nelle tenute automatiche la tenuta è attuata tramite elementi elastici, adattati in sede dalla pressione dello stesso fluido, che deve essere contenuto;
• le tenute flottanti sono conosciute in commercia con i nomi “piston ring” e “segmental rod packing” e, normalmente, sono adattate in scanalature e compresse da molle.
b) Tenute a gioco
In questo tipo di tenutala differenza di pressione tra i due ambienti è ridotta tramite una perdita di carico realizzata attraverso la luce che separa la parte mobile da quella fissa.
Questo tipo di tenuta comporta un tasso di fuga piuttosto alto; quest’ultimo è stato limitato aumentando la perdita di carico tra le pareti in moto relativo mediante l’adozione di labirinti, boccole fisse o flottanti, ecc.
c) Tenute frontali a strisciamento (tenute meccaniche propriamente dette)
Questo tipo di tenuta è composto da due anelli a facce parallele, uno fisso e l’altro rotante con possibilità di scorrimento assiale. La tenuta è assicurata dal contatto diretto tra le due parti; la forza di contatto è determinata dalla risultante delle forze agenti sull’anello scorrevole e dalle forze dovute a d una serie di molle.
Nelle tenute meccaniche il contatto tra parte fissa e parte mobile può provocare fenomeni di usura.
2) Tenute a liquido
Le tenute a liquido realizzano la tenuta tramite l’interposizione tra i due ambienti di una certa quantità di liquido; l’interposizione può avvenire in due modi distinti, dando origine a due soluzioni principali, ovvero a tenute statiche oppure dinamiche.
a) Tenute statiche
È utilizzato unicamente il battente statico come elemento di equilibrio alla differenza di pressione tra i due ambienti.
b) Tenute dinamiche
La tenuta è garantita da un’iniezione di fluido nella luce tra parte fissa e parte mobile
Nelle tenute a liquido sono necessari alcuni accorgimenti per limitare il tasso di fuga.
Le tenute a liquido, fino ad oggi, sono state usate in applicazioni sostanzialmente statiche: infatti velocità di rotazione apprezzabili comportano un trascinamento parziale del fluido interposto e, quindi, l’innalzamento del livello del fluido fino al traboccamento.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: L'invenzione riguarda una tenuta idraulica che consente il contenimento del livello dei fluidi anche in presenza di velocità di rotazione notevoli.
Esposizione dell’idea inventiva: La tenuta oggetto dell’invenzione è formata da un certo numero di camere in serie, costituite ciascuna da una parte fissa e da una parte rotante. Il numero e la dimensione delle camere sono funzione delle differenze di pressione tra i due ambienti e dalle esigenze d’ingombro specifiche.
Le pareti che costituiscono le camere sono inclinate, anziché verticali, per evitare l’innalzamento dei livelli dovuto alla velocità di rotazione.
Per ottenere una suddivisione omogenea di battenti nelle singole camere sono stati utilizzati due fluidi aventi un peso specifico diverso, precisamente mercurio e olio minerale; il mercurio realizza il battente idraulico, mentre l’olio assicura continuità alla variazione di battente nelle singole camere.
Il comportamento delle tenute in oggetto in condizioni statiche e dinamiche è caratterizzato da una disposizione diversa del pelo libero dei due fluidi.
Più in dettaglio, l’invenzione riguarda una tenuta a fluido ad asse verticale, caratterizzata dal fatto che tra l’albero rotante che attraversa l’involucro fisso e l’involucro fisso è realizzata una tenuta a labirinto mediante due serie di guaine ad andamento sostanzialmente conico, che si allargano dall’alto verso il basso.
L’albero rotante prevede alla sua estremità superiore un disco ad esso solidale in rotazione, dalla cui faccia inferiore sporgono verso il basso una serie di guaine coniche che si allargano verso il basso e che si estendono fino quasi al livello del coperchio sopraccitato.; dalla faccia superiore di quest’ultimo sporgono verso l’alto, fino quasi al livello della faccia inferiore del disco solidale in rotazione con l’albero sopraccitato, una seconda serie di guaine ad andamento conico, fisse, che si allargano dall’alto verso il basso, che si inseriscono tra coppie contigue di guaine rotanti della prima serie.
Nel labirinto realizzato mediante la doppia serie di guaine fisse e girevoli è previsto un liquido di tenuta, costituito dalla miscela di due liquidi a peso specifico nettamente diverso, preferibilmente mercurio e olio; detto liquido riempie una porzione dell’altezza del labirinto suddetto.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Secondo una forma di realizzazione preferita, nella tenuta oggetto dell’invenzione il coperchio superiore della cassa di una macchina a fluido è attraversato da un albero che presenta superiormente un disco solidale in rotazione all’albero.
Dalla faccia superiore del disco sporgono inferiormente una serie di guaine coniche che, superiormente, sono solidali al disco e, inferiormente, giungono fino ad un’altezza H opportuna dalla faccia superiore del coperchio.
Le guaine coniche si allargano dall’alto verso il basso ed hanno andamento parallelo, cioè il loro angolo di apertura è sostanzialmente uguale.
Dalla faccia superiore del coperchio sporgono verso l’alto una seconda serie di guaine coniche, non necessariamente dello stesso spessore, che si inseriscono a pettine tra le guaine del primo gruppo e, inoltre, le circondano internamente ed esternamente.
Le guaine della seconda serie, fisse, si estendono fino sotto la faccia inferiore del disco e la distanza che le separa da questo è dello stesso ordine di grandezza della distanza H che separa il borso inferiore delle guaine girevoli della prima serie dalla faccia superiore del coperchio.
L’insieme dei due gruppi di guaine costituisce pertanto una tenuta a labirinto che è riempita fino ad un’altezza opportuna con un liquido di tenuta.
Quando l’albero, il disco e le guaine girevoli sono poste in rotazione anche il liquido di tenuta è trascinato in rotazione; tuttavia, secondo l’invenzione, è impossibile che si verifichi un innalzamento indesiderato del livello del liquido di tenuta in quanto l’inclinazione delle guaine di tenuta origina una componente centrifuga, che tende ad incuneare il liquido verso il basso anziché verso l’alto come avverrebbe se le due serie di guaine fossero a pareti verticali.
Secondo l’invenzione, inoltre, invece di un unico liquido di tenuta sono usati due liquidi a densità molto diversa, preferibilmente mercurio e olio; questo consente di frazionare il battente totale in battenti parziali di uguale altezza, consentendo uno sviluppo radiale.
Vantaggi:
1) tasso di fughe ridotto a zero;
2) assenza di contatto diretto tra parti fisse e rotanti con conseguente assenza di usura;
3) affidabilità per quanto riguarda l’inquinamento da parte di liquidi di tenuta e la fuoriuscita degli stessi;
4) mancanza di circuiti ausiliari di lubrificazione;
5) non necessità di manutenzioni periodiche;
6) mancanza di influenza da parte delle vibrazioni e dei disassamenti dell’albero.
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Segnatura: BRA.000052Supporto elastico smorzante particolarmente adatto a tubature aventi grande diametro, piccolo spessore, alta temperatura e sottoposto a carichi statici e dinamici (DE) Fascicolo
Fattura per Studio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti e ricevuta deposito in ex Germania Est.
Benestare NIRA a pagamento fatture Studio Professionale Proprietà Intellettuale e studio tedesco Leinweber & Zimmerman e ricevuta deposito ex Germania Ovest.
Specifiche del brevetto
Titolare: NIRA Spa
Inventori: Renato Bianchi
Riassunto: L’invenzione si riferisce ad un supporto elastico smorzante particolarmente adatto a tubolature sottoposte a carichi dinamici, atto ad essere preferibilmente inserito tra un collare sostanzialmente rigido e la parete di una tubazione e quindi preferibilmente di forma complessivamente anulare.
Il supporto secondo l’invenzione prevede una molteplicità di elementi distanziatori in grado di sviluppare reazione elastiche e, in presenza di vibrazioni, anche un effetto smorzante.
Preferibilmente il dispositivo prevede almeno due lamine sovrapposte, di cui almeno una è dotata di sporgenze ad ondulazioni atte ad appoggiarsi sulla lamina contigua ed a strisciare su di essa; dette strisce sono preferibilmente ondulate e lisce alternativamente.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: Il supporto elastico smorzante oggetto della presente invenzione è particolarmente adatto a tubolature di grande diametro e di modesto spessore, funzionanti ad elevate temperature, tipiche, ad esempio, degli impianti nucleari veloci a sodio liquido.
Il supporto sopraccitato è realizzabile soprattutto in forma anulare in combinazione con un collare rigido e può essere usato sia in presenza di carichi statici (per il sostegno delle tubazioni e di quanto da queste trasportato), sia in presenza di carichi dinamici (ovvero, ad esempio, per contenere gli effetti del sisma).
Problema da risolvere: Occorre realizzare un supporto elastico smorzante in grado di assorbire, senza danni per la tubazione, le dilatazioni termiche della stessa, provocate da fenomeni transitori, senza generare in tale tubazione sollecitazioni pericolose; inoltre, detto supporto deve avere la capacità di assorbire, senza danni per la tubazione, gli effetti di un carico dinamico ad esse applicato.
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: I collari rigidi oggetto della tecnica nota non consentono le libere dilatazioni del tubo sotto l’azione dei transitori termici, quali quelli che si verificano, ad esempio, al momento dell’avviamento dell’impianto e, pertanto, non sono generalmente impiegati per le tubazioni di grande diametro e di piccolo spessore.
Si è cercato di ovviare all’inconveniente sopraccitato sostituendo il collare con un supporto arcuato, che si estende, ad esempio, per un arco di 120⁰, atto al normale sostegno del peso proprio del tubo e di quanto in esso contenuto; con questa soluzione la tubazione può dilatarsi diametralmente sotto l’azione di transitori temici, ma la concentrazione del carico di pressione su un arco di circonferenza abbastanza limitato riduce notevolmente la resistenza a flessione della tubazione stessa; inoltre, detta soluzione non è adatta a sostenere i carichi sismici.
Un’altra soluzione nota prevede l’impiego di un collare rigido di diametro interno maggiore del diametro esterno della tubazione, in modo che, tra collare e tubazione, rimanga un’intercapedine anulare atta ad accogliere mezzi elastici di sostegno. Sulla superficie esterna dei tubi sono saldati dei tacchetti metallici e, tra ciascuno di questi e la faccia interna del collare, sono disposte delle molle a lamina, che consentono il sostegno elastico del tubo; quest’ultimo può dilatarsi diametralmente sotto l’azione dei transitori termici e il carico di pressione, derivante dalle azioni del peso e dalle sollecitazioni sismiche, è distribuito nello spessore della tubazione come sforzo di taglio. I tacchetti metallici suddetti devono essere saldati sul tubo e, quindi, la superficie esterna di quest’ultimo deve essere preparata prima dell’applicazione di detti tacchetti, che inducono nella tubazione concentrazioni di tensione inevitabili.
Un’altra soluzione nota prevede l’uso di un collare formato da due semi-collari flangiati; le flange dei semi-collari sono strette tra loro tramite bulloni con l’interposizione di molle a tazza; inoltre, tra collare e tubo è predisposto uno strato di materiale coibente, costituito da materiale plastico a treccia metallica. Questa soluzione è relativamente semplice e consente la libera dilatazione del tubo grazie alla presenza delle molle a tazza; tuttavia, la coibentazione predisposto tra il collare e la superficie esterna del tubo è soggetta a fessurazione e rottura.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: Secondo la presente invenzione, è previsto un collare rigido, che circonda il tubo ed il cui diametro interno è maggiore del diametro esterno del tubo stesso.
Analogamente a quanto avviene in alcuni supporti elastici smorzanti, oggetto della tecnica nota, quali quelli descritti sopra, sono previsti dei mezzi elastici smorzanti tra il tubo e il collare; tuttavia, secondo l’invenzione, non è necessario applicare alla superficie esterna del tubo alcun mezzo d’ancoraggio e, inoltre, i mezzi elastici di supporto interposti tra il tubo ed il collare sono realizzati in modo estremamente semplice ed economico e consentono di smorzare le vibrazioni indotte nella tubazione, trasformando l’energia cinetica in energia elastica di deformazione e in lavoro d’attrito.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione un supporto elastico smorzante particolarmente adatto a tubazioni sottoposte a carichi dinamici, atto ad essere inserito tra un collare sostanzialmente rigido e la parete di una tubazione e, quindi, preferibilmente di forma complessivamente anulare; detto supporto prevede una molteplicità di elementi distanziatori in grado di sviluppare reazioni elastiche e, in presenza di vibrazioni, anche un effetto smorzante.
Il supporto elastico smorzante secondo l’invenzione prevede una scatola formata da due semi-gusci, liberi di spostarsi tra loro parallelamente alla direzione di applicazione del carico, tra i quali sono racchiusi un’alternanza di fogli di lamiera lisci e ondulati, disposti uno sull’altro alternativamente in modo da formare una sovrapposizione di strati elasticamente deformabili sotto carico.
Quando una forza è applicata al pacco di lamierini ,i lamierini ondulati si schiacciano, opponendo una reazione elastica di ripristino e, contemporaneamente, si inflettono anche i lamierini lisci, che possono contribuire efficacemente alle caratteristiche elastiche del supporto rivendicato se le nervature di lamierini ondulate, poggianti sullo stesso lamierino liscio, sono sfalsate; pertanto è consentita la deformazione elastica del supporto, che permette la libera dilatazione del tubo rispetto al collare per effetto dei transitori temici.
In presenza di carichi dinamici, lo strisciamento che si verifica tra le nervature delle strisce ondulate e le strisce lisce assorbe energia sotto forma di lavoro di attrito.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Secondo una forma di realizzazione, il supporto secondo l’invenzione è costituito da una serie di elementi distanziatori, agenti radialmente tra un collare rigido ed un tubo, tra i quali è previsto uno spazio anulare; ciascuno degli elementi distanziatori radiali è schematizzabile con una molla e con un ammortizzatore, posti in parallelo, tra, da una parte, la superficie esterna del tubo e, dall’altra, la superficie interna del collare rigido.
In condizioni statiche, il peso del tubo è sostenuto attraverso le molle degli elementi distanziatori, in modo che il peso del tubo sia distribuito su un arco di circonferenza il più esteso possibile.
Il supporto elastico smorzante prevede una scatola, formata da due semi-gusci, liberi di spostarsi tra loro parallelamente alla direzione di applicazione del carico; tra detti semi-gusci sono racchiusi un’alternanza di fogli di lamiera lisci ed ondulati.
Quando una forza è applicata al pacco di lamierini in direzione perpendicolare agli stessi, i lamierini ondulati si schiacciano, opponendo una reazione elastica di ripristino; contemporaneamente, si inflettono anche i lamierini lisci, che possono contribuire efficacemente alle caratteristiche elastiche del supporto oggetto dell’invenzione, se le nervature di lamierini ondulati, poggianti sullo stesso lamierino liscio sono sfalsate; pertanto è consentita la deformazione elastica del supporto, che permette la libera dilatazione del tubo rispetto al collare per effetto di transitori termici.
In presenza di carichi dinamici, lo strisciamento che si verifica tra le nervature delle strisce ondulate e le strisce lisce assorbe energia sotto forma di lavoro d’attrito, realizzando così una funzione smorzante.
Vantaggi:
1) È molto più semplice dei supporti elastici smorzanti noti, aventi lo stesso scopo.
2) Consente una riduzione dei costi, in quanto:
3) Non prevede elementi da fissare in modo definitivo sulla superficie del tubo;
4) Ha un disegno semplice;
5) Le tolleranze di lavorazione sono ampie;
6) Non vi sono lavorazioni costose o saldature da effettuare sulla tubazione;
7) È facilmente montabile e smontabile;
8) Non richiede uno studio sofisticato della distribuzione delle sollecitazioni nelle tubature in prossimità del supporto;
9) Non altera il valore del “danno cumulativo” a fatica sulle tubazioni stesse.
10) Esercita una certa costrizione sulla tubazione mediante l’azione dell’elemento elastico, in modo da aumentare l’arco di circonferenza sul quale si va a scaricare il carico di pressione dovuto al peso proprio ed al sisma.
11) Consente lo smorzamento delle vibrazioni indotte nella tubazione, trasformando l’energia cinetica in energia elastica di deformazione e in lavoro d’attrito.
Ansaldo (1853 - ***)
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