Cucinare a gas: il professore ottiene il brevetto per un forno industriale senza fiamma

3 aprile 2023

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di Shane Nyman, Università del Wisconsin Oshkosh

Pawel Olszewski, professore associato di tecnologia di ingegneria meccanica dell'Università del Wisconsin Oshkosh, ha recentemente ottenuto un brevetto statunitense per il suo forno a impatto senza fiamma, progettato e costruito nel Teaching and Energy Research Industrial Lab (TERIL) nel campus di Oshkosh.

Olszewski ha avviato il processo di brevetto nel 2019 con WiSys, l’organizzazione no profit con sede nel Wisconsin che si dedica ad aiutare gli inventori a proteggere la loro proprietà intellettuale, e ha ricevuto la notizia dell’approvazione a febbraio.

Intitolata "forno a impatto senza fiamma", l'invenzione è il brevetto numero US 11.585.601 B2, concesso il 21 febbraio.

I forni industriali, come quelli migliorati da questa creazione, vengono utilizzati per una varietà di scopi, tra cui il trattamento termico e la fusione di materiali come acciaio o alluminio. I vantaggi della configurazione ad impatto senza fiamma, ha affermato Olszewski, includono un riscaldamento più rapido per aumentare la produttività; meno sostanze inquinanti emesse perché il riscaldamento approfondito riduce gli ossidi di azoto; e una riduzione del consumo di carburante con gas scaricati a temperature più basse.

Il nuovo forno dispone di gas naturale e getti d’aria per influenzare direttamente l’oggetto da riscaldare, trasferendo sostanzialmente il calore mediante trasferimento ad urto anziché mediante radiazione convenzionale e convezione indotta termicamente.

Poiché l'aria e il gas vorticano a tale velocità all'interno del forno - "come un enorme tornado", ha spiegato Olszewski - la reazione chimica per produrre calore estremo si verifica ovunque in ogni momento.

La camera, alta 30 cm, larga 30 cm e profonda quanto il cibo, raggiunge temperature superiori a 1.800 gradi Fahrenheit.

"Tutto si mescola e il gas incontra sempre l'ossidante", ha detto. "Quindi, quando guardi all'interno del forno durante il normale funzionamento senza fiamma, non ci sono fiamme. C'è combustione ma non fiamme. Il gas naturale si ossida, reagisce con l'ossigeno, genera calore, ma non c'è fiamma."

Il prototipo è stato costruito nel TERIL al terzo piano dell'Halsey Science Center. Il forno è il quarto sistema industriale unico costruito lì e richiede il funzionamento degli altri tre: raffreddamento, pompaggio e aria compressa.

L'idea può essere fatta risalire a quando Olszewski era un ricercatore post-dottorato presso l'Università del Michigan. Mentre era lì, lavorò con forni senza fiamma più semplici. Le idee continuavano a turbinare nella sua mente e quando arrivò alla UW Oshkosh nel 2014 lui e i suoi studenti iniziarono a creare tutti i sistemi industriali che consentivano l'esistenza del forno.

"Non c'è un singolo pezzo dell'attrezzatura che è stato acquistato nello stato in cui si trova. Tutto è stato acquistato come componente", ha detto. "Abbiamo tagliato qualunque struttura, abbiamo organizzato i nostri quadri elettrici, tutto qui compreso il software che controlla tutti i sistemi."

Ciò che Olszewski spera in futuro è che un'azienda locale esprima interesse in modo che l'idea possa crescere oltre il singolo prototipo. Ha detto che qualsiasi azienda che fonde alluminio, ghisa, acciaio o anche vetro potrebbe utilizzare questa tecnologia. Può tradursi in più o meno qualsiasi dimensione e i forni già in uso potrebbero essere adattati.