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Dispositif épurateur d'air.
La présente invention concerne un dispositif épurateur d'air et en particulier un dispositif prévu pour être installé dans un conduit d'évacuation en vue d'éliminer les particules et les gaz non désirés contenus dans les fumées évacuées par ledit conduit d'évacuation.
Etant donné que l'être humain se préoccupe de plus en plus de la qualité de son environnement, il devient de plus en plus important d'éliminer la poussière et les gaz nocifs contenus dans les fumées évacuées par les usines et les machines, afin de limiter la pollution de l'air dans de nombreux pays industrialisés. En général, les fumées industrielles évacuées par les cheminées d'usines sont la principale source de pollution de l'air. Les fumées libérées contiennent d'ordinaire une quantité importante de poussière et de gaz susceptibles de détruire l'équilibre atmosphé- rique naturel et de porter préjudice à la santé de l'être humain.
Afin d'éliminer les polluants contenus dans de telles fumées, il existe un type de dispositif épurateur d'air dont la structure est représentée à la figure 1. Le dispositif suivant l'état de la technique antérieure comporte essentiellement une cuve 11 prévue pour éliminer la poussière et une cuve 12 prévue pour éliminer les gaz nocifs.
Ce dispositif fonctionne comme suit : les fumées de la cheminée pénètrent dans la cuve 11 par un conduit d'admission 13
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et sont aspergées au moyen d'un dispositif pulvérisateur d'eau 14 prévu dans ladite cuve 11, de sorte que la poussière s'en trouve éliminée par absorption par les gouttelettes d'eau précipitées vers le bas ;
le reste des fumées pénètre ensuite dans la cuve 12 via un conduit 15 et est aspergé au moyen d'un dispositif pulvérisateur de mélange 16 prévu dans ladite cuve 12, le mélange pulvérisé étant prévu pour agir sur un composé chimique spécifique présent dans les fumées, par exemple de l'eau de chaux (carbonate de calcium), laquelle est capable de réagir avec et d'éliminer un sulfure gazeux nocif présent dans les fumées, tandis que le produit dérivé, par exemple le CaSO peut être récupéré comme matière première en vue d'une utilisation dans la production de plâtre de Paris. Les fumées épurées sont ensuite évacuées dans l'atmosphère par un conduit de sortie 17.
Etant donné que les gouttelettes d'eau et le mélange chimique diffusés vers le bas ne peuvent entrer en contact avec l'entièreté des fumées provenant de la cheminée, il est cependant difficile d'éliminer complètement la poussière et les gaz nocifs contenus dans lesdites fumées au moyen de ce type de dispositif. De plus, durant les opérations de nettoyage et/ou d'entretien du dispositif suivant cette invention, il est nécessaire d'interrompre le fonctionnement de celui-ci.
L'objet de la présente invention est dès lors de fournir un dispositif épurateur d'air capable d'éliminer efficacement tous les polluants contenus dans les fumées évacuées par des usines ou des machines.
Un autre objet de la présente invention est de fournir un dispositif épurateur d'air pouvant fonctionner sans interruption lors des opérations de nettoyage ou d'entretien effectuées sur celui-ci.
A cet effet, la présente invention prévoit un dispositif épurateur
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d'air destiné à être installé dans un conduit d'évacuation, en vue d'éliminer efficacement la poussière et les gaz nocifs contenus dans les fumées évacuées par ledit conduit d'évacuation, de manière à éviter la pollution de l'air.
Le dispositif suivant l'invention comporte substantiellement un châssis support, lequel comprend une première paroi latérale possédant une entrée adaptée pour recevoir les fumées et une seconde paroi latérale possédant une sortie destinée à expulser les fumées épurées ; un élément filtrant au moins inséré de manière amovible entre lesdites parois latérales et présentant une pluralité de perforations de dimensions appropriées réalisées dans celui-ci ; un moyen d'alimentation d'un liquide de nettoyage sélectionné permettant audit liquide de s'écouler le long de l'élément filtrant et de couvrir les perforations de celui-ci, de sorte qu'un film de liquide se trouve utilement formé sur ledit élément filtrant lorsque le liquide de nettoyage s'écoule sur celui-ci ;
et un moyen de récupérer ledit liquide de nettoyage s'écoulant sur ledit élément filtrant.
L'élément filtrant comporte de préférence un cadre de filtre creux et une membrane filtrante présentant des perforations de dimensions appropriées réalisées dans celle-ci. De manière plus préférentielle, la membrane filtrante est constituée d'une pluralité de couches de membranes.
Le moyen d'alimentation comporte de préférence un premier élément d'alimentation au moins destiné à alimenter l'élément filtrant en eau. De manière plus préférentielle, le moyen d'alimentation comporte un second élément d'alimentation au moins destiné à alimenter l'élément filtrant avec une solution chimique particulière, ladite solution chimique étant capable de réagir avec un gaz nocif présent dans les fumées, de façon à éliminer le risque de pollution de l'environnement par celui-ci.
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De plus, en fonction des besoins réels, le conduit d'évacuation peut être équipé d'une pluralité de dispositifs suivant la présente invention, chacun de ceux-ci étant prévu pour agir sur un polluant particulier présent dans les fumées, de façon à maximiser l'efficacité d'épuration de celles-ci.
Les caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-après, par référence au dessin. Il y est illustré : Figure 1 : une vue schématique montrant le procédé d'épuration d'un dispositif épurateur d'air suivant l'état de la technique antérieure ; Figure 2 : une vue schématique montrant une forme de réalisation préférentielle du dispositif suivant la présente invention ; Figure 3 : une vue schématique d'en haut de la forme de réalisation préférentielle représentée à la figure 2 ; Figure 4 : une vue schématique montrant un système d'épuration d'air comportant deux dispositifs épurateurs de la forme de réalisation préférentielle représentée à la figure 2, reliés à un conduit d'évacuation ;
Figure 4A : un film de liquide formé sur une partie des perforations prévues dans l'élément filtrant de la forme de réalisation préférentielle représentée à la figure 2 ; Figure 5 : une vue schématique de côté montrant une deuxième forme de réalisation du dispositif épurateur suivant la présente invention ; et Figure 6 : une vue schématique de face de la deuxième forme de réalisation du dispositif épurateur représenté à la figure 5.
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Il est fait référence à présent aux figures 2 et 3 montrant une forme de réalisation préférentielle du dispositif épurateur d'air suivant la présente invention, lequel comporte substantiellement un châssis support 20, une pluralité d'éléments filtrants 30, un moyen d'alimentation en liquide 40 et un moyen de récupération du liquide 50.
Le châssis support 20 présente substantiellement la forme d'un corps creux rectangulaire comportant une première paroi latérale possédant une entrée adaptée pour recevoir les fumées et une seconde paroi latérale en face de la première paroi latérale, destinée à expulser les fumées épurées. Le corps creux rectangulaire comporte encore deux parois latérales opposées prévues de façon parallèle au sens d'écoulement des fumées, chacune desdites parois possédant une pluralité de nervures longitudinales 21 disposées sur la surface intérieure de celles-ci. L'élément filtrant 30 est inséré de manière amovible entre les rainures opposées 22 définies par les nervures longitudinales opposées correspondantes 21 et orienté dans un sens transversal à l'écoulement des fumées.
Le châssis support 20 comporte encore une pluralité de coiffes 23 destinées à couvrir les extrémités supérieures des éléments filtrants 30 insérés dans celui-ci.
L'élément filtrant 30 comprend un cadre de filtre creux rectangulaire 31 adapté pour être inséré dans les rainures opposées 22 et une membrane filtrante 33 présentant des perforations de dimensions appropriées réalisées dans celle-ci. Le cadre de filtre 31 est pourvu de gorges 32 et de tiges 34 destinées à fixer la membrane filtrante 33 sur celui-ci. La membrane filtrante 33 se compose de préférence d'une pluralité de couches de membranes.
Le moyen d'alimentation en liquide 40 se trouve installé à la partie supérieure du châssis support 20 en alternance avec l'élément filtrant 30 et comporte un tube d'alimentation 41
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possédant une rangée d'orifices de pulvérisation 42 dirigés vers ledit élément filtrant 30.
Le moyen de récupération du liquide 50 se trouve installé à la partie inférieure du châssis support 20 et comprend un bac de récupération 51 de la solution de nettoyage, laquelle est pulvérisée par le moyen d'alimentation en liquide 40 et s'écoule le long de la membrane filtrante 33. La partie inférieure du châssis support 20 et de l'élément filtrant 30 se trouve immergée dans le liquide retenu dans le bac de récupération 51.
Lorsque le dispositif représenté à la figure 2 est mis en fonction, le moyen d'alimentation en liquide 40 chasse un jet d'une solution de nettoyage particulière à travers les orifices de pulvérisation 42, en direction de l'élément filtrant 30, de sorte que ladite solution de nettoyage couvre les perforations 331 de la membrane filtrante 33. Un film de liquide filtrant 332, résultant de la tension du liquide, se trouve alors utilement formé sur la membrane filtrante 33, comme illustré à la figure 4A. Le film de liquide retient et absorbe la poussière et/ou les gaz nocifs contenus dans les fumées traversant le film. Les gouttelettes tombant de la membrane filtrante 33 et contenant les polluants absorbés sont ensuite récupérées dans le bac de récupération 51.
La progression des fumées peut être efficacement améliorée en installant un compresseur d'air dans le système épurateur d'air de la présente invention. Après passage dans le dispositif épurateur, les fumées épurées peuvent enfin être évacuées dans l'atmosphère.
La solution de nettoyage utilisée pour couvrir les perforations de la membrane filtrante peut simplement être de l'eau, afin d'absorber la poussière, ou une solution chimique capable de réagir avec un gaz nocif contenu dans les fumées évacuées, afin d'éliminer le risque d'une pollution de l'air par celui-ci. La solution de nettoyage peut être de l'eau de chaux par exemple, laquelle est capable d'éliminer un sulfure gazeux nocif tel que le
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S02. Le CaS0 qui en résulte, récupéré dans le bac de récupération 51, peut être réutilisé comme matière première dans la production de plâtre de Paris.
A la figure 4, laquelle montre un système épurateur d'air comportant deux unités de la forme de réalisation préférentielle représentée à la figure 2 reliées à un conduit d'évacuation, la première unité peut être employée pour éliminer la poussière uniquement. Dans cette application de l'invention, la solution de nettoyage répandue sur la membrane filtrante 33 est de l'eau. La seconde unité peut être employée pour éliminer un gaz nocif tel que le SO et la solution de nettoyage répandue sur la membrane filtrante 33 peut être une solution chimique correspondante, telle que de l'eau de chaux.
Le système décrit ci-avant représente un simple exemple montrant que le système épurateur d'air peut, en fonction des besoins réels de l'utilisateur, comprendre deux unités au moins de la forme de réalisation représentée à la figure 2, chacune de celles-ci étant prévue pour agir sur un polluant particulier à éliminer des fumées provenant de l'usine ou de la machine.
La membrane filtrante 33 peut être nettoyée simplement sous l'effet de l'écoulement continu de la solution de nettoyage sur celle-ci. En ce qui concerne le nettoyage complet du système suivant la présente invention, chacun des éléments filtrants 30 peut être retiré séparément du châssis support 20 en ouvrant la coiffe 23 correspondante et être ensuite lavé. Etant donné que chacun des éléments filtrants 30 du système suivant la présente invention est indépendant, le fonctionnement normal du dispositif épurateur d'air ne doit pas être interrompu durant les opérations de nettoyage ou d'entretien de celui-ci. Le présent dispositif épurateur d'air peut encore être couplé à un dispositif agitateur, de sorte que le nettoyage de l'élément fitrant 30 peut être réalisé par agitation.
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Le nombre d'éléments filtrants 30 et de couches de la membrane filtrante 33 est variable en fonction des besoins réels de l'utilisateur. De plus, la surface de la membrane filtrante 33 peut être augmentée si nécessaire.
Une seconde forme de réalisation de la présente invention est représentée aux figures 5 et 6. Celle-ci comporte un châssis support 60 au moins, une pluralité de membranes filtrantes 70 présentant une pluralité de couches de membranes 71, un moyen d'alimentation en liquide 80 comportant un tube d'alimentation 81 présentant plusieurs orifices de pulvérisation 82 orientés vers les couches de membranes 71 et un moyen de récupération du liquide 90.
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Air purifier.
The present invention relates to an air purifying device and in particular a device intended to be installed in an exhaust duct with a view to eliminating the particles and unwanted gases contained in the fumes exhausted by said exhaust duct.
As human beings are more and more concerned with the quality of their environment, it becomes increasingly important to eliminate the dust and harmful gases contained in the fumes evacuated by factories and machines, in order to limit air pollution in many industrialized countries. In general, industrial smoke exhausted from factory chimneys is the main source of air pollution. The fumes released usually contain a significant amount of dust and gases which can destroy the natural atmospheric balance and be harmful to human health.
In order to eliminate the pollutants contained in such fumes, there is a type of air purifying device, the structure of which is shown in FIG. 1. The device according to the state of the prior art essentially comprises a tank 11 intended to eliminate dust and a tank 12 provided to eliminate harmful gases.
This device operates as follows: the smoke from the chimney enters the tank 11 through an intake duct 13
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and are sprayed by means of a water spraying device 14 provided in said tank 11, so that the dust is eliminated therefrom by absorption by the water droplets precipitated down;
the rest of the fumes then enters the tank 12 via a conduit 15 and is sprayed by means of a mixture spraying device 16 provided in said tank 12, the sprayed mixture being intended to act on a specific chemical compound present in the fumes, for example lime water (calcium carbonate), which is capable of reacting with and eliminating a harmful gaseous sulphide present in the fumes, while the derivative product, for example CaSO can be recovered as raw material in view of a use in the production of plaster of Paris. The purified fumes are then discharged into the atmosphere through an outlet pipe 17.
Since the water droplets and the chemical mixture diffused downwards cannot come into contact with all of the fumes from the chimney, it is however difficult to completely eliminate the dust and the harmful gases contained in said fumes using this type of device. In addition, during the cleaning and / or maintenance operations of the device according to this invention, it is necessary to interrupt the operation thereof.
The object of the present invention is therefore to provide an air purifying device capable of effectively removing all the pollutants contained in the fumes discharged by factories or machines.
Another object of the present invention is to provide an air purifying device which can operate without interruption during the cleaning or maintenance operations carried out on it.
To this end, the present invention provides a purifier device
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of air intended to be installed in an exhaust duct, with a view to effectively removing the dust and the harmful gases contained in the fumes exhausted by said exhaust duct, so as to avoid air pollution.
The device according to the invention substantially comprises a support frame, which comprises a first side wall having an inlet adapted to receive the fumes and a second side wall having an outlet intended to expel the purified fumes; at least one filter element removably inserted between said side walls and having a plurality of perforations of suitable dimensions made therein; means for supplying a selected cleaning liquid allowing said liquid to flow along the filter element and to cover the perforations thereof, so that a film of liquid is usefully formed on said filter element when the cleaning liquid flows thereon;
and means for recovering said cleaning liquid flowing over said filter element.
The filter element preferably comprises a hollow filter frame and a filter membrane having perforations of suitable dimensions made therein. More preferably, the filter membrane consists of a plurality of layers of membranes.
The supply means preferably comprises a first supply element at least intended to supply the filter element with water. More preferably, the supply means comprises a second supply element at least intended to supply the filter element with a particular chemical solution, said chemical solution being capable of reacting with a harmful gas present in the fumes, so to eliminate the risk of pollution of the environment by it.
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In addition, according to actual needs, the exhaust duct can be equipped with a plurality of devices according to the present invention, each of these being designed to act on a particular pollutant present in the fumes, so as to maximize the purification efficiency of these.
The characteristics and advantages of the present invention will be better understood with the aid of the detailed description below, with reference to the drawing. It is illustrated there: FIG. 1: a schematic view showing the process for purifying an air purifying device according to the state of the prior art; Figure 2: a schematic view showing a preferred embodiment of the device according to the present invention; Figure 3: a schematic view from above of the preferred embodiment shown in Figure 2; Figure 4: a schematic view showing an air cleaning system comprising two air cleaning devices of the preferred embodiment shown in Figure 2, connected to an exhaust duct;
Figure 4A: a liquid film formed on part of the perforations provided in the filter element of the preferred embodiment shown in Figure 2; Figure 5: a schematic side view showing a second embodiment of the purifying device according to the present invention; and Figure 6: a schematic front view of the second embodiment of the purifier device shown in Figure 5.
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Reference is now made to Figures 2 and 3 showing a preferred embodiment of the air cleaning device according to the present invention, which substantially comprises a support frame 20, a plurality of filter elements 30, a means for supplying liquid 40 and a means for recovering liquid 50.
The support frame 20 has substantially the shape of a rectangular hollow body comprising a first side wall having an inlet adapted to receive the fumes and a second side wall opposite the first side wall, intended to expel the purified fumes. The rectangular hollow body also has two opposite side walls provided parallel to the direction of flow of the fumes, each of said walls having a plurality of longitudinal ribs 21 disposed on the interior surface thereof. The filter element 30 is removably inserted between the opposite grooves 22 defined by the corresponding opposite longitudinal ribs 21 and oriented in a direction transverse to the flow of smoke.
The support frame 20 further comprises a plurality of caps 23 intended to cover the upper ends of the filter elements 30 inserted therein.
The filter element 30 comprises a rectangular hollow filter frame 31 adapted to be inserted into the opposite grooves 22 and a filter membrane 33 having perforations of suitable dimensions made therein. The filter frame 31 is provided with grooves 32 and rods 34 intended to fix the filtering membrane 33 thereon. The filter membrane 33 preferably consists of a plurality of layers of membranes.
The liquid supply means 40 is installed at the upper part of the support frame 20 alternating with the filter element 30 and comprises a supply tube 41
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having a row of spray orifices 42 directed towards said filter element 30.
The liquid recovery means 50 is installed at the bottom of the support frame 20 and comprises a recovery tank 51 for the cleaning solution, which is sprayed by the liquid supply means 40 and flows along the filter membrane 33. The lower part of the support frame 20 and of the filter element 30 is immersed in the liquid retained in the recovery tank 51.
When the device represented in FIG. 2 is put into operation, the liquid supply means 40 drives a jet of a particular cleaning solution through the spray orifices 42, in the direction of the filter element 30, so that said cleaning solution covers the perforations 331 of the filtering membrane 33. A film of filtering liquid 332, resulting from the tension of the liquid, is then usefully formed on the filtering membrane 33, as illustrated in FIG. 4A. The liquid film retains and absorbs the dust and / or harmful gases contained in the fumes passing through the film. The droplets falling from the filter membrane 33 and containing the absorbed pollutants are then recovered in the recovery tank 51.
The progression of the fumes can be effectively improved by installing an air compressor in the air cleaning system of the present invention. After passing through the purifying device, the purified fumes can finally be discharged into the atmosphere.
The cleaning solution used to cover the perforations of the filter membrane may simply be water, in order to absorb the dust, or a chemical solution capable of reacting with a harmful gas contained in the exhaust fumes, in order to eliminate the risk of air pollution by it. The cleaning solution can be lime water, for example, which is capable of removing harmful gaseous sulfide such as
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S02. The resulting CaS0, recovered in the recovery tank 51, can be reused as a raw material in the production of plaster of Paris.
In FIG. 4, which shows an air cleaning system comprising two units of the preferred embodiment shown in FIG. 2 connected to a discharge duct, the first unit can be used to remove dust only. In this application of the invention, the cleaning solution spread over the filter membrane 33 is water. The second unit can be used to remove a harmful gas such as SO and the cleaning solution spilled on the filter membrane 33 can be a corresponding chemical solution, such as lime water.
The system described above represents a simple example showing that the air cleaning system can, depending on the real needs of the user, include at least two units of the embodiment shown in FIG. 2, each of these. ci being designed to act on a particular pollutant to eliminate fumes from the factory or machine.
The filter membrane 33 can be cleaned simply by the effect of the continuous flow of the cleaning solution thereon. As regards the complete cleaning of the system according to the present invention, each of the filter elements 30 can be removed separately from the support frame 20 by opening the corresponding cover 23 and then be washed. Since each of the filter elements 30 of the system according to the present invention is independent, the normal operation of the air purifying device must not be interrupted during the cleaning or maintenance operations thereof. The present air purifying device can also be coupled to an agitating device, so that the cleaning of the fitting element 30 can be carried out by agitation.
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The number of filter elements 30 and layers of the filter membrane 33 is variable according to the real needs of the user. In addition, the surface of the filter membrane 33 can be increased if necessary.
A second embodiment of the present invention is shown in Figures 5 and 6. This comprises a support frame 60 at least, a plurality of filter membranes 70 having a plurality of layers of membranes 71, a liquid supply means 80 comprising a supply tube 81 having several spray orifices 82 oriented towards the layers of membranes 71 and a means for recovering the liquid 90.