IT201800006259A1 - Air filtration system, especially for urban areas. - Google Patents
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Description
IMPIANTO DI FILTRAZIONE ARIA, IN PARTICOLARE PER AREE AIR FILTRATION SYSTEM, IN PARTICULAR BY AREAS
URBANE URBAN
La presente invenzione riguarda un impianto di filtrazione aria, in particolare per aree urbane. The present invention relates to an air filtration system, in particular for urban areas.
Più dettagliatamente l’invenzione riguarda un sistema innovativo di filtrazione aria per la rimozione degli inquinanti, di piccole dimensioni, da installare nei contesti urbani, ad esempio in prossimità di marciapiedi, parcheggi, gallerie, semafori o vie trafficate. More specifically, the invention concerns an innovative air filtration system for the removal of pollutants, of small dimensions, to be installed in urban contexts, for example near sidewalks, parking lots, tunnels, traffic lights or busy streets.
È noto che l’inquinamento atmosferico non solo è una delle principali cause del cambiamento climatico, ma costituisce anche uno dei principali fattori di rischio per la salute umana. It is known that air pollution is not only one of the main causes of climate change, but also one of the main risk factors for human health.
Sono stati sviluppati diversi dispositivi per purificare l’aria in aree urbane, come ad esempio il dispositivo descritto nella domanda di brevetto cinese CN 102641638 A, che descrive un impianto di filtrazione aria urbana in larga scala. Il citato impianto di filtrazione comprende un sistema di filtrazione con doccia e ricircolo del liquido filtrante, almeno due tubi di entrata con ingresso disposto ad un’altezza compresa tra 25m e 50m, e un tubo in uscita ad un’altezza tra 5m e 20m, aventi un diametro tra 3m e 10m. Le dimensioni di un impianto di filtrazione così descritto, tuttavia, renderebbero difficoltose l’installazione e la manutenzione dell’impianto stesso, e avrebbero inoltre un alto impatto economico, nonché un impatto potenzialmente negativo sul paesaggio urbano. Several devices have been developed to purify the air in urban areas, such as the device described in Chinese patent application CN 102641638 A, which describes a large-scale urban air filtration system. The aforementioned filtration system includes a filtration system with shower and recirculation of the filtering liquid, at least two inlet pipes with inlet placed at a height between 25m and 50m, and an outlet pipe at a height between 5m and 20m, having a diameter between 3m and 10m. The size of a filtration system described in this way, however, would make installation and maintenance of the system difficult, and would also have a high economic impact, as well as a potentially negative impact on the urban landscape.
Alla luce di quanto sopra, appare evidente la necessità di poter disporre di un dispositivo adatto ad una installazione urbana, che riesca ad abbattere il livello degli inquinanti presenti nell’aria esterna, laddove questi vengono rilasciati e/o dove sono presenti in maggiori concentrazioni, in particolare nelle zone urbane più trafficate, e che sia di facile installazione e di dimensioni tali da non interferire con potenziali vincoli paesaggistici. In light of the above, it is clear the need to have a device suitable for an urban installation, which is able to reduce the level of pollutants present in the outdoor air, where these are released and / or where they are present in greater concentrations, in particular in the busiest urban areas, and that it is easy to install and of such dimensions as not to interfere with potential landscape constraints.
In questo contesto viene ad inserirsi la soluzione secondo la presente invenzione, che si propone di fornire un impianto di filtrazione d’aria, di piccole dimensioni atto ad essere posto nelle aree metropolitane, come ad esempio vie, piazze, parcheggi, gallerie e stazioni semaforiche. In particolare, la soluzione secondo la presente invenzione si propone di rimuovere polveri di granulometria da media a micrometrica e di rimuovere altri inquinanti. In this context, the solution according to the present invention is inserted, which proposes to provide an air filtration system, of small dimensions suitable to be placed in metropolitan areas, such as streets, squares, car parks, tunnels and traffic light stations. . In particular, the solution according to the present invention is proposed to remove powders of medium to micrometric particle size and to remove other pollutants.
Una delle peculiarità di tale impianto è la sua modularità o personalizzazione per determinarne il grado di efficienza ed efficacia, in termini di resa di abbattimento degli inquinanti, per ogni postazione d’installazione a seguito di analisi dell’aria, in modo da stabilire tutti gli elementi inquinanti in maniera corretta e secondo relative analisi. One of the peculiarities of this system is its modularity or customization to determine the degree of efficiency and effectiveness, in terms of pollutant abatement yield, for each installation location following air analysis, in order to establish all the polluting elements correctly and according to relative analyzes.
Questi ed altri risultati sono ottenuti secondo la presente invenzione proponendo un impianto di purificazione dell’aria urbana, in cui è prevista almeno una fase di filtraggio ad acqua comprendente nebulizzatori posti superiormente al flusso d’aria e almeno un sistema a cascata a velo d’acqua, e almeno una fase di separazione liquido-gas. In particolare, la cascata a velo d’acqua viene utilizzata, in aggiunta ai nebulizzatori, come ulteriore efficace sistema di intercettazione e abbattimento degli elementi inquinanti in particelle d’acqua, permettendo di ridurre sostanzialmente le dimensioni dell’impianto di filtrazione. These and other results are obtained according to the present invention by proposing an urban air purification plant, in which at least one water filtering step is provided, comprising nebulizers placed above the air flow and at least one cascade system with a veil of water. water, and at least one liquid-gas separation step. In particular, the water veil cascade is used, in addition to the nebulizers, as a further effective system of interception and abatement of the polluting elements in water particles, allowing to substantially reduce the size of the filtration system.
In base al grado di efficienza che si vuole ottenere, tale sistema può comprendere ulteriormente dei filtri a secco o ai carboni attivi posti a monte e/o a valle del sistema di filtraggio ad acqua. According to the degree of efficiency to be obtained, this system can further comprise dry filters or activated carbon filters placed upstream and / or downstream of the water filtering system.
Scopo della presente invenzione è quindi quello di fornire una soluzione che permetta di purificare l’aria esterna in ambienti urbani con un dispositivo avente almeno una sezione filtrante ad acqua a circuito chiuso, al fine di poter essere installato in strada, in particolare in aree trafficate e/o pedonali, avere un ingombro ridotto e una facile manutenzione. The aim of the present invention is therefore to provide a solution that allows to purify the outdoor air in urban environments with a device having at least one closed-circuit water filtering section, in order to be installed on the street, in particular in busy areas. and / or pedestrian, have a small footprint and easy maintenance.
Ulteriore scopo dell’invenzione è che detto impianto possa essere realizzato con costi sostanzialmente contenuti, sia per quanto riguarda i costi di produzione che per quanto concerne i costi di gestione e manutenzione. A further purpose of the invention is that said plant can be built with substantially low costs, both in terms of production costs and in terms of management and maintenance costs.
Non ultimo scopo dell’invenzione è quello di realizzare un dispositivo che sia sostanzialmente semplice, sicuro ed affidabile. Not the least object of the invention is to provide a device that is substantially simple, safe and reliable.
Forma pertanto oggetto specifico della presente invenzione un impianto urbano di filtrazione di aria, comprendente una sezione di aspirazione dell’aria esterna, almeno una sezione filtrante ad acqua, una unità aspirante e una sezione di uscita con almeno un tubo di uscita; detta unità aspirante essendo atta a generare un flusso d’aria all’interno di detta sezione filtrante ad acqua, e detta sezione di uscita essendo atta a reimmettere il flusso d’aria in atmosfera ed essendo posta a valle di detta unità aspirante; detto impianto di filtrazione è caratterizzato dal fatto che detta sezione filtrante ad acqua è connessa ad almeno una sezione di separazione liquido-gas, posta a valle di detta sezione filtrante ad acqua e a monte di detta unità aspirante con riferimento alla direzione del flusso d’aria, e detta sezione filtrante ad acqua comprende una porzione di ingresso, una porzione di uscita, una porzione superiore, una porzione inferiore e due pareti laterali, degli elementi nebulizzanti posti superiormente a detto flusso d’aria, almeno un sistema per cascata d’acqua posto in prossimità di detta porzione di uscita, una vasca posta inferiormente a detto flusso d’aria, a detti elementi nebulizzanti e a detto sistema per cascata d’acqua, una pompa connessa idraulicamente a detta vasca, un filtro di depurazione dell’acqua posto all’interno della vasca in corrispondenza dell’alimentazione di detta pompa e accessibile dall’esterno, e tubi connessi alla mandata della pompa; detta pompa essendo atta ad aspirare l’acqua da detta vasca ed essendo connessa idraulicamente a detti elementi nebulizzanti e a detto sistema per cascata d’acqua attraverso detti tubi; detta sezione di separazione liquido-gas essendo atta a ricevere il flusso d’aria in uscita da detto sistema per cascata d’acqua, ed essendo posizionata superiormente alla vasca d’acqua. Therefore, the specific object of the present invention is an urban air filtration system, comprising an external air intake section, at least a water filtering section, a suction unit and an outlet section with at least one outlet pipe; said suction unit being able to generate an air flow inside said water filtering section, and said outlet section being able to reintroduce the air flow into the atmosphere and being placed downstream of said suction unit; said filtration plant is characterized in that said water filtering section is connected to at least one liquid-gas separation section, located downstream of said water filtering section and upstream of said suction unit with reference to the direction of the air flow , and said water filtering section comprises an inlet portion, an outlet portion, an upper portion, a lower portion and two side walls, of the nebulizing elements located above said air flow, at least one system for water cascade placed near said outlet portion, a tank located below said air flow, said nebulizing elements and said water cascade system, a pump hydraulically connected to said tank, a water purification filter placed inside interior of the tank in correspondence with the feeding of said pump and accessible from the outside, and pipes connected to the pump delivery; said pump being able to suck the water from said tank and being hydraulically connected to said nebulizing elements and to said system for cascading water through said pipes; said liquid-gas separation section being able to receive the air flow out of said water cascade system, and being positioned above the water tank.
Preferibilmente, secondo l’invenzione, è presente una sezione di aspirazione dell’aria esterna comprendente almeno un tubo di aspirazione posto a monte di detta sezione filtrante ad acqua e comprendente bocchette laterali atte a veicolare l’aria esterna da filtrare verso detto impianto urbano di filtrazione di aria. Preferably, according to the invention, there is an external air intake section comprising at least one intake pipe placed upstream of said water filtering section and comprising side vents suitable for conveying the external air to be filtered towards said urban system. air filtration.
Inoltre, sempre secondo l’invenzione, l’acqua della sezione filtrante ad acqua può comprendere almeno un additivo legante i composti inquinanti. Furthermore, again according to the invention, the water of the water filtering section can include at least one additive which binds the polluting compounds.
In particolare, ancora secondo la presente invenzione, la sezione filtrante ad acqua può essere connessa con almeno una sezione filtrante a secco, comprendente filtri a secco, posta a monte della sezione filtrante ad acqua. In particular, still according to the present invention, the water filtering section can be connected to at least one dry filtering section, comprising dry filters, placed upstream of the water filtering section.
Preferibilmente, secondo l’invenzione, detta sezione di separazione liquido-gas può comprendere almeno un sistema Venturi e/o almeno un filtro “water stop”, detto filtro “water stop” essendo posto preferibilmente a valle del sistema Venturi quando presenti entrambi. Preferably, according to the invention, said liquid-gas separation section can comprise at least one Venturi system and / or at least one "water stop" filter, said "water stop" filter being preferably placed downstream of the Venturi system when both are present.
Ancora secondo l’invenzione è presente una sezione filtrante a secco (22), posta tra la sezione di separazione liquido-gas (17) e l’unità aspirante (10) e comprendente almeno un filtro d’aria a secco, in cui dettoalmeno un filtro a secco è preferibilmente un filtro a carboni attivi Still according to the invention there is a dry filtering section (22), placed between the liquid-gas separation section (17) and the suction unit (10) and comprising at least one dry air filter, in which said at least a dry filter is preferably an activated carbon filter
La presente invenzione verrà ora descritta, a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo una sua forma preferita di realizzazione, con particolare riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui: The present invention will now be described, for illustrative but not limitative purposes, according to a preferred embodiment thereof, with particular reference to the figures of the attached drawings, in which:
- la figura 1 mostra una vista prospettica di una forma di realizzazione dell’impianto di filtrazione secondo la presente invenzione, - Figure 1 shows a perspective view of an embodiment of the filtration system according to the present invention,
- la figura 2 mostra una vista prospettica della sezione filtrante ad acqua, della sezione di separazione liquido-gas, dell’unità aspirante e delle sezioni filtranti a secco dell’impianto di filtrazione della figura 1, esplosa in due sezioni A e B, - Figure 2 shows a perspective view of the water filter section, the liquid-gas separation section, the suction unit and the dry filter sections of the filtration system in Figure 1, exploded in two sections A and B,
- la figura 3 mostra un ingrandimento della sezione A rappresentata in figura 2, e - figure 3 shows an enlargement of the section A represented in figure 2, and
- la figura 4 mostra un ingrandimento della sezione B rappresentata in figura 2. - figure 4 shows an enlargement of the section B represented in figure 2.
Facendo riferimento alle figure 1-4, gli elementi che caratterizzano l’impianto di filtrazione d’aria 1 da installare in un contesto urbano comprendono: una sezione filtrante ad acqua 4, una unità aspirante 10, ad esempio una turbina, un motore a chiocciola o girante, e una sezione di uscita con tubo di uscita 5. Nella particolare forma di realizzazione proposta l’impianto di filtrazione comprende anche una sezione di aspirazione con tubo di aspirazione 2 con bocchette laterali 3; in altre forme di realizzazione la sezione di aspirazione 2 e la sezione di uscita 5 potranno comprendere più tubi, oppure la sezione di aspirazione potrà anche non essere presente. With reference to figures 1-4, the elements that characterize the air filtration plant 1 to be installed in an urban context include: a water filtering section 4, a suction unit 10, for example a turbine, a spiral motor or impeller, and an outlet section with outlet pipe 5. In the particular embodiment proposed, the filtration plant also comprises a suction section with suction pipe 2 with side outlets 3; in other embodiments the suction section 2 and the outlet section 5 may comprise several pipes, or the suction section may not even be present.
La sezione filtrante ad acqua 4 presenta una porzione d’ingresso 6, una porzione di uscita 7, una porzione superiore 8, una porzione inferiore 9 e due pareti laterali 24 e 25. Nelle figure 2-4, vengono rappresentati gli elementi interni della sezione filtrante ad acqua 4, che può essere connessa a una sezione filtrante a secco 19, per una prima intercettazione di particelle inquinanti dell’aria, mediante i filtri a secco posti a monte della sezione filtrante ad acqua 4, e in particolare, la forma di realizzazione proposta prevede tre filtri a secco, ad esempio filtri ai carboni attivi; altre forme di realizzazione potranno prevedere nessuno o un numero diverso di filtri a secco all’interno della sezione filtrante a secco 19, in base alle caratteristiche dell’aria da filtrare. Il sistema filtrante ad acqua 4 intercetta ed ingloba gli elementi inquinanti dell’aria in particelle di acqua; detta sezione filtrante ad acqua 4 comprende elementi nebulizzanti 15 a pressione posti superiormente al flusso d’aria, che ricevono il liquido trasportato in tubazioni 14 a circuito chiuso e lo trasformano in aerosol dalle gocce molto fini in pressione, le quali ricadono in una vasca d’acqua 13 posta inferiormente al flusso d’aria. La pressione viene generata da una pompa 12 che permette il ricircolo dell’acqua prelevandola dal fondo della vasca 13 per poi pomparla verso gli elementi nebulizzanti 15. Il flusso d’aria passa poi per un ulteriore sezione di abbattimento attraverso una cascata a velo d’acqua 16. The water filter section 4 has an inlet portion 6, an outlet portion 7, an upper portion 8, a lower portion 9 and two side walls 24 and 25. Figures 2-4 show the internal elements of the section water filter 4, which can be connected to a dry filter section 19, for a first interception of air polluting particles, by means of the dry filters placed upstream of the water filter section 4, and in particular, the form of proposed embodiment provides for three dry filters, for example activated carbon filters; other embodiments may include none or a different number of dry filters within the dry filter section 19, based on the characteristics of the air to be filtered. The water filter system 4 intercepts and incorporates the polluting elements of the air into water particles; said water filter section 4 comprises pressure atomizing elements 15 placed above the air flow, which receive the liquid transported in closed-circuit pipes 14 and transform it into aerosol with very fine drops under pressure, which fall into a tank of water 13 located below the air flow. The pressure is generated by a pump 12 which allows the recirculation of the water by taking it from the bottom of the tank 13 and then pumping it towards the nebulizing elements 15. The air flow then passes through a further abatement section through a veil cascade. water 16.
Vantaggiosamente, in questo modo gli elementi inquinanti ancora presenti all’interno del flusso d’aria vengono inglobati in particelle d’acqua che precipitano nella vasca 13 per caduta gravitazionale. Inoltre, grazie all’effetto sinergico degli elementi nebulizzanti 15 e il sistema a cascata d’acqua 16 si riesce a ridurre sostanzialmente le dimensioni dell’impianto di filtrazione 1. Advantageously, in this way the polluting elements still present within the air flow are incorporated into water particles that precipitate into the tank 13 by gravitational fall. Furthermore, thanks to the synergistic effect of the nebulizing elements 15 and the water cascade system 16, it is possible to substantially reduce the size of the filtration system 1.
L’acqua di detta vasca 13 può opzionalmente contenere additivi, come ad esempio dei flocculanti o dei coagulanti, atti ad agglomerare gli elementi inquinanti trasformandoli in morchie, per permettere una completa intercettazione delle particelle inquinanti, e comprende un filtro di depurazione 18, posto in corrispondenza dell’alimentazione della pompa 12, atto a depurare la stessa acqua e che è accessibile dall’esterno e può essere cambiato periodicamente. Il flusso d’aria contenente acqua passa successivamente attraverso una sezione di separazione liquido-gas 17, posta a valle di detta sezione filtrante ad acqua 4 e comprendente, nella forma di realizzazione mostrata, un sistema di tipo Venturi 20 e filtri di tipo “water stop” 21 posti a valle di detto sistema Venturi 20. In particolare, il sistema Venturi 20 è fornito di apposite sporgenze che non permettono il passaggio dell’acqua per via della forza di gravità, essendo l’acqua più pesante dell’aria e, pertanto, tendendo a ricadere nella vasca 13. Detti filtri di tipo “waterstop”, oltre a dover intercettare e catturare eventuali particelle d’acqua, facendole ricadere nella vasca 13 per impedire il passaggio d’acqua negli elementi a valle, possono anche intercettare ulteriori elementi inquinanti. Nella particolare forma di realizzazione proposta, l’aria aspirata passa infine attraverso una sezione fliltrante a secco 22, comprendente ad esempio filtri ai carboni attivi, per poi passare nell’unità aspirante 10, da cui l’aria purificata viene inviata in atmosfera, diretta verso l’alto, attraverso detta sezione di uscita con tubo d’uscita 5. The water of said tank 13 can optionally contain additives, such as flocculants or coagulants, suitable for agglomerating the polluting elements, transforming them into sludge, to allow complete interception of the polluting particles, and comprises a purification filter 18, placed in correspondence with the feed of the pump 12, adapted to purify the same water and which is accessible from the outside and can be changed periodically. The air flow containing water then passes through a liquid-gas separation section 17, located downstream of said water filtering section 4 and comprising, in the embodiment shown, a Venturi type system 20 and water filters. stop "21 located downstream of said Venturi 20 system. In particular, the Venturi 20 system is equipped with special protrusions that do not allow the passage of water due to the force of gravity, since water is heavier than air and, therefore, tending to fall back into the tank 13. Said "waterstop" filters, in addition to having to intercept and capture any water particles, making them fall back into the tank 13 to prevent the passage of water into the downstream elements, they can also intercept further polluting elements. In the particular embodiment proposed, the sucked air finally passes through a dry filtering section 22, comprising for example activated carbon filters, and then passes into the suction unit 10, from which the purified air is sent into the atmosphere, direct upwards, through said outlet section with outlet pipe 5.
L’impianto urbano di filtrazione d’aria 1, secondo la presente forma di realizzazione preferita, mostrata a titolo illustrativo, ma non limitativo, prevede una lunghezza pari a circa 1,5m, una larghezza di circa 1m e un’altezza di 0,5m, tutte le misurazioni sono riferite all’impianto urbano di filtrazione d’aria 1 esclusi i tubi in ingresso e in uscita. The urban air filtration system 1, according to the present preferred embodiment, shown for illustrative but not limiting purposes, has a length of approximately 1.5m, a width of approximately 1m and a height of 0, 5m, all measurements refer to the urban air filtration system 1 excluding the inlet and outlet pipes.
Inoltre, sempre secondo la presente forma di realizzazione preferita, mostrata a titolo illustrativo, ma non limitativo, il tubo d’aspirazione 2 misura circa 15m in lunghezza, mentre il tubo d’uscita 5 presenta una lunghezza di circa 1m. Furthermore, again according to the present preferred embodiment, shown for illustrative but not limiting purposes, the suction pipe 2 measures approximately 15m in length, while the outlet pipe 5 has a length of approximately 1m.
La presente invenzione è stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo una sua forma preferita di realizzazione, ma è da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti nel ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate. The present invention has been described by way of illustration, but not of limitation, according to a preferred embodiment thereof, but it is to be understood that variations and / or modifications may be made by those skilled in the art without thereby departing from the relative scope of protection, such as defined by the attached claims.
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| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | IT201800006259A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1169187A (en) * | 1965-10-22 | 1969-10-29 | Wallace Murray Corp | Gas Treating Apparatus |
| US3789585A (en) * | 1971-06-23 | 1974-02-05 | Peabody Engineering Corp | Apparatus for cleaning gases |
| US3898059A (en) * | 1973-05-09 | 1975-08-05 | Chester L Foster | Method and apparatus for treating polluted air along auto traffic arteries |
| GB1508135A (en) * | 1975-08-05 | 1978-04-19 | Turner Lisle Ltd | Air pollution control apparatus |
-
2018
- 2018-06-13 IT IT102018000006259A patent/IT201800006259A1/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1169187A (en) * | 1965-10-22 | 1969-10-29 | Wallace Murray Corp | Gas Treating Apparatus |
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