ITGO20100001A1 - AIR FILTRATION MODULE FOR AIR CLEANER WITH SEPARATE FILTERING CHAMBER - Google Patents
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Description
Descrizione del Breveto per Invenzione avente per titolo: Modulo di filtrazione aria per depuratore con camere filtranti separate. Description of the Patent for Invention entitled: Air filtration module for purifier with separate filter chambers.
Modulo di filtrazione aria per depuratore con camere filtranti separate. Air filtration module for purifier with separate filter chambers.
Campo di applicazione Field of application
L’invenzione riguarda un modulo di filtrazione ad altissima efficienza avente due camere di filtrazione separate da inserire in qualsiasi depuratore d’aria. The invention relates to a very high efficiency filtration module having two separate filtration chambers to be inserted in any air purifier.
Stato della tecnica State of the art
Attualmente per depurare le polveri sotili vengono utilizzati filtri ad alta efficienza. Questi filtri sono però poco efficienti nel depurare le polveri ultra sotili di dimensioni inferiori a 0,1 micron (PM 0,1), particelle talmente piccole da oltrepassare la barriera alveolare ed entrare direttamente in circolo nel sangue. Le polveri ultra sotili si concentrano negli organi interni dove diventano la principale sorgente di gravi patologie con i conseguenti elevati costi ospedalieri e di medicinali e costituiscono una fra le primarie cause di mortalità. Currently, high efficiency filters are used to purify fine dusts. However, these filters are not very efficient in purifying ultra-thin powders smaller than 0.1 micron (MW 0.1), particles so small that they cross the alveolar barrier and enter directly into the bloodstream. Ultra-thin powders are concentrated in the internal organs where they become the main source of serious pathologies with the consequent high hospital and medicinal costs and constitute one of the primary causes of mortality.
Per avere elevate filtrazioni di queste particelle killer è necessario utilizzare filtri ad altissima efficienza, quali i filtri ULPA per sale operatorie. Il loro tessuto filtrante è costituito da microfibre, estremamente compatte, con passaggi piccolissimi, per cui si intasano rapidamente se non hanno un’ottima prefiltrazione realizzata tramite un filtro ad alta efficienza posizionato prima del filtro stesso. Un filtro ad altissima efficienza ha una perdita di carico molto elevata e sommando a questa la perdita del filtro ad alta efficienza posto in serie, si ottiene una resistenza al passaggio dell’aria talmente elevata da richiedere dei ventilatori estremamente potenti, il che non è ammissibile per i piccoli usi civili. In alternativa la perdita di carico può essere ridotta utilizzando una superficie di filtrazione molto grande, anche in questo caso non proponibile commercialmente, sia per dimensioni che per costo. To have high filtration of these killer particles it is necessary to use very high efficiency filters, such as ULPA filters for operating rooms. Their filter fabric is made up of extremely compact microfibres, with very small passages, so they quickly clog up if they do not have excellent pre-filtration achieved through a high-efficiency filter positioned before the filter itself. A very high efficiency filter has a very high pressure drop and by adding to this the loss of the high efficiency filter placed in series, one obtains such a high resistance to the passage of air as to require extremely powerful fans, which is not admissible. for small civil uses. Alternatively, the pressure drop can be reduced by using a very large filtration surface, also in this case not commercially feasible, both in terms of size and cost.
Volendo trattenere polveri per almeno Γ 85% della capacità massima di accumulo, il valore di resistenza finale può aumentare fino a quattro o cinque volte quello di partenza che significa, a parità di potenza di ventilatore, una portata d’aria ridotta del 70 - 80% del valore nominale. If you want to retain dust for at least Γ 85% of the maximum accumulation capacity, the final resistance value can increase up to four or five times the starting value which means, with the same fan power, an air flow reduced by 70 - 80. % of face value.
Ma già quando la portata d’aria si riduce del 30 - 40%, si accende la spia di filtro sporco oppure vedendo il filtro annerito con diminuita espulsione d’aria il filtro viene solitamente sostituito. Un filtro sporco ha un’ottima efficienza di filtrazione dell’aria, ma ha una portata d’aria troppo bassa, con un conseguente allungamento dei tempi per filtrare tutta l’aria dell’ambiente, Inoltre il getto dell’aria si riduce talmente da non poter diffondersi in tutto l’ambiente, per cui la depurazione globale risulta comunque insufficiente. But already when the air flow is reduced by 30 - 40%, the dirty filter light comes on or when the filter is blackened with decreased air expulsion, the filter is usually replaced. A dirty filter has an excellent air filtration efficiency, but has an air flow rate that is too low, with a consequent lengthening of the times to filter all the air in the environment. not being able to spread throughout the environment, so overall purification is in any case insufficient.
Per questo motivo quindi i filtri vengono eliminati nel momento in cui iniziano ad avere la massima efficienza di filtrazione delle polveri ultra sottili e molto prima di arrivare alla loro capacità massima di accumulo polveri, con danni economici e di inquinamento dovuto al loro smaltimento. For this reason, therefore, the filters are eliminated when they begin to have the maximum filtration efficiency of ultra-fine dust and long before reaching their maximum dust accumulation capacity, with economic and pollution damage due to their disposal.
SOMMARIO SUMMARY
Lo scopo principale dell’ invenzione in oggetto è quello di risolvere i problemi prima citati mettendo a disposizione degli utilizzatori un modulo di filtrazione aria ad elevata portata d’aria, in grado di ottenere una notevole depurazione delle polveri ultra-sottili PM 0,1. The main purpose of the invention in question is to solve the aforementioned problems by providing users with an air filtration module with a high air flow rate, capable of obtaining a significant purification of ultra-fine PM 0.1 powders.
Questo ed altri scopi vengono raggiunti dal modulo di filtrazione aria in oggetto, il quale comprende una prima camera di filtrazione, almeno una seconda camera di filtrazione ed un corridoio. This and other purposes are achieved by the air filtration module in question, which comprises a first filtration chamber, at least a second filtration chamber and a corridor.
Ciascuna camera di filtrazione alloggia, in sequenza, una rete di filtrazione grossolana, un materassino sottile per la filtrazione delle polveri grosse ed un prefiltro per la filtrazione delle polveri medio-grosse. Each filtration chamber houses, in sequence, a coarse filtration net, a thin mat for the filtration of coarse powders and a pre-filter for the filtration of medium-coarse powders.
La rete di filtrazione grossolana, metallica o plastica a maglie fitte, cattura le parti più grandi come la polvere visibile, batuffoli, ecc. ecc. Questa rete, che si intasa in tempi molto brevi, è facilmente estraibile e lavabile. Il materassino per le polveri grosse è piano e di spessore non superiore ai dieci millimetri, con le fibre molto larghe per catturare solamente le polveri grossolane, in modo da prolungare la durata del filtro successivo. Il materassino può avere spessori maggiori qualora utilizzato in ambienti molto polverosi. Questo filtro può anche essere assente. Il pre-filtro per la filtrazione medio-grossa può consistere in un ulteriore materassino piano ma con maggiore densità di quello precedente oppure, preferibilmente, un filtro con materassino sottile ad elevata densità e pieghettato a dente di sega. The coarse, metal or plastic filter mesh with fine meshes, captures the larger parts such as visible dust, wads, etc. etc. This mesh, which clogs up in a very short time, is easily removable and washable. The coarse dust mat is flat and no more than ten millimeters thick, with very wide fibers to capture only coarse dust, in order to extend the life of the next filter. The mat can be thicker if used in very dusty environments. This filter can also be absent. The pre-filter for medium-coarse filtration can consist of an additional flat mat but with a greater density than the previous one or, preferably, a filter with a thin, high-density, pleated sawtooth mat.
In fondo alla prima camera di filtrazione viene posizionato un filtro ad alta efficienza per le polveri sottili, inserito in un telaio perimetrale rigido. In fondo alla seconda camera di filtrazione viene posizionato un filtro ad alta efficienza già precedentemente usato e pieno di polvere, con un passaggio d’aria molto ridotto proveniente dalla seconda camera di filtrazione. At the bottom of the first filtration chamber there is a high efficiency filter for fine dust, inserted in a rigid perimeter frame. At the bottom of the second filtration chamber is placed a previously used high efficiency filter full of dust, with a very reduced passage of air coming from the second filtration chamber.
Qualora sia utilizzata una prima camera di filtrazione ospitante il filtro ad alta efficienza nuovo e più camere di filtrazione ospitanti filtri ad alta efficienza precedentemente usati, la terza camera di filtrazione ospita il filtro precedentemente usato e pieno di polvere proveniente dalla seconda camera di filtrazione, e la quarta camera di filtrazione ospita il filtro precedentemente usato e pieno di polvere proveniente dalla terza camera di filtrazione e così via. If a first filtration chamber housing the new high-efficiency filter and more filtration chambers housing the previously used high-efficiency filters is used, the third filtration chamber houses the previously used filter filled with dust from the second filtration chamber, and the fourth filtration chamber houses the previously used filter filled with dust from the third filtration chamber and so on.
Ciascuna camera di filtrazione polveri consiste in un vano a sviluppo troncopiramidale poligonale, con sezione preferibilmente quadrangolare, avente la base maggiore completamente aperta e rivolta verso l’esterno (per inserire tutti gli elementi filtranti in sequenza) e la base minore rivolta verso l’interno del depuratore ed aperta quasi completamente tranne che per una piccola cornice perimetrale. Le due basi sono parallele. Sulla cornice perimetrale della base minore viene appoggiato il filtro ad alta efficienza nuovo od usato. Le pareti laterali di ciascuna camera di filtrazione sono lineari od a gradini per formare uno o più battenti perimetrali contro cui verranno appoggiati gli altri filtri. Each dust filtration chamber consists of a polygonal truncated pyramid-shaped compartment, preferably with a quadrangular section, having the main base completely open and facing outwards (to insert all the filtering elements in sequence) and the smaller base facing inwards of the purifier and open almost completely except for a small perimeter frame. The two bases are parallel. The new or used high efficiency filter is placed on the perimeter frame of the smaller base. The side walls of each filtration chamber are linear or stepped to form one or more perimeter leaves against which the other filters will be placed.
Per garantire la tenuta ermetica dei filtri ad alta efficienza nuovo ed usato viene utilizzata una guarnizione di gomma, gommapiuma od altro materiale comprimibile, posizionata fra il telaio rigido che circonda il filtro ad alta efficienza e la cornice perimetrale che circonda la base minore. To ensure the hermetic seal of the new and used high efficiency filters, a rubber gasket, foam rubber or other compressible material is used, positioned between the rigid frame surrounding the high efficiency filter and the perimeter frame surrounding the smaller base.
Per evitare movimenti laterali dei filtri ad alta efficienza nuovo ed usato e per fissarli meglio può essere posizionata una seconda guarnizione di tenuta, in materiale flessibile, lungo il bordo periferico del telaio rigido che circonda il filtro ad alta efficienza. To avoid lateral movements of the new and used high efficiency filters and to fix them better, a second sealing gasket, made of flexible material, can be positioned along the peripheral edge of the rigid frame that surrounds the high efficiency filter.
Anche il pre-filtro per la filtrazione medio-grossa ha una guarnizione di tenuta, in materiale flessibile, lungo la sua superficie periferica. La rete di filtrazione grossolana ed il materassino sottile per le polveri grosse sono invece privi di guarnizione e semplicemente appoggiati sul pre-filtro per la filtrazione mediogrossa. La rete di filtrazione grossolana può essere anche essere inserita nella griglia frontale di aspirazione aria. The pre-filter for medium-large filtration also has a sealing gasket, made of flexible material, along its peripheral surface. The coarse filtration net and the thin mat for coarse dusts are instead without gaskets and simply placed on the pre-filter for medium-large filtration. The coarse filtering net can also be inserted in the front air intake grille.
Le aperture presenti nelle basi minori delle camere sono in collegamento con un corridoio, che funge da collettore per tutte le camere di filtrazione. Il corridoio è delimitato da pareti laterali, almeno una delle quali è contrapposta alle basi minori delle camere di filtrazione, da due pareti di estremità e dalle comici perimetrali che circondano le basi minori delle camere II corridoio convoglia l’aria in uscita alla parte restante del depuratore mediante almeno un’apertura realizzata su una parete del corridoio o su una sua estremità. The openings in the smaller bases of the chambers are connected with a corridor, which acts as a collector for all the filtration chambers. The corridor is delimited by side walls, at least one of which is opposed to the smaller bases of the filtration chambers, by two end walls and by the perimeter walls that surround the smaller bases of the chambers.The corridor conveys the outgoing air to the remaining part of the purifier by means of at least one opening made on a corridor wall or on one of its ends.
II modulo di filtrazione in oggetto presenta i seguenti vantaggi: The filtration module in question has the following advantages:
- il filtro ad alta efficienza quando si intasa fino a ridurre notevolmente la portata dell’ aria non viene eliminato ma viene riutilizzato nella seconda camera di filtrazione come filtro ad altissima efficienza; - when the high efficiency filter becomes clogged up to significantly reduce the air flow rate, it is not eliminated but is reused in the second filtration chamber as a very high efficiency filter;
- con i due filtri in parallelo si hanno contemporaneamente due diverse efficienze di filtrazione: il filtro nuovo avrà una esigua filtrazione delle PM 0,1 ma elevate portate d’aria, mentre il filtro recuperato e pieno di polveri avrà una portata d’aria ridotta, ma ancora ottimale per filtrare le polveri ultra sottili PM 0,1 con un efficienza elevatissima; - with the two filters in parallel there are two different filtration efficiencies at the same time: the new filter will have a low PM 0.1 filtration but high air flow rates, while the recovered filter full of dust will have a reduced air flow , but still optimal for filtering ultra-fine PM 0.1 particles with very high efficiency;
- il filtro ad altissima efficienza così ottenuto consente un notevole risparmio di gestione ed una riduzione dell’inquinamento avendo meno filtri da smaltire in discarica; - the very high efficiency filter thus obtained allows significant management savings and a reduction in pollution by having fewer filters to be disposed of in landfills;
- i due filtri sono in parallelo uno a fianco dell’altro, per cui la portata d’aria è la somma delle due portate. - the two filters are parallel one next to the other, so the air flow is the sum of the two flow rates.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Quanto forma oggetto del presente brevetto è completamente chiarito in ogni sua caratteristica di rilievo dalla descrizione di una particolare forma di esecuzione, preferita ma non esclusiva, del modulo di filtrazione illustrato a titolo indicativo ma non limitativo, negli uniti disegni, in cui: The subject matter of the present patent is fully clarified in all its relevant features by the description of a particular embodiment, preferred but not exclusive, of the filtration module illustrated by way of indication but not of limitation, in the accompanying drawings, in which:
- la Figura 1 mostra una vista frontale del modulo di filtrazione privo del pannello frontale e senza filtri, con vista dei fori di uscita dell’aria dal corridoio verso il ventilatore; - Figure 1 shows a front view of the filtration module without the front panel and without filters, with a view of the air outlet holes from the corridor towards the fan;
- la Figura 2 mostra ima sezione lungo il piano A-A della Fig. 1 del modulo di filtrazione; Figure 2 shows a section along the plane A-A of Fig. 1 of the filtration module;
- la Figura 3 mostra una sezione lungo il piano B-B del modulo di filtrazione. DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI UN ESEMPIO PREFERITO DI ESECUZIONE - Figure 3 shows a section along the B-B plane of the filtration module. DETAILED DESCRIPTION OF A FAVORITE EXAMPLE OF EXECUTION
Più in particolare e facendo riferimento agli allegati disegni, il modulo di filtrazione 1 in oggetto comprende una prima camera di filtrazione 1.1 ed una seconda camera di filtrazione 1.2. Le camere di filtrazione 1.1, 1.2 sono separate fra di loro, ma vincolate da un telaio 1.3 perimetrale. More particularly and with reference to the attached drawings, the filtration module 1 in question comprises a first filtration chamber 1.1 and a second filtration chamber 1.2. The filtration chambers 1.1, 1.2 are separated from each other, but constrained by a 1.3 perimeter frame.
Ogni camera di filtrazione 1.1, 1.2 consiste in un vano a sviluppo troncopiramidale con base quadrata delimitato da quattro pareti laterali 1.4. La base maggiore è completamente aperta e rivolta verso l’esterno e la base minore è rivolta verso l’interno del depuratore ed aperta quasi completamente tranne che per una piccola cornice perimetrale 1.5. Le due basi sono parallele. Each filtration chamber 1.1, 1.2 consists of a truncated pyramid-shaped compartment with a square base delimited by four side walls 1.4. The larger base is completely open and facing outwards and the smaller base is facing the inside of the purifier and open almost completely except for a small perimeter frame 1.5. The two bases are parallel.
La zona di filtrazione polveri 1 è chiusa frontalmente da un pannello 1.6 grigliato che funge da rivestimento esterno. The dust filtration zone 1 is closed at the front by a grid panel 1.6 which acts as an external covering.
Ciascuna camera di filtrazione 1.1, 1.2 alloggia in sequenza, partendo dal telaio 1.3 perimetrale, una rete 2.1 di filtrazione grossolana, un materassino sottile 2.2 per la filtrazione delle polveri grosse ed un pre-filtro 2.3 per la filtrazione delle polveri medio-grosse. Each filtration chamber 1.1, 1.2 houses in sequence, starting from the perimeter frame 1.3, a coarse filtration mesh 2.1, a thin mat 2.2 for the filtration of coarse powders and a pre-filter 2.3 for the filtration of medium-coarse powders.
In fondo alla prima camera di filtrazione 1.1 viene posizionato un filtro 2.4 ad alta efficienza per le polveri sottili inserito in un telaio perimetrale rigido In fondo alla seconda camera di filtrazione 1.2 viene posizionato un filtro 2.5 ad alta efficienza, già precedentemente usato e proveniente dalla prima camera di filtrazione 1.1. La disposizione a tronco di piramide delle pareti laterali 1.4 permette un agevole inserimento ed estrazione dei filtri 2.4, 2.5 attraverso l’apertura costituente la base maggiore rivolta verso l’esterno del depuratore. La cornice perimetrale 1.5, molto stretta, che circonda il fondo di ciascuna camera di filtrazione 1.1, 1.2 serve da battente all’appoggio dei filtri 2.4, 2.5. At the bottom of the first filtration chamber 1.1 a high efficiency filter 2.4 is placed for fine dust inserted in a rigid perimeter frame At the bottom of the second filtration chamber 1.2 a high efficiency filter 2.5 is placed, already used previously and coming from the first filtration chamber 1.1. The truncated pyramid arrangement of the side walls 1.4 allows easy insertion and extraction of filters 2.4, 2.5 through the opening constituting the major base facing the outside of the purifier. The perimeter frame 1.5, very narrow, which surrounds the bottom of each filtration chamber 1.1, 1.2 serves as a sash to support the filters 2.4, 2.5.
Una guarnizione morbida 2.6 viene posta fra il telaio rigido che circonda ciascun filtro 2.4, 2.5 ad alta efficienza e la cornice perimetrale 1.5 che circonda la base minore di ciascuna camera di filtrazione 1.1, 1.2. La guarnizione morbida 2.6 impedisce il passaggio dell’aria esternamente al telaio rigido che circonda ciascun filtro 2.4, 2.5. Inoltre ciascun telaio rigido è circondato lungo il suo bordo periferico da una seconda guarnizione 2.7 molto soffice. Essa viene compressa mentre il filtro 2.4, 2.5 avanza verso il fondo adattandosi all’inclinazione delle pareti laterali 1.4 ed impedisce che il filtro 2.4, 2.5 si muova. Anche i pre-filtri 2.3 hanno una guarnizione perimetrale 2.8 con analoga funzione. La rete 2.1 di filtrazione grossolana ed il materassino sottile 2.2 per le polveri grosse sono invece privi di guarnizione e semplicemente appoggiati sul pre-filtro 2.3 per la filtrazione medio-grossa. A soft gasket 2.6 is placed between the rigid frame that surrounds each high efficiency filter 2.4, 2.5 and the perimeter frame 1.5 that surrounds the smaller base of each filter chamber 1.1, 1.2. The soft gasket 2.6 prevents the passage of air outside the rigid frame that surrounds each filter 2.4, 2.5. Furthermore, each rigid frame is surrounded along its peripheral edge by a second very soft gasket 2.7. It is compressed while the filter 2.4, 2.5 advances towards the bottom, adapting to the inclination of the side walls 1.4 and prevents the filter 2.4, 2.5 from moving. The 2.3 pre-filters also have a 2.8 perimeter seal with the same function. The coarse filtration mesh 2.1 and the thin mat 2.2 for coarse dusts are instead without gaskets and simply placed on the pre-filter 2.3 for medium-coarse filtration.
Le aperture presenti nelle basi minori delle camere 1.1, 1.2 sono in collegamento con un corridoio 1.7 delimitato da una parete 1.8 contrapposta alle basi minori, da due pareti laterali 1.9, 1.10, da due pareti di estremità 1.11, 1.12 e dalle comici perimetrali 1.5 che circondano le basi minori delle camere 1.1, 1.2. The openings in the minor bases of the rooms 1.1, 1.2 are connected with a corridor 1.7 delimited by a wall 1.8 opposed to the minor bases, by two side walls 1.9, 1.10, by two end walls 1.11, 1.12 and by the perimeter walls 1.5 which surround the minor bases of chambers 1.1, 1.2.
Il corridoio 1.7 funge da collettore all’aria in uscita da entrambe le camere di filtrazione 1.1, 1.2 alla restante parte del depuratore tramite due aperture 1.13, 1.14 realizzate sulla parete 1.8 e sulle sue pareti di estremità 1.11, 1.12 aperte. II modulo di filtrazione così concepito, è suscettibile di ulteriori numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo. Inoltre tutti i particolari sono sostituibili con altri tecnicamente equivalenti. Corridor 1.7 acts as a collector for the outgoing air from both filtration chambers 1.1, 1.2 to the remaining part of the purifier through two openings 1.13, 1.14 made on wall 1.8 and on its end walls 1.11, 1.12 open. The filtration module thus conceived is susceptible of numerous further modifications and variations, all falling within the scope of the inventive concept. Furthermore, all the details can be replaced with other technically equivalent ones.
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IT (1) | ITGO20100001A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1433516A2 (en) * | 2002-12-23 | 2004-06-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Air cleaning apparatus |
US20060078479A1 (en) * | 2004-10-07 | 2006-04-13 | Caterpillar Inc. | Filter assembly for an exhaust treatment device |
US20060207233A1 (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-21 | York International Corporation | Filter installation method and apparatus |
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2010
- 2010-03-23 IT IT000001A patent/ITGO20100001A1/en unknown
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