ITMI20091966A1

ITMI20091966A1 - Modulo di filtrazione elettrostatica e filtro elettrostatico bistadio modulare

Info

Publication number: ITMI20091966A1
Application number: IT001966A
Authority: IT
Inventors: Luigi Bontempi
Original assignee: Sabiana S P A
Priority date: 2009-11-11
Filing date: 2009-11-11
Publication date: 2011-05-12
Also published as: EP2322280B1; EP2322280A1

Description

DESCRIZIONE del Brevetto per Invenzione Industriale

Formano oggetto del presente trovato un modulo per la filtrazione elettrostatica dell'aria e un filtro elettrostatico, bistadio, particolarmente per apparecchiature di ricircolo dell'aria comprendente tale modulo.

E' noto che i filtri elettrostatici per la filtrazione dell'aria prevedono il passaggio di quest'ultima attraverso una zona o sezione di ionizzazione, comprendente un elettrodo ad elevato potenziale, nella quale le particelle solide in sospensione vengano appunto ionizzate, e il passaggio di dette particelle ionizzate attraverso percorsi delimitati da pareti caricate con segno opposto a quello delle particelle le quali vengono in tal modo attratte verso le pareti stesse, sulle quali si depositano stabilmente.

I detti filtri elettrostatici possono essere sostanzialmente di due tipi: quelli cosiddetti monostadio, in cui la sezione di ionizzazione e la sezione di raccolta sono riunite in una sezione unica e quelli bistadio in cui le due sezioni sono separate e poste 1'una in successione all'altra. Nell'ambito dei filtri bistadio è noto da EP 0 636 418, a nome della stessa attuale Richiedente, un filtro elettrostatico bistadio per apparecchiature di ricircolo dell'aria comprendente almeno uno stadio di ionizzazione formato da pareti parallele affacciate, al cui interno è disposto un elettrodo ad alto potenziale e almeno uno stadio di precipitazione formato da pareti parallele, a potenziale negativo rispetto a quello di ionizzazione, in cui dette celle di ionizzazione e precipitazione sono costituite da almeno un elemento catodico a "U rovesciato" le cui opposte estremità sono meccanicamente ed elettricamente solidali ad un profilato trasversale di supporto e al cui interno è previsto almeno un setto estendentesi parallelamente ai bracci esterni della "U" per la lunghezza del profilato, ma con altezza inferiore a quella dei bracci stessi e atto a cooperare con un elemento anodico a "U" ad esso contrapposto e reso meccanicamente solidale tramite elementi isolanti di supporto, essendo inoltre previsti ulteriori elementi catodici per l'espansione modulare del filtro nel senso della sua larghezza.

Sebbene funzionale, tale filtro noto presenta, tuttavia, delle limitazioni costituite dalla ridotta possibilità di incrementarne il rendimento tramite un aumento della efficienza di filtrazione (= capacità del filtro di trattenere le particelle) e della costanza di prestazioni nel tempo, senza aumentare corrispondentemente i consumi energetici. Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare un filtro bistadio, componibile a partire da un numero minimo di parti tra loro facilmente attuabili e assemblabili e con configurazione geometrica realizzabile e/o modificabile con grande facilità in relazione alle specifiche necessità delle singole applicazioni, il quale risulti di aumentata efficienza ma di ridotti consumi energetici .

Nell'ambito di detto problema il filtro dovrà inoltre essere di semplice costruzione e assemblaggio, poco oneroso, facilmente applicabile ad apparecchiature di depurazione, nonché atto a ridurre i guasti derivanti dalla manipolazione dell'elettrodo ionizzatore, ma nel contempo atto a determinare e a consentire di ottenere elevate caratteristiche di efficienza il più possibile costanti nel tempo e con ridotta manutenzione.

Detti problemi tecnici sono risolti secondo il presente trovato da un modulo per la formazione di un filtro elettrostatico bi-stadio comprendente uno stadio catodico di raccolta delle particelle e uno stadio di polarizzazione in cui detto stadio catodico comprende una coppia di elementi laterali piani, di opportuna lunghezza in senso verticale e almeno tre ulteriori elementi centrali, piani, di lunghezza inferiore rispetto alla lunghezza degli elementi laterali; elementi catodici laterali e centrali essendo tra loro paralleli e collegati a due a due in senso trasversale da coppie di ponticelli intermedi; e detto stadio anodico comprende almeno quattro setti piani di opportuna altezza in senso verticale e disposti alternati con gli elementi anodici nella direzione trasversale ; detti setti anodici essendo tra loro collegati a due a due in senso trasversale da coppie di ponticelli intermedi; elementi isolanti di supporto dei componenti degli stadi catodico e anodico; un elettrodo ad alto potenziale, esteso nella direzione longitudinale e disposto tra i due elementi catodici laterali.

Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione con riferimento ai disegni allegati , in cui si mostra:

in figura 1 : una vista in sezione trasversale schematica degli elementi fondamentali componenti un modulo filtrante secondo il presente trovato ;

in figura 2 una vista in esploso del modulo di fig.1;

in figura 3 una vista schematica in esploso di una forma preferita di attuazione dello stadio di raccolta delle particelle secondo il presente trovato ;

in figura 4 una vista schematica in esploso di una forma preferita di attuazione dei due stadi rispettivamente di polarizzazione e di deposito delle particelle ;

in figura 5 una vista prospettica del filtro di fig. 4 assemblato e

in figura 6: una sezione parziale secondo il piano di traccia VI-VI di fig. 5. Assunta per sola comodità di descrizione e senza significato limitativo una terna di riferimento con direzioni rispettivamente longitudinale X-X, trasversale Y-Y e verticale Z-Z, e indicati nel seguito per brevità con "anodici" gli elementi di potenziale maggiore e con "catodici" gli elementi di potenziale minore, nelle figg.l e 2 è illustrata la struttura di un modulo base per la formazione di un filtro bi-stadio secondo il presente trovato. Più in dettaglio il detto modulo base comprende:+)uno stadio catodico 100 formato da:

-) una coppia di elementi laterali 110 piani, di opportuna lunghezza CI in senso verticale e almeno tre ulteriori elementi centrali 120, piani, di lunghezza C2, inferiore rispetto alla lunghezza CI degli elementi laterali 110;

detti elementi laterali 110 e centrali 120 sono tra loro paralleli e collegati a due a due in senso trasversale Y-Y da ponticelli 131 di estremità e da coppie di ponticelli 132 intermedi; dette coppie intermedie determinando uno spazio 132a in senso longitudinale X-X atto all'inserimento di elementi 300 di supporto come apparirà meglio evidente nel seguito.

Si prevede inoltre che i detti ponticelli 131 di estremità siano complanari e, preferibilmente, tutti collegati tra loro in senso trasversale Y-Y da un traverso 140, ad esempio ad L come illustrato in fig.3, a sua volta collegato al potenziale minore;

+) uno stadio anodico 200 formato da:

-) almeno quattro setti 210 piani di opportuna altezza in senso verticale Z-Z e disposti alternati con gli elementi 120 anodici nella direzione trasversale Y-Y;

i setti anodici 210 sono a loro volta tra loro collegati a due a due in senso trasversale Y-Y da coppie di ponticelli 232 intermedi atti a determinare uno spazio 232a in senso longitudinale tale da consentire 1<1>inserimento dei detti mezzi di supporto 300;

-) un elettrodo 400, ad alto potenziale, esteso nella direzione longitudinale X-X, disposto all'interno del modulo base e atto a determinare la carica positiva degli elementi anodici 220;

+) elementi di supporto 300 sostanzialmente formati da una serpentina in materiale isolante, atta a contenere e supportare i vari elementi piani anodici 110,120 e catodici 210: la serpentina presenta punte 301 contrapposte nella direzione verticale Z-Z, per lo stabile inserimento con interferenza nelle dette sedi 132a,232a determinate dai ponticelli trasversali intermedi catodici 132 e anodici 232.

Una volta accoppiato lo stadio catodico 100 e lo stadio anodico 200 tramite i supporti isolanti 300, il modulo base è formato e geometricamente stabile per l'utilizzo.

Secondo un forma preferita di attuazione del modulo base per filtro elettrostatico modulare si prevede inoltre che: detto R il raggio di un cilindro C virtuale, con asse longitudinale coincidente con l'elettrodo 400 di polarizzazione, si abbia che:

+) gli elementi catodici 110 laterali risultino tangenti alla superficie laterale del cilindro C; ) l'estremità libera dei setti 120 catodici sia tangente alla superficie laterale del cilindro C. Si prevede inoltre che, fissato il raggio R come sopra descritto, le distanze relative tra i vari elementi del modulo siano:

DI = la distanza secondo la direzione verticale Z-Z tra l'estremità dei setti catodici 210 e l'elettrodo 400; detta distanza DI essendo compresa tra 0,33R e 0,57R, preferibilmente tra 0,4IR e 0,49R;

D2 = la distanza secondo la direzione verticale Z-Z tra l'estremità inferiore dell'elemento catodico 120 centrale e l'estremità inferiore degli elementi anodici 210; detta distanza D2 essendo -compresa tra 0,40R e 0,60R, preferibilmente tra 0,49R e 0,54R;

D3 = la distanza secondo la direzione trasversale Y-Y tra gli elementi verticali 210 anodici e i setti 120 catodici; la distanza D3 risultando compresa tra 041R e 0,57R, preferibilmente tra 0,48R e 0,56R;

Come illustrato nelle figg. da 3 a 6 con il modulo base per filtro elettrostatico secondo il trovato, è possibile attuare un filtro modulare bi-stadio comprendente :

+)uno stadio 2000 di ionizzazione formato da un telaio 2010 in materiale isolante al cui interno è disposto l'elettrodo 400 formato da un filo continuo esteso nella direzione longitudinale X-X in modo da disporsi con tratti paralleli ad interasse costante pari a 2R nella direzione trasversale Y-Y;

+)uno stadio 1000 di raccolta delle particelle ionizzate formato da una pluralità di moduli base estesi secondo necessità nella direzione longitudinale X-X e tra loro affiancati nella direzione trasversale Y-Y.

Preferibilmente i moduli base sono resi tra loro solidali da una coppia di traversi ad L 140 di collegamento al potenziale inferiore e inseriti in testate 1010, isolanti, atte al collegamento e aggancio al telaio 2010 dello stadio di polarizzazione 1000.

Dette testate presentano apposite sedi 1010a di guida, atte all'inserimento nella direzione longitudinale X-X delle estremità dei setti anodici 110 e catodici 210 al fine di ottenere il corretto interasse in senso trasversale.

Secondo una forma di attuazione preferita, detti elementi catodici 210 e anodici 110 vengono assemblati tra loro singolarmente al fine di formare moduli elettricamente isolati in modo che l'eventuale malfunzionamento o cortocircuitazione di uno dei moduli, non alteri il campo elettrico dell'intero filtro, pregiudicandone il funzionamento complessivo.

E' stato sperimentalmente verificato che il modulo di filtrazione e il filtro modulare secondo il presente trovato consentono di ottenere elevata efficienza ed affidabilità con ridotti consumi energetici, nonché elevata affidabilità e facilità di manutenzione per le normali operazioni di pulizia .

Come illustrato in fig.5 si prevede inoltre che gli elementi catodici laterali di estremità in senso trasversale Y-Y siano realizzati tramite elementi 1110 piegati a "Z" al fine di predisporre i piani di appoggio per i traversi 140 di collegamento elettrico al potenziale inferiore e al telaio 2010 dello stadio di polarizzazione.

Si prevede inoltre che detti elementi catodici e anodici siano preferibilmente ottenuti per piegatura di lamierini al fine di contenere la necessità di speciali attrezzaggi per le lavorazioni meccaniche, e quindi un contenimento dei costi di produzione

Benché descritta nel contesto di alcune forme di realizzazione e di alcuni esempi preferiti di attuazione dell'invenzione si intende che l'ambito di protezione del presente brevetto sia determinato solo dalle rivendicazioni che seguono.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Modulo per la formazione di un filtro elettrostatico bi-stadio comprendente uno stadio catodico (100) di raccolta delle particelle e uno stadio (200) di polarizzazione caratterizzato dal fatto che detto stadio catodico (100) comprende -) una coppia di elementi laterali (110) piani, di opportuna lunghezza (Cl) in senso verticale e almeno tre ulteriori elementi centrali (120), piani, di lunghezza (C2) inferiore rispetto alla lunghezza degli elementi laterali (110); -) elementi catodici laterali (110) e centrali (120) essendo tra loro paralleli e collegati a due a due in senso trasversale (Y-Y) da coppie di ponticelli (132) intermedi; e detto stadio anodico (200) comprende: -) almeno quattro setti (210) piani di opportuna altezza in senso verticale (Z-Z) e disposti alternati con gli elementi (120) anodici nella direzione trasversale (Y-Y); -) i setti anodici (210) essendo tra loro collegati a due a due in senso trasversale (Y-Y) da coppie di ponticelli intermedi (232); -) elementi (300) isolanti di supporto dei componenti (110,210) degli stadi catodico (100) e anodico (200); -) un elettrodo (400), ad alto potenziale, esteso nella direzione longitudinale (X-X) e disposto tra i due elementi catodici (110) laterali.
2. Modulo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che dette coppie intermedie di ponticelli (132,232) determinano uno spazio (132a,232a) in senso longitudinale (X-X) atto all'inserimento di elementi (300) di supporto.
3. Modulo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti elementi catodici laterali (110) e centrali (120) sono collegati da ponticelli (131) di testa.
4. Modulo secondo rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che detti ponticelli (131) di testa sono complanari e tutti collegati tra loro in senso trasversale (Y-Y) da un traverso (140) collegato al potenziale minore.
5 . Modulo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che gli elementi catodici (110) laterali sono tangenti alla superficie laterale di un cilindro (C) virtuale di raggio R e con asse longitudinale coincidente con l'elettrodo (400) di polarizzazione .
6. Modulo secondo rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che l'estremità libera del setto (120) catodico centrale è tangente alla superficie laterale del detto cilindro (C).
7. Modulo secondo rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che la distanza DI secondo la direzione verticale (Z-Z) tra l'estremità dei setti anodici (210) e l'elettrodo (400) è compresa tra 0,33R e 0,57R.
8. Modulo secondo rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che detta distanza DI è preferibilmente compresa tra 0,4IR e 0,49R.
9. Modulo secondo rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto la distanza D2 secondo la direzione verticale (Z-Z) tra l'estremità inferiore dell'elemento catodico (120) centrale e l'estremità inferiore degli elementi catodici (210) è compresa tra 0,40R e 0,60R.
10. Modulo secondo rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto che detta distanza D2 è preferibilmente compresa tra 0,49R e 0,54R.
11. Modulo secondo rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che la distanza D3 secondo la direzione trasversale (Y-Y) tra gli elementi verticali (110) anodici e i setti (120) catodici è compresa tra 04IR e 0,57R.
12. Modulo secondo rivendicazione 11 caratterizzato dal fatto che detta distanza D3 è preferibilmente compresa tra 0,48R e 0,56R.
13 . Modulo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti elementi di supporto (300) sono formati da una serpentina in materiale isolante, la quale presenta punte (301) contrapposte nella direzione verticale (Z-Z), per l'inserimento con interferenza nelle dette sedi (132a,232a) determinate dalle coppie di ponticelli trasversali catodici (132) e anodici (232).
14. Modulo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti elementi catodici e anodici sono ottenuti per piegatura.
15 . Filtro elettrostatico modulare bi-stadio comprendente uno stadio (2000) di ionizzazione e uno stadio (1000) di raccolta delle particelle ionizzate, caratterizzato dal fatto che comprende almeno un modulo di filtrazione elettrostatica secondo rivendicazione 1.
16 . Filtro secondo rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che lo stadio (2000) di ionizzazione è formato da un telaio (2010) in materiale isolante al cui interno è disposto l'elettrodo (400) di polarizzazione e lo stadio (1000) di raccolta delle particelle ionizzate è formato da una pluralità di moduli estesi secondo necessità nella direzione longitudinale (X-X) e tra loro affiancati nella direzione trasversale (Y-Y).
17. Filtro secondo rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che detto elettrodo di polarizzazione è formato da un filo continuo (400) esteso nella direzione longitudinale (X-X) in modo da disporsi con tratti paralleli ad interasse costante pari a 2R nella direzione trasversale (Y-Y).
18. Filtro secondo rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che gli elementi catodici (110,120) dei moduli base sono resi tra loro solidali da una coppia di traversi (140) di collegamento al potenziale inferiore
19. Filtro secondo rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che presenta testate (1010), isolanti, atte al collegamento e aggancio relativo tra il telaio (2010) dello stadio di ionizzazione (2000) e lo stadio di raccolta (1000).
20 . Filtro secondo rivendicazione 19 caratterizzato dal fatto che dette testate (1010) presentano sedi (1010a) di guida, atte all'inserimento delle estremità dei setti anodici (110) e catodici (210).
21. Filtro secondo rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che detti elementi catodici (210) e anodici (110) sono assemblati tra loro singolarmente formando moduli elettricamente isolati.
22 . Filtro secondo rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che gli elementi catodici laterali di estremità in senso trasversale (Y-Y) sono realizzati tramite elementi (1110) piegati a "Z" e tra loro contrapposti.