ITPD20120351A1 - EQUIPMENT WITH PASSOR FLOW CONDENSERS FOR THE PURIFICATION OF A LIQUID - Google Patents

EQUIPMENT WITH PASSOR FLOW CONDENSERS FOR THE PURIFICATION OF A LIQUID Download PDF

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ITPD20120351A1
ITPD20120351A1 IT000351A ITPD20120351A ITPD20120351A1 IT PD20120351 A1 ITPD20120351 A1 IT PD20120351A1 IT 000351 A IT000351 A IT 000351A IT PD20120351 A ITPD20120351 A IT PD20120351A IT PD20120351 A1 ITPD20120351 A1 IT PD20120351A1
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power supply
cell
capacitor
voltage
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Tullio Servida
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Idropan Dell Orto Depuratori Srl
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Description

APPARECCHIATURA A CONDENSATORI A FLUSSO PASSANTE EQUIPMENT WITH THROUGH FLOW CONDENSERS

PER LA PURIFICAZIONE DI UN LIQUIDO FOR THE PURIFICATION OF A LIQUID

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Campo di applicazione Field of application

La presente invenzione concerne un’apparecchiatura a condensatori a flusso passante per la purificazione di un liquido, secondo il preambolo della rivendicazione numero 1. The present invention relates to a flow-through condenser apparatus for the purification of a liquid, according to the preamble of claim number 1.

L’apparecchiatura di cui trattasi si inserisce nell’ambito industriale della produzione di apparecchiature per la purificazione di liquidi, ed à ̈ destinata ad essere vantaggiosamente impiegata per rimuovere da liquidi concentrazioni indesiderate di contaminanti, ad esempio costituiti da sali disciolti al loro interno. The equipment in question is part of the industrial sector of the production of equipment for the purification of liquids, and is intended to be advantageously used to remove unwanted concentrations of contaminants from liquids, for example consisting of salts dissolved in them. .

Più in dettaglio, l’apparecchiatura di cui trattasi potrà essere destinata a molteplici applicazioni sia in campo industriale che in campo civile, quali ad esempio la dissalazione dell’acqua di mare, l’addolcimento di acque particolarmente dure, la rimozione dall’acqua di sali (quali cloruri e solfati), di nitrati, di nitriti, di ammoniaca, di metalli pesanti, di sostanze organiche o di microinquinanti in genere, ovvero ancora per la deionizzazione di fluidi ad esempio di processi industriali o per la concentrazione di sostanze inquinanti difficili da smaltire o vantaggiose da recuperare per un riutilizzo. More in detail, the equipment in question may be destined for multiple applications both in the industrial and civil fields, such as for example the desalination of sea water, the softening of particularly hard water, the removal from € ™ water of salts (such as chlorides and sulphates), nitrates, nitrites, ammonia, heavy metals, organic substances or micropollutants in general, or again for the deionization of fluids such as industrial processes or for the concentration of pollutants difficult to dispose of or advantageous to recover for reuse.

Stato della tecnica State of the art

Le apparecchiature per la purificazione dei liquidi mediante condensatori a flusso passante comprendono, tradizionalmente, una o più celle collegate in serie o in parallelo, ciascuna provvista di uno o più condensatori a flusso passante. Ciascun condensatore comprende una pluralità di elettrodi sovrapposti, tra i quali à ̈ fatto passare un flusso di un liquido da purificare contenente particelle ionizzate allo scopo di ottenere un solvente depurato da tali particelle (siano esse ioni, o altre sostanze cariche a seconda della specifica applicazione). The equipment for the purification of liquids using flow-through condensers traditionally includes one or more cells connected in series or in parallel, each provided with one or more flow-through condensers. Each condenser comprises a plurality of superimposed electrodes, between which a flow of a liquid to be purified containing ionized particles is passed in order to obtain a solvent purified from these particles (whether they are ions, or other charged substances depending on the specific application ).

Più in dettaglio, gli elettrodi dei condensatori a flusso passante sono formati con uno o più strati sovrapposti di materiale conduttore con struttura porosa, quale ad esempio carbone attivo. More in detail, the electrodes of flow-through capacitors are formed with one or more superimposed layers of conductive material with a porous structure, such as for example activated carbon.

L’apparecchiatura comprende inoltre un alimentatore a tensione continua collegato agli elettrodi dei condensatori ed atto a caricare ciascun elettrodo ad una polarità opposta rispetto all’elettrodo ad esso contraffacciato nel medesimo condensatore, al fine di generare tra tali elettrodi contraffacciati un campo elettrostatico volto ad attirare sugli elettrodi le particelle ionizzate presenti nel liquido da purificare. The equipment also includes a direct voltage power supply connected to the electrodes of the capacitors and able to charge each electrode to an opposite polarity with respect to the electrode facing it in the same capacitor, in order to generate an electrostatic field between these counter-facing electrodes. to attract on the electrodes the ionized particles present in the liquid to be purified.

Più in dettaglio, funzionalmente, à ̈ prevista una fase di carica a polarità diretta, in cui gli elettrodi contraffacciati del condensatore sono caricati a differente polarità di carica e portati ad una prevista tensione di esercizio, ad esempio pari a circa 1,5 V, ed una fase di servizio in cui il flusso di liquido da trattare à ̈ forzato a passare attraverso gli elettrodi del condensatore così caricati. Durante tale fase di servizio ha luogo la depurazione del liquido dalle particelle ionizzate dovuta al fatto che tali particelle vengono attratte dai rispettivi elettrodi con polarità opposta alla loro determinando un progressivo accumulo delle particelle ionizzate sugli stessi elettrodi. More in detail, functionally, there is a direct polarity charging phase, in which the counter-facing electrodes of the capacitor are charged to different charging polarity and brought to a foreseen operating voltage, for example equal to about 1.5 V, and a service phase in which the flow of liquid to be treated is forced to pass through the electrodes of the condenser thus charged. During this service phase, the purification of the liquid from the ionized particles takes place due to the fact that these particles are attracted by the respective electrodes with opposite polarity to theirs, causing a progressive accumulation of the ionized particles on the same electrodes.

Una volta raggiunta una programmata saturazione degli elettrodi con le particelle ionizzate presenti nel liquido, à ̈ prevista una fase di rigenerazione, in cui gli elettrodi sono disattivati ed un flusso di liquido di lavaggio à ̈ forzato a passare nel condensatore con conseguente rimozione delle particelle ionizzate accumulatesi sugli elettrodi. Once a programmed saturation of the electrodes with the ionized particles present in the liquid has been reached, a regeneration phase is envisaged, in which the electrodes are deactivated and a flow of washing liquid is forced to pass into the condenser with consequent removal of the ionized particles. accumulated on the electrodes.

Più in dettaglio, la fase di rigenerazione prevede una fase di scarica con cortocircuitazione degli elettrodi, una fase di carica a polarità invertita, in cui gli elettrodi sono sottoposti ad una tensione a polarità invertita volta ad allontanare le particelle ionizzate dagli elettrodi su cui si erano accumulate, ed eventualmente un’ulteriore fase di scarica prima di riprendere le successive fasi di carica e di servizio. More in detail, the regeneration phase involves a discharge phase with short-circuiting of the electrodes, a reversed polarity charge phase, in which the electrodes are subjected to an inverted polarity voltage aimed at removing the ionized particles from the electrodes on which they were accumulated, and possibly a further discharge phase before resuming the subsequent charging and service phases.

Le apparecchiature di tipo noto sono tradizionalmente dotate di un circuito di controllo collegato all’alimentatore a tensione continua e ai condensatori per controllare la polarità delle tensioni applicate agli elettrodi dei condensatori durante le suddette fasi operative. Tale circuito di controllo à ̈ ad esempio configurato con ponte ad H collegato ai suoi terminali di ingresso all’uscita dell’alimentatore a tensione continua per ricevere da quest’ultimo la tensione di esercizio a 1,5 V DC, e collegato ai suoi terminali di uscita ad un corrispondente condensatore a cui applicare la suddetta tensione di esercizio in modo controllato secondo le suddette fasi operative di servizio e di rigenerazione. Known equipment is traditionally equipped with a control circuit connected to the direct voltage power supply and to the capacitors for controlling the polarity of the voltages applied to the electrodes of the capacitors during the aforesaid operating phases. This control circuit is, for example, configured with an H bridge connected to its input terminals at the output of the DC power supply to receive the operating voltage of 1.5 V DC from the latter, and connected at its output terminals to a corresponding capacitor to which the aforementioned operating voltage is applied in a controlled manner according to the aforementioned service and regeneration operating steps.

Sono diffuse sul mercato apparecchiature a condensatori a flusso passante in cui i condensatori di ciascuna cella sono collegati tra loro in serie, al fine di poter alimentare tali condensatori applicando ai capi di tale serie di condensatori una tensione di esercizio continua che à ̈ maggiore rispetto al caso in cui la cella comprenda un solo condensatore ovvero più condensatori in parallelo. In questo modo, tali apparecchiature di tipo noto consentono di impiegare alimentatori a tensione continua che forniscono in uscita una tensione continua relativamente elevata e che sono costruttivamente semplici e pertanto economici da reperire sul mercato. Flow-through capacitor equipment is widespread on the market in which the capacitors of each cell are connected together in series, in order to power these capacitors by applying a continuous operating voltage to the ends of this series of capacitors which is greater than the if the cell includes a single capacitor or several capacitors in parallel. In this way, such known equipment allows to use direct voltage power supplies which output a relatively high direct voltage and which are constructively simple and therefore cheap to find on the market.

Il principale inconveniente delle apparecchiature di tipo noto sopra descritte, dotate di condensatori collegati in serie, consiste nel fatto che non sono in grado di determinare in maniera precisa la tensione di esercizio ai capi di ciascun condensatore, con conseguente inefficienza nella purificazione del liquido (in caso di tensione di esercizio troppo bassa), ovvero di spreco di energia (in caso di tensione di esercizio troppo alta). The main drawback of the known equipment described above, equipped with capacitors connected in series, consists in the fact that they are not able to accurately determine the operating voltage across each capacitor, with consequent inefficiency in the purification of the liquid (in case of too low operating voltage), or of waste of energy (in case of too high operating voltage).

Tale inconveniente à ̈ dovuto al fatto che la capacità effettiva di un condensatore a flusso passante dipende significativamente da diversi fattori costruttivi (come ad esempio la densità di distribuzione del carbone attivo su ciascun elettrodo) che non sono controllabili in maniera precisa nella fase di produzione del condensatore medesimo. Ciò comporta che la capacità reale di un condensatore può variare in maniera significativa dal valore nominale di progetto e quindi non può essere determinata a priori con precisione. This drawback is due to the fact that the effective capacity of a flow-through capacitor depends significantly on various construction factors (such as the distribution density of the activated carbon on each electrode) which are not precisely controllable in the production phase of the capacitor itself. This implies that the real capacity of a capacitor can vary significantly from the nominal design value and therefore cannot be determined a priori with precision.

Per tale motivo, più condensatori a flusso passante, aventi lo stesso valore di capacità nominale, presentano tipicamente nella pratica capacità reali tra loro differenti. Pertanto, quando tali condensatori sono collegati in serie, essendo a parità di carica la tensione tra gli elettrodi di un condensatore inversamente proporzionale alla capacità di quest’ultimo, i condensatori che hanno una maggiore capacità reale sono sottoposti ad una minore tensione, con differenze tra le tensioni dei diversi condensatori anche del 30% l’una rispetto all’altra. Al fine di risolvere almeno in parte tale inconveniente, à ̈ nota un’apparecchiatura di tipo noto, descritta nella domanda di brevetto WO 01/95410, la quale prevede un’unità di controllo atta a regolare la tensione applicata a ciascun condensatore variando la velocità del flusso del liquido che passa attraverso il condensatore medesimo. For this reason, several flow-through capacitors, having the same nominal capacity value, typically have real capacities that are different from each other in practice. Therefore, when these capacitors are connected in series, since the voltage between the electrodes of a capacitor is inversely proportional to the capacitance of the latter, the capacitors having a higher real capacity are subjected to a lower voltage, with differences between the voltages of the different capacitors up to 30% of each other. In order to solve this drawback at least in part, a known type of apparatus is known, described in the patent application WO 01/95410, which provides a control unit adapted to regulate the voltage applied to each capacitor by varying the flow rate of the liquid passing through the condenser itself.

Inoltre, l’apparecchiatura descritta nella domanda di brevetto WO 01/95410 prevede di collegare in parallelo a ciascuna cella un MOSFET polarizzato nella regione lineare per regolare la tensione applicata ai capi della cella medesima. Più in dettaglio, l’unità di controllo dell’apparecchiatura controlla la tensione al terminale di gate del MOSFET così da regolare, come noto al tecnico del settore, la resistenza in conduzione del MOSFET in regione lineare, e pertanto la tensione tra i terminali di drain e di source del MOSFET la quale tensione coincide con la tensione applicata ai terminali della cella. Furthermore, the apparatus described in the patent application WO 01/95410 provides for connecting in parallel to each cell a MOSFET polarized in the linear region to regulate the voltage applied to the ends of the cell itself. More in detail, the control unit of the equipment controls the voltage at the gate terminal of the MOSFET so as to regulate, as known to the skilled in the art, the conducting resistance of the MOSFET in the linear region, and therefore the voltage between the drain and source terminals of the MOSFET which voltage coincides with the voltage applied to the terminals of the cell.

Un primo inconveniente dell’apparecchiatura descritta nella domanda di brevetto WO 01/95410, à ̈ dovuto al fatto che la regolazione della tensione applicata ai capi dei condensatori, mediante la variazione della velocità del flusso del liquido che passa attraverso i condensatori medesimi, richiede la predisposizione di numerose valvole di controllo dell’impianto idraulico ed una complessa elettronica per comandare tali valvole, con una conseguente notevole complessità costruttiva dell’apparecchiatura che ne comporta elevati costi di produzione. A first disadvantage of the apparatus described in the patent application WO 01/95410 is due to the fact that the regulation of the voltage applied to the heads of the capacitors, by varying the speed of the flow of the liquid passing through the capacitors themselves, requires the predisposition of numerous control valves of the hydraulic system and a complex electronics to control these valves, with a consequent considerable constructive complexity of the equipment which entails high production costs.

Inoltre, la predisposizione del MOSFET, collegato in parallelo a ciascuna cella e polarizzato in regione lineare, comporta una notevole dissipazione di energia, poiché il MOSFET, nella regione di funzionamento lineare, presenta una resistenza in conduzione relativamente elevata, comportando in questo modo una bassa efficienza energetica dell’apparecchiatura. Furthermore, the predisposition of the MOSFET, connected in parallel to each cell and polarized in a linear region, involves a considerable dissipation of energy, since the MOSFET, in the linear operating region, has a relatively high conduction resistance, thus resulting in a low energy efficiency of the equipment.

Presentazione dell’invenzione Presentation of the invention

In questa situazione il problema alla base della presente invenzione à ̈ pertanto quello di eliminare i problemi della tecnica nota sopra citata, mettendo a disposizione un’apparecchiatura a condensatori a flusso passante per la purificazione di un liquido dotata di un’elevata efficienza energetica. In this situation, the problem underlying the present invention is therefore that of eliminating the problems of the prior art mentioned above, by providing a flow-through condenser apparatus for the purification of a liquid with high energy efficiency. .

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione una un’apparecchiatura a condensatori a flusso passante per la purificazione di un liquido che sia costruttivamente semplice ed economica da realizzare. A further object of the present invention is to provide a flow-through condenser apparatus for the purification of a liquid which is constructively simple and economical to produce.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione una un’apparecchiatura a condensatori a flusso passante per la purificazione di un liquido che sia dotata di un elevato rendimento di filtraggio di particelle ionizzate presenti nel liquido. A further object of the present invention is to provide a flow-through condenser apparatus for the purification of a liquid which is equipped with a high filtering efficiency of ionized particles present in the liquid.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione una un’apparecchiatura a condensatori a flusso passante per la purificazione di un liquido che sia operativamente del tutto affidabile. A further object of the present invention is to provide a flow-through condenser apparatus for the purification of a liquid which is operationally completely reliable.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

Le caratteristiche tecniche dell’invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sottoriportate ed i vantaggi della stessa risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano alcune forme di realizzazione puramente esemplificative e non limitative, in cui: The technical characteristics of the invention, according to the aforementioned purposes, are clearly verifiable from the content of the claims reported below and the advantages thereof will be more evident in the detailed description that follows, made with reference to the attached drawings, which represent some purely embodiments exemplary and not limiting, in which:

- la figura 1 mostra un esempio di schema idraulico di un’apparecchiatura per la purificazione di un liquido secondo la presente invenzione; - figure 1 shows an example of a hydraulic scheme of an apparatus for the purification of a liquid according to the present invention;

- la figura 2 mostra un esempio di schema elettrico per l’alimentazione di una cella dell’apparecchiatura illustrata in figura 1; - figure 2 shows an example of an electric diagram for the power supply of a cell of the apparatus illustrated in figure 1;

- la figura 3 mostra uno schema elettrico di un particolare dell’apparecchiatura rappresentata in figura 2 relativo ad una cella dell’apparecchiatura, in accordo con una prima forma realizzativa della presente invenzione; - figure 3 shows an electrical diagram of a detail of the apparatus represented in figure 2 relating to a cell of the apparatus, in accordance with a first embodiment of the present invention;

- la figura 4 mostra uno schema elettrico di un particolare dell’apparecchiatura rappresentata in figura 2 relativo ad una cella dell’apparecchiatura, in accordo con una seconda forma realizzativa della presente invenzione. - figure 4 shows an electrical diagram of a detail of the apparatus represented in figure 2 relating to a cell of the apparatus, in accordance with a second embodiment of the present invention.

Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione preferita Detailed description of a preferred embodiment example

Con riferimento agli uniti disegni à ̈ stato indicato nel suo complesso con 1 un esempio di apparecchiatura a condensatori a flusso passante per la purificazione di un liquido, oggetto della presente invenzione. With reference to the accompanying drawings, the reference number 1 as a whole indicates an example of a flow-through condenser apparatus for the purification of a liquid, object of the present invention.

L’apparecchiatura 1, secondo l’invenzione, si presta ad essere impiegata per la purificazione di liquidi da particelle ionizzate presenti al loro interno suscettibili di risentire della presenza di un campo elettrico, quali ad esempio ioni in soluzione. The apparatus 1, according to the invention, lends itself to being used for the purification of liquids from ionized particles present inside them which are susceptible to the presence of an electric field, such as ions in solution.

Nel seguito verrà indicato genericamente con il termine di particelle ionizzate qualunque contaminante disciolto nel liquido da trattare in grado di essere attratto da un campo elettrostatico, come in particolare gli ioni disciolti in un liquido. In the following, any contaminant dissolved in the liquid to be treated capable of being attracted by an electrostatic field, such as in particular the ions dissolved in a liquid, will be generically indicated with the term ionized particles.

L’apparecchiatura si presta pertanto ad operare per la deionizzazione di liquidi di processi industriali e per la deionizzazione dell’acqua, in particolare per addolcire l’acqua di rete e per la desalinizzazione dell’acqua di mare, essendo in particolare in grado di rimuovere dal suo interno sali in soluzione (quali cloruri e solfati), nitrati, nitriti, ammoniaca, ed altri contaminanti polarizzati di sostanze organiche o di microinquinanti in genere. The equipment is therefore suitable to operate for the deionization of liquids of industrial processes and for the deionization of water, in particular to soften the mains water and for the desalination of sea water, being in particular able to remove from its interior salts in solution (such as chlorides and sulphates), nitrates, nitrites, ammonia, and other polarized contaminants of organic substances or micropollutants in general.

L’apparecchiatura si presta inoltre a concentrare all’interno di liquidi, particolarmente di processi industriali, particelle ionizzate per agevolarne il recupero o lo smaltimento. The equipment also lends itself to concentrating ionized particles inside liquids, particularly industrial processes, to facilitate their recovery or disposal.

In accordo con la forma realizzativa illustrata in figura 1, l’apparecchiatura 1 in oggetto comprende almeno una cella 2 dotata di una struttura di contenimento 3 con alloggiati al suo interno almeno due condensatori a flusso passante 4 elettricamente collegati tra loro in serie. Ciascun condensatore 4 à ̈ a sua volta provvisto di due o più elettrodi sovrapposti, a due a due tra loro contraffacciati, preferibilmente di forma assottigliata, piana o avvolta ad esempio a formare un cilindro. In accordance with the embodiment illustrated in Figure 1, the apparatus 1 in question comprises at least one cell 2 equipped with a containment structure 3 with housed inside at least two flow-through capacitors 4 electrically connected to each other in series. Each capacitor 4 is in turn provided with two or more superimposed electrodes, two by two facing each other, preferably of a thinned, flat or wound shape, for example to form a cylinder.

Tra gli elettrodi à ̈ suscettibile di fluire un flusso di un liquido da trattare contenente particelle ionizzate, mediante un impianto idraulico descritto in dettaglio nel seguito. A flow of a liquid to be treated containing ionized particles can flow between the electrodes, by means of a hydraulic system described in detail below.

In particolare, gli elettrodi di ciascun condensatore 4 sono ottenuti con uno o più strati sovrapposti di materiale conduttore, quale ad esempio carbone attivo, preferibilmente con struttura porosa ovvero con una formazione di pori superficiali che offrono una notevole superficie di scambio con il liquido da trattare. In particular, the electrodes of each capacitor 4 are obtained with one or more superimposed layers of conductive material, such as activated carbon, preferably with a porous structure or with a formation of surface pores which offer a considerable exchange surface with the liquid to be treated. .

Più in dettaglio, il materiale che compone gli strati conduttori potrà essere un qualsiasi materiale notoriamente impiegato nei processi elettrochimici dei condensatori a flusso e comprenderà tradizionalmente, come detto in precedenza, carbone attivo spugnoso, ovvero potrà essere costituito da uno qualunque dei materiali descritti ad esempio nel brevetto US 6,413,409 qui allegato per riferimento dalla riga 64 di colonna 3 alla riga 41 di colonna 4, ovvero da fogli flessibili conduttivi di PTFE e particelle di carbonio come descritti nel brevetto US 7,175,783 qui allegato per riferimento, ovvero ancora da un qualunque materiale descritto nel brevetto US 6,709,560, qui allegato per riferimento, dalla riga 26 di colonna 6 alla riga 23 di colonna 7. More in detail, the material that makes up the conductive layers may be any material known to be used in the electrochemical processes of flux capacitors and will traditionally include, as previously mentioned, spongy activated carbon, i.e. it may consist of any of the materials described for example in US patent 6,413,409 attached hereby by reference from row 64 of column 3 to row 41 of column 4, or from flexible conductive sheets of PTFE and carbon particles as described in US patent 7,175,783 herewith attached by reference, or again from any material described in US patent 6,709,560, herein attached by reference, from row 26 of column 6 to row 23 of column 7.

Preferibilmente, gli elettrodi contraffacciati di ciascun condensatore 4 sono separati tra loro da strati separatori entro cui scorre il flusso di liquido da trattare contenente le particelle ionizzate che si desidera, almeno in parte, rimuovere. Preferably, the counter-facing electrodes of each capacitor 4 are separated from each other by separator layers within which flows the flow of liquid to be treated containing the ionized particles which it is desired, at least in part, to be removed.

In particolare, tali strati separatori potranno essere ad esempio costituiti da materiali altamente porosi non conduttivi, in grado di isolare gli elettrodi consentendo il passaggio del flusso di liquido, come ad esempio un materiale sintetico poroso o altri materiali non conduttivi come fibra di vetro o un tessuto di nylon. In particular, such separator layers could be, for example, constituted by highly porous non-conductive materials, capable of insulating the electrodes allowing the passage of the liquid flow, such as for example a porous synthetic material or other non-conductive materials such as glass fiber or a nylon fabric.

Le dimensioni, la forma e la distribuzione degli strati di materiale conduttore che compongono gli elettrodi 4 ovvero le dimensioni, la forma e la distribuzione degli strati di materiale separatore interposti tra gli elettrodi non formano oggetto di specifica rivendicazione e non verranno descritti in dettaglio in quanto ben noti ad un tecnico del settore e, a puro titolo di esempio descritti nel brevetto US 6,413,409 ovvero nel brevetto US 6,709,560, qui allegato per riferimento, in particolare dalla riga 11 alla riga 23 di colonna 7. Con riferimento alla forma realizzativa illustrata in figura 1 e puramente esemplificativa, l’apparecchiatura 1 comprende, come detto in precedenza, un impianto idraulico il quale à ̈ dotato di un condotto di alimentazione 6 che preleva, mediante l’apertura di una corrispondente prima valvola di intercettazione 6’, il liquido da trattare da una sorgente 7 e lo convoglia alla cella 2, e di un condotto di estrazione 8 che riceve il flusso di liquido trattato in uscita dalla cella 2. The dimensions, shape and distribution of the layers of conductive material that make up the electrodes 4 or the dimensions, shape and distribution of the layers of separator material interposed between the electrodes are not the subject of a specific claim and will not be described in detail as well known to a person skilled in the art and, purely by way of example, described in the US patent 6,413,409 or in the US patent 6,709,560, attached herein by reference, in particular from row 11 to row 23 of column 7. With reference to the embodiment illustrated in the figure 1 and purely by way of example, the equipment 1 comprises, as previously mentioned, a hydraulic system which is equipped with a supply duct 6 which, by opening a corresponding first interception valve 6â € ™, takes the liquid to be treated from a source 7 and conveys it to the cell 2, and an extraction duct 8 which receives the liquid flow treated leaving cell 2.

Più in dettaglio, il condotto di estrazione 8 comprende un ramo di servizio 9 il quale, mediante l’apertura di una corrispondente seconda valvola di intercettazione 9’, trasporta il liquido trattato dalla cella 2 ed avente una ridotta concentrazione di particelle ionizzate, a valle dell’impianto idraulico verso una destinazione di utilizzo, durante una prevista fase di servizio della cella 2; inoltre, il condotto di estrazione 8 comprende un ramo di evacuazione 10 il quale, mediante l’apertura di una corrispondente terza valvola di intercettazione 10’, trasporta un flusso di scarico avente una elevata concentrazione di particelle ionizzate, durante una prevista fase di rigenerazione in cui un liquido di lavaggio à ̈ fatto passare attraverso i condensatori 4 della cella 2 per rimuovere le particelle ionizzate accumulatesi sui loro elettrodi durante la precedente fase di servizio, come descritto in dettaglio nel seguito. In particolare, il liquido di lavaggio impiegato nella fase di rigenerazione potrà essere costituito dallo stesso liquido da trattare proveniente dalla sorgente 7. More in detail, the extraction duct 8 comprises a service branch 9 which, by opening a corresponding second shut-off valve 9â € ™, transports the liquid treated by the cell 2 and having a reduced concentration of ionized particles, downstream of the hydraulic system towards a destination of use, during a planned service phase of cell 2; moreover, the extraction duct 8 comprises an evacuation branch 10 which, by opening a corresponding third shut-off valve 10â € ™, carries an exhaust flow having a high concentration of ionized particles, during a foreseen phase of regeneration in which a washing liquid is passed through the capacitors 4 of the cell 2 to remove the ionized particles accumulated on their electrodes during the previous service phase, as described in detail below. In particular, the washing liquid used in the regeneration step may consist of the same liquid to be treated coming from the source 7.

L’apparecchiatura 1 potrà tuttavia presentare impianti idraulici differenti da quello rappresentato nelle allegate figure per l’esecuzione dell’alimentazione della cella 2 e la realizzazione delle fasi di servizio e di rigenerazione, senza per questo uscire dall’ambito della presente privativa. Ad esempio, potrà esser previsto di alimentare la cella 2 mediante la rete idrica senza la necessità di un serbatoio, ovvero potrà essere prevista la presenza di un serbatoio di accumulo del liquido di lavaggio da impiegare nella fase di rigenerazione. However, the equipment 1 may have different hydraulic systems from the one shown in the attached figures for the execution of the power supply of the cell 2 and the realization of the service and regeneration phases, without departing from the scope of this document. privative. For example, the cell 2 may be supplied by means of the water mains without the need for a tank, or the presence of an accumulation tank for the washing liquid to be used in the regeneration phase may be provided.

Secondo l’invenzione, la cella 2 dell’apparecchiatura 1 à ̈ dotata di un primo e di un secondo terminale di connessione 2’, 2’’ attraverso i quali la cella 2 à ̈ alimentata elettricamente per caricare gli elettrodi contraffacciati di ciascun condensatore 4 a differenti polarità di carica, in modo da generare tra gli elettrodi medesimi campi elettrici per l’attrazione delle particelle ionizzate del liquido da purificare che attraversa la cella 2 medesima, come verrà chiarito nel seguito. According to the invention, cell 2 of equipment 1 is equipped with a first and a second connection terminal 2â € ™, 2â € ™ â € ™ through which cell 2 is electrically powered to charge the counter-facing electrodes of each capacitor 4 at different charge polarity, so as to generate the same electric fields between the electrodes for the attraction of the ionized particles of the liquid to be purified which pass through the cell 2 itself, as will be clarified below.

Inoltre, come detto in precedenza, la cella 2 comprende due o più condensatori 4 a flusso passante (ad esempio tre nelle forme realizzative particolari illustrate nelle allegate figure), i quali sono elettricamente collegati in serie mediante loro nodi di alimentazione 4’, 4’’ tra i due terminali di connessione 2’, 2’’ della cella 2 medesima. Furthermore, as previously mentioned, the cell 2 comprises two or more flow-through capacitors 4 (for example three in the particular embodiments illustrated in the attached figures), which are electrically connected in series by means of their power supply nodes 4â € ™, 4â € ™ â € ™ between the two connection terminals 2â € ™, 2â € ™ â € ™ of cell 2 itself.

Più in dettaglio, con riferimento alle forme realizzative illustrate nelle figure 3 e 4, ciascun condensatore 4 della cella 2 à ̈ provvisto di due opposti nodi di alimentazione 4’, 4’’ attraverso i quali à ̈ collegato ai condensatori 4 adiacenti. Il primo e l’ultimo condensatore della serie di condensatori 4 presentano uno dei loro nodi di alimentazione collegato rispettivamente al primo ed al secondo terminale di connessione 2’, 2’’ della cella 2. More in detail, with reference to the embodiments illustrated in figures 3 and 4, each capacitor 4 of cell 2 is provided with two opposite power supply nodes 4â € ™, 4â € ™ â € ™ through which it is connected to the capacitors 4 adjacent. The first and last capacitor of the series of capacitors 4 have one of their power supply nodes connected respectively to the first and second connection terminals 2â € ™, 2â € ™ â € ™ of cell 2.

Secondo l’invenzione, l’apparecchiatura 1 comprende mezzi di alimentazione elettrica 11 collegati, mediante due loro terminali di uscita 11’, 11’’, ai terminali di connessione 2’, 2’’ della cella 2 per applicare tra i nodi di alimentazione 4’, 4’’ di ciascun condensatore 4 almeno una tensione di esercizio atta a caricare le coppie di elettrodi contraffacciati di ciascun condensatore 4 medesimo con cariche di segno opposto. According to the invention, the apparatus 1 comprises electric power supply means 11 connected, by means of two of their output terminals 11â € ™, 11â € ™ â € ™, to the connection terminals 2â € ™, 2â € ™ â € ™ of cell 2 to apply between the power supply nodes 4â € ™, 4â € ™ â € ™ of each capacitor 4 at least one operating voltage suitable for charging the pairs of counter-facing electrodes of each capacitor 4 with charges of opposite sign.

Il ciclo di ciascuna cella 2 prevede, in modo di per sé del tutto tradizionale e ben noto al tecnico del settore, una fase di carica a polarità diretta, in cui gli elettrodi contraffacciati dei condensatori 4 della cella 2 sono caricati a differente polarità e portati alla prevista tensione di esercizio, ed una fase di servizio in cui con gli elettrodi caricati, il flusso di liquido da trattare à ̈ forzato a passare attraverso i condensatori 4 della cella 2 mediante il condotto di alimentazione 6 e di estrazione 8. Durante tale fase di servizio ha luogo la depurazione del liquido dalle particelle ionizzate dovuta al fatto che queste ultime vengono attratte dai rispetti elettrodi del condensatore 4 a polarità opposta alla loro determinando un progressivo accumulo delle particelle ionizzate sugli stessi elettrodi. The cycle of each cell 2 provides, in a completely traditional way and well known to the skilled in the art, a direct polarity charging phase, in which the counter-facing electrodes of the capacitors 4 of the cell 2 are charged to different polarity and brought to the foreseen operating voltage, and a service phase in which with the electrodes charged, the flow of liquid to be treated is forced to pass through the capacitors 4 of the cell 2 by means of the supply duct 6 and extraction 8. During this the service phase takes place the purification of the liquid from the ionized particles due to the fact that the latter are attracted by the respective electrodes of the capacitor 4 with opposite polarity to theirs, causing a progressive accumulation of the ionized particles on the same electrodes.

Una volta raggiunta la programmata saturazione degli elettrodi con le particelle ionizzate presenti nel liquido da trattare, à ̈ prevista una fase di rigenerazione della cella 2, in cui il flusso di liquido di lavaggio à ̈ forzato a passare tra gli elettrodi contraffacciati di ciascun condensatore 4 della cella 2 per rimuovere le particelle ionizzate accumulatesi sugli elettrodi dei condensatori 4. Once the programmed saturation of the electrodes with the ionized particles present in the liquid to be treated is reached, a regeneration phase of the cell 2 is envisaged, in which the flow of washing liquid is forced to pass between the counter-facing electrodes of each capacitor 4 of cell 2 to remove the ionized particles accumulated on the electrodes of the capacitors 4.

Più in dettaglio, durante la fase di rigenerazione à ̈ prevista una prima fase di scarica della cella 2 con cortocircuitazione degli elettrodi di ciascun condensatore 4, e una fase di carica a polarità invertita, in cui gli elettrodi contraffacciati di ciascun condensatore 4 sono sottoposti ad una tensione di esercizio avente polarità invertita rispetto alla fase di carica a polarità diretta, e volta ad allontanare le particelle cariche dagli elettrodi su cui si erano accumulate affinché siano trascinate via dal liquido di lavaggio. Quindi à ̈ prevista, preferibilmente, una nuova eventuale fase di scarica con cortocircuitazione degli elettrodi di ciascun condensatore 4, prima di riprendere una successiva fase di carica a polarità diretta. More in detail, during the regeneration phase there is a first discharge phase of the cell 2 with short-circuiting of the electrodes of each capacitor 4, and an inverted polarity charging phase, in which the counter-facing electrodes of each capacitor 4 are subjected to an operating voltage having inverted polarity with respect to the direct polarity charging phase, and aimed at removing the charged particles from the electrodes on which they had accumulated so that they are dragged away by the washing liquid. Therefore, a new possible discharge phase is preferably provided with short-circuiting of the electrodes of each capacitor 4, before resuming a subsequent charging phase with direct polarity.

Nell’esempio realizzativo descritto nella presente trattazione, si considererà per convenzione che, durante la fase di servizio, il primo terminale di connessione 2’ della cella 2 sia sottoposto ad un potenziale maggiore rispetto al potenziale del secondo terminale di connessione 2’’, mentre nella fase di rigenerazione il primo terminale di connessione 2’ sia sottoposto ad un potenziale minore rispetto al secondo terminale di connessione 2’’. Ovviamente, sarà diversamente possibile polarizzare il primo terminale di connessione 2’ con il potenziale minore durante la fase di servizio e con il potenziale maggiore durante la fase di rigenerazione, senza per questo uscire dall’ambito di tutela della presente privativa. In the example of construction described in this discussion, it will be considered by convention that, during the service phase, the first connection terminal 2â € ™ of cell 2 is subjected to a potential greater than the potential of the second connection terminal 2â € ™ â € ™, while in the regeneration phase the first connection terminal 2â € ™ is subjected to a lower potential than the second connection terminal 2â € ™ â € ™. Obviously, it will be possible otherwise to polarize the first connection terminal 2â € ™ with the lowest potential during the service phase and with the highest potential during the regeneration phase, without thereby departing from the scope of protection of this patent.

In accordo con l’idea alla base della presente invenzione, l’apparecchiatura 1 comprende inoltre un circuito di controllo 12 il quale à ̈ dotato di mezzi di rilevamento 13 collegati ai nodi di alimentazione 4’, 4’’ di ciascun condensatore 4 della cella 2 per rilevare valori della tensione di esercizio applicata dai mezzi di alimentazione elettrica 11 a ciascun condensatore 4. In accordance with the idea underlying the present invention, the apparatus 1 further comprises a control circuit 12 which is equipped with detection means 13 connected to the power supply nodes 4â € ™, 4â € ™ â € ™ of each capacitor 4 of the cell 2 to detect values of the operating voltage applied by the electrical power supply means 11 to each capacitor 4.

Inoltre, la cella 2 comprende un primo interruttore 14 collegato in parallelo ai nodi di alimentazione 4’, 4’’ di ciascun condensatore 4. Più in dettaglio, con riferimento alle forme realizzative illustrate nelle figure 3 e 4, ciascun primo interruttore 14 à ̈ dotato di due primi terminali 14’, 14’’ elettricamente collegati ai rispettivi nodi di alimentazione 4’, 4’’ del corrispondente condensatore 4. Furthermore, the cell 2 comprises a first switch 14 connected in parallel to the power supply nodes 4â € ™, 4â € ™ â € ™ of each capacitor 4. More in detail, with reference to the embodiments illustrated in Figures 3 and 4, each first switch 14 is equipped with two first terminals 14â € ™, 14â € ™ â € ™ electrically connected to the respective power supply nodes 4â € ™, 4â € ™ â € ™ of the corresponding capacitor 4.

Inoltre, il suddetto circuito di controllo 12 dell’apparecchiatura 1 à ̈ dotato di un modulo di comando 17 atto a comandare ciascun primo interruttore 14 a commutare tra una prima posizione chiusa, in cui il primo interruttore 14 consente il passaggio di corrente tra i suoi primi terminali 14’, 14’’ per bypassare la corrente che passa attraverso il corrispondente condensatore 4, ed una prima posizione aperta, in cui il primo interruttore 14 impedisce il passaggio di corrente tra i suoi primi terminali 14’, 14’’ consentendo il passaggio della corrente attraverso il corrispondente condensatore 4. Furthermore, the aforementioned control circuit 12 of the apparatus 1 is equipped with a control module 17 adapted to command each first switch 14 to switch between a first closed position, in which the first switch 14 allows the passage of current between the its first terminals 14â € ™, 14â € ™ â € ™ to bypass the current passing through the corresponding capacitor 4, and a first open position, in which the first switch 14 prevents the passage of current between its first terminals 14â € ™ , 14â € ™ â € ™ allowing the current to pass through the corresponding capacitor 4.

Secondo l’invenzione, ciascun primo interruttore 14 della cella 2 à ̈ azionato dal modulo di comando 17 del circuito di controllo 12 a commutare nella prima posizione chiusa quando i mezzi di rilevamento 13 misurano un valore della tensione di esercizio (applicata al corrispondente condensatore 4) maggiore in modulo di un predeterminato valore di soglia. In questo modo, la commutazione del primo interruttore 14 nella prima posizione chiusa comandata dal modulo di comando 17 consente, come spiegato in dettaglio nel seguito, di riportare la tensione di esercizio applicata ai nodi di alimentazione 4’, 4’’ del condensatore 4 al suddetto valore di soglia. Quest’ultimo à ̈ predisposto preferibilmente uguale ad un valore nominale della tensione di esercizio da applicare a ciascun condensatore 4 per ottimizzare l’efficienza della cella 2 in termini di purificazione del liquido. Tale valore nominale, ad esempio, à ̈ determinato in funzione delle caratteristiche costruttive degli elettrodi del condensatore 4 medesimo ovvero delle caratteristiche fisiche e chimiche del liquido da trattare. Tale valore nominale, vantaggiosamente, à ̈ compreso sostanzialmente tra circa 0,3 V e 2 V, e preferibilmente tra circa 1,2 V e 1,7 V, ed à ̈ uguale in particolare a circa 1,5 V. According to the invention, each first switch 14 of the cell 2 is operated by the command module 17 of the control circuit 12 to switch into the first closed position when the detection means 13 measure a value of the operating voltage (applied to the corresponding capacitor 4) greater in modulus of a predetermined threshold value. In this way, the commutation of the first switch 14 to the first closed position commanded by the command module 17 allows, as explained in detail below, to restore the operating voltage applied to the power supply nodes 4â € ™, 4â € ™ â € ™ of the capacitor 4 to the aforementioned threshold value. The latter is preferably set equal to a nominal value of the operating voltage to be applied to each capacitor 4 to optimize the efficiency of the cell 2 in terms of liquid purification. This nominal value, for example, is determined on the basis of the constructive characteristics of the electrodes of the capacitor 4 itself or of the physical and chemical characteristics of the liquid to be treated. This nominal value, advantageously, is substantially comprised between about 0.3 V and 2 V, and preferably between about 1.2 V and 1.7 V, and is in particular equal to about 1.5 V.

In accordo con una forma realizzativa della presente invenzione (non illustrata) in cui l’apparecchiatura 1 comprende più celle 2 per la purificazione del liquido da trattare, sarà possibile controllare in maniera dedicata la tensione di esercizio dei condensatori 4 di ciascuna cella 2, ed in particolare sarà possibile alimentare ciascuna cella 2 con una specifica corrispondente tensione, in funzione ad esempio della tipologia o delle dimensioni dei condensatori 4 della cella 2, della modalità di utilizzo di ciascuna cella 2 a seconda delle specifiche configurazioni dell’impianto idraulico, ovvero della durata di utilizzo prevista per ciascuna cella 2, ecc. In accordance with an embodiment of the present invention (not shown) in which the apparatus 1 comprises several cells 2 for the purification of the liquid to be treated, it will be possible to control in a dedicated way the operating voltage of the capacitors 4 of each cell 2, and in particular it will be possible to supply each cell 2 with a specific corresponding voltage, depending for example on the type or size of the capacitors 4 of the cell 2, on the method of use of each cell 2 according to the specific configurations of the hydraulic system, or the duration of use foreseen for each cell 2, etc.

Vantaggiosamente, i mezzi di rilevamento 13 del circuito di controllo dell’apparecchiatura 1 comprendono un’unità di elaborazione 15, dotata preferibilmente di microprocessore, la quale à ̈ collegata ai nodi di alimentazione 4’, 4’’ di ciascun condensatore 4 della cella 2 mediante corrispondenti collegamenti elettrici 16 per rilevare i valori della tensione di esercizio applicata a ciascun condensatore 4, ed à ̈ atta a confrontare tali valori con il suddetto valore di soglia per abilitare conseguentemente la commutazione del primo interruttore 14. Advantageously, the detection means 13 of the control circuit of the apparatus 1 comprise a processing unit 15, preferably equipped with a microprocessor, which is connected to the power supply nodes 4â € ™, 4â € ™ â € ™ of each capacitor 4 of the cell 2 by means of corresponding electrical connections 16 to detect the values of the operating voltage applied to each capacitor 4, and is suitable for comparing these values with the aforementioned threshold value to consequently enable the first switch 14 to be switched.

Vantaggiosamente, la commutazione di ciascun primo interruttore 14 (comandata dal modulo di comando 17 del circuito di controllo 12 quando la tensione di esercizio supera in modulo il valore di soglia) à ̈ impulsiva. Più chiaramente, in particolare, quando la tensione di esercizio applicata a ciascun condensatore 4 supera in modulo il valore di soglia, il corrispondente primo interruttore 14 à ̈ comandato ad aprirsi e a chiudersi ciclicamente con una determinata frequenza, come descritto più in dettaglio nel seguito. Advantageously, the switching of each first switch 14 (controlled by the command module 17 of the control circuit 12 when the operating voltage exceeds the threshold value in module) is impulsive. More clearly, in particular, when the operating voltage applied to each capacitor 4 exceeds the threshold value in modulus, the corresponding first switch 14 is commanded to open and close cyclically with a given frequency, as described in more detail below.

Vantaggiosamente, il modulo di comando 17 del circuito di controllo 12 comprende un generatore di segnale impulsivo il quale, in corrispondenza di valori della tensione di esercizio maggiori in modulo del valore di soglia, Ã ̈ abilitato a inviare al primo interruttore 14 una sequenza di impulsi di controllo che comandano il primo interruttore 14 medesimo a commutare ciclicamente tra la prima posizione chiusa e la prima posizione aperta. Advantageously, the command module 17 of the control circuit 12 comprises a pulse signal generator which, in correspondence with operating voltage values greater than the threshold value, is enabled to send a sequence of pulses to the first switch 14. control devices which command the first switch 14 itself to cyclically switch between the first closed position and the first open position.

Più in dettaglio, preferibilmente, il modulo di comando 17 del circuito di controllo 12 comanda il primo interruttore 14 a commutare ciclicamente, nella prima posizione chiusa della commutazione impulsiva per un primo intervallo di stato T1 (corrispondente alla durata del segnale alto della sequenza di impulsi) e a commutare nella prima posizione aperta per un secondo intervallo di stato T2 (corrispondente alla durata del segnale basso della sequenza di impulsi), con una frequenza ad esempio dell’ordine delle decine di Hz e preferibilmente dai 30 ai 300 Hz. More in detail, preferably, the command module 17 of the control circuit 12 commands the first switch 14 to switch cyclically, in the first closed position of the impulse switching, for a first state interval T1 (corresponding to the duration of the high signal of the sequence of impulses ) and to switch to the first open position for a second state interval T2 (corresponding to the duration of the low signal of the pulse sequence), with a frequency, for example, of the order of tens of Hz and preferably from 30 to 300 Hz.

Funzionalmente, quando il valore della tensione di esercizio tra i nodi di alimentazione 4’, 4’’ del condensatore 4 supera in modulo il suddetto valore di soglia, il circuito di controllo 12, mediante il suddetto modulo di comando 17, comanda il corrispondente primo interruttore 14 a commutare ciclicamente tra la prima posizione chiusa e aperta fino a quando il valore della tensione di esercizio ai nodi di alimentazione 4’, 4’’ del condensatore 4 scende al suddetto valore di soglia predeterminato. Functionally, when the value of the operating voltage between the power supply nodes 4â € ™, 4â € ™ â € ™ of the capacitor 4 exceeds the aforementioned threshold value in module, the control circuit 12, by means of the aforementioned control module 17, commands the corresponding first switch 14 to switch cyclically between the first closed and open position until the value of the operating voltage at the power supply nodes 4â € ™, 4â € ™ â € ™ of the capacitor 4 falls to the aforementioned predetermined threshold value.

In particolare, il primo interruttore 14 nella prima posizione chiusa funge da bypass per la corrente fornita dai mezzi di alimentazione 11 al corrispondente condensatore 4. Più in dettaglio, poiché l’impedenza equivalente del primo interruttore 14 nella prima posizione chiusa à ̈ di molto inferiore all’impedenza del corrispondente condensatore 4, la corrente passa attraverso il primo interruttore 14 medesimo senza alimentare sostanzialmente il condensatore 4 nei primi intervalli di stato T1 in cui il primo interruttore 14 à ̈ comandato nella prima posizione chiusa dai segnali alti della sequenza di impulsi di controllo inviati dal generatore di segnale impulsivo del modulo di comando 17. In particular, the first switch 14 in the first closed position acts as a bypass for the current supplied by the power supply means 11 to the corresponding capacitor 4. More in detail, since the equivalent impedance of the first switch 14 in the first closed position is much lower than the impedance of the corresponding capacitor 4, the current passes through the first switch 14 itself without substantially supplying the capacitor 4 in the first state intervals T1 in which the first switch 14 is commanded in the first closed position by the high signals of the sequence of control pulses sent by the command module impulse signal generator 17.

In accordo con la prima forma realizzativa illustrata in figura 3, la chiusura del primo interruttore 14 nei suddetti primi intervalli di stato T1 determina la cortocircuitazione del corrispondente condensatore 4, il quale conseguentemente si scarica parzialmente riducendo la tensione di esercizio applicata tra i suoi nodi di alimentazione 4’, 4’’. In accordance with the first embodiment illustrated in Figure 3, the closure of the first switch 14 in the aforementioned first state intervals T1 causes the short-circuiting of the corresponding capacitor 4, which consequently discharges partially by reducing the operating voltage applied between its nodes. power supply 4â € ™, 4â € ™ â € ™.

Quando il valore della tensione di esercizio misurato dai mezzi di rilevamento 13 del circuito di controllo 12 scende in modulo sotto al valore di soglia, il modulo di comando 17 disabilita il funzionamento del generatore di segnale impulsivo per interrompere l’invio della sequenza di impulsi di controllo al primo interruttore 14, il quale conseguentemente rimane posizionato costantemente nella prima posizione aperta. In questo modo, la corrente fornita dai mezzi di alimentazione elettrica 11 torna ad attraversare il condensatore 4 secondo le normali condizioni di alimentazione. When the value of the operating voltage measured by the detection means 13 of the control circuit 12 drops in the module below the threshold value, the command module 17 disables the operation of the pulse signal generator to interrupt the sending of the pulse sequence control to the first switch 14, which consequently remains constantly positioned in the first open position. In this way, the current supplied by the electrical power supply means 11 returns to flow through the capacitor 4 according to the normal power supply conditions.

In particolare, il microprocessore dei mezzi di rilevamento 13 del circuito di controllo 12 à ̈ programmato per abilitare l’apertura e la chiusura dei primi interruttori 14 della cella 2 in modo tale che questi ultimi non risultino mai tutti contemporaneamente nella loro prima posizione chiusa per evitare di cortocircuitare i terminali di uscita 11’, 11’’ dei mezzi di alimentazione elettrica 11. In particular, the microprocessor of the detection means 13 of the control circuit 12 is programmed to enable the opening and closing of the first switches 14 of the cell 2 in such a way that the latter are never all at the same time in their first closed position. to avoid short-circuiting the output terminals 11â € ™, 11â € ™ â € ™ of the power supply means 11.

Vantaggiosamente, in accordo con una seconda forma realizzativa della presente invenzione illustrata in figura 4, la cella 2 dell’apparecchiatura 1 comprende un secondo interruttore 18 collegato in serie al corrispondente condensatore 4 e disposto in particolare tra un capo del condensatore 4 e il nodo di alimentazione 4’’ che alimenta tale capo. Advantageously, in accordance with a second embodiment of the present invention illustrated in Figure 4, the cell 2 of the apparatus 1 comprises a second switch 18 connected in series to the corresponding capacitor 4 and arranged in particular between one end of the capacitor 4 and the node power supply 4â € ™ â € ™ which feeds this garment.

Più in dettaglio, ciascun secondo interruttore 18 à ̈ dotato di due secondi terminali 18’, 18’’ collegati uno al capo del corrispondente condensatore 4 e l’altro al primo interruttore 14 collegato in parallelo ai nodi di alimentazione 4’, 4’’ del medesimo condensatore 4. More in detail, each second switch 18 is equipped with two second terminals 18â € ™, 18â € ™ â € ™ one connected to the end of the corresponding capacitor 4 and the other to the first switch 14 connected in parallel to the power supply nodes 4â € ™, 4â € ™ â € ™ of the same capacitor 4.

Ciascun secondo interruttore 18 à ̈ azionabile dal circuito di controllo 12 a commutare tra una seconda posizione chiusa, in cui il secondo interruttore 18 consente il passaggio di corrente tra i suoi secondi terminali 18’, 18’’ permettendo quindi il passaggio della corrente attraverso il corrispondente condensatore 4, ed una seconda posizione aperta, in cui il secondo interruttore 18 impedisce il passaggio di corrente tra i suoi secondi terminali 18’, 18’’ per interrompere l’alimentazione di corrente al corrispondente condensatore 4. Each second switch 18 can be operated by the control circuit 12 to switch between a second closed position, in which the second switch 18 allows the passage of current between its second terminals 18â € ™, 18â € ™ â € ™ thus allowing the passage of of the current through the corresponding capacitor 4, and a second open position, in which the second switch 18 prevents the passage of current between its second terminals 18â € ™, 18â € ™ â € ™ to interrupt the supply of current to the corresponding capacitor 4.

Più in dettaglio, il secondo interruttore 18 à ̈ azionato dal modulo di comando 17 del circuito di controllo 12 a commutare nella seconda posizione aperta in corrispondenza di almeno un valore della tensione di esercizio (applicata al corrispondente condensatore 4) maggiore in modulo del suddetto valore di soglia predeterminato. More in detail, the second switch 18 is operated by the command module 17 of the control circuit 12 to switch to the second open position in correspondence with at least one value of the operating voltage (applied to the corresponding capacitor 4) greater in magnitude than the aforementioned value. of predetermined threshold.

Pertanto, il secondo interruttore 18 Ã ̈ comandato dal circuito di controllo 12 ad aprirsi quando il primo interruttore 14 del corrispondente condensatore 4 Ã ̈ comandato a chiudersi, al fine di evitare la cortocircuitazione del condensatore 4 medesimo. Therefore, the second switch 18 is commanded by the control circuit 12 to open when the first switch 14 of the corresponding capacitor 4 is commanded to close, in order to avoid short-circuiting the capacitor 4 itself.

In questa condizione, la tensione tra i nodi di alimentazione 4’, 4’’ del condensatore 4 si riduce per effetto dell’accumulo sugli elettrodi del condensatore 4 medesimo delle particelle ionizzate con carica opposta alla loro contenute nel liquido che passa attraverso il condensatore 4. In this condition, the voltage between the power supply nodes 4â € ™, 4â € ™ â € ™ of the capacitor 4 is reduced due to the accumulation on the electrodes of the capacitor 4 itself of the ionized particles with opposite charge contained in the liquid which passes through capacitor 4.

In questo modo, à ̈ possibile portare il valore della tensione di esercizio al di sotto del valore di soglia senza alcuna dissipazione di corrente e pertanto con un conseguente risparmio energetico. La seconda forma realizzativa dell’invenzione sopra descritta risulta particolarmente vantaggiosa con condensatori 4 molto grandi (dotati di molti elettrodi sovrapposti), i quali sono suscettibili di accumulare al loro interno un’elevata quantità di carica che determinerebbe un’elevata dissipazione di energia se il condensatore 4 fosse cortocircuitato. In this way, it is possible to bring the value of the operating voltage below the threshold value without any dissipation of current and therefore with a consequent energy saving. The second embodiment of the invention described above is particularly advantageous with very large capacitors 4 (equipped with many superimposed electrodes), which are likely to accumulate a high amount of charge inside them which would determine a high dissipation of energy if capacitor 4 were short-circuited.

Funzionalmente, quando la tensione di esercizio ai nodi di alimentazione 4’, 4’’ del condensatore 4 ritorna al di sotto del valore di soglia, il circuito di controllo 12 comanda il secondo interruttore 18 a commutare nella seconda posizione chiusa, e contemporaneamente, comanda il primo interruttore 14 a commutare nella prima posiziona aperta, per consentire il passaggio di corrente attraverso il corrispondente condensatore 4. Functionally, when the operating voltage at the power supply nodes 4â € ™, 4â € ™ â € ™ of the capacitor 4 returns below the threshold value, the control circuit 12 commands the second switch 18 to change over to the second closed position, and at the same time, it commands the first switch 14 to switch into the first open position, to allow the passage of current through the corresponding capacitor 4.

Vantaggiosamente, in particolare, il circuito di controllo 12 à ̈ atto a comandare la chiusura e l’apertura dei due interruttori 14, 18 associati a ciascun condensatore 4 in modo tale che tali due interruttori 14, 18 non risultino mai entrambi contemporaneamente aperti, al fine di evitare l’interruzione del passaggio di corrente elettrica attraverso la serie dei condensatori 4. Vantaggiosamente, i mezzi di alimentazione elettrica 11 sono atti ad applicare tra i nodi di alimentazione 4’, 4’’ di ciascun condensatore 4 della cella 2 una tensione impulsiva avente valore medio proporzionale alla suddetta tensione di esercizio. Advantageously, in particular, the control circuit 12 is adapted to command the closing and opening of the two switches 14, 18 associated with each capacitor 4 in such a way that said two switches 14, 18 are never both open at the same time, in order to avoid the interruption of the passage of electric current through the series of capacitors 4. Advantageously, the electric power supply means 11 are adapted to apply between the power supply nodes 4â € ™, 4â € ™ â € ™ of each capacitor 4 of cell 2 an impulsive voltage having an average value proportional to the aforesaid operating voltage.

Più in dettaglio, con riferimento alla forma realizzativa di figura 2, i mezzi di alimentazione elettrica 11 dell’apparecchiatura 1 comprendono un circuito di alimentazione a tensione continua 19 atto a fornire una tensione di alimentazione VAcontinua, ed un circuito di modulazione 20 il quale à ̈ collegato in ingresso a tale circuito di alimentazione a tensione continua 19 per ricevere la tensione di alimentazione VA, à ̈ collegato in uscita ai terminali di connessione 2’, 2’’ della cella 2 e comprende almeno un interruttore di modulazione 22’, 22’’, 23’, 23’’ azionabile dal circuito di controllo 12 ad applicare tra i nodi di alimentazione 4’, 4’’ di ciascun condensatore 4 la prestabilita tensione di esercizio atta a caricare le coppie di elettrodi contraffacciati del condensatore 4 con cariche di segno opposto. More in detail, with reference to the embodiment of Figure 2, the electrical power supply means 11 of the apparatus 1 comprise a direct voltage power supply circuit 19 adapted to supply a continuous VA power supply, and a modulation circuit 20 which It is connected at the input to this direct voltage supply circuit 19 to receive the supply voltage VA, it is connected at the output to the connection terminals 2â € ™, 2â € ™ â € ™ of cell 2 and includes at least one circuit breaker modulation 22â € ™, 22â € ™, 23â € ™, 23â € ™ â € ™ operated by the control circuit 12 to apply the predetermined operating voltage suitable for charging the pairs of counter-facing electrodes of the capacitor 4 with charges of opposite sign.

Inoltre, il circuito di controllo 12 à ̈ dotato di un modulo di controllo PWM a modulazione di larghezza di impulso il quale comanda la commutazione dell’interruttore di modulazione 22’, 22’’, 23’, 23’’ alimentando gli elettrodi contraffacciati di ciascun condensatore 4 mediante almeno una tensione impulsiva avente valore medio uguale alla suddetta tensione di esercizio da applicare tra gli elettrodi contraffacciati medesimi. Furthermore, the control circuit 12 is equipped with a PWM control module with pulse width modulation which controls the switching of the modulation switch 22â € ™, 22â € ™ â € ™, 23â € ™, 23â € ™ â € ™ supplying the counter-facing electrodes of each capacitor 4 by means of at least one impulse voltage having an average value equal to the aforesaid operating voltage to be applied between the counter-facing electrodes themselves.

Vantaggiosamente, l’unità di elaborazione 15 dei mezzi di rilevamento 13 del circuito ci controllo 12 à ̈ atta a calcolare il valore medio della tensione impulsiva applicata ai nodi di alimentazione 4’, 4’’ di ciascun condensatore 4 e a confrontare tale valore medio con il suddetto valore di soglia per abilitare la commutazione degli interruttori 14, 18 in accordo con quanto descritto in precedenza. Advantageously, the processing unit 15 of the detection means 13 of the control circuit 12 is able to calculate the average value of the impulse voltage applied to the power supply nodes 4 ', 4' of each capacitor 4 and to comparing this average value with the aforementioned threshold value to enable the switching of the switches 14, 18 in accordance with what has been described previously.

Preferibilmente, l’unità di elaborazione 15 dei mezzi di rilevamento 13 à ̈ collegata ai nodi di alimentazione 4’, 4’’ di ciascun condensatore 4, mediante un circuito RC (non illustrato) per rilevare il valore medio della tensione impulsiva applicata al condensatore 4. Preferably, the processing unit 15 of the detection means 13 is connected to the power supply nodes 4 ', 4' of each capacitor 4, by means of an RC circuit (not shown) to detect the average value of the impulse voltage applied to the capacitor 4.

Vantaggiosamente, il circuito di modulazione 20 dei mezzi di alimentazione elettrica 11 à ̈ atto ad applicare alternativamente tensioni di esercizio con polarità opposte tra i nodi di alimentazione 4’, 4’’ di ciascun condensatore 4 della cella 2 al fine di caricare a polarità diretta oppure a polarità invertita la cella 2 rispettivamente durante la fase di servizio e durante la fase di rigenerazione. Advantageously, the modulation circuit 20 of the electrical power supply means 11 is adapted to alternately apply operating voltages with opposite polarity between the power supply nodes 4â € ™, 4â € ™ â € ™ of each capacitor 4 of the cell 2 in order to charge cell 2 with direct or inverted polarity respectively during the service phase and during the regeneration phase.

Ciascun primo interruttore 14 della cella 2, e preferibilmente anche il secondo interruttore 18, sono del tipo bidirezionale, intendendosi con il termine “bidirezionale†che il primo ed il secondo interruttore 14, 18 consentono il passaggio della corrente in entrambi i versi quando sono nella corrispondente posizione chiusa, e bloccano il passaggio di corrente in entrambi i versi quando sono nella corrispondente posizione aperta. Each first switch 14 of the cell 2, and preferably also the second switch 18, are of the bidirectional type, meaning by the term â € œbidirectionalâ € that the first and second circuit breakers 14, 18 allow the current to flow in both directions when they are in the corresponding closed position, and block the passage of current in both directions when they are in the corresponding open position.

In questo modo, in particolare, gli interruttori 14, 18 nella loro posizione aperta, consento di interrompere il passaggio della corrente elettrica indipendentemente dalla polarità della tensione applicata tra i nodi di alimentazione 4’, 4’’ del corrispondente condensatore 4. Pertanto, l’impiego di tali interruttori 14, 18 bidirezionali consente vantaggiosamente di regolare il valore della tensione di esercizio sia durante la fase di carica a polarità diretta che durante la fase di carica a polarità invertita della cella 2. In this way, in particular, the switches 14, 18 in their open position allow to interrupt the passage of the electric current regardless of the polarity of the voltage applied between the power supply nodes 4â € ™, 4â € ™ â € ™ of the corresponding capacitor 4 Therefore, the use of such bidirectional switches 14, 18 advantageously allows to regulate the value of the operating voltage both during the direct polarity charging phase and during the inverted polarity charging phase of the cell 2.

Vantaggiosamente, con riferimento alle forme realizzative illustrate nelle figure 3 e 4, ciascun interruttore 14, 18 comprende un dispositivo elettronico a semiconduttore, preferibilmente dotato di due MOSFET collegati in serie ed aventi i terminali di gate connessi tra loro. I due gate dei due MOSFET di ciascun interruttore 14, 18 sono controllati dal modulo di comando 17 del circuito di controllo 12 per comandare la commutazione del corrispondente interruttore 14, 18. Advantageously, with reference to the embodiments illustrated in Figures 3 and 4, each switch 14, 18 comprises an electronic semiconductor device, preferably equipped with two MOSFETs connected in series and having their gate terminals connected together. The two gates of the two MOSFETs of each switch 14, 18 are controlled by the command module 17 of the control circuit 12 to command the switching of the corresponding switch 14, 18.

Con riferimento alla forma realizzativa particolare illustrata in figura 2, il circuito di alimentazione a tensione continua 19 dei mezzi di alimentazione elettrica 11 comprende un convertitore AC/DC collegato, ai suoi terminali di ingresso 50’, 50’’, ad una sorgente di energia elettrica S a corrente alternata, e collegato ai suoi terminali di uscita 51’, 51’’ al circuito di modulazione 20. Funzionalmente, il convertitore AC/DC à ̈ atto a convertire una tensione alternata (ad esempio a 220 V 50 Hz) fornita dalla sorgente elettrica S nella tensione di alimentazione VAcontinua che à ̈ applicata, mediante i terminali di uscita 51’, 51’’, al circuito di modulazione 20. With reference to the particular embodiment illustrated in Figure 2, the direct voltage power supply circuit 19 of the electrical power supply means 11 comprises an AC / DC converter connected, to its input terminals 50â € ™, 50â € ™ â € ™, to a source of electrical energy S to alternating current, and connected to its output terminals 51â € ™, 51â € ™ â € ™ to the modulation circuit 20. Functionally, the AC / DC converter is able to convert an alternating voltage (for example example at 220 V 50 Hz) supplied by the electric source S in the continuous supply voltage VA which is applied, through the output terminals 51â € ™, 51â € ™ â € ™, to the modulation circuit 20.

In particolare, la tensione di alimentazione VAcontinua, che à ̈ fornita in uscita dal circuito di alimentazione a tensione continua 19, ha un valore compreso tra 12 V e 3 V e, preferibilmente in accordo con una forma realizzativa particolare, ha un valore di circa 5 V. In particular, the continuous supply voltage VA, which is output from the direct voltage supply circuit 19, has a value between 12 V and 3 V and, preferably in accordance with a particular embodiment, has a value of approximately 5 V.

Vantaggiosamente, con riferimento alla forma realizzativa illustrata nella figura 2, il circuito di modulazione 20, che applica le tensioni di esercizio ai condensatori 4 della cella 2, comprende un ponte ad H, il quale à ̈ elettricamente collegato in ingresso al circuito di alimentazione a tensione continua 19 per ricevere la suddetta tensione di alimentazione VA, ed à ̈ elettricamente collegato in uscita ai terminali di connessione 2’, 2’’ della cella 2. Inoltre, il ponte ad H à ̈ dotato di due coppie di interruttori di modulazione 22’, 22’’ e 23’, 23’’, azionabili per applicare alternativamente tra gli elettrodi contraffacciati di ciascun condensatore 4 tensioni di esercizio con polarità opposta. Advantageously, with reference to the embodiment illustrated in Figure 2, the modulation circuit 20, which applies the operating voltages to the capacitors 4 of the cell 2, comprises an H-bridge, which is electrically connected at the input to the power supply circuit a DC voltage 19 to receive the aforementioned supply voltage VA, and is electrically connected at the output to the connection terminals 2â € ™, 2â € ™ â € ™ of cell 2. Furthermore, the H-bridge is equipped with two pairs of modulation switches 22â € ™, 22â € ™ â € ™ and 23â € ™, 23â € ™ â € ™, which can be operated to alternately apply 4 operating voltages with opposite polarity between the counter-facing electrodes of each capacitor.

Vantaggiosamente, sempre con riferimento alla forma realizzativa illustrata in figura 2, il ponte ad H del circuito di modulazione 20 comprende una prima coppia di interruttori di modulazione 22’, 22’’ azionabili per applicare tra gli elettrodi contraffacciati di ciascun condensatore 4 una prima tensione impulsiva suscettibile di attirare le particelle ionizzate del liquido da trattare sugli elettrodi medesimi durante la fase di servizio della cella 2, ed una seconda coppia di interruttori di modulazione 23’, 23’’ azionabili per applicare tra gli elettrodi contraffacciati una seconda tensione impulsiva avente valore medio di polarità opposta al valore medio della suddetta prima tensione impulsiva, e suscettibile di allontanare le particelle ionizzate dagli elettrodi durante la fase di rigenerazione della cella 2. Advantageously, again with reference to the embodiment illustrated in Figure 2, the H-bridge of the modulation circuit 20 comprises a first pair of modulation switches 22â € ™, 22â € ™ â € ™ which can be operated to apply between the counter-facing electrodes of each capacitor 4 a first impulse voltage capable of attracting the ionized particles of the liquid to be treated on the electrodes themselves during the service phase of the cell 2, and a second pair of modulation switches 23â € ™, 23â € ™ â € ™ which can be operated to apply between the counter-facing electrodes a second pulse voltage having an average value of polarity opposite to the average value of the aforementioned first pulse voltage, and capable of removing the ionized particles from the electrodes during the regeneration phase of the cell 2.

Preferibilmente, ciascun interruttore di modulazione 22’, 22’’, 23’, 23’’ à ̈ ottenuto con un componente elettronico a semiconduttore, quale in particolare un MOSFET avente il proprio terminale di gate controllato dal circuito di controllo 12 per comandare la commutazione dell’interruttore 22’, 22’’, 23’, 23’’ medesimo. Preferably, each modulation switch 22 ', 22', 23 ', 23' is obtained with a semiconductor electronic component, such as in particular a MOSFET having its own gate terminal controlled by the control circuit 12 to command the commutation of the switch 22â € ™, 22â € ™, 23â € ™, 23â € ™ itself.

Vantaggiosamente, il modulo di controllo PWM del circuito di controllo 12 à ̈ collegato ad un primo interruttore di controllo 22’ della suddetta prima coppia di interruttori di modulazione e ad un secondo interruttore di controllo 23’ della suddetta seconda coppia di interruttori, ed à ̈ atto a comandare la commutazione del primo e del secondo interruttore di controllo 22’, 23’ per modulare rispettivamente la prima e la seconda tensione impulsiva rispettivamente con un primo e con un secondo duty cycle. Ciascuno di tali duty cycle à ̈ scelto proporzionale al rapporto tra il valore medio della corrispondente tensione impulsiva da applicare al condensatore 4 e la tensione di alimentazione VA(continua) fornita dai mezzi di alimentazione elettrica 11 al ponte ad H del circuito di modulazione 20. Advantageously, the PWM control module of the control circuit 12 is connected to a first control switch 22â € ™ of the aforementioned first pair of modulation switches and to a second control switch 23â € ™ of the aforesaid second pair of switches, and It is adapted to command the commutation of the first and second control switches 22â € ™, 23â € ™ to modulate respectively the first and the second impulse voltage respectively with a first and a second duty cycle. Each of these duty cycles is chosen proportional to the ratio between the average value of the corresponding impulse voltage to be applied to the capacitor 4 and the power supply voltage VA (continuous) supplied by the electrical power supply means 11 to the H bridge of the modulation circuit 20.

Più in dettaglio, ciascun suddetto duty cycle à ̈ scelto uguale al rapporto tra il valore medio della corrispondente tensione impulsiva e la tensione di alimentazione VA, moltiplicato per il numero di condensatori 4 in serie della cella 2. More in detail, each aforesaid duty cycle is chosen equal to the ratio between the average value of the corresponding impulse voltage and the supply voltage VA, multiplied by the number of capacitors 4 in series of cell 2.

Vantaggiosamente, il circuito di controllo 12, durante il funzionamento dell’apparecchiatura 1, à ̈ atto a regolare con un controllo adattativo il valore del duty cycle delle tensioni impulsive in funzione di determinati parametri operativi, quali ad esempio la portata del fluido che scorre nella cella 2 ovvero al grado di salinità del fluido medesimo. Advantageously, the control circuit 12, during the operation of the equipment 1, is able to regulate with an adaptive control the value of the duty cycle of the impulse voltages as a function of certain operating parameters, such as for example the flow rate of the flowing fluid. in cell 2 or the degree of salinity of the fluid itself.

Funzionalmente, durante la fase di carica a polarità diretta della cella 2, il circuito di controllo 12 comanda il circuito di modulazione 20 a collegare il primo terminale di alimentazione 2’ della cella 2 al terminale di uscita positivo 51’ del circuito di alimentazione a tensione continua 19, ed il secondo terminale di alimentazione 2’’ della cella 2 al terminale di uscita negativo 51’’ del circuito di alimentazione a tensione continua 19, comandando la prima coppia di interruttori di modulazione 22’, 22’’ a chiudersi e la seconda coppia di interruttori 23’, 23’’ ad aprirsi. Functionally, during the direct polarity charging phase of the cell 2, the control circuit 12 commands the modulation circuit 20 to connect the first power supply terminal 2â € ™ of the cell 2 to the positive output terminal 51â € ™ of the supply circuit at direct voltage 19, and the second power supply terminal 2â € ™ â € ™ of the cell 2 to the negative output terminal 51â € ™ â € ™ of the direct voltage supply circuit 19, controlling the first pair of modulation switches 22â € ™, 22â € ™ â € ™ to close and the second pair of switches 23â € ™, 23â € ™ â € ™ to open.

Ancora più in dettaglio, il modulo di controllo PWM del circuito di controllo 12 comanda il primo interruttore di controllo 22’ a commutare ciclicamente (ad una frequenza predeterminata specificata in dettaglio nel seguito) mantenendolo aperto per un primo intervallo di tempo Tondel periodo di commutazione e mantenendolo chiuso per un secondo intervallo di tempo Toffdel periodo di commutazione. In questo modo, ai terminali di connessione 2’, 2’’ della cella 2 à ̈ applicata una tensione impulsiva ad onda quadra con tensione di picco uguale alla tensione di alimentazione VA. La lunghezza del primo intervallo di tempo Ton(in cui il primo interruttore di controllo 22’ à ̈ chiuso) determina il primo duty cycle (uguale a Ton/(Ton+Toff)) della prima tensione impulsiva, e pertanto il valore medio di quest’ultima (che à ̈ proporzionale prodotto del primo duty cycle per la tensione di alimentazione VA, in accordo con quanto specificato precedentemente). Even more in detail, the PWM control module of the control circuit 12 commands the first control switch 22â € ™ to switch cyclically (at a predetermined frequency specified in detail below) by keeping it open for a first Tond time interval of the switching period and keeping it closed for a second time interval Toff of the switching period. In this way, a square wave impulse voltage with peak voltage equal to the supply voltage VA is applied to the connection terminals 2â € ™, 2â € ™ â € ™ of cell 2. The length of the first time interval Ton (in which the first control switch 22â € ™ is closed) determines the first duty cycle (equal to Ton / (Ton + Toff)) of the first impulse voltage, and therefore the average value of the latter (which is proportional to the product of the first duty cycle by the power supply voltage VA, in accordance with what was previously specified).

Preferibilmente, durante la fase di carica a polarità diretta e la fase di servizio della cella 2, l’altro interruttore di modulazione 22’’ della prima coppia di interruttori di modulazione del ponte ad H à ̈ comandato dal circuito di controllo 12 a restare costantemente in posizione chiusa. Preferably, during the charging phase with direct polarity and the service phase of cell 2, the other modulation switch 22â € ™ â € ™ of the first pair of modulation switches of the H-bridge is controlled by the control circuit 12 to remain constantly in the closed position.

Durante la successiva fase di rigenerazione à ̈ prevista la prima fase di scarica della cella 2 (con la cortocircuitazione degli elettrodi di ciascun condensatore 4) in cui il circuito di controllo 12 comanda la chiusura permanente dei due interruttori di controllo 22’, 23’ e l’apertura permanente degli altri due interruttori di modulazione 22’’, 23’’ del ponte ad H. Successivamente à ̈ prevista la fase di carica a polarità invertita, in cui il circuito di controllo 12 comanda il circuito di modulazione 20 a collegare il primo terminale di alimentazione 2’ della cella 2 al terminale di uscita negativo 51’’ del circuito di alimentazione 19, ed il secondo terminale di alimentazione 2’’ della cella 2 al terminale di uscita positivo 51’ del circuito di alimentazione 19, comandando la prima coppia di interruttori di modulazione 22’, 22’’ in posizione aperta e la seconda coppia di interruttori di modulazione 23’, 23’’ in posizione chiusa. During the subsequent regeneration phase there is the first discharge phase of the cell 2 (with the short-circuiting of the electrodes of each capacitor 4) in which the control circuit 12 commands the permanent closing of the two control switches 22â € ™, 23â € ™ and the permanent opening of the other two modulation switches 22â € ™, 23â € ™ â € ™ of the H-bridge. Subsequently, the reverse polarity charging phase is envisaged, in which the control circuit 12 commands the modulation circuit 20 to connect the first power supply terminal 2â € ™ of the cell 2 to the negative output terminal 51â € ™ â € ™ of the power supply circuit 19, and the second power supply terminal 2â € ™ of the cell 2 to the positive output terminal 51â € ™ of the power supply circuit 19, controlling the first pair of modulation switches 22â € ™, 22â € ™ â € ™ in the open position and the second pair of modulation switches 23â € ™, 23â € ™ â € ™ in closed position.

Ancora più in dettaglio, analogamente a quanto descritto sopra per la fase di carica a polarità diretta, il modulo di controllo PWM del circuito di controllo 12 comanda il secondo interruttore di controllo 23’ a commutare ciclicamente mantenendolo aperto per un primo intervallo di tempo Tondel periodo di commutazione e mantenendolo chiuso per un secondo intervallo di tempo Toffdel periodo di commutazione. In questo modo, ai terminali di alimentazione 2’, 2’’ della cella 2 à ̈ applicata la seconda tensione impulsiva avente forma ad onda quadra con tensione di picco uguale all’opposto della tensione di alimentazione VA. La lunghezza del primo intervallo di tempo Ton(in cui il secondo interruttore di controllo 23’ à ̈ chiuso) determina il secondo duty cycle della seconda tensione impulsiva, e pertanto il valore medio di quest’ultima. Even more in detail, similarly to what has been described above for the direct polarity charging phase, the PWM control module of the control circuit 12 commands the second control switch 23â € ™ to switch cyclically, keeping it open for a first time interval Tondel switching period and keeping it closed for a second time interval Toff of the switching period. In this way, the second pulse voltage having a square wave shape with peak voltage equal to the opposite of the VA supply voltage is applied to the power supply terminals 2â € ™, 2â € ™ â € ™ of cell 2. The length of the first time interval Ton (in which the second control switch 23â € ™ is closed) determines the second duty cycle of the second impulse voltage, and therefore the average value of the latter.

Preferibilmente, durante la fase di carica a polarità invertita della cella 2, l’altro interruttore di modulazione 23’’ della seconda coppia di interruttori di modulazione del ponte ad H à ̈ comandato dal circuito di controllo 12 a restare costantemente in posizione chiusa. Preferably, during the reversed polarity charging phase of cell 2, the other modulation switch 23â € ™ â € ™ of the second pair of modulation switches of the H-bridge is controlled by the control circuit 12 to remain constantly in closed position.

Il valore medio della seconda tensione impulsiva applicata tra gli elettrodi di ciascun condensatore 4 della cella 2 genera un secondo campo elettrico (con verso opposto al primo campo elettrico generato durante la fase di carica a polarità diretta) atto a spingere le particelle ionizzate accumulatesi sugli elettrodi ad allontanarsi da questi ultimi affinché tali particelle ionizzate possano essere portante via dal liquido di lavaggio. The average value of the second impulse voltage applied between the electrodes of each capacitor 4 of the cell 2 generates a second electric field (with the opposite direction to the first electric field generated during the direct polarity charge phase) capable of pushing the ionized particles accumulated on the electrodes to move away from the latter so that these ionized particles can be carried away by the washing liquid.

In questo modo, durante le fasi di carica a polarità diretta e di carica a polarità invertita delle celle 2, il modulo di controllo PWM determina il duty cycle delle tensioni impulsive applicate agli elettrodi di ciascun condensatore 4, per ottenere un valore medio uguale alla tensione di esercizio equivalente in continua che si desidera applicare ai condensatori 4 della cella 2. Vantaggiosamente, la tensione impulsiva applicata tra gli elettrodi contraffacciati di ciascun condensatore 4 ha una frequenza superiore a circa 30 Hz, ed in particolare inferiore a 100 kHz. Preferibilmente, in accordo con una forma realizzativa particolare, la frequenza della tensione impulsiva à ̈ superiore a circa 100 Hz ed in particolare à ̈ uguale a circa 150 Hz. In this way, during the phases of charging with direct polarity and charging with inverted polarity of the cells 2, the PWM control module determines the duty cycle of the impulse voltages applied to the electrodes of each capacitor 4, to obtain an average value equal to the voltage equivalent DC operating voltage which it is desired to apply to the capacitors 4 of the cell 2. Advantageously, the pulse voltage applied between the counter-facing electrodes of each capacitor 4 has a frequency higher than about 30 Hz, and in particular lower than 100 kHz. Preferably, according to a particular embodiment, the frequency of the impulse voltage is higher than about 100 Hz and in particular it is equal to about 150 Hz.

Vantaggiosamente, la frequenza della tensione impulsiva determina una velocità della variazione di tensione tra gli elettrodi contraffacciati del condensatore 4 che à ̈ maggiore della velocità di migrazione delle particelle ionizzate nel liquido che passa tra gli elettrodi medesimi. Pertanto, le particelle ionizzate non risentono del campo elettrico variabile generato dalla tensione impulsiva applicata tra gli elettrodi, ma sono sottoposte all’azione di un campo elettrico equivalente costante che sarebbe generato da una tensione di esercizio continua uguale al valore medio di tale tensione impulsiva. Pertanto, l’applicazione tra gli elettrodi del condensatore 4 delle suddette tensioni impulsive determina un’importante riduzione della capacità del liquido che passa attraverso gli elettrodi medesimi, per l’effetto della dispersione elettrica nelle soluzioni acquose, nota al tecnico del settore, per la quale la permettività dielettrica del liquido, che passa tra gli elettrodi, diminuisce all’aumentare della frequenza del campo elettrico applicato ad esso. Advantageously, the frequency of the impulse voltage determines a speed of the voltage variation between the counter-facing electrodes of the capacitor 4 which is greater than the speed of migration of the ionized particles in the liquid passing between the electrodes themselves. Therefore, the ionized particles are not affected by the variable electric field generated by the impulsive voltage applied between the electrodes, but are subjected to the action of a constant equivalent electric field that would be generated by a continuous operating voltage equal to the average value of this impulsive voltage. . Therefore, the application between the electrodes of the capacitor 4 of the aforementioned impulsive voltages determines an important reduction in the capacity of the liquid that passes through the electrodes themselves, due to the effect of the electrical dispersion in aqueous solutions, known to the technician in the sector , for which the dielectric permittivity of the liquid, which passes between the electrodes, decreases as the frequency of the electric field applied to it increases.

In accordo con una forma realizzativa particolare, applicando una tensione impulsiva con frequenza di circa 100 Hz si ottiene una capacità specifica di ciascun condensatore 4 inferiore a 2-4 F per grammo di carbone attivo degli elettrodi ed in particolare preferibilmente dell’ordine compreso tra 0,01-1 F per grammo di carbone attivo. In accordance with a particular embodiment, by applying an impulsive voltage with a frequency of about 100 Hz, a specific capacity of each capacitor 4 is obtained lower than 2-4 F per gram of activated carbon of the electrodes and in particular preferably of the order comprised between 0.01-1 F per gram of activated carbon.

In questo modo, il circuito di alimentazione 19 deve fornire una quantità di energia elettrica per ciclo di impulso molto piccola per caricare ciascun condensatore 4, con un conseguente ridotto consumo di potenza che comporta una elevata efficienza energetica dell’apparecchiatura 1. In this way, the power supply circuit 19 must supply a very small amount of electrical energy per pulse cycle to charge each capacitor 4, with a consequent reduced power consumption which entails a high energy efficiency of the equipment 1.

Inoltre, ciò comporta una bassa dissipazione di potenza sui componenti elettrici ed elettronici del circuito di modulazione 20, ed in particolare sui MOSFET degli interruttori di modulazione 22’, 22’’, 23’, 23’’, determinando una generazione di calore sostanzialmente trascurabile che pertanto non richiede l’adozione di particolari dispositivi per la dissipazione del calore con una conseguente semplificazione costruttiva dell’apparecchiatura 1 e quindi con un basso costo di produzione della stessa. Furthermore, this entails a low power dissipation on the electrical and electronic components of the modulation circuit 20, and in particular on the MOSFETs of the modulation switches 22â € ™, 22â € ™ â € ™, 23â € ™, 23â € ™ â € ™ , causing a substantially negligible generation of heat which therefore does not require the adoption of particular devices for heat dissipation with a consequent constructive simplification of the apparatus 1 and therefore with a low production cost of the same.

Secondo l’invenzione, la cella 2 dell’apparecchiatura 1 in oggetto potrà essere alimentata con una qualsiasi tensione sostanzialmente continua, intendendosi per “sostanzialmente continua†una tensione impulsiva avente valore medio continuo (come nell’esempio realizzativo sopra descritto), ovvero una tensione continua costante senza per questo uscire dall’ambito di tutela della presente privativa. Ad esempio, in accordo con una forma realizzativa della presente invenzione non illustrata, i mezzi di alimentazione elettrica 11 dell’apparecchiatura 1 in oggetto alimentano i condensatori 4 della cella 2 con una tensione continua costante, mediante ad esempio un convertitore DC/DC interposto tra il circuito di alimentazione a tensione continua 19 ed il circuito di modulazione 20 ed atto a convertire la tensione di alimentazione VAcontinua fornita dal circuito di alimentazione 19 in una tensione di esercizio costante che viene applicata ai terminali di connessione 2’, 2’’ della cella 2 attraverso il ponte ad H del circuito di modulazione 20. According to the invention, the cell 2 of the apparatus 1 in question can be powered with any substantially continuous voltage, meaning by `` substantially continuous '' an impulsive voltage having a continuous average value (as in the embodiment described above) , that is a constant continuous tension without going out of the scope of protection of this patent. For example, in accordance with an embodiment of the present invention which is not illustrated, the electrical power supply means 11 of the apparatus 1 in question feed the capacitors 4 of the cell 2 with a constant direct voltage, for example by means of an interposed DC / DC converter between the direct voltage supply circuit 19 and the modulation circuit 20 and adapted to convert the continuous supply voltage VA supplied by the supply circuit 19 into a constant operating voltage which is applied to the connection terminals 2â € ™, 2â € ™ â € ™ of cell 2 through the H bridge of modulation circuit 20.

L’apparecchiatura così concepita raggiunge pertanto gli scopi prefissi. The apparatus thus conceived therefore achieves the intended purposes.

Claims (9)

RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura a condensatori a flusso passante per la purificazione di un liquido, la quale apparecchiatura comprende: - almeno una cella (2) provvista di due terminali di connessione (2’, 2’’) e comprendente almeno due condensatori (4) a flusso passante, i quali sono suscettibili di essere attraversati da un liquido da trattare contenente particelle ionizzate e sono elettricamente collegati in serie, mediante loro nodi di alimentazione (4’, 4’’), tra i terminali di connessione (2’, 2’’) di detta cella (2); - mezzi di alimentazione elettrica (11) collegati ai terminali di connessione (2’, 2’’) di detta cella (2) per applicare tra i nodi di alimentazione (4’, 4’’) di ciascun detto condensatore (4) almeno una tensione di esercizio; detta apparecchiatura essendo caratterizzata dal fatto che detta cella (2) comprende almeno un primo interruttore (14) collegato in parallelo ai nodi di alimentazione (4’, 4’’) di ciascun detto condensatore (4); detta apparecchiatura comprendendo, inoltre, un circuito di controllo (12) il quale à ̈ dotato di: - mezzi di rilevamento (13) collegati ai nodi di alimentazione (4’, 4’’) di ciascun condensatore (4) di detta cella (2) per rilevare valori della tensione di esercizio applicata tra i nodi di alimentazione (4’, 4’’) di ciascun detto condensatore (4), - un modulo di comando (17) atto ad azionare detto primo interruttore (14) a commutare tra una prima posizione chiusa, in cui detto primo interruttore (14) consente il passaggio di corrente tra due suoi primi terminali (14’, 14’’), ed una prima posizione aperta, in cui detto primo interruttore (14) impedisce il passaggio di corrente tra detti primi terminali (14’, 14’’); detto primo interruttore (14) essendo azionato dal modulo di comando (17) di detto circuito di controllo (12) a commutare in detta prima posizione chiusa in corrispondenza di almeno un valore di detta tensione di esercizio, misurato da detti mezzi di rilevamento (13), maggiore in modulo di un predeterminato valore di soglia, per portare detta tensione di esercizio a detto valore di soglia. CLAIMS 1. Flow-through condenser apparatus for purifying a liquid, which apparatus comprises: - at least one cell (2) equipped with two connection terminals (2â € ™, 2â € ™ â € ™) and comprising at least two flow-through condensers (4), which are likely to be crossed by a liquid to be treated containing particles and are electrically connected in series, through their power nodes (4â € ™, 4â € ™ â € ™), between the connection terminals (2â € ™, 2â € ™ â € ™) of said cell (2) ; - electrical power supply means (11) connected to the connection terminals (2â € ™, 2â € ™ â € ™) of said cell (2) to apply between the power supply nodes (4â € ™, 4â € ™ â € ™) of each said capacitor (4) at least one operating voltage; said apparatus being characterized in that said cell (2) comprises at least a first switch (14) connected in parallel to the power supply nodes (4â € ™, 4â € ™ â € ™) of each said capacitor (4); said equipment also comprising a control circuit (12) which is equipped with: - detection means (13) connected to the power supply nodes (4â € ™, 4â € ™ â € ™) of each capacitor (4) of said cell (2) to detect values of the operating voltage applied between the power supply nodes (4â € ™, 4â € ™ â € ™) of each said capacitor (4), - a control module (17) adapted to actuate said first switch (14) to switch between a first closed position, in which said first switch (14) allows the current to pass between two of its first terminals (14â € ™, 14â € ™ â € ™), and a first open position, in which said first switch (14) prevents the passage of current between said first terminals (14â € ™, 14â € ™ â € ™); said first switch (14) being operated by the command module (17) of said control circuit (12) to switch into said first closed position in correspondence with at least one value of said operating voltage, measured by said detection means (13 ), greater in modulus than a predetermined threshold value, to bring said operating voltage to said threshold value. 2. Apparecchiatura a condensatori a flusso passante per la purificazione di un liquido secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che, in corrispondenza di valori di detta tensione di esercizio maggiori in modulo di detto valore di soglia, la commutazione di detto primo interruttore (14) comandata da detto modulo di comando (17) à ̈ impulsiva. 2. Flow-through condenser apparatus for the purification of a liquid according to claim 1, characterized in that, in correspondence with values of said operating voltage greater in modulus of said threshold value, the switching of said first switch (14 ) controlled by said command module (17) is impulsive. 3. Apparecchiatura a condensatori a flusso passante per la purificazione di un liquido secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detto modulo di comando (17) comprende un generatore di segnale impulsivo il quale, in corrispondenza di valori di detta tensione di esercizio maggiori in modulo di detto valore di soglia, à ̈ abilitato a inviare a detto primo interruttore (14) almeno una sequenza di impulsi di controllo che comandano detto primo interruttore (14) a commutare ciclicamente tra detta prima posizione chiusa e detta prima posizione aperta, per portare detta tensione di esercizio a detto valore di soglia. 3. Flow-through condenser apparatus for the purification of a liquid according to claim 2, characterized in that said control module (17) comprises a pulse signal generator which, in correspondence with values of said operating voltage greater in module of said threshold value, is enabled to send to said first switch (14) at least a sequence of control pulses which command said first switch (14) to cyclically switch between said first closed position and said first open position, to bring said operating voltage at said threshold value. 4. Apparecchiatura a condensatori a flusso passante per la purificazione di un liquido secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta cella (2) comprende almeno un secondo interruttore (18) collegato in serie a ciascun corrispondente detto condensatore (4), ed azionabile da detto modulo di comando (17) a commutare tra una seconda posizione chiusa, in cui detto secondo interruttore (18) consente il passaggio di corrente tra due suoi secondi terminali (18’, 18’’), ed una seconda posizione aperta, in cui detto secondo interruttore (18) impedisce il passaggio di corrente tra detti secondi terminali (18’, 18’’); detto secondo interruttore (18) essendo azionato da detto modulo di comando (17) a commutare in detta seconda posizione aperta in corrispondenza di almeno un valore di detta tensione di esercizio maggiore in modulo di detto valore di soglia. 4. Flow-through condenser apparatus for the purification of a liquid according to any one of the preceding claims, characterized in that said cell (2) comprises at least one second switch (18) connected in series to each corresponding said capacitor (4), and can be operated by said control module (17) to switch between a second closed position, in which said second switch (18) allows the passage of current between two of its second terminals (18â € ™, 18â € ™ â € ™), and a second open position, in which said second switch (18) prevents the passage of current between said second terminals (18â € ™, 18â € ™ â € ™); said second switch (18) being operated by said control module (17) to switch into said second open position in correspondence with at least one value of said operating voltage greater than modulus of said threshold value. 5. Apparecchiatura a condensatori a flusso passante per la purificazione di un liquido secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto primo interruttore (14) à ̈ del tipo bidirezionale e detti mezzi di alimentazione elettrica (11) comprendono almeno un circuito di modulazione (20) elettricamente collegato ai terminali di connessione (2’, 2’’) di detta cella (2) per applicare alternativamente tensioni di esercizio con polarità opposte ai nodi di alimentazione (4’, 4’’) di ciascun condensatore (4) di detta cella (2). 5. Flow-through condenser apparatus for the purification of a liquid according to any one of the preceding claims, characterized in that said first switch (14) is of the bidirectional type and said electrical power supply means (11) comprise at least one circuit modulation (20) electrically connected to the connection terminals (2â € ™, 2â € ™ â € ™) of said cell (2) to alternatively apply operating voltages with opposite polarity to the power supply nodes (4â € ™, 4â € ™ â € ™) of each capacitor (4) of said cell (2). 6. Apparecchiatura a condensatori a flusso passante per la purificazione di un liquido secondo le rivendicazioni 4 e 5, caratterizzata dal fatto che detto secondo interruttore (18) à ̈ del tipo bidirezionale. 6. Flow-through condenser apparatus for purifying a liquid according to claims 4 and 5, characterized in that said second switch (18) is of the bidirectional type. 7. Apparecchiatura a condensatori a flusso passante per la purificazione di un liquido secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzata dal fatto che ciascun detto interruttore (14, 18) comprende un dispositivo elettronico a semiconduttore, preferibilmente dotato di due MOSFET collegati in serie ed aventi i terminali di gate connessi tra loro. 7. Flow-through condenser apparatus for the purification of a liquid according to claim 5 or 6, characterized in that each said switch (14, 18) comprises an electronic semiconductor device, preferably equipped with two MOSFETs connected in series and having the gate terminals connected together. 8. Apparecchiatura a condensatori a flusso passante per la purificazione di un liquido secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di alimentazione elettrica (11) sono atti ad applicare tra i nodi di alimentazione (4’, 4’’) di ciascun condensatore (4) di detta cella (2) una tensione impulsiva avente valore medio proporzionale a detta tensione di esercizio, ed i mezzi di rilevamento (13) di detto circuito di controllo (12) comprendono una unità di elaborazione (15) atta a calcolare il valore medio di detta tensione impulsiva e a confrontare detta tensione impulsiva con detto valore di soglia. 8. Flow-through condenser apparatus for the purification of a liquid according to any one of the preceding claims, characterized in that said electrical power supply means (11) are adapted to apply between the power supply nodes (4â € ™, 4â € ™ â € ™) of each capacitor (4) of said cell (2) an impulsive voltage having an average value proportional to said operating voltage, and the detection means (13) of said control circuit (12) comprise a processing unit (15) adapted to calculate the average value of said pulse voltage and to compare said pulse voltage with said threshold value. 9. Apparecchiatura a condensatori a flusso passante per la purificazione di un liquido secondo le rivendicazioni 5 e 8, caratterizzata dal fatto che: - detti mezzi di alimentazione elettrica (11) comprendono un circuito di alimentazione a tensione continua (19) atto a fornire una tensione di alimentazione (VA) continua, detto circuito di modulazione (20) à ̈ collegato in ingresso a detto circuito di alimentazione a tensione continua (19) per ricevere detta tensione di alimentazione (VA), e comprende almeno un interruttore di modulazione (22’, 22’’, 23’, 23’’) azionabile per applicare a ciascun condensatore (4) di detta cella (2) detta tensione di esercizio, - detto circuito di controllo (12) comprende un modulo di controllo a modulazione di larghezza di impulso (PWM) il quale comanda la commutazione di detto almeno un interruttore di modulazione (22’, 22’’, 23’, 23’’) alimentando i nodi di alimentazione (4’, 4’’) di ciascun condensatore (4) di detta cella (2) mediante detta tensione impulsiva avente valore medio proporzionale a detta tensione di esercizio.9. Flow-through condenser apparatus for the purification of a liquid according to claims 5 and 8, characterized in that: - said electric power supply means (11) comprise a direct voltage power supply circuit (19) adapted to supply a direct power supply voltage (VA), said modulation circuit (20) is connected at the input to said power supply circuit direct voltage (19) to receive said supply voltage (VA), and comprises at least one modulation switch (22â € ™, 22â € ™, 23â € ™, 23â € ™ â € ™) which can be operated to apply to each capacitor (4) of said cell (2) called operating voltage, - said control circuit (12) comprises a pulse width modulation (PWM) control module which controls the switching of said at least one modulation switch (22â € ™, 22â € ™ â € ™, 23â € ™, 23â € ™ â € ™) supplying the power supply nodes (4â € ™, 4â € ™ â € ™) of each capacitor (4) of said cell (2) by means of said impulse voltage having an average value proportional to said operating voltage.
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