ITPD20130280A1

ITPD20130280A1 - Apparecchiatura per il trattamento di un fluido

Info

Publication number: ITPD20130280A1
Application number: IT000280A
Authority: IT
Inventors: Tullio Servida
Original assignee: Idropan Dell Orto Depuratori S R L
Priority date: 2013-10-09
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2015-04-10
Also published as: EP3055446A1; WO2015052574A1; EP3055446B1; US20160229717A1; US10155680B2

Description

APPARECCHIATURA PER IL TRATTAMENTO DI UN FLUIDO.

D E S C R I Z I O N E

Campo di applicazione

La presente invenzione concerne una apparecchiatura per il trattamento di un fluido, secondo il preambolo della rivendicazione indipendente.

L’apparecchiatura di cui trattasi, è del tipo destinata ad essere vantaggiosamente impiegata per gli usi più diversi come ad esempio per rimuovere da fluidi, e più in particolare solitamente da liquidi, concentrazioni indesiderate di contaminanti ad esempio costituiti da sali disciolti all’interno di tali liquidi, per la dissalazione e/o per il trasferimento di ioni tra flussi di liquido differenti, per la concentrazione di particelle ionizzate o soluti all’interno di fluidi (particolarmente di processi industriali per agevolarne il recupero o lo smaltimento), per l’ossidazione elettrochimica di sostanze organiche o inorganiche e per altri scopi ancora. Esempi di apparecchiature sono quelle comprendenti celle di deionizzazione capacitiva (ovvero a condensatori a flusso passante), celle di deionizzazione per lo spostamento di particelle cariche mediante campo elettrico in una camera di evacuazione, celle a flusso di carbone (slurry di carbone in movimento), celle a combustibile per la produzione di energia, celle di elettrodialisi (normale ed invertita) e, più genericamente, comprendenti celle provviste di elettrodi per captare ioni o particelle cariche presenti in un fluido posto ad intercettazione di tali elettrodi. L’apparecchiatura secondo la presente invenzione, è pertanto vantaggiosamente impiegabile per molteplici applicazioni sia in campo industriale che in campo civile, e si inserisce in generale nell’ambito industriale della produzione di apparecchiature e di componenti di apparecchiature per il trattamento, il filtraggio o la purificazione di fluidi o per la produzione di elettricità.

Stato della tecnica

Le apparecchiature per il trattamento di fluidi di tipo noto sono formate da strati sovrapposti in successione uno sull’altro di diversi componenti atti a realizzare uno pila o “stack” di celle elementari attraversate da almeno un fluido da trattare. Le caratteristiche delle celle elementari, ovvero degli strati che le compongono, dipendono dalla loro tipologia della stessa cella che potrà, come detto, ad esempio essere relativa ad una cella di deionizzazione capacitiva, ad una celle a combustibile, ad una celle di elettrodialisi, ad una cella REDOX o ancora ad un altro tipo di cella.

Tali diverse tipologie di celle elementari hanno in comune la presenza di almeno un elettrodo, che deve venire a contatto con il fluido da trattare, e di una camera per il trattamento di un fluido contenente particelle ionizzate con alloggiato il suddetto elettrodo collegata mediante una apertura di ingresso ed una apertura di uscita, rispettivamente ad un collettore di alimentazione e ad un collettore di scarico.

A seconda della tipologia di cella possono essere ripetutamente previsti nello stack di strati che formano la pila anche membrane a scambio ionico, strati separatori, strati conduttori, strati porosi ovvero camere di altri fluidi (ad esempio percorse da un fluido di lavaggio oppure da uno slurry) con la relativa apertura di ingresso e di uscita per il collegamento con i corrispondenti collettori di alimentazione e scarico.

Esigenza comune delle apparecchiature per il trattamento di fluidi del tipo sopra sommariamente indicato è di calibrare in maniera precisa le dimensioni delle camere in cui deve scorrere il fluido da trattare.

Le suddette camere di trattamento del fluido sono attualmente ottenute sigillando mediante opportune guarnizioni gli strati contraffacciati di contenimento che le delimitano nello stack di strati e che sono solitamente distanziati tra loro per decine o centinaia di micrometri fino ad un massimo di qualche millimetro.

Le apparecchiature per il trattamento di fluidi sopra descritte si sono dimostrate nella pratica non scevre di inconvenienti.

Un primo inconveniente è connesso al fatto che per massimizzare l’efficienza delle suddette apparecchiature è necessario realizzare con precisione le dimensioni delle loro camere di trattamento del fluido al fine di ottimizzare la superficie di scambio con gli elettrodi e di ridurre le resistenze parassite che producono riscaldamento ed inefficienze operative.

Nella pratica le suddette apparecchiature vengono assemblate mediante l’impiego di tiranti che comprimono tra loro i diversi strati della pila di celle e che, stante anche l’elasticità delle guarnizioni, non consentono tuttavia di definire in modo preciso le dimensioni di ciascuna singola camera di trattamento del fluido.

Inoltre l’assemblaggio della pila di strati è realizzato con una pressione sostanzialmente scelta allo scopo di garantire la tenuta della chiusura delle singole camere e la tenuta delle relative aperture con i collettori di alimentazione e di scarico.

Un secondo inconveniente delle apparecchiature del tipo noto sopra descritto risiede pertanto nel fatto che al variare delle condizioni operative delle apparecchiature, come ad esempio al variare dei vari parametri fisici operativi di funzionamento come la pressione, la temperatura e la portata del flusso di alimentazione, le forze complessive applicate allo stack di strati variano sottoponendo le camere a forze differenti atte a modificarne le dimensioni rispetto a quelle ottimali.

Un terzo inconveniente delle apparecchiature del tipo noto sopra descritto risiede nel fatto che esse sono progettate con un numero di strati predefinito e quindi per una predefinita capacità di trattamento del fluido così come ad esempio per una predefinita capacità di abbattimento della salinità di un liquido. Pertanto, per variare le prestazioni delle suddette apparecchiature è necessario al momento disporle in serie o in parallelo con altre apparecchiature tuttavia con poca flessibilità di adattamento alle specifiche esigenze della applicazione richiesta.

Un quarto inconveniente risiede nella difficoltà di effettuare la manutenzione delle apparecchiature del tipo noto sopra descritto ovvero di sostituire le parti danneggiate, come ad esempio le camere intasate o mal funzionanti, con altre di nuove.

Nel caso particolare di apparecchiature per il trattamento di fluidi del tipo impieganti celle a condensatori a flusso passante, le superfici degli strati conduttori degli elettrodi sono spesso associate a strati di materiale permeabile o semipermeabile, in grado di intrappolare selettivamente gli ioni che migrano verso il corrispondente elettrodo sotto l’azione del campo, realizzando membrane selettivamente di tipo a scambio anionico o di tipo a scambio cationico. L’utilizzo di questi materiali ha consentito di migliorare l’efficienza dei condensatori a flusso passante consentendo di trattenere e concentrare sugli elettrodi una maggiore quantità di ioni e, più in generale, di contaminanti caricati ma ha aumentato i casi di rotture delle apparecchiature a seguito della variazione delle dimensione delle singole camere di trattenimento a causa di variazioni delle dimensioni fisiche di questi strati semipermeabili e quindi della apparecchiatura nel suo complesso.

Inoltre, la rigida compressione esistente nella successione di strati della cella ottenuti con strati di elettrodi e con strati spaziatori , diminuisce la facilità di rigenerazione della cella stante le difficoltà che incontra il fluido a raggiungere gli elettrodi ed in particolare i pori della struttura spugnosa del carbonio di cui è solitamente composto l’elettrodo, per lavare gli ioni o i sali depositatisi o precipitati, sugli elettrodi medesimi.

Un quinto inconveniente delle apparecchiature di tipo fino ad oggi noto risiede nel fatto che l’alimentazione e lo scarico delle singole celle avviene attraverso due corrispondenti collettori ricavati nel volume del contenitore entro cui è contenuta la stessa pila di celle, costituiti da due volumi previsti su due fianchi contrapposti della pila e direttamente connessi da una parte con il condotto di alimentazione e di scarico dell’apparecchiatura e dall’altra alle singole celle.

Il volume del collettore di alimentazione e di scarico ricavato nel contenitore della cella rappresenta un volume “morto” ovvero inutilizzato di ingombro significativo. Quest’ultimo è responsabile della formazione di “code” di diluizione del fluido da trattare nel collegamento in serie di apparecchiature previsto per ottenere passaggi multipli durante il trattamento di soluzioni ad elevata concentrazione di particelle cariche da eliminare, e comporta una riduzione dell’efficacia della apparecchiatura.

In accordo con l’insegnamento descritto nel brevetto US 5954937A in questo brevetto ed in particolare nella sua figura 3 sono gli stessi strati di elettrodi che riportano sui due lati uno strato di carbone attivo ad essere separati tra loro mediante distanziali. Ciò impone di realizzare gli elettrodi in materiali particolarmente resistenti. Inoltre non vi è suddivisione della apparecchiatura in celle elementari tra loro distintamente definite ed impilabili in maniera versatile in funzione della potenza richiesta dalla specifica applicazione. Infatti, ciascun elettrodo della apparecchiatura supporta due strati di carbone di due celle contigue.

Presentazione dell’invenzione

In questa situazione il problema alla base della presente invenzione è pertanto quello di eliminare gli inconvenienti della tecnica nota sopra citata, mettendo a disposizione una apparecchiatura per il trattamento di un fluido, la quale consenta di realizzare le camere di trattamento del fluido di cui si compone l’apparecchiatura di dimensioni ottimali e calibrate per migliorare l’efficienza del loro trattamento di captazione delle particelle contenute nel fluido da trattare.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una apparecchiatura per il trattamento di un fluido, la quale sia versatile consentendo di essere adattata alle esigenze produttive di specifiche applicazioni.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una apparecchiatura per il trattamento di un fluido, la quale sia di facile e di agevole manutenzione.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una apparecchiatura per il trattamento di un fluido, la quale sia semplice ed economica da realizzare ed operativamente del tutto affidabile.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una apparecchiatura per il trattamento di un fluido, la quale eviti guasti per rottura della struttura di contenimento durante il suo funzionamento.

Un altro scopo della presente invenzione è quella di ottenere una cella con un minimo volume interno. Questo fatto permette nel caso di celle destinate ad operare ciclicamente (come per esempio i condensatori a flusso) di ridurre od eliminare le “code” (tails) di lavaggio permettendo l’efficace collegamento in serie di più apparecchiature per trattare acque ad elevata salinità.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una apparecchiatura in grado di contenere al suo interno la necessaria elettronica di alimentazione delle celle ottenendo così un migliore funzionamento e minore creazione di calore.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una apparecchiatura per il trattamento di un fluido, la quale abbia un rendimento elevato.

Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi dello stesso 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:

- la figura 1A mostra schematicamente una vista d’insieme di una prima forma realizzativa di apparecchiatura per il trattamento di un fluido oggetto della presente invenzione in particolare impiegante una pluralità di celle a condensatori a flusso passante;

- la figura 1B mostra l’apparecchiatura di figura 1A con alcune parti in esploso, in particolare con dei moduli base affiancati l’uno all’altro;

- la figura 2 mostra schematicamente la cella a condensatori a flusso passante della apparecchiatura di figura 1, in una vista parzialmente in esploso;

- la figura 3 mostra schematicamente una semi-cella assemblata dell’apparecchiatura di figura 1 secondo una vista interna alla cella;

- la figura 4 mostra schematicamente una vista in pianta di una cella della prima forma realizzativa di apparecchiatura;

- la figura 5 mostra schematicamente una vista in sezione effettuata lungo la traccia V-V della semi-cella di figura 4 in cui gli spessori sono stati aumentati rispetto alle altre dimensioni per facilità di comprensione ed a cui è stata sovrapposta la sezione di una equivalente cella;

- la figura 6 mostra schematicamente una vista in sezione effettuata lungo la traccia VI-VI della semi-cella di figura 4 in cui gli spessori sono stati aumentati rispetto alle altre dimensioni per facilità di comprensione;

- la figura 7 mostra una vista in sezione molto schematica e con alcune parti non evidenziate per meglio evidenziarne altre di una variante realizzativa della stessa prima forma realizzativa di apparecchiatura in cui gli spessori sono stati aumentati in misura ancora maggiore rispetto alle altre dimensioni per facilità di comprensione;

- la figura 8A mostra un particolare della cella dell’apparecchiatura di figura 1 relativo ad uno strato di supporto in una prima forma realizzativa;

- la figura 8B mostra un particolare della cella dell’apparecchiatura di figura 1 relativo ad uno strato di supporto in una seconda forma realizzativa;

- la figura 9 mostra un particolare della cella dell’apparecchiatura di figura 1 relativo ad un modulo di più celle assiemate tra loro con un coperchio asportato per visualizzare mezzi di controllo elettronico contenuti all’interno del suddetto modulo;

- la figura 10 mostra un particolare del modulo di figura 9 relativo ad uno strato di supporto con montati i suddetti mezzi di controllo elettronico;

- la figura 11 mostra schematicamente un particolare di una seconda forma realizzativa dell’apparecchiatura per il trattamento di un fluido oggetto della presente invenzione relativo ad una cella di deionizzazione comprendete una camera intermedia di pulizia frapposta tra due camere di trattamento intercettate da corrispondenti elettrodi;

- la figura 12 mostra schematicamente una cella di trattamento della apparecchiatura di figura 11 in una vista in esploso;

- la figura 13 mostra schematicamente una vista in pianta di una cella della seconda forma realizzativa di apparecchiatura;

- la figura 14 mostra schematicamente una vista in sezione effettuata lungo la traccia XIV-XIV della cella di figura 13 in cui gli spessori sono stati aumentati rispetto alle altre dimensioni per facilità di comprensione;

- la figura 15 mostra schematicamente una vista in sezione effettuata lungo la traccia XV-XV della cella di figura 13 in cui gli spessori sono stati aumentati rispetto alle altre dimensioni per facilità di comprensione;

- la figura 16 mostra schematicamente una vista in sezione effettuata lungo la traccia XVI-XVI della cella di figura 13 in cui gli spessori sono stati aumentati rispetto alle altre dimensioni per facilità di comprensione;

- la figura 17A mostra schematicamente una terza forma realizzativa dell’apparecchiatura per il trattamento di un fluido oggetto della presente invenzione relativo ad una cella a tre camere di cui una intermedia di servizio interposta tra due camere di pulizia percorse da slurry ad esempio di particelle di carbone;

- la figura 17B mostra schematicamente una vista prospettica d’insieme di una cela dell’apparecchiatura di figura 17A;

- le figure 18A e 18B mostra unitamente tra loro schematicamente la cella a condensatori a flusso passante della apparecchiatura di figura 17A, in una vista in esploso;

- la figura 19 mostra schematicamente la cella a condensatori a flusso passante della apparecchiatura di figura 17A, in una vista parzialmente in esploso;

- la figura 20 mostra schematicamente una vista in pianta di una cella della terza forma realizzativa di apparecchiatura;

- la figura 21 mostra schematicamente una vista in sezione effettuata lungo la traccia XXI-XXI della cella di figura 20 in cui gli spessori sono stati aumentati rispetto alle altre dimensioni per facilità di comprensione;

- la figura 22 mostra schematicamente una vista in sezione effettuata lungo la traccia XXII-XXII della cella di figura 20 in cui gli spessori sono stati aumentati rispetto alle altre dimensioni per facilità di comprensione;

- la figura 23 mostra schematicamente una vista in sezione effettuata lungo la traccia XXIII-XXIII della cella di figura 20 in cui gli spessori sono stati aumentati rispetto alle altre dimensioni per facilità di comprensione;

- la figura 24 mostra schematicamente una vista in sezione effettuata lungo la traccia XXIV-XXIV della cella di figura 20 in cui gli spessori sono stati aumentati rispetto alle altre dimensioni per facilità di comprensione;

- le figure 25 e 26 mostrano un particolare della cella dell’apparecchiatura di figura 17A relativo ad uno strato di supporto.

Descrizione dettagliata di alcuni esempi di realizzazione preferiti

Con riferimento agli uniti disegni sono state indicate nel loro complesso con 1 con 100 e con 1000 tre possibili esempi di apparecchiature per il trattamento di fluidi secondo la presente invenzione, e più in particolare con 1 è stata indicata una apparecchiatura dotata di celle a condensatori a flusso passante, con 100 una apparecchiatura dotata di celle che impiegano due fluidi di cui uno da trattare per essere purificato da particelle cariche ed uno di lavaggio come meglio descritto nel seguito; e con 1000 una cella a flusso di carbone.

Più in generale l’apparecchiatura secondo l’invenzione, è destinata, come già riportato in premesse, ad essere vantaggiosamente impiegata per gli usi e le applicazioni più diverse come ad esempio per rimuovere da fluidi concentrazioni indesiderate di contaminanti, per la dissalazione e/o il trasferimento di ioni tra flussi di liquido differenti, per la concentrazione di particelle ionizzate per l’ossidazione elettrochimica di sostanze organiche o per altri scopi ancora.

L’apparecchiatura 1, 100,1000 comprende, in modo di per sé noto una pluralità di celle di trattamento 2, sovrapposte lungo una direzione di sviluppo Z, solitamente verticale, a formare una pila.

Sono quindi previsti mezzi di fissaggio 3, i quali comprimono meccanicamente le celle di trattamento 2 una sull’altra per assemblarle tra loro e per resistere agli sforzi meccanici che si generano durante il funzionamento delle celle di trattamento 2 a seguito della pressione esercitata dal fluido da trattare nonché, in caso ad esempio di celle di deionizzazione capacitiva, in seguito alla concentrazione di particelle di contaminanti che si accumulano in corrispondenza degli elettrodi delle celle, come spiegato nel seguito.

Tali mezzi di fissaggio 3 sono ad esempio ottenuti con tiranti metallici 3’ che agiscono in presa su due piastre terminali 3’’ della pila impaccando tra loro le celle di trattamento 2.

Le celle di trattamento 2 impiegate dalle apparecchiature 1 secondo l’invenzione sono ad esempio del tipo a deionizzazione capacitiva, a combustibile, di elettrodialisi (normale ed invertita) ovvero, come spiegato nel seguito, del tipo provviste di elettrodi per captare ioni o particelle cariche presenti in un fluido posto ad intercettazione di tali elettrodi ovvero ancora di tipo a flusso di carbone.

Pertanto, la cella di trattamento 2 a cui fa riferimento la presente invenzione è in generale del tipo impiegato per il trattamento di fluidi comprendenti particelle ionizzate, o comunque cariche, al loro interno, come ad esempio ioni in soluzione, e per questo suscettibili di risentire della presenza di un campo elettrico, determinato appunto dalla presenza degli elettrodi.

Nel seguito verrà indicato genericamente con il termine di particelle ionizzate qualunque particella o contaminante disciolti nel fluido da trattare in grado di essere attratti da un campo elettrostatico, come in particolare gli ioni disciolti in una soluzione.

Con riferimento alle figure degli esempi allegati, ciascuna detta cella di trattamento 2 comprende almeno una camera centrale indicata con 4 nel primo e nel terzo esempio e con 4’ nel secondo esempio, la quale è delimitata da almeno due strati di contenimento 5, 5’ (intendendosi con tale riferimento coppie di strati 5, 5’ con riferimento al primo esempio realizzativo, nonché 5’, 5’ con riferimento al secondo esempio realizzativo nonché 5, 5 con riferimento al terzo esempio realizzativo), sostanzialmente contraffacciati, ed è provvista di almeno una apertura di ingresso 6, 6’ e di almeno una apertura di uscita 7, 7’ per il passaggio di almeno un fluido 8. Possono inoltre essere previste all’interno della stesa cella di trattamento 2 anche altre camere laterali rispetto a quella centrale ad esempio altre due camere laterali nel secondo e terzo esempio indicate con 4 nel secondo esempio e con 4’ e 4’’ nel terzo esempio.

Più chiaramente, a seconda del tipo di cella di trattamento 2 impiegata dalla apparecchiatura 1, 100, 1000 potranno essere previste più camere 4, 4’, 4’’, di cui almeno una centrale 4, 4’ ed altre 4, 4’, 4’’ poste anch’esse tra i due strati di contenimento 5, 5’ di una medesima cella 2 ovvero interposte tra due strati di contenimento 5, 5’ di due celle contigue e ciascuna percorsa da un medesimo fluido o da un fluido differente di differente natura, come nel caso ad esempio di una cella di deionizzazione, descritta nel secondo esempio, intercettata da un fluido da trattare 8 e da un fluido di pulizia 80, i quali attraversano rispettivamente due camere di servizio (per la deionizzazione del fluido) 4 ed una camera centrale 4’ di pulizia (per lo scarico di un fluido di lavaggio), come spiegato in dettaglio nel seguito.

Ciascuna cella di trattamento 2 comprende primi mezzi di tenuta 9, 9’ (ovvero anche 9’ o 9’’ a seconda dell’esempio di celle descritti nel seguito), posti perimetralmente attorno a ciascuna camera centrale e laterale 4, 4’, 4’’ per sigillarla a tenuta di fluido e secondi mezzi di tenuta L’apparecchiatura 1 dispone inoltre di una pluralità di strati di elettrodi 10 posti all’interno di almeno una camera 4, 4’, 4’’ per venire a contatto con il corrispondente fluido che la percorre. Ad esempio, in accordo con l’esempio riportato nelle allegate figure 1-10, gli strati di elettrodi 10 fungono al contempo da strati di contenimento 5, 5’ delle camere 4.

Secondo l’idea alla base della presente invenzione, ciascuna cella di trattamento 2 comprende almeno due strati di supporto 11, 11’, ciascuno meccanicamente associato ad uno dei due strati di contenimento 5, 5’ di almeno una camera 4, 4’ della cella 2 ad esempio, come spiegato nel seguito essendo ciascuno strato di contenimento 5, 5’ fissato per incollaggio ad un corrispondente strato di supporto 11, 11’.

Preferibilmente, tali strati di supporto 11, 11’ sono in materiale plastico sufficientemente rigido per sostenere gli altri strati ad essi meccanicamente connessi e per sostenere perimetralmente la pressione idraulica del fluido contenuto all’interno della camera 4.

In accordo con l’invenzione sono previsti primi e secondi mezzi distanziatori 12, 13. I primi mezzi distanziatori 12 sono interposti tra i due strati di supporto 11, 11’ di ciascuna cella di trattamento 2, in modo da separare con una prima distanza di fine corsa di compressione D1 i due strati di contenimento 5, 5’ della camera 4, 4’ e quindi in modo da limitare la compressione massima a cui sono sottoposti i mezzi di tenuta 9 9’(la cui compressione dipende dalla distanza tra i due strati di contenimento 5, 5’ essendo tali mezzi di tenuta 9, 9’ interposti tra i due strati di supporto 11, 11’ fissati ai due strati di contenimento 5, 5’ come nell’esempio indicato nelle allegate figure 1-10 e/o essendo tali mezzi di tenuta 9, 9’ direttamente fissati ai due strati di contenimento 5, 5’) definendo così l’effettiva luce della camera 4.

I secondi mezzi distanziatori 13 sono interposti tra gli strati di supporto 11, 11’ di due celle di trattamento 2 contigue nella pila, costringendoli a stare ad una seconda distanza di fine corsa di compressione D2 che pone a contatto gli strati più esterni delle due celle 2 contigue limitandone tuttavia la compressione dell’una 2 sull’altra ad un valore predefinito da detta distanza D2. Tra tali strati di supporto 11, 11’ di due celle di trattamento 2 contigue nella pila possono essere interposte altre camere più laterali rispetto a quella centrale e ad esempio due camere 4 nel caso del secondo esempio e due camere 4’ nel caso del terzo esempio.

L’idea alla base della presente invenzione trae origine dal problema delle apparecchiature di tipo noto inerente alle difficoltà riscontrate nella pratica di realizzare delle celle di trattamento 2 che preservassero le dimensioni ottimali delle loro camere 4, 4’, 4’’ a seguito della compressione da parte dei mezzi di fissaggio 3 preposti per assiemare le celle 2 tra loro impilate.

In particolare, le esigenze di definire con precisione le altezze delle camere 4, 4’, 4’’ si sono finora scontrate con le difficoltà di regolare la compressione esercitata dai mezzi di fissaggio 3 (tiranti), con le esigenze di garantire una corretta tenuta ermetica alle stesse camere 4 al fine di evitare fuoriuscite di fluido, nonché infine anche con le esigenze di non eccedere nella compressione delle celle 4 per lasciare loro margini di dilatazione sufficienti ad evitare successive rotture durante il normale utilizzo. Rotture in particolare dovute al fatto che gli strati di elettrodi 10 variano il proprio volume in funzione della forma ionica che assumono, in particolare in ragione della presenza negli strati di elettrodi 10 di strati di membrane a scambio ionico, specificati in dettaglio nel seguito, che possono assumere una forma contratta o espansa a seconda degli ioni assorbiti.

Il suddetto problema è risolto in maniera sorprendente dalla presente invenzione, in cui la compressione esercitata dai mezzi di fissaggio 3 non modifica le dimensioni prestabilite come ottimali per le camere 4, 4’, 4’’, stante che la presenza dei primi e dei secondi mezzi distanziatori 12, 13 consente da una parte l’impilamento delle celle di trattamento 2 mantenendo ad un valore prestabilito la compressione massima degli strati di contenimento 5, 5’ delle camere 4, 4’ e quindi mantenendo invariata la loro distanza interna D1 così come la compressione a cui sono sottoposte le guarnizioni 9, 9’ e, dall’altra parte consente una compressione predefinita anche delle celle 2 contigue l’una sull’altra nonché tra le eventuali camere 4, 4’, 4’’ interposte tra gli strati di supporto 11, 11’ di due celle contigue. La compressione meccanica imposta dai i mezzi di fissaggio 3 alle celle di trattamento 2 deve assolvere alla esigenza meccanica di assemblare tra loro le celle ed all’esigenza di realizzare i collegamenti idraulici tra le diverse celle 2 della pila.

Infatti, i mezzi di fissaggio 3 comprimono le celle di trattamento 2 l’una sull’altra con compressione di assemblaggio limitata dai secondi mezzi distanziatori 13, che dispongono le celle 2 contigue a contatto tra loro ad una pressione predefinita e dipendente dalla suddetta seconda distanza minima D2 di fine corsa di compressione dei due strati di supporto 11, 11’. Vantaggiosamente, i primi mezzi di tenuta 9, 9’ comprendono almeno una guarnizione, la quale risulta essere sottoposta a compressione dalla azione dei due strati di supporto 11, 11’ di ciascuna cella di trattamento 2 per esercitare la sua funzione di sigillatura della camera 4. Tali due strati di supporto 11, 11’ sono disposti compressi disponendo alla prima distanza di fine corsa di compressione D1 gli strati di contenimento 5, 5’, al fine di definire una compressione massima prestabilita sulla guarnizione 9.

Infatti, una volta raggiunta durante l’assemblaggio della pila di celle di trattamento 2 la condizione di battuta dei primi mezzi distanziatori 12, i due strati di supporto 11, 11’ di ciascuna cella di trattamento 2 non potranno ulteriormente avvicinarsi e la guarnizione 9, 9’, interposta tra gli strati di contenimento 5, 5’ per la tenuta della camera da essi delimitata, non potrà comprimersi oltre a quanto progettualmente previsto per tale prima distanza di fine corsa di compressione D1.

La guarnizione 9, 9’ (almeno una) è interposta tra gli strati di contenimento 5, 5’ di ciascuna camera 4, 4’ per sigillarla ermeticamente. Allo scopo tale guarnizione 9, 9’ potrà essere disposta aderente ai due strati di contenimento 5, 5’ per sigillare perifericamente la camera 4, 4’ oppure potrà essere, in maniera sia aggiuntiva che in alternativa, fissata sui due strati di supporto 11, 11’ (come nell’esempio delle allegate figure 1-10) nel caso in cui vantaggiosamente lo strato di contenimento 5 5’, come meglio precisato nel seguito, sia aderente allo strato di supporto 11, 11’ (ad esempio mediante incollaggio).

Preferibilmente saranno previste due guarnizioni 9, 9’, ciascuna delle quali è fissata ad uno strato di contenimento 5, 5’ della coppia di strati che compone la almeno una camera 4 e/o, agli strati di supporto 11, 11’ portanti fissati gli strati di contenimento 5, 5’, in accordo con la forma realizzativa sopra citata avente gli strati di contenimento aderenti agli strati di supporto, 11, 11’.

In ogni caso, con il termine interposizione dovrà intendersi che i mezzi di tenuta 9, 9’ ovvero le guarnizioni, siano ricomprese all’interno delle giaciture dei piani degli strati di supporto 11, 11’ potendo essere anche perifericamente più esterne rispetto ai due strati di contenimento 5, 5’.

Le aperture di ingresso 6, 6’, 6’’ e di uscita 7, 7’,7’’ delle camere 4 di celle di trattamento 2 disposte contigue sono collegate tra loro rispettivamente mediante raccordi di alimentazione 14, 140, 1400 e raccordi di scarico 15, 150, 1500 con l’interposizione di rispettivi secondi mezzi di tenuta 16, 160, 260 e terzi mezzi di tenuta 17, 170, 260. Tali mezzi di tenuta sono compressi entro la suddetta seconda distanza di fine corsa di compressione D2 definita dalla battuta dei secondi mezzi distanziatori 13 che separano le celle contigue 2 in maniera precisa. Vantaggiosamente, i raccordi di alimentazione e di scarico sono ottenuti con canali 14’, 140’, 1400’, 15’, 150’, 1500’ ricavati nelle stesse guarnizioni come indicato in figura 3, i quali sono in comunicazione con fori passanti 14’’, 15’’ ricavati sugli strati di supporto che quindi sono a tenuta con la cella 2 contigua mediante l’interposizione dei suddetti rispettivi secondi mezzi di tenuta e terzi mezzi di tenuta. Questi ultimi potranno essere realizzati in forma di guarnizioni rigide od elastiche oppure potranno essere ottenuti mediante un substrato in grafite 10’ dello strato di elettrodo 10 opportunamente sagomato con labbro sporgente di tenuta.

Pertanto, i mezzi di tenuta ovvero anche gli strati che compongono le celle di trattamento 2, saranno compressi impaccati tra loro dall’azione esercitata dai mezzi di fissaggio 3, essendo tuttavia tale azione limitata dalla comprimibilità dei mezzi di tenuta ovvero anche dalla comprimibilità degli strati che compongono le celle 2, entro la seconda distanza di fine corsa di compressione D2. L’ulteriore forza di compressione esercitata dai mezzi di fissaggio 3 è infatti compensata dalla reazione dei secondi mezzi distanziatori 13 delle celle di trattamento 2 contigue che sono in battuta l’uno sull’altro impedendo l’avvicinamento delle celle di trattamento 2 (e quindi la loro ulteriore compressione) oltre la distanza D2.

Vantaggiosamente, il fluido contenuto nella apparecchiatura 1 è sostanzialmente pari al liquido contenuto nelle camere 4, 4’, 4’’ delle celle 2 non essendo previsti volumi di collettori delle celle 2 per alimentazione e scarico del liquido.

Preferibilmente, come ad esempio illustrato nell’esempio delle allegate figure 1-10, lo strato di contenimento 5, 5’ di ciascuna camera centrale 4 è ottenuto con uno strato di elettrodo 10. Inoltre vantaggiosamente (con riferimento ad una caratteristica preferenziale da non legare strettamente ad uno degli esempi illustrati), almeno uno degli strati di supporto 11, 11’ della cella di trattamento 2, e preferibilmente entrambi gli strati di supporto 11, 11’, ha una finestra passante 18, la quale è ad esempio di forma quadrata e delimita una cornice perimetrale sulle cui due facce sono realizzati i primi ed i secondi mezzi distanziatori 12, 13. Inoltre, tale strato di supporto 11, 11’ porta fissato sulla faccia esterna 11A, 11’A, cioè la faccia rivolta in direzione opposta a quella della camera 4, uno strato di elettrodo 10 posto a chiusura della suddetta finestra passante 18, mentre porta fissato sulla faccia interna 11B, 11’B, cioè la faccia rivolta in direzione della camera 4, i mezzi di tenuta 9 ovvero, come detto, in forma di una guarnizione.

Preferibilmente, in accordo ad esempio con le figure 1-10, lo strato di elettrodo 10 è fissato alla faccia esterna 11A, 11’A del corrispondente strato di supporto 11, 11’ mediante uno strato di colla 19.

A sua volta, ciascuna guarnizione 9, 9’ è preferibilmente fissata alla faccia interna 11B, 11’B del corrispondente strato di supporto 11, 11’ mediante serigrafia, formatura per stampaggio (moulding) o stampaggio in 3D con teste di stampa a rilascio di strati di materiale (printing). I secondi mezzi distanziatori 13 sono ad esempio ottenuti in forma di uno o più elementi sporgenti 13’ dalla faccia esterna 11A, 11’A del corrispondente strato di supporto 11, 11’. In particolare sono ad esempio realizzati in forma di colonne in corpo unico con il corrispondente strato di supporto 11, 11’. Diversamente tali secondi mezzi distanziatori 13 potranno essere ottenuti in forma di un cordone perimetrale in rilievo sporgente dalla faccia esterna 11A, 11’A del corrispondente strato di supporto 11, 11’ preferibilmente anche estendentesi in prossimità dell’area di azione dei tiranti dei mezzi di fissaggio.

Per favorire l’assemblaggio delle celle di trattamento 2 nella pila che forma l’apparecchiatura 1 potrà essere previsto che tali secondi mezzi distanziatori 13 siano realizzati sugli strati di supporto 11, 11’ di celle 2 contigue in maniera complementare ad esempio di tipo maschio / femmina in particolare per facilitare il centraggio degli elementi durante l’assemblaggio della pila.

Preferibilmente tali elementi sporgenti 13’ si svilupperanno in rilievo dalla faccia esterna 11A, 11’A delle cornici dei corrispondente strati di supporto 11, 11’ realizzate attorno alla finestra passante 18, attraversando dei fori ricavati sullo strato di elettrodo 10 che, come sopra indicato, potrà essere vantaggiosamente incollato sulla stessa faccia esterna 11A, 11’A dello strato di supporto 11, 11’.

Tali secondi mezzi distanziatori 13 potranno anche essere previsti solo su uno dei due strati di supporto 11, 11’ essendo l’altro dotato di faccia esterna 11A, 11’A sostanzialmente piana e atta solo a ricevere in battuta i secondi mezzi distanziatori 13 associati allo strato di supporto 11, 11’ dell’altra cella contigua 2.

Vantaggiosamente, gli elementi sporgenti 13’ potranno essere realizzati in forma di boccole cave, in corpo unico con il corrispondente strato di supporto 11, 11’, atte a ricevere all’interno del loro foro passante i tiranti dei mezzi di fissaggio 3.

I secondi mezzi distanziatori 13 potranno anche essere previsti in corrispondenza delle aperture di ingresso e di uscita delle camere 4, 4’ di ciascuna cella di trattamento 2 ed in questo caso saranno vantaggiosamente in forma di elementi tubolari entro cui passerà il fluido da trattare da e verso le camere 4, 4’.

I primi mezzi distanziatori 12 sono anch’essi ottenuti analogamente ai secondi 13 ad esempio in forma di uno o più elementi sporgenti 12’ dalla faccia interna 11B, 11’B del corrispondente strato di supporto 11, 11’.

In particolare sono ad esempio realizzati in forma di colonne in corpo unico con il corrispondente strato di supporto 11, 11’. Diversamente tali secondi primi distanziatori 12 potranno essere ottenuti in forma di un cordone perimetrale in rilievo sporgente dalla faccia interna 11B, 11’B del corrispondente strato di supporto 11, 11’. Per favorire l’assemblaggio delle singole celle di trattamento 2 in forma di corpi chiusi a tenuta ermetica di fluido, potrà essere previsto che tali primi mezzi distanziatori 12 siano realizzati sulle facce interne 11B, 11’B contrapposte degli strati di supporto 11, 11’ delle celle 12 in maniera complementare ad esempio di tipo maschio / femmina per facilitare l’assemblaggio delle celle medesime.

Preferibilmente tali elementi sporgenti 12’ si svilupperanno in rilievo dalla faccia interna 11B, 11’B delle cornici dei corrispondente strati di supporto 11, 11’ realizzate attorno alla finestra passante 18, attraversando dei fori ricavati sullo strato di guarnizione 9 che, come sopra indicato, potrà essere vantaggiosamente realizzata sulla stessa faccia interna 11B, 11’B dello strato di supporto 11, 11’ (ad esempio fissata per incollaggio o realizzata per serigrafia).

Tali primi mezzi distanziatori 12 potranno anche essere previsti solo su uno dei due strati di supporto 11, 11’ essendo l’altro dotato di faccia interna 11B, 11’B sostanzialmente piana e solo atta a ricevere in battuta i primi mezzi distanziatori 12 associati allo strato di supporto 11, 11’ contraffacciato.

Vantaggiosamente, gli elementi sporgenti 12’ potranno essere realizzati in forma di boccole cave in corpo unico con il corrispondente strato di supporto 11, 11’, a prosecuzione delle boccole realizzate sulla faccia esterna 11A, 11’A per ricevere all’interno del loro foro passante i tiranti dei mezzi di fissaggio 3.

Le celle 2 sopra descritte potranno essere assiemate tra loro a gruppi di celle allo scopo di realizzare moduli base 200 facilmente gestibili per essere combinati tra loro nella formazione di apparecchiature dalle prestazioni adattabili in funzione delle specifiche applicative.

Più in dettaglio, tali moduli base 200 disporranno di coperchi terminali di chiusura 110, 110’ posti a copertura dell’intera superficie dei rispettivi strati terminali di contenimento 5, 5’ in particolare costituiti da strati di elettrodi come sopra ricordato.

Tali moduli disporranno internamente ciascuno di mezzi di controllo elettronico 30 per il controllo dell’alimentazione delle singole celle 2. Ad esempio, in caso di celle di trattamento 2 a condensatori a flusso passante, i mezzi di controllo elettronico 30 provvederanno all’ottimale distribuzione della corrente agli elettrodi delle singole celle 2 nonché ad esempio l’inversione di polarità nella fase di rigenerazione per consentire di realizzare il suo ciclo di funzionamento.

Più in dettaglio, i mezzi di controllo elettronico 30 comprendono almeno una scheda 31 fissata meccanicamente ad uno strato di supporto 11, 11’ in particolare in corrispondenza di una sua apertura passante 32, e due morsetti 33 elettricamente connessi a detta scheda 31 per alimentarla. La suddetta scheda 31 è a sua volta elettricamente connessa ai singoli strati di elettrodi 10 mediante singole alette 20.

I morsetti 33 sono elettricamente collegabili ad una sorgente di alimentazione elettrica non illustrata in maniera di per sé del tutto convenzionale e per questo non illustrata in dettaglio. Vantaggiosamente, i morsetti 33 si sviluppano in sporgenza dalla scheda 31 in un’area esternamente accessibile per essere connessi elettricamente alla alimentazione. In accordo con l’esempio riportato in figura 9 essi si sviluppano parallelamente allo sviluppo della pila di celle di trattamento 2 inserendosi in aperture allineate realizzate sui diversi strati sovrapposti. Vantaggiosamente, i suddetti mezzi di controllo elettronico 30 sono confinati su una faccia di uno strato di supporto 11, 11’ (in particolare sulla faccia interna 11B, 11’B) perimetralmente dalla guarnizione 9 in modo da risultare elettricamente ed idraulicamente isolati dalla camera 4 ove scorre il fluido.

Il collegamento diretto che sussiste tra elettrodi ed i mezzi di controllo elettronico 30 elimina la necessità di costosi cablaggi per elevate correnti esterne alla cella, semplificando l’apparecchiatura e riducendo i costi.

Nell’esempio realizzativo illustrato nelle allegate figure 1-10 la cella di trattamento 2 è del tipo destinata a formare un condensatore a flusso passante provvisto, in modo di per sé noto, di una coppia di stati di elettrodi collegati elettricamente, mediante appositi collettori (non illustrati), ad un alimentatore (solitamente DC a corrente continua). Quest’ultimo carica gli strati di elettrodi 10 contigui a differente polarità (ad esempio ad una tensione di 1,6 Volt) in modo da definire tra di essi un campo elettrico.

In caso di cella di trattamento 2 del tipo a condensatore a flusso passante lo strato di elettrodo 10 comprende un materiale con struttura porosa ovvero con una formazione di pori interstiziali superficiali che offrono una notevole superficie di scambio con il liquido.

Il materiale che compone lo strato di elettrodo 10 potrà essere tuttavia di un qualunque materiale notoriamente impiegato nei processi elettrochimici dei condensatori a flusso e vantaggiosamente comprenderà carbone attivo spugnoso ovvero potrà essere costituito da uno qualunque dei materiali descritti ad esempio nel brevetto US 6,413,409 qui allegata 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. Lo strato di elettrodo 10 è tuttavia preferibilmente ottenuto mediante sovrapposizione di più strati siano essi in forma di fogli sovrapposti di materiali differenti, ovvero in forma di verniciature ovvero ancora in forma di substrati su una stessa matrice.

Più in dettaglio, preferibilmente tale strato di elettrodo 10 comprende uno strato di distribuzione della corrente 10’, ad esempio ottenuto in grafite, il quale funge da supporto per gli altri strati dell’elettrodo ed è provvisto di una aletta 20 suscettibile di essere elettricamente connessa ad un morsetto di un alimentatore di corrente (non illustrato) oppure direttamente alla scheda elettronica come sopra descritto. Tale strato in grafite 10’ si sviluppa sostanzialmente a copertura dell’intero perimetro esterno del corrispondente strato di supporto 11, 11’ chiudendo pertanto la finestra passante 18 ed essendo fissato alla faccia esterna 11A, 11’A della cornice in plastica del corrispondente strato di supporto 11, 11’ mediante lo strato di colla 19.

Sulla faccia interna 10’A dello strato di grafite è quindi fissato uno strato conduttore poroso 10’’, in particolare comprendente carbone attivo spugnoso. Tale strato 10’’ è previsto preferibilmente solo in corrispondenza della finestra passante 18 dello strato di supporto 10’ ed è ottenuto ad esempio per stampaggio a serigrafia, per incollaggio o con altri noti metodi in grado di ottenere risultati equivalenti.

Vantaggiosamente, lo strato poroso 10’’ è a sua volta rivestito da uno strato di materiale semipermeabile a scambio ionico 10’’’, anch’esso vantaggiosamente ottenuto per serigrafia. Lo strato in grafite 10’ ha lo scopo di realizzare un collegamento elettrico con l’alimentatore, mentre lo strato in carbone attivo 10’’ ha lo scopo di aumentare l’area di scambio di corrente con gli ioni o particelle cariche presenti nel fluido.

Tale strato di materiale semipermeabile a scambio ionico 10’’’, potrà essere associato in vario modo allo strato poroso 10’’. Più in dettaglio, tale strato a scambio ionico 10’’’potrà essere separato dallo strato poroso 10’’ ovvero sovrapposto a suo rivestimento, ovvero ancora infiltrato nei suoi pori o costituito nello stesso strato di materiale conduttore come ad esempio descritto nel brevetto US 6,709,560 qui allegato per riferimento, dalla riga 27 di colonna 6 alla riga 10 di colonna 7, avente analogo comportamento a scambio ionico selettivo, e nel seguito richiamato nella stessa terminologia di strato di materiale semipermeabile a scambio ionico.

Tale strato di materiale semipermeabile 10’’’ potrà essere ottenuto con una membrana semipermeabile ovvero con uno o più strati di materiale caricato come ad esempio descritto nel brevetto US 6,709,560, qui allegato per riferimento anche dalla riga 50 di colonna 4 alla riga 10 di colonna 7.

Lo strato di materiale semipermeabile 10’’’ è atto ad intrappolare selettivamente gli ioni che migrano verso gli strati di elettrodi 10 sotto l’azione del campo durante una fase di servizio della cella di trattamento 2 a condensatore a flusso passante meglio specificata nel seguito, consentendo di migliorare le prestazioni del condensatore ovvero di trattenere, nella suddetta fase di servizio, una maggiore quantità di particelle cariche. Queste ultime vengono poi, almeno in parte, rilasciate dagli strati di elettrodi 10 durante la successiva fase di rigenerazione, in particolare ad esempio passando attraverso previsti fori ricavati nello strato di materiale semipermeabile 10’’’.

Vantaggiosamente, gli strati di contenimento 5, 5’ in particolare costituiti nell’esempio delle figure 1-10 dagli strati di elettrodi 10, e più in particolare dai loro substrati di membrane a scambio ionico10’’’ come illustrato nelle allegate figure, sono separati tra loro da almeno uno strato di spaziatore 21 interposto tra gli strati di contenimento ed attraverso il quale scorre il flusso di fluido da trattare 8, ad esempio contenente le particelle ionizzate che si desidera almeno in parte rimuovere.

Lo strato spaziatore 21 potrà essere ottenuto anche in forma di labirinto per determinare una specifica via del fluido all’interno della camera 4 allo scopo di ottimizzarne il trattamento nella cella 2.

Lo strato spaziatore 21 potrà essere ottenuto anch’esso per serigrafia sopra lo strato di materiale semipermeabile 10’’’ oppure potrà essere ottenuto con uno strato di materiale altamente poroso non conduttivo, in grado di isolare gli elettrodi consentendo il passaggio del flusso di fluido, come ad esempio un materiale sintetico poroso o altri materiali di materiali spaziatori non conduttivi come fibra di vetro o un tessuto di nylon.

E’ altresì possibile sagomare lo strato iono-selettivo 10’’’ per esempio mediante goffratura allo scopo di ottenere uno sviluppo tridimensionale dello strato atto a realizzare una canalizzazione del fluido definente lo strato spaziatore 21.

Lo strato spaziatore 21 potrà essere anche ottenuto in corpo unico con lo strato di supporto come evidenziato nella figura 5B. I due strati di spaziatore 21 definiranno la luce della camera 4 in cui passa il fluido da trattare 8.

A causa della variazione di dimensione degli strati a scambio ionico 10’’’ in relazione alla finestra 18 ricavata negli strati di supporto 11, 11’, la struttura e la configurazione dello spaziatore 21 è realizzata in modo da garantire una canalizzazione del fluido atta ad evitare bypass tra l’ingresso e l’uscita che ridurrebbero l’efficienza di trattamento. In altre parole, il labirinto dello spaziatore 21 per il passaggio dell'acqua tende ad avvicinarsi/allontanarsi dalle finestre di supporto creando una via di trafilamento di luce variabile.

Vantaggiosamente è previsto uno strato gommoso tra l'esterno del labirinto e la finestra di passaggio del liquido da trattare (solitamente ricavata in uno strato di guarnizione e/o nello strato di supporto etc.) il quale risolve il problema del trafilamento stante che questo strato gommoso "segue" le dilatazioni della membrana compensandole.

Eventualmente è possibile (per migliorare la tenuta) "ondulare" la parete esterna perimetrale dello spaziatore 21 a labirinto per allungarne lo sviluppo e ridurre quindi (eventualmente eliminandolo) il trafilamento.

Le dimensioni la forma e la distribuzione degli strati di materiale conduttore che compongono gli strati di elettrodi 10 ovvero le dimensioni la forma e la distribuzione degli strati di materiale separatore interposti tra gli strati di elettrodi 10 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. In accordo con l’invenzione i primi mezzi distanziatori 12 interposti tra i due strati di supporto 11, 11’ di ciascuna cella di trattamento 2 limitano lo sforzo di compressione a cui sono sottoposte le guarnizioni (o la guarnizione) fissate alla faccia interna 11B, 11’B (ovvero ad almeno una faccia interna) del corrispondente strato di supporto 11, 11’ non potendosi avvicinare i due strati di supporto 11, 11’ oltre alla battuta definita dai primi mezzi distanziatori 12 e quindi non potendo avvicinare gli strati di contenimento 5, 5’ oltre alla prima distanza di fine corsa di compressione D1.

Analogamente, i secondi mezzi distanziatori 13 interposti tra gli strati di supporto 11, 11’ di due celle di trattamento 2 contigue nella pila, limitano lo sforzo di compressione a cui sono sottoposti gli strati di elettrodi 10 ed in particolare gli strati di distribuzione della corrente 10’ in grafite, fissati alla faccia esterna 11A, 11’A del corrispondente strato di supporto 11, 11’ non potendosi avvicinare i due strati di supporto 11, 11’ oltre alla seconda distanza di fine corsa di compressione D2.

La cella di trattamento 2 del tipo a condensatori a flusso passate illustrata nelle figure 1-10 è destinata ad essere alimentata durante il funzionamento dell’apparecchiatura di purificazione in cui è integrata, insieme ad una pluralità di altre celle, con un flusso di un primo fluido mediante una condotta di alimentazione. Il flusso di fluido che attraversa il condensatore della cella 2 è quindi convogliato in uscita ad una condotta di estrazione. Allo scopo ciascuna camera 4 è come sopra specificato dotata di una apertura di ingresso e di una apertura di uscita unite a quelle corrispondenti delle altre camere 4 come descritto in precedenza.

Gli strati di elettrodi 10 che formano il condensatore a flusso passante della cella 2 sono elettricamente connessi ad un alimentatore, in particolare a corrente continua, dotato di una scheda di controllo a circuiti integrati, la quale controlla, nelle diverse fasi operative del ciclo di funzionamento del condensatore, tipicamente mediante interruttori a semiconduttori, la tensione applicata agli elettrodi mediante appositi collettori di collegamento.

Il ciclo di funzionamento della cella di trattamento 2 del tipo a condensatori a flusso passante prevede, in modo di per sé del tutto tradizionale e ben noto al tecnico del settore, una fase di carica, in cui l’alimentatore carica gli strati di elettrodi 10 contigui a differente polarità per portarli ad una tensione di esercizio costante e, ad esempio, pari a 1,6 V. Il ciclo prevede quindi una fase di servizio, in cui con gli strati di elettrodi 10 caricati, il flusso di fluido da trattare è forzato a passare attraverso il condensatore, mediante la condotta di alimentazione e la condotta di estrazione. Durante tale fase di servizio ha luogo la depurazione del fluido dalle particelle polarizzate dovuta al fatto che le particelle ionizzate vengono attratte dai rispetti elettrodi a polarità opposta alla loro determinando un progressivo accumulo delle stesse particelle ionizzate sugli stessi elettrodi.

Una volta raggiunta la programmata saturazione degli elettrodi con le particelle polarizzate presenti nel fluido, il ciclo prevede una fase di rigenerazione, in cui con gli strati di elettrodi 10 disattivati, un flusso di fluido di scarico, preferibilmente contenente un prodotto solubilizzante, è forzato a passare nel condensatore con conseguente rimozione delle particelle ionizzate accumulatesi sugli strati di elettrodi 10.

Solitamente, il flusso di scarico che passa nella cella di trattamento 2 durante la fase di rigenerazione è da considerarsi uno scarto (a meno che lo scopo dell’apparecchiatura non sia quello di concentrare una soluzione) e, nel caso si tratti di una apparecchiatura per la deionizzazione dell’acqua, sarà inviato al normale scarico previsto dell’impianto idraulico. Prima di riprendere la fase di servizio può avere luogo anche una fase di preproduzione, in cui il flusso di fluido da trattare continua ad essere convogliato allo scarico in attesa che il condensatore raggiunga la carica alla tensione prevista e quindi gli strati di elettrodi 10 siano completamente efficienti per la loro azione di depurazione del liquido dalle particelle ionizzate.

Con il termine “disattivati” si è inteso indicare tutte quelle condizioni a cui sono sottoposti gli strati di elettrodi 10 prima di riprendere la fase di carica e che generalmente prevedono una fase di scarica con cortocircuitazione degli strati di elettrodi 10, una fase di scarica positiva in cui gli strati di elettrodi 10 sono sottoposti ad una tensione a polarità invertita, volta ad allontanare le particelle cariche dagli strati di elettrodi 10, in cui si erano accumulate, ed una fase di assenza di tensione prima di riprendere la fase di carica.

Gli strati di elettrodi 10 variano il proprio volume in funzione della forma ionica che assumono, in particolare in ragione della presenza degli strati di membrane a scambio ionico 10’’’. Ad esempio, le membrane a scambio cationico 10’’’, quando funzionano con una soluzione ricca di calcio, si trovano ad essere in una forma piuttosto contratta, stante le ridotte dimensioni degli ioni calcio. Analogamente, quando la cella si trova a trattare con acqua di mare, le membrane cationiche si trovano in forma sodio ovvero in una forma comunque piuttosto contratta. Quando invece le stesse membrane 10’’’ vengono sottoposte, durante il loro normale ciclo di funzionamento, alle previste fasi di rigenerazione mediante un prodotto solubilizzante, come ad esempio una soluzione acida, esse si vengono solitamente a trovare in forma idrogeno ovvero con i propri gruppi funzionali (ad esempio SO<3>) legati a ioni idrogeno che ne aumentano notevolmente le dimensioni. Pertanto, a seconda dell’ambiente in cui la membrana semipermeabile 10’’’ si trova a lavorare, si possono riscontrare sue notevoli variazioni di volume. Ad esempio, una variazione del 10% per una membrana di spessore di 300 �m comporta che con 100 coppie di elettrodi vi sia una variazione di spessore pari a 3mm. Stante che gli strati della cella 1 sono già di per se stessi usualmente compressi al fine di migliorare la conducibilità elettrica degli strati di elettrodi 10, ovvero in particolare per ottimizzare la conducibilità tra il substrato in carbone 10’’ ed il substrato in grafite 10’, un aumento significativo nello spessore delle membrane 10’’’ sarebbe suscettibile di determinare una eccessiva compressione degli strati di elettrodo 10 ed il superamento di un valore di soglia massima di pressione con un degrado del rendimento della cella 2.

In presenza di compressione oltre ad un valore limite di soglia le deformazioni degli strati di elettrodi 10 potrebbero diventare irreversibili cosicché, la successione di strati non tornando più alla dimensione di progetto non è più in grado di consentire alla cella 2 di lavorare con prestazioni ottimali ovvero con una soddisfacente portata di fluido che attraversa la cella 2 medesima.

La previsione della presente invenzione di impiegare primi e secondi mezzi distanziatori 12, 13 rispettivamente interposti tra i due strati di supporto 11, 11’ di ciascuna cella di trattamento 2 e tra gli strati di supporto 11, 11’ di due celle di trattamento 2 contigue consente di assemblare rigidamente le celle 2 tra loro nella pila pur lasciando ad esse la possibilità di espandersi in funzione delle caratteristiche del fluido trattato e quindi senza generare tensioni meccaniche in grado di compromettere l’ integrità strutturale dell’apparecchiatura.

Nelle figure 11-16 è illustrata una seconda forma realizzativa dell’apparecchiatura secondo l’invenzione, la quale impiega celle 2 con una diversa combinazione di strati rispetto a quella sopra descritta e che si presta particolarmente anch’essa ad essere impiegata per la purificazione di fluidi da particelle ionizzate presenti al loro interno suscettibili di risentire della presenza di un campo elettrico, quali ad esempio ioni in soluzione.

Nel seguito verrà indicato genericamente con il termine di particelle ionizzate qualunque contaminante o particella disciolti in un primo fluido 8 da trattare in grado di essere attratti da un campo elettrostatico, come in particolare gli ioni disciolti in un fluido.

In accordo con questa seconda forma realizzativa della presente invenzione, ciascuna cella di trattamento 2 comprende almeno una prima ed una seconda camera di servizio, indicate entrambe con il riferimento 4, ciascuna provvista di una corrispondente apertura di ingresso e di uscita 6, 7 attraverso le quali è suscettibile di fluire il fluido 8 da trattare, ed almeno una terza camera centrale 4’ di pulizia per l’evacuazione delle particelle cationiche e/o particelle anioniche assorbite dalla prima e dalla seconda camera di trattamento 4. La suddetta terza camera centrale di pulizia 4’ è interposta tra la prima e la seconda camera di servizio 4, ed è provvista di una terza apertura di ingresso 6’ e di una terza apertura di uscita 7’, attraverso le quali fluisce un fluido di lavaggio 80.

Le suddette prima e seconda camera di trattamento 4 sono delimitate ciascuna rispettivamente da un primo strato di contenimento 5 e da un secondo strato di contenimento 5’ del fluido 8 da trattare, con i due primi strati di contenimento 5 disposti più esternamente rispetti ai secondi strati di contenimento 5’.

Alle suddette prima e seconda camera 4 sono corrispondentemente associati un primo ed un secondo strato di elettrodo 10, alimentabile da una sorgente di alimentazione elettrica ad una prima e ad una seconda polarità, tra loro opposte.

La sorgente di alimentazione sarà atta a fornire ai suddetti strati di elettrodi 10 le suddette tensioni negativa e positiva con alimentazione in continua ovvero con alimentazione impulsiva avente valore medio della tensione rispettivamente positivo e negativo.

Vantaggiosamente, in accordo con la forma realizzativa preferita ma non limitativa della presente invenzione, illustrata nella allegata figure 11-16, il primo strato di contenimento 5 di ciascuna delle due camere 4 realizza da solo lo strato di elettrodo 10 associato alla camera 4 essendo tale strato 5 costituito da un materiale conduttore, quale ad esempio la grafite.

La terza camera centrale di pulizia 4’ è atta a ricevere le particelle cationiche e/o le particelle anioniche assorbendole dalle due camere di servizio 4. La suddetta terza camera centrale di pulizia 4’ è limitata dagli stessi secondi strati di contenimento 5’ che delimitano verso l’interno le camere di servizio 4. Tali secondi strati 5’ sono sostanzialmente impermeabili, tra loro paralleli e contraffacciati. Essi singolarmente delimitano unitamente al primo strato di contenimento 5 rispettivamente la prima e la seconda camera di servizio 4. Tali secondi strati di contenimento 5’ sono meccanicamente associati a due strati di supporto 11, 11’ che determinano con i loro distanziali 12 e 13 la compressione massima della camera centrale 4’ e la compressione massima tra celle 2 contigue nonché tra gli strati compresi tra le celle 2 contigue ovvero in questo caso tra le camere di servizio 4 di due celle contigue 2.

Con il termine sostanzialmente impermeabile deve intendersi che vi possa essere un trafilamento di flusso tra la terza camera centrale di pulizia 4’ e una o entrambe le camere di servizio 4 compreso tra lo 0 ed il 20%.

Preferibilmente la pressione del fluido nella terza camera centrale di pulizia 4’ sarà regolata di valore inferiore a quella delle due camere di servizio 4 onde evitare o limitare un trafilamento di fluido da tale terza camera centrale di pulizia 4’ alle due camere di servizio 4.

Pertanto, la configurazione della cella 2 sopra descritta prevede di fare fluire il fluido di lavaggio 80 in una terza camera centrale di pulizia 4’ attiguamente interposta tra le due camere di servizio 4 ove transita il fluido 8 da trattare, e da cui è separata mediante il secondo strato di contenimento 5’ sostanzialmente impermeabile al fluido da trattare 8 ed al fluido di lavaggio 80 ma che consente l’attraversamento selettivo, sotto l’azione del campo elettrico generato dagli elettrodi 10 degli ioni contenuti nel fluido da trattare 8.

Allo scopo, i due secondi strati di contenimento 5’ hanno ciascuna associata una o più aree ionoselettive, le quali aree sono suscettibili di essere attraversate da particelle cariche di omologa polarità contenute nella prima e nella seconda camera di servizio 4 e su cui agisce l’azione del campo elettrico generato dagli elettrodi 10. Al contempo, le aree ionoselettive sono atte a trattenere entro la stessa terza camera centrale di pulizia 4’, le particelle cationiche o le particelle anioniche, ancorchè di polarità omologa alla membrana ionoselettiva, mantenendole all’interno della stessa terza camera centrale di pulizia 4’, a causa della modesta forza di spostamento indotta su di loro dal campo elettrico quando le particelle cariche sono contenute nella suddetta terza camera centrale di pulizia 4’. Con il termine “omologa polarità” si intende considerare che la membrana ionoselettiva anionica sia più facilmente permeabile agli anioni che ai cationi e viceversa la membrana ionoselettiva cationica sia più facilmente permeabile ai cationi che agli anioni.

Il campo elettrico entro la terza camera centrale di pulizia 4’ è presente in misura molto ridotta per le ragioni riportate qui di seguito.

All’interno della terza camera centrale di pulizia 4’ è infatti contenuto uno strato di conduttore elettrico poroso 22 suscettibile di essere percorso dal fluido di lavaggio 80. Questo strato di conduttore elettrico poroso 22 è interposto tra i due secondi strati di contenimento 5’ con cui è vantaggiosamente in intimo contatto elettrico così da ridurre internamente alla terza camera centrale di pulizia 4’ il campo elettrico generato dai due strati di elettrodi 10. Tale conduttore elettrico poroso determina un effetto schermante del campo elettrico per il volume sotteso tra i due secondi stati di contenimento 5’ cosicchè le particelle cariche contenute nella terza camera centrale di pulizia 4’ non hanno la forza di superare le aree ionoselettive, a bassa resistività elettrica, dei suddetti secondi stati di contenimento 5’ ancorchè di omologa polarità. Le aree ionoselettive sono un buon conduttore elettrico e pertanto estendono la schermatura al di fuori della terza camera centrale di pulizia 4’ fino alla superficie esterna dei due secondi stati di contenimento 5’ di separazione con il fluido da trattare 8 che fluisce nelle due camere di servizio 4 e che ha ovviamente resistività più elevata.

Il suddetto strato di conduttore elettrico poroso 22 è vantaggiosamente formato da almeno una rete in materiale conduttivo, ad esempio in metallo, in particolare interposta come distanziale tra i due secondi stati di contenimento 5’. Tale rete è provvista di una struttura tridimensionale per consentire il passaggio del fluido nel suo stesso piano di giacitura.

Le aree ionoselettive dei due secondi stati di contenimento 5’ sono vantaggiosamente ottenute con membrane selettivamente di tipo a scambio anionico e di tipo a scambio cationico, le quali possono estendersi ciascuna per l’intera area di un elettrodo o, diversamente, possono riguardare ciascuna porzioni di entrambi gli elettrodi come verrà chiarito negli esempi riportati nel seguito.

In accordo con una possibile scelta realizzativa i due secondi stati di contenimento 5’ della terza camera centrale di pulizia 4’ comprendono ciascuna un supporto fogliforme su cui sono previste stampe di aree ionoselettive, ed in particolare ad esempio serigrafie di aree ionoselettive, ottenute a partire da vernici ionoselettive anioniche e cationiche, ad esempio del tipo descritte nel brevetto EP 2463242 nei paragrafi 18-28 qui allegati per riferimento. Tali aree ionoselettive anioniche e cationiche così ottenute, possono ciascuna rivestire tutta l’estensione di un elettrodo oppure possono riguardare porzioni affiancate a differente ionoselettività di ciascun elettrodo, in accordo con le due forme realizzative specificate nel seguito.

Il supporto fogliforme può essere ad esempio realizzato con un foglio in TNT di 10-30 grammi al m<2,>preferibilmente elettricamente conduttore, con ricavate, mediante serigrafia, o più in generale mediante un processo di stampa, le aree ionoselettive preferibilmente in materiale sostanzialmente elettricamente conduttore.

Tra il primo ed il secondo strato di contenimento 5, 5’ di ciascuna delle due camere di servizio 4 è preferibilmente interposto uno strato spaziatore 21, poroso isolante suscettibile di essere percorso e attraversato nella sua estensione dal fluido da trattare 8.

La apparecchiatura 1 è vantaggiosamente ottenuta mediante una pluralità di celle di trattamento 2 del tipo sopra descritte sovrapposte.

I due liquidi di alimentazione della cella ovvero il liquido da trattare 8 e liquido di lavaggio 80) possono essere costituiti anche dallo stesso liquido (ad esempio acqua da trattare e acqua di lavaggio) predisponendo anche una alimentazione in comune.

Preferibilmente, come ad esempio illustrato nell’esempio delle allegate figure 11-16, gli strati di supporto 11, 11’ della cella di trattamento 2 hanno una finestra passante 18, la quale è ad esempio di forma quadrata e delimita una cornice perimetrale sulle cui due facce sono realizzati i primi ed i secondi mezzi distanziatori 12, 13. Sono previsti mezzi di tenuta 9, 9’ per delimitare a tenuta perimetralmente le due suddette camere di servizio 4 e la terza camera di pulizia 4’’.

Vantaggiosamente, ciascuno strato di supporto 11, 11’ porta fissato sulla faccia esterna 11A, 11’A, cioè la faccia rivolta in direzione opposta a quella della camera centrale 4’, in particolare mediante incollaggio, una guarnizione perimetrale 9 dei mezzi di tenuta, al cui interno è alloggiato uno dei due secondi strati di contenimento 5’ costituito alternativamente per ciascuna camera 4 da una membrana di tipo a scambio anionico o di tipo a scambio cationico. Sopra a tale membrana 5’ è quindi riposto uno strato spaziatore 21. La suddetta camera di servizio 4 è quindi chiusa mediante uno dei due primi strati di contenimento 5 come detto ottenuto da uno strato conduttore di elettrodo in grafite. Preferibilmente quest’ultimo fa tenuta sulla guarnizione 9 fissata allo strato di supporto in plastica 11, mediante una seconda guarnizione 9 dei mezzi di tenuta, e vantaggiosamente con l’interposizione di una cornice di irrigidimento 25, in materiale plastico delimitante internamente una finestra di dimensioni più ridotte di quella delle guarnizioni 9 che la rivestono su ambo i lati.

Analogamente alla precedente forma realizzativa, ciascuna guarnizione 9 potrà essere preferibilmente fissata alla faccia esterna 11A, 11’A del corrispondente strato di supporto 11, 11’ mediante serigrafia, formatura per stampaggio (moulding) o stampaggio in 3D con teste di stampa a rilascio di strati di materiale (printing).

I due secondi strati di contenimento 5’ delimitano tra loro la terza camera centrale di pulizia 4’.

Allo scopo, sulle facce interne contraffacciate 11B, 11’B dei due strati di supporto 11, 11’ cioè le facce rivolte in direzione della camera centrale di pulizia 4’, è predisposta in particolare mediante incollaggio, una guarnizione perimetrale 9’ dei mezzi di tenuta 9, al cui interno è alloggiato lo strato di conduttore elettrico poroso 22 suscettibile di essere percorso dal fluido di lavaggio 80.

Secondo l’invenzione anche con riferimento a questa forma realizzativa sono previsti primi e secondi mezzi distanziatori 12, 13. I primi mezzi distanziatori 12 sono interposti tra le contrapposte facce rispettivamente interne 11B, 11’B ed esterne 11A, 11’A dei due strati di supporto 11, 11’ in modo da contenere entro una prima distanza di fine corsa di compressione D1 i mezzi di tenuta 9’, interposti tra tali secondi strati 5’, e lo strato di conduttore elettrico poroso 22 e quindi in modo da limitare la loro compressione massima.

I secondi mezzi distanziatori 13 sono interposti tra gli strati di supporto 11, 11’ di due celle di trattamento 2 contigue nella pila, in modo da comprimerle ad una pressione prestabilita e limitata dalla suddetta seconda distanza di fine corsa di compressione D2 a cui si pongono gli stessi strati di supporto 11, 11’. Ciò consente di limitare la compressione dell’una cella 2 sull’altra cella 2 contigua nonché di limitare la compressione degli strati frapposti tra gli strati di supporto 11, 11’ di due celle di trattamento 2 contigue nella pila; strati frapposti che in questa forma realizzativa comprendono gli strati che definiscono le camere di servizio 4 ovvero, per ciascuna cella 2, due guarnizioni 9, lo strato di cornice di irrigidimento 25 e lo strato di elettrodo 10 ovvero il primo strato di contenimento 5.

Poiché nella successione di strati che formano la pila si susseguono una camera centrale di pulizia 4’ e due camere laterali di servizio 4 ad essa contigue in opposte direzioni, la cella elementare di trattamento 2 potrà altresì essere identificata anche da una diversa sequenza di tre camere e di strati ad esse connessi ovvero come potrà ad esempio essere ottenuta con sequenza ripetitiva di due camere di servizio e di una camera di pulizia. La identificazione delle celle mediante la loro funzionalità che richiede di identificare come cella la sequenza di una camera di pulizia 4’ necessariamente interposta tra due camere di servizio 4 può non essere ripresa da una identificazione fisica della cella di trattamento elementare al fine della presente invenzione ovvero della sua descrizione ovvero anche al fine di ottenere il vantaggio tecnico secondo la presente invenzione che consente da una parte di assiemare tra loro gli strati della apparecchiatura con una compressione che serva a garantirne la compattazione meccanica e la sigillatura idraulica dei condotti e dall’altra di comprimere con una forza misurata gli strati interposti tra i due strati di supporto 11, 11’ contigui, siano essi della stessa cella o di due celle contigue ovvero siano essi atti a definire la camera di pulizia 4’ o due camere di servizio 4.

Con riferimento alle figure allegate i primi ed i secondi mezzi distanziatori 12, 13 potranno essere realizzati in maniera analoga, mutatis mutandis, a quelli della precedente forma realizzativa ad esempio in forma di elementi sporgenti 12’ o 13’ (in forma vantaggiosamente di colonne in corpo unico con il corrispondente strato di supporto 11, 11’ ovvero in forma di cordoni perimetrali) rispettivamente dalla faccia interna 11A, 11’A o dalla faccia esterna 11B, 11’B di almeno uno strato di supporto 11, 11’.

Vantaggiosamente, gli elementi sporgenti 12’, 13’ potranno essere realizzati in forma di boccole cave, in corpo unico con il corrispondente strato di supporto 11, 11’, atte a ricevere all’interno del loro foro passante i tiranti dei mezzi di fissaggio 3.

I mezzi distanziatori 12, 13 potranno anche essere previsti in corrispondenza delle aperture di ingresso e di uscita delle camere 4, 4’ di ciascuna cella di trattamento 2 ed in questo caso saranno vantaggiosamente in forma di elementi tubolari entro cui passerà il fluido da trattare da e verso le camere 4, 4’.

Per favorire l’assemblaggio delle celle di trattamento 2 nella pila che forma l’apparecchiatura 1 potrà essere previsto che tali mezzi distanziatori 12, 13 siano realizzati sugli strati di supporto 11, 11’ in maniera complementare ad esempio di tipo maschio / femmina in particolare per facilitare il centraggio degli elementi durante l’assemblaggio della pila.

Diversamente i mezzi distanziatori 12, 13 potranno anche essere previsti solo su uno dei due strati di supporto 11, 11’ essendo l’altro dotato di faccia contrapposta sostanzialmente piana e atta solo a ricevere in battuta i suddetti mezzi distanziatori 12, 13 associati allo strato di supporto 11, 11’ contrapposto.

Preferibilmente i primi elementi distanziatori 12 in forma di elementi sporgenti 12’ si svilupperanno in rilievo dalla faccia interna 11B, 11’B delle cornici dei corrispondente strati di supporto 11, 11’ realizzate attorno alla finestra passante 18, e vantaggiosamente attraverseranno fori ricavati nello strato di guarnizione 9’ che contorna lo strato elettrico poroso 22.

A loro volta, preferibilmente i secondi elementi distanziatori 13 in forma di elementi sporgenti 13’ si svilupperanno in rilievo dalla faccia esterna 11A, 11’A delle cornici dei corrispondente strati di supporto 11, 11’ realizzate attorno alla finestra passante 18, e vantaggiosamente attraversando dei fori ricavati sulle due guarnizioni 9 sullo strato di cornice di irrigidimento 25 e sul relativo strato di elettrodo 10 ovvero sul primo strato di contenimento 5.

Le aperture di ingresso 6 e di uscita 7 delle camere di servizio 4 di una cella di trattamento 2 del tipo sopra descritto a deionizzazione capacitiva saranno collegate tra loro e a quelle delle celle 2 contigue rispettivamente mediante i raccordi di alimentazione 14 ed i raccordi di scarico 15 con l’interposizione dei rispettivi secondi mezzi di tenuta 16 e dei terzi mezzi di tenuta 17, come già indicato nell’esempio realizzativo precedente. Tali mezzi di tenuta 16, 17 sono compressi entro la suddetta seconda distanza di fine corsa di compressione D2 definita dalla battuta dei secondi mezzi distanziatori 13 che separano le celle contigue 2 in maniera precisa.

Vantaggiosamente, i raccordi di alimentazione 14 e di scarico 15 delle camere di servizio 4 sono ottenuti con canali 14’, 15’ ricavati nelle stesse guarnizioni 9 come indicato schematicamente in figura 12 (i canali 14’, 15’ sono ricavati nella guarnizione come già meglio illustrato in modo analogo in figura 3), i quali sono in comunicazione con fori passanti 14’’’, 15’’’ ricavati sui primi strati di contenimento 5 che si affacciano alle celle contigue. Inoltre le camere di servizio 4 di una medesima cella sono in comunicazione tra loro mediante fori 14’’, 15’’ ricavati negli strati di supporto 11, 11’ nonché nei fori delle guarnizioni 9, 9’ e degli strati di irrigidimento 25.

I fori 14’’ e 15’’ degli elettrodi 10 che formano i primi strati di contenimento 5 sono a tenuta con i raccordi di alimentazione 14, 15 della cella 2 contigua mediante l’interposizione dei suddetti rispettivi secondi mezzi di tenuta 16 e terzi mezzi di tenuta 17. Questi ultimi potranno essere realizzati in forma di guarnizioni rigide od elastiche oppure potranno essere ottenuti mediante una porzione opportunamente sagomata dello strato in grafite 10 con labbro sporgente di tenuta.

Pertanto, i mezzi di tenuta 16, 17 ovvero anche gli strati che compongono le celle di trattamento 2 relativi alle camere di servizio 4, saranno compressi impaccati tra loro dall’azione esercitata dai mezzi di fissaggio 3, essendo tuttavia tale azione limitata dalla comprimibilità dei mezzi di tenuta 16, 17 ovvero anche dalla comprimibilità degli strati che compongono le celle 2, entro la seconda distanza di fine corsa di compressione D2 che separa gli strati di supporto 11 o 11’ da quelli di una cella contigua. L’ulteriore forza di compressione esercitata dai mezzi di fissaggio 3 è infatti compensata dalla reazione dei secondi mezzi distanziatori 13 delle celle di trattamento 2 contigue che sono in battuta l’uno sull’altro impedendo l’avvicinamento delle celle di trattamento 2 (e quindi la loro ulteriore compressione) oltre la distanza D2.

Le aperture di ingresso 6’ e di uscita 7’ delle camere di pulizia 4’ di una cella di trattamento 2 a deionizzazione del tipo sopra descritto, saranno collegate a quelle delle celle contigue rispettivamente mediante raccordi di alimentazione 140 e raccordi di scarico 150 con l’interposizione di corrispondenti secondi mezzi di tenuta 160’ e terzi mezzi di tenuta 170’, come già indicato per le camere di servizio 4. I raccordi di alimentazione 140 e di scarico 150 sono ottenuti in questo caso con canali 140’, 150’ ricavati nelle stesse guarnizioni 9’ come indicato in figura 12, i quali sono in comunicazione con quelli di una guarnizione 9’ di una cella contigua mediante fori passanti 140’’, 150’’ ricavati negli strati di supporto 11, 11’ nonché negli altri strati previsti che separano due camere di pulizia di due celle contigue ovvero: guarnizioni 9, strati di cornici di irrigidimento 25 ed elettrodi 10.

I fori 140’’ e 150’’ degli elettrodi 10 che formano i primi strati di contenimento 5 sono a tenuta con i raccordi di alimentazione 140, 150 della cella 2 contigua mediante l’interposizione dei suddetti rispettivi secondi mezzi di tenuta 160 e terzi mezzi di tenuta 170. Funzionalmente, l’apparecchiatura finora descritta dal punto di vista per lo più strutturale opera con riferimento ad entrambe le forme realizzative, come qui di seguito specificato. Le particelle cariche positivamente e negativamente contenute nel liquido da trattare 8 che fluiscono in maniera continua nella prima e nella seconda camera 4 sono forzate dall’azione del campo elettrico prodotto dai due strati di elettrodi 10 a migrare rispettivamente verso il catodo (elettrodo negativo) e verso l’anodo (elettrodo positivo). In tale migrazione le particelle cationiche positive contenute nel fluido della camera di servizio opposta a quella delimitata dal catodo e quelle anioniche negative contenute nel fluido della camera di servizio opposta a quella delimitata dall’anodo che incontrano le aree ionoselettive rispettivamente cationiche 5’B ed anioniche 5’A del corrispondente secondo strato di contenimento 5’, sono forzate dal campo elettrico ad attraversarle superando la barriera di potenziale, rappresentata dalla area ionoselettiva, fino ad entrare nella terza camera centrale di pulizia 4’.

Una volta entrate nella terza camera centrale di pulizia 4’, le particelle cariche sono qui sottoposte ad una modesta azione del campo elettrico e quindi non sono più in grado di attraversare le aree ionoselettive delle membrane dei secondi strati di contenimento 5’ rimanendo confinate nel volume sostanzialmente equipotenziale della terza camera 4’, per poi essere convogliate verso lo scarico dal flusso di fluido di lavaggio 80 che avanza in maniera continua nella stessa terza camera centrale di pulizia 4’.

Attraverso il campo elettrico presente nella prima e nella seconda camera 4, le particelle cariche ivi presenti vengono quindi spostate in un volume costituito dalla terza camera centrale di pulizia 4’ a campo elettrico ridotto superando una barriera di non ritorno costituita dalle aree ionoselettive delle stesse pareti della terza camera 13.

Lo strato elettrico poroso 22, vantaggiosamente costituito in accordo con la forma realizzativa preferenziale sopra citata da una rete metallica, determina l’isopotenzialità della terza camera centrale di pulizia 4’, a guisa di gabbia di Faraday, con schermatura del campo elettrico per evitare di condurre le particelle cariche al di fuori della stessa camera 4’ una volta che vi siano entrate all’interno.

In accordo con le figure 17-26 è illustrato un terzo esempio di apparecchiatura 1000 secondo l’invenzione la quale utilizza celle a flusso di carbone del tipo descritte ed illustrate nella domanda di brevetto PD2012A000363 qui richiamata per riferimento dalle pagine 7 a 42. L’apparecchiatura 1000 si presta vantaggiosamente ad operare per la deionizzazione di fluidi 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.

L’apparecchiatura 1 si presta inoltre a concentrare all’interno di fluidi, particolarmente di processi industriale, particelle ionizzate per agevolarne il recupero o lo smaltimento.

In accordo con la presente invenzione e con lo schema della figura generale n. 17A, l’apparecchiatura 1 comprende una prima cella di assorbimento ioni 2 la quale contiene al suo interno almeno le tre camere 4, 4’,4’’ specificate qui di seguito.

Una prima camera di servizio centrale 4 della prima cella 2, è percorsa da un flusso di fluido da trattare 8 contenente particelle cationiche e particelle anioniche che possono rappresentare degli inquinanti da rimuovere (come ad esempio il sale di una apparecchiatura destinata alla dissalazione di acqua di mare) oppure delle sostanze da recuperare (come ad esempio i metalli di un bagno galvanico di un processo industriale). Tale fluido 8 potrà pertanto essere una soluzione acquosa ma anche diversamente una soluzione in cui particelle cariche si trovano disciolte in un solvente non a base acqua. Tale prima camera di servizio centrale 4 è allo scopo alimentata mediante una prima condotta di adduzione con il fluido da trattare 8, ad essa connessa attraverso una prima apertura di ingresso 6 e cede a sua volta il fluido trattato all’esterno mediante una prima condotta di mandata connessa alla prima camera di servizio centrale 4 mediante una prima apertura di uscita 7. Vantaggiosamente, la suddetta prima condotta di adduzione è intercettata da una valvola di regolazione del flusso di liquido da trattare 8, la quale potrà anche essere controllata anche in modo parzializzabile da una unità di controllo logico.

Una seconda camera di pulizia 4’ della prima cella 2 è percorsa da un primo slurry operativo S1 contenente primi corpuscoli suscettibili di caricarsi elettrostaticamente essendo allo scopo dotata di una seconda apertura di ingresso 6’ e di una seconda apertura di uscita 7’ connesse ad un primo circuito 120 in cui circola tale primo slurry operativo S1.

All’interno di tale seconda camera di pulizia 4’ è alloggiato un primo strato di elettrodo 10, il quale è caricato positivamente da una prima sorgente di alimentazione 140, e forma un primo strato di contenimento 5’ della seconda camera di pulizia 4’ verso l’esterno della cella 2. Una terza camera centrale di pulizia 4’’ è percorsa da un secondo slurry operativo S2 contenente secondi corpuscoli suscettibili di caricarsi elettrostaticamente essendo allo scopo dotata di una terza apertura di ingresso 6’’ e di una terza apertura di uscita 7’’ connesse ad un secondo circuito 1200 in cui circola tale secondo slurry operativo S2.

Nel primo e nel secondo circuito 120, 1200 e quindi all’interno della seconda e terza camera centrale di pulizia 4’, 4’’ da loro rispettivamente intercettate, circolano in continuo i due slurry S1, S2. Essi sono a tale scopo intercettati rispettivamente da primi e secondi mezzi di circolazione, costituiti rispettivamente da una prima pompa di ricircolo 40 e da una seconda pompa di ricircolo 41.

All’interno di tale terza camera centrale di pulizia 4’’ è alloggiato un secondo strato di elettrodo 10, il quale è caricato negativamente dalla prima sorgente di alimentazione 14 e forma un primo strato di contenimento 5’ della seconda camera di pulizia 4’ verso l’esterno della cella 2.

La prima sorgente di alimentazione 14 è in grado di fornire agli elettrodi 10 delle due camere di pulizia 4’ e 4’’ le suddette tensioni positiva e negativa con alimentazione in continua ovvero con alimentazione impulsiva avente valore medio della tensione rispettivamente positivo e negativo. Il valore della tensione dipenderà dalla specifica applicazione e dalle dimensioni dell’impianto in cui la cella 2 è destinata a lavorare. In caso di dissalazione dell’acqua di rete per un impianto domestico potrà ad esempio essere previsto un valore di tensione di pochi volt.

All’interno della prima cella 2, la seconda e la terza camera 4’, 4’’ sono idraulicamente separate tra loro con l’interposizione della prima camera di servizio 4. Più in dettaglio, la seconda e la terza camera centrale di pulizia 4’, 4’’ sono separate dalla prima camera di servizio 4 rispettivamente mediante un primo setto ed un secondo setto 5, interposti ad almeno parziale contenimento del fluido da trattare 8 che circola nella prima camera di servizio 4 rispetto agli slurry S1 ed S2 che circolano nella seconda e terza camera 4’, 4’’.

Tali primo e secondo setto 5 realizzano gli strati di contenimento interni della seconda e terza camera centrale di pulizia 4’, 4’’ e delimitano tra di loro la prima camera di servizio 4.

Essi sono permeabili rispettivamente ad almeno le particelle anioniche e ad almeno alle particelle cationiche, che, come spiegato nel seguito, sono forzate dall’azione del campo elettrico prodotto dalla prima sorgente di alimentazione a passare dal fluido da trattare 8 nel primo slurry S1 e nel secondo slurry S2. Essi dovranno invece trattenere i primi ed i secondi corpuscoli nei rispettivi primo e secondo slurry S1 e S2 nonché limitare fortemente, e preferibilmente impedire del tutto, il passaggio dei fluidi 8, S1 ed S2 attraverso di essi. A seconda della applicazione prevista e del tipo di setti impiegati potrà essere tollerata una piccola diluizione di un fluido da parte di uno contiguo. Potrà essere inoltre previsto di calibrare le pressioni di circolazione dei fluidi 8, S1 ed S2 nelle tre camere 4, 4’, 4’’ per evitare o limitare tali diluizioni.

Vantaggiosamente i setti 5 sopra citati potranno essere scelti tra: membrane a scambio ionico (cationico od anionico) con differenti gruppi funzionali; separatori porosi isolanti o conduttori come TNT (tessuto non tessuto) strutture di fibra di vetro; membrane microporose come per esempio membrane di micro/ultra/nano filtrazione; separatori microporosi con polimeri conduttivi.

Vantaggiosamente gli slurry S1, S2 potranno contenere medesimi primi e secondi corpuscoli suscettibili di caricarsi elettrostaticamente a contatto con gli elettrodi e potranno essere costituiti da polveri di carbone ad elevata porosità ovvero da corpuscoli notoriamente impiegati nella fabbricazione delle batterie a flusso, quali per esempio SiO2, TiO2, ossidi metallici, grafene, nano tubi di carbonio, fibre di carbonio, nano fibre di carbonio eventualmente prodotte per elettro-spinning ed altre sostanze comunemente note per il trasporto e l’accumulo di cariche elettrostatiche. Essi pertanto sono ad esempio contenuti in una percentuale in peso compresa tra il 10 ed il 50% del flusso di slurry complessivo, tipicamente provvisto di acqua quale vettore fluido per lo spostamento dei corpuscoli.

La suddetta sorgente di alimentazione genera una prima corrente elettrica con percorrenza dal primo elettrodo positivo associato al primo slurry S1 che ha assorbito le particelle anioniche al secondo elettrodo negativo associato al secondo slurry S2 che ha assorbito dette particelle cationiche.

Vantaggiosamente, la presenza di sfere 26 all'interno delle camere di scorrimento dello slurry di carbone consente di migliorare il trasferimento di corrente alle particelle in movimento. Una sfera infatti "tocca" un piano idealmente in un solo punto e quindi non riduce la superficie attiva della membrana 5 mentre mette a disposizione delle particelle in movimento una superficie elevata per migliorare il contatto elettrico pur senza costituire grazie alla sua forma impedimento grave al loro movimento. Le sfere sono indicate di diametro pari alla misura del canale di passaggio ma ovviamente esse potranno essere realizzate di dimensioni più piccole.

Sono previsti mezzi di estrazione 100 per rimuovere in continuo le particelle anioniche e le particelle cationiche rispettivamente assorbite dal primo slurry operativo S1 e dal secondo slurry operativo S2.

I mezzi di estrazione 100 determinano la rigenerazione del primo e del secondo slurry S1, S2 rimuovendo da essi le particelle anioniche e cationiche rispettivamente assorbite nella seconda camera 4’ e nella terza camera 4’’ della prima cella 2. I due flussi di slurry S1, S2 una volta rigenerati dai mezzi di estrazione 100 sono convogliati dai rispettivi primo e secondo circuito 120, 220 rispettivamente alla seconda apertura di ingresso 6’ della seconda camera di pulizia 4’ ed alla terza apertura di ingresso 6’’ della terza camera centrale di pulizia 4’’ della prima cella 2, per consentire a quest’ultima un funzionamento in continuo.

I mezzi di estrazione 100 delle particelle anioniche e cationiche potranno essere associati ai due slurry prevedendo componenti comuni ed indifferenziati per i due slurry, ovvero, come schematizzato dalla linea tratteggiata di figura 1, potranno comprendere componenti dedicati per l’estrazione selettiva dallo specifico slurry delle particelle anioniche o delle particelle cationiche prevedendo ad esempi mezzi di lavaggio specifici per i due slurry ovvero camere specifiche per la separazione elettrostatica selettiva delle particelle anioniche e cationiche dai corpuscoli del relativo slurry.

I suddetti mezzi di estrazione 100 agiranno comunque su un slurry che prelevano e alimentano in continuo la prima cella 1 per un funzionamento della apparecchiatura che consente di ottenere all’uscita della prima camera il liquido trattato privo (o per lo meno con una minore quantità) di particelle anioniche e cationiche.

Allo scopo, con riferimento alle diverse possibile soluzioni realizzative non limitative della presente invenzione, i suddetti mezzi di estrazione 100 potranno essere ottenuti mediante mezzi di lavaggio degli slurry in appositi serbatoi comuni agli slurry ovvero mediante mezzi di lavaggio in cui scorrono le particelle anioniche e cationiche che si sono separate dai corpuscoli degli slurry al contatto con corrispondenti elettrodi, ovvero mediante l’azione combinata di campi elettrici prodotti da elettrodi percorsi dagli slurry in rispettive camere per la separazione delle particelle cariche e di mezzi di lavaggio in camere contigue a quelle contenenti gli elettrodi, in accordo con gli esempi realizzativi illustrati nella domanda di brevetto PD2012A000363 qui richiamata per riferimento dalle pagine 7 a 42.

Più in dettaglio, con riferimento alle figure allegate, partendo dallo strato più esterno di figura 18A fino ad arrivare allo strato più esterno di figura 18B è possibile considerare la sequenza di strati qui di seguito specificati.

Le suddette prima e seconda camera di pulizia 4’, 4’’ ove scorrono i due slurry S1 e S2 sono come detto limitate verso l’esterno della cella 2 da due strati di elettrodi in grafite 10 indicati quindi anche come primi strati di contenimento 5’. Essi sono vantaggiosamente rivestiti esternamente da uno strato di rinforzo in plastica indicato con 27 il quale svolge la funzione di irrigidire lo strato di elettrodo in grafite 10 per meglio supportare le sfere 26.

Tali strati di elettrodi in grafite 10 poggiano direttamente sugli strati di supporto 11, 11’ vantaggiosamente senza frapporre una guarnizione grazie alla tenuta della grafite.

Gli strati di supporto 11, 11’ sono provvisti di una finestra passante 18, la quale è ad esempio di forma quadrata e delimita una cornice perimetrale sulle cui due face sono realizzati i primi ed i secondi mezzi distanziatori 12, 13. La forma di tali mezzi 12, 13 potrà essere analoga a quella descritta negli esempi precedenti e quindi qui non ripresa in dettaglio.

Ciascuno secondo strato di contenimento 5 ottenuto con uno dei setti sopra ricordati, chiude le suddette prima e seconda camera di pulizia 4’, 4’’ verso l’interno della cella e chiude con l’altro strato di contenimento 5 la camera centrale di servizio 4.

I due secondi strati di contenimento 5 che delimitano verso l’esterno le due camere laterali di pulizia 4’, 4’’ delimitano tra loro la camera centrale di servizio 4.

Mezzi di tenuta 9 sono previsti per delimitare a tenuta perimetralmente la suddetta camera di centrale servizio 4. Essi possono essere realizzati, come nell’esempio delle allegate figure, con due guarnizioni 90 con interposta una ulteriore guarnizione 9 in rilievo (o più genericamente uno strato distanziatore in rilievo) in cui sono ricavati i canali 14’, 15’ dei raccordi di alimentazione 14 e di scarico 15, ovvero con un’unica guarnizione 9 in rilievo. Sopra ad almeno uno dei secondi strati di contenimento 5’ è quindi vantaggiosamente riposto almeno uno strato spaziatore 21 che riceve il fluido dai canali della guarnizione 9.

Sono inoltre previsti mezzi di tenuta 9’ per delimitare a tenuta perimetralmente le suddette camere di pulizia 4’, 4’’.

Più in dettaglio, la faccia interna 11B, 11’B dello strato di supporto 11, 11’ è rivestita da mezzi di tenuta 9’ costituiti da una guarnizione su cui poggia una cornice di irrigidimento 25 con sovrapposta una ulteriore guarnizione 9’ nella cui finestra alloggia il secondo strato di contenimento 5. Tale cornice di irrigidimento 25 dispone di finestra ristretta rispetto alle guarnizioni 9’ che pertanto la sormontano parzialmente da ambo i lati. Il secondo strato di contenimento 5 è a sua volta alloggiato sostanzialmente a misura nella seconda guarnizione 9’ così da poggiare anch’esso sulla cornice di irrigidimento 25 ed ha vantaggiosamente pari spessore rispetto alla suddetta seconda guarnizione 9’.

In accordo con una variante realizzativa sarà possibile poggiare il secondo strato di contenimento 5 (il setto o membrana) direttamente sulla faccia interna 11B, 11’B dello strato di supporto 11, 11’ risparmiando in questo modo una guarnizione 9’ e la cornice di irrigidimento 25.

I tre circuiti del fluido da trattare 8 e dei due slurry S1 ed S2 rimarranno separati tra loro e pertanto le rispettive aperture di ingresso 6, 6’, 6’’ e di uscita 7, 7’, 7’’ della camera di servizio 4 e delle camere di pulizia 4’ e 4’’ di una cella di trattamento 2 del tipo sopra descritto saranno collegate a quelle delle celle 2 contigue rispettivamente mediante i raccordi di alimentazione 14, 140, 1400 ed i raccordi di scarico 15, 150, 1500 con l’interposizione dei rispettivi secondi mezzi di tenuta e dei terzi mezzi di tenuta come già indicato negli esempi realizzativi precedenti. Tali secondi mezzi di tenuta e terzi mezzi di tenuta sono compressi entro la suddetta seconda distanza di fine corsa di compressione D2 definita dalla battuta dei secondi mezzi distanziatori 13 che separano le celle contigue 2 in maniera precisa.

Vantaggiosamente, tali secondi mezzi di tenuta e terzi mezzi di tenuta sono ottenuti con un unico strato in grafite 260 interposto tra due celle 2 contigue e dotato di fori attraversati dai secondi distanziali 13.

Vantaggiosamente, i raccordi di alimentazione 14 e di scarico 15 della camera di servizio 4 comprendono canali 14’, 15’ ricavati nella guarnizione in rilevo 9 che si frappone a tenuta perimetrale tra i due secondi strati di contenimento 5 (membrane o setti) come indicato schematicamente in figura 18A (i canali 14’, 15’ sono ricavati nella guarnizione 9 come già meglio illustrato in modo analogo in figura 3).

I canali 140’, 150’ e 1400’, 1500’’ dei rispettivi raccordi di alimentazione 140, 1400 e di scarico 150, 1500 della camera di servizio 4 per la comunicazione comunicare con le camere di pulizia 4’, 4’’ sono a loro volta vantaggiosamente ricavati, in accordo con una possibile forma realizzativa illustrata nelle allegate figure, nello spessore degli strati di supporto 11, 11’.

Le camere di servizio 4 e le camere di pulizia 4’, 4’’ di celle 2 contigue sono in comunicazione tra loro mediante fori indicati genericamente per tutti i condotti con i riferimenti 14’’, 15’’ ricavati negli strati che separano le stesse camere.

Pertanto, i mezzi di tenuta interposti tra le celle 2 ovvero anche gli strati che rivestono esternamente le camere centrali di servizio 4, saranno compressi impaccati tra loro dall’azione esercitata dai mezzi di fissaggio 3, essendo tuttavia tale azione limitata dalla comprimibilità dei mezzi di tenuta 16 ovvero anche dalla comprimibilità dei suddetti strati di rivestimento (ad esempio strato di rinforzo 27) che rivestono esternamente le celle 2, entro la seconda distanza di fine corsa di compressione D2 che separa gli strati di supporto 11 o 11’ da quelli di una cella contigua. L’ulteriore forza di compressione esercitata dai mezzi di fissaggio 3 è infatti compensata dalla reazione dei secondi mezzi distanziatori 13 delle celle di trattamento 2 contigue che sono in battuta l’uno sull’altro impedendo l’avvicinamento delle celle di trattamento 2 (e quindi la loro ulteriore compressione) oltre la distanza D2.

I primi mezzi distanziatori 12 interposti tra le contrapposte facce interne 11B, 11’B dei due strati di supporto 11, 11’ contengono entro una prima distanza di fine corsa di compressione D1 tutti gli strati fra essi frapposti che formano la camera centrale di servizio 4 e le due camere di pulizia 4’, 4’’e quindi limitano la loro compressione massima così da ottimizzare il funzionamento delle stesse camere 4, 4’, 4’’.

L’apparecchiatura così concepita raggiunge pertanto gli scopi prefissi.

Ovviamente, essa potrà assumere, nella sua realizzazione pratica anche forme e configurazioni diverse da quella sopra illustrata senza che, per questo, si esca dal presente ambito di protezione. Inoltre tutti i particolari potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti e le dimensioni, le forme ed i materiali impiegati potranno essere qualsiasi a seconda delle necessità.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Apparecchiatura per il trattamento di un fluido, la quale comprende: - una pluralità di celle di trattamento (2) sovrapposte a formare una pila; - mezzi di fissaggio (3) i quali comprimono meccanicamente dette celle di trattamento (2) l’una sull’altra; ciascuna detta cella di trattamento (2) comprendendo una o più camere (4, 4’, 4’’), ciascuna delle quali è delimitata da almeno due strati di contenimento (5, 5’) sostanzialmente contraffacciati, è provvista di almeno una apertura di ingresso (6, 6’, 6’’) e di almeno una apertura di uscita (7, 7’, 7’’) per il passaggio di almeno un fluido (8, 80), è perimetralmente chiusa da primi mezzi di tenuta (9, 9’), posti per sigillarla a tenuta di fluido; - una pluralità di strati di elettrodi (10) posti ad intercettazione di detto fluido all’interno di almeno una una di dette una o più camera (4, 4’, 4’’) di ciascuna detta cella di trattamento (2); caratterizzata dal fatto che ciascuna detta cella di trattamento (2) comprende almeno due strati di supporto (11, 11’), a ciascuno dei quali è meccanicamente associato uno di due strati di contenimento (5, 5’) di una di dette una o più camera (4, 4’); primi mezzi distanziatori (12) essendo interposti tra i due strati di supporto (11, 11’) di ciascuna detta cella di trattamento (2) separando di una prima distanza di fine corsa di compressione (D1) detti due strati di contenimento (11, 11’) di detta camera (4, 4’) associati meccanicamente a detti due strati di contenimento (5, 5’); secondi mezzi distanziatori (13) essendo interposti tra gli strati di supporto (11, 11’) di due celle di trattamento (2) contigue compresse da detti mezzi di fissaggio (3) in battuta l’una sull’altra, separando detti strati di supporto (11, 11’) di una seconda distanza di fine corsa di compressione (D2).
2. Apparecchiatura per il trattamento di un fluido secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la compressione di detti mezzi di fissaggio (3) sulla pila di celle di trattamento (2) è limitata sugli strati che sono interposti tra gli strati di supporto (11, 11’) di celle di trattamento (2) contigue dalla battuta di detti secondi mezzi distanziatori (13).
3. Apparecchiatura per il trattamento di un fluido secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che la compressione di detti mezzi di fissaggio (3) sulla pila di celle di trattamento (2) è limitata sui primi mezzi di tenuta (9, 9’) che sono interposti tra detti due strati di contenimento (5, 5’) meccanicamente associati a detti strati di supporto (11, 11’) di una medesima camera (4, 4’) dalla battuta di detti secondi primi distanziatori (12).
4. Apparecchiatura per il trattamento di un fluido secondo la rivendicazione 1, caratterizzata che le aperture di ingresso e di uscita di camere (4, 4’) di celle di trattamento (2) contigue sono collegate tra loro rispettivamente mediante raccordi di alimentazione e raccordi di scarico (14, 15, 140, 150, 1400, 1500) con l’interposizione di rispettivi secondi e terzi mezzi di tenuta (16, 17, 16’, 16’’, 160, 170, 17’, 17’’) sottoposti ad una compressione da detti mezzi di fissaggio (3) limitata dalla battuta di detti secondi mezzi distanziatori (13).
5. Apparecchiatura per il trattamento di un fluido secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il fluido contenuto in detta apparecchiatura (1) è sostanzialmente pari al liquido contenuto nelle camere (4, 4’, 4’’) di dette celle di trattamento (2).
6. Apparecchiatura per il trattamento di un fluido secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che almeno uno strato di contenimento (5, 5’) di ciascuna camera di trattamento (2) è ottenuto con uno strato di elettrodo (10).
7. Apparecchiatura per il trattamento di un fluido secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che almeno uno strato di supporto (11, 11’) di detta cella di trattamento (2): - ha una finestra passante (18); - ha fissato sulla faccia esterna (11A) uno strato di contenimento (5, 5’), in particolare formato da un elettrodo, posto a chiusura di detta finestra (18); - ha fissato sulla faccia interna (11B) uno strato di guarnizione di detti mezzi di tenuta.
8. Apparecchiatura per il trattamento di un fluido secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detto strato di elettrodo (10) comprende: - almeno uno strato di distribuzione della corrente (10’) in particolare in grafite fissato a detto strato di supporto (11, 11’); - almeno uno strato conduttore poroso (10’’), in particolare di carbone attivo spugnoso, previsto almeno in corrispondenza della finestra (18) di detto strato di supporto (10’) ni particolare ottenuto per serigrafia; - almeno uno strato di materiale semipermeabile a scambio ionico (10’’’), previsto almeno in corrispondenza di detto strato conduttore spugnoso (10’’) in particolare ottenuto per serigrafia.
9. Apparecchiatura per il trattamento di un fluido secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno uno strato spaziatore (21) interposto tra detti strati di contenimento (5, 5’).
10. Apparecchiatura per il trattamento di un fluido secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che ciascuna detta cella di trattamento (2) comprende una camera di pulizia (4’) centrale attraversata da un fluido di pulizia (80), interposta tra due camere di servizio (4) laterali attraversate da un fluido da purificare (8), ciascuna delle quali camere di servizio (4) essendo delimitata rispettivamente da un primo strato di contenimento (5) e da un secondo strato di contenimento (5’), con detti due primi strati di contenimento (5) disposti più esternamente rispetti a detti secondi strati di contenimento (5’), questi ultimi delimitando detta camera di pulizia (4’); detti primi strati di contenimento (5) essendo ciascuno ottenuto con uno strato di elettrodo (10); detti secondi strati di contenimento (5’) essendo sostanzialmente impermeabili al fluido da trattare (8) ed al fluido di lavaggio (80) ed essendo suscettibili di essere selettivamente attraversati verso detta camera di pulizia (4’) dagli ioni contenuti nel fluido da trattare (8) fluente in dette camere di servizio (4), sotto l’azione del campo elettrico generato da detti elettrodi (10).
11. Apparecchiatura per il trattamento di un fluido secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che la compressione di detti mezzi di fissaggio (3) sulla pila di celle di trattamento (2) è limitata sulle due camere di servizio (4) di due celle contigue (2) nella pila e sui mezzi di tenuta atti a collegare i raccordi delle camere (4, 4’) di dette due celle contigue della pila dalla battuta tra detti secondi mezzi distanziatori (13) interposti tra gli strati di supporto (11, 11’) di due celle di trattamento (2) contigue nella pila.
12. Apparecchiatura per il trattamento di un fluido secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che ciascuna detta cella di trattamento (2) comprende una camera di servizio (4) centrale attraversata da un fluido da purificare (8), interposta tra una seconda ed una terza camera di pulizia (4’, 4’’) laterali attraversate rispettivamente da un primo slurry operativo (S1) e da un secondo slurry operativo (S2) contenenti rispettivi primi e secondi corpuscoli suscettibili di caricarsi elettrostaticamente; detta seconda camera di pulizia (4’) e detta terza camera di pulizia (4’’) essendo delimitate ciascuna verso l’esterno di detta cella di trattamento (2) da un primo strato di contenimento (5’) formato da uno strato di elettrodo (10) e verso l’interno di detta cella di trattamento (2) da un secondo strato di contenimento (5) formato da un setto; i due setti di dette camere di pulizia (4’) delimitando detta camera di servizio centrale (4) e sono permeabili rispettivamente ad almeno le particelle anioniche e ad almeno alle particelle cationiche suscettibili di essere forzate dall’azione del campo elettrico prodotto da detti strati di elettrodi di passare dal fluido da trattare (8) contenuto in detta camera di servizio centrale (4) nel primo slurry (S1) e nel secondo slurry (S2).
13. Apparecchiatura per il trattamento di un fluido secondo la rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto che la compressione di detti mezzi di fissaggio (3) sulla pila di celle di trattamento (2) è limitata sulle due camere di pulizia (4’, 4’’) e sulla camera di servizio (4) di ciascuna cella di trattamento (2) dalla battuta tra detti primi mezzi distanziatori (12) interposti tra gli strati di supporto (11, 11’) di ciascuna cella di trattamento (2).
14. Apparecchiatura per il trattamento di un fluido secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di controllo elettronico (30) per il controllo dell’alimentazione delle singole celle di trattamento (2), i quali sono meccanicamente fissati ad almeno uno strato di supporto (11, 11’) ed elettricamente connessi agli strati di elettrodi (10) di detta cella di trattamento (2).
15. Apparecchiatura per il trattamento di un fluido secondo la rivendicazione 14, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di controllo elettronico (30) sono alloggiati in una apertura, la quale è ricavata in detto almeno uno strato di supporto (11, 11’) ed è chiusa all’interno di detta cella di trattamento.
16. Apparecchiatura per il trattamento di un fluido secondo la rivendicazione 14, caratterizzata dal fatto che dette celle di trattamento (2) sono assiemate tra loro in gruppi di celle (2) formanti moduli base (200) meccanicamente ed idraulicamente collegabili in successione tra loro per realizzare detta apparecchiatura (1); ciascun detto modulo base (200) essendo provvisto di detti mezzi di controllo elettronico (30)fissati allo strato di supporto (11, 11’) di almeno una cella di trattamento (2) di detto modulo (200); detti mezzi di controllo elettronico (30) essendo elettricamente collegati agli strati di elettrodi (10) delle singole celle di trattamento (2) che compongono detto modulo (200) per il controllo della loro alimentazione.
17. Apparecchiatura per il trattamento di un fluido secondo la rivendicazione 15, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di controllo elettronico (30)comprendono almeno una scheda (31) fissata ad uno strato di supporto (11, 11’) ed alloggiata in detta sua apertura passante (32); detta scheda (31) essendo elettricamente connessa: - ad una sorgente di alimentazione elettrica mediante due morsetti (33), i quali si sviluppano almeno parzialmente in sporgenza da detta scheda (31) raggiungendo un’area esternamente accessibile di detto modulo (200); - ai singoli strati di elettrodi (10) mediante coppie di alette (20).