ITUD20130058A1 - "metodo, dispositivo e impianto di filtraggio di un flusso di acqua" - Google Patents

Description

METODO, DISPOSITIVO E IMPIANTO DI FILTRAGGIO DI UN FLUSSO DI ACQUA

DESCRIZIONE

Campo tecnico

La presente invenzione riguarda un dispositivo di filtraggio delle acque secondo le caratteristiche della parte precaratterizzante della rivendicazione 1.

La presente invenzione riguarda un impianto di trattamento di un flusso di fluido liquido secondo le caratteristiche della parte precaratterizzante della rivendicazione 27.

La presente invenzione riguarda una centrale idroelettrica secondo le caratteristiche della parte precaratterizzante della rivendicazione 28.

Tecnica anteriore

Nel campo della realizzazione di impianti di trattamento delle acque oppure di impianti in cui l’acqua viene prelevata da un corso d’acqua per essere utilizzata in un impianto, come, ad esempio, una centrale idroelettrica, un ruolo molto importante viene rivestito dai dispositivi di filtraggio delle acque i quali sono atti ad impedire che eventuali detriti che vengono trasportati con le acque stesse possano essere introdotti entro l’impianto in cui tali acque devono essere utilizzate.

Ad esempio, con riferimento ad una centrale idroelettrica, à ̈ presente l’esigenza di realizzare centrali idroelettriche dotate di dispositivi di prelievo delle acque dal corso d’acqua che siano sempre più efficienti in modo da garantire la pulizia del flusso d’acqua da inviare in turbina. È necessario che i dispositivi di filtraggio garantiscano una efficace pulizia dei canali prima del carico della condotta forzata per evitare danneggiamenti all’impianto stesso.

Alcune soluzioni della tecnica anteriore sono basate sulla applicazione di una serie di sbarre parallele entro il flusso di acqua da filtrare, eventualmente associate a mezzi di pulizia motorizzati, che comprendono spazzole o rastrelli, che scorrendo sulle sbarre e/o nello spazio libero tra una sbarra e la successiva rimuovano i detriti che inevitabilmente tendono ad accumularsi sulle sbarre stesse.

Altre soluzioni della tecnica anteriore prevedono il ricorso a reti filtranti a maglie più o meno strette in funzione delle dimensioni dei detriti da filtrare entro il flusso di acqua.

Alcune soluzioni della tecnica anteriore, indicate con il nome di griglie sub-verticali con sgrigliatore oleodinamico, prevedono che le sbarre di filtraggio siano disposte secondo una configurazione essenzialmente verticale o leggermene inclinata e prevedono che la pulizia sia effettuata per mezzo di un rastrello i cui rebbi si inseriscono nello spazio tra le sbarre di filtraggio.

Alcune soluzioni della tecnica anteriore, indicate con il nome di griglie sub-verticali con sgrigliatore a catena in equicorrente, prevedono che le sbarre di filtraggio siano disposte secondo una configurazione essenzialmente verticale o leggermene inclinata e prevedono il ricorso ad un profilo di lamiera a scivolo, in modo da facilitare la raccolta dei detriti, che avviene tramite dei pettini in materiale plastico solidali ad una coppia di catene di trascinamento poste lateralmente. La movimentazione delle catene à ̈ affidata ad un motoriduttore a vite senza fine. L’acqua investe prima il sistema di pulizia e successivamente l’elemento filtrante, cosicché i detriti vengono trasportati verso l’alto secondo il flusso della corrente che li investe. Alternativamente, nelle soluzioni della tecnica anteriore indicate con il nome di griglie subverticali con sgrigliatore a catena in controcorrente, il flusso d’acqua incontra prima l’elemento filtrante e successivamente il sistema di pulizia. In tal caso i denti del pettine si inseriscono nelle luci della griglia controcorrente e trasportano verso l’alto i detriti. In entrambi i casi, al termine del ciclo di pulizia, il materiale filtrato viene scaricato per gravità dalla sommità della struttura direttamente all’interno di una apposita vasca di raccolta.

Alcune soluzioni della tecnica anteriore, indicate con il nome di griglie verticali a fune, prevedono il ricorso ad una griglia fissa associata ad una benna azionata da due gruppi di comando, uno per la movimentazione verticale e l’altro per l’apertura e chiusura delle ganasce. Il materiale sgrigliato, intercettato dalla griglia, viene prelevato dalla benna mobile e scaricato nella parte superiore su un apposito sistema di evacuazione. La benna à ̈ guidata da due carrelli, movimentati tramite due sistemi a fune, uno per lo spostamento verticale ed uno per l’apertura e la chiusura.

Alcune soluzioni della tecnica anteriore, indicate con il nome di griglie ad arco di cerchio con sgrigliatore a pala rotante prevedono che le sbarre di filtraggio siano conformate secondo un arco di cerchio; la pulizia avviene in questo caso per mezzo di una coppia di pettini montati alle estremità di un braccio in lenta rotazione attorno ad un asse, calcolato in modo che i pettini ingranino i denti della griglia. La movimentazione à ̈ affidata ad un motoriduttore elettrico. I denti dei pettini, che passano attraverso le luci, sollevano il materiale da asportare fino alla sommità della griglia, oltre la quale cadono per gravità direttamente all’interno di un apposito contenitore oppure su un nastro trasportatore per essere evacuati.

Alcune soluzioni della tecnica anteriore, indicate con il nome di griglie verticali a nastro continuo prevedono che l’elemento filtrante sia costituito da un nastro in materiale plastico dotato di denti e rotelle dello stesso materiale ed alberi di movimentazione in acciaio inossidabile. Il sistema à ̈ corredato di una spazzola di pulizia con sistema di lavaggio. L’acqua da filtrare attraversa il nastro, in movimento continuo, depositando sullo stesso il materiale in sospensione. Lo sgrigliato, sollevato ed asportato grazie al movimento dei denti, viene scaricato con l’aiuto di una spazzola rotante e di un sistema di lavaggio.

Alcune soluzioni della tecnica anteriore, indicate con il nome di griglie con tela filtrante e coclea compattatrice, prevedono che il filtraggio sia effettuato per mezzo di pannelli in tela filtrante associati ad una coclea compattatrice e da rampe di lavaggio. L’acqua da pulire attraversa la tela filtrante depositando il materiale da sgrigliare, che viene successivamente scaricato in una coclea di compattazione con l’aiuto di una rampa di lavaggio. La filtrazione, in particolare, avviene dall’interno verso l’esterno da ambo i lati del tappeto filtrante, sia nella fase di salita che di discesa. Durante lo scarico la tela à ̈ lavata in controcorrente.

Alcune soluzioni della tecnica anteriore prevedono il ricorso ad un tamburo rotante che in corrispondenza del suo lato esterno intercetta il materiale da rimuovere dal flusso di acqua. I detriti che si accumulano sono asportati tramite un coltello pulente, mentre la pulizia del tamburo avviene mediante una rampa di lavaggio posizionata all’interno dello stesso. L’acqua da trattare entra nel comparto di alimentazione e si distribuisce su tutta la superficie del tamburo. La filtrazione, in particolare, avviene dall’esterno verso l’interno del tamburo, in modo che l’acqua che à ̈ entrata nel tamburo fuoriesca dall'interno verso l’esterno dello stesso, così da mantenerlo continuamente pulito.

Alcune soluzioni della tecnica anteriore, indicate con il nome di dispositivo filtrante a disco rotante, prevedono che il sistema filtrante sia costituito da un disco rotante a maglia d’acciaio, disposto trasversalmente rispetto alla direzione del flusso d’acqua, posto in rotazione tramite un motoriduttore elettrico. Il disco à ̈ parzialmente immerso nell’acqua per circa la metà della sua estensione superficiale e, ruotando, trascina i detriti verso la sommità del dispositivo, dove essi vengono rimossi per mezzo di getti d’acqua in pressione. L’acqua di pulizia, insieme con i detriti, viene evacuata tramite una apposita condotta e scaricata in un serbatoio di raccolta, in attesa di essere smaltita.

Problemi della tecnica anteriore

I sistemi della tecnica anteriore non sono completamente efficaci nel trattenere i detriti eventualmente trasportati dalle acque. Capita non di rado che alcuni tipi di detriti riescano a superare i dispositivi di filtraggio raggiungendo l’impianto che si trova a valle, causando danneggiamenti alle apparecchiature dell’impianto stesso con conseguente fermata dell’impianto e necessità di interventi di riparazione, che possono richiedere anche tempi lunghi per la loro esecuzione o per l’approvvigionamento di parti di ricambio che eventualmente si rendessero necessarie. Ad esempio, nel caso di una centrale idroelettrica, i detriti che riescono a passare attraverso i dispositivi di filtraggio possono arrivare fino alle turbine di generazione elettrica causandone il blocco, oltre a danneggiamenti anche gravi alle pale.

Le soluzioni della tecnica anteriore, basate su dispositivi di filtraggio mediante sbarre parallele, presentano l’inconveniente che le sbarre parallele vengono spesso dimensionate sulla base delle dimensioni e della forma dei detriti tipicamente presenti nel corso d’acqua in cui i dispositivi sono applicati. Conseguentemente, eventuali detriti con dimensioni inferiori rispetto a quelle previste inizialmente non vengono bloccati dalle sbarre stesse e possono dar luogo a danneggiamenti anche gravi dell’impianto posto a valle rispetto al flusso d’acqua dal punto di prelievo al punto di utilizzo della stessa. Ad esempio, una serie di sbarre di filtraggio con spaziatura tra le singole sbarre di 27 mm non à ̈ in grado di bloccare efficacemente detriti di dimensioni pari a circa 22 mm. Tuttavia, sebbene la soluzione possa apparire ovvia nel senso che sarebbe sufficiente diminuire la spaziatura tra le sbarre, i problemi derivanti dalla riduzione della spaziatura delle sbarre sono essi stessi un ostacolo al ricorso a soluzioni eccessivamente sovradimensionate rispetto alle effettive esigenze, in quanto si richiede necessariamente la sostituzione completa della serie di sbarre di filtraggio esistente ed anche del rastrello o delle spazzole di pulizia adibiti alla pulizia delle sbarre ed alla rimozione dei detriti, che tendono ad accumularsi su di esse. Ulteriormente, tale soluzione basata sul ricorso a sbarre disposte maggiormente ravvicinate e quindi disposte secondo una disposizione in cui le sbarre sono più fitte, porterebbe anche ad un aumento del peso e del costo del dispositivo di filtraggio oltre a maggiori perdite di carico lungo il canale, in quanto il passaggio globale che rimane a disposizione dell’acqua diventa più stretto. Ulteriormente, per ridurre il peso complessivo si potrebbero usare sbarre più sottili nella direzione longitudinale rispetto alla direzione del flusso, ma in tal caso si rischia che le sbarre possano essere soggette a piegature che impedirebbero lo scorrimento dei rastrelli di pulizia o che potrebbero portare ad allargamenti dello spazio di accesso, con la conseguenza che i detriti potrebbero comunque trovare un passaggio attraverso la serie di sbarre di filtraggio. Ulteriormente, l’adozione di un numero maggiore di sbarre disposte in modo più fitto comporterebbe anche un aumento corrispondente del numero di denti del rastrello di pulizia, con aumento dei costi dello stesso oltre che del suo peso e della motorizzazione necessaria per movimentarlo. Inoltre detriti di dimensioni maggiori ma dello stesso ordine di grandezza rispetto alla distanza tra le sbarre tendono ad incastrarsi tra le sbarre stesse e la loro rimozione à ̈ difficoltosa.

Ulteriormente, le soluzioni della tecnica anteriore basate su applicazione di sbarre o griglie non sono completamente soddisfacenti in quanto, pur riuscendo a bloccare eventuali detriti di dimensioni maggiori rispetto alla spaziatura tra le sbarre o alle dimensioni della griglia di filtraggio, non sono in grado di trattenere efficacemente detriti di dimensioni inferiori come ad esempio foglie, steli, ramoscelli. Tali detriti non causano direttamente dei danneggiamenti agli organi meccanici a valle ma possono, accumulandosi, creare degli intasamenti bloccando il flusso di acqua in posizioni che si trovano a valle del dispositivo di filtraggio. Tali intasamenti richiedono, per la loro rimozione, un fermo dell’impianto di trattamento o di lavorazione a valle che sfrutta il flusso di acqua filtrata per mezzo del dispositivo di filtraggio. Il fermo può anche essere prolungato nel tempo di modo che l’impianto rimane improduttivo per tutta la durata del fermo di manutenzione e pulizia, ad esempio per periodi di oltre tre/quattro giorni. Ulteriormente, tali interventi sono costosi anche perché richiedono l’intervento di personale specializzato in tali interventi, come ad esempio nel caso di una centrale idroelettrica. Ad esempio, con riferimento al caso di dispositivo di filtraggio applicato ad una centrale idroelettrica, appare evidente che un fermo di questo tipo comporta una completa interruzione della produzione di energia fino al completamento delle operazioni di pulizia. Ulteriormente, l’effetto del progressivo intasamento causato da tali detriti si manifesta anche nelle fasi di produzione di energia precedenti al fermo per la pulizia e la manutenzione, in quanto i detriti accumulati causano una riduzione del flusso di acqua che viene ricevuto dalla turbina di generazione. Ad esempio, per un impianto idroelettrico che genera in condizioni operative normali una potenza di 130-140 kW, si hanno riduzioni della potenza prodotta dall’impianto che possono arrivare anche al 40 %.

Le soluzioni della tecnica anteriore che prevedono il ricorso a reti filtranti a maglie hanno lo svantaggio che non consentono l’utilizzo di rastrelli di pulizia del dispositivo di filtraggio come nel caso delle sbarre di filtraggio parallele e che, dunque, potrebbero comunque portare a riduzioni di efficienza dell’impianto a valle a seguito della riduzione del flusso di acqua ed a seguito del progressivo intasamento della rete filtrante causato dai detriti, sia di dimensioni maggiori sia di piccole dimensioni.

Anche i sistemi di pulizia dei sistemi basati sulla applicazione di sbarre di filtraggio parallele sono complessi, come ad esempio il caso dei rastrelli che scorrono nello spazio libero tra le successive sbarre di filtraggio, in quanto necessitano di un carrello movimentabile lungo le sbarre con relativo telaio, che necessariamente deve essere molto robusto per consentire al rastrello di esercitare una adeguata forza per la rimozione di eventuali detriti incastratisi tra le sbarre stesse. Tali soluzioni, basate sulla presenza di un rastrello a comando oleodinamico, pur essendo abbastanza soddisfacenti nel caso di detriti piuttosto grandi, come ad esempio piccoli tronchi o rami e per portate elevate, non sono in grado di captare detriti le cui dimensioni siano inferiori alla spaziatura tra le barre che costituiscono la griglia, come piccole foglie, erbe, alghe filiformi o piccoli rametti. Inoltre, essendo caratterizzati da cicli di pulizia che richiedono diverse operazioni, la quantità di materiale da sottrarre al corso d’acqua dovrà essere contenuta entro certi limiti per evitare intasamenti dell’elemento filtrante, in quanto l’intervallo di tempo tra una pulizia e l’altra non può essere breve.

Le soluzioni della tecnica anteriore del tipo con griglie sub-verticali con sgrigliatore a catena in equicorrente o in controcorrente, pur risolvendo almeno parzialmente i problemi precedentemente esposti in quanto associate ad un sistema di pulizia delle sbarre di filtraggio, non risultano comunque soddisfacenti, in quanto il sistema di pulizia interviene solo periodicamente e, prima del suo intervento, possono comunque verificarsi problemi di progressivo intasamento del dispositivo di filtraggio con riduzione della efficienza dell' impianto a valle, causate dalla riduzione di flusso o di carico a monte in corrispondenza del dispositivo di filtraggio. Ulteriormente, non à ̈ garantita la rimozione dei detriti che si incastrano stabilmente tra le sbarre e che potrebbero richiedere interventi di pulizia più accurati a impianto fermo, nel caso in cui il rastrello non riesca a rimuoverli. Tali soluzioni, inoltre, possono ospitare elementi filtranti con passo più ridotto così da aumentare la capacità filtrante del sistema, a patto di accettare una riduzione di portata conseguente alla diminuzione della velocità del flusso e conseguente riduzione dell’efficienza dell' impianto a valle. La tipologia in equicorrente risulta più idonea alla pulizia di detriti che tendono a depositarsi sul fondo, quindi pesanti, mentre la tipologia in controcorrente à ̈ indicata per solidi galleggianti, quindi più leggeri. Tuttavia, in caso di presenza massiccia di entrambi i tipi di detriti, entrambe le soluzioni presentano notevoli svantaggi e rischio di progressivo rapido intasamento con necessità di frequente azionamento dei mezzi di pulizia. In tali soluzioni, essendo il sistema di pulizia mosso da un sistema oleodinamico, à ̈ presente un elevato rischio di inquinamento delle acque nel caso in cui le tubazioni del sistema oleodinamico si rompano con conseguente perdita di olio e altre sostanze nocive o inquinanti.

Le soluzioni con la benna di rimozione dei detriti appaiono complesse costruttivamente e richiedono ulteriore manutenzione per la benna stessa, oltre a non garantire la rimozione dei detriti che si incastrano stabilmente tra le sbarre del dispositivo di filtraggio.

Le soluzioni con griglie ad arco di cerchio con sgrigliatore a pala rotante sono costruttivamente complesse, sia per la conformazione curvata delle sbarre, sia per la conformazione della pala rotante, la quale si deve muovere supportata da un braccio di lunghezza corrispondente al raggio di curvatura delle sbarre, dando luogo ad una installazione ingombrante e costosa. Ulteriormente le griglie verticali a nastro continuo hanno un elemento filtrante costituito da un tappeto o cinghia in materiale plastico il quale à ̈ soggetto ad usura a causa degli agenti atmosferici e dei raggi UV, oltre che a causa dei detriti stessi. Il sistema a cinghia richiede inoltre un sistema di registrazione e tensionamento, che contrasti il rilassamento progressivo cui à ̈ soggetto il materiale plastico di cui à ̈ composta la tela filtrante. Quest’ultima, peraltro, introduce necessariamente maggiori perdite di carico a causa della trama ed à ̈ maggiormente soggetta a saturazione. Ulteriormente le griglie verticali a nastro continuo risultano meno efficaci per la rimozione di detriti di grosse dimensioni. Tali soluzioni richiedono un sistema di lavaggio in continuo della tela stessa mediante adduzione di acqua sufficientemente filtrata. Infine, una eventuale parziale rottura della tela comporta l’insorgere di aperture, che potranno essere attraversate da detriti anche di dimensioni elevate, con conseguente danneggiamento dell’impianto a valle del dispositivo di filtraggio.

Le soluzioni della tecnica anteriore basate su griglie con tela filtrante e coclea compattatrice sono problematiche, in quanto una eventuale parziale rottura della tela comporta l’insorgere di aperture, che potranno essere attraversate da detriti anche di dimensioni elevate, con conseguente danneggiamento dell'impianto a valle del dispositivo di filtraggio. Ulteriormente, à ̈ necessario prevedere un sistema di lavaggio in continuo della tela stessa mediante adduzione di acqua sufficientemente filtrata.

Le soluzioni della tecnica anteriore che prevedono il ricorso ad un tamburo rotante sono esse stesse costruttivamente complesse dal punto di vista meccanico e lo stesso dispositivo di filtraggio può essere oggetto di rotture e fermi di manutenzione, che in ogni caso comportano anche il fermo deirimpianto a valle. Ulteriormente, tali soluzioni necessitano sia di dispositivi meccanici di pulizia, come ad esempio coltelli pulenti, sia di un flusso di acqua di lavaggio per la pulizia del tamburo.

Le soluzioni della tecnica anteriore basate sul ricorso ad un disco rotante a maglia d’acciaio sono esse stesse costruttivamente complesse e richiedono la presenza di getti in pressione per la pulizia e la realizzazione di serbatoi di raccolta dell’acqua di pulizia, comprensiva dei detriti asportati.

I dispositivi rotanti, in genere, non possono essere disposti parallelamente l’uno rispetto all’altro entro un ampio canale di adduzione e, quindi, necessitano di numerosi canali ciascuno dotato del proprio dispositivo di pulizia a costi eccessivamente elevati, oppure occorre accettare una bassa portata in uscita dal dispositivo di pulizia, condizione che ne limita notevolmente l’applicabilità.

Scopo dell’invenzione

Lo scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un dispositivo ed un impianto di filtraggio che consentano un efficace filtraggio dei detriti trasportati insieme al flusso di acqua da filtrare, il quale sia efficace nel filtraggio sia di detriti di piccole dimensioni, come ad esempio foglie, steli, ramoscelli, sia di detriti di grandi dimensioni, come tronchi o rami.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un dispositivo ed un impianto di filtraggio che consentano un efficace filtraggio, senza causare eccessive perdite di carico nella portata del flusso di acqua che viene filtrata.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di garantire una efficace e continua pulizia del dispositivo e dell’impianto di filtraggio stessi, che prevenga progressive perdite di efficienza di filtraggio e riduzioni del flusso di acqua a valle del dispositivo stesso dovute ad intasamenti ed accumuli di detriti filtrati.

Concetto dell’invenzione

Lo scopo viene raggiunto con le caratteristiche della rivendicazione principale. Le sottorivendicazioni rappresentano soluzioni vantaggiose.

Effetti vantaggiosi dell’invenzione

La soluzione in conformità con la presente invenzione, attraverso il notevole apporto creativo il cui effetto costituisce un immediato e non trascurabile progresso tecnico, presenta diversi vantaggi.

La soluzione secondo la presente invenzione consente di ottenere dispositivi di prelievo delle acque dal corso d’acqua maggiormente efficienti rispetto ai dispositivi della tecnica anteriore, al contempo garantendo la pulizia del flusso d’acqua che viene filtrata e pulita.

Ad esempio, con riferimento ad una centrale idroelettrica, la soluzione secondo la presente invenzione, applicata in corrispondenza dei dispositivi di prelievo delle acque dal corso d’acqua da inviare alla turbina, consente di incrementare l’efficienza dell’impianto.

La soluzione secondo la presente invenzione consente di avere anche minori costi di gestione dell’impianto a valle del dispositivo di filtraggio stesso, in quanto viene vantaggiosamente ed efficacemente ridotto anche il passaggio di detriti di dimensioni inferiori che, seppure non adatti a causare direttamente danni meccanici agli apparati a valle, accumulandosi comportano riduzioni di efficienza e fermi di manutenzione prolungati.

Ulteriormente, la soluzione secondo la presente invenzione consente di non avere rastrelli di pulizia in movimento relativo rispetto a sbarre fisse, in tal modo riducendo gli effetti dell’attrito tra le parti in movimento per operare la pulizia che, necessariamente, comportano una elevata dissipazione di energia ed in tal modo si contribuisce ad aumentare l’efficienza dell’intero dispositivo inventivo.

Vantaggiosamente il sistema secondo la presente invenzione risulta completamente elettrico, semplificando la realizzazione, la manutenzione e la gestione dell’impianto e riducendo il rischio di inquinamento delle acque relativo al ricorso a componenti oleodinamici, le cui tubazioni potrebbero rompersi con perdita di olio e altre sostanze nocive o inquinanti.

Vantaggiosamente il sistema inventivo consente di ottenere un efficace filtraggio sia di detriti di grosse dimensioni come tronchi o rami, sia di detriti di piccole dimensioni come foglie, steli, ramoscelli, senza per questo causare eccessive perdite di carico a valle.

Ulteriormente, il sistema inventivo consente di evitare cali prestazionali durante il funzionamento dovuti a progressivi intasamenti del dispositivo filtrante, in quanto con il sistema inventivo il dispositivo filtrante viene efficacemente mantenuto sempre in uno stato di elevata efficienza filtrante ed in uno stato di elevata portata di acqua per l’impianto a valle dello stesso.

Ulteriormente, il sistema inventivo à ̈ dotato di un sistema di scarico incorporato dei detriti.

Vantaggiosamente la soluzione secondo la presente invenzione consente di ottenere un dispositivo di filtraggio (1) che, oltre ad avere qualità e prestazioni filtranti superiori rispetto ai dispositivi della tecnica anteriore, presenta anche un ingombro estremamente ridotto, soprattutto rispetto ai sistemi della tecnica anteriore che richiedono il ricorso a rastrelli di pulizia dei detriti accumulati, riducendo l’impatto ambientale delle strutture necessarie all’installazione.

Descrizione dei disegni

Viene di seguito descritta una soluzione realizzativa con riferimento ai disegni allegati da considerarsi come esempio non limitativo della presente invenzione in cui:

Fig. 1 rappresenta schematicamente un impianto incorporante il dispositivo di filtraggio realizzato in conformità con la presente invenzione.

Fig. 2 rappresenta una vista prospettica del dispositivo di filtraggio realizzato in conformità con la presente invenzione in cui il sistema filtrante à ̈ stato parzialmente rimosso per lasciare intravedere il telaio di sostegno ed i dispositivi di trasmissione.

Fig. 3 rappresenta una vista laterale del dispositivo di filtraggio realizzato in conformità con la presente invenzione secondo il punto di vista indicato con “D†in Fig. 2.

Fig. 4 rappresenta un ingrandimento del particolare indicato con “B†in Fig. 2.

Fig. 5 rappresenta un ingrandimento del sistema filtrante del dispositivo di filtraggio realizzato in conformità con la presente invenzione.

Fig. 6 rappresenta una forma di realizzazione delle protrusioni di prelievo del dispositivo di filtraggio realizzato in conformità con la presente invenzione.

Fig. 7 rappresenta un ingrandimento del particolare indicato con “A†in Fig. 2.

Fig. 8 rappresenta un ingrandimento del particolare indicato con “C†in Fig. 2.

Fig. 9 rappresenta una vista prospettica del telaio di sostegno del dispositivo di filtraggio realizzato in conformità con la presente invenzione.

Fig. 10 rappresenta una vista prospettica della parte inferiore del dispositivo di filtraggio realizzato in conformità con la presente invenzione secondo un primo punto di vista che si trova a monte del dispositivo stesso rispetto al flusso di acqua da filtrare.

Fig. 11 rappresenta una vista prospettica della parte inferiore del dispositivo di filtraggio realizzato in conformità con la presente invenzione secondo un primo punto di vista che si trova a valle del dispositivo stesso rispetto al flusso di acqua da filtrare.

Fig. 12 rappresenta una vista prospettica di una prima forma di realizzazione di un sistema di pulizia del sistema di filtraggio realizzato in conformità con la presente invenzione.

Fig. 13 rappresenta una vista prospettica di una seconda forma di realizzazione di un sistema di pulizia del sistema di filtraggio realizzato in conformità con la presente invenzione.

Fig. 14 rappresenta una vista prospettica del sistema di evacuazione del dispositivo di filtraggio realizzato in conformità con la presente invenzione.

Fig. 15 rappresenta una vista prospettica schematica della prima guida del dispositivo di filtraggio realizzato in conformità con la presente invenzione.

Fig. 16 rappresenta un particolare del sistema filtrante del dispositivo di filtraggio realizzato in conformità con la presente invenzione.

Fig. 17 rappresenta un particolare di una differente forma di realizzazione del sistema filtrante del dispositivo di filtraggio realizzato in conformità con la presente invenzione.

Fig. 18 illustra schematicamente i parametri e le variabili del sistema di prova utilizzato per confrontare la soluzione realizzata secondo la presente invenzione con le soluzioni della tecnica anteriore.

Fig. 19 illustra schematicamente i parametri di valutazione delle formule di simulazione relativi alla distanza ed alle dimensioni di barre di filtraggio parallele.

Fig. 20 illustra schematicamente i parametri di valutazione delle formule di simulazione relativi alla forma delle barre di filtraggio parallele.

Descrizione dell’invenzione

Facendo riferimento alle figure (Fig. 1), l’impianto di filtraggio (2) comprende un canale (16) di adduzione di un flusso di acqua in ingresso (3) verso il dispositivo di filtraggio (1). Il flusso di acqua in uscita (6) che proviene dal dispositivo di filtraggio (1) viene indirizzato verso una vasca di carico (8) atta al prelievo dell’acqua filtrata per il suo utilizzo. Nella presente descrizione e nelle annesse figure si farà esplicito riferimento ad una particolare applicazione dell'impianto e del dispositivo di filtraggio inventivi al caso di una centrale idroelettrica (17) in cui il flusso di acqua in uscita (6) viene indirizzato, tramite la vasca di carico (8), verso una condotta (18) atta ad accelerare l’acqua filtrata per razionamento di una turbina (19) abbinata ad un generatore (20) di energia elettrica. Tuttavia tale esempio non deve essere considerato come limitativo ai fini della presente invenzione, la quale risulta applicabile e vantaggiosa in molti contesti ed in generale in tutte le applicazioni in cui à ̈ necessario effettuare un efficace filtraggio di un flusso di acqua corrente, la quale viene indirizzata verso un sistema di filtraggio atto ad eliminare eventuali detriti che siano presenti in tale flusso di acqua corrente. Ad esempio e senza limitazione ai fini della presente invenzione, il dispositivo inventivo può essere applicato per il filtraggio delle acque di adduzione di una centrale idroelettrica, per il filtraggio delle acque di adduzione di un impianto di lavorazione che necessiti di un flusso di acqua prelevata da un corso d’acqua o da un canale, per il filtraggio delle acque di adduzione di un impianto di trattamento delle acque per loro purificazione, per il filtraggio delle acque di adduzione di un impianto di trattamento dei rifiuti, per il filtraggio delle acque di un corso d’acqua per eliminare i detriti trasportati a seguito di eventi atmosferici di elevata intensità, per il filtraggio delle acque destinate ad un impianto di desalinizzazione, pulizia di canali di irrigazione.

Il dispositivo di filtraggio (1) à ̈ almeno parzialmente immerso nell’acqua di modo che almeno una porzione dello stesso si trova al di sotto del livello (7) dell’acqua del canale (16) di adduzione. Preferibilmente una porzione maggiore rispetto alla metà dello sviluppo in lunghezza del dispositivo di filtraggio (1) à ̈ immersa nell’acqua e solo una porzione minore dello stesso si trova fuori dall’acqua a scopo di pulizia del dispositivo di filtraggio (1) come sarà spiegato nel seguito della presente descrizione.

Il dispositivo di filtraggio (1) à ̈ costituito da (Fig. 1 , Fig. 2, Fig. 3, Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9) un telaio (12) atto a guidare la movimentazione di una griglia (13) realizzata in forma di un nastro chiuso su se stesso e rotante tra una zona inferiore (32) ed una zona superiore (33) del telaio (12), dove i termini “superiore†ed “inferiore†sono riferiti (Fig. 1) rispetto alla direzione verticale della forza di gravità con il dispositivo di filtraggio (1) installato in configurazione di utilizzo nel corrispondente impianto di filtraggio (2). In pratica il telaio (12) à ̈ circondato dal nastro chiuso e rotante che forma la griglia (13) di filtraggio e tale griglia (13) à ̈ quindi rotante attorno al telaio (12) stesso. La griglia (13), però, non à ̈ costituita da una superficie continua ma (Fig. 4, Fig. 5, Fig. 10, Fig. 11 , Fig. 16, Fig. 17) da maglie (38) di filtraggio aperte e reciprocamente incernierate per formare una rete. Le maglie (38) sono preferibilmente realizzate in metallo, ancor più preferibilmente in acciaio inossidabile. Le maglie (38) hanno una conformazione oblunga che si sviluppa secondo una direzione essenzialmente ortogonale rispetto alla direzione secondo la quale avviene la movimentazione della rete costituita dall’insieme delle maglie reciprocamente fissate l’una di seguito all’altra. Ciascuna maglia (Fig. 5, Fig. 16) si sviluppa secondo una conformazione essenzialmente corrispondente ad una onda periodica regolare con un determinato periodo (P) di periodicità e con altezza (E) la quale à ̈ composta da una serie di cuspidi (41) e conche (42) che si succedono l’una di seguito all’altra nel periodo (P) di periodicità. La forma di una semionda in ciascun periodo (P) di periodicità potrà avere una forma selezionata dal gruppo consistente di forma sinusoidale, forma triangolare, forma essenzialmente quadra, forma essenzialmente trapezoidale o altre forme equivalenti.

Nella forma preferita della presente invenzione la forma di una semionda à ̈ essenzialmente trapezoidale, preferibilmente trapezoidale isoscele. Quindi la griglia (13) di filtraggio à ̈ costituita da una serie di maglie (38) in cui ciascuna maglia (38) ha una conformazione oblunga che si sviluppa secondo una direzione essenzialmente ortogonale rispetto alla direzione secondo la quale avviene la movimentazione della griglia (13). Ciascuna maglia (Fig. 5, Fig. 16) si sviluppa secondo una conformazione essenzialmente corrispondente ad una onda periodica regolare con un determinato periodo (P) di periodicità la quale à ̈ composta da una serie di cuspidi (41) e conche (42) che si succedono l’una di seguito all’altra nel periodo (P) di periodicità con altezza (E) definita come la distanza reciproca tra un primo asse sul quale giacciono le estremità terminali delle cuspidi (41) ed un secondo asse sul quale giacciono le estremità terminali delle conche (42) della medesima maglia. Nella serie di maglie (38) che formano la griglia (13), maglie adiacenti rispetto alla serie di maglie (38) sono reciprocamente sfasate trasversalmente di una distanza corrispondente ad un semiperiodo del periodo (P) di periodicità, di modo che (Fig. 16, Fig. 17) ciascuna cuspide (41) della conformazione periodica di una prima maglia (38’) si inserisca parzialmente entro lo spazio libero (43) delimitato tra le estremità di due conche (42) reciprocamente adiacenti della conformazione periodica di una seconda maglia (38†) che à ̈ una seconda maglia (38†) adiacente alla prima maglia (38’) nella serie di maglie (38) che compongono la griglia (13) definendo una zona di compenetrazione (45) reciproca delle maglie adiacenti. Analogamente nella serie di maglie (38) che formano la griglia (13), maglie adiacenti sono reciprocamente sfasate trasversalmente di una distanza corrispondente ad un semiperiodo del periodo (P) di periodicità, di modo che (Fig. 16, Fig. 17) ciascuna conca (42) della conformazione periodica di una seconda maglia (38†) si inserisca parzialmente entro lo spazio libero (43) delimitato tra le estremità di due cuspidi (42) reciprocamente adiacenti della conformazione periodica di una prima maglia (38’) che à ̈ una seconda maglia (38†) adiacente alla prima maglia (38’) nella serie di maglie (38) che compongono la griglia (13) definendo una zona di compenetrazione (45) reciproca delle maglie adiacenti. Ciascuna maglia à ̈ quindi incernierata ad una coppia di maglie adiacenti. Ad esempio la seconda maglia (38†) à ̈ fissata reciprocamente mediante un sistema di incernieramento:

alla prima maglia (38’) che à ̈ una maglia precedente alla seconda maglia (38†) nella sequenza delle maglie (38) che costituiscono la griglia (13);

ad una terza maglia (38†’) che à ̈ una maglia successiva alla seconda maglia (38†) nella sequenza delle maglie (38) che costituiscono la griglia (13).

Il sistema di incernieramento à ̈ costituito da elementi di interconnessione (39, 40) in cui ciascun elemento di interconnessione (39, 40) attraversa i lati (44) di congiunzione tra le cuspidi (41) e le conche di due maglie (38) adiacenti in corrispondenza delle zone di compenetrazione (45) reciproche tra le maglie adiacenti. Ad esempio un primo elemento di interconnessione (39) attraversa la zona di compenetrazione (45) reciproca tra una prima maglia (38’) ed una seconda maglia (38†) costituendo un incernieramento e fissaggio reciproco di tali due maglie. Ad esempio un secondo elemento di interconnessione (40) attraversa la zona di compenetrazione (45) reciproca tra una seconda maglia (38†) ed una terza maglia (38’†) costituendo un incernieramento e fissaggio reciproco di tali due maglie.

Le maglie possono essere dotate di protrusioni (21) che si protrudono rispetto alla superficie del nastro costituito dalla griglia (13). Le protrusioni (Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6) sono fissate alle maglie (38) e si protrudono esternamente rispetto alla conformazione richiusa su se stessa del nastro o della griglia. La funzione delle protrusioni (21) sarà chiarita nel seguito della presente descrizione.

II telaio (12) à ̈ (Fig. 2, Fig. 9) preferibilmente realizzato con profilati in acciaio dei quali almeno due montanti longitudinali laterali (46) conformati in sezione con una conformazione a “C†i quali sono reciprocamente fissati per mezzo di una serie di traverse (48) disposte ortogonalmente rispetto alla direzione di sviluppo longitudinale dei montanti longitudinali laterali (46) conformati a “C†. Preferibilmente le traverse (48) sono costituite da travi tubolari per ottenere un telaio (12) più leggero. Ciascun montante longitudinale laterale (46) conformato in sezione con una conformazione a “C†definisce, per mezzo di tale conformazione a “C†, almeno una sede (30) di guida in cui la conformazione a “C†definisce tale sede (30) di guida entro la quale avviene lo scorrimento della griglia (13). Preferibilmente almeno i montanti longitudinali laterali (46) del telaio hanno una altezza della conformazione a “C†tale da consentire la guida sia del tratto di andata della griglia (13) sia del tratto di ritorno della medesima griglia (13) la quale à ̈ awolta su se stessa secondo una configurazione chiusa a formare una specie di catena. In funzione della larghezza del telaio (12), su un medesimo telaio (12) possono essere presenti ulteriori montanti longitudinali intermedi (47) rispetto ai montanti longitudinali laterali (46), tali montanti longitudinali intermedi (47) essendo atti a guidare la movimentazione di una serie di griglie (13) in cui ciascuna griglia (13):

potrà essere guidata lateralmente su un primo fianco per mezzo della sede (30) di uno dei montanti longitudinali laterali (46) e potrà essere guidata lateralmente su un secondo fianco per mezzo della sede (30) di guida di un montante longitudinale intermedio (47) adiacente al montante longitudinale laterale (46) in cui scorre il primo fianco;

oppure

potrà essere guidata lateralmente su un primo fianco per mezzo della sede (30) di guida di un primo montante longitudinale intermedio (47) e potrà essere guidata lateralmente su un secondo fianco per mezzo della sede (30) di guida di un secondo montante longitudinale intermedio (47) adiacente al primo montante longitudinale intermedio (47) in cui scorre il primo fianco.

I montanti longitudinali intermedi (47), oltre che la funzione di guida delle griglie (13) hanno anche una funzione di irrigidimento del telaio (12). I montanti longitudinali intermedi (47) possono essere integrati con seconde guide (28) a conformazione essenzialmente ad arco di cerchio che sono atte a guidare il movimento di ritorno o di passaggio della griglia (13) tra il lato superiore ed inferiore del telaio (12) durante il movimento guidato della griglia stessa.

Sui montanti longitudinali laterali (46) e sui montanti longitudinali intermedi (47) sono presenti serie di fori e serie di asole reciprocamente allineati, tali serie di fori e serie di asole essendo ricavati in corrispondenza delle estremità dei montanti longitudinali laterali (46) e dei montanti longitudinali intermedi (47), il termine “estremità†essendo riferito rispetto allo sviluppo longitudinale dei montanti longitudinali laterali (46) e dei montanti longitudinali intermedi (47). Sono, dunque, presenti serie di fori reciprocamente allineati nel senso che un foro presente su uno dei montanti longitudinali laterali (46) ha un corrispondente foro sull’altro dei montanti longitudinali laterali (46) ed un foro sui montanti longitudinali intermedi (47) e tali fori sono reciprocamente allineati. Analogamente sono presenti serie di asole reciprocamente allineate nel senso che una asola presente su uno dei montanti longitudinali laterali (46) ha una corrispondente asola sull’altro dei montanti longitudinali laterali (46) ed una asola sui montanti longitudinali intermedi (47) e tali asole sono reciprocamente allineate. I fori e le asole sono atti ad alloggiare primi mezzi di trasmissione (22) in corrispondenza di una prima estremità dei montanti (46, 47) e mezzi condotti (25) in corrispondenza di una seconda estremità dei montanti (46, 47) che à ̈ l’estremità opposta rispetto alla prima l’estremità e rispetto allo sviluppo longitudinale dei montanti (46, 47) stessi.

In particolare in corrispondenza di una prima estremità che corrisponde alla zona superiore (33) del telaio (12) che à ̈ stata precedentemente definita, i fori e le asole sono atti al fissaggio di primi mezzi di trasmissione (22). In particolare i fori e le asole sono atti ad alloggiare cuscinetti a sfera che servono per supportare un primo albero (23) a sua volta supportante (Fig. 2, Fig. 7) ruote dentate (24) di trascinamento e tensione della griglia (13). Il primo albero (23) viene messo in rotazione da parte di un motore (14) con interposizione di un riduttore (15), preferibilmente un riduttore a vite elicoidale. La potenza del motore (14) deve essere tale da riuscire a mettere in rotazione la griglia (13) ed anche tale da consentire il sollevamento dei detriti filtrati da parte della griglia stessa, in modo che i detriti siano sollevati per mezzo della griglia (13) e delle rispettive protrusioni (21) lungo il telaio (12) dalla zona inferiore (32) verso la zona superiore (33). In tal modo i detriti saranno portati al di sopra di un piano di calpestio dal quale sono accessibili tutti i meccanismi essenziali di funzionamento del dispositivo di filtraggio (1). Quando la griglia (13) termina la corsa ascendente e compie la rotazione attorno ai primi mezzi di trasmissione (22), cioà ̈ quando inizia la corsa discendente della griglia (13), i detriti cadono per gravità in corrispondenza di (Fig. 1) almeno un dispositivo di trasporto (11) atto ad evacuare i detriti stessi.

Analogamente in corrispondenza di una seconda estremità che corrisponde alla zona inferiore (32) del telaio (12) che à ̈ stata precedentemente definita, i fori e le asole sono atti al fissaggio di mezzi condotti (25). In particolare i fori e le asole sono atti ad alloggiare cuscinetti a sfera che servono per supportare un secondo albero (27) a sua volta supportante (Fig. 2, Fig. 8) ruote dentate (24) di guida della griglia (13) e ruote di supporto (26) prive di dentature che servono a migliorare la guida ed il supporto della griglia (13) in corrispondenza della estremità della stessa in cui avviene il ritorno guidato dai mezzi condotti (25) i quali non sono motorizzati.

In definitiva il dispositivo di filtraggio (1) si presenta come una sorta di nastro trasportatore costituito da una griglia (13) in forma di rete metallica la quale à ̈ dotata di protrusioni (21) in forma di denti di acciaio. Il dispositivo di filtraggio (1) à ̈ installato in posizione sub-verticale e parzialmente immerso nella corrente d’acqua convogliata verso lo stesso per mezzo di un canale (16). Con installazione sub-verticale si intende che il dispositivo di filtraggio (1) à ̈ installato in una posizione a sviluppo essenzialmente verticale, preferibilmente con una inclinazione rispetto alla direzione orizzontale (essenzialmente corrispondente alla direzione di flusso dell’acqua) corrispondente ad un angolo (M) il quale sarà compreso tra 50 gradi e 85 gradi, preferibilmente tra 65 gradi e 80 gradi, ancor più preferibilmente tra 70 gradi e 75 gradi, il valore ottimale essendo di 72 gradi. La scelta dell’inclinazione dipende dalla tipologia dei detriti e dalle dimensioni disponibili per l’installazione. In particolare per flussi d’acqua che sono soggetti alla presenza di detriti di grosse dimensioni à ̈ preferibile mantenere il dispositivo di filtraggio (1) ad angolazioni inferiori a 72 gradi fino al limite inferiore dei 65 gradi, per consentire il sollevamento e il trasporto dei detriti senza che tendano a ricadere nel flusso d’acqua, mentre per flussi d’acqua che sono soggetti alla presenza di detriti costituiti essenzialmente da fogliame i valori di inclinazione possono attestarsi tra 70 e 75 gradi.

Preferibilmente il dispositivo di filtraggio (1) à ̈ tale che la griglia (13) conformata come nastro chiuso su se stesso viene messa in rotazione sul telaio (12) secondo una direzione di rotazione (Fig. 1) che à ̈ una direzione di rotazione tale che il lato anteriore della griglia (13) si muove dal basso verso l’alto e il lato posteriore della griglia (13) si muove secondo una direzione opposta di ritorno che à ̈ orientata dall’alto verso il basso, il termine “anteriore†indicante un lato della griglia (13) che à ̈ il lato che viene investito per primo dal flusso di fluido in ingresso (3) ed il termine “posteriore†indicante un lato della griglia (13) che à ̈ il lato opposto al lato anteriore rispetto al telaio (12) attorno al quale la griglia viene messa in rotazione. I termini “basso†e “alto†sono riferiti rispetto alla direzione della forza di gravità e rispetto alla disposizione inclinata del telaio (12).

Vantaggiosamente il dispositivo di filtraggio (1) inventivo non presenta parti in movimento relativo come ad esempio nel caso dei sistemi a sbarre di filtraggio parallelo con rastrelli di pulizia. In tal modo la dissipazione di energia per attrito à ̈ minimizzata, aumentando l’efficienza dell’intero sistema e dell’impianto, come ad esempio un impianto di filtraggio delle acque (2) oppure una centrale idroelettrica (17).

Vantaggiosamente il dispositivo di filtraggio (1) inventivo à ̈ un dispositivo a funzionamento elettrico, di semplice realizzazione, gestione e manutenzione e non sono presenti circuiti oleodinamici oppure tubazioni che, a causa di avarie o rotture, potrebbero causare dispersioni di oli o altri liquidi inquinanti nell’acqua.

Vantaggiosamente la spaziatura mediante la quale si ottiene l’entità del filtraggio effettuato à ̈ definita per mezzo di una griglia (13) che à ̈ costituita da una rete mobile nel flusso di acqua e non da una serie di sbarre costituenti una griglia fissa. In tal modo à ̈ possibile ricorrere a maglie più strette per eliminare anche i detriti più fini che, pur non causando danneggiamenti meccanici, possono comunque formare intasamenti che riducono progressivamente l’efficienza dell’impianto a valle, richiedendo fermi dell’impianto per la manutenzione e la pulizia, che possono essere anche prolungati e che possono richiedere l’intervento di personale specializzato con notevoli costi e svantaggi dal punto di vista dell’impianto complessivo. Ad esempio, con tale soluzione si consente la rimozione dal flusso di acqua in uscita (6) sia di tronchi e rami di grosse dimensioni sia di foglie e ramoscelli di minori dimensioni che, nel caso di una centrale idroelettrica, potrebbero bloccare o compromettere la rotazione delle turbine, con riferimento particolare a quelle a reazione di tipo Francis.

L’impianto di filtraggio (2) inventivo à ̈ costituito dall’abbinamento del dispositivo di filtraggio inventivo con dispositivi di trasporto (11) atti alla evacuazione dei detriti rimossi dal flusso di acqua in ingresso (5). Preferibilmente i dispositivi di trasporto (11) sono costituiti (Fig. 1 , Fig. 14) da un nastro trasportatore che li trasporta verso un sistema di raccolta e smaltimento (non raffigurato). I dispositivi di trasporto (11) saranno illustrati nel seguito della presente descrizione.

Con riferimento (Fig. 2, Fig. 7) ai mezzi di trasmissione (22), il primo albero (23) che à ̈ l’albero di trasmissione collegato al motore (14) per mezzo del riduttore (15), si trova nella zona superiore (33) del dispositivo di filtraggio (1), che à ̈ la zona atta a costituire la porzione emersa del dispositivo di filtraggio (1) quando esso à ̈ installato nell’impianto di filtraggio (2). Il primo albero (23) à ̈ costituito da un singolo pezzo in acciaio inossidabile, avente diametro pari a 50 mm, tale dimensionamento essendo stato studiato per sostenere il peso di quattro griglie (13) di filtraggio che vengono messe in rotazione sul telaio (12) per mezzo del medesimo motore (14) attraverso le ruote dentate (24) mantenendo una flessione accettabile. Il primo albero (23) esce superiormente al telaio (12) per una lunghezza sufficiente ad impegnare il mozzo del riduttore (15) ed essere da questo trascinato e posto in rotazione per mezzo di un accoppiamento a cava e linguetta. Il secondo albero (27) che à ̈ parte dei mezzi condotti (25) à ̈ un albero condotto, nel senso che non à ̈ motorizzato ma viene messo in rotazione dalla azione di trascinamento esercitata dalla griglia (13) sulle ruote dentate (24) del secondo albero (27) stesso. Il secondo albero (27) à ̈ condotto rispetto al primo albero (23) in quanto ha il solo scopo di supportare le ruote folli di supporto delle griglie (13). In particolare la lunghezza del secondo albero (27) coincide approssimativamente con la larghezza del telaio (12), cioà ̈ con la larghezza dell’intero dispositivo di filtraggio (1). Come per il primo albero (23), anche il secondo albero (27) à ̈ costituito preferibilmente da un pezzo singolo di acciaio inossidabile del diametro di 50 mm.

Il secondo albero (27) si trova in corrispondenza della zona inferiore (32) del dispositivo di filtraggio e, quindi, à ̈ atto ad essere immerso entro il flusso di acqua da filtrare. I cuscinetti di supporto del secondo albero (27), essendo immersi in acqua, sono costituiti interamente da acciaio inossidabile, mentre i cuscinetti del primo albero (23), posti nella zona superiore (33) che à ̈ una zona emersa rispetto al flusso di acqua da filtrare, sono in acciaio con supporto in ghisa sferoidale verniciata con strato protettivo e resistente agli agenti atmosferici. Tutti i cuscinetti sono a tenuta stagna e provvisti di ingrassatore.

Come precedentemente spiegato sui montanti longitudinali laterali (46) e sui montanti longitudinali intermedi (47) sono presenti serie di asole reciprocamente allineate. Tali asole sono atte a consentire la regolazione della distanza tra il primo albero (23) ed il secondo albero (27). Nella forma di realizzazione preferita della presente invenzione la distanza tra il primo albero (23) ed il secondo albero (27) à ̈ regolabile in un ambito tra 2600 e 2700 mm e tale regolazione à ̈ atta a consentire il tensionamento della griglia (13). Il dispositivo di filtraggio potrà avere, quindi, una dimensione in lunghezza complessiva approssimativamente compresa tra 2000 e 3800 mm, preferibilmente tra 2400 e 3400, il valore preferito essendo approssimativamente 2900 mm. Tali dimensioni non sono il frutto di una scelta casuale ma sono il risultato di uno studio sulla efficienza di filtraggio ottenuta con il dispositivo inventivo ed atta a definire una corretta proporzione tra la parte immersa e la parte emersa del dispositivo di filtraggio stesso. Infatti con tali valori, grazie alla configurazione innovativa della griglia (13) precedentemente illustrata, la lunghezza complessiva del dispositivo di filtraggio entro gli ambiti indicati à ̈ sufficiente per garantire un corretto ed efficiente filtraggio del flusso di acqua, una efficace ed efficiente rimozione dei detriti e, soprattutto, un adeguato flusso di acqua in uscita (6), cioà ̈ una portata adeguata rispetto alle applicazioni previste. L’impatto ambientale del dispositivo, inoltre, essendo il suo sviluppo essenzialmente longitudinale, a parità di larghezza, risulta notevolmente ridotto rispetto ai sistemi filtranti combinati comprendenti una griglia a sbarre parallele ed un rastrello di pulizia che risultano notevolmente ingombranti.

Dal momento che la lunghezza del telaio (12), come evidenziato in precedenza, può anche essere notevole, si prevede che lungo il telaio (12) siano presenti (Fig. 2, Fig. 7, Fig. 8) anche prime guide (29), preferibilmente in forma di rotaie che supportano la griglia (13) lungo il telaio (12) in posizione intermedia rispetto ai montanti (46, 47). Le prime guide (29) si trovano sul lato del telaio (12) corrispondente alla direzione di risalita della griglia (13) che avviene dal basso verso l’alto nella configurazione inclinata del dispositivo di filtraggio (1) secondo l’angolo (M) precedentemente definito. Nella forma di realizzazione illustrata sono presenti tre prime guide (29) per ciascuna griglia (13), il telaio (12) essendo atto alla guida e supporto di un numero complessivo di quattro griglie (13). Ciascuna prima guida (29) à ̈ dotata di un pattino realizzato in un materiale atto a favorire lo scorrimento della griglia (13), cioà ̈ un materiale a basso coefficiente di attrito dinamico. Ad esempio, il pattino potrà essere realizzato con un materiale plastico, preferibilmente termoplastico, con coefficiente di attrito dinamico dell’ordine di 0,2 - 0,25 e idrorepellente. Ad esempio, il pattino potrà essere realizzato in polietilene del tipo comunemente noto con il nome commerciale di polizene o materiale equivalente, avente basso attrito dinamico e idrorepellente. Preferibilmente il polietilene selezionato per la presente applicazione à ̈ polietilene del tipo comunemente noto con il nome commerciale di polizene ed in particolare polizene ad elevata densità, come ad esempio il materiale comunemente noto con il nome commerciale di polizene 1000. Tale materiale à ̈ un polietilene sintetizzato a bassa pressione, caratterizzato da un elevatissimo peso molecolare compreso tra 9 e 10 x 10<6>g/mol, le cui caratteristiche meccaniche e fisiche garantiscono resistenza agli urti, alla rottura, all’usura e alle alte temperature e buone capacità di assorbimento di energia ad alti livelli di sollecitazione. Per ovviare ai problemi di dilatazione lineare del materiale, che sono dell’ordine di 2 mm/m per ogni variazione di 10°C di temperatura a partire dal valore di 20°C, si à ̈ deciso di adottare dei profili metallici a C che permettono al pattino plastico di scorrere liberamente, compensando in tal modo le variazioni dimensionali in lunghezza dello stesso. Ciascuna prima guida (29) comprende (Fig. 15), dunque, un pattino (51) in materiale plastico il quale à ̈ supportato per mezzo di un supporto (50) metallico in acciaio, che costituisce l’interfaccia di fissaggio dello stesso sul telaio (12), il fissaggio del pattino sul supporto avvenendo mediante interfacce di accoppiamento ad incastro, che consentono uno scorrimento relativo del pattino rispetto al supporto, secondo il verso dello sviluppo in lunghezza del pattino stesso, per tenere conto delle possibili dilatazioni e contrazioni termiche del materiale plastico con cui à ̈ realizzato il pattino (51) stesso. Ulteriori caratteristiche importanti del materiale con cui à ̈ realizzato il pattino, in funzione della applicazione del dispositivo di filtraggio inventivo (1), sono l’elevata resistenza alla corrosione, la capacità di ridurre le vibrazioni che possono instaurarsi durante il trascinamento della griglia (13) a pieno carico, l’idrorepellenza, l’atossicità, la resistenza alle basse temperature e la facilità di lavorazione alle macchine utensili.

Tale sistema di supporto basato sulle prime guide (29) consente che la superficie della griglia (13) che viene investita per prima dal flusso di acqua in ingresso (3), cioà ̈ quella adibita alla azione di filtraggio vera e propria, risulti essere quasi perfettamente piana, a vantaggio della azione filtrante e della scorrevolezza oltre che della capacità di rimuovere efficacemente i detriti con i quali essa viene in contatto.

Il sistema di tensionamento (49) della griglia o delle griglie (13) presenti sul telaio (12) à ̈ ricavato (Fig. 12) in corrispondenza dei primi mezzi di trasmissione (22), cioà ̈ in corrispondenza del primo albero (23) con corrispondenti riduttore (15) e motore (14). In pratica i primi mezzi di trasmissione (22) costituiscono un gruppo mobile rispetto al telaio (12) lungo le asole precedentemente descritte in modo da consentire il corretto tensionamento della griglia (13). Una volta scelto il livello di tensionamento ritenuto più idoneo per un funzionamento ottimale del dispositivo di filtraggio (1), il serraggio di alcune viti previene qualsiasi ulteriore spostamento e rende il dispositivo di filtraggio (1) pronto per operare con una sola semplice regolazione.

Data l’elevata pendenza del dispositivo di filtraggio (1) corrispondente all’angolo (M), si potrebbe verificare un rotolamento dei detriti più grossi, come ad esempio rami e pezzi di legno. In tal caso il dispositivo di filtraggio non riuscirebbe a rimuovere tali detriti dalla zona di filtraggio ed essi potrebbero accumularsi in tale zona con conseguente intasamento o rischi di danneggiamento della grigia (13). Per tale motivo lungo la griglia (13) sono presenti le protrusioni (21) in forma di denti di acciaio, tali protrusioni essendo atte a favorire il prelievo ed il sollevamento dei detriti più grossi e pesanti, in modo tale da sollevarli lungo la griglia (13) in movimento e trasportarli verso la zona superiore (33) del dispositivo di filtraggio (1) per scaricarli sui dispositivi di trasporto (11).

Anche le ruote dentate (24) e le ruote di supporto (26) sono realizzate interamente in acciaio inossidabile. Tutte le parti in acciaio non inossidabile sono trattate con triplo strato di vernice impermeabilizzante, adatta alla protezione di strutture metalliche sommerse, tale trattamento estendentesi anche nelle porzioni che non sono sommerse ma che sono comunque esposte agli agenti atmosferici.

Anche se il grado di protezione scelto per il motore elettrico à ̈ sufficiente a garantirne il funzionamento anche esposto agli agenti atmosferici, à ̈ previsto un carter di protezione del medesimo, realizzato in lamiera di acciaio zincata (non mostrato nelle figure).

Al fine di verificare le soluzioni inventive si sono effettuate delle prove su scala ridotta predisponendo dei sistemi di prova appositamente studiati e realizzati per validare i dati progettuali. Le prove delle prestazioni della soluzione inventiva sono state orientate soprattutto alla determinazione delle eventuali perdite di carico in funzione del passo (T) delle maglie (38) e del periodo (P) di periodicità dell’onda periodica regolare secondo la quale sono conformate le maglie (38). Ovviamente il passo (T) dipende dalla precedentemente definita altezza (E) delle maglie (38) e dalla ampiezza dello spazio di sovrapposizione (45) tra due maglie adiacenti. Le maglie (38) hanno una conformazione sostanzialmente piatta secondo una direzione ortogonale rispetto al piano lungo il quale si sviluppa la conformazione ad onda periodica regolare e la conformazione piatta delle maglie (38) ha (Fig. 12) una profondità (U) secondo tale direzione ortogonale, mentre la conformazione piatta delle maglie (38) ha spessore (S). Tra le varie tipologie di griglie che sono state provate, la maglia più idonea à ̈ risultata essere quella grecata conformata con:

onda periodica regolare di periodo (P) compreso (Fig. 16) approssimativamente tra 35 e 100 mm, preferibilmente approssimativamente tra 40 e 60 mm, il valore preferito essendo approssimativamente 44 mm;

ampiezza (E) compresa (Fig. 16) approssimativamente tra 25 e 100 mm, preferibilmente approssimativamente tra 30 e 50 mm, il valore preferito essendo approssimativamente 40 mm;

- passo (T), corrispondente alla distanza reciproca tra gli elementi di interconnessione delle maglie, compreso (Fig. 16) approssimativamente tra 18 e 90 mm, preferibilmente approssimativamente tra 25 e 45 mm, il valore preferito essendo approssimativamente 30 mm;

diametro (Fig. 16) degli elementi di interconnessione (39, 40) compreso approssimativamente tra 3 e 10 mm, preferibilmente approssimativamente tra 3,5 e 6 mm, il valore preferito essendo approssimativamente 4 mm;

profondità (U) della maglia (38) compresa (Fig. 12) approssimativamente tra 8 e 80 mm, preferibilmente approssimativamente tra 10 e 60 mm, il valore preferito essendo approssimativamente 12,5 mm;

spessore (S) della maglia (38) compreso (Fig. 16) approssimativamente tra 0,8 e 6 mm, preferibilmente approssimativamente tra 1 e 4 mm, il valore preferito essendo approssimativamente 1 ,5 mm.

Per realizzare le prove in scala ridotta del dispositivo di filtraggio inventivo à ̈ stato allestito un banco di prova, in grado di simulare al meglio le condizioni tipiche di moto che si instaurano nel flusso d’acqua all’interno di una vasca di carico destinata ad una centrale idroelettrica di tipo ad acqua fluente. Sarà tuttavia evidente che la soluzione secondo la presente invenzione non à ̈ limitata a tale specifica applicazione. Il banco di prova à ̈ costituito da una vasca di acciaio divisa in tre settori, al cui interno scorre un flusso d’acqua mantenuto in circolo tramite una pompa inserita in un circuito chiuso di ricircolo. La vasca à ̈ sufficientemente profonda e divisa in setti, in modo da convogliare il flusso ed ottenere un moto del fluido che interessi in modo uniforme i primi strati superficiali. Nelle vasche di carico reali dotate di dissabbiatore, la velocità dell’acqua viene normalmente mantenuta entro un ambito approssimativamente compreso tra 0,5 e 1 m/s, per consentire l’efficace deposito dei sedimenti sospesi, mentre in corrispondenza dei dispositivi di filtraggio à ̈ consigliabile non superare velocità dell’acqua di approssimativamente 0,75 m/s per piccoli bacini ad acqua fluente, in modo da evitare effetti di risucchio dei detriti attraverso le barre della griglia stessa. La pompa inserita nel circuito di prova à ̈ stata dimensionata in modo da simulare al meglio le diverse condizioni di velocità del flusso, in particolare nell’intorno delle velocità richieste per lo studio dei dispositivi di filtraggio. In particolare, la pompa à ̈ di tipo multistadio centrifuga ad alimentazione elettrica, capace di garantire una portata massima di 108 m<3>/h (corrispondenti a 30 l/s) e 25 m di prevalenza. La scelta della pompa à ̈ stata definita in base alla portata massima necessaria per mantenere le velocità richieste nel canale di alimentazione dei campioni di prova. Per conoscere la portata effettivamente transitante attraverso la griglia di filtraggio, à ̈ stato installato nel circuito un misuratore di portata di tipo elettromagnetico, scelto per le sue caratteristiche di semplice installazione direttamente in linea e per l’elevato grado di precisione e stabilità della misura. Il campo di rilevamento à ̈ compreso tra 0,01 m/s e 10 m/s per la velocità del fluido, corrispondente ad un intervallo di portate tra 2,5 l/s e 78 l/s. La regolazione della portata viene effettuata tramite un circuito di ricircolo e una apposita valvola. La velocità del flusso à ̈ controllata in maniera diretta ed indiretta, tramite un misuratore di portata elettromagnetico posto in linea al circuito di alimentazione della vasca e tramite un mulinello ad elica, in modo da mantenere la corretta taratura degli strumenti. Il flusso di acqua viene convogliato verso il dispositivo di filtraggio da provare per mezzo di profili sagomati tali da realizzare un condotto di alimentazione a sezione costante, così da poter calcolare in maniera più precisa la portata per via indiretta. La vasca di prova ha sezione rettangolare con lunghezza di 2 m, larghezza di 95 cm e profondità di 85 cm. Le dimensioni ed il livello dell’acqua, mantenuto a circa 65 cm, sono stati progettati in modo da minimizzare eventuali perturbazioni del flusso causate dall’alimentazione forzata dalla pompa. In particolare, l’alimentazione flangiata alla vasca à ̈ stata posizionata al minimo livello compatibile con il diametro della raccorderia (DN 100), per evitare l’instaurarsi di turbolenze all’interno della vasca stessa. Il circuito esterno alla vasca presenta un ingombro complessivo di circa 4 m, in quanto si à ̈ inserito un tratto di condotta, pari a circa 1 ,5 m, privo di valvole e gomiti, a monte del misuratore di portata, per non perturbare il flusso in ingresso a quest’ultimo e non inficiare la rilevazione del dato. Le prove si sono concentrate essenzialmente nella caratterizzazione della perdita di carico attraverso il dispositivo di filtraggio, tramite la misura del livello dell’acqua a monte ed a valle del dispositivo di filtraggio stesso, in assenza e in presenza di detriti. Si sono provate sia la soluzione inventiva che soluzioni corrispondenti alle soluzioni della tecnica anteriore del tipo a sbarre parallele. I dispositivi di filtraggio oggetto delle prove sono stati realizzati sulla base dei modelli reali. I campioni in scala, realizzati in acciaio, hanno dimensioni ridotte per quanto riguarda gli ingombri esterni, che sono di circa 50 x 50 cm, mentre presentano medesima sezione e spaziatura per quanto riguarda gli elementi verticali che li compongono. In letteratura sono presenti diversi studi volti ad indagare l’effetto delle sezioni degli elementi verticali nei confronti delle perdite di carico introdotte da elementi a griglia, valutando profili a sezione circolare, rettangolare diritta o con bordi di attacco e uscita raccordati, fino ad esplorare l’effetto di profili alari. Essendo il presente studio volto alla realizzazione di un sistema economicamente efficiente e di semplice realizzazione, pur valutando le offerte di materiali innovativi, si à ̈ scelto di orientare l’analisi verso elementi a sezione rettangolare semplice. Le griglie oggetto di prova, in particolare, sono composte da piatti in acciaio di sezione 6 x 30 mm aventi lunghezza di 470 mm e contenuti in un telaio di supporto. La spaziatura tra gli elementi studiati varia in ragione di 5 mm, a partire da 20 mm fino a 30 mm. I campioni di griglia di tipo tradizionale sono stati messi a confronto con la soluzione inventiva di griglia (13) conformata a rete metallica grecata, precedentemente descritta, per valutare l’effetto di quest’ultima geometria sulle perdite di carico.

I dati sperimentali ottenuti mediante il sistema di prova descritto sono stati comparati con i risultati calcolati simulando analoghe condizioni operative. I calcoli teorici fanno riferimento alle seguenti formule semi empiriche:

(0 ΔΗ

2 g

(ii) Cg= Pg·3⁄4· c â–  sin ( M)

In cui (Fig. 18):

Δ H indica la perdita di carico misurata in metri tra una posizione a monte rispetto al dispositivo di filtraggio ed una posizione a valle rispetto al dispositivo di filtraggio;

<Î3⁄4>g à ̈ un coefficiente adimensionale definito come da formula (ii);

V 0 indica la velocita del flusso in corrispondenza del flusso di acqua in ingresso (3) misurata in m/s;

g indica l’accelerazione di gravità misurata in m<2>/s;

βg à ̈ un fattore geometrico adimensionale relativo alla conformazione che il dispositivo di filtraggio presenta nella direzione ortogonale rispetto alla direzione del flusso di acqua in ingresso;

Î3⁄4Ã ̈ un fattore adimensionale relativo alle perdite di carico;

<c>Ã ̈ un fattore adimensionale rappresentativo del grado di ostruzione del dispositivo di filtraggio;

M rappresenta l’angolo di inclinazione del dispositivo di filtraggio rispetto ad una direzione orizzontale corrispondente alla direzione del flusso di acqua che attraversa il dispositivo di filtraggio espresso in gradi.

Per l’applicazione delle formule (i) e (ii) si devono considerare anche i valori di alcuni parametri dipendenti dalla conformazione delle sbarre di filtraggio, dalla loro distanza reciproca e dal loro spessore come (Fig. 19, Fig. 20):

z che indica lo spessore delle sbarre di filtraggio espresso in metri;

W che indica la lunghezza delle sbarre di filtraggio espressa in metri;

x che indica la luce tra le sbarre di filtraggio espressa in metri;

- y che indica l’interasse tra le sbarre di filtraggio espresso in metri;

α che indica l’angolo di incidenza del flusso sulle sbarre di filtraggio espresso in gradi.

Occorre anche tenere in considerazione (Fig. 20) il valore assunto da β g in funzione della conformazione che le sbarre di filtraggio presentano nella direzione ortogonale rispetto alla direzione del flusso di acqua in ingresso

In particolare nel caso di α = 0 gradi, W/z = 5, x/y > 0.5 si ottiene:

7

Î3⁄4 —<x>-1

3 y J

Sostituendo tale valore nelle formule (i) e (ii) si ottiene la formula comunemente nota come formula di Kirschmer, la quale à ̈ valida solo per sbarre rettangolari e flusso ortogonale alle stesse.

Il fattore “c†relativo al grado di ostruzione vale:

c = 1 nel caso di assenza di ostruzioni;

1 ,1 < c < 1 ,3 nel caso di dispositivi di filtraggio dotati di mezzi di pulizia meccanici; 1 ,5 < c < 2 nel caso di dispositivi di filtraggio dotati di mezzi di pulizia manuali. Per flusso non ortogonale alle barre, si applica un ulteriore fattore di perdita di carico che può essere dedotto dalla seguente tabella 1 :

z/x-» 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 a

4,

0° 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

10° 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 1,14 1,50

20° 1,14 1,16 1,18 1,21 1,24 1,26 1,31 1,43 2,25

30° 1,25 1,28 1,31 1,35 1,44 1,50 1,64 1,90 3,60

40° 1,43 1,48 1,55 1,64 1,75 1,88 2,10 2,56 5,70

50° 1,75 1,85 1,96 2,10 2,30 2,60 3,00 3,80 -

60° 2,25 2,41 2,62 2,90 3,26 3,74 4,40 6,05 -

Tabella 1

Stabilita la correttezza del dato di portata tramite il confronto tra misure dirette ed indirette, durante gli esperimenti sono stati raccolti i dati relativi alle dimensioni del dispositivo di filtraggio in esame ed alla perdita di carico, mediante la misura del livello a monte ed a valle del dispositivo di filtraggio in esame con l’ausilio di aste graduate. L’insorgere di fenomeni di turbolenza nelle zone di alimentazione e scarico della vasca ha suggerito l’adozione di particolari diffusori di flusso forati per dissipare i vortici. Inoltre, al fine di rendere uniforme l’alimentazione della zona di prova, si à ̈ provveduto ad inserire una lama rompi onda per tutta la larghezza della vasca. Considerata la dimensione della vasca di carico e le portate elaborabili dall’impianto, dopo accurate prove per mantenere la corrente uniforme all’interno del canale di misura, si à ̈ stabilito di regolare la portata a 19 l/s, valore che corrisponde ad una velocità del flusso d’acqua pari a 0,23 m/s, valore comparabile, considerato il fattore di scala, con quello normalmente presente nelle vasche di carico degli impianti. In conclusione i parametri di prova utilizzati sono portata Q pari a 19 l/s, livello a griglia libera pari a 18 cm, larghezza della sezione di prova pari a 47 cm, area della sezione di prova pari a 0,0846 m<2>, velocità del flusso V0calcolata pari a 0,22 m/s, velocità del flusso V0misurata pari a 0,23 m/s.

I dispositivi di filtraggio in esame, come anticipato, sono costituiti da griglie larghe quanto la sezione di prova, con elementi filtranti formati da barre a sezione rettangolare di 6 x 30 mm, inclinate rispetto alla verticale di un angolo (M) pari a 75°. Secondo quanto sopra riportato, nella descrizione dei parametri adottati per il calcolo, si può notare che, essendo:

- flusso mantenuto ortogonale alle barre (a = 0°);

- W/z = 30/6 = 5;

- x/y = 30/36 = 0,83 > 0,5 per griglia con passo di 30 mm;

- x/y = 25/31 = 0,81 > 0,5 per griglia con passo di 25 mm;

- x/y = 20/26 = 0,77 > 0,5 per griglia con passo di 20 mm;

sono soddisfatte le condizioni per applicare il modello semi empirico succitato. Pertanto, si sono stabiliti i valori di:

βg = 1 per barre a sezione rettangolare,

c = 1 per griglia libera,

c = 1 ,3 per griglia ostruita da detriti, simulando la presenza di un dispositivo di pulizia di tipo meccanico.

Stabilite le condizioni di prova, si à ̈ proceduto alla raccolta dei dati sperimentali degli esperimenti a griglia libera, dove le perdite di carico sono indicate con ΔΗ. I risultati ottenuti sono stati confrontati con quelli attesi secondo le formule di calcolo delle perdite di carico, ΔΗο, secondo quanto riportato in tabella 2.

ΔΗ (mm) AHc (mm) Tipologia di dispositivo di filtraggio

misurato simulato

Griglia a sbarre parallele con passo 30 6,0 5,6

Griglia a sbarre parallele con passo 25 7,0 6,8

Griglia a sbarre parallele con passo 20 8,0 8,6

Griglia inventiva 8,0 "

Tabella 2

La griglia inventiva oggetto della prova aveva le seguenti caratteristiche:

onda periodica regolare di periodo (P) pari a (Fig. 16) 44 mm;

passo (T) pari a (Fig. 16) 30,6 mm;

diametro (Fig. 16) degli elementi di interconnessione (39, 40) pari a 4 mm; Profondità (U) della maglia (38) pari a (Fig. 12) 12,5 mm;

Spessore (S) della maglia (38) pari a (Fig. 16) 1 ,5 mm.

Premesso che il modello semi empirico à ̈ stato sottoposto all’introduzione di un ulteriore coefficiente di perdita che tenesse conto della riduzione in scala del modello, si può notare come la discrepanza tra i risultati attesi e quelli effettivamente misurati sia contenuta entro il 7,5%, cifra accettabile considerata la natura degli esperimenti che si basa su misura ottica delle perdite di carico tramite asta graduata. Pertanto la prova a griglia libera può essere considerata attendibile. Un dato sperimentale importante, che emerge dall’analisi dei dati precedenti, à ̈ che la griglia inventiva non introduce perdite di carico significative rispetto alle griglie a sbarre tradizionalmente impiegate, comportandosi sostanzialmente come una griglia a sbarre a passo 20 mm e confermando quanto atteso in relazione alle dimensioni principali della soluzione inventiva stessa.

A completamento della raccolta dati, per un confronto proficuo rispetto ai sistemi a grandezza naturale, si à ̈ simulato l’evento di intasamento graduale dei dispositivi di filtraggio tramite delle apposite prove. Per ovviare ad eventuali fenomeni di surriscaldamento dovuti ad ostruzione della pompa, si à ̈ provveduto a dotare di apposito filtro la linea di scarico della vasca di prova. I risultati degli esperimenti sono di seguito riportati in tabella 3:

ΔΗ (mm) AHc (mm)

Tipologia di dispositivo di filtraggio

misurato simulato

Griglia a sbarre parallele con passo 30 15,0 7,2

Griglia a sbarre parallele con passo 25 27,0 8,8

Griglia a sbarre parallele con passo 20 35,0 11 ,2

Griglia inventiva 30,0 "

Tabella 3

In questo caso si può notare, invece, una notevole discrepanza tra quanto previsto dai modelli di calcolo e quanto sperimentato. Una plausibile spiegazione à ̈ da ricercarsi nel grado di intasamento delle griglie, non facilmente quantificabile a priori in un modello, in quanto la quantità, qualità e disposizione dei detriti sulla griglia non può essere oggettivamente prevista. Un termine di paragone, per confortare comunque la bontà del dato sperimentale, viene dalla differenza di livello normalmente impiegata per dare il consenso all’avvio del ciclo di pulizia di uno sgrigliatore, quantificata in circa 3 - 7 cm tra monte e valle della griglia di filtraggio, a seconda del passo e dell’estensione in larghezza di quest’ultima. L’analisi dei dati sopra riportati porge infine un altro importante risultato ai fini dello studio del dispositivo, confermando che la griglia inventiva, anche in condizioni di presenza di detriti, non introduce delle perdite di carico superiori a quelle misurate per le griglie a sbarre parallele della tecnica anteriore.

Conseguentemente le prove sperimentali in scala ridotta e le simulazioni confermano che la griglia (13) inventiva a rete metallica consente di ottenere elevate prestazioni in relazione al materiale che viene filtrato, essendo in grado di garantire il filtraggio di tronchi e rami di grosse dimensioni e di ramoscelli e fogliame di ridotte dimensioni, senza causare riduzioni di carico a valle del dispositivo di pulizia stesso. Ulteriormente, la soluzione inventiva risulta essere sufficientemente leggera da poter essere movimentata come precedentemente descritto per evacuare il materiale raccolto. La forma di realizzazione preferita à ̈ quella a rete metallica a maglia grecata perché offre il miglior compromesso tra robustezza, facilità di movimentazione per mezzo delle ruote dentate, permeabilità e trasporto dei detriti. La rete in oggetto à ̈ realizzata in acciaio inossidabile AISI 304 per garantire la miglior resistenza alla corrosione e all’usura.

Oltre alla configurazione inventiva della griglia (13), si sono studiati ulteriori accorgimenti che, sinergicamente con l’adozione della griglia inventiva e grazie anche alla sua conformazione, consentono di ottenere ulteriori benefici. In particolare si sono adottate soluzioni e materiali innovativi da applicare al dispositivo di filtraggio inventivo per quanto riguarda i dispositivi di pulizia (9). In particolare si sono studiati dispositivi di pulizia (9) che, in abbinamento alla griglia inventiva, consentissero l’ottenimento di una maggiore economia di esercizio, indagando in particolare le caratteristiche di leggerezza, robustezza, ridotto attrito, ecc.

Come descritto in precedenza, si à ̈ pensato di limitare le parti in movimento relativo per ridurre la dissipazione di energia per attrito e si à ̈ cercato di studiare un sistema che sostituisca la griglia filtrante a sbarre fisse con una disposizione filtrante a rete mobile. Per soddisfare queste richieste si à ̈ deciso di modificare anche il dispositivo di pulizia (9) che normalmente à ̈ costituito da un rastrello mobile.

Il dispositivo di filtraggio inventivo (1) potrà operare secondo una o più modalità di funzionamento selezionate tra:

Modalità di funzionamento in cui la griglia (13) viene mantenuta sempre in movimento per mezzo del motore (14);

Modalità di funzionamento in cui la griglia (13) viene mantenuta in condizione normalmente ferma in posizione fissa e la movimentazione per mezzo del motore (14) viene comandata manualmente;

Modalità di funzionamento in cui la griglia (13) viene mantenuta in condizione normalmente ferma in posizione fissa e la movimentazione per mezzo del motore (14) viene comandata automaticamente ad intervalli predeterminati;

Modalità di funzionamento in cui la griglia (13) viene mantenuta in condizione normalmente ferma in posizione fissa e la movimentazione per mezzo del motore (14) viene comandata automaticamente tramite il rilevamento in continuo dei parametri inviati da due sensori di livello, preferibilmente ad ultrasuoni, installati uno a monte ed uno a valle del dispositivo di filtraggio (1) inventivo. Il ciclo di pulizia viene in tal modo attivato in automatico quando la differenza di quota rilevata dai due sensori risulta pari ad un livello di guardia predeterminato e tale differenza permane costante per un tempo sufficiente a scongiurare eventuali anomalie di flusso;

Modalità di funzionamento in cui la griglia (13) viene mantenuta in condizione normalmente ferma in posizione fissa e la movimentazione per mezzo del motore (14) viene comandata automaticamente tramite il rilevamento per mezzo di sensori atmosferici;

- Modalità di funzionamento in cui la griglia (13) viene mantenuta in condizione normalmente ferma in posizione fissa e la movimentazione per mezzo del motore (14) viene comandata automaticamente per fare in modo che la griglia venga fatta ruotare e contro ruotare secondo direzioni di rotazione opposte, tale modalità favorendo la pulizia di eventuali maglie intasate in quanto, quando la griglia ruota in corrispondenza delle estremità del telaio per il fatto che à ̈ chiusa ad anello su se stessa, le maglie si deformano a causa delle rotazioni in corrispondenza dei punti di incernieramento reciproco tra le maglie stesse. La contro rotazione della griglia consente che tale deformazione awenga vantaggiosamente in una condizione di immersione entro il flusso favorendo ulteriormente la pulizia in corrispondenza della zona inferiore (32) del telaio.

In generale, dunque, il dispositivo di filtraggio (1) inventivo potrà comprendere mezzi di attivazione della rotazione della griglia (13) la quale costituisce un nastro chiuso su se stesso che à ̈ adatto ad essere messo in rotazione tra due estremità opposte del telaio (12) secondo un movimento essenzialmente circolatorio di andata lungo un primo lato del telaio (12) e di ritorno lungo un secondo lato del telaio, in cui i mezzi di attivazione della rotazione comprendono uno o più dei seguenti mezzi di attivazione della rotazione:

Mezzi di attivazione della rotazione i quali sono atti a mantenere la griglia (13) sempre in movimento per mezzo del motore (14);

Mezzi di attivazione manuali della rotazione i quali sono atti a comandare la rotazione della griglia (13) la quale viene mantenuta in condizione normalmente ferma in posizione fissa;

Mezzi di attivazione automatici del tipo ad intervento periodico programmabile i quali sono atti a comandare l’attivazione della rotazione della griglia ad intervalli predeterminati;

- Mezzi di attivazione automatici comprendenti almeno una coppia di sensori di livello in cui la griglia (13) viene mantenuta in condizione normalmente ferma in posizione fissa e la movimentazione della griglia viene comandata automaticamente tramite il rilevamento in continuo dei parametri inviati dalla coppia di sensori di livello, preferibilmente ad ultrasuoni, un primo di tali sensori di livello essendo installato a monte ed un secondo di tali sensori di livello essendo installato a valle rispetto al dispositivo di filtraggio (1), l’attivazione della rotazione della griglia (13) avvenendo in automatico a seguito della rilevazione di una differenza di livello rilevata da tali sensori di livello che risulta maggiore di una soglia di intervento oppure a seguito della rilevazione per un determinato periodo di tempo di una differenza di livello rilevata da tali sensori di livello che risulta maggiore di una soglia di intervento; Mezzi di attivazione automatici comprendenti sensori atmosferici;

Mezzi di attivazione automatici atti a comandare cicli di almeno una rotazione seguita da almeno una contro rotazione della griglia (13), secondo una direzione di rotazione opposta al fine di favorire il distacco dei detriti internamente alle maglie, grazie all’effetto di allargamento delle maglie che si ha in corrispondenza delle estremità del telaio (12).

Il motore (14) potrà anche essere alimentato per mezzo di un impianto fotovoltaico, applicazione che può essere particolarmente utile nel caso di installazioni atte alla pulizia di canali che si trovano in luoghi isolati. Eventualmente per consentire l’effettuazione di alcuni cicli di pulizia notturni si potrà prevedere anche l’abbinamento tra un impianto fotovoltaico ed eventuali batterie ricaricabili per interventi di pulizia in emergenza in caso di assenza di alimentazione dall’impianto fotovoltaico.

A corredo degli esperimenti su scala ridotta effettuati tramite la vasca di prova descritta in precedenza, à ̈ stata effettuata una campagna di prove su dispositivi di filtraggio (1) a grandezza reale. Il confronto delle prestazioni à ̈ stato eseguito in particolare tra un dispositivo di filtraggio oleodinamico della tecnica anteriore ed il dispositivo di filtraggio (1) inventivo con griglia (13) in forma di rete metallica dotata di protrusioni (21) conformate a dente. L’efficacia di pulizia e smaltimento dei detriti, costituiti da ramaglie e fogliame, à ̈ stata studiata tramite misure di portata e di livello lungo il tratto di alimentazione, sia in corrispondenza di un punto situato a monte sia in corrispondenza di un punto situato a valle rispetto al dispositivo di filtraggio (1) e rispetto alla direzione del flusso di acqua da filtrare. Le prove sono state realizzate sia in assenza che in presenza di sospensioni, fino a saturare completamente il dispositivo di filtraggio (1), in modo da valutare empiricamente anche la quantità di materiale che può essere filtrato prima di causare la completa occlusione della griglia. Il sito di prova presentava un notevole trasporto di foglie, rami e depositi fangosi. Al fine di facilitare la pulizia tramite le vasche desabbiatrici, l’opera di presa à ̈ stata progettata in modo da avere una velocità del flusso molto bassa ed approssimativamente pari a 0,3 m/s in corrispondenza della portata massima. Il dispositivo di filtraggio della tecnica anteriore à ̈ stato sostituito con il dispositivo di filtraggio (1) inventivo in modo da avere un confronto diretto tra le due tipologie di dispositivo operanti nello stesso sito e in condizioni di funzionamento analoghe. A tal proposito si fa notare come il dispositivo di filtraggio inventivo si presti alla facile sostituzione di quelli della tecnica anteriore, in quanto si installa semplicemente al posto delle precedenti griglie di filtraggio a sbarre parallele. Le condizioni delle prove sono state: portata pari a 0,450 m<3>/s, livello a griglia libera pari a 1100 mm, larghezza della sezione di prova pari a 2650 mm, area della sezione di prova pari a 2,915 m<2>, velocità del flusso in ingresso calcolata per mezzo di modello di simulazione pari a 0,15 m/s, velocità del flusso in ingresso misurata pari a 0,16 m/s.

I risultati degli esperimenti sono di seguito riportati in tabella 4:

ΔΗ (mm) AHc (mm) Tipologia di dispositivo di filtraggio

misurato simulato Griglia a sbarre parallele della tecnica anteriore

con dispositivo di pulizia oleodinamico 8,0 6,0

[libero]

Griglia inventiva

12,5 -[libero]

Griglia a sbarre parallele della tecnica anteriore

con dispositivo di pulizia oleodinamico 30,0 11 ,5

[a pieno carico]

Griglia inventiva

45,0 -[a pieno carico]

Tabella 4

La condizione operativa indicata con il termine “libero†indica una condizione di flusso con scarso contenuto di detriti mentre la condizione operativa indicata con il termine “a pieno carico†indica una condizione di flusso con elevata presenza di detriti corrispondente al massimo carico smaltibile dal dispositivo di filtraggio.

Il passo della griglia a sbarre parallele della tecnica anteriore era pari a 33 mm. La griglia inventiva aveva le seguenti caratteristiche:

onda periodica regolare di periodo (P) pari a (Fig. 16) 44 mm;

passo (T) pari a (Fig. 16) 30,6 mm;

diametro (Fig. 16) degli elementi di interconnessione (39, 40) pari a 4 mm; Profondità (U) della maglia (38) pari a (Fig. 12) 12,5 mm;

Spessore (S) della maglia (38) pari a (Fig. 16) 1 ,5 mm.

Dai risultati della tabella 4 si conferma quanto atteso dai dati sperimentali ed in particolare che la griglia (13) inventiva a rete metallica consente di ottenere elevate prestazioni in relazione al materiale che viene filtrato essendo in grado di garantire un efficace filtraggio di rami, anche di grosse dimensioni, ramoscelli e fogliame di ridotte dimensioni, senza causare riduzioni di carico a valle del dispositivo di pulizia stesso che siano peggiorative rispetto alle soluzioni della tecnica anteriore. Eseguendo un confronto rispetto a quanto sperimentato con i modelli in scala, gli incrementi in termini di perdita di carico sono imputabili principalmente ad un aumento dell’estensione delle griglie, mentre la discrepanza rispetto a quanto previsto dai modelli semi empirici conferma quanto già osservato per le prove in scala. Come si può notare, le perdite introdotte dal dispositivo di filtraggio inventivo sono di poco superiori rispetto a quelle del dispositivo a sbarre parallele della tecnica anteriore, sia in condizioni di griglia libera che a pieno carico. Conseguentemente l’adozione del dispositivo di filtraggio (1) inventivo non penalizza il regolare funzionamento dell’opera di presa. Inoltre, à ̈ possibile mantenere lo stesso valore soglia di intervento per la pulizia già impostato con riferimento ad uno sgrigliatore oleodinamico, pari ad una differenza di circa 6 cm tra i livelli del flusso di acqua a monte e valle del dispositivo di filtraggio (1), confermando, quindi, anche una parità dei tempi di intervento del ciclo di pulizia con una efficienza di pulizia che à ̈ migliore:

- sia perché si evita il passaggio di detriti con larghezza comparabile a quella della distanza tra le sbarre dei sistemi della tecnica anteriore ma con lunghezza maggiore

sia perché si garantisce un contemporaneo ed efficace filtraggio di tronchi e rami di grosse dimensioni e di ramoscelli e fogliame di dimensioni inferiori.

II periodo di prova del dispositivo di filtraggio (1) inventivo ha permesso, inoltre, di evidenziare alcune criticità non emerse in fase progettuale. In particolare, la zona di attacco in corrispondenza della base di fissaggio (34) del telaio (12) presentava (Fig. 11) una apertura (31) troppo ampia alle spalle del telaio (12). In tal modo si correva il rischio (Fig. 1) che il flusso di acqua in ingresso (3) potesse subire una suddivisione tra una prima porzione (4) efficacemente filtrata dal dispositivo di filtraggio (1) ed una seconda porzione (5) che si poteva infiltrare nella apertura (31), creando di fatto un potenziale punto di passaggio per una seconda porzione di flusso non filtrata. Per ovviare a tale problema si à ̈ deciso di fissare a parete (Fig. 10) una ulteriore protezione (35) costituita da un elemento filtrante a griglia con passo di 30 mm.

Le prove effettuate hanno altresì reso possibile valutare la bontà della scelta di adottare un sistema a controllo elettrico, rispetto ad un sistema di tipo oleodinamico di impiego tradizionale. L’occasione à ̈ stata utile per verificare l’efficacia dei dispositivi a basso attrito su cui scivola la rete metallica, mediante la misura della quantità di energia elettrica assorbita dal sistema a livello del motoriduttore che alimenta lo sgrigliatore. Le prove sono state eseguite anche in presenza di detriti, fino al massimo carico smaltibile dalla griglia (13). In tali condizioni operative estreme gli strati di fango e foglie che inevitabilmente tendono a depositarsi tra le maglie (38) della griglia (13) e le prime guide (29), nonché tra le ruote dentate (24) e la griglia (13), non hanno compromesso il trascinamento della griglia (13) stessa. In tali condizioni si à ̈ anche verificata la assenza di condizioni di sovraccarico del sistema di alimentazione del motore. In particolare, si à ̈ constatato che le ipotesi poste in fase progettuale per il dimensionamento del motoriduttore si sono rivelate valide, confermando quindi che il dispositivo di filtraggio (1) inventivo a rete metallica non introduce consumi energetici superiori rispetto a quanto richiesto da un dispositivo della tecnica anteriore di tipo oleodinamico, semplificando quindi il sistema ed eliminando inoltre la necessità di avere un serbatoio di olio idraulico a bordo macchina. A conferma di quanto esposto, in termini assoluti, si può notare che i motori elettrici richiesti per l’azionamento della centralina oleodinamica e per il dispositivo di filtraggio inventivo hanno potenza massima rispettivamente di 2,5 e 3 kW. Le prove a pieno carico di detriti si sono rese necessarie anche per validare la bontà progettuale delle protrusioni (21) in forma di denti che sono atte allo smaltimento dei rami e degli agglomerati di materiale più pesante. La forma delle protrusioni (21) conformate a singolo dente (Fig. 4, Fig. 5) può essere sostituita con protrusioni (21) conformate a doppio dente (Fig. 6), in modo da presentare una conformazione a forchetta con almeno una coppia di denti che risulta essere più efficace per il trasporto dei detriti.

La pulizia della griglia (13) dentata, combinata allo scarico del materiale filtrato, à ̈ stata sperimentata mediante l’adozione (Fig. 12) di una o più serie di spazzole (10) di tipo fisso posizionate in corrispondenza della zona superiore (33) del dispositivo di filtraggio (1) sul lato rivolto verso il basso, cioà ̈ dopo il rinvio della griglia (13) operata per mezzo dei primi mezzi di trasmissione (22). Vantaggiosamente il fatto di avere una griglia (13) composta da maglie che vengono messe in movimento e che alle estremità del telaio subiscono una rotazione in corrispondenza dei punti di incernieramento delle maglie, contribuisce alla pulizia della griglia stessa in quanto in tali punti il movimento di piegatura delle maglie che devono ruotare attorno alla estremità del telaio causa una deformazione delle maglie con conseguente distacco del materiale eventualmente bloccato entro di esse.

Il materiale rimosso tramite le spazzole (10) cade (Fig. 1 , Fig. 14) su un dispositivo di trasporto (11) che effettua l’evacuazione dei detriti. Il sistema così composto ha dato risultati soddisfacenti, anche in merito all’usura dei materiali. Alternativamente si prevede (Fig. 13) la possibilità di utilizzare delle spazzole (10) controrotanti rispetto alla direzione di avanzamento della griglia (13), le spazzole (10) controrotanti essendo messe in rotazione tramite secondi mezzi di trasmissione (36) preferibilmente costituiti da un rinvio collegato ai primi mezzi di trasmissione in modo da poter affrontare lo smaltimento anche dei detriti più minuti, che potrebbero incastrarsi tra le maglie della griglia (13). In una forma di realizzazione tali spazzole (10) controrotanti sono montate su un rullo e le spazzole (10) sono avvolte elicoidalmente attorno al rullo stesso. Anche in questo caso il rullo à ̈ posto in rotazione tramite un sistema di pulegge di rinvio che traggono il moto dal motoriduttore che comanda l’avanzamento della griglia (13).

Le fibre tessili delle spazzole (10) sono state accuratamente selezionate in modo da garantire il miglior compromesso tra robustezza del filamento ed efficacia di pulizia, senza trascurare l’usura. Per ottenere questi risultati si à ̈ deciso di adottare un filamento misto composto da fibre di materiale plastico, preferibilmente polipropilene, e fibre metalliche, preferibilmente in acciaio e ancor più preferibilmente acciaio zincato o inossidabile. La soluzione a fibre miste à ̈ efficace in quanto consente di limitare l’usura delle spazzole.

Il dispositivo di trasporto (11) che effettua l’evacuazione dei detriti (Fig. 14) evita che tali detriti, rimossi dalla griglia (13) ad opera delle spazzole (10) o caduti dalla griglia (13) stessa, si accumulino nella zona di scarico. Una prima soluzione consiste nel prevedere un dispositivo di trasporto (11) in forma di tappeto mobile (37) costituito da un nastro trasportatore in grado di seguire percorsi anche lunghi e articolati fino ad una zona di scarico.

Vantaggiosamente si potrà prevedere che anche il nastro del dispositivo di trasporto (11) abbia una configurazione a griglia (13) secondo la conformazione inventiva precedentemente descritta con maglie grecate, eventualmente esse stesse dotate di protrusioni (21). In tal modo si trattiene efficacemente il materiale filtrato e si drena l’acqua residua prima dello scarico del materiale stesso.

Alternativamente si potrà prevedere che, in corrispondenza della zona di caduta dei detriti dalla griglia (13), sia presente un convogliatore a gravità del tipo a tramoggia, che indirizza i detriti recuperati in un cassone posizionato inferiormente alla zona di scarico.

Ancora alternativamente si potranno prevedere canali di raccolta irrorati da flusso d’acqua per eliminare efficacemente detriti di dimensioni inferiori come ad esempio fogliame o ramoscelli.

In caso di necessità, si prevede che si possano utilizzare anche sistemi di pulizia a getti d’acqua oppure a getti di aria in pressione. Tali sistemi sono caratterizzati da elementi tubolari, dotati di orifizi attraverso i quali esce ad elevata velocità il fluido pulente che potrà essere acqua oppure aria. Il fluido, investendo i detriti e facendoli cadere, disimpegna le maglie della griglia (13). Il sistema a getti d’acqua, in particolare, deve essere corredato di un condotto di scarico dell’acqua di pulizia. Il sistema a getto d’aria necessita invece di un trasportatore a nastro nella zona di ricaduta dei detriti, dotato di uno schermo per evitare che i detriti possano oltrepassarlo.

In conclusione il dispositivo inventivo à ̈ caratterizzato vantaggiosamente da un minimo aumento in termini di perdite di carico con un elevato aumento della efficacia di filtraggio, migliorando considerevolmente il flusso d’acqua destinato all’alimentazione degli impianti a valle dell’impianto di filtraggio (2) che comprende il dispositivo di filtraggio (1) inventivo. In particolare l’aumento di efficacia nel filtraggio si manifesta sia per la capacità di trattenere e filtrare detriti di grosse dimensioni sia per la capacità di trattenere e filtrare detriti di piccole dimensioni, mantenendo elevati periodi di filtrazione senza considerevoli perdite di carico dovute ad intasamenti. Ulteriormente si à ̈ verificata la ridotta necessità di manutenzione rispetto ai dispositivi della tecnica anteriore, la semplicità di realizzazione, manutenzione e controllo, nonché la facilità di sostituzione dei dispositivi della tecnica anteriore con il sistema di filtraggio inventivo. Ulteriormente si à ̈ verificato un beneficio in termini di impatto ambientale in quanto il sistema di filtraggio inventivo riduce l’impatto visivo in termini di ingombro delle apparecchiature in campo.

In definitiva la presente invenzione riguarda (Fig. 1 , Fig. 2) un dispositivo di filtraggio (1) adatto ad essere immerso almeno parzialmente entro un flusso di un fluido liquido così definendo un flusso di fluido in ingresso (3) ed un flusso di fluido in uscita (6) in cui almeno una parte del flusso di fluido in ingresso (3) attraversa il dispositivo di filtraggio (1) depositando sullo stesso almeno una parte di eventuali detriti trasportati nel flusso in ingresso (3), il flusso di fluido in uscita (6) essendo composto almeno parzialmente dal fluido proveniente dal fluido in ingresso e filtrato per mezzo del dispositivo di filtraggio (1). Il dispositivo di filtraggio (1) comprende un telaio (12) atto a guidare la movimentazione di un nastro chiuso su se stesso che à ̈ adatto ad essere messo in rotazione tra due estremità opposte del telaio (12) secondo un movimento essenzialmente circolatorio di andata lungo un primo lato del telaio (12) e di ritorno lungo un secondo lato del telaio che à ̈ un lato opposto rispetto al primo lato. Il nastro à ̈ costituito da una griglia (13) chiusa ad anello su se stessa la quale à ̈ formata da maglie (38) di filtraggio reciprocamente incernierate a formare una rete di filtraggio. Le maglie (38) definiscono una conformazione corrispondente ad una onda periodica regolare con un determinato periodo (P) di periodicità e con altezza (E) come precedentemente definito.

In generale nella serie di maglie (38), almeno una porzione delle maglie (38) à ̈ definita da serie di piastre piatte ripiegate a costituire la conformazione corrispondente all’onda periodica regolare precedentemente definita. Le piastre piatte sono reciprocamente incernierate una di seguito all’altra con formazione della griglia (13), come precedentemente descritto.

La presente invenzione riguarda anche un impianto (2) di trattamento di un flusso di fluido liquido che comprende un dispositivo di filtraggio (1) realizzato in conformità con la presente invenzione.

La presente invenzione riguarda anche una centrale idroelettrica (17) che comprende un dispositivo di filtraggio (1) realizzato in conformità con la presente invenzione.

La descrizione della presente invenzione à ̈ stata fatta con riferimento alle figure allegate in una forma di realizzazione preferita della stessa, ma à ̈ evidente che molte possibili alterazioni, modifiche e varianti saranno immediatamente chiare agli esperti del settore alla luce della precedente descrizione. Così, va sottolineato che l'invenzione non à ̈ limitata dalla descrizione precedente, ma include tutte quelle alterazioni, modifiche e varianti in conformità con le annesse rivendicazioni.

Nomenclatura utilizzata

Con riferimento ai numeri identificativi riportati nelle figure allegate, si à ̈ usata la seguente nomenclatura:

1. Dispositivo di filtraggio

2. Impianto di filtraggio o impianto di trattamento di un flusso di fluido liquido

3. Flusso di acqua in ingresso o flusso di fluido in ingresso 4. Prima porzione di flusso in ingresso

5. Seconda porzione di flusso in ingresso

6. Flusso di acqua in uscita o flusso di fluido in uscita 7. Livello dell’acqua

8. Vasca di carico

9. Dispositivo di pulizia

10. Spazzola

11. Dispositivo di trasporto

12. Telaio

13. Griglia

14. Motore

15. Riduttore

16. Canale

17. Centrale idroelettrica

18. Condotta

19. Turbina

20. Generatore

21. Protrusione

22. Primi mezzi di trasmissione

23. Primo albero

24. Ruota dentata

25. Mezzi condotti

26. Ruota di supporto

27. Secondo albero

28. Seconda guida

29. Prima guida

30. Sede

31. Apertura

32. Zona inferiore

33. Zona superiore

34. Base di fissaggio

35. Protezione

36. Secondi mezzi di trasmissione

37. Tappeto mobile

38. Maglia

39. Primo elemento di interconnessione 40. Secondo elemento di interconnessione 41 . Cuspide

42. Conca

43. Spazio libero

44. Lato

45. Zona di compenetrazione

46. Montante longitudinale laterale

47. Montante longitudinale intermedio 48. Traversa

49. Sistema di tensionamento

50. Supporto

51. Pattino

M. Angolo

P. Periodo T. Passo E. Altezza U. Profondità S. Spessore

Claims (28)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di filtraggio (1) adatto ad essere immerso almeno parzialmente entro un flusso di un fluido liquido così definendo un flusso di fluido in ingresso (3) ed un flusso di fluido in uscita (6) in cui almeno una parte di detto flusso di fluido in ingresso (3) attraversa detto dispositivo di filtraggio (1) depositando sullo stesso almeno una parte di eventuali detriti trasportati nel flusso in ingresso (3), detto flusso di fluido in uscita (6) essendo composto almeno parzialmente dal fluido proveniente da detto fluido in ingresso e filtrato per mezzo di detto dispositivo di filtraggio (1) caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di filtraggio (1) comprende un telaio (12) atto a guidare la movimentazione di un nastro chiuso su se stesso che à ̈ adatto ad essere messo in rotazione tra due estremità opposte di detto telaio (12) secondo un movimento essenzialmente circolatorio di andata lungo un primo lato di detto telaio (12) e di ritorno lungo un secondo lato di detto telaio che à ̈ un lato opposto rispetto a detto primo lato, detto nastro essendo costituito da una griglia (13) chiusa ad anello su se stessa la quale à ̈ formata da serie di maglie (38) di filtraggio reciprocamente incernierate a formare una rete di filtraggio.
2. 2. Dispositivo di filtraggio (1) secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che dette maglie (38) definiscono una conformazione corrispondente ad una onda periodica regolare con un determinato periodo (P) di periodicità e con altezza (E).
3. 3. Dispositivo di filtraggio (1) secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detta conformazione à ̈ composta da una serie di cuspidi (41) e conche (42) che si succedono l'una di seguito all’altra nel periodo (P) di periodicità.
4. 4. Dispositivo di filtraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 2 a 3 caratterizzato dal fatto che detta conformazione corrispondente a detta onda periodica à ̈ tale che la forma di una semionda in ciascun periodo (P) di periodicità ha una forma selezionata dal gruppo consistente di forma sinusoidale, forma triangolare, forma essenzialmente quadra, forma essenzialmente trapezoidale.
5. 5. Dispositivo di filtraggio (1) secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che detta conformazione corrispondente a detta onda periodica à ̈ tale che la forma di una semionda in ciascun periodo (P) di periodicità ha una forma corrispondente ad un trapezio isoscele.
6. 6. Dispositivo di filtraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 2 a 5 caratterizzato dal fatto che in detta serie di maglie (38), almeno una porzione di dette maglie (38) à ̈ definita da serie di piastre piatte ripiegate a costituire detta conformazione corrispondente a detta onda periodica regolare, dette piastre piatte essendo reciprocamente incernierate una di seguito all’altra con formazione di detta griglia (13).
7. 7. Dispositivo di filtraggio (1) secondo la rivendicazione 3 e secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che in detta serie di maglie (38) che formano detta griglia (13), maglie adiacenti nella successione della serie di maglie (38) sono reciprocamente sfasate trasversalmente di una distanza essenzialmente corrispondente ad un semiperiodo del periodo (P) di periodicità, di modo che ciascuna cuspide (41) di detta conformazione periodica di una prima maglia (38’) si inserisca parzialmente entro uno spazio libero (43) delimitato tra le estremità di due conche (42) reciprocamente adiacenti della conformazione periodica di una seconda maglia (38†) che à ̈ una seconda maglia (38†) adiacente alla prima maglia (38’) nella serie di maglie (38) che compongono la griglia (13) definendo una zona di compenetrazione (45) reciproca di dette maglie adiacenti.
8. 8. Dispositivo di filtraggio (1) secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che ciascuna maglia à ̈ incernierata ad una coppia di maglie adiacenti per mezzo di elementi di interconnessione (39, 40) in cui ciascun elemento di interconnessione (39, 40) attraversa i lati (44) di congiunzione tra le cuspidi (41) e le conche di due maglie (38) adiacenti in corrispondenza delle zone di compenetrazione (45) reciproche tra dette maglie adiacenti.
9. 9. Dispositivo di filtraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 2 a 8 caratterizzato dal fatto che dette maglie (38) hanno detta conformazione ad onda periodica regolare con: - periodo (P) compreso approssimativamente tra 35 e 100 mm, preferibilmente approssimativamente tra 40 e 60 mm, il valore preferito essendo approssimativamente 44 mm; - ampiezza (E) compresa approssimativamente tra 25 e 100 mm, preferibilmente approssimativamente tra 30 e 50 mm, il valore preferito essendo approssimativamente 40 mm.
10. 10. Dispositivo di filtraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 2 a 9 caratterizzato dal fatto che dette maglie (38) hanno una conformazione sostanzialmente piatta secondo una direzione ortogonale rispetto al piano lungo il quale si sviluppa detta conformazione ad onda periodica regolare, detta conformazione piatta di dette maglie (38) avente una profondità (U) secondo detta direzione ortogonale che à ̈ compresa approssimativamente tra 8 e 80 mm, preferibilmente approssimativamente tra 10 e 60 mm, il valore preferito essendo approssimativamente 12,5 mm.
11. 11. Dispositivo di filtraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 2 a 10 caratterizzato dal fatto che dette maglie (38) hanno una conformazione sostanzialmente piatta con spessore (S) della maglia (38) compreso approssimativamente tra 0,8 e 6 mm, preferibilmente approssimativamente tra 1 e 4 mm, il valore preferito essendo approssimativamente 1 ,5 mm.
12. 12. Dispositivo di filtraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 8 a 11 caratterizzato dal fatto che detti elementi di interconnessione sono reciprocamente distanziati secondo un passo (T) compreso approssimativamente tra 18 e 90 mm, preferibilmente approssimativamente tra 25 e 45 mm, il valore preferito essendo approssimativamente 30 mm.
13. 13. Dispositivo di filtraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 12 caratterizzato dal fatto che dette maglie (38) sono maglie in acciaio, preferibilmente acciaio inossidabile.
14. 14. Dispositivo di filtraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 13 caratterizzato dal fatto che dette maglie (38) comprendono almeno una serie di protrusioni (21) che si protrudono rispetto alla superficie di detto nastro costituito da detta griglia (13).
15. 15. Dispositivo di filtraggio (1) secondo la rivendicazione 14 caratterizzato dal fatto che dette protrusioni sono conformate a forchetta con almeno una coppia di denti.
16. 16. Dispositivo di filtraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 15 caratterizzato dal fatto che detto telaio (12) Ã ̈ atto ad essere montato secondo una disposizione inclinata di un angolo (M) rispetto alla direzione di avanzamento di detto flusso di fluido in ingresso (3).
17. 17. Dispositivo di filtraggio (1) secondo la rivendicazione 16 caratterizzato dal fatto che detto angolo (M) à ̈ compreso tra 50 gradi e 85 gradi, preferibilmente tra 65 gradi e 80 gradi, ancor più preferibilmente tra 70 gradi e 75 gradi, il valore ottimale essendo di 72 gradi.
18. 18. Dispositivo di filtraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 17 caratterizzato dal fatto che detta griglia (13) conformata come nastro chiuso su se stesso à ̈ atta ad essere messa in rotazione su detto telaio (12) secondo una direzione di rotazione che à ̈ una direzione di rotazione tale che il lato anteriore di detta griglia (13) si muove dal basso verso l’alto e il lato posteriore di detta griglia (13) si muove secondo una direzione opposta di ritorno che à ̈ orientata dall’alto verso il basso, il termine “anteriore†indicante un lato di detta griglia (13) che à ̈ il lato che viene investito per primo da detto flusso di fluido in ingresso (3) ed il termine “posteriore†indicante un lato di detta griglia (13) che à ̈ il lato opposto a detto lato anteriore rispetto a detto telaio (12) attorno al quale detta griglia à ̈ atta ad essere messa in rotazione, i termini “basso†e “alto†essendo riferiti rispetto alla direzione della forza di gravità.
19. 19. Dispositivo di filtraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 18 caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di filtraggio (1) à ̈ parzialmente immerso entro detto flusso di fluido, una zona superiore (33) di detto dispositivo di filtraggio (1) essendo emersa rispetto al livello (7) di detto fluido ed una zona inferiore (32) di detto dispositivo di filtraggio (1) essendo immersa al di sotto del livello (7) di detto fluido, detta zona superiore (33) di detto dispositivo di filtraggio (1) essendo atta a cooperare con almeno un dispositivo di trasporto in corrispondenza del quale detti detriti filtrati da detto dispositivo di filtraggio (1) cadono per gravità.
20. 20. Dispositivo di filtraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 18 caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di filtraggio (1) comprende mezzi di pulizia di detta griglia (13), detti mezzi di pulizia preferibilmente essendo costituiti da una o più spazzole (10), ancor più preferibilmente detti mezzi di pulizia essendo costituiti da spazzole controrotanti rispetto alla direzione di rotazione di detto nastro chiuso secondo il quale à ̈ conformata detta griglia (13), dette spazzole (10) essendo preferibilmente realizzate in fibre con filamenti misti composti da fibre di materiale plastico, preferibilmente polipropilene, e fibre metalliche, preferibilmente in acciaio.
21. 21. Dispositivo di filtraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 20 caratterizzato dal fatto che detto telaio (12) comprende prime guide (29) in forma di rotaie che supportano detta griglia (13) lungo detto telaio (12), ciascuna prima guida (29) essendo dotata di un pattino realizzato in un materiale a basso coefficiente di attrito dinamico favorente lo scorrimento di detta griglia (13), preferibilmente un materiale plastico con coefficiente di attrito dinamico dell’ordine di 0,2 - 0,25, ancor più preferibilmente polizene.
22. 22. Dispositivo di filtraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 21 caratterizzato dal fatto che detto telaio (12) à ̈ realizzato con profilati dei quali almeno due montanti longitudinali laterali (46) conformati in sezione con una conformazione a “C†i quali sono reciprocamente fissati per mezzo di una serie di traverse (48) disposte ortogonalmente rispetto alla direzione di sviluppo longitudinale di detti montanti longitudinali laterali (46) conformati a “C†, ciascun montante longitudinale laterale (46) conformato in sezione con una conformazione a “C†definente, per mezzo di detta conformazione a “C†, almeno una sede (30) di guida entro la quale avviene lo scorrimento di detta griglia (13).
23. 23. Dispositivo di filtraggio (1) secondo la rivendicazione 22 caratterizzato dal fatto che detti montanti longitudinali laterali (46) hanno una altezza di detta conformazione a “C†atta a consentire la guida sia del tratto di andata di detta griglia (13) sia del tratto di ritorno di detta griglia (13) la quale à ̈ avvolta su se stessa secondo detta configurazione chiusa.
24. 24. Dispositivo di filtraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 22 a 23 caratterizzato dal fatto che detto telaio (12) comprende montanti longitudinali intermedi (47) rispetto a detti montanti longitudinali laterali (46), detti montanti longitudinali intermedi (47) essendo atti a guidare la movimentazione di una serie di dette griglie (13) in cui ciascuna griglia (13): potrà essere guidata lateralmente su un primo fianco per mezzo della sede (30) di uno di detti montanti longitudinali laterali (46) e potrà essere guidata lateralmente su un secondo fianco per mezzo della sede (30) di guida di uno di detti montanti longitudinali intermedi (47) che à ̈ adiacente al montante longitudinale laterale (46) in cui scorre il primo fianco; oppure - potrà essere guidata lateralmente su un primo fianco per mezzo della sede (30) di guida di un primo di detti montanti longitudinali intermedi (47) e potrà essere guidata lateralmente su un secondo fianco per mezzo della sede (30) di guida di un secondo di detti montanti longitudinali intermedi (47) che à ̈ adiacente al primo montante longitudinale intermedio (47) in cui scorre il primo fianco.
25. 25. Dispositivo di filtraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 24 caratterizzato dal fatto che detta griglia (13) conformata a nastro chiuso su se stesso à ̈ adatta ad essere messa in rotazione su se stessa tramite primi mezzi di trasmissione (22), detto telaio (12) comprendente serie di fori reciprocamente allineati e serie di asole reciprocamente allineate che sono atti ad alloggiare detti primi mezzi di trasmissione (22) in corrispondenza di una prima estremità di detto telaio (12) e che sono atti ad alloggiare mezzi condotti (25) in corrispondenza di una seconda estremità di detto telaio (12) che à ̈ l’estremità opposta rispetto alla prima l’estremità e rispetto allo sviluppo longitudinale di detto telaio (12), detti fori e dette asole essendo atti ad alloggiare cuscinetti a sfera che supportano: - detti primi mezzi di trasmissione (22) i quali comprendono un primo albero (23) in corrispondenza di detta prima estremità di detto telaio (12), detto primo albero (23) a sua volta supportante ruote dentate (24) di trascinamento e tensione di detta griglia (13), detto primo albero (23) essendo messo in rotazione da parte di un motore (14) con interposizione di un riduttore (15), preferibilmente un riduttore a vite elicoidale; - detti mezzi condotti (25) i quali comprendono un secondo albero (27) in corrispondenza di detta seconda estremità di detto telaio (12), detto secondo albero (27) a sua volta supportante ruote dentate (24) di guida di detta griglia (13) e ruote di supporto (26) prive di dentature.
26. 26. Dispositivo di filtraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 25 caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di attivazione della rotazione di detta griglia (13) la quale costituisce detto nastro chiuso su se stesso che à ̈ adatto ad essere messo in rotazione tra due estremità opposte di detto telaio (12) secondo un movimento essenzialmente circolatorio di andata lungo un primo lato di detto telaio (12) e di ritorno lungo un secondo lato di detto telaio, detti mezzi di attivazione della rotazione comprendenti uno o più dei seguenti mezzi di attivazione della rotazione: Mezzi di attivazione della rotazione i quali sono atti a mantenere detta griglia (13) sempre in movimento; Mezzi di attivazione manuali della rotazione i quali sono atti a comandare la rotazione di detta griglia (13) la quale viene mantenuta in condizione normalmente ferma in posizione fissa; Mezzi di attivazione automatici del tipo ad intervento periodico programmabile i quali sono atti a comandare l’attivazione della rotazione di detta griglia ad intervalli predeterminati; Mezzi di attivazione automatici comprendenti almeno una coppia di sensori di livello in cui detta griglia (13) viene mantenuta in condizione normalmente ferma in posizione fissa e la movimentazione di detta griglia viene comandata automaticamente tramite il rilevamento in continuo dei parametri inviati da detta coppia di sensori di livello, preferibilmente ad ultrasuoni, un primo di detti sensori di livello essendo installato a monte ed un secondo di detti sensori di livello essendo installato a valle rispetto a detto dispositivo di filtraggio (1), l’attivazione della rotazione di detta griglia (13) avvenendo in automatico a seguito della rilevazione di una differenza di livello rilevata da detti sensori di livello che risulta maggiore di una soglia di intervento oppure a seguito della rilevazione per un determinato periodo di tempo di una differenza di livello rilevata da detti sensori di livello che risulta maggiore di una soglia di intervento; Mezzi di attivazione automatici comprendenti sensori atmosferici; Mezzi di attivazione automatici atti a comandare cicli di almeno una rotazione seguita da almeno una contro rotazione della griglia (13) secondo una direzione di rotazione opposta.
27. 27. Impianto (2) di trattamento di un flusso di fluido liquido caratterizzato dal fatto che comprende un dispositivo di filtraggio (1) realizzato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 26.
28. 28. Centrale idroelettrica (17) caratterizzata dal fatto che comprende un dispositivo di filtraggio (1) realizzato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 26.