ITVI20090245A1 - Filtro idraulico perfezionato per la depurazione dei fumi di camini - Google Patents

Description

FILTRO IDRAULICO PERFEZIONATO PER LA DEPURAZIONE DEI FUMI DI CAMINI.

DESCRIZIONE

L’invenzione concerne un filtro idraulico particolarmente adatto ad essere disposto all’interno di canne fumarie in ambito domestico per la depurazione dei fumi derivanti da processi di combustione.

E’ noto che le emissioni di fumi derivanti da processi di combustione sia in ambito industriale che domestico, assieme agli scarichi dei veicoli motorizzati, sono le maggiori responsabili dell’inquinamento atmosferico e dei relativi problemi legati al livello d’ozono.

Per diminuire l’inquinamento dovuto a tali emissioni nell’atmosfera è diffuso da anni l’utilizzo nel settore industriale di filtri di differenti tipologie utilizzati singolarmente o abbinati tra loro per ottimizzare la loro efficienza operativa.

In particolare, i filtri utilizzati neM’ambito industriale possono essere di tipo meccanico, elettrostatico ed infine idraulico.

Per quanto riguarda i filtri di tipo meccanico essi prevedono l’utilizzo di carboni attivi che presentano grandi capacità adsorbenti essendo in grado di assorbire molti tipi di sostanze inquinanti, attraendo le molecole nelle loro superfici interne.

Altresì, i filtri di tipo elettrostatico sono costituiti da pareti metalliche elettrizzate che attraggono su di esse le polveri inquinanti contenute nei suddetti fumi impedendone la fuoriuscita nell’atmosfera.

Tali due tipologie di filtri appena introdotte richiedono svantaggiosamente una costante e periodica manutenzione in modo che possano operare a piena efficienza.

Risulta evidente, perciò, che nel momento in cui si volesse utilizzare i suddetti filtri anche in ambito domestico, per esempio all’interno delle canne fumarie dei caminetti e/o stufe, sarebbe necessario tenere sotto controllo continuamente il loro stato di funzionamento e conseguentemente svolgere le essenziali attività di manutenzione e pulizia.

Lo svolgimento di tali ricorrenti procedure di manutenzione risulterebbe per un utente privato problematico se non addirittura inacettabile.

Al contrario, nel caso si richiedesse l’intervento di personale specializzato, le attività di manutenzione inciderebbero assai negativamente sul bilancio domestico degli utenti privati.

In conclusione, risulta chiaro l'inattuabilità dell’ utilizzo delle suddette tipologie di filtri nell’ambito domestico e privato.

Come accennato in precedenza esiste una terza tipologia di filtri per la depurazione dei fumi, utilizzata anch’essa in ambito industriale, che prevede di impregnare i suddetti fumi con getti di liquido, nel caso più semplice acqua, in modo che le molecole di polvere al loro interno si appesantiscano e tendano a cadere verso il basso e ad accumularsi in un apposito serbatoio sotto forma di fanghi.

A differenza delle tipologie precedentemente descritte, quest’ultimo tipo di filtro non presenta la necessità di una costante manutenzione in quanto si deve far fronte solamente all’estrazione dei suddetti fanghi nel momento in cui raggiungono un certo livello massimo all’interno del serbatoio.

Tuttavia, nel loro uso domestico, tali filtri non garantiscono un’ottimale pulizia dei fumi in quanto presentano dimensioni contenute in modo che possano essere inseriti all’interno delle suddette canne fumarie dei caminetti e/o stufe presenti nelle abitazioni.

Infatti, il tratto che i fumi percorrono all’interno di questa ultima tipologia di filtri non è sufficientemente esteso per cui i suddetti getti di liquido non garantiscono un totale e soddisfacente effetto depurativo.

La presente invenzione intende superare gli inconvenienti detti.

In particolare l’invenzione si pone lo scopo di realizzare un filtro idraulico particolarmente adatto per essere utilizzato in ambito domestico in grado di ottimizzare la depurazione dei fumi provenienti da un processo di combustione.

Un ulteriore scopo è la realizzazione di un filtro idraulico di dimensioni compatte che possa essere inserito all'interno di canne fumerie di dimensioni ridotti quali quelle di camini e stufe presenti nelle abitazioni.

Non ultimo scopo è la realizzazione di un filtro idraulico che non richieda una manutenzione continua e periodica mantenendo invariata la propria efficienza operativa.

Gli scopi detti sono raggiunti da un filtro idraulico avente le caratteristiche secondo la rivendicazione principale.

Ulteriori caratteristiche del filtro idraulico dell’invenzione vengono descritte nelle rivendicazioni dipendenti.

Vantaggiosamente il filtro idraulico dell’Invenzione presenta un costo realizzativo ridotto mantenendo ugualmente elevata la propria efficienza di funzionamento.

Un ulteriore vantaggio consiste nel fatto che il filtro idraulico dell’invenzione presenta specifiche strumentazioni che consentono di monitorare in modo continuo l’efficienza del filtro stesso, rendendo possibile perciò una repentina procedura di intervento, di tipo manuale o automatizzata, in caso di mal funzionamento, con la possibilità di “bypassare" il flusso dei fumi in un percorso alternativo. Gli scopi ed i vantaggi detti verranno meglio evidenziati durante la descrizione di una preferita forma di esecuzione dell’invenzione che viene data al seguito a titolo indicativo e non limitativo facendo riferimento alle allegate tavole di disegno ove:

- la fig .1 rappresenta una schematizzazione del filtro idraulico dell’invenzione applicato ad un camino di un abitazione privata; - la fig. 2 rappresenta una schematizzazione in sezione del filtro idraulico dell’invenzione all’interno di una canna fumaria;

- la fig. 3 rappresenta in vista assonometrica uno spaccato del filtro idraulico dell’invenzione;

- la fig. 4 rappresenta una schematizzazione in sezione del particolare di una prima bocca intermedia e di una seconda bocca intermedia entrambe definite all’interno del corpo cavo del filtro idraulico dell’invenzione.

Il filtro idraulico dell’invenzione è rappresentata nel suo complesso nelle figg. 2 e 3 ove è indicata con 1.

Si osserva che il filtro idraulico 1 dell’invenzione è particolarmente adatta ad essere disposto internamente ad una canna fumaria C per la depurazione dei fumi F derivanti da un processo di combustione. In particolare, nella forma esecutiva dell’invenzione qui descritta, il suddetto filtro idraulico 1 viene utilizzato in ambito domestico e inserito nelle canne fumarie C di caminetti e/o stufe U utilizzate nelle abitazioni private, come si osserva in fig. 1.

In differenti forme esecutiva tale filtro 1 potrebbe presentare dimensioni più elevate ed essere utilizzato anche in ambito industriale.

Secondo l’invenzione il filtro 1 dell’invenzione comprende un serbatoio 2 al cui interno viene immessa una predeterminata quantità di liquido 3 che, come apparirà chiaro di seguito, contribuisce a realizzare l’azione depurativa dei fumi F inquinanti.

Nella particolare forma esecutiva qui descritta il suddetto liquido 3 è acqua 31.

Non è escluso che in differenti forme esecutive il suddetto liquido 3 possa presentare caratteristiche chimica particolari in modo da ottimizzare la depurazione dei fumi F.

Tale serbatoio 2 è atto a collaborare con un corpo cavo 4, al cui interno è realizzato un effetto di depressione.

Inoltre, il corpo cavo 4 è disposto al di sopra del serbatoio 2 ed è provvisto di una bocca di ingresso 41 e di una bocca di uscita 42 dei fumi F depurati, come si osserva in fig. 2.

Per quanto riguarda, nello specifico, la bocca di ingresso 41 dei fumi F da depurare, nella forma esecutiva qui descritta, essa è definita dall’involucro esterno 5 del suddetto corpo cavo 4 e la parete esterna 6 del serbatoio 2 stesso, come si osserva in fig. 2.

In differenti forme esecutive qui non descritte, non è escluso che la bocca di ingresso 41 sia ricavata esclusivamente in corrispondenza dell’involucro esterno 5 dello stesso corpo cavo 4.

Come si nota in fig. 3, nella specifica forma esecutiva qui descritta l’involucro esterno 5 del suddetto corpo cavo 4 comprende un cielo 51 e una parete laterale 52, all’interno dei quali è disposta una pluralità di setti divisori 7 costituiti da pareti verticali tra loro parallele e fissate allo stesso cielo 51 .

Inoltre, su ciascuno dei suddetti setti divisori 7 è realizzata una bocca intermedia 8, l’insieme delle quali è atto a determinare un percorso continuo per i fumi F da depurare tra la bocca di ingresso 41 e la bocca di uscita 42, percorso indicato dalla freccia continua di fig. 2. In particolare, gli stessi setti divisori 7 risultano collaboranti con il liquido 3 presente all’interno del serbatoio 2 in modo che specifici tratti del suddetto percorso, rappresentati nel particolare di fig. 4, costringano i fumi F a lambire il liquido 3 sottostante.

Nella preferita forma esecutiva qui descritta, come si osserva in fig. 3, sia il corpo cavo 4 che i setti divisori 7 posti al suo interno sono costituiti da pareti cilindriche disposte tra loro coassiali in modo da realizzare una pluralità di camere 9 tra loro concentriche.

In forme esecutive alternative, il suddetto corpo cavo 4 e i setti divisori 7 possono presentare una forma differente da quella cilindrica, per esempio una forma ellittica o parallelepipeda, mantenendo comunque la medesima disposizione della preferita forma esecutiva con i setti divisori 7 inseriti uno all'interno dell'altro in modo da determinare una pluralità di camere 9 coassiali tra loro.

Contrariamente, in forme esecutive alternative, qui non rappresentate i setti divisori 7 potrebbero essere costituiti da pareti rettilinee disposte una di seguito all’altra in modo da definire una pluralità di camere affiancate tra loro.

Come accennato in precedenza, il filtro idraulico 1 dell’invenzione prevede che, innanzi tutto, le suddette bocche intermedie 8 comprendano prime bocche intermedie 81 definite dalla collaborazione dell’estremità inferiori 10 di primi setti divisori 71, appartenenti ai suddetti di setti divisori 7, posti a sfiorare il pelo libero del liquido 3, come si osserva in fig. 4.

Allo stesso tempo le bocche intermedie 8 comprendono seconde bocche intermedie 82 definite da una pluralità di fori 11 realizzati nella porzione in prossimità del cielo 51 di secondi setti divisori 72 appartenenti alla medesima pluralità di setti divisori 7.

Ciascuno dei secondi setti divisori 72, inoltre, presenta necessariamente la propria estremità inferiore 12 immersa nel liquido 3 in modo da impedire ai fumi F di passare tra essa e il liquido 3, contrariamente a quanto accade per le prime bocche intermedie 81. Come appare evidente dalle figg. 2 e 3, della preferita forma esecutiva qui descritta, la caratteristica basilare del filtro idraulico 1 dell’invenzione consiste nel fatto che i primi ed i secondi setti divisori 71 e 72 sono disposti all'interno del corpo cavo 4 in modo alternato per definire per i fumi F stessi un percorso con andamento sostanzialmente sinusoidale dalla bocca di ingresso 41 verso la bocca di uscita 42, come si osserva dalle frecce a tratto continuo di fig. 2.

In particolare, i fumi F sono costretti a passare al di sotto delle prime bocche intermedie 81 e quindi a lambire il liquido 3 sottostante per poi risalire e passare nelle vicinanze del cielo 51 del suddetto corpo cavo 4 attraverso i fori 11 presenti nei secondi setti divisori 72.

Il fatto che i fumi F entrino a contato con il liquido 3, provoca l’appesantimento delle molecole di polvere inquinante contenute nei fumi stessi facendole decadere verso il fondo del serbatoio 2 sotto forma di fanghi P.

Come detto in precedenza, per poter rendere possibile il flusso dei fumi F dalla bocca di ingresso 41 alla bocca di uscita 42 lungo il suddetto percorso, il corpo cavo 4 comprende un gruppo di ventilazione 13 disposto in corrispondenza della stessa bocca di uscita 42 per la realizzazione dell’effetto di depressione al suo interno.

Per quanto riguarda la stessa bocca di uscita 42, nella preferita forma esecutiva qui descritta e rappresentata, essa è realizzata nella parte centrale del cielo 51 , in modo che la camera più interna 91 del corpo cavo 4 in cui fluiscono i fumi F, terminato il loro processo di depurazione, sia comunicante con l’esterno.

E’ chiaro che in differenti forme esecutive in cui non sono definite camere 9 tra loro coassiali, la bocca di uscita 42 potrebbe essere realizzata in posizione decentrata, purché sia individuabile ugualmente un percorso con andamento sostanzialmente sinusoidale all’interno del corpo cavo 4.

Nella preferita forma esecutiva del filtro 1 dell’invenzione, il serbatoio 2 comprende, inoltre, un circuito idraulico 14 che preleva il liquido 3 dal suo interno e lo rilascia in forma nebulizzata in corrispondenza delle camere 9 definite nel corpo cavo 4.

Tale operazione permette di appesantire le molecole di polveri dei fumi F in fase di risalita all’interno delle camere 9 del corpo cavo 4, in modo da fiancheggiare l’operazione di depurazione dei fumi stessi ottenuta con il loro passaggio attraverso le prime bocche intermedie 81.

Infatti, anche in questo caso le molecole di polvere inquinanti all’interno dei fumi F tendono a combinarsi alle molecole di liquido 3 nebulizzato presenti nelle camere 9, ricadendo di conseguenza all’interno del serbatoio 2 sotto forma di fanghi P.

Le due azioni combinate permettono così di ottimizzare la procedura di depurazione dei fumi F stessi, raggiungendo lo scopo principale del presente brevetto.

Un ulteriore fattore determinante per il raggiungimento dello scopo del brevetto consiste nella ripetizione in modo alternato delle due operazioni di depurazione dei fumi appena descritte.

Nella preferita forma esecutiva, come si osserva in fig. 2 tali due operazioni vengono ripetute per ire volte.

Non è escluso che in differenti forme esecutive tali due operazioni vengano eseguite per un numero minore o maggiore di volte.

Ovviamente più volte vengono ripetute tali operazioni e più la depurazione dei fumi F risulta ottimale.

Ritornando al suddetto circuito idraulico 14 preferibilmente ma non necessariamente esso comprende un tubo di aspirazione 15 e un tubo di mandata 16 collegati rispettivamente all’ingresso e all’uscita di una pompa 17.

In particolare, come si osserva in fig. 2, il tubo di aspirazione 15 è comunicante con l’interno del serbatoio 2 e il tubo di mandata 16 è connesso ad una pluralità di tubazione di nebulizzazione 18 disposte in corrispondenza delle pluralità di camere 9 all’interno del corpo cavo 4.

In tal modo la pompa 17 preleva il liquido dal serbatoio e lo invia in forma nebulizzata all’intero del corpo cavo 4.

Il filtro 1 dell’invenzione, nella preferita forma esecutiva qui descritta, comprende, inoltre, un gruppo stabilizzatore di livello 19 che consente di mantenere costante il livello del liquido 3 all'interno di suddetto serbatoio 2.

Nel dettaglio, come si può osservare nella schematizzazione di fig. 2, il gruppo di stabilizzazione di livello 19 comprende un galleggiante 20 collegato ad una valvola 21 che comanda l’apertura e la chiusura di un tubo di alimentazione 22 del liquido 3.

In differenti forme esecutive tale gruppo di stabilizzazione di livello 19 potrebbe essere realizzato in modo diverso, purché appartenete alla tecnica nota.

Ancora in una forma realizzativa più economica del filtro 1 dell’invenzione il suddetto gruppo di stabilizzazione del livello 19 potrebbe non essere presente.

Nel filtro 1 dell’invenzione, la forma realizzativa qui descritta prevede che il serbatoio 2 comprenda anche un rilevatore di livello 23 dei fanghi P al suo interno, in modo che sia possibile determinare il “troppo pieno” del serbatoio 2 stesso e procedere perciò all’operazione di svuotamento.

Un ulteriore elemento previsto nel filtro 1 dell’invenzione è un rilevatore di opacità 24 dei fumi F posto in prossimità della bocca di uscita 42 che permette di stabilire il grado di depurazione dei fumi F stessi e quindi permette di variare in modo automatico o manuale la potenza di aspirazione del gruppo di ventilazione 13.

Un ultimo aspetto importante del filtro idraulico 1 dell’invenzione consiste nel fatto che le dimensioni del corpo cavo 4 e del serbatoio 2 risultano leggermente inferiori rispetto alle dimensioni della canna fumaria C in cui è inserito.

Tale caratteristica consente di individuare un percorso di “bypass”, indicato con le frecce tratteggiate di fig. 2, definito tra l’involucro esterno 5 dello stesso filtro 1 e la canna fumaria C, in modo da permettere il deflusso dei fumi F in caso di mal funzionamento del filtro 1 stesso.

Infatti, nel caso in cui i fumi F non riescano a percorrere il percorso definito all’interno del filtro 1 per svariate cause, essi non rimangono bloccati all'interno della canna fumaria C, ma riescono ad arrivare all’esterno anche se non depurati.

Operativamente il filtro idraulico 1 dell’invenzione può essere aggiunto all’interno di canne fumarie C di caminetti e/o stufe preesistenti in abitazioni private o può essere installato su impianti nuovi.

In entrambi i casi, come già detto in precedenza il filtro 1 vene posizionato in modo tale che venga definito un percorso di bypass tra il filtro 1 stesso e la parete interna della canna fumaria C.

A livello operativo il fumo F proveniente da un processo di combustione sceglie come via preferenziale la bocca di ingresso 41 del filtro 1 rispetto al suddetto percorso di bypass, in quanto il gruppo di aspirazione 13 realizza un effetto di depressione all’interno del corpo cavo 4 attirando i suddetti fumi F.

All’interno del corpo cavo 4 i fumi F fluiscono per più volte e in modo alternato verso il basso, passando attraverso le prime bocche intermedie 81 e lambendo il liquido 3, per poi ridirigersi verso l’alto e passare attraverso i fori 11 dei secondi setti divisori 72.

Nel primo caso, come detto in precedenza, le molecole delle polveri contenute nei fumi F si appesantiscono e cadono nel fondo del serbatoio 2.

Ritornando verso l'alto i fumi F vengono avvolti dal liquido 3 nebulizzato e subiscono un ulteriore appesantimento delle polveri che si aggregano con le molecole dello stesso liquido 3 nebulizzato e di conseguenza cadono verso il fondo del serbatoio 2.

Tale operazione come già detto si ripete più volte fino ad ottenere una depurazione ottimale dei fumi F che successivamente escono nell’ambiente esterno.

In base a quanto detto si comprende quindi che il filtro idraulico 1 dell’invenzione raggiunge tutti gli scopi prefissati.

In particolare l’invenzione raggiunge lo scopo di realizzare un filtro idraulico particolarmente adatto per essere utilizzato in ambito domestico in grado di ottimizzare la depurazione dei fumi provenienti da un processo di combustione.

Un ulteriore scopo raggiunto è la realizzazione di un filtro idraulico di dimensioni compatte che possa essere inserito all’interno di canne fumerie di dimensioni ridotti quali quelle di camini e stufe presenti nelle abitazioni.

Ancora un altro scopo raggiunto è la realizzazione di un filtro idraulico che non richieda una manutenzione continua e periodica mantenendo invariata la propria efficienza operativa.

Sono raggiunti, inoltre, i vantaggi di un costo realizzativo ridotto del filtro dell’invenzione mantenendo ugualmente elevata la propria efficienza di funzionamento.

Un ulteriore vantaggio raggiunto consiste nella possibilità di eseguire un monitorare continuo dell’efficienza del filtro dell’invenzione, rendendo possibile perciò una repentina procedura di intervento in caso di mal funzionamento, con la possibile di isolarsi e “bypassare” il flusso dei fumi in un percorso alternativo.

In fase esecutiva, al filtro dell’invenzione, potranno essere apportate varianti esecutive che, quantunque non rappresentate e non descritte in questa sede, qualora dovessero rientrare nel contenuto delle rivendicazioni che seguono, saranno tutte da ritenersi protette dal presente brevetto.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1 ) Filtro idraulico (1 ) atto ad essere disposto internamente ad una canna fumaria (C) per la depurazione dei fumi (F) derivanti da un processo di combustione, caratterizzato dal fatto di comprendere un serbatoio (2) contenente liquido (3) e collaborante con un corpo cavo (4) in depressione provvisto di una bocca di ingresso (41 ), di una bocca di uscita (42) di detti fumi (F) depurati e ove si individua una pluralità di bocche intermedie (8) definite da una pluralità di setti divisori (7) disposti uno di seguito all’altro all’interno di detto corpo cavo (4) e cooperanti con detto liquido (3) contenuto in detto serbatoio (2) per definire per detti fumi (F) un percorso continuo e in parte radente detto liquido (3) da detta bocca di ingresso (41 ) verso detta bocca di uscita (42).
2. 2) Filtro (1 ) secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzato dal fatto che detto corpo cavo (4) comprende un involucro esterno (5) delimitato da un cielo (51 ) e da una parete laterale (52) e internamente al quale sono disposti detti setti divisori (7) costituiti da pareti verticali tra loro parallele e fissate a detto cielo (51 ).
3. 3) Filtro (1 ) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che dette bocche intermedie (8) comprendono prime bocche intermedie (81 ) definite dalle estremità inferiori (10) di primi setti divisori (71 ) appartenenti a detta pluralità di setti divisori (7) posti a sfiorare il pelo libero di detto liquido (3).
4. 4) Filtro (1 ) secondo le rivendicazioni 2) e 3) caratterizzato dal fatto che dette bocche intermedie (8) comprendono seconde bocche intermedie (82) definite da una pluralità di fori (1 1 ) realizzati in secondi setti divisori (72) appartenenti a detta pluralità di setti divisori (7) in prossimità di detto cielo (51 ), detti secondi setti divisori (72) presentando la propria estremità inferiore (12) immersa in detto liquido (3).
5. 5) Filtro (1 ) secondo le rivendicazioni 3) e 4) caratterizzato dal fatto che detti primi setti divisori (71 ) e detti secondi setti divisori (72) sono disposti all’interno di detto corpo cavo (4) in modo alternato per definire per detti fumi (F) un percorso con andamento sostanzialmente sinusoidale da detta bocca di ingresso (41 ) verso detta bocca di uscita (42).
6. 6) Filtro (1 ) secondo le rivendicazioni 3) e 4) caratterizzato dal fatto che detti setti divisori (7) sono costituiti da pareti cilindriche disposte tra loro coassiali e alternate in modo che ciascuno di detti primi setti divisori (71 ) sia compreso tra due di detti secondi setti divisori (72) tale da definire per detto fumo (F) un percorso sostanzialmente sinusoidale.
7. 7) Filtro (1 ) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detta corpo cavo (4) comprende un gruppo di ventilazione (13) disposto in corrispondenza di detta bocca di uscita (42) per realizzare detta depressione al suo interno.
8. 8) Filtro (1 ) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto serbatoio (2) comprende un circuito idraulico (14) per la nebulizzazione del liquido (3) all’interno di detto corpo cavo (4).
9. 9) Filtro (1 ) secondo la rivendicazione 8) caratterizzato dal fatto che detto circuito idraulico (14) comprende un tubo di aspirazione (15) e un tubo di mandata (16) collegati rispettivamente all’ingresso e all’uscita di una pompa (17), dove detto tubo di aspirazione (15) è comunicante con detto serbatoio (2) e detto tubo di mandata (16) è connesso ad una pluralità di tubazione di nebulizzazione (18) disposte all'interno di detto corpo cavo (4) tra detti setti divisori (7).
10. 10) Filtro (1 ) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto di comprendere un gruppo stabilizzatore di livello (19) atto a mantenere costante il livello di detto liquido (3) all’interno di detto serbatoio (2).