WO2016054709A1 - Filtro - Google Patents
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
- F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
- B03C3/017—Combinations of electrostatic separation with other processes, not otherwise provided for
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
- B01D46/0028—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions provided with antibacterial or antifungal means
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/0084—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours provided with safety means
- B01D46/009—Identification of filter type or position thereof, e.g. by transponders or bar codes
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- B01D—SEPARATION
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- B01D2279/00—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses
- B01D2279/40—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses for cleaning of environmental air, e.g. by filters installed on vehicles or on streets
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- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
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- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/20—Capture or disposal of greenhouse gases of methane
Definitions
- This patent specification report relates to a filter for use in general urban, rural, land, water or air powered, combustion engine, electric power, hybrid, hydrogen or any other motor vehicles. other technology or fuel, as well as aircraft, trains and vessels.
- the filter may also be applied to any equipment using a combustion engine, such as generators or stationary turbines for power generation, large water pumps and agricultural equipment, as well as aircraft.
- a combustion engine such as generators or stationary turbines for power generation, large water pumps and agricultural equipment, as well as aircraft.
- the filter can also provide versions for domestic, commercial, industrial and hospital use, among others, by the addition of a power supply (transformer) in the power input and its eventual adaptation in cabinet with appropriate design.
- a power supply transformer
- the techniques used in air filtration in motor vehicles basically aim to supply better quality air inside the engine combustion chamber by employing engine air filter; treat exhaust gases generated by combustion by using a discharge filter and insert fresh air into the interior of the vehicle by using the air conditioner air filter or cabin filter.
- a second aspect of the present invention is the ability to generate information on the concentration of pollutants in the atmosphere through sensors installed in conjunction with the filter to fulfill this purpose.
- This proposal may also provide for versions for use in the domestic, commercial, industrial or hospital environment, expanding and diversifying the application of currently employed air filters that are intended solely for the purpose of air filtration.
- This proposal also innovates in the sense that there is currently no equipment that aggregates air filtration with sensors to identify pollutants present in the environment, and there is also equipment that has means of collection, registration and remote dispatch. of the collected and identified data.
- the present invention in its automotive version, in aircraft, trains and vessels, will promote the absorption of airborne pollutant particles in order to assist in the reduction of air pollution, largely generated by them themselves. motor vehicles, helping to recover the environmental liabilities generated over decades.
- the present invention in its monitoring version, will collect data on atmospheric air quality and remotely transmit it to the competent bodies to propose solutions aimed at reducing the impact of air pollution and therefore on life and on the health of the population.
- the present invention in addition to actively contributing to the removal of pollutants from the atmosphere, may, in the most sophisticated versions, be equipped with sensors for monitoring the concentration of pollutants, and identification of these pollutants.
- the present invention may also, in less sophisticated versions, be provided with means which, while not identifying pollutants, may record air quality levels in addition to performing its primary function, which is filtering.
- hybrid vehicle which combines a combustion engine with an essentially electric one.
- the filter may be provided, in addition to the filter elements, with atmospheric pressure sensors; relative humidity; pollutants; contaminants, and allergens, which act to identify the quality of the atmospheric air, and in some more complete models, the association of the obtained data with their georeferencing characteristics may be predicted.
- Access to captured data can take place in a variety of ways, such as collecting data from workshops at the time of vehicle maintenance, at specialized pollutant emission survey sites for annual licensing, such as in wirelessly through data transmission via readers installed at toll booths, police stations on highways, gas stations, traffic lights or streetlights, or through transmitters using data networks operated by telephone companies, such as networks used by vehicle tracking companies.
- the filter of the present invention provides for the use of different types of filter elements, ultraviolet lamps, catalysts and ionizing device also helps in reducing the levels of allergens and contaminants in suspension, such as dust, pollen, fungi, bacteria, viruses, volatile organic compounds (VOC), ozone (0 3 ), methane (CH 4 ), ammonia (NH 3 ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (C0 2 ), nitrogen oxides ( NO x ), in particular nitrogen dioxide (N0 2 ), sulfur oxides (SO x ), in particular sulfur dioxide (S0 2 ), hydrogen sulfide (H 2 S), hydrogen cyanide (HCN), hydrochloric acid (HCl), chlorine gas (Cl 2 ), arsenic hydride (AsH 3 ), phosgene (CCl 2 0), phosphorus hydride (PH 3 ), silane (SiH 4 ), chlorine dioxide (C10 2 ), hydrofluoric acid (HF), aldehydes (HCO
- the use of the filter of the present invention will provide access to precious information, such as pollutant concentration levels, and which pollutant is highest in the environment, providing important information for decision-making, such as identifying the source of such pollutants for their disposal, whether or not to use the filter, may also provide better management of energy costs or, in general, contribute to government statistics on elements found in the various areas of each locality so that to communicate properly to the population and take appropriate measures to ensure the safety of the population.
- Figure 1 illustrates a schematic side view in longitudinal section showing the constructive arrangement proposed to the filter of the present invention.
- the filter of the present invention comprises an enclosure (1) in which a power source (2) is installed; electronic components (3); sensor block (4); filter element group (5); extractor hood (6) and ionizing equipment (7).
- the cabinet (1) is made of suitable material for this purpose, and may use polymers, plastics, sheet metal, aluminum or wood, in which the other components are installed, said cabinet containing two main openings, one for entry (11) ambient air, and another for filtered air outlet (12), said main openings being installed in any position in the cabinet, including on the same face or side by side, since the air flow is determined
- the internal arrangement of the components may also be provided for directional ducts for air inlet and outlet to prevent feedback, as well as a pre-filter (13) coupled to the air inlet to retain larger particles such as leaves by of animals, pieces of plastic or paper and others; protection (14), coupled to the filtered air outlet (12), to prevent the introduction of objects, or even part of the human body, in the area intended for the hood (6).
- Enclosure (1) has input for power supply (2), with key-controlled input (21) (22) and may alternatively employ connector or receiver for wireless energy transfer via radio frequency waves, magnetic or other bases.
- the cabinet (1) also has a place for fixing the grounding cable
- Cabinet (1) provides for the installation of electronic components (3), which includes processing unit (31), data storage device (32), data port (33), data communication associated devices ( 34), and satellite positioning signal receiver (35).
- processing unit 31
- data storage device 32
- data port 33
- data communication associated devices 34
- satellite positioning signal receiver 35
- the enclosure (1) shall be provided with a location for securing the data storage device (32) and data port (33) connectors, which may be dispensed with if wireless data transmission is preferred. , the same applies to the signal receiver of the georeferenced positioning system (35).
- the enclosure (1) also has an area for the sensor block (4), which consists of specific sensors to detect various parameters, such as atmospheric pressure, relative humidity, temperature, air flow, snow or ice, as well as specific sensors for detecting the concentration levels of pollutants, contaminants and allergens such as eg dust, pollen, fungi, bacteria, viruses, volatile organic compounds (VOC), ozone (0 3 ), methane (CH 4 ), ammonia (NH 3 ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (C0 2 ) nitrogen oxides (NO x ), in particular nitrogen dioxide (N0 2 ), sulfur oxides (SO x ), in particular sulfur dioxide (S0 2 ), hydrogen sulfide (H 2 S), hydrogen cyanide (HCN), hydrochloric acid (HCl), chlorine gas (Cl 2 ), arsenic hydride (AsH 3 ), phosgene (CC1 20 ), phosphorus hydride (PH 3 ), silane (SiH 4 ), dioxide chlorine (C10 2
- the cabinet (1) further provides filter element groups (5), including UV lamps (51), filter sensors (52) and catalysts (53), and access cover (54) for filter replacement and access to the interior of the cabinet (1).
- filter element groups (5) including UV lamps (51), filter sensors (52) and catalysts (53), and access cover (54) for filter replacement and access to the interior of the cabinet (1).
- the filters may be combined according to the need of the region where the vehicle is traveling, and may consist of paper filters of various porosities, HEPA or ULPA filters, ceramic filters, full activated carbon filters, substance impregnated elements. miscellaneous, such as sodium bicarbonate, activated carbon or titanium dioxide (Ti0 2 ) nanoparticles.
- UV lamps (51) should be installed immediately after filter element group (5) and catalysts (53).
- the filter sensors (52) shall be fixed to the base for the support of the filter elements (5) and shall be intended to detect the presence of filters and catalysts (53) and their saturation.
- the access cover (54) is intended to facilitate installation as well as replacement of filter elements (5), UV lamps (51) and catalysts (53).
- the cabinet (1) also provides for the installation of the hood (6), which is intended to ensure that the air flow from the inlet opening (11) runs through the entire cabinet (1) through the pre- filter (13), sensors (4), filter elements (5), catalysts (53), UV lamps (51) and ionizer (7) returning to the environment through the outlet opening (12) , filtered.
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Abstract
Para aplicação em veículos automotores em geral, de uso urbano ou rural, terrestre, aquático ou aéreo, bem como a aeronaves, trens e embarcações, movidos por motor de combustão, energia elétrica, híbrido, hidrogênio ou qualquer outra tecnologia ou combustível, o qual poderá ser aplicado também a todo e qualquer equipamento que utilize motor a combustão, como geradores ou turbinas estacionárias para geração de energia, bomba d'água de grande porte e equipamentos de uso agrícola, além de aeronaves movidas à turbo-jatos, turbo-fans, turbo hélices, turbo propulsores, motores a pistão ou outros, e que poderá ainda prever versões para uso doméstico, comercial, industrial e hospitalar, entre outros, a partir da adição de uma fonte de alimentação (transformador) na entrada de força e sua eventual adaptação em gabinete com desenho apropriado.
Description
FILTRO
CAMPO DE APLICAÇÃO
[001] O presente relatório descritivo de Patente de Invenção se refere a um filtro para aplicação em veículos automotores em geral, de uso urbano ou rural, terrestre, aquático ou aéreo, movidos por motor à combustão, energia elétrica, híbrido, hidrogénio ou qualquer outra tecnologia ou combustível, bem como a aeronaves, trens e embarcações.
[002] O filtro poderá ser aplicado também a todo e qualquer equipamento que utilize motor a combustão, como, por exemplo, geradores ou turbinas estacionárias para geração de energia, bomba d' água de grande porte e equipamentos de uso agrícola, além de aeronaves movidas à turbo-jatos, turbo-fans, turbo hélices, turbo propulsores, motores a pistão ou outros.
[003] O filtro pode também prever versões para uso doméstico, comercial, industrial e hospitalar, entre outros, a partir da adição de uma fonte de alimentação (transformador) na entrada de força e sua eventual adaptação em gabinete com desenho apropriado.
ANTECEDENTES DA TÉCNICA
[004] As técnicas utilizadas na filtragem do ar, em veículos automotores, visam, basicamente, suprir ar de melhor qualidade no interior da câmara de combustão do motor, através do emprego de filtro de ar do motor; tratar os gases de exaustão gerados pela combustão, através do emprego de filtro de descarga, e inserir ar puro no interior do habitáculo do veículo, através do emprego de filtro de ar do condicionador de ar ou de filtro de cabine.
[005] Já se conhece do estado da técnica diversos tipos de dispositivos para filtragem de gases de exaustão, como, por exemplo, o processo descrito no documento de Patente PI-9401885-5, que objetiva a redução da emissão de partículas ou fumaça, emitidas por motor de ciclo Diesel, de dois ou quatro
tempos, de aspiração natural ou turbo-alimentado, com injeção direta ou indireta, em qualquer aplicação de força motriz em veículos de transporte de carga ou de passageiros ou em máquinas industriais, a partir do emprego de elemento de filtro cerâmico, metálico ou de outro material, incorporado ao sistema de escape do motor, apresentando ainda a opção de utilização de aditivo no combustível, em dosagens predeterminadas, de acordo com as especificações do combustível usado, do tipo de motor, da sua aplicação e do seu modo de operação, que permitira a regeneração espontânea do filtro em serviço, e a redução da temperatura inicial de queima do combustível, quando da necessidade de regeneração do filtro, sendo previsto ainda meios automáticos de controle da massa de partículas retidas no filtro, através de diferencial de pressão, e por unidade de tempo preestabelecido, sendo ainda a regeneração do filtro obtida a partir da aplicação de fluxo de ar seco na saída do filtro, com recolhimento das partículas retidas e posterior queima, destas, através do uso de resistências elétricas; contudo, presumindo que os procedimentos descritos neste documento sejam capazes de, efetivamente, reter todas as partículas produzidas em face da combustão, haverá ainda a produção de gases oriundos da queima destas partículas, os quais, por sua vez, contribuirão para formação de novos agentes poluidores.
[006] Já se conhece também do estado atual da técnica o desenvolvimento descrito no documento de Patente MU-8800987-4, que, fundamentado na Resolução n.° 315 do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA, que estabelece, através do Programa de Controle de Emissões Veiculares - PROCONVE, os limites máximos de emissão de poluentes provenientes do escapamento de veículos leves, de passageiros ou de carga, que empregam ciclo Otto, Diesel ou gás natural, propõe, como substituinte das técnicas de redução de temperatura de operação do motor, a adoção de filtro de carvão
ativado, resultante do tratamento de material mineral ou orgânico que gera um elemento com alta capacidade de absorção, devido à produção de poros o
de diâmetros controlados a partir de 1 A, que é utilizado como uma peneira molecular, para separação, com base nas dimensões das moléculas, de fases liquidas e gasosas, tendo, como matéria prima para a produção do carvão a ser usado no filtro, a casca do babaçu, que será empregado para retenção de partículas de carbono resultante da queima do Diesel; no entanto, de acordo com a pesquisa do Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento - PNUDE, revelou que os maiores custos para a produção de carvão vegetal a partir do coco de babaçu estão associados à coleta, preparo e transporte da matéria prima, e, como o seu cultivo é disperso, os produtores optam por buscar biomassa de menor custo, e, desprezando repercussões ambientais e sociais, sua produção acaba não ser tornando competitiva; no documento de patente em referência é previsto ainda utilização de vermiculita expandida hidrofobizada para a retenção de partículas e hidrocarbonetos, tornando-os solúveis em água; no entanto, a desvantagem desta alternativa decorre da sua granulometria, com consequência no processo de produção do filtro, o qual exige o uso de substâncias aglutinantes para o aumento da sua rigidez; no documento de Patente em referência é previsto ainda a uso de terpenos, devido, principalmente, à sua propriedade de neutralização de odores, com aplicação no tratamento de ar e água, e que pode ser utilizado, inclusive, na eliminação de gases voláteis, para conter e eliminar as impurezas presentes no ar, principalmente partículas de carbono e derivados de hidrocarbonetos em estado volátil, resultante da combustão; no entanto, o risco associado ao uso de terpenos está relacionado à sua inflamabilidade.
[007] Já se conhece também do estado atual da técnica o desenvolvimento descrito no documento de Patente PI-0702399-5, que se refere a um filtro
eletrostático antipoluição para uso veicular que visa minimizar a emissão de partículas poluentes dos gases de escapamento, resultantes da queima de combustível, tendo, como princípio básico, a promoção da passagem do ar, que flui pelo escapamento, através de um campo elétrico intenso, onde as partículas de poluente adquirem carga elétrica, e são atraídas, também por ação de um campo elétrico, para a parede coletora e, daí, retiradas por meio de mecanismos devidamente preparados para este fim, sendo que dito filtro é construído em forma de tubo, para adaptação na saída do escapamento do veículo, tendo eletrodos ionizadores dispostos ao longo do tubo, próximos ao seu eixo central, tendo ainda, na entrada do dito filtro, tela em forma de grade, para homogeneizar o fluxo de ar, sendo que a corona, responsável pela ionização e carga das partículas de poluentes, é produzida a partir da aplicação de alta tensão entre os eletrodos ionizadores, situados na região central do tubo, enquanto que as paredes coletoras ficam na face interna do tubo, sendo que a alta tensão, que é aplicada entre os eletrodos ionizadores e as paredes do tubo, criam campo elétrico, que produz carga elétrica sobre as partículas poluentes, as quais são atraídas para as paredes do tubo, onde se acham previstos pequenos orifícios, que funcionam como coletores dos resíduos retirados do ar, os quais ficam armazenados em uma câmara, para serem posteriormente retirados; no entanto, este desenvolvimento apresenta o inconveniente de que, como o campo elétrico necessário para formar da descarga corona tem características distintas daquele necessário para coleta das partículas de impureza, alimentar estes dois estágios com uma tensão comum inviabiliza o controle eletrônico das características do filtro.
[008] Já se conhece também do estado atual da técnica o desenvolvimento descrito no documento de Patente PI-9905654-2, que se refere a dispositivo de aquecimento e/ou climatização do habitáculo de um veículo automóvel,
que compreende um captor de poluição próprio, para detecção de poluente, em especial monóxido de carbono, em um fluxo de ar recebido no interior do habitáculo, e que é composto por caixa de entrada de ar, que poderá ser alimentada seletivamente com ar exterior ou pela recirculação do ar interno do habitáculo, tendo, na saída da dita caixa, um pulsador para o tratamento (por aquecimento e/ou refrigeração) do ar antes da sua admissão no interior do habitáculo, através de diferentes bicos apropriados, sendo a seleção do ar admitido no habitáculo efetuada, pelo condutor do veículo, com base em observações subjetivas, e tendo ainda, dita na caixa, captor da qualidade do ar, para detectar a presença de poluente, e determinar a forma de admissão do ar no habitáculo, por iniciativa do condutor ou automaticamente; este captor, que originalmente instalado na parte dianteira do veículo, passou a ser instalado a montante do filtro de ar, para a captura de diferentes tipos de impurezas ou gases contidos no fluxo de ar externo, e, devido à sua posição de instalação, está sujeito à deterioração rápida, sendo portanto, proposição do documento de Patente em referência dispositivo de aquecimento e/ou climatização onde o captor de poluição é instalado a jusante do filtro de ar, ficando o captor exposto a um fluxo de ar previamente filtrado e, portanto, isento de partículas e impurezas, tendo, por consequência, sua deterioração menos rápida; no entanto, apesar da solução proposta prolongar a vida útil do captor, não se verifica a possibilidade da sua associação a meios capazes de identificar e registrar as condições do ar por onde trafega o veículo, para que, a partir destes dados, se possa adotar medidas de controle da qualidade do ar.
[009] Os veículos elétricos, embora não emitam poluentes em decorrência do seu funcionamento, também geram poluição do ar e do meio-ambiente, tanto no seu processo fabril como no descarte de seus componentes, e, mais
especialmente, a partir do consumo de pneus, o que, assim como os demais veículos que se deslocam através de algum meio de atrito com o solo, gera, em um primeiro momento, uma quantidade significativa de partículas em suspensão no ar atmosférico; material particulado este que será depositado na superfície das pistas de rolamento, e que, em última instância, findará por ocasionar a poluição de mares, rios e lagos, transportado pelo sistema de drenagem de águas pluviais.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[010] Não obstante ao tipo de veículo automotor, todos contribuem para o lançamento de poluentes na atmosfera, sendo, portanto, desejável a redução e, de preferência, a eliminação desses agentes do ar atmosférico.
[011] Mesmo que o filtro do ar da cabine corrobore de alguma forma no processo de filtragem do ar atmosférico, ele, por si só, não é suficiente para absorver, sequer, a poluição gerada pelo próprio veículo, e, muito menos, para resgatar parte do passivo ambiental gerado em décadas de emissão de poluentes.
[012] Os elementos constituintes do filtro ora proposto são usuais, e o que se propõe através da presente invenção é o rearranjo destes elementos para atender a finalidades específicas, em aplicação até agora inexplorada pelos equipamentos congéneres.
[013] Um segundo aspecto da presente invenção é a capacidade de geração de informações sobre a concentração de poluentes na atmosfera através de sensores, instalados em conjunto com o filtro, para atender esta finalidade.
[014] Atualmente, informações sobre concentração de poluentes presentes no meio ambiente são produzidas através de instalações de monitoramento meteorológico, instaladas nas cidades ou em áreas rurais, que se constituem em estações essencialmente fixas.
[015] Assim, é objetivo da presente invenção dotar veículos automotores, aeronaves, trens e embarcações, de meios de coleta de dados que serão de grande valia, na medida em que se pode identificar locais e horários de maior concentração de poluentes, bem como o tipo de poluente, facilitando a ação de órgãos ambientais.
[016] Esta proposta poderá também prever versões para uso em ambiente doméstico, comercial, industrial ou hospitalar, ampliando e diversificando a aplicação dos filtros de ar atualmente empregados que visam, tão somente, a função de filtragem do ar.
[017] Esta proposta inova ainda no sentido de que não existe, atualmente, equipamento que agregue a filtragem do ar com sensores para identificação dos poluentes presentes no ambiente, não existindo também equipamentos que se apresentem dotados de meios de coleta, registro e envio remoto dos dados coletados e identificados.
[018] A presente invenção, na sua versão para uso automotivo, em aeronaves, trens e embarcações, promoverá a absorção das partículas poluentes em suspensão no ar atmosférico, com vistas a auxiliar na redução da poluição do ar, em grande parte gerada pelos próprios veículos automotores, auxiliando no resgate do passivo ambiental gerado ao longo de décadas.
[019] A presente invenção, na sua versão de monitoramento, coletará dados sobre a qualidade do ar atmosférico, e os transmitindo remotamente para os órgãos competentes para propor soluções que visem diminuir o impacto da poluição no ar e, por conseguinte, na vida e na saúde da população.
[020] A presente invenção, além de colaborar ativamente para a remoção de agentes poluentes da atmosfera, poderá, nas versões mais sofisticadas,
ser dotado de sensores para monitoramento da concentração de poluentes, e identificação destes poluentes.
[021] A presente invenção pode ainda, em versões menos sofisticadas, ser dotada de meios que, embora não identifique os poluentes, podem registrar níveis de qualidade do ar, além de executar sua a função primordial, que é a de filtragem.
[022] Os esforços técnicos desenvolvidos pela indústria automobilística no último século tiveram foco na redução das emissões de poluentes, a partir do desenvolvimento e uso de catalisadores; motores com injeção eletrônica e maior eficiência na utilização de combustíveis fósseis.
[023] Outros esforços residiram na redução do consumo de combustíveis, no uso de combustíveis alternativos menos poluentes, como, por exemplo, hidrogénio; no desenvolvimento de biocombustíveis, como álcool etanol e metanol, biodiesel, ou na mistura de combustíveis, como ocorre há décadas no Brasil, com a adição de álcool à gasolina, e, mais recentemente, à adição de biodiesel ao óleo diesel, e bioquerosene ao querosene de aviação.
[024] Muitos investimentos também têm sido destinados à viabilização dos veículos elétricos e à sua versão economicamente viável no estado atual da tecnologia, chamada veículo híbrido, que combina um motor à combustão a outro essencialmente elétrico.
[025] Como se pode observar, a linha escolhida pela indústria automotiva foi a de poluir cada vez menos, porém, não há iniciativa para corrigir o que já feito, sendo o passivo ambiental simplesmente ignorado, e o problema deixado para a natureza resolver.
[026] Por outro lado, a legislação tem evoluído, e têm sido geradas algumas iniciativas positivas, como a obrigatoriedade de reciclagem de telefones celulares, pilhas e baterias, por parte de seus fabricantes e importadores, e,
sem dúvida, a mais ousada e de impacto mais positivo, a obrigatoriedade imposta aos fabricantes e importadores de pneus, de destinar à reciclagem um número maior que o de unidades produzidas ou importadas, resgatando gradualmente o passivo ambiental.
[027] Contudo, não é suficiente apenas que se previna a prática de dano ambiental, mas sim resgatar o passivo ambiental gerado no passado, tendo em vista que a natureza sinaliza que a sua capacidade de absorver danos gerados pelo homem chegou ao seu limite.
[028] Assim, a partir da utilização do filtro da presente invenção, veículos automotores, bem como a aeronaves, trens e embarcações, serão capazes de absorver toda a poluição emitida por estes, e ainda passarão a resgatar parte do que já foi lançado na atmosfera, em um processo contínuo de recuperação do meio-ambiente.
[029] Outro aspecto importante da presente invenção é que o filtro pode ser dotado, além dos elementos filtrantes, de sensores de pressão atmosférica; umidade relativa do ar; poluentes; contaminantes, e alergênicos, os quais atuam na identificação da qualidade do ar atmosférico, podendo, em alguns modelos mais completos, ser prevista a associação dos dados obtidos com as suas características de georreferenciamento.
[030] O acesso aos dados capturados pode se dar de várias maneiras, como, por exemplo, coleta dos dados em oficinas no momento da realização de manutenção nos veículos, em locais especializados para vistoria de emissão de poluentes para licenciamento anual, como ocorre em inúmeros países, através de transmissão de dados por tecnologias sem fio através de leitores instalados em postos de pedágio, postos policiais nas rodovias, nos postos de combustíveis, nos postes de sinalização de tráfego ou de iluminação pública, ou ainda por meio de transmissores que utilizam redes de dados de
baixo custo, operadas pelas companhias telefónicas, como, por exemplo, as redes usadas por empresas de rastreamento de veículos.
[031] O fato do filtro da presente invenção prever a utilização de diferentes tipos de elementos filtrantes, lâmpadas ultravioleta, catalisadores e dispositivo ionizante, auxilia também na redução dos níveis de alergênicos e contaminantes em suspensão, como, por exemplo, poeira, pólen, fungos, bactérias, vírus, compostos orgânicos voláteis (VOC), ozônio (03), metano (CH4), amónia (NH3), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (C02), óxidos de nitrogénio (NOx), em especial o dióxido de nitrogénio (N02), óxidos de enxofre (SOx), em especial o dióxido de enxofre (S02), sulfeto de hidrogénio (H2S), cianeto de hidrogénio (HCN), ácido clorídrico (HC1), gás cloro (Cl2), hidreto de arsénio (AsH3), fosgênio (CC120), hidreto de fósforo (PH3), silano (SiH4), dióxido de cloro (C102), ácido fluorídrico (HF), aldeídos (HCO), formaldeído (CH20), chumbo (Pb), hidrocarbonetos totais (THC), em especial os clorofluorcarbonetos (CFCs), hidrocarbonetos não metano (NMHC) e os hidrocarbonetos não queimados (UHC), material particulado (PM) e fuligem em suspensão, entre outros, podendo também medir outros gases como oxigénio (02) e hidrogénio (H2), entre outros.
[032] Na versão para uso doméstico, comercial, industrial ou hospitalar, o emprego do filtro da presente invenção possibilitará acesso a informações preciosas, como níveis de concentração dos poluentes, e qual poluente está em nível mais elevado no ambiente, proporcionando informações importantes para a tomada de decisão, como identificação da origem de tais poluentes para sua eliminação, a necessidade ou não de utilizar o filtro, podendo proporcionar, inclusive, melhor gestão nos custos de energia, ou ainda, em termos gerais, contribuir para estatísticas governamentais sobre os elementos encontrados nas várias áreas de cada localidade para que se
possa comunicar, de forma adequada à população, e tomar as providências cabíveis, visando garantir a segurança da população.
BREVE DESCRIÇÃO DO DESENHO
[033] Para melhor entendimento do filtro ora proposto, faz-se referência ao desenho em anexo, no qual:
[034] A Figura 1 ilustra uma vista lateral esquemática em corte longitudinal evidenciando o arranjo construtivo proposto ao filtro da presente invenção. DESCRIÇÃO PREFERIDA DA INVENÇÃO
[035] Em conformidade com o quanto ilustra a figura em anexo, o filtro da presente invenção compreende um gabinete (1) no qual são instalados fonte de energia (2); componentes eletrônicos (3); bloco de sensores (4); grupo de elementos filtrantes (5); exaustor (6) e equipamento ionizante (7).
[036] O gabinete (1) é confeccionado em material adequado para este fim, e pode utilizar polímeros, plásticos, chapa metálica, alumínio ou madeira, no qual são instalados os demais componentes, dito gabinete contendo duas aberturas principais, sendo uma para entrada (11) de ar ambiente, e outra para saída (12) do ar filtrado, podendo estas ditas aberturas principais ser instaladas em qualquer posição no gabinete, inclusive na mesma face ou ainda lado a lado, uma vez que o fluxo de ar é determinado pela disposição interna dos componentes, podendo ainda ser previstos dutos direcionadores para entrada e saída do ar, para evitar a retroalimentação, tendo ainda pré- filtro (13), acoplado à entrada de ar, para reter as partículas maiores, tais como folhas, pelos de animais, pedaços de plástico ou papel e outros; proteção (14), acoplada à saída (12) de ar filtrado, para evitar a introdução de objetos, ou mesmo parte do corpo humano, na área destinada ao exaustor (6).
[037] O gabinete (1) possui entrada para fonte de energia (2), com entrada (21) comandada por chave (22), podendo, alternativamente, empregar conector ou receptor para transferência de energia sem fio, através ondas de radiofrequência, bases magnéticas ou outras. O gabinete (1) dispõe ainda de local para fixação do cabo de aterramento (23).
[039] O gabinete (1) prevê a instalação de componentes eletrônicos (3), que inclui unidade de processamento (31), dispositivo de armazenamento de dados (32), porta de dados (33), dispositivos associados à comunicação dos dados (34), e receptor de sinal de posicionamento via satélite (35).
[040] Em relação à sinalização de funcionamento do equipamento, caso se opte por sinalização local, deve-se prever a instalação de lâmpadas de LED ou outra tecnologia (36), e, caso a opção de sinalização de funcionamento seja diretamente no painel do veículo, esta previsão será dispensada, uma vez que a informação será transmitida pela porta de dados (33).
[041] No estágio atual da tecnologia já é factível dispor os componentes eletrônicos (31, 32, 33, 34, 35 e 36) em uma pequena placa de circuito impresso.
[042] O gabinete (1) deve dispor de local para fixação dos conectores do dispositivo de armazenamento de dados (32) e da porta de dados (33), os quais podem ser dispensados caso se opte pela transmissão dos dados por tecnologia sem fio, o mesmo se aplicado ao receptor de sinal do sistema de posicionamento georreferenciado (35).
[043] O gabinete (1) dispõe ainda de área destinada ao bloco de sensores (4), composto por sensores específicos para detecção de vários parâmetros, como pressão atmosférica, umidade relativa do ar, temperatura, fluxo de ar, presença de neve ou gelo, além de sensores específicos para a detecção dos níveis de concentração de poluentes, contaminantes e alergênicos, como,
por exemplo, poeira, pólen, fungos, bactérias, vírus, compostos orgânicos voláteis (VOC), ozônio (03), metano (CH4), amónia (NH3), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (C02), óxidos de nitrogénio (NOx), em especial o dióxido de nitrogénio (N02), óxidos de enxofre (SOx), em especial o dióxido de enxofre (S02), sulfeto de hidrogénio (H2S), cianeto de hidrogénio (HCN), ácido clorídrico (HC1), gás cloro (Cl2), hidreto de arsénio (AsH3), fosgênio (CC120), hidreto de fósforo (PH3), silano (SiH4), dióxido de cloro (C102), ácido fluorídrico (HF), aldeídos (HCO), formaldeído (CH20), chumbo (Pb), hidrocarbonetos totais (THC), em especial os clorofluorcarbonetos (CFCs), hidrocarbonetos não metano (NMHC) e os hidrocarbonetos não queimados (UHC), material particulado (PM) e fuligem em suspensão, entre outros, podendo também medir outros gases como oxigénio (02) e hidrogénio (H2), entre outros.
[044] O gabinete (1) prevê ainda grupos de elementos filtrantes (5), que inclui lâmpadas UV (51), sensores dos filtros (52) e catalisadores (53), tendo ainda tampa de acesso (54) para substituição dos filtros e acesso ao interior do gabinete (1).
[045] Os filtros podem ser combinados de acordo com a necessidade da região onde o veículo trafegar, e podem ser compostos por filtros de papel de diversas porosidades, filtros HEPA ou ULPA, filtro cerâmicos, filtros completos de carvão ativado, elementos impregnados com substâncias diversas, tais como bicabornato de sódio, carvão ativado ou nano partículas de dióxido de titânio (Ti02).
[046] As lâmpadas UV (51) deverão ser instaladas logo depois do grupo de elementos filtrantes (5) e dos catalisadores (53).
[047] Os sensores dos filtros (52) devem ser fixados na base destinada ao apoio dos elementos filtrantes (5), e têm por finalidade detectar a presença dos filtros e dos catalisadores (53), bem como sua saturação.
[048] A tampa de acesso (54) tem por objetivo facilitar a instalação, bem como a substituição dos elementos filtrantes (5), das lâmpadas UV (51) e dos catalisadores (53).
[049] O gabinete (1) prevê ainda a instalação do exaustor (6), que tem por finalidade garantir que o fluxo de ar, provindo da abertura de entrada (11), percorra todo o gabinete (1), passando pelo pré-filtro (13), pelos sensores (4), pelos elementos filtrantes (5), pelos catalisadores (53), pelas lâmpadas UV (51) e pelo ionizador (7), retornando ao meio-ambiente, pela abertura de saída (12), filtrado.
Claims
1. FILTRO, caracterizado por compreende gabinete (1) no qual são instalados fonte de energia (2); componentes eletrônicos (3); bloco de sensores (4); grupo de elementos filtrantes (5); exaustor (6) e equipamento ionizante (7).
2. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por o gabinete (1) poder ser confeccionado em material adequado para este fim, podendo ser utilizados polímeros, plásticos, chapa metálica, alumínio ou madeira, no qual são instalados os demais componentes.
3. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o gabinete (1) conter duas aberturas principais, uma para entrada (11) de ar ambiente, e outra para saída (12) do ar filtrado.
4. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as aberturas principais poder ser instaladas em qualquer posição no gabinete, inclusive na mesma face ou ainda lado a lado.
5. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o fluxo de ar é determinado pela disposição interna dos componentes.
6. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por poder ser previstos dutos direcionadores para a entrada e a saída do ar, para prevenir retroalimentação .
7. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser previsto pré-filtro (13), acoplado na entrada de ar (11), para reter partículas maiores.
8. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser prevista proteção (14), acoplada na saída (12) de ar filtrado.
9. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o gabinete (1) possuir fonte de energia (2), com entrada (21) comanda por chave (22).
10. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por poder, alternativamente, empregar conector ou receptor para a transferência de energia sem fio.
11. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o gabinete (1) dispor de local para fixação do cabo de aterramento (23).
12. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o gabinete (1) prevê a instalação de componentes eletrônicos (3), que inclui unidade de processamento (31), dispositivo de armazenamento de dados (32), porta de dados (33), dispositivos associados à comunicação dos dados (34), e receptor de sinal de posicionamento via satélite (35).
13. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o gabinete (1) prever a instalação de lâmpadas de LED (36) ou outra tecnologia, no caso da sinalização local.
14. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o gabinete (1) dispensar a instalação de lâmpadas de LED (36) ou outra tecnologia, no caso da sinalização ser diretamente no painel do veículo, transmitida pela porta de dados (33).
15. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por poder dispor os componentes eletrônicos (31, 32, 33, 34, 35 e 36) em uma pequena placa de circuito impresso.
16. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o gabinete (1) dispensar a fixação dos conectores do dispositivo de armazenamento de dados (32) e da porta de dados (33), no caso da transmissão dos dados por tecnologia sem fio.
17. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o gabinete (1) dispor de fixação do receptor de sinal do sistema de posicionamento georreferenciado (35).
18. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o gabinete (1) dispor de área do bloco de sensores (4), composto por sensores específicos para detecção de vários parâmetros e níveis de concentração de determinados poluentes.
19. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os sensores poderem detectar parâmetros como pressão atmosférica, umidade relativa do ar, temperatura, fluxo de ar, presença de neve ou gelo, além de outros.
20. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os sensores poderem detectar níveis de concentração de compostos orgânicos voláteis (VOC), ozônio (03), amónia (NH3), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (C02), óxidos de nitrogénio (NOx), em especial o dióxido de nitrogénio (N02), óxidos de enxofre (SOx), em especial o dióxido de enxofre (S02), sulfeto de hidrogénio (H2S), cianeto de hidrogénio (HCN), ácido clorídrico (HCl), gás cloro (Cl2), hidreto de arsénio (AsH3), fosgênio (CC120), hidreto de fósforo (PH3), silano (SiH4), dióxido de cloro (C102), ácido fluorídrico (HF), formaldeído (CH20), chumbo (Pb), hidrocarbonetos (HC), em especial os clorofluorcarbonetos (CFCs), e os hidrocarbonetos não queimados (UHC), material particulado (PM) e fuligem em suspensão, entre outros, podendo também medir outros gases como oxigénio (02) e hidrogénio (H2), além de outros.
21. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o gabinete (1) prevê grupos de elementos filtrantes (5), que inclui lâmpadas UV (51), sensores dos filtros (52), catalisadores (53) e tampa de acesso (54).
22. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os filtros poderem ser combinados de acordo com a necessidade da região onde o veiculo trafegar.
23. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os filtros poderem ser compostos por filtros de papel de diversas porosidades, filtros HEPA ou ULPA, catalisadores, filtros cerâmicos, filtros completos de carvão ativado, elementos impregnados com substâncias diversas, como, por exemplo, bicabornato de sódio, carvão ativado, nano partículas de dióxido de titânio (Ti02) ou outros elementos.
24. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as lâmpadas UV (51) serem instaladas logo depois do grupo de elementos filtrantes (5) e dos catalisadores (53).
25. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os sensores dos filtros (52) serem fixados na base destinada ao apoio dos elementos filtrantes (5), e terem por finalidade detectar a presença dos filtros e dos catalisadores (53), bem como sua saturação.
26. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a tampa de acesso (54) ter por objetivo facilitar a instalação e a substituição dos elementos filtrantes (5), dos catalisadores (53) e das lâmpadas UV (51).
27. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o gabinete (1) prevê a instalação do exaustor (6), que garantirá que o fluxo de ar, provindo da abertura de entrada (11), percorra todo o gabinete (1), passando pelo pré-filtro (13), pelos sensores (4), pelos elementos filtrantes (5), pelos catalisadores (53), pelas lâmpadas UV (51) e pelo ionizador (7), retornando ao meio-ambiente, pela abertura de saída (12), filtrado.
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