ES2323823B1 - Dispositivo separador de particulas electrostaticas. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo separador de partículas
electrostáticas, que incluye un filtro electrostático (2) con: una
entrada de gas (4) y una salida de gas (6); un canal de circulación
(8), con una entrada del canal (8a), la cual está unida a la
entrada de gas (6), una salida final del canal (8b), así como una
zona intermedia del canal (8c), la cual está dispuesta entre la
entrada del canal (8a) y la salida final del canal (8b), y está
conformada ampliada con respecto a éstas; dos electrodos colectores
con forma de placa (10, 12) opuestos uno al otro y separados por
una distancia, los cuales forman dos paredes laterales del canal de
circulación (8) opuestas una a la otra y separadas por una
distancia, y están conectados a un primer potencial eléctrico; un
cuerpo a modo de barra circulable a su alrededor (16), el cual está
dispuesto en una zona intermedia ampliada del canal (8c), y la
ocupa parcialmente, y está conectado a un segundo potencial
eléctrico; y un dispositivo de ionización con al menos un electrodo
de descarga (18), el cual está dispuesto en la zona de la entrada
del canal (8a). El dispositivo se caracteriza porque el cuerpo a
modo de barra (16) es un cuerpo impermeable al gas, y porque la
salida final del canal (8b) forma una salida de gas (6), de forma
que dicha salida de gas está dispuesta en el canal de circulación
(8) en una zona final del mismo, tomando como referencia la
dirección del flujo.
Description
Dispositivo separador de partículas
electrostáticas.
La presente invención se refiere a un
dispositivo separador de partículas electrostáticas según el
concepto general de la reivindicación 1.
A través del documento US 6 932 857 B1 se conoce
un dispositivo separador de partículas electrostáticas para la
limpieza de un medio gaseoso, en especial aire, contaminado por
partículas, correspondiente al concepto general de la reivindicación
1. Este dispositivo comprende un filtro electrostático con: una
entrada de gas y una salida de gas; un canal de circulación, con
una entrada del canal, la cual está unida a la entrada de gas, una
salida final del canal, así como una zona intermedia del canal, la
cual está dispuesta entre la entrada del canal y la salida final del
canal, y está conformada ampliada en comparación con éstas. El
filtro electrostático posee además dos electrodos colectores con
forma de placa, dispuestos opuestos uno al otro y separados por una
distancia, los cuales forman dos paredes laterales del canal de
circulación opuestas una a la otra separadas por una distancia, y
están conectados a un primer potencial eléctrico. Además, el filtro
electrostático está provisto de un cuerpo a modo de barra
circulable a su alrededor, el cual está dispuesto en la zona
intermedia ampliada del canal, a la que ocupa parcialmente, y está
conectado a un segundo potencial eléctrico. Y, finalmente, el
filtro electrostático posee un dispositivo de ionización con al
menos un electrodo de descarga, el cual está dispuesto en la zona
de la entrada del canal. En el documento US 6 932 857 B1 mencionado
anteriormente, el medio gaseoso fluye a través del dispositivo
gracias a la convección natural. Y el cuerpo a modo de barra
circulable a su alrededor está configurado como un filtro de
barrera permeable a los gases, el cual forma la entrada de gas del
dispositivo. Debido a esta disposición, la salida de gas se
encuentra entonces en la zona intermedia del canal. Y la dirección
del flujo del gas que fluye a través del canal debe ser desviada
aproximadamente 90º, para que éste pueda volver a salir del
dispositivo a través del filtro de barrera. La salida final
verdadera del canal sirve sólo como un canal de corriente excesiva,
por si varios de tales canales de circulación con la configuración
expuesta, de los que cada uno presenta un filtro de barrera a modo
de barra de tales características, estuvieran unidos en serie. Una
parte del gas que no sale a través del primer filtro de barrera
continúa entonces fluyendo a través de la primera salida final del
canal hacia el segundo filtro de barrera. En cambio, allí sale una
parte del gas a través del segundo filtro de barrera, mientras que
otra parte del gas, que no ha salido a través del segundo filtro de
barrera, fluye a través de la segunda salida final del canal hacia
el siguiente filtro de barrera, etc. Por último, la última parte del
gas fluye entonces al exterior del dispositivo a través del último
filtro de barrera. Así, en una configuración de tales
características, el gas debe salir del dispositivo de manera
continua a través de los filtros de barrera, los cuales entonces
trabajan en consecuencia de manera paralela. Por tanto, la salida
final del canal como tal nunca forma la salida de gas del
dispositivo.
Debido al modo de construcción y de
funcionamiento descrito, un dispositivo de estas características es
muy voluminoso y bastante costoso en lo referente a su
construcción, de forma que hasta ahora sólo ha sido utilizado para
grandes aplicaciones industriales. También ha sido demostrado que
un dispositivo de tales características no ofrece un resultado
óptimo de su función separadora y de limpieza. Asimismo, este
dispositivo resulta muy ruidoso durante su funcionamiento.
Además, son conocidos dispositivos separadores
de partículas electrostáticas del tipo descrito anteriormente, cuya
limpieza resulta muy difícil.
Así, la invención tiene como objetivo la
resolución del problema técnico relativo a la consecución de un
dispositivo separador de partículas electrostáticas compacto con un
resultado mejorado de su función separadora y de limpieza, así como
escasas emisiones de ruido, el cual además pueda utilizarse para
aplicaciones domésticas móviles.
Este objetivo se alcanza mediante un dispositivo
según la invención con las características de la reivindicación 1.
Este dispositivo separador de partículas electrostáticas para la
limpieza de un medio gaseoso, en especial aire, contaminado por
partículas comprende un filtro electrostático con: una entrada de
gas y una salida de gas; un canal de circulación, con una entrada
del canal, la cual está unida a la entrada de gas, una salida final
del canal, así como una zona intermedia del canal, la cual está
dispuesta entre la entrada del canal y la salida final del canal, y
está conformada ampliada en comparación con éstas. El filtro
electrostático presenta además dos electrodos colectores con forma
de placa y opuestos uno al otro separados por una distancia, los
cuales forman dos paredes laterales del canal de circulación
opuestas una a la otra separadas por una distancia, y están
conectados a un primer potencial eléctrico; y un cuerpo a modo de
barra circulable a su alrededor, el cual está dispuesto en la zona
intermedia ampliada del canal y la ocupa parcialmente, y está
conectado a un segundo potencial eléctrico. Además, el filtro
electrostático del dispositivo posee un dispositivo de ionización
con al menos un electrodo de descarga, el cual está dispuesto en la
zona de la entrada del canal. El dispositivo se caracteriza porque
el cuerpo a modo de barra es un cuerpo impermeable al gas; y la
salida final del canal forma la salida de gas, de forma que dicha
salida está dispuesta en el canal de circulación en una zona final
del mismo, tomando como referencia la dirección del flujo.
La diferencia de potencial entre el primer y el
segundo potencial eléctrico puede producirse a través de una fuente
de corriente continua o de una fuente de corriente alterna. En al
menos una forma de realización preferida, la polaridad de la fuente
de corriente continua puede ser reversible.
Hay que tener en cuenta que la expresión "zona
intermedia ampliada del canal" hace referencia a la forma
geométrica de la zona intermedia del canal. "Ampliada" no
significa por tanto necesariamente que la misma sección transversal
de la corriente del canal de circulación esté ampliada en esta zona
con respecto a otras zonas del canal (no obstante, esto puede
sobreentenderse en al menos una forma de realización). Esto está
condicionado por el hecho de que el cuerpo a modo de barra
impermeable al gas está dispuesto en la zona intermedia ampliada
del canal. La sección transversal real del flujo en la zona
intermedia ampliada del canal está por tanto influenciada de manera
importante por las dimensiones o, lo que es lo mismo, por el
diámetro del cuerpo a modo de barra.
El dispositivo de ionización sirve para ionizar
las partículas que se encuentran en el medio gaseoso que ha de ser
limpiado. El electrodo de descarga del dispositivo de ionización,
que forma alrededor de sí mismo una zona de carga para cargar las
partículas que se encuentran en el medio gaseoso, puede estar
conformado como uno o varios alambres, o también en la forma de un
elemento alargado provisto de agujas, púas, dientes u otros cantos
afilados o puntiagudos, o similares, o también en la forma de una
red o de una rejilla. La forma de los electrodos colectores con
forma de placa, los cuales forman una zona colectora de partículas,
se adecua a la forma del canal de circulación y a su zona
intermedia del canal. Los electrodos colectores con forma de placa
pueden estar compuestos de una o de más piezas. Dichos electrodos
poseen de manera ventajosa una curvatura que se forma de su plano
de placa correspondiente, y que forma la zona intermedia ampliada
del canal, en la cual está dispuesto el mencionado cuerpo a modo de
barra circulable a su alrededor. "Circulable a su alrededor"
significa que entre la superficie exterior del cuerpo a modo de
barra y las paredes de los electrodos colectores con forma de placa
opuestas a dicha superficie exterior hay un espacio libre. Así, el
cuerpo a modo de barra forma un obstáculo para el flujo, alrededor
del cual deben circular el medio gaseoso y las partículas contenidas
en él al pasar a través de la zona intermedia ampliada del canal
del canal de circulación. O, dicho de otro modo, en la zona del
cuerpo a modo de barra, la corriente se divide en dos corrientes
parciales, las cuales circulan después a través de dos brazos
parciales del canal de circulación. El cuerpo a modo de barra
circulable a su alrededor está formado de una o de varias piezas, y
se extiende preferiblemente por toda la altura del canal de
circulación y de forma paralela a las paredes laterales colindantes
del mismo. Dicho cuerpo puede ser hueco en su interior, o también
puede poseer una sección transversal llena. El diámetro del cuerpo
a modo de barra impermeable al gas está formado a lo largo de su
longitud preferiblemente de manera constante y del mismo modo; el
diámetro y la forma de este cuerpo pueden variar para casos de
aplicación concretos, aunque también de manera local.
Con el fin de evitar resistencias al flujo
demasiado grandes, a) el diámetro o las dimensiones de la anchura
del cuerpo a modo de barra, b) la anchura y la forma de la zona
intermedia ampliada del canal, y c) las secciones transversales del
flujo de aquellas zonas del canal que se intercalan y se conectan a
continuación de la zona intermedia ampliada del canal combinan unas
con las otras de tal forma, que las secciones transversales del
flujo de los dos brazos parciales mencionados anteriormente se
corresponden conjuntamente aproximadamente con la sección
transversal del flujo de las zonas del canal intercaladas o
conectadas a continuación, o también son algo más pequeñas que
éstas. En la zona intermedia ampliada del canal, la distancia entre
la superficie exterior del cuerpo a modo de barra y el electrodo
colector con forma de placa opuesto correspondiente se corresponde
por tanto aproximadamente con la mitad de la distancia entre los
electrodos colectores con forma de placa en una zona del canal que
está intercalada o conectada a continuación de la zona intermedia
ampliada del canal.
Esta configuración resulta especialmente
ventajosa para la separación de aquellas partículas que afluyen
provenientes de la entrada del canal exactamente en el medio, entre
dos electrodos colectores con forma de placa opuestos uno al otro.
Estas partículas necesitan en el estado de la técnica el camino más
largo para incidir sobre uno de los electrodos colectores y ser
captadas por éstos. Por el contrario, como consecuencia del cuerpo
a modo de barra impermeable al gas del dispositivo según la
invención, estas partículas son desviadas desde que afluyen al
interior de la zona intermedia ampliada del canal a uno de los
brazos parciales anteriormente mencionados, el cual es
aproximadamente la mitad de estrecho que la zona del canal de la
cual provenían las partículas.
Ya mediante este efecto de desvío y las
condiciones del flujo dominantes alrededor del cuerpo a modo de
barra, la distancia de las partículas con respecto a los electrodos
colectores se ve reducida bruscamente. Puesto que el cuerpo a modo
de barra además está conectado al segundo potencial eléctrico, de
manera simultánea las mencionadas partículas son dirigidas por
fuerzas electrostáticas hacia los electrodos colectores. Debido a
la distancia en comparación pequeña entre la superficie exterior
del cuerpo a modo de barra y la pared opuesta del electrodo
colector correspondiente, estas fuerzas electrostáticas son también
relativamente altas, lo que aumenta en cambio el efecto colector y
separador. Los efectos descritos en el párrafo anterior se apoyan
además en la característica del cuerpo a modo de barra del
dispositivo según la invención que se describe a continuación.
Puesto que el cuerpo a modo de barra es
impermeable al gas, al contrario de lo que sucede en el documento
US 6 932 857 B1 y, por consiguiente, tampoco forma la salida de gas
del dispositivo o no puede formarla, el comportamiento del flujo es
totalmente diferente en comparación con el documento US 6 932 857
B1. En el documento US 6 932 857 B1, o todo el flujo del medio
gaseoso o, al menos, una parte importante del mismo fluirá
directamente o radial o helicoidalmente hacia el cuerpo a modo de
barra permeable al gas y configurado como filtro de barrera o, lo
que es lo mismo, hacia su superficie exterior, y al interior del
cuerpo/filtro. Por el contrario, en la invención la corriente del
medio gaseoso no fluirá directamente hacia el cuerpo a modo de
barra y su superficie exterior, sino que, puesto que dicho cuerpo es
impermeable al gas, lo hará principal y esencialmente de forma
tangencial a lo largo de su superficie superior y junto al cuerpo.
Esto tiene, en acción conjunta con el segundo potencial eléctrico,
al cual está conectado el cuerpo a modo de barra, un efecto
especial ventajoso. En referencia a esto, ha de observarse
primeramente que el segundo potencial eléctrico está escogido y
combinado con el primer potencial eléctrico de una forma
conveniente tal que las partículas cargadas o ionizadas por el
electrodo de descarga del dispositivo de ionización son conducidas
hacia los electrodos colectores con forma de placa. Casualmente,
éste es también el caso en el documento US 6 932 857 B1.
No obstante, los inventores del presente
dispositivo han reconocido que en el documento US 6 932 857 B1,
debido al hecho de que allí el cuerpo a modo de barra es un filtro
de barrera permeable al gas, el cual forma la salida de gas del
dispositivo, y a que la corriente es fuertemente desviada de manera
continua, existe siempre un componente de la corriente que fluye
exactamente de forma opuesta a la dirección en la que fuerzas
electrostáticas conducen las partículas cargadas hacia los
electrodos colectores con forma de placa. Dicho en otras palabras,
en el caso del documento US 6 932 857 B1, las fuerzas aerodinámicas
de la corriente trabajan de manera continua y contundente contra
las fuerzas electrostáticas que deben causar el proceso de
separación y de limpieza electrostáticas. Por este motivo, el
rendimiento en lo que a la separación y la limpieza electrostáticas
se refiere del dispositivo previamente conocido es bastante
bajo.
Puesto que en el dispositivo según la invención
el cuerpo a modo de barra es impermeable al gas, no hay por
consiguiente ninguna corriente que penetre en el cuerpo o que fluya
directamente hacia o sobre la superficie superior del mismo.
Consecuentemente, tampoco hay presentes fuerzas aerodinámicas de
importancia que actúen directamente contra las fuerzas
electrostáticas necesarias para el efecto de separación
electrostática, y que obstaculicen el transporte hacia los
electrodos colectores con forma de placa opuestos de las partículas
ionizadas o cargadas que se encuentren en el medio gaseoso que
circula. Así, se consigue un rendimiento notablemente mayor en lo
referente a la separación y la limpieza electrostáticas.
Además, hay que tener en cuenta que, como
consecuencia de la impermeabilidad al gas del cuerpo a modo de
barra y del tipo de construcción del dispositivo según la invención
antes descrito, las partículas cargadas o ionizadas, las cuales
provenientes de la entrada del canal afluyen hacia el cuerpo a modo
de barra dispuesto en la zona intermedia del canal y conectado al
segundo potencial eléctrico, son frenadas por fuerzas
electrostáticas. En consecuencia, dichas partículas fluyen luego de
forma ralentizada a lo largo del cuerpo y de los electrodos
colectores, mientras que las fuerzas electrostáticas, las cuales
conducen las partículas en dirección hacia los electrodos
colectores con forma de placa, actúan sobre dichas partículas
esencialmente en ángulo recto con respecto a la dirección del flujo.
En el caso de una distancia entre el cuerpo a modo de barra y el
electrodo colector colindante o entre los electrodos colectores
opuestos uno al otro predeterminada de manera fija, de forma
consecuente se reduce el trayecto medido en la dirección del flujo
que las partículas recorren hasta que entonces alcanzan según lo
esperable el electrodo colector con forma de placa correspondiente.
De este modo, se puede aumentar el rendimiento en cuanto a la
separación y a la limpieza electrostáticas con una longitud
predeterminada del canal de circulación. Por otra parte, de este
modo también es posible que, en el caso de un mismo rendimiento
relativo a la separación y a la limpieza electrostáticas, se
reduzca la longitud del canal de circulación entre los electrodos
colectores con forma de placa y, de esta forma, se ponga a
disposición un dispositivo más compacto. Esto resulta especialmente
ventajoso en el caso de que el dispositivo sea configurado como un
electrodoméstico móvil (véase también más adelante). Y, en el caso
de nuevo de una longitud predeterminada del canal de circulación,
es incluso posible que se aumente la distancia entre los electrodos
colectores con forma de placa opuestos uno al otro sin una reducción
importante del rendimiento relativo a la separación y a la limpieza
electrostáticas, lo que facilita notablemente la limpieza de estos
elementos, en los cuales se aglomeran las partículas.
Puesto que en el dispositivo según la invención
el cuerpo a modo de barra impermeable al gas no actúa como salida
de gas del dispositivo, sino que sólo se circula alrededor del
mismo, puesto que la misma salida final del canal forma la salida
de gas, tampoco es necesario a lo largo del canal de circulación un
desvío del flujo del medio gaseoso tan fuerte. El dispositivo
conforme a la invención trabaja de este modo de una forma más
silenciosa, y es necesario un menor empleo de energía o potencia
para conducir el medio gaseoso que ha de ser limpiado a través del
canal de circulación o, lo que es lo mismo, a través del
dispositivo.
Así, la solución que proporciona la invención
permite la consecución de un dispositivo separador de partículas
electrostáticas compacto, con un mejor rendimiento en la separación
y la limpieza electrostáticas, el cual se puede además emplear
perfectamente para aplicaciones domésticas móviles. Asimismo, el
dispositivo conforme a la invención se fabrica, en comparación, de
forma sencilla y económica.
Otras características preferidas y ventajosas de
la configuración del dispositivo según la invención son objeto de
las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con ello, y según una primera forma
de realización preferida del dispositivo según la invención, el
primer potencial eléctrico, al cual están conectados los electrodos
colectores con forma de placa, es tierra.
En otra forma de realización preferida del
dispositivo conforme a la invención, la entrada de gas y la salida
de gas se encuentran esencialmente en un plano, el cual
preferiblemente se extiende también horizontalmente. Para conducir
el medio gaseoso a través del dispositivo no son necesarios
aparatosos canales o conductos que se extiendan por distintos
planos. Y el canal de circulación situado entre la entrada de gas y
la salida de gas puede también ser conformado con bastante
facilidad, y fabricado de manera ventajosa en lo referente a la
técnica de producción. A través de esta construcción, la corriente
tampoco se ve tan afectada en el canal de circulación, y sólo se
producen pérdidas de presión y de corriente relativamente pequeñas.
De esta manera, el dispositivo funciona de forma más silenciosa. Y
en el caso de que el medio gaseoso sea conducido forzosamente, por
ejemplo, mediante un ventilador (véase más adelante), a través del
canal de circulación, para ello también es necesario un escaso
empleo del ventilador, lo que ahorra energía.
En otra forma de realización preferida del
dispositivo según la invención, el cuerpo a modo de barra
impermeable al gas posee preferiblemente una sección transversal
circular. De esta forma, se obtienen en relación con los electrodos
colectores con forma de placa características técnicas relativas a
la corriente especialmente ventajosas, así como un campo eléctrico
conformado de manera especialmente ventajosa en la zona de la zona
intermedia ampliada del canal, lo que influye positivamente en el
rendimiento relativo a la separación y como colector del
dispositivo. También son posibles formas ovaladas o redondeadas de
la sección transversal.
No obstante, para aplicaciones concretas se ha
mostrado ventajoso que, en al menos otra variante del dispositivo
según la invención, el cuerpo a modo de barra impermeable al gas
posea una sección transversal poligonal, en especial con forma de
rombo. También son realizables formas de la sección transversal que
presenten tanto zonas esquinadas o angulares como zonas
redondeadas.
También se prevé otra forma de realización
preferida del dispositivo según la invención, en la que al menos
uno de los electrodos colectores con forma de placa está formado
por una placa metálica a modo de chapa ondulada, la cual presenta al
menos una curvatura, la cual forma la zona intermedia ampliada del
canal. Así, se puede fabricar la zona intermedia ampliada del
canal, en la que ha de estar dispuesto el cuerpo a modo de barra,
de forma especialmente sencilla y en relación con un segundo
electrodo colector con forma de placa, el cual es esencialmente
plano.
Por el contrario, en otra variante ventajosa del
dispositivo según la invención, ambos electrodos colectores con
forma de placa están formados por una placa metálica a modo de
chapa ondulada, las cuales presentan cada una al menos una
curvatura, las cuales forman conjuntamente la zona intermedia
ampliada del canal. Preferiblemente, estos dos electrodos
colectores con forma de placa están configurados del mismo modo, lo
cual simplifica la producción del dispositivo y, en caso de
necesidad, también permite un recambio sencillo de los electrodos
colectores.
Para facilitar la limpieza de los electrodos
colectores con forma de placa, éstos están configurados de forma
desmontable en al menos una forma de realización preferida del
dispositivo según la invención. Para ello, los electrodos colectores
pueden presentar también un elemento de agarre.
En este contexto también se ha constatado el
carácter ventajoso de un dispositivo según la invención provisto de
un sistema de guiado a modo de carril para los electrodos
colectores desmontables, al cual son enchufables los electrodos
colectores, y del cual los electrodos colectores son extraíbles.
Este sistema de guiado puede estar previsto, por ejemplo, en un
soporte, en un bastidor o en una parte de la carcasa del
dispositivo. El sistema de guiado a modo de carril discurre
preferiblemente en una dirección de la altura del dispositivo o, lo
que es lo mismo, de forma esencialmente vertical con respecto a la
dirección del flujo en el canal de circulación.
En una forma de realización preferida adicional
del dispositivo según la invención, éste presenta varios canales de
circulación, los cuales están unidos unos a los otros en serie cada
uno por medio de su entrada del canal y de su salida del canal, y la
salida del canal del último canal de circulación forma la salida de
gas. Mediante esta estructura se obtienen varias etapas de limpieza
conectadas en serie y con varios cuerpos a modo de barra colocados
en serie. Y la salida del canal de un canal de circulación anterior
dado forma la entrada del canal del respectivo canal de circulación
que sigue a continuación. En este caso, hay preferiblemente un
electrodo de descarga dispuesto en la entrada del canal de cada uno
de los canales de circulación unidos unos a los otros en serie. Las
etapas de limpieza conectadas en serie están dispuestas
preferiblemente una detrás de la otra en el mismo plano, y
preferiblemente esencialmente en línea recta. No obstante, es
asimismo posible que las etapas de limpieza individuales estén
dispuestas en serie con forma de meandro o similar.
Asimismo, se pueden colocar varios de tales
sistemas paralelamente unos respecto de los otros, y ser puestos en
funcionamiento.
En otra forma de realización preferida del
dispositivo según la invención, éste posee un filtro de ozono
agregado al canal de circulación. Este filtro de ozono agregado
puede estar, por ejemplo, integrado en una zona que siga a
continuación del electrodo de descarga en la dirección del flujo.
Pero el filtro de ozono también puede estar conectado a
continuación del canal de circulación. Asimismo, es posible que se
configure el filtro de ozono como un filtro de barrera.
Preferiblemente, el filtro de ozono es un filtro de ozono
catalítico, el cual presenta una sustancia catalíticamente activa
que favorece la transformación de ozono en oxígeno. De esta forma,
se puede destruir el ozono que se forma durante el funcionamiento
del dispositivo de ionización en la zona de sus electrodos de
descarga. Puesto que el ozono es un fuerte agente oxidante, y puede
destruir de forma ventajosa sustancias orgánicas no deseables que
pueden encontrarse en el medio gaseoso y/o en las partículas, es
preferible que el filtro de ozono esté dispuesto en el canal de
circulación en una zona final del mismo, tomando como referencia la
dirección del flujo.
El dispositivo según la invención presenta
preferiblemente en otra forma de realización un ventilador para
hacer que el medio gaseoso que ha de ser limpiado atraviese el
canal de circulación y/o el filtro de ozono. El ventilador puede ser
concebido como un ventilador de presión o como un ventilador de
aspiración. En el primer caso mencionado, el ventilador está
acoplado de forma ventajosa al canal de circulación o, lo que es lo
mismo, está dispuesto en su zona de entrada. Por el contrario, en
el último caso mencionado, el ventilador está conectado de forma
ventajosa a continuación del canal de circulación o, lo que es lo
mismo, en su zona final. Por medio del ventilador se puede aumentar
la cantidad del medio gaseoso que ha de ser limpiado que atraviesa
el dispositivo.
Y, finalmente, en al menos una forma de
realización, el dispositivo según la invención está configurado
como un dispositivo portátil y móvil, siendo de este modo
especialmente apto para una aplicación doméstica móvil y para su
empleo en distintos tipos de instalación.
Ejemplos de formas de realización preferidas de
la invención con detalles adicionales relativos a la configuración
y otras ventajas se describen y explican con más detalle a
continuación, y haciendo referencia a las ilustraciones
adjuntas.
Se muestra:
Figura 1: un corte horizontal a través de una
zona parcial esencial de un dispositivo separador de partículas
electrostáticas según la invención de conformidad con una primera
forma de realización; y
Figura 2: un corte horizontal a través de una
zona parcial esencial de un dispositivo separador de partículas
electrostáticas según la invención de conformidad con una segunda
forma de realización.
En la descripción que sigue a continuación y en
las figuras, aparecen las mismas piezas y componentes indicados con
los mismos símbolos de referencia con el fin de evitar
repeticiones.
En la figura 1 aparece representada, en un corte
horizontal y según una primera forma de realización, una zona
parcial esencial de un dispositivo separador de partículas
electrostáticas para la limpieza de un medio gaseoso, en especial
aire, contaminado por partículas P según la invención. Un sistema
cartesiano de coordenadas indica en esta ilustración la dirección
longitudinal X, la dirección de la anchura Y y la dirección de la
altura Z del dispositivo.
El dispositivo presenta un filtro electrostático
2, con una entrada de gas 4 y una salida de gas 6 y un canal de
circulación 8 que se extiende entre la entrada de gas 4 y la salida
de gas 6. El canal de circulación 8 posee una entrada del canal 8a,
la cual está unida a la entrada de gas 4, y una salida final del
canal 8b. El canal de circulación 8 está además provisto de una
zona intermedia del canal 8c, la cual está dispuesta entre la
entrada del canal 8a y la salida final del canal 8b, y que está
conformada ampliada con respecto a estas zonas del canal. Además,
el dispositivo está provisto de dos electrodos colectores con forma
de placa 10, 12, los cuales están dispuestos opuestos uno al otro
separados por una distancia, y forman dos paredes laterales
opuestas del canal de circulación 8 separadas por una distancia (=
anchura del canal). Estos electrodos colectores con forma de placa
10, 12 están conectados a un primer potencial eléctrico. En el
presente ejemplo de forma de realización, este primer potencial
eléctrico es tierra.
Ambos electrodos colectores con forma de placa
10, 12 y dispuestos opuestos uno al otro están formados por una
placa metálica a modo de chapa ondulada, las cuales presentan cada
una (al menos) una curvatura 10a, 12a con forma de trapecio en una
sección transversal parcial, la cual está elaborada mediante varias
desviaciones angulares de la placa metálica. En lugar de las
desviaciones angulares y de la forma poligonal de la curvatura 10a,
12a que se obtiene de las mismas, evidentemente podría emplearse
también una curvatura redondeada. Junto con la curvatura
correspondiente 12a del electrodo colector 12 opuesto, la curvatura
10a del electrodo colector 10 forma la zona intermedia ampliada del
canal 8c. En este caso, las placas metálicas están conformadas en
una pieza cada una. No obstante, según la forma de realización de
que se trate, también pueden presentar cada una varios componentes.
Sin embargo, el dispositivo según la invención no está limitado a la
forma de realización de las placas metálicas descrita
anteriormente. Así, también es posible, por ejemplo, que sólo una
de las dos placas metálicas opuestas una a la otra esté conformada
a modo de chapa ondulada y presente (al menos) una curvatura, la
cual forma la zona intermedia ampliada del canal 8c respetando la
distancia de las dos placas metálicas opuestas.
Los electrodos colectores con forma de placa 10,
12 están conformados de forma desmontable. Con este fin, el
dispositivo posee un sistema de guiado a modo de carril 14 para los
electrodos colectores desmontables 10, 12, al que los electrodos
colectores 10, 12 son enchufables, y del que los electrodos
colectores 10, 12 son extraíbles. Para un manejo más sencillo de
este proceso, los electrodos colectores 10, 12 presentan cada uno
un elemento de agarre que no es mostrado en la figura 1.
Asimismo, el dispositivo está provisto de un
cuerpo impermeable al gas, a modo de barra y circulable a su
alrededor 16, el cual posee una sección transversal circular y está
dispuesto en el centro de la zona intermedia ampliada del canal 8c.
El cuerpo a modo de barra 16 se extiende por toda la altura del
canal de circulación 8, más exactamente, de la zona intermedia
ampliada del canal 8c. El cuerpo a modo de barra 16 está fabricado
con un material metálico (aquí: un tubo de acero) o de un material
con recubierta metálica, y ocupa parcialmente la zona intermedia del
canal 8c. Además, el cuerpo a modo de barra 16 está conectado a un
segundo potencial eléctrico, en este caso, a un alto voltaje.
Asimismo, el dispositivo está provisto de un dispositivo de
ionización, el cual posee un electrodo de descarga 18 conectado a
uno alto voltaje y situado en la zona de la entrada del canal 8a.
El electrodo de descarga 18 está conformado en este ejemplo de
forma de realización como un alambre metálico fino.
La salida final del canal 8b del canal de
circulación 8 forma la salida de gas 6 del dispositivo. Tomando
como referencia la dirección del flujo en el canal de circulación,
la salida de gas 6 está dispuesta en una zona final, es decir, en un
extremo del canal de circulación 8. Y la entrada de gas 4 y la
salida de gas 6 se encuentran en un plano. No obstante, en al menos
otra forma de realización del dispositivo según la invención, la
entrada de gas 4 y la salida de gas 6 también pueden estar situadas
en distintos planos, dependiendo de las condiciones estructurales
del
dispositivo.
dispositivo.
Tal y como se indica además en la figura 1, el
dispositivo según la invención posee según esta forma de
realización varios canales de circulación 8, cada uno de los cuales
está unido en serie a los otros a través de su entrada del canal 8a
y de su salida del canal 8b, donde la salida del canal 8b del
último canal de circulación forma la salida de gas 6. Para una
mayor claridad, en la figura 1 sólo aparecen representados dos de
estos canales de circulación 8. Por medio de esta estructura se
obtienen varias etapas de limpieza conectadas en serie (en la figura
1 denominadas 1ª etapa y 2ª o nª etapa) con varios cuerpos a modo
de barra 16 dispuestos en serie. Y la salida del canal 8b de un
canal de circulación 8 anterior dado forma la entrada del canal 8a
del canal de circulación 8 respectivo que sigue a continuación. En
este caso, hay preferiblemente un electrodo de descarga 18
dispuesto en la entrada del canal 8a de cada uno de los canales de
circulación 8 unidos unos a otros en serie.
Asimismo, el dispositivo está provisto de un
filtro de ozono 20 agregado al canal de circulación 8, el cual está
configurado como filtro de barrera. El filtro de ozono 20 está
dispuesto en este ejemplo de forma de realización en una zona final
del canal de circulación 8 que sigue a continuación del electrodo
de descarga 18 en la dirección del flujo, es decir, en la salida
final del canal 8b y, por ello, poco antes de la salida de gas 6. El
filtro de ozono 20 es en este ejemplo de forma de realización un
filtro de ozono catalítico, el cual presenta una sustancia
catalíticamente activa que facilita la transformación del ozono en
oxígeno.
El dispositivo posee además un ventilador 22
para hacer que el medio gaseoso que ha de ser limpiado atraviese el
canal de circulación 8 y el filtro de ozono 20. El ventilador 22
está dispuesto en la zona de la entrada de gas 4, es decir, aquí en
la zona de la entrada del canal 8a en el interior del primer canal
de circulación 8.
El dispositivo según la invención está
configurado como un dispositivo portátil y móvil.
Ahora se describe el modo de funcionamiento del
dispositivo de la invención según la figura 1:
Durante el funcionamiento del dispositivo el
ventilador 22 está activado, de forma que el medio gaseoso
contaminado por partículas P (aquí, aire) que ha de ser purificado
es aspirado de manera forzosa al interior del filtro electrostático
2. De esta forma, el aire entra al dispositivo a través de la
entrada de gas 4, y es conducido al interior del canal de
circulación 8 por la entrada del canal 8a. La dirección del flujo
del aire en la zona de la entrada del canal 8a aparece indicada
mediante una flecha S. Por medio del dispositivo de ionización, es
decir, de su electrodo de descarga 18, las partículas P que se
encuentran en el aire son cargadas, es decir, ionizadas (efecto
corona). Durante el proceso de ionización se genera ozono, el cual
elimina sustancias orgánicas no deseables que pueden encontrarse en
el aire y/o en las partículas P.
El aire continúa fluyendo con las partículas P
que se encuentran en él desde el electrodo de descarga 18 en
dirección hacia la zona intermedia ampliada del canal 8c y el
cuerpo impermeable al gas y a modo de barra 16 que está dispuesto en
la misma. El campo eléctrico que se forma como consecuencia de la
diferencia de potencial entre el primer y el segundo potencial
eléctrico, y que se extiende entre los electrodos colectores con
forma de placa 10, 12 y el cuerpo a modo de barra 16, aparece
indicado en la figura 1 mediante algunas líneas de campo F a modo de
ejemplo. Es evidente que, en la zona de la entrada de la zona
intermedia ampliada del canal 8c, las líneas de campo F discurren
en la dirección del canal de circulación o, lo que es lo mismo, del
flujo S, de manera que, con la polaridad correspondiente, las
partículas ionizadas P que vuelan hacia la zona intermedia ampliada
del canal 8c y en la dirección hacia el cuerpo a modo de barra 16
son frenadas mediante fuerzas electrostáticas y entran en la zona
intermedia ampliada del canal 8c de forma ralentizada.
Entonces el aire con las partículas ionizadas P
que se encuentran en él debe circular alrededor del cuerpo a modo
de barra 16 en la zona intermedia ampliada del canal 8c. Por ello,
la corriente se divide en dos corrientes parciales, las cuales
fluyen desviadas hacia la izquierda y hacia la derecha en dos
brazos parciales 8c1, 8c2 de la zona intermedia ampliada del canal
8c y alrededor del cuerpo a modo de barra 16. Así, las partículas P
que se encuentran en el aire circulan de manera ralentizada a lo
largo del cuerpo a modo de barra 16 y de los electrodos colectores
10, 12, mientras que las fuerzas electrostáticas actúan sobre las
partículas P como consecuencia de la forma del campo eléctrico
existente alrededor del cuerpo a modo de barra 16 y de la dirección
de las líneas de campo F esencialmente en ángulo recto con respecto
a la dirección local del flujo, y hacen que fluyan en la dirección
hacia los electrodos colectores con forma de placa 10, 12, donde
las partículas P son recogidas. La trayectoria de una partícula P
aparece en la figura 1 indicada esquemáticamente mediante la línea
B.
Las partículas P que no han sido separadas en
esta primera etapa de limpieza son comprendidas luego en la etapa
de limpieza siguiente o en otra posterior.
A continuación, el aire, que contiene ozono y
del que han sido eliminadas las partículas P, fluye al interior del
filtro de ozono catalítico 20, donde se produce una transformación
del ozono en oxígeno mediante la sustancia catalíticamente activa
del filtro 20. Entonces, el aire limpiado y libre de ozono, es
decir, el aire esencialmente libre de ozono, sale del dispositivo a
través de la salida de gas 6 formada por la última salida final del
canal 8b.
La figura 2 muestra un corte horizontal a través
de una zona parcial esencial de un dispositivo separador de
partículas electrostáticas según la invención y una segunda forma
de realización. Esta variante se corresponde en gran medida con la
de la figura 1. Para una mayor facilidad, sólo aparece representada
una etapa de la limpieza. Al contrario que en la forma de
realización según la figura 1, en la variante según la figura 2 el
cuerpo a modo de barra impermeable al gas 16 posee una sección
transversal poligonal, es decir, en este caso, una sección
transversal alargada y con forma de rombo, cuyas puntas delantera y
posterior señalan en la dirección longitudinal del canal de
circulación 8, tomando como referencia la extensión longitudinal
del canal de circulación 8. Y la curvatura respectiva 10a, 12a de
ambos electrodos colectores con forma de placa 10, 12 y opuestos uno
al otro está adaptada a la mencionada sección transversal con forma
de rombo y posee por tanto una configuración angular triangular o,
lo que es lo mismo, a modo de techo de dos vertientes.
La invención no se restringe a las anteriores
formas de realización. Es más, en el marco del ámbito de protección
de las reivindicaciones, el dispositivo según la invención también
puede adoptar formas de realización distintas a las que han sido
descritas de manera concreta anteriormente. Así, también es posible
que se prevea por ejemplo, en lugar del sistema de guiado a modo de
carril 14, otro sistema de fijación para los electrodos colectores
con forma de placa 10, 12 que favorezca el flujo, el cual permita
una extracción y una nueva colocación sencillas de los electrodos
colectores, en especial para llevar a cabo su limpieza.
Los símbolos de referencia que aparecen en las
reivindicaciones, la descripción y las ilustraciones sirven
únicamente para una mejor comprensión de la invención, y no deben
limitar el ámbito de protección.
\vskip1.000000\baselineskip
- 2
- Filtro electrostático
- 4
- Entrada de gas
- 6
- Salida de gas
- 8
- Canal de circulación
- 8a
- Entrada del canal
- 8b
- Salida final del canal
- 8c
- Zona intermedia ampliada del canal
- 8c1
- Primer brazo parcial de 8c
- 8c2
- Segundo brazo parcial de 8c
- 10
- Electrodo colector con forma de placa
- 10a
- Curvatura
- 12
- Electrodo colector con forma de placa
- 12a
- Curvatura
- 14
- Sistema de guiado a modo de carril
- 16
- Cuerpo a modo de barra impermeable al gas
- 18
- Electrodo de descarga
- 20
- Filtro de ozono
- 22
- Ventilador
\vskip1.000000\baselineskip
- B
- Trayectoria de una partícula ionizada P
- F
- Líneas de campo
- P
- Partículas
- S
- Dirección del flujo en la zona de 8a
Claims (13)
1. Dispositivo separador de partículas
electrostáticas para la limpieza de un medio gaseoso, en especial
aire, contaminado por partículas (P), que incluye un filtro
electrostático (2) con:
- -
- una entrada de gas (4) y una salida de gas (6);
- -
- un canal de circulación (8), con
- -
- una entrada del canal (8a), la cual está unida a la entrada de gas (6),
- -
- una salida final del canal (8b), así como
- -
- una zona intermedia del canal (8c), la cual está dispuesta entre la entrada del canal (8a) y la salida final del canal (8b), y está conformada ampliada con respecto a éstas;
- -
- dos electrodos colectores con forma de placa (10, 12) y opuestos uno al otro separados por una distancia, los cuales forman dos paredes laterales del canal de circulación (8) opuestas una a la otra y separadas por una distancia, y están conectados a un primer potencial eléctrico;
- -
- un cuerpo a modo de barra circulable a su alrededor (16), el cual está dispuesto en la zona intermedia ampliada del canal (8c) y la ocupa parcialmente, y está conectado a un segundo potencial eléctrico; y
- -
- un dispositivo de ionización con al menos un electrodo de descarga (18), el cual está dispuesto en la zona de la entrada del canal (8a);
caracterizado porque
- -
- el cuerpo a modo de barra (16) es un cuerpo impermeable al gas; y
- -
- la salida final del canal (8b) forma una salida de gas (6), de forma que dicha salida de gas está dispuesta en el canal de circulación (8) en una zona final del mismo, tomando como referencia la dirección del flujo.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el primer potencial eléctrico es
tierra.
3. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque la entrada de gas (4) y la salida de gas (6) se encuentran
esencialmente en un plano.
4. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque el cuerpo a modo de barra impermeable al gas (16) posee una
sección transversal circular.
5. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque el cuerpo a modo de barra impermeable al gas (16) posee una
sección transversal poligonal, en especial, con forma de rombo.
6. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque al menos uno de los electrodos colectores con forma de placa
(10, 12) está formado por una placa metálica a modo de chapa
ondulada, la cual presenta al menos una curvatura, la cual forma la
zona intermedia ampliada del canal (8c).
7. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque ambos electrodos colectores con forma de placa (10, 12)
están formados por una placa metálica a modo de chapa ondulada, las
cuales presentan cada una al menos una curvatura (10a, 12a), las
cuales forman conjuntamente la zona intermedia ampliada del canal
(8c).
8. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque los electrodos colectores con forma de placa (10, 12) son
desmontables.
9. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado por
un sistema de guiado a modo de carril (14) para los electrodos
colectores desmontables (10, 12), al cual los electrodos colectores
(10, 12) son encajables y del cual los electrodos colectores (10,
12) son extraíbles.
10. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque dicho dispositivo presenta varios canales de circulación
(8), cada uno de los cuales está unido a los otros en serie por
medio de su entrada del canal (8a) y de su salida del canal (8b), y
porque la salida del canal (8b) del último canal de circulación (8)
forma la salida de gas (6).
11. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque dicho dispositivo posee un filtro de ozono (20)
correspondiente al canal de circulación (8).
12. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque dicho dispositivo presenta un ventilador (22) para hacer que
el medio gaseoso que ha de ser limpiado atraviese el canal de
circulación (8) y/o el filtro de ozono (20).
13. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque dicho dispositivo es un dispositivo móvil y portátil.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| ES200602826A ES2323823B1 (es) | 2006-10-26 | 2006-10-26 | Dispositivo separador de particulas electrostaticas. |
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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| EC2A | Search report published |
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| FG2A | Definitive protection |
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| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20181010 |