ES2375231A1 - Método y dispositivo para purificar aire ambiental y superficies. - Google Patents
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Abstract
Método, célula y dispositivo para purificar aire ambiental y superficies.Se describe un dispositivo de purificación de aire y superficies que presenta una célula purificadora estructurada para maximizar la reacción fotocatalítica realizada en una superficie fotocatalítica sin utilizar una lámpara ultravioleta adicional. La célula purificadora posiciona al menos tres superficies fotocatalíticas alrededor de una lámpara ultravioleta única de manera tal que las superficies fotocatalíticas rodean sustancialmente la lámpara ultravioleta y son saturadas por la luz ultravioleta irradiada desde la lámpara ultravioleta. Dado que las superficies fotocatalíticas son saturadas, se realiza completamente la reacción fotocatalítica potencial en las superficies fotocatalíticas. Dicho de otra manera, se maximiza la reacción fotocatalítica realizada. Dado que la célula purificadora maximiza la reacción fotocatalítíca realizada, la célula purificadora maximiza la capacidad purificadora de la superficie fotocatalítica y, por ello, la propia célula purificadora.
Description
Método, célula y dispositivo para purificar aire
ambiental y superficies.
La presente invención hace referencia a un
método y un dispositivo para purificar aire ambiental y superficies.
Más en particular, la presente invención hace referencia a un método
y a un dispositivo para eliminar contaminantes orgánicos del aire
ambiental y de superficies utilizando una reacción
fotocatalítica.
La figura 1 muestra una vista en sección
transversal de un aparato convencional para purificar aire que
pertenece al estado de la técnica. El aparato convencional de
purificar incluye una lámpara ultravioleta (01), una primera matriz
(02), y una segunda matriz (03). La primera matriz (02) y la segunda
matriz (03) incluyen respectivamente una anchura w_{cpa} y una
superficie fotocatalítica (04) encarando la lámpara ultravioleta
(01). Cuando la lámpara ultravioleta (01) irradia luz ultravioleta,
ocurre una reacción fotocatalítica en la superficie fotocatalítica
(04) de la primera matriz (02) y de la segunda matriz (03). El aire
sujeto a la reacción fotocatalítica es oxidado y de esta manera
purificado.
Un aparato convencional de purificar resulta
limitado porque la reacción fotocatalítica potencial en la primera
matriz (02) y en la segunda matriz (03) no se llega a realizar
completamente. Más específicamente, la relación posicional entre la
lámpara ultravioleta (01) y cada una de las matrices es tal que la
distancia d_{cpa} entre la lámpara ultravioleta (01) y las partes
más remotas (05) de la superficie fotocatalítica (04) tanto de la
primera matriz (02) como de la segunda matriz (03) es grande hasta
el punto de que la exposición a la luz ultravioleta de las partes
más remotas (05) de las superficies fotocatalíticas (04) no resulta
suficiente para saturar las superficies fotocatalíticas (04). Cuando
la superficie fotocatalítica (04) no se satura, no se maximiza la
reacción fotocatalítica. Consecuentemente, únicamente las partes más
centradas (06) de las superficies fotocatalíticas (04) quedan
expuestas suficientemente a la luz ultravioleta para maximizar la
reacción fotocatalítica. Como resultado, utilizando un aparato de
purificar convencional para generar una reacción fotocatalítica
particular requiere más superficie fotocatalítica (04) que la
necesaria. Expresado de manera diferente, se malgasta una parte de
la superficie fotocatalítica (04) de un aparato de purificar
convencional, y consecuentemente una reacción fotocatalítica
potencial.
Otro aparato convencional de purificar se dirige
a la limitación antes discutida mediante el empleo de lámparas
ultravioletas adicionales a lo largo de la anchura w_{cpa} de la
primera matriz (02) y de la segunda matriz (03) de manera tal que
las partes más remotas (05) de las superficies fotocatalíticas (04)
quedan expuestas a suficiente luz ultravioleta para una reacción
fotocatalítica máxima. Sin embargo, añadir lámparas ultravioletas
(01) adicionales incrementa el número de piezas por aparato, el
consumo de energía, y la generación de calor. Consecuentemente, se
desea un dispositivo que maximiza la reacción fotocatalítica
realizada en una superficie fotocatalítica dada sin incrementar la
luz ultravioleta irradiada.
De acuerdo con los distintos aspectos de la
presente invención, se da a conocer un dispositivo purificador de
aire y superficies que presenta una célula purificadora estructurada
para maximizar la reacción fotocatalítica realizada en una
superficie fotocatalítica sin utilizar una lámpara ultravioleta
adicional. La célula purificadora incluye una única lámpara
ultravioleta (UV) y al menos tres matrices, presentando cada una de
las matrices una superficie fotocatalítica. Las matrices están
posicionadas cerca de la lámpara UV de manera tal que las matrices
rodean sustancialmente la lámpara UV y cada superficie
fotocatalítica está dirigida hacia la lámpara UV. Las matrices se
posicionan también de manera tal que la distancia entre las partes
más remotas de cada superficie fotocatalítica y la lámpara UV es tal
que la totalidad de la superficie fotocatalítica de cada una de las
matrices queda saturada por la luz UV irradiada por la lámpara UV.
Cuando la totalidad de la superficie fotocatalítica queda saturada,
se realiza completamente la reacción fotocatalítica potencial en la
superficie fotocatalítica. Consecuentemente, para un área de
superficie fotocatalítica combinada dada, la célula purificadora
maximiza la reacción fotocatalítica.
El dispositivo purificador también incluye una
envolvente que recibe la célula purificadora. La envolvente atrae
aire ambiental al interior de la envolvente, circula el aire a
través de la célula purificadora de manera tal que el aire queda
sujeto a la reacción fotocatalítica, y luego fuerza el aire fuera de
la envolvente. Cuando el aire es sujeto a la reacción
fotocatalítica, el aire se oxida de manera tal que los contaminantes
orgánicos son eliminados del aire hasta el punto de que el aire es
purificado. Consecuentemente, el dispositivo de purificación
purifica el aire ambiental. Dado que la célula purificadora maximiza
la reacción fotocatalítica realizada, se maximiza la capacidad de
purificación de la célula purificadora.
La presente invención comprende un método para
purificar aire ambiental y/o superficies que comprende los pasos
de:
posicionar al menos tres matrices alrededor de
una lámpara ultravioleta de manera tal que la reacción
fotocatalítica resultante queda maximizada;
disponer las matrices y la lámpara ultravioleta
dentro de una envolvente que presenta una entrada de aire y una
salida de aire;
llevar aire al interior de la envolvente a
través de la entrada de aire;
llevar el aire introducido dentro de la
envolvente a la proximidad de las matrices y de la lámpara
ultravioleta de manera tal que el aire queda sujeto a la reacción
fotocatalítica; y
forzar el aire sujeto a la reacción
fotocatalítica fuera de la envolvente a través de la salida de
aire.
\vskip1.000000\baselineskip
El paso de posicionar puede incluir posicionar
las matrices alrededor de la lámpara ultravioleta de manera tal que
las matrices rodean sustancialmente la lámpara ultravioleta de
manera tal que una superficie fotocatalítica de cada una de las
matrices queda expuesta a la luz ultravioleta irradiada por la
lámpara ultravioleta hasta el punto que una reacción fotocatalítica
ocurre en la superficie fotocatalítica de cada una de las matrices,
siendo maximizada la reacción fotocatalítica cuando la luz
ultravioleta satura la superficie fotocatalítica de cada una de las
matrices.
La etapa de disponer puede incluir asegurar de
manera desmontable las matrices y la lámpara ultravioleta en el
interior de la envolvente.
La etapa de disponer también puede incluir
establecer una comunicación eléctrica terminable entre la lámpara
ultravioleta y una fuente de energía incluida por la envolvente.
La envolvente puede incluir un ventilador que
lleva a cabo dicha etapa de llevar aire al interior de la
envolvente, dicha etapa de llevar el aire introducido en la
envolvente a la proximidad de las matrices y de la lámpara
ultravioleta, y dicha etapa de forzar el aire sujeto a la reacción
fotocatalítica fuera de la envolvente.
El método también puede comprender la etapa de
llevar el aire sujeto a la reacción fotocatalítica a través de las
matrices.
Los aspectos antes mencionados de la invención
serán más claramente entendibles a partir de la siguiente
descripción detallada de la invención, en combinación con los
dibujos en los cuales:
La figura 1 muestra una vista en sección
transversal de un aparato de purificación de aire convencional que
forma parte del estado de la técnica;
la figura 2 muestra una realización del
dispositivo purificador de acuerdo con los distintos aspectos de la
presente invención;
la figura 3 muestra una vista alternativa del
dispositivo purificador de la figura 2;
la figura 4 muestra una realización de la célula
purificadora del dispositivo de purificación de acuerdo con los
distintos aspectos de la presente invención;
la figura 5 muestra una realización de una de
las matrices de la célula purificadora de la figura 4;
la figura 6 muestra una vista en sección
transversal de la célula purificadora de la figura 4 que ilustra la
configuración de las matrices y de la lámpara UV de la célula
purificadora;
la figura 7 ilustra la parte posterior del
dispositivo purificador de la figura 2; y
la figura 8 muestra una vista en sección
transversal del dispositivo purificador de la figura 7 que ilustra
el flujo de aire a través del dispositivo purificador.
La presente invención da a conocer un
dispositivo de purificación de aire y superficies que presenta una
célula purificadora estructurada para maximizar la reacción
fotocatalítica realizada en una superficie fotocatalítica sin la
utilización de una lámpara ultravioleta adicional. La célula
purificadora posiciona al menos tres superficies fotocatalíticas
alrededor de una única lámpara ultravioleta de manera tal que las
superficies fotocatalíticas rodean sustancialmente la lámpara
ultravioleta y quedan saturadas por la luz ultravioleta irradiada
desde la lámpara ultravioleta. Dado que las superficies
fotocatalíticas son saturadas, la reacción fotocatalítica potencial
en las superficies fotocatalíticas se realiza por completo. Dicho de
manera diferente, la reacción fotocatalítica realizada es
maximizada. Dado que la célula purificadora maximiza la reacción
fotocatalítica realizada, la célula purificadora maximiza la
capacidad de purificación de la superficie fotocatalítica y, de esta
manera, la propia célula purificadora. Una realización del
dispositivo de purificación
construida de acuerdo con los diferentes aspectos de la presente invención es mostrada como (10) en la figura 2.
construida de acuerdo con los diferentes aspectos de la presente invención es mostrada como (10) en la figura 2.
El dispositivo de purificación (10) de la figura
2 incluye una envolvente (12) que define una salida de aire (14) y
una entrada de aire (16). En la realización mostrada, la envolvente
(12) define una parrilla frontal (20) en la salida de aire (14) y
una parrilla lateral (22) en la entrada de aire (16).
Adicionalmente, en la realización mostrada, la envolvente (12)
define una entrada de aire (16) y una parrilla lateral (22) a cada
lado de la envolvente (12). (Obsérvese la figura 3). Los expertos en
la materia reconocerán que el número y posición tanto de la salida
de aire (14) como de la entrada de aire (16) puede variar sin
salirse del alcance o espíritu de la presente invención. El
dispositivo de purificación (10) lleva aire al interior de la
envolvente (12) a través de la entrada de aire (16) y fuerza el aire
fuera de la envolvente (12) a través de la salida de aire (14) de
manera tal que el aire es circulado a lo largo de la envolvente
(12). En una realización, la envolvente (12) incluye un ventilador
movido a motor de manera tal que el dispositivo de purificación (10)
hace circular aire a través de la envolvente (12). Debe hacerse
notar que un dispositivo diferente a un ventilador movido a motor
puede ser utilizado para hacer circular aire a través de la
envolvente (12) sin salirse del alcance o espíritu de la presente
invención. La envolvente (12) también incluye una fuente de
alimentación (no mostrada), tal como una batería o una fuente
eléctrica de corriente alterna (AC) para proporcionar energía
eléctrica a los componentes eléctricos del dispositivo de
purificación (10). El dispositivo de purificación (10) de la figura
2 incluye una interfaz de usuario (18), que, en la realización
mostrada, incluye una plataforma de control de botones accionables.
Los expertos en la materia reconocerán que puede utilizarse una
interfaz de usuario (18) diferente a la interfaz de usuario (18)
mostrada sin salirse del alcance o espíritu de la presente
invención. Adicionalmente, debe hacerse notar que el dispositivo de
purificación (10) no necesita incluir la interfaz de usuario (18)
para quedar dentro del alcance y espíritu de la presente
invención.
La figura 4 muestra una realización de una
célula purificadora (24) de acuerdo con los diferentes aspectos de
la presente invención. En la realización mostrada, la célula
purificadora (24) incluye un armazón de célula (26) que incluye un
tapón (28), una base (30), y estructuras de soporte (32). La base
(30) incluye un contacto eléctrico (36), define una entrada de aire
a la célula (34), y define un mecanismo de cierre (52). La célula
purificadora (24) también incluye una lámpara ultravioleta (UV)
(38), un acoplador eléctrico (40), y al menos tres matrices (42). El
armazón de célula (26) coopera con las matrices (42) de manera tal
que el armazón de célula (26) y las matrices (42) definen una
cavidad de célula que alberga la lámpara UV (38). La dimensión
longitudinal l_{uvb} de la lámpara UV (38) es sustancialmente la
longitud l_{m} de cada una de las matrices (42). La lámpara UV
(38) irradia luz ultravioleta. En una realización, la lámpara UV
(38) es una lámpara de espectro amplio que presenta un flujo alto
entre 100 nm y 367 nm. En una realización, la lámpara UV (38)
incluye filamentos de carbono y está realizada utilizando gas argón
con mercurio. En una realización, la lámpara UV (38) emite radiación
UVX entre 100 nm y 180 nm.
Alojado dentro de la cavidad de la célula, la
lámpara UV (38) se posiciona de manera tal que sus contactos
eléctricos (62) están en comunicación eléctrica con el contacto
eléctrico (36) en la base (30). El contacto eléctrico (36) está en
comunicación eléctrica con el acoplador eléctrico (40) de manera tal
que la lámpara UV (38) está en comunicación eléctrica con el
acoplador eléctrico (40). Adicionalmente, como se muestra
posteriormente en la figura 7, el acoplador eléctrico (40) está en
comunicación eléctrica con la fuente de energía de la envolvente
(12) de manera tal que la fuente de energía proporciona potencia
operativa a la lámpara UV (38). Los expertos en la materia
reconocerán que la lámpara UV (38) puede estar en comunicación
eléctrica con el acoplador eléctrico (40) por otras vías distintas a
los contactos eléctricos (62) y el contacto eléctrico (36) sin salir
del alcance o espíritu de la presente invención. Por ejemplo, en una
realización, la lámpara UV (38) está cableada permanente y
directamente al acoplador eléctrico (40) de manera tal que los
contactos eléctricos (62) y el contacto eléctrico (36) no son parte
de la célula purificadora (24).
La figura 5 muestra una realización de una de
las matrices (42) según los diferentes aspectos de la presente
invención. Cada una de las matrices (42) incluye una serie de
elementos huecos sustancialmente paralelos conectados (64). En la
realización mostrada, cada una de las matrices (42) incluye una
pluralidad de elementos tubulares alargados paralelos conectados
creando en este caso los elementos tubulares una estructura de tipo
panal de abeja. En una realización, las matrices (42) están
construidas en un plástico rígido, tal como un policarbonato. Cada
una de las matrices (42) incluye una anchura w_{m} y una longitud
l_{m}. Cada una de las matrices (42) incluye una superficie
fotocatalítica (54) definida por su anchura w_{m} y longitud
l_{m}. En una realización, la superficie fotocatalítica (54)
incluye al menos uno de entre dióxido de titanio, cobre, plata, y
rodio. En una realización, la superficie fotocatalítica (54) es una
superficie cubierta con un recubrimiento fotocatalítico. En una
realización, el recubrimiento fotocatalítico incluye al menos uno de
entre dióxido de titanio, cobre, plata, y rodio. En una realización,
el recubrimiento fotocatalítico es un gel de silica que incluye uno
de los materiales anteriormente listados. En otra realización, el
cubrimiento fotocatalítico es un cloruro cálcico que incluye uno de
los materiales anteriormente listados. Debe hacerse notar que un
fotocatalizador diferente de los fotocatalizadores específicos
discutidos anteriormente puede ser utilizado para la superficie
fotocatalítica (54) sin salirse del alcance o espíritu de la
presente invención. Adicionalmente, debe hacerse notar que una
estructura diferente a la estructura específicamente mostrada de las
matrices (42) puede ser utilizada sin salirse del alcance o espíritu
de la presente invención.
La figura 6 es una vista en corte transversal de
una célula purificadora (24) de la figura 4 según
(6-6). En la realización mostrada, las al menos tres
matrices (42) incluyen cuatro matrices, particularmente una primera
matriz (44), una segunda matriz (46), una tercera matriz (48), y una
cuarta matriz (50). El armazón de célula (26) posiciona las matrices
(42) de manera tal que las matrices (42) y la lámpara UV (38) son
sustancialmente paralelos en dirección longitudinal. Adicionalmente,
las estructuras de soporte (32) del armazón de célula (26)
posicionan las matrices (42) de manera tal que las matrices (42)
rodean sustancialmente la lámpara UV (38) a lo largo del eje
longitudinal de la lámpara UV (38). Las estructuras de soporte (32)
también posicionan las matrices (42) de manera tal que la superficie
fotocatalítica (54) de cada una de las matrices (42) queda expuesta
a la luz ultravioleta radiada desde la lámpara UV (38). En la
realización mostrada, la primera matriz (44) y la tercera matriz
(48) están posicionadas de manera tal que la superficie
fotocatalítica (54) de la primera matriz (44) es paralela a la
superficie fotocatalítica (54) de la tercera matriz (48).
Adicionalmente, la primera matriz (44) está posicionada enfrentada a
la tercera matriz (48) con respecto a la lámpara UV (38). De manera
similar, la segunda matriz (46) y la cuarta matriz (50) están
posicionadas de manera tal que la superficie fotocatalítica (54) de
la segunda matriz (46) es paralela a la superficie fotocatalítica
(54) de la cuarta matriz (50). Adicionalmente, la segunda matriz
(46) está posicionada enfrentada a la cuarta matriz (50) con
respecto a la lámpara UV (38). Expresado de manera diferente, cada
una de las matrices (42) está posicionada en un cuadrante de la
lámpara UV (38) de manera tal que cada cuadrante de la lámpara UV
(38) presenta una matriz correspondiente.
Dado que la lámpara UV (38) irradia luz
ultravioleta, ocurre una reacción fotocatalítica en la superficie
fotocatalítica (54) de cada una de las matrices (42). Las matrices
(42) están posicionadas de manera tal que la reacción fotocatalítica
potencial en la superficie fotocatalítica (54) de cada una de las
matrices (42) se realiza completamente. Más específicamente, cada
una de las matrices (42) se posiciona de manera tal que la totalidad
de la superficie fotocatalítica (54) de cada una de las matrices
(42) es saturada por la luz ultravioleta irradiada. Cuando la
totalidad de la superficie fotocatalítica (54) es saturada, la
reacción fotocatalítica en la superficie fotocatalítica (54) es
maximizada. Expresado de manera diferente, la reacción
fotocatalítica potencial en la superficie fotocatalítica (54) se
realiza completamente.
Considerando el dispositivo de purificación (10)
de la presente invención con respecto a un aparato de purificación
convencional del estado de la técnica (mostrado en la figura 1), la
anterior explicación es entendida de manera más clara. Mientras la
anchura w_{cpa} de cada una de la primera matriz (02) y la segunda
matriz (03) del aparato convencional es dos veces la anchura w_{m}
de cada una de las matrices (42) de la célula purificadora (24) de
la realización mostrada, y las matrices del aparato convencional y
de la célula purificadora (24) son por lo demás idénticas, el área
combinada de las superficies fotocatalíticas (04) del aparato
convencional es idéntica al área combinada de las superficies
fotocatalíticas (54) de la célula purificadora (24).
Consecuentemente, la reacción fotocatalítica potencial en las
superficies fotocatalíticas (04) del aparato convencional es la
misma que aquella de las superficies fotocatalíticas (54) de la
célula purificadora (24). Similar a la distancia d_{cpa}
correspondiente al aparato convencional (mostrado en la figura 1),
la distancia d_{pd} es la distancia entre la lámpara UV (38) y las
partes más remotas (58) de la superficie fotocatalítica (54) de cada
una de las matrices (42). Y, para el propósito de la presente
descripción, la distancia de la lámpara ultravioleta (01) del
aparato convencional al centro de la superficie fotocatalítica (04)
de tanto la primera matriz (02) como la segunda matriz (03) es igual
a la distancia desde la lámpara UV (38) de la célula purificadora
(24) al centro de la superficie fotocatalítica de cada una de las
matrices (42). Dado que la anchura w_{m} de cada una de las
matrices (42) de la célula purificadora (24) es menor que la anchura
w_{cpa} de la primera matriz (02) y de la segunda matriz (03) del
aparato convencional, la distancia d_{cpa} es mayor que la
distancia d_{pd}. Consecuentemente, la intensidad de la luz
ultravioleta respectiva irradiada y consecuentemente la intensidad
de la reacción fotocatalítica resultante respectiva, en las partes
más remotas (05) de la superficie fotocatalítica (04) del aparato
convencional es inferior a la de las partes más remotas (58) de la
superficie fotocatalítica (54) de cada una de las matrices (42). Más
específicamente, considérese la siguiente ecuación para calcular la
irradiancia:
donde E_{1} es la irradiancia a
una distancia d_{1} de la fuente de energía, y E_{2} es la
irradiancia a una distancia d_{2} de la fuente de
energía.
\vskip1.000000\baselineskip
Como ejemplo, la distancia d_{pd} desde la
lámpara UV (38) es 0,224 m. Adicionalmente, la distancia d_{cpa}
desde la lámpara ultravioleta (01) del aparato convencional es 0,295
m, y la irradiancia a la distancia d_{cpa} es 1,00 lm/m^{2}.
Asumiendo que la lámpara ultravioleta (01) es idéntica a la lámpara
UV (38), y utilizando la ecuación mostrada anteriormente, la
irradiancia a la distancia d_{pd} es 1,73 lm/m^{2}. Expresado de
manera diferente, la irradiancia a la distancia d_{pd} desde la
lámpara UV (38) es un 73% mayor que la irradiancia a una distancia
d_{cpa} desde la lámpara ultravioleta (01). Dado que la
irradiancia a la distancia d_{pd} es mayor que la irradiancia a la
distancia d_{cpa}, la reacción fotocatalítica a la distancia
d_{pd} es mayor que la reacción fotocatalítica a la distancia
d_{cpa}. Consecuentemente, siendo todos los demás factores
idénticos, la configuración de las matrices (42) de la célula
purificadora (24) con respecto a la lámpara UV (38), proporciona una
reacción fotocatalítica que presenta un potencial completamente
realizado mientras que la configuración de la primera matriz (02) y
la segunda matriz (03) del aparato convencional, no.
Considerando el armazón anteriormente mostrado
de la célula purificadora (24), dado que la reacción fotocatalítica
ocurre en la superficie fotocatalítica (54) de cada una de las
matrices (42), la reacción fotocatalítica ocurre dentro de la
cavidad de la célula. La reacción fotocatalítica produce una zona de
plasma de productos de oxidación avanzados que incluyen ozono,
hidroperóxidos, superóxidos, y radicales hidróxilo. El aire sujeto a
la reacción fotocatalítica, es decir, aire en presencia de la
reacción fotocatalítica, es oxidado y purificado de contaminantes
orgánicos. Consecuentemente, el aire en el interior de la cavidad de
la célula es sujeto a la reacción fotocatalítica y, como resultado,
es oxidado y purificado de contaminantes orgánicos.
La figura 7 muestra la parte posterior del
dispositivo de purificación (10) de la figura 2. En particular, el
lado del dispositivo de purificación (10) opuesto a la parrilla
frontal (20). La envolvente (12) incluye un panel posterior
sustancialmente desmontable (66). En la realización mostrada, el
panel posterior (66) es desmontable del resto de la envolvente (12).
Sin embargo, el panel posterior (66) puede, por ejemplo, únicamente
abrirse mediante miembros de bisagra sin salirse del alcance o
espíritu de la presente invención. La envolvente (12) recibe la
célula purificadora (24) de manera tal que la célula purificadora
(24) es asegurada de manera desmontable dentro de la envolvente
(12). En la realización mostrada, la célula purificadora (24) es
recibida de tal manera que el tapón (28) del armazón de la célula
(26) se dispone hacia la salida de aire (14), y la base (30) del
armazón de célula (26) se dispone en la parte posterior de la
envolvente (12). También en la realización mostrada, la base (30)
está asegurada a la envolvente (12) mediante el mecanismo de cierre
(52), que coopera con un mecanismo correspondiente en la envolvente
(12) de manera tal que la célula purificadora (24) se asegura de
manera desmontable dentro de la envolvente (12) insertando la célula
purificadora (24) en la envolvente (12) según la descripción
anterior y girando la base (30) en la dirección de las agujas del
reloj hasta que el mecanismo de cierre (52) engarza con el
correspondiente mecanismo en la envolvente (12). Adicionalmente, la
célula purificadora (24) es desmontada de la envolvente (12) girando
la base (30) en la dirección contraria a las agujas del reloj hasta
que el mecanismo de cierre (52) se desengarza del mecanismo
correspondiente de la envolvente (12) y retirando la célula
purificadora (24) de la envolvente (12). El dispositivo de
purificación (10) incluye un conector eléctrico (56) que está en
comunicación eléctrica con la fuente de energía anteriormente
descrita, incluida por la envolvente (12). El conector eléctrico
(56) coopera con el acoplador eléctrico (40) de la célula
purificadora (24) de tal manera que el conector eléctrico (56) y el
acoplador eléctrico (40) proporcionan una conexión eléctrica
terminable entre la fuente de energía y la lámpara UV (38). Una
conexión eléctrica terminable es una conexión que puede ser
establecida, desconectada y reestablecida. Por ejemplo, en la
realización mostrada, el acoplador eléctrico (40) es una clavija, y
el conector eléctrico (56) es una salida que recibe el acoplador
eléctrico (40). Cuando el acoplador eléctrico (40) coopera con el
conector eléctrico (56), la fuente de energía proporciona potencia
operativa a la lámpara UV (38). En la realización mostrada, cuando
la célula purificadora (24) se fija dentro de la envolvente (12), el
acoplador eléctrico (40) es enchufado en el conector
eléctrico
(56).
(56).
Considerando la descripción anterior, el
dispositivo de purificación (10) proporciona un aspecto "enchufar
y usar" ("plug-and-play")
con respecto a la célula purificadora (24). Más específicamente, la
célula purificadora (24) es puesta en y extraída de una conexión
eléctrica con la fuente de energía incluida por la envolvente (12),
enchufando y desenchufando el acoplador eléctrico (40) a y del
conector eléctrico (56). Adicionalmente, la célula purificadora (24)
es asegurada y retirada de la envolvente (12) haciendo rotar la base
(30). El aspecto "enchufar y usar" proporciona un fácil
desmontaje de la célula purificadora (24) para llevar a cabo tareas
tales como limpieza o reparación o sustitución de la célula
purificadora (24).
La figura 8 es una vista en corte transversal
del dispositivo de purificación (10) de la figura 7 según las líneas
8-8. Como se ha descrito anteriormente, el
dispositivo de purificación (10) hace circular aire a través de la
envolvente (12) llevando aire al interior de la envolvente (12) a
través de la entrada de aire (16) y forzando el aire fuera de la
envolvente (12) a través de la salida de aire (14). La célula
purificadora (24) está asegurada de manera desmontable dentro de la
envolvente (12) de manera tal que el aire llevado a través de la
entrada de aire (16) es canalizado a la entrada de aire de la célula
(34). El aire es llevado a través de la entrada de aire de la célula
(34) a la cavidad de la célula. Como se ha descrito anteriormente,
el aire en el interior de la cavidad de la célula es sujeto a la
reacción fotocatalítica. El aire que ha sido sujeto a la reacción
fotocatalítica es llevado desde la cavidad de la célula a través de
los elementos huecos (64) de las matrices (42). Dado que las
matrices (42) rodean sustancialmente a la lámpara UV (38), el aire
fluye desde la cavidad de la célula sin ser atrapado en una bolsa
definida por la cavidad de la célula en la que el aire no circula.
El aire llevado a través de los elementos huecos (64) a las matrices
(42) es llevado hacia la salida de aire (14). Expresado de manera
diferente, el aire purificado es llevado desde la cavidad de la
célula a través de los elementos (64) y hacia la salida de aire
(14). El aire purificado es luego forzado fuera de la envolvente
(12) a través de la salida de aire (14). Como resultado, el aire
ambiental que contiene contaminantes orgánicos llevado al interior
del dispositivo de purificación (10) es purificado y devuelto al
ambiente cercano como aire ambiental
purificado.
purificado.
Considerando la anterior descripción, el
dispositivo de purificación (10) también purifica superficies
ambientales. Más específicamente, el dispositivo purificador (10)
lleva contaminantes orgánicos procedentes de la superficie en la que
el dispositivo de purificación (10) es colocado y oxida los
contaminantes tal como se ha descrito
anteriormente.
anteriormente.
De la anterior descripción, los expertos en la
materia reconocerán que se ha dado a conocer un dispositivo de
purificación de aire y superficies que presenta una célula
purificadora que presenta ventajas con respecto a lo anteriormente
conocido. La célula purificadora posiciona al menos tres superficies
fotocatalíticas alrededor de una única lámpara ultravioleta de
manera que tal que las superficies fotocatalíticas rodean
sustancialmente la lámpara ultravioleta y son saturadas por luz
ultravioleta irradiada desde la lámpara ultravioleta. Dado que las
superficies fotocatalíticas son saturadas, la reacción
fotocatalítica potencial en las superficies fotocatalíticas se
realiza completamente. Expresado de manera diferente, la reacción
fotocatalítica realizada es maximizada. Dado que la célula
purificadora maximiza la realización fotocatalítica realizada, la
célula purificadora maximiza la capacidad purificadora de la
superficie fotocatalítica y, por lo tanto, la propia célula
purificadora.
\newpage
Si bien la presente invención ha sido ilustrada
mediante la descripción de varias realizaciones y si bien la
realizaciones ilustrativas han sido descritas con detalle
considerable, no es la intención del solicitante restringir o
limitar en manera alguna el alcance de las indicaciones adjuntas
hasta tal grado de detalle. Ventajas adicionales y modificaciones
resultarán fácilmente evidentes para los expertos en la materia. La
invención en sus aspectos más amplios no queda por lo tanto limitada
a los detalles específicos, aparatos y métodos representativos, y
ejemplos ilustrativos mostrados y descritos. Por consiguiente,
pueden realizarse modificaciones de dichos detalles sin salirse del
espíritu o alcance del concepto inventivo general del
solicitante.
Claims (31)
1. Célula purificadora adaptada para ser
recibida por un dispositivo de purificación, comprendiendo dicha
célula purificadora:
un armazón de célula que presenta una entrada de
aire a la célula, permitiendo la entrada de aire a la célula la
entrada de aire a dicho armazón de célula;
una única lámpara ultravioleta que irradia luz
ultravioleta, dicha lámpara ultravioleta dispuesta dentro de dicho
armazón de célula;
al menos tres matrices, posicionando dicho
armazón de célula dichas matrices alrededor de dicha lámpara
ultravioleta de manera tal que dichas matrices rodean
sustancialmente dicha lámpara ultravioleta, disponiendo cada una de
dichas matrices de una superficie fotocatalítica expuesta a la luz
ultravioleta de manera tal que ocurre una reacción fotocatalítica en
la superficie fotocatalítica de cada una de dichas matrices,
posicionando dicho armazón de célula dichas matrices con respecto a
dicha lámpara ultravioleta de manera tal que la reacción
fotocatalítica potencial en la superficie fotocatalítica de cada una
de dichas matrices se realiza completamente, estando sujeto a la
reacción fotocatalítica el aire que entra a dicho armazón de célula
a través de la entrada de aire a la célula, saliendo de dicho
armazón de célula el aire del interior del armazón de la célula a
través de dichas matrices.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Célula purificadora, según la reivindicación
1, en la que dicha lámpara ultravioleta es una lámpara que presenta
flux entre 100 nm y 367 nm.
3. Célula purificadora, según la reivindicación
1 ó 2, en la que dichas al menos tres matrices son cuatro
matrices.
4. Célula purificadora, según la reivindicación
3, en la que cada una de dichas matrices está dispuesta en un
cuadrante de dicha lámpara ultravioleta de manera tal que todos los
cuadrantes de dicha lámpara ultravioleta presentan una matriz.
5. Célula purificadora, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en la que cada una de dichas matrices
incluye una serie de elementos huecos sustancialmente paralelos
conectados.
6. Célula purificadora, según la reivindicación
5, en la que cada una de dichas matrices incluye una serie de
elementos tubulares elongados paralelos conectados.
7. Célula purificadora, según la reivindicación
6, en la que la pluralidad de elementos tubulares elongados
conectados crea una estructura de tipo panal de abeja.
8. Célula purificadora, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, en la que cada una de dichas matrices está
realizada de un policarbonato.
9. Célula purificadora, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, en la que la superficie fotocatalítica de
cada una de dichas matrices incluye un material seleccionado del
grupo que consiste en dióxido de titanio, cobre, plata, y rodio.
10. Célula purificadora, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, en la que la superficie fotocatalítica de
cada una de dichas matrices es una superficie cubierta con un
recubrimiento que incluye un material seleccionado del grupo que
consiste en dióxido de titanio, cobre, plata y rodio.
11. Célula purificadora, según la reivindicación
10, en la que el recubrimiento es un gel de silica.
12. Célula purificadora, según la reivindicación
10, en la que el recubrimiento es cloruro cálcico.
13. Célula purificadora, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, que comprende además un acoplador eléctrico
en comunicación eléctrica con dicha lámpara ultravioleta, dicho
acoplador eléctrico en conexión eléctrica terminable con una fuente
de energía incluida en el dispositivo de purificación.
14. Célula purificadora, según la reivindicación
13, en la que dicho acoplador eléctrico es una clavija que coopera
con un conector eléctrico incluido en el dispositivo de
purificación.
15. Dispositivo de purificación, comprendiendo
dicho dispositivo de purificación:
una célula purificadora que presenta una única
lámpara ultravioleta y al menos tres matrices, la lámpara
ultravioleta irradiando luz ultravioleta, cada una de las matrices
presentando una superficie fotocatalítica, estando dispuestas las
matrices alrededor de la lámpara ultravioleta de manera tal que las
matrices rodean sustancialmente la lámpara ultravioleta y de manera
tal que la superficie fotocatalítica de cada una de las matrices
queda expuesta a la luz ultravioleta hasta el punto de que ocurre
una reacción fotocatalítica en la superficie fotocatalítica de cada
una de las matrices, cada una de las matrices estando dispuesta de
manera tal que la distancia entre las partes más remotas de la
superficie fotocatalítica de cada una de las matrices y la lámpara
ultravioleta es tal que la reacción fotocatalítica potencial en la
superficie fotocatalítica se realiza completamente; y
una envolvente que recibe dicha célula
purificadora, circulando dicha envolvente aire a través de la célula
purificadora de manera tal que el aire queda sujeto a la reacción
fotocatalítica.
\vskip1.000000\baselineskip
16. Dispositivo de purificación, según la
reivindicación 15, en el que dicha célula purificadora incluye
cuatro matrices.
17. Dispositivo de purificación, según la
reivindicación 16, en el que cada una de las matrices se dispone en
un cuadrante de la lámpara ultravioleta de manera tal que todos los
cuadrantes de la lámpara ultravioleta presentan una matriz.
18. Dispositivo de purificación, según
cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, en el que la superficie
fotocatalítica de cada una de las matrices incluye un material
seleccionado del grupo que consiste en dióxido de titanio, cobre,
plata, y rodio.
19. Dispositivo de purificación, según
cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, en el que la superficie
fotocatalítica de cada una de las matrices es una superficie
cubierta con un recubrimiento que incluye un material seleccionado
del grupo que consiste en dióxido de titanio, cobre, plata, y
rodio.
20. Dispositivo de purificación, según
cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19, en el que dicha
envolvente incluye un ventilador para circular aire a través de
dicha célula purificadora.
21. Dispositivo de purificación, según
cualquiera de las reivindicaciones 15 a 20, en el que dicha célula
purificadora incluye una entrada de aire a la célula.
22. Dispositivo de purificación, según la
reivindicación 21, en el que dicha envolvente circula aire a través
de dicha célula purificadora llevando aire a dicha célula
purificadora a través de la entrada de aire a la célula,
extrayéndolo de dicha célula purificadora a través de las
matrices.
23. Dispositivo de purificación, según
cualquiera de las reivindicaciones 15 a 22, en el que dicha célula
purificadora incluye un acoplador eléctrico en comunicación
eléctrica con la lámpara ultravioleta.
24. Dispositivo de purificación, según la
reivindicación 23, en el que dicha envolvente incluye un conector
eléctrico que coopera con el acoplador eléctrico de dicha célula
purificadora de manera tal que la lámpara ultravioleta está en
comunicación eléctrica terminable con una fuente de energía.
25. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 21 a 24, caracterizado porque la célula
purificadora comprende un armazón de célula que define una entrada
de aire a la célula, posicionando dicho armazón las citadas
matrices, quedando asegurada la célula purificadora de manera
desmontable en dicha envolvente.
26. Método para purificar aire ambiental y/o
superficies, comprendiendo dicho método los pasos de:
posicionar al menos tres matrices alrededor de
una lámpara ultravioleta de manera tal que la reacción
fotocatalítica resultante queda maximizada;
disponer las matrices y la lámpara ultravioleta
dentro de una envolvente que presenta una entrada de aire y una
salida de aire;
llevar aire al interior de la envolvente a
través de la entrada de aire;
llevar el aire introducido dentro de la
envolvente a la proximidad de las matrices y de la lámpara
ultravioleta de manera tal que el aire queda sujeto a la reacción
fotocatalítica; y
forzar el aire sujeto a la reacción
fotocatalítica fuera de la envolvente a través de la salida de
aire.
\vskip1.000000\baselineskip
27. Método, según la reivindicación 26, en el
que dicho paso de posicionar incluye posicionar las matrices
alrededor de la lámpara ultravioleta de manera tal que las matrices
rodean sustancialmente la lámpara ultravioleta de manera tal que una
superficie fotocatalítica de cada una de las matrices queda expuesta
a la luz ultravioleta irradiada por la lámpara ultravioleta hasta el
punto que una reacción fotocatalítica ocurre en la superficie
fotocatalítica de cada una de las matrices, siendo maximizada la
reacción fotocatalítica cuando la luz ultravioleta satura la
superficie fotocatalítica de cada una de las matrices.
28. Método, según la reivindicación 26 ó 27, en
el que dicha etapa de disponer incluye asegurar de manera
desmontable las matrices y la lámpara ultravioleta en el interior de
la envolvente.
29. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones 26 a 28, en el que dicha etapa de disponer incluye
establecer una comunicación eléctrica terminable entre la lámpara
ultravioleta y una fuente de energía incluida por la envolvente.
30. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones 26 a 29, en el que la envolvente incluye un
ventilador que lleva a cabo dicha etapa de llevar aire al interior
de la envolvente, dicha etapa de llevar el aire introducido en la
envolvente a la proximidad de las matrices y de la lámpara
ultravioleta, y dicha etapa de forzar el aire sujeto a la reacción
fotocatalítica fuera de la envolvente.
31. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones 26 a 30, comprendiendo además la etapa de llevar el
aire sujeto a la reacción fotocatalítica a través de las
matrices.
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