ES2620737T3 - Procedimiento y dispositivo para el tratamiento térmico físico de medios líquidos - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para el tratamiento térmico físico de medios líquidos, interviniendo de forma polar y/o iónica en un medio (9) pre-tratado de forma hidrodinámica a través de un sistema de potenciales electroquímicos, así como señales electroquímicas RC AC, que comprenden un cuerpo (1) preferiblemente de material aislante en cuyo eje o bien en su cercanía dispone de un electrodo (2) positivo formado por un material con potencial electroquímico positivo y está separado del medio (9) a través de una capa (21), mientras que en el perímetro está dispuesto un electrodo (3) negativo de potencial electroquímico negativo, en donde el cuerpo (1) presenta un primer orificio de entrada-salida (4) así como un segundo orificio de entrada-salida (5), en cuya zona de trabajo están dispuestos un primer electrodo (31) negativo de entrada-salida o bien un segundo electrodo (32) de entrada-salida.
Description
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DESCRIPCION
Procedimiento y dispositivo para el tratamiento termico ffsico de medios l^quidos
La invencion se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para el tratamiento termico ffsico de medios ffquidos y gases.
Los procedimientos y dispositivos convencionales para el tratamiento termico contienen elementos de calentamiento, mediante los cuales calientan el lfquido, preferiblemente agua o vapor. Los elementos de calentamiento estan formados regularmente por materiales conductores del calor tales como, por ejemplo, metal o material ceramico semiconductor. Estos elementos de calentamiento estan conectados a una fuente de energfa. Otros elementos de calentamiento estan formados por intercambiadores de calor, los cuales son calentados a traves de llamas de gas y en los que fluye agua. Tambien son conocidos elementos de calentamiento electroinductivos como se dan a conocer, p. ej., en el documento WO 2004/062320. En este caso, en el interior del cuerpo esta dispuesto un elemento de calentamiento con contacto y el cuerpo esta envuelto por una bobina controlada por fuente de frecuencia.
Estos dispositivos consiguen una distribucion complicada del medio de calentamiento y de las tomas de corriente y gas. Las superficies de contacto de los elementos de calentamiento son pequenas, el tratamiento termico es irregular y el funcionamiento no es rentable debido a los elevados costes. Es habitual que se utilice vapor para el suministro de calor, el cual calienta un ffquido lo cual, sin embargo, es muy complicado y costoso. La regulacion del proceso de tratamiento termico es complicada, y la velocidad del tratamiento termico es baja. Los productos de combustion de gas o bien los gases de combustion y el calor radiante son perjudiciales para el medio ambiente. Durante el tratamiento termico se producen cristales en el lfquido, que tienen que ser disminuidos y eliminados por medios qmmicos.
Por medio del documento GB 1.460.143 son conocidos un procedimiento y un dispositivo para el tratamiento termico ffsico de medios lfquidos. En el procedimiento se influye sobre un medio a traves de un sistema de potenciales electroqmmicos asf como senales electroqmmicas RC AC. El dispositivo comprende un cuerpo de material aislante, en cuyo eje o bien en su cercama, esta dispuesto un electrodo, mientras que en el peffmetro esta dispuesto un electrodo negativo. El cuerpo presenta un primer orificio de entrada-salida asf como un segundo orificio de entrada- salida.
Partiendo del estado de la tecnica de arriba, la invencion se basa en el cometido de poner remedio.
Este cometido se resuelve en cada caso a traves de las caracteffsticas de las reivindicaciones independientes.
Se reconoce que la invencion en todo caso se pone en practica cuando se trata de un procedimiento y/o dispositivo para el tratamiento termico ffsico de medios lfquidos, en los cuales se actue sobre el medio pre-tratado de forma hidrodinamica polar y/o ionica a traves de un sistema de potenciales electroqmmicos asf como senales electromagneticas RC AC. En este caso esta previsto un flujo simple o multiple del medio a traves del sistema de potenciales electroqmmicos y de senales electromagneticas Rc AC.
En este caso, es ventajoso que se actue sobre el medio hidrodinamico de forma hidrodinamica en la salida y/o entrada con el sistema de potenciales electromagneticos con potenciales electroqmmicos negativos. El flujo del medio a traves del sistema de potenciales electroqmmicos y senales electromagneticas RC AC tiene lugar preferiblemente de forma multiple. El tamano del cuerpo con potenciales electroqmmicos y senales electromagneticas es variable y se adapta a las particularidades del caso. En el circuito hidraulico (circuito de aire comprimido) del medio hidrodinamico pre-tratado pueden estar conectados preferiblemente instrumentos de medicion para medir de forma continuada las variaciones ffsicas y/o qmmicas, asf como las variaciones de energfa con el fin de controlar los parametros logrados, por ejemplo flujo, temperatura, conductividad, viscosidad, valor de pH, y similares. El electrodo positivo puede estar formado principalmente por un material con potencial electroqmmico positivo, por ejemplo cobre, carbono, y similares, mientras que los electrodos negativos pueden estar formados por un material potencial electroqmmico negativo, por ejemplo hierro, aluminio o acero inoxidable, y similares. En una ejecucion alternativa de la invencion un electrodo positivo que se estrecha /disminuye puede estar formado como un tipo de fuente para iones y/o coloides. Esta interviene en el material electroqmmico del electrodo positivo que tiene en su peffmetro una capa aislante de vidrio y Teflon. Este electrodo que se estrecha esta separado del medio pre-tratado de forma hidrodinamica por una capa aislante, con lo cual una parte de este electrodo es recorrido por el medio.
Los electrodos, los cuales forman los potenciales electroqmmicos en el cuerpo de la realizacion alternativa, estan formados principalmente por minerales sinteticos y naturales, material ceramico, y similares. Un tratamiento hidrodinamico del medio en el cuerpo se puede conseguir principalmente con una entrada tangencial y una salida, la cual, sin embargo, esta orientada en contra de la direccion de la corriente, por lo que se consigue una solucion de circulacion. La ventaja del procedimiento y del dispositivo se basa en su sencillez. Como medio hidrodinamico pre- tratado de forma hidrodinamica en el sentido de la invencion se utilizaron y ensayaron de forma ventajosa agua destilada y mineralizada, aceite de colza vegetal, alcohol, petroleo, alcohol sintetico asf como gas propano-butano. En estos medios han aparecido alteraciones ffsicas que se han distinguido por el aumento de la temperatura.
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Durante un paso multiple del medio pre-tratado de forma hidrodinamica a traves del dispositivo de acuerdo con la invencion se observo, con aproximadamente 4000 l de agua, un aumento de la temperatura del agua desde la temperature ambiente hasta 83°C. En este ensayo se observo que las incrustaciones presentes en las paredes del recipiente de agua se redujeron considerablemente, con lo cual este procedimiento es tambien ventajosamente aplicable a la econoirffa termica y la hidroeconoirffa. Las nuevas y modificadas propiedades del medio, en especial del agua, se pueden utilizar tambien para la limpieza de las superficies en las lavandenas y para la produccion de bebidas en la industria alimentaria. Tambien es posible modificar las caractensticas de oxidacion y reduccion del agua y del gas. Estas modificaciones son proporcionales al numero de pasajes a traves del dispositivo.
Mediante el tratamiento de acuerdo con la invencion del medio se puede reducir la agresividad del agua de una manera sencilla. Para ello, el agua se enriquece suficientemente con iones positivos y negativos de los elementos, lo cual conduce a la reduccion de la corrosion de la tubena o bien de los instrumentos de medicion. Con este tratamiento se puede prevenir en algunos casos un tratamiento qmmico del agua. El efecto es no contaminante. La eficiencia del tratamiento termico es muy alta, puede alcanzarse una temperatura del medio de hasta 97°C. A traves de un dimensionamiento optimo de los espacios interiores del cuerpo asf como de su disposicion sucesiva y yuxtapuesta es posible aumentar la eficiencia del procedimiento y del dispositivo de forma sencilla para el tratamiento termico ffsico de medios ffquidos.
La invencion se explica mas detalladamente con ayuda de ejemplos de realizacion y de los dibujos adjuntos. Muestran:
Fig. 1 un plano horizontal simplificado de un dispositivo para la realizacion del procedimiento segun la presente invencion para el tratamiento termico ffsico de medios ffquidos con una entrada y una salida perpendicular al eje del dispositivo,
Fig. 2 un dispositivo con un electrodo negativo integrado,
Fig. 3 un corte A-A de la Fig. 2 con una entrada y salida tangenciales y
Fig. 4 una realizacion alternativa de un electrodo positivo con un electrodo que se estrecha.
El dispositivo para la realizacion del procedimiento de acuerdo con la presente invencion consta de un cuerpo 1 esencialmente cilrndrico, preferiblemente de un material aislante, por ejemplo, polietileno, polipropileno, material ceramico silicatico o vidrio, en cuyo eje o bien en su cercarna esta dispuesto un electrodo 2 positivo. El electrodo 2 se compone de un material de potencial electroqmmico positivo, por ejemplo cobre, carbono y similares. En una realizacion alternativa, este electrodo 2 positivo esta separado total o solo parcialmente del medio 9 pre-tratado de forma hidrodinamica por medio de una capa aislante 23 de vidrio o Teflon. A lo largo de una parte o a lo largo de toda la longitud del electrodo 2 positivo esta dispuesto en el penmetro un electrodo 3 negativo formado de aluminio, acero inoxidable y similares, con potencial electroqmmico negativo. El cuerpo 1 presenta un primer orificio de entrada-salida 4, asf como un segundo orificio de entrada-salida 5. Estos dos orificios 4, 5 pueden estar ordenados perpendicularmente, paralelos a su eje con referencia al cuerpo 1, pero preferiblemente estan dispuestos de forma excentricamente tangencial, estando dispuesto el segundo orificio de entrada-salida 5 en contra de la circulacion del medio 9 pre-tratado de forma hidrodinamica que fluye a traves del primer orificio de entrada-salida 4. Por consiguiente, en el cuerpo 1 se produce un flujo natural del medio 9 pre-tratado de forma hidrodinamica. Se pueden lograr variaciones de circulacion cuando se modifica la estructura de la superficie del electrodo 2 positivo y del electrodo 3 negativo, eventualmente cuando se cambia su forma y se dimensiona correspondientemente el cuerpo 1. En el primer orificio de entrada-salida 4 y en el segundo orificio de entrada-salida 5 esta dispuesto un primer electrodo de entrada-salida 31, o bien un segundo electrodo de entrada-salida 32. La designacion para estos electrodos se deriva del contacto con el medio 9 pre-tratado de forma hidrodinamica en el cuerpo 1 y no, por ejemplo, de si estan dispuestos en el primer y segundo orificio de entrada-salida 4 y 5. Estos dos electrodos tambien pueden estar dispuestos en una tubena hidraulica por fuera del cuerpo 1 o pueden ser reemplazados por una parte de la tubena hidraulica que esta hecha de un material con un potencial electroqmmico negativo.
Un electrodo de mando 6 se encuentra en el cuerpo 1, eventualmente por fuera del cuerpo con potenciales electroqmmicos, y a este se le suministra la senal electromagnetica RC AC. Para el ejemplo de realizacion concreto se ensayo una frecuencia en el intervalo de 150 a 400 Hz, principalmente 300 Hz, con un rendimiento de 0,5 W.
En el caso de utilizar varios cuerpos 1, estos pueden estar dispuestos en serie o paralelos uno al otro, a saber, con diferentes tamanos de volumen y diferentes parametros, por ejemplo de frecuencia, de campo electromagnetico cambiante, de velocidad de circulacion y variaciones de la direccion de circulacion, o tambien de la distribucion de circulacion. En una realizacion alternativa, el electrodo 2 positivo muestra al menos en un extremo un electrodo 22 que se estrecha, que se encuentra en una envoltura de vidrio, que forma una capa aislante 21 y que se introduce en el material con potencial electroqmmico positivo, preferiblemente carbono, como una fuente para iones y/o coloides, y que, ademas, esta separado del material con potencial electroqmmico positivo a traves de una capa aislante 23. Un electrodo 2 positivo de este tipo esta dispuesto cerca del material del electrodo 3 negativo. Esta solucion es necesaria en caso de agua agresiva, mediante la cual se forma una corrosion elevada de los instrumentos metalicos de medicion y control y tambien de las tubenas. En este caso concreto el electrodo 22 que se estrecha esta formado
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por el mismo material que los instmmentos de medicion y control con la mayor corrosion. En el caso de un tratamiento bacteriano, el material del electrodo 22 que se estrecha esta formado por material antiseptico, por ejemplo cobre, plata o zinc, y similares. A traves de un paso sencillo o multiple del medio 9 pre-tratado de forma hidrodinamica a traves del cuerpo 1 con potencial electroqmmico y frecuencia electromagnetica se producen variaciones ffsicas, eventualmente qmmicas, y variaciones energeticas. Es ventajoso que el cuerpo 1 este dispuesto de forma vertical y que en su parte superior este dispuesto un circuito de gas 7 susceptible de ser cerrado y en su parte inferior un circuito de lodo 8 susceptible de ser cerrado.
El medio pre-tratado de forma hidrodinamica es principalmente agua mineralizada, agua destilada, agua industrial o bien agua residual, un ffquido polar o no polar o un gas. Los electrodos 2, 3, 31 y 32 positivos y negativos de la realizacion alternativa estan formados por minerales, silicatos o equivalentes artificiales o bien sinteticos. En una realizacion adicional de la invencion el cuerpo 1 esta dispuesto en un circuito hidraulico cerrado, en el que se encuentran, por ejemplo, un caudalometro, un termometro, un aparato medidor de la viscosidad y otros instrumentos, con los que se pueden medir las variaciones ffsicas o qmmicas. Esta realizacion es adecuada como puesto de medida. Es ventajoso que los electrodos 2, 3, 31 y 32 positivos y negativos presenten una superficie rugosa que, por ejemplo a traves de una perforacion, provoca un proceso perforacion o bien una conformacion o un plisado.
Una realizacion ventajosa de la invencion preve que el cuerpo 1 esencialmente cilmdrico tenga una longitud de 510 mm y se componga de polipropileno (PPR). El diametro exterior del cuerpo 1 asciende a aproximadamente 63 mm, mientras que su diametro interior es de aproximadamente 42 mm. El eje del orificio de entrada-salida discurre en angulo recto con respecto al eje del cuerpo 1. En el eje del cuerpo 1 o bien alrededor de este estan dispuestos los electrodos 2 positivos, asf como los electrodos de mando 6 de vidrio cuarzoso con un diametro de aproximadamente 12 mm. En el electrodo 6 hay carbono en forma pulverulenta que, p. ej., esta aislado y aglomerado mediante epoxido. En el electrodo de mando 6 se encuentra un conductor de cobre electrico, en forma de espiral, cuyo diametro oscila entre 0,1 y 3 mm y cuya longitud oscila entre 200 y 2000 mm. El conductor esta conectado a una senal de frecuencia RC AC de 150 a 450 MHz, principalmente 300 MHz. Por lo general, se consideran intervalos de frecuencia de 30 MHz a 5 GHz con una potencia de 0,1 a 3 W. El electrodo positivo tambien podna estar formado por una varilla de cobre con un revestimiento de Teflon. El revestimiento de vidrio o la capa de Teflon no tienen que estar distribuidas por toda la superficie del electrodo 2 positivo.
Es conveniente que el electrodo positivo no este en contacto con el medio 9. Los electrodos negativos estan compuestos de aluminio, principalmente con una pieza de chapa curvada que esta en contacto con el medio 9. Sin embargo, podna estar igualmente recubierta con Teflon. Los electrodos con revestimientos aislantes se utilizan en el regimen de polarizacion, mientras que los electrodos sin aislamiento se utilizan en el regimen de ionizacion del dispositivo. La potencia de las bombas de circulacion utilizadas puede oscilar entre 20 W y 3.000 W. Para el calentamiento de agua destilada desde la temperatura ambiente a 50°C se hicieron circular 1,5 a 2,5 m3/h a una velocidad de 50-79 m/s. Una optimizacion o un incremento del rendimiento de la instalacion se pueden lograr a traves del aumento de los potenciales electromagneticos entre los electrodos y/o a traves del incremento del rendimiento de las senales rA AC. Se pueden conseguir muy buenos resultados con un cuerpo 1 con disposiciones excentricas tangenciales de los orificios de entrada-salida con diametros de 12, 18 y 36 mm. Con ello se logra una descomposicion del torbellino de corriente por medio de la modificacion de la orientacion de la corriente. En este caso, la velocidad del medio asciende a 0,5 hasta 150 m/s. En el funcionamiento de ionizacion de la instalacion, la densidad interior del Cu, Al, etc. asciende aproximadamente a 0 hasta 1 g/m3.
Las posibilidades de aplicacion de la invencion vienen dadas por el tamano de las variaciones de las propiedades ffsicas de ffquidos y gases que pasan a traves del dispositivo. Las variaciones son proporcionales al numero de entradas de los pasajes a traves de los potenciales electroqmmicos, eventualmente del empleo del electrodo de mando. La aplicacion se puede emplear en la industria del enriquecimiento de agua potable y agua para uso industrial, en agua industrial y aguas residuales, en la construccion, en la crenoterapia y estaciones hidrotermales, en instalaciones de limpieza y lavandenas, en la industria alimentaria, en la produccion de alcohol, en la industria cervecera, en la sanidad, en la dermatologfa, en la manufactura de ceramica y en la generacion de calor, en la industria termica, en instalaciones depuradoras, en la industria energetica, en fuentes de agua, en piscinas, tambien en tratamientos de la industria petrolera y en la industria automoviffstica y en industrias semejantes.
Debido a una cristalizacion elevada de los carbonatos es ventajoso en el curso del calentamiento del medio minimizar la oxidacion. Esto se puede conseguir, cuando el medio tratado abandona el dispositivo y entra en contacto con un electrodo negativo, en especial de Al. Esto es importante, p. ej., en el tratamiento de aguas corrosivas en pozos. En multiples ciclos del medio a traves de los dispositivos se producen efectos luminosos en el medio que pueden ser utilizados para fines especiales, p. ej., en fabricas.
Claims (11)
- 51015202530354045REIVINDICACIONES1. Dispositivo para el tratamiento termico f^sico de medios l^quidos, interviniendo de forma polar y/o ionica en un medio (9) pre-tratado de forma hidrodinamica a traves de un sistema de potenciales electroqmmicos, asf como senales electroqmmicas RC AC, que comprendenun cuerpo (1) preferiblemente de material aislante en cuyo eje o bien en su cercama dispone de un electrodo (2) positivo formado por un material con potencial electroqmmico positivo y esta separado del medio (9) a traves de una capa (21), mientras que en el penmetro esta dispuesto un electrodo (3) negativo de potencial electroqmmico negativo, en donde el cuerpo (1) presenta un primer orificio de entrada-salida (4) asf como un segundo orificio de entrada-salida (5), en cuya zona de trabajo estan dispuestos un primer electrodo (31) negativo de entrada-salida o bien un segundo electrodo (32) de entrada-salida.
- 2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado porun electrodo de mando (6) al cual se aporta la senal electromagnetica RC AC.
- 3. Dispositivo segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por queel electrodo (2) positivo esta formado por un material con potencial electroqmmico positivo, principalmente de Cu, C y similares, y por que los electrodos negativos (3, 31 y 32) estan hechos de un material con potencial electroqmmico negativo, preferiblemente de acero inoxidable, Fe, Al y similares.
- 4. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por quelos iones y/o coloides del electrodo (2) positivo tienen su origen en forma de un electrodo (22) que se estrecha, que interviene en el material electroqmmico del electrodo (2) positivo que esta separado del medio (9) pre-tratado de forma hidrodinamica por medio de una capa aislante (23) y por queel electrodo (2) positivo tiene una capa aislante (21).
- 5. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por quelos electrodos, los cuales forman los potenciales electroqmmicos, estan formados por minerales naturales y/o artificiales.
- 6. Procedimiento para el tratamiento termico ffsico de medios lfquidos por medio de un dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que se interviene de forma polar y/o ionica en un medio (9) pre-tratado de forma hidrodinamica a traves de un sistema de potenciales electroqmmicos, asf como senales electroqmmicas RC AC, estando previsto un flujo sencillo o multiple del medio (9) a traves del sistema de potenciales electroqmmicos y senales electromagneticas RC AC.
- 7. Procedimiento segun la reivindicacion 7, caracterizado por queel medio (9) pre-tratado de forma hidrodinamica se expone a los potenciales electroqmmicos negativos en la entrada y/o salida del sistema.
- 8. Procedimiento segun la reivindicacion 7 u 8, caracterizado por queel medio (9) pre-tratado de forma hidrodinamica es conducido reiteradamente por un cuerpo (1) con potenciales electroqmmicos y senales electromagneticas RC AC.
- 9. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado por quetanto el tamano como la disposicion de los potenciales electroqmmicos y de la senal electromagnetica RC AC son modificables y por que en el circuito hidrodinamico del medio (9) pueden estar dispuestos instrumentos de medicion para la medicion continua de parametros ffsicos y/o qmmicos del medio tales como temperatura, presion, conductividad, viscosidad, valor de pH, reacciones de oxidacion y reduccion.
- 10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado por queel medio (9) pre-tratado de forma hidrodinamica esta enriquecido en iones negativos y/o positivos de los elementos Ag, Au, Cu, Al, Fe y tambien en otros elementos, que son necesarios para conseguir las modificaciones deseadas, por ejemplo las modificaciones bacterianas.
- 11. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado por queel medio (9) pre-tratado de forma hidrodinamica actua tambien por fuera del cuerpo (1) a traves de un electrodo de mando (6) electromagnetico.
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