ES2234859T3 - Dispositivo generador de niebla. - Google Patents
Dispositivo generador de niebla.Info
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Abstract
Un dispositivo generador de niebla que comprende un recipiente (1) con una mezcla que contiene alcohol (4) para generar la niebla y medios (5) para impulsar la mezcla de alcohol desde el recipiente (1) a un intercambiador de calor (2) para evaporar dicha mezcla de alcohol (4), estando el intercambiador de calor (2) conectado a un orificio de salida (6) para expulsar la niebla (7) bajo presión, comprendiendo los medios para impulsar la mezcla de alcohol (5) una cantidad de gas propulsor, caracterizado por el hecho de que el gas propulsor se selecciona del grupo de hidrocarburos parcialmente halogenados y está presente en una presión cercana a su presión de vapor, estando el gas propulsor por lo menos parcialmente disuelto en por lo menos un componente de la mezcla de alcohol líquido (4), de manera que el gas propulsor disuelto en la mezcla de alcohol líquido (4) está en equilibrio con el gas propulsor en la fase gaseosa sobre la mezcla de alcohol líquido (4).
Description
Dispositivo generador de niebla.
El presente invento hace referencia a un
dispositivo para generar niebla, tal como se describe en el
preámbulo de la primera reivindicación.
Los dispositivo generadores de niebla encuentran
gran interés en el campo de los aparatos de alarma. En la patente
EP-A-0.730.771 se describe un
dispositivo generador de niebla que, una vez activado por un aparato
de alarma, expele casi instantáneamente un volumen de un vapor
apenas transparente. El vapor expulsado reduce a un mínimo la
visibilidad en la proximidad del dispositivo y complica el sentido
de orientación de las personas no autorizadas que intentan tener
acceso a la habitación en que se ha expulsado la niebla. Esto tiene
especial interés en caso de tiendas y almacenes donde a menudo se
retiran cantidades notables de géneros por hurtos.
El dispositivo descrito en la patente
EP-A-0.730.771 comprende un primer
recipiente en que se guarda una mezcla generadora de niebla de
glicol propileno y glicol trietileno con una cantidad de agua y un
producto propulsor. La mezcla se guarda a alta temperatura, por
debajo del punto de ebullición de la mezcla de alcohol, pero por
encima del punto de ebullición del agua. Como consecuencia de ello
el agua se evapora, por lo menos parcialmente, asegurando así una
sobrepresión en el primer recipiente. El primer recipiente está
conectado a un intercambiador de calor, mientras el último está
equipado con un intercambiador de calor para calentar y vaporizar la
mezcla de alcohol a fin de generar la niebla. El intercambiador de
calor se mantiene a una segunda temperatura superior a la primera
temperatura, lo bastante elevada para vaporizar la mezcla de
alcohol. La conexión entre el primer recipiente y los
intercambiadores de calor está asegurada por medio de una válvula,
que en circunstancias normales está cerrada, pero que se abre cuando
se activa el aparato de alarma. Una vez activada por el aparato de
alarma, se abre la válvula situada entre el primer recipiente y el
intercambiador de calor. Dada la sobrepresión existente en el primer
recipiente la mezcla de alcohol es forzada a pasar del primero al
intercambiador de calor una vez abierta la válvula. En el
intercambiador de calor la mezcla se calienta más, evaporándose y
finalmente siendo expulsada por la salida a fin de generar la
niebla.
No obstante, dado que la mezcla de glicol y agua
caliente es corrosiva, las piezas por las que se desplaza dicha
mezcla deben construirse con caros materiales no sensibles a la
corrosión. Por tanto, existe la necesidad de un dispositivo que esté
menos sujeto a la corrosión.
A través de la patente
GB-A-1.039.729 se conoce un
generador de humo para generar humo destinado a comprobar sistemas
de ventilación, túneles de viento, para visualizar el flujo de aire,
etc. El generador de vapor de la patente
GB-A-1.039.729 comprende un
recipiente con dióxido de carbono líquido. Una vez abierto el
recipiente, una cantidad predeterminada de dióxido de carbono
líquido pasa a un manómetro y luego a través de una válvula
reductora de presión hacia un recipiente que contiene aceite.
Simultáneamente, forzando el aceite a pasar desde el recipiente a
través de un tubo de extracción, el gas dióxido de carbono pasa en
una corriente continua de pequeñas burbujas, que se mezcla con el
aceite para formar una espuma. Desde el recipiente de aceite, el
aceite es forzado a pasar a través de un intercambiador de calor y
luego a una válvula que, al ser accionada, expulsa un denso humo
blanco durante un periodo de dos minutos, aproximadamente. Se
prefiere el dióxido de carbono, puesto que proporciona un denso humo
blanco.
La patente WO-9219344A describe
un aparato para generar un humo o una niebla que tiene una cámara
calefactora para calentar el fluido generador de humo. El fluido
generador de humo (un fluido de glicol "basado en agua") es
impulsado desde un recipiente, en que se guarda un fluido generador
de humo, hasta la cámara calefactora. La cámara calefactora
comprende un conducto tubular de paso de fluido con una entrada para
el líquido generador de humo a calentar y una salida para el fluido
calentado. Antes de que el fluido generador de humo entre en la
máquina generadora de humo, se pone en marcha el calefactor a fin de
precalentar el conducto tubular de fluido. La salida del conducto
tubular de fluido está unida a una cámara de expansión, teniendo una
salida en forma de tubo. Al funcionar, el fluido generador de humo
es desplazado desde el recipiente hasta y a través del conducto
tubular de fluido, donde el fluido es calentado y se vaporiza para
formar humo, humo que luego penetra dentro de la cámara de
expansión. En la cámara de expansión, cualquier exceso de fluido en
el humo generado es recogido y se retiene hasta que entra en
ebullición. En el dispositivo de D1, el fluido generador de humo es
impulsado desde el recipiente a la cámara calefactora por medio de
una bomba. Sin embargo, la bomba pueda ser sustituida por un
recipiente de aerosol que impulse el fluido generador de vapor desde
el recipiente hasta y a través del conducto tubular de fluido.
La patente
DE-3.022.851-A, que forma una base
para el preámbulo a la parte característica de la reivindicación 1,
describe un generador de humo que comprende un recipiente de
almacenamiento para guardar una mezcla líquida generadora de humo,
por ejemplo una mezcla de glicerol y aceite de parafina junto con un
gas propulsor, por ejemplo CO_{2}, a una presión de
5-10 bar. El recipiente está conectado a un
intercambiador de calor para calentar y vaporizar la mezcla
generadora de niebla a fin de generar el humo. La conexión entre el
intercambiador de calor y el recipiente está garantizada por un tubo
con una válvula magnética. Corriente abajo de la válvula magnética,
existe una válvula mezcladora para mezclar la mezcla de alcohol con
el CO_{2} antes de que entre en el intercambiador de calor.
Después de abrir la válvula magnética, el fluido generador de vapor
es impulsado desde el recipiente de almacenamiento a través del tubo
hasta el intercambiador de calor, en que el fluido es calentado y
evaporado para generar el vapor. El intercambiador de calor está
conectado a una salida para expulsar el humo a presión.
La patente GB-2.328.874 describe
un generador de humo para producir una niebla de baja densidad. La
máquina generadora de humo comprende medios de suministro de fluido
incluyendo un recipiente para guardar el fluido generador de humo,
generalmente formado por el 20% de agua y el 80% de glicerina, junto
con un propulsor para impulsar el fluido generador de humo hacia y a
través de un conducto calentado. El conducto calentado comprende una
entrada para el fluido generador de humo a calentar y una salida,
desde la cual el vapor es forzado a presión por el fluido que se
expande en el conducto calentado. Entre los medios de suministro de
fluido y el conducto calentado, existe una válvula de una vía para
garantizar que el fluido generador de humo, que se expande como
vapor en el conducto calentado, sea expulsado a través de la salida
como humo, sin necesitar la presencia de una bomba o presión de
entrada.
La patente
US-A-3.802.624 describe un método
para dispersar neblinas y nubes naturales mediante el rociado con
alcoholes polifuncionales dentro de la niebla o nubes de una forma
finamente dispersada. En la patente
US-A-3.802.624 se describe que estos
alcoholes polifuncionales tienen ciertamente excelentes propiedades
que les permiten reducir o eliminar la densidad de nubes y,
especialmente, la densidad de la niebla. Por ejemplo, pueden
dispersarse nubes cúmulos rociando, sobre la base de dichas nubes,
glicol dietileno mediante una tobera apropiada de manera que se
formen pequeñas gotas de un diámetro de 50-100
\mu. Los gases presurizados, tales como los hidrocarburos
fluorizados, pueden utilizarse como propulsores para los alcoholes
polifuncionales.
Uno de los objetos de este invento es
proporcionar un dispositivo nebulizador, que esté menos sujeto a la
corrosión.
Un dispositivo nebulizador, que resulta menos
sensible a la corrosión, puede obtenerse con las particularidades
que figuran en la parte característica de la primera
reivindicación.
En el dispositivo de este invento, los medios
para impulsar la mezcla de alcohol desde el recipiente en que se
guarda hasta el intercambiador de calor, comprenden una cantidad de
un gas propulsor, por lo menos parte del cual está disuelto en la
mezcla de alcohol generadora de niebla. El gas propulsor se
selecciona del grupo de hidrocarburos parcialmente halogenados,
preferiblemente del grupo de hidrocarburos parcialmente flourizados.
La cantidad de gas propulsor se elige de modo que la presión del
recipiente de alcohol y propulsor se acerque a la presión de vapor
del gas propulsor. La composición de la mezcla de alcohol generador
de niebla se escoge de modo que contenga como mínimo un componente
capaz de disolver, por lo menos parcialmente, el gas propulsor, Por
tanto, el recipiente contiene la mezcla de alcohol líquido con el
gas propulsor disuelto, encontrándose este último en equilibrio con
el gas propulsor en la fase gaseosa sobre el nivel líquido.
El empleo de un gas propulsor para impulsar la
mezcla generadora de niebla del recipiente en que se almacena hasta
el intercambiador de calor tiene la ventaja de que pueden
minimizarse los problemas de corrosión. A las temperaturas que
permanecen en el intercambiador de calor los compuestos de glicol se
oxidan, descomponen y presentan problemas de corrosión. El inventor
ha observado que una vez ha sido generada y expulsada toda la
niebla, cerrándose de nuevo el recipiente con la mezcla generadora
de niebla, aún queda cierta mezcla del alcohol que genera la niebla
en la conexión entre el recipiente y el intercambiador de calor, así
como en el propio intercambiador de calor. Ahora, el inventor ha
descubierto que utilizando un gas propulsor como medio impulsor, el
intercambiador de calor queda libre de mezcla de alcohol restante,
lo cual se explica del siguiente modo. Una vez expulsada la niebla,
la presión dentro del intercambiador de calor cae a un valor próximo
a la presión atmosférica. A presión atmosférica, el gas propulsor
disuelto en la mezcla de alcohol se expande y escape, forzando el
paso de cualquier mezcla generadora de niebla existente en el
intercambiador de calor hacia la salida de dicho intercambiador de
calor. Dado que el intercambiador de calor está libre de mezcla de
alcohol restante, se minimiza el riesgo de corrosión.
El uso de gas propulsor como medio para impulsar
la mezcla de alcohol generadora de niebla tiene la ventaja de que
puede obtenerse una mejor expansión de la mezcla generadora de
niebla y una niebla de mayor duración, con una menor tendencia a
elevarse. Sin esperar quedar limitado a esto, el inventor cree que
este efecto puede atribuirse a tres fenómenos que se expondrán uno
tras otro.
En primer lugar, todos los hidrocarburos
parcialmente halogenados tiene una elevada presión de vapor a
temperatura ambiente, generalmente por encima de 8 ó 10 bar. Después
de abrir el recipiente con la mezcla generadora de niebla, el gas
propulsor produce un alto coeficiente de expansión. La expansión de
la mezcla de alcohol, cuando es expulsada por la salida del
intercambiador de calor, parece ser más intensa que la obtenida con
el dispositivo de técnica anterior, y comporta una mejor dispersión
de la mezcla de alcohol caliente a una niebla con gotitas de un
tamaño medio más pequeño. El tamaño medio más pequeño de las gotitas
otorga a la niebla unas propiedades que se acercan a las propiedades
de un aerosol, con partículas que tienen una mejor tendencia a
flotar y una menor tendencia a la condensación.
En segundo lugar, se ha descubierto que la nube
de niebla adquiere una temperatura no muy alejada de la temperatura
ambiente. Esto puede explicarse de la manera siguiente. La
evaporación de la mezcla de alcohol mientras sale a través del
intercambiador de calor comporta un aumento de la presión y un
sobrecalentamiento del gas propulsor. Como consecuencia de ello, el
gas propulsor disuelto en la mezcla de alcohol así como la parte
presente en la fase gaseosa muestra una intensa expansión y puede
decirse que es como si explotase al ser expulsado por la salida del
intercambiador de calor. La energía necesaria para esta explosión
del propulsor es obtenida de la niebla de alcohol, que a su vez se
enfría. El resultado es una nube de niebla con una temperatura
próxima a la temperatura ambiente, con una limitada tendencia a
moverse hacia al techo. Cuanto mejor es la expansión del gas
propulsor, mejor refrigeración puede conseguirse, mejores serán las
propiedades de aerosol, así como la calidad y la duración de la
niebla.
En tercer lugar, la niebla que puede obtenerse
con el dispositivo de este invento tiene un menor contenido de agua
que la niebla de la técnica anterior, con una reducida tendencia a
condenar y un mayor retraso de la condensación. En el dispositivo de
la técnica anterior se requiere la presencia del agua en la mezcla
generadora de niebla para ampliar el efecto de rotura de la mezcla
generadora de niebla en pequeñas gotas cuando se expulsa la niebla.
En el presente dispositivo el gas propulsor produce este efecto, de
modo que puede evitarse ampliamente el uso de agua para
ello.
ello.
Además, el inventor ha observado que la nube de
niebla adopta y se mantiene en la posición adecuada, aproximadamente
entre el suelo y los 2 ó 3 metros por encima del mismo. Esta es la
posición apropiada cercana aproximadamente a algo más que la altura
de un ladrón.
En el dispositivo de este invento, la relación de
volumen de la cantidad de propulsor con respecto a la cantidad de
alcohol es preferiblemente del 2 al 30%, y más preferiblemente del
orden del 10 al 25%. La variación de la cantidad de propulsor
permite controlar la temperatura de la nube de niebla y adaptar su
temperatura a la temperatura del entorno a fin de mejorar la calidad
y duración de la nube de niebla. Por debajo del 2% no son
satisfactorias ni la rotura ni la dispersión, mientras que por
encima del 30% la densidad de la niebla resulta insuficiente.
Es preferible tener un recipiente con mezcla
generadora de niebla y el gas propulsor montado en una caja que esté
conectada de manera desmontable al intercambiador de calor. El
empleo de una unidad desmontable permite volver a usar el
dispositivo generador de niebla una vez puesto en servicio y mejora
la seguridad del dispositivo. Con el dispositivo anterior, la mezcla
de alcohol generadora de niebla se guardaba en el recipiente a
temperatura elevada. Antes de rellenarlo había que tener el cuidado
de enfriar primero el recipiente suficientemente antes de añadir
nuevo alcohol o antes de sacarlo y sustituirlo por otro nuevo. Con
el presente invento, la mezcla de alcohol generadora de niebla puede
guardarse a temperatura ambiente, resultando superfluas las
precauciones que requería el conocido dispositivo.
El invento se explica con más detalle en la
figura adjunta y en la descripción de la misma.
La figura 1 muestra una sección transversal de
una forma de realización preferida de la disposición de este
invento.
Tal como puede verse en la figura 1, el
dispositivo de este invento comprende un recipiente 1 conectado a un
intercambiador de calor 2 a través de un tubo 3. Preferiblemente, el
recipiente 1 está montado en una caja, que está conectada de manera
desmontable al intercambiador de calor 2, a través de un
acoplamiento 9. El intercambiador de calor 9 está previsto para
vaporizar la mezcla generadora de niebla 4 contenida en el
recipiente 1. El intercambiador de calor 2 da acceso a un orificio
de salida 6 del cual puede expulsarse la niebla 7 al entorno.
El recipiente 1 está cerrado por medio de una
válvula 8. La válvula 8 está dispuesta para ser abierta una vez
hecha la actuación, para dejar que pase la mezcla generadora de
niebla 4 desde el recipiente 1 al intercambiador de calor 2. A tal
objeto, la válvula 8 puede estar acoplada, por ejemplo, a un aparato
de alarma y abrirse después de accionado el aparato de alarma. La
válvula 8 está preparada para ser cerrada al cabo de un periodo de
tiempo predeterminado, preferiblemente una vez un volumen
predeterminado de mezcla generadora de niebla ha salido del
recipiente 1 y se ha generado un volumen predeterminado de niebla.
Un temporizador conectado a la válvula 8 puede efectuar, por
ejemplo, el cierre de la válvula 8 después de transcurrido un
periodo de tiempo predeterminado. Esto permite volver a usar el
dispositivo sin tener que llenar necesariamente cada vez la mezcla
generadora de niebla. La cantidad de niebla desprendida vendrá
determinada por el tiempo de abertura de la válvula 8, la
resistencia total de las válvulas y los tubos y por la presión del
propulsor.
Para forzar el paso de la mezcla generadora de
niebla 4 desde el recipiente 1 al intercambiador de calor, cuando se
abre, el recipiente 1 contiene medios impulsores 5 para impulsar la
mezcla generadora de niebla 4. Los medios impulsores 5 comprenden
una cantidad de un gas propulsor, como mínimo parte del cual está
disuelto en por lo menos un componente de la mezcla de alcohol
responsable de la generación de niebla. La presión del gas propulsor
se ajusta a un valor que puede ser algo inferior, pero
preferiblemente próximo, a la presión del vapor del gas propulsor.
Con esta presión de vapor puede obtenerse una óptima expansión y
rotura de evaporación de la mezcla generadora de niebla.
La generación de niebla se optimiza seleccionando
la naturaleza del gas propulsor de manera que por lo menos parte del
mismo sea soluble en como mínimo un componente de la mezcla
generadora de niebla y optimizando la cantidad de propulsor en la
mezcla generadora de niebla. Los gases propulsores adecuados para
utilizar en este invento incluyen el grupo de los parcialmente
halogenados, preferiblemente de hidrocarburos parcialmente
fluorizados, dado que tienen una presión de vapor relativamente alta
a temperatura ambiente, es decir, una presión de vapor por encima de
4, preferentemente de 8, y más preferiblemente de 10 bar. Por debajo
de 4 bar el coeficiente de expansión del propulsor resulta bajo,
mientras que por encima de 10 bar se ha encontrado una generación de
niebla óptima.
La cantidad de gas propulsor presente en el
recipiente 1 puede variar dentro de amplios márgenes. Sin embargo,
generalmente hay que tener cuidado para disolver tanto gas propulsor
como sea posible en la mezcla de alcohol y tener gas propulsor
disuelto en equilibrio con el propulsor en la fase gaseosa.
Los gases propulsores preferidos con los
denominados gases de hidrocarburo parcialmente fluorizados HFC, o
mezclas que contenga uno o más gases HFC. Los gases HFC preferidos
incluyen difluorometano, trifluoroetano,
CH3-CF3,1,1,1,2-tetraflouroetano,
pentafluoroetano CHF2-CF3,
1,1,1,2,3,3,3-heptaflouropropano y mezclas de dos o
más de dichos compuestos. Estas mezclas suelen encontrarse en el
mercado como por ejemplo R125, o las de Solvay como las denominadas
Solkanes®, por ejemplo, Solkane 410A, Solkane 507, etc.
Como mezcla generadora de niebla 4, pueden usarse
las mezclas generalmente conocidas por el especialista. La mezcla
generadora de niebla adecuada para usar con el dispositivo de este
invento suele contener agua, por lo menos un alcohol y como mínimo
un glicol. De desearse, pueden usarse mezclas de dos o más
alcoholes, y mezclas de dos o más glicoles. Sin embargo, para
optimizar la calidad de la niebla, la mezcla generadora de niebla
contiene preferiblemente del 5 al 15% % en volumen de agua, del 7,5
al 25% en volumen de etanol, del 50 al 80% en volumen de glicol,
aproximadamente. El glicol puede ser una mezcla del 10 al 25% en
volumen de glicol trietileno, estando el resto formado por glicol
dipropileno, aun cuando pueden utilizarse otros glicoles y mezclas
de glicol. Un ejemplo de una mezcla de alcohol generadora de niebla
muy adecuada consiste en: 10% en volumen de agua, 16,5% en volumen
de etanol, 10% en volumen de glicol trietileno, 63% en volumen de
glicol dipropileno. Otro ejemplo de mezcla generadora de niebla
adecuada es 14,3% en volumen de etanol, 54,8% de glicol dipropileno,
8,8% de agua y 13,3% de HFC R-125.
El etanol se añade como disolvente para el gas
propulsor. Sin embargo, también pueden usarse otros alcoholes. Se
prefiere la presencia de glicol dipropileno sobre los glicoles más
bajos, tales como por ejemplo glicol dietileno, puesto que el
primero apenas reacciona con el agua a las temperaturas existentes
en el dispositivo, mientras que el último reacciona con agua para
producir compuestos corrosivos. Se prefiere la presencia de glicol
trietileno puesto que permite aumentar la densidad de la niebla. La
presencia de glicol dipropileno se prefiere puesto que es más fácil
la transformación de este compuesto a un aerosol, gracias a su
inferior punto de ebullición y viscosidad. La presencia de glicol
dipropileno comporta la formación de gotitas de un tamaño
relativamente menor en comparación con el glicol trietileno,
reduciendo así la transferencia de la niebla. El resultado de usar
esta mezcla es una niebla densa, apenas transparente, con una
retardada tendencia a la condensación.
Esta presencia de agua es preferible dado que
hace la mezcla inflamable. Sin embargo, se prefiere limitar la
cantidad de agua en la mezcla generadora de niebla a un valor por
debajo del 15% en volumen, preferiblemente por debajo del 10 ó 5% en
volumen al límite de descomposición del glicol cuando se calienta y
para prolongar la duración de la nube de niebla.
Si se desea, la mezcla de alcohol generadora de
niebla puede comprender compuestos adicionales. Los ejemplo
apropiados incluyen metanol, gas lacrimógeno, etc.
Es importante que cuando se desmonta el
recipiente 1, sea limitado al máximo posible el escape al entorno de
cualquier mezcla generadora de niebla que quede en el recipiente 1.
Para conseguirlo, el recipiente comprende una válvula 8, que
permanece cerrada mientras no se accione el dispositivo para generar
niebla y se cierra nuevamente cuando se abre durante un periodo de
tiempo preestablecido para permitir la generación de niebla. Esto
puede conseguirse, por ejemplo, suministrando una corriente
eléctrica hacia la válvula 8 una vez accionado el dispositivo.
Mientras no pasa corriente eléctrica hacia la válvula 8, la válvula
permanece cerrada y bloquea el recipiente 1. Tan pronto recibe
corriente eléctrica, la válvula 8 se abre para permitir un flujo
desde el recipiente 1. El tiempo que la válvula 8 permanece abierta
se controla preferiblemente mediante un temporizador, para evitar
que la mezcla generadora de niebla se consuma de una vez. Sin
embargo, puede conseguirse el mismo efecto con una serie de sistemas
mecánicos, con una válvula accionable desde el exterior del
recipiente 1.
La conexión desmontable del recipiente 1 al
intercambiador de calor 2 facilita el rellenado de la mezcla
generadora de niebla una vez consumida y mejora la seguridad del
dispositivo. Se pretende que el recipiente 1 sea sustituido en su
totalidad, para evitar el rellenado de la mezcla de alcohol como
tal. Por tanto, no es necesario vigilar que la mezcla de alcohol se
haya enfriado suficientemente antes de rellenarla, tal como sucedía
con el dispositivo de la técnica anterior.
El uso de un gas propulsor como medio para
impulsar la mezcla generadora de niebla a fin de que pase desde el
recipiente 1 a través del intercambiador de calor 2 tiene varias
ventajas.
El dispositivo de este invento ahorra energía en
comparación con el dispositivo de la técnica anterior,
principalmente por dos motivos. El dispositivo de este invento es
capaz de generar una presión lo bastante alta a partir de dos
componentes propios. El uso de un gas propulsor como medio para
impulsar la mezcla generadora de niebla hace que dicha mezcla
generadora de niebla esté obligada a dejar el recipiente con una
simple abertura de dicho recipiente 1. El gas propulsor ejerce el
papel clave de aumentar la presión cuando se abre el recipiente 1,
en el intercambiador de calor, así como fraccionar la mezcla de
alcohol líquido para formar la niebla. Así puede evitarse el uso de
vapor para ello. En segundo lugar, utilizando un gas propulsor como
medio de impulsión no es necesario almacenar la mezcla de alcohol
generadora de niebla en el primer recipiente a alta temperatura.
Al no ser necesario generar vapor, las
dimensiones del dispositivo pueden reducirse. El inventor ha
descubierto asimismo que el gas propulsor disuelto en la mezcla
generadora de niebla tiene una capacidad de fragmentación
notablemente mayor comparada con el vapor, lo que significa que
ahora puede generarse un volumen prefijado de niebla con un menor
volumen de mezcla generadora de niebla. La ventaja está vinculada a
que la cantidad de mezcla de alcohol almacenada en el recipiente
puede reducirse, tal como suceder con las dimensiones del
dispositivo, sin que ello se realice a costa de la cantidad de
niebla creada. Asimismo, ya no hay necesidad de almacenar mezcla de
alcohol generadora de niebla a alta temperatura para recortar el
tiempo de respuesta, lo cual hace que el dispositivo resulte
económicamente ventajoso.
El uso de gas propulsor como medio para impulsar
la mezcla de alcohol desde el primer recipiente 1 al intercambiador
de calor 2 permite reducir el tiempo de permanencia de la mezcla
generadora de niebla en el intercambiador de calor dado que el gas
propulsor tiene un mayor coeficiente de expansión. El menor tiempo
de residencia junto con el reducido contenido de agua permite
minimizar el riesgo de reacciones inesperadas que comporten la
descomposición de la mezcla de alcohol generadora de niebla en el
intercambiador de calor. Además, al minimizar el riesgo a la
presencia de la mezcla de alcohol restante cuando no se utiliza,
también se minimiza el riesgo de corrosión. Así pues, el
intercambiador de calor puede construirse con materiales usuales más
económicos, por ejemplo, acero común, y no es ya necesario el empleo
de acero inoxidable de alta calidad.
El uso de gas propulsor como medio para impulsar
la mezcla de alcohol desde el primer recipiente 1 al intercambiador
de calor 2 da como resultado una mejor dispersión de la mezcla
generadora de niebla al ser expulsada. El agua simultáneamente
reducida añade a esto que el tamaño de las gotitas también se reduce
al expulsar la niebla.
El uso de un gas propulsor como medio de
impulsión permite mejorar la seguridad del dispositivo. Los gases
propulsores empleados con el presente invento son inflamables,
teniendo propiedades extintoras de fuego y reducen el riesgo de
explosiones.
El inventor además ha observado que una vez ha
sido expulsada la niebla y se ha cerrado la válvula 8, todavía queda
cierta mezcla de alcohol generadora de niebla en la conexión
existente entre el recipiente y el intercambiador de calor, así como
en el propio intercambiador de calor. En el dispositivo de la
técnica anterior, esta mezcla de alcohol se descompone en el
intercambiador de calor 2 dado que todavía se encuentra a alta
temperatura. En el presente invento, este problema puede evitarse
dado que la mayor parte de la mezcla generadora de niebla que
pudiera quedar en el intercambiador de calor es forzada por el
propulsor para que deje el intercambiador de calor. Ciertamente, el
inventor se dio cuenta de que una vez la niebla ha sido expulsada,
la presión dentro del intercambiador de calor cae a un valor próximo
a la presión atmosférica. A la presión atmosférica, el gas propulsor
disuelto en la mezcla de alcohol se expande y sale, obligando a
cualquier mezcla generadora de niebla restante a pasar al
intercambiador de calor 2 entre la válvula 8 y la salida 6 hacia la
salida 6 del intercambiador de calor 2.
El funcionamiento del dispositivo de este invento
puede describirse del siguiente modo.
El recipiente 1 contiene una cantidad de una
mezcla de alcohol como la antes descrita, y una cantidad de gas
propulsor con una presión de vapor por encima de 10 bar a
temperatura ambiente. El gas propulsor encima de la fase líquida
está en equilibrio con el gas propulsor disuelto en la mezcla de
alcohol. Usualmente una capa de gas propulsor líquido reside en el
fondo del recipiente 1.
Una vez accionado por un aparato de alarma, se
abre la válvula 8 que cierra el interior del recipiente 1. Esto
comporta una expansión brusca del propulsor existente en la fase
gaseosa y la fase líquida a la vez, y un desplazamiento instantáneo
de una cantidad de toda la mezcla de alcohol 4 desde el recipiente 1
a través de la válvula 8 y la conexión 3, hacia el intercambiador de
calor 2. En el intercambiador de calor 2 primero se evaporará
principalmente el etanol, seguido por el agua y el glicol - aun que
estos fenómenos tienen lugar casi al mismo tiempo, dando lugar a la
formación de una fina niebla. Dada la alta temperatura allí
existente, aumenta la presión como consecuencia de lo cual el vapor
es expulsado a través del orificio de salida 6 a alta velocidad,
como un aerosol de pequeñas partículas de líquido. La expansión del
gas propulsor cuando deja el orificio de salida comporta un
enfriamiento del vapor de alcohol/glicol a una temperatura próxima a
la temperatura ambiente. La niebla expulsada es una niebla blanca
densa, que adopta una posición aproximadamente entre el suelo y
2-3 m de altura permaneciendo allí durante un
prolongado periodo de tiempo.
Cuando la cantidad predeterminada de la mezcla de
alcohol ha sido forzada a dejar el recipiente, el dispositivo se
limpia automáticamente, por medio del gas propulsor, de cualquier
mezcla de alcohol restante. Tan pronto la cantidad predeterminada de
alcohol ha dejado el recipiente y ha sido expulsado, se interrumpe
el calentamiento del intercambiador de calor. La presión dentro del
intercambiador de calor cae a un valor próximo a la presión
atmosférica. El gas propulsor disuelto en la mezcla de alcohol que
queda en el tubo 3 se expande y sale, obligando a cualquier mezcla
generadora de niebla restante a pasar hacia la salida 6 del
intercambiador de calor 2.
Claims (9)
1. Un dispositivo generador de niebla que
comprende un recipiente (1) con una mezcla que contiene alcohol (4)
para generar la niebla y medios (5) para impulsar la mezcla de
alcohol desde el recipiente (1) a un intercambiador de calor (2)
para evaporar dicha mezcla de alcohol (4), estando el intercambiador
de calor (2) conectado a un orificio de salida (6) para expulsar la
niebla (7) bajo presión, comprendiendo los medios para impulsar la
mezcla de alcohol (5) una cantidad de gas propulsor,
caracterizado por el hecho de que el gas propulsor se
selecciona del grupo de hidrocarburos parcialmente halogenados y
está presente en una presión cercana a su presión de vapor, estando
el gas propulsor por lo menos parcialmente disuelto en por lo menos
un componente de la mezcla de alcohol líquido (4), de manera que el
gas propulsor disuelto en la mezcla de alcohol líquido (4) está en
equilibrio con el gas propulsor en la fase gaseosa sobre la mezcla
de alcohol líquido (4).
2. Un dispositivo generador de niebla de acuerdo
con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la
relación de volumen de la cantidad de propulsor con respecto a la
cantidad de mezcla de alcohol es del orden del 2 al 30% en
volumen.
3. Un dispositivo generador de niebla de acuerdo
con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de
que el gas propulsor se selecciona del grupo de hidrocarburos
parcialmente halogenados y mezclas de uno o más hidrocarburos
parcialmente halogenados que tiene una presión de vapor a
temperatura ambiente de por lo menos 4 bar, aproximadamente, y
preferiblemente de por lo menos 10 bar, aproximadamente.
4. Un dispositivo generador de niebla de acuerdo
con la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que el
gas propulsor se selecciona del grupo de hidrocarburos parcialmente
fluorizados y mezclas de los mismos.
5. Un dispositivo generador de niebla de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado por el hecho de que el gas propulsor se
selecciona del grupo de etano o metano parcialmente fluorizado.
6. Un dispositivo generador de niebla de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado por el hecho de que el recipiente va montado en
una caja, que está conectada de manera desmontable al intercambiador
de calor.
7. Un dispositivo generador de niebla de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,
caracterizado por el hecho de que la mezcla de alcohol
comprende por lo menos un alcohol y por lo menos un glicol.
8. Un dispositivo generador de niebla de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7,
caracterizado por el hecho de que la mezcla generadora de
niebla (4) comprende aproximadamente del 5 al 15% en volumen de
agua, del 15 al 25% en volumen de etanol, del 10 al 20% en volumen
de glicol trietileno, siendo el resto glicol dipro-
pileno.
pileno.
9. Un dispositivo generador de niebla de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,
caracterizado por el hecho de que el recipiente (1) es
abierto por una válvula (8) apta para volver a cerrarse después de
un periodo de tiempo predeterminado a fin de cerrar el recipiente
(1) del entorno.
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| Publication Number | Publication Date |
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