ES2335290T3 - Metodo y dispositivo para generar niebla. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para generar niebla que comprende: un conducto (2) que define un canal (3) con una cámara de mezcla (3A, 9) y una salida (5); una boquilla de transporte (16) en comunicación fluida con dicho conducto (2), estando la boquilla de transporte (16) adaptada para introducir un fluido de transporte en la cámara de mezcla (3A, 9); una boquilla de trabajo (34) ubicada adyacente a la boquilla de transporte (16) entre la boquilla de transporte (16) y la salida (5), estando la boquilla de trabajo (34) adaptada para introducir un fluido de trabajo en la cámara de mezcla (3A, 9); en el que la boquilla de transporte (16) incluye una parte convergente-divergente en la misma de manera que en uso proporcione la generación de un flujo de alta velocidad del fluido de transporte; y caracterizado porque las boquillas de transporte y de trabajo (16, 34) circunscriben considerablemente el canal (3) de manera que en uso el fluido de trabajo se atomiza y se crea un régimen de flujo de gotitas dispersadas de gotitas con un tamaño considerablemente uniforme en la cámara de mezcla (3A, 9) mediante la introducción del flujo de fluido de transporte de la boquilla de transporte (16) al flujo de fluido de trabajo desde la boquilla de trabajo (34) y la posterior cizalladura del fluido de trabajo por el fluido de transporte.

Description

Método y dispositivo para generar niebla.

La presente invención se refiere a un método y un dispositivo para generar niebla y, en concreto, pero no exclusivamente, a un método y un dispositivo para la generación de una niebla de gotitas líquidas con aplicaciones en, pero no restringidos a, la generación de agua nebulizada para la extinción, supresión y control de incendios. Un dispositivo de este tipo y el método correspondiente son conocidos a partir de WO 01/76764. Es bien conocido en la técnica que existen tres factores concurrentes principales necesarios para mantener la combustión. Se conocen como el triángulo del fuego, es decir, combustible, calor y oxígeno. La extinción de incendios convencional y los sistemas de supresión tienen por objetivo eliminar o por lo menos minimizar por lo menos uno de estos tres factores principales. Por lo general los sistemas de supresión de incendios utilizan entre otros: agua, CO2, Halón, polvo seco o espuma. Los sistemas de agua actúan eliminado el calor del incendio, mientras que los sistemas de CO2 funcionan desplazando el oxígeno.

Otro aspecto de la combustión es conocido como reacciones en cadena de la llama. La reacción depende de los radicales libres que se crean en el proceso de combustión y son esenciales para que continúe. El Halón funciona uniéndose a los radicales libres y evitando así una mayor combustión interrumpiendo la reacción en cadena de la llama.

La principal desventaja de los sistemas de agua es que habitualmente se requiere una gran cantidad de agua para extinguir un incendio. Esto presenta un primer problema de ser capaz de almacenar un volumen de agua suficiente o de tener un rápido acceso a una reserva adecuada. Además, tales sistemas pueden también causar daños por la propia agua, bien en la zona del incendio, o incluso por la filtración de agua a habitaciones contiguas. Los sistemas de CO2 y Halón tienen la desventaja de no poder utilizarse en ambientes donde hay personas presentes ya que crea una atmósfera que hace difícil o incluso imposible la respiración de las personas. El Halón tiene la desventaja adicional de ser tóxico y de dañar el medio ambiente. Por estas razones la fabricación de Halón está siendo prohibida en la mayoría de los países.

Para superar las desventajas anteriores han surgido una serie de sistemas alternativos que utilizan líquido nebulizado. La mayoría de éstos utilizan agua como el medio de supresión, pero la presentan al fuego en forma de agua nebulizada. Un sistema de agua nebulizada supera las desventajas anteriormente mencionadas de los sistemas convencionales utilizando el agua nebulizada para reducir el calor del vapor alrededor del fuego, desplazar el oxígeno y también interrumpir la reacción en cadena de la llama. Tales sistemas utilizan una cantidad relativamente pequeña de agua y generalmente están destinados a los incendios de clase A y B, e incluso a los incendios eléctricos.

Los sistemas de agua nebulizada actuales utilizan una diversidad de métodos para generar las gotitas de agua, utilizando una gama de presiones. Una desventaja principal de muchos de estos sistemas es que requieren una presión relativamente alta para forzar el agua a través de las boquillas de inyección y/o utilizan orificios de boquilla relativamente pequeños para formar el agua nebulizada. Por lo general estas presiones son de 20 bares o mayores. Como tal, muchos sistemas utilizan un tanque a presión para proporcionar el agua a presión, limitando así el tiempo de ejecución del sistema. Tales sistemas se emplean habitualmente en áreas cerradas de volumen conocido como salas de máquinas, salas de bombas, y salas de ordenadores. Sin embargo, debido a su capacidad de almacenaje finita, tales sistemas tienen la limitación de un tiempo de ejecución corto. Bajo algunas circunstancias, como un incendio particularmente violento, o si la habitación deja de ser estanca, el sistema puede vaciarse antes de que se extinga el incendio. Otra desventaja principal de estos sistemas es que el agua nebulizada de estas boquillas no tiene un alcance particularmente largo, y como
tal las boquillas van habitualmente fijadas en su sitio por la habitación para asegurar una cobertura adecuada.

Los sistemas convencionales de agua nebulizada utilizan una boquilla de alta presión para crear la niebla de gotitas de agua. Debido al mecanismo de formación de gotitas de un sistema de este tipo, y a la alta tendencia de coalescencia de las gotitas, una limitación adicional de esta forma de generación de niebla es que crea una niebla con una amplia variedad de tamaños de gotitas de agua. Es conocido que las gotitas de agua de un tamaño de aproximadamente 40-50 \mum proporcionan la solución óptima para la supresión del incendio para una serie de escenarios de incendio. Por ejemplo, un estudio hecho por US Naval Research Laboratories descubrió que un agua nebulizada con gotitas de un tamaño inferior a que 42 \mum era más efectiva al extinguir un incendio de prueba que el Halón 1301. Un agua nebulizada que consiste en gotitas en el intervalo de tamaño aproximado de 40-50 \mum proporciona una solución óptima de tener la mayor área superficial para un volumen determinado, al tiempo que también proporciona la masa suficiente para proyectarse a una distancia suficiente y también penetrar en el calor del incendio. Los sistemas convencionales de agua nebulizada que consisten en gotitas con un tamaño de gotita inferior no tendrán suficiente masa, y por tanto momento, para proyectarse a una distancia suficiente y también penetrar en el calor de un incendio.

La mayoría de los sistemas de agua nebulizada convencionales sólo alcanzan a conseguir un bajo porcentaje de las gotitas de agua en este intervalo de tamaños clave.

Una desventaja adicional de los sistemas de agua nebulizada convencionales, que generan un agua nebulizada con una variedad de tamaños de gotitas tan amplia, es que la mayor parte de la supresión del incendio requiere una operación en la línea de visión. Aunque las gotitas más pequeñas tenderán a comportarse como un gas las gotitas más grandes en el flujo impactarán con estas gotitas más pequeñas reduciendo así su efectividad. Una niebla que se comporta más parecido a una nube de gas tiene las ventajas de alcanzar áreas fuera de la línea de visión, eliminando así todos los puntos calientes y las zonas de posible re-ignición. Una ventaja adicional de un comportamiento de nube de gas de este tipo es que las gotitas de agua tienen más tendencia a permanecer en el aire, enfriando así los gases y los productos de la combustión del incendio, más que impactar con las superficies de la habitación. Esto mejora la velocidad de enfriamiento del incendio y también reduce los daños a los objetos en los alrededores del incendio.

Según un primer aspecto de la presente invención se proporciona un dispositivo para generar una niebla según el objeto como se describe en las reivindicaciones.

Por lo general por lo menos el 60% de las gotitas en volumen tienen un tamaño dentro del 30% del tamaño medio, aunque la invención no se limita a esto. En una niebla particularmente uniforme la proporción puede ser de un 70% ó 80% o más de las gotitas en volumen que presentan un tamaño dentro del 30%, 25%, 20% o menor del tamaño medio.

Preferentemente la boquilla de trabajo y/o transporte sustancialmente circunscribe el conducto.

Preferentemente la orientación angular y la geometría interna de la boquilla de trabajo y de transporte es tal que el tamaño de las gotitas de fluido de trabajo es inferior a 50 \mum.

Preferentemente la cámara de mezcla incluye una parte convergente.

Preferentemente la cámara de mezcla incluye una parte divergente.

Preferentemente el dispositivo incluye una segunda boquilla de transporte adaptada para introducir más fluido de transporte o un segundo fluido de transporte en la cámara de mezcla.

Preferentemente la segunda boquilla de transporte se sitúa más cerca de la salida que la boquilla de trabajo, de manera que la boquilla de trabajo se encuentra entre ambas boquillas de transporte.

Preferentemente la cámara de mezcla incluye una entrada adaptada para introducir un fluido de entrada en la cámara de mezcla, siendo la entrada distal con respecto a la salida, estando las boquillas de trabajo y de transporte dispuestas entre la entrada y la salida.

Preferentemente el dispositivo incluye una boquilla complementaria dispuesta dentro de la boquilla de transporte y adaptada para introducir más fluido de transporte o un segundo fluido de transporte en la cámara de mezcla.

Preferentemente la boquilla complementaria se encuentra dispuesta axialmente en la cámara de mezcla.

Preferentemente la boquilla complementaria se extiende por delante de la boquilla de transporte.

Preferentemente la boquilla complementaria está formada con un perfil convergente-divergente para proporcionar un flujo supersónico del fluido de transporte que fluye a través de ella.

Preferentemente la boquilla de transporte está formada de manera que el fluido de transporte introducido en la cámara de mezcla a través de la boquilla de transporte tenga un patrón de flujo convergente o divergente.

Preferentemente la boquilla de transporte tiene unas superficies interior y exterior con forma sustancialmente troncocónica.

Preferentemente la boquilla de trabajo está formada de manera que el fluido de trabajo introducido en la cámara de mezcla a través de la boquilla de trabajo tenga un patrón de flujo convergente o divergente.

Preferentemente la boquilla de trabajo tiene unas superficies interior y exterior con forma sustancialmente troncocónica.

Preferentemente el dispositivo incluye adicionalmente unos medios de control adaptados para controlar uno o más tamaños de gotita, la distribución de las gotitas, el ángulo del cono de pulverización y distancia de proyección.

Preferentemente el dispositivo incluye adicionalmente unos medios de control para controlar una o más de las velocidades de flujo, la presión, la velocidad, calidad, y temperatura de los fluidos de trabajo o transporte.

Preferentemente los medios de control incluyen unos medios para controlar la orientación angular y la geometría interna de las boquillas de transporte y de trabajo.

Preferentemente los medios de control incluyen unos medios para controlar la geometría interna de por lo menos parte de la cámara de mezcla o salida para hacerla variar entre convergente y divergente.

Preferentemente la geometría interna de las boquillas de transporte tiene una relación de área, es decir entre el área de salida y el área de la garganta, en el intervalo de 1,75 a 15, con un ángulo incluido \alpha sustancialmente igual a o inferior a 6 grados para un flujo supersónico y prácticamente igual a o inferior a 12 grados para un flujo sub-sónico.

Preferentemente la boquilla de transporte está orientada en un ángulo \beta de entre 0 y 30 grados.

Preferentemente la cámara de mezcla está cerrada aguas arriba de la boquilla de transporte.

Preferentemente la salida del dispositivo cuenta con una tapa para controlar la niebla.

Preferentemente la tapa comprende una pluralidad de secciones separadas dispuestas radialmente, estando cada sección adaptada para controlar y redireccionar una parte de la descarga de la niebla que emerge de la salida.

Preferentemente el dispositivo se sitúa dentro de una tapa adicional.

Preferentemente el conducto incluye un canal.

Preferentemente por lo menos uno del canal, la boquilla o boquillas de transporte, boquilla o boquillas de trabajo y la boquilla o boquillas complementarias tiene un generador de turbulencia para inducir turbulencia del fluido que pasa por el mismo antes de que el fluido sea introducido en la cámara de mezcla.

Según un segundo aspecto de la presente invención se proporciona un método para generar niebla que comprende las etapas según se describe en las reivindicaciones.

Preferentemente el dispositivo es cualquier dispositivo según el primer aspecto de la presente invención.

Preferentemente el flujo del fluido de transporte introducido en la cámara de mezcla es anular.

Preferentemente las gotitas del fluido de trabajo tienen un tamaño inferior a 50 \mum.

Preferentemente el método incluye la etapa de introducir el fluido de transporte en la cámara de mezcla de una manera continua o discontinua o intermitente o pulsada.

Preferentemente el método incluye la etapa de introducir el fluido de transporte en la cámara de mezcla como un flujo supersónico.

Preferentemente el método incluye la etapa de introducir el fluido de trabajo en la cámara de mezcla de una manera continua o discontinua o intermitente o pulsada.

Preferentemente el método incluye la etapa de introducir el fluido de transporte en la cámara de mezcla como un flujo subsónico.

Preferentemente la niebla se controla modulando por lo menos uno de los siguientes parámetros:

\quad

la velocidad de flujo, presión, velocidad, calidad y/o temperatura del fluido de transporte;

\quad

la velocidad de flujo, presión, velocidad, calidad y/o temperatura del fluido de trabajo;

\quad

la velocidad de flujo, presión, velocidad, calidad y/o temperatura del fluido de entrada;

\quad

la orientación angular de la boquilla o boquillas de transporte y/o trabajo y/o complementarias del dispositivo;

\quad

la geometría interna de la boquilla o boquillas de transporte y/o trabajo y/o complementarias del dispositivo;

\quad

y

\quad

la geometría interna, longitud y/o sección transversal de la cámara de mezcla.

\vskip1.000000\baselineskip

Preferentemente el método incluye mezclar el fluido de transporte y de trabajo por medio de un chorro de fluido de transporte a alta velocidad que sale de la boquilla de transporte.

Preferentemente el método incluye la generación de unos choques de condensación y/o una transferencia de momento para proporcionar succión dentro del dispositivo.

Preferentemente el método incluye la inducción de turbulencias en el fluido de entrada antes de ser introducido en la cámara de mezcla.

Preferentemente el método incluye la inducción de turbulencias en el fluido de trabajo antes de ser introducido en la cámara de mezcla.

Preferentemente el método incluye la inducción de turbulencias en el fluido de transporte antes de ser introducido en la cámara de mezcla.

Preferentemente el fluido de transporte es vapor o una mezcla de aire/vapor.

Preferentemente el fluido de trabajo es agua o un líquido con base de agua.

Preferentemente la niebla se utiliza en la extinción de incendios.

Preferentemente la niebla se utiliza para la descontaminación.

Preferentemente la niebla se utiliza para la depuración de gases.

\vskip1.000000\baselineskip

A continuación se describirán las formas de realización de la presente invención, solamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

La Fig. 1 es una vista en alzado de una sección transversal de un dispositivo para generar niebla según la primera forma de realización de la presente invención;

Las Figs. 2 a 4 son diagramas esquemáticos que muestran una boquilla de transporte muy expandida, una boquilla de transporte poco expandida, y una boquilla de transporte muy expandida, respectivamente;

Las Figs. 5 a 10 muestran unas configuraciones alternativas de un canal contorneado para provocar turbulencias;

La Fig. 11 es un diagrama esquemático que muestra la interacción de un fluido de transporte y de trabajo tal como salen de la boquilla de transporte y de trabajo;

La Fig. 12 es una vista en alzado de una sección transversal de una forma de realización alternativa del dispositivo de la Fig. 1 con una cámara de mezcla divergente;

La Fig. 13 es una vista en alzado de una sección transversal de una forma de realización alternativa del dispositivo de la Fig. 12 con una boquilla de transporte adicional;

La Fig.14 es una vista en alzado de una sección transversal del dispositivo de la Fig. 1 encerrado en una carcasa;

La Fig. 15 es una vista en alzado de una sección transversal de un dispositivo para generar niebla considerablemente similar al de la Fig. 1 salvo que se ha cerrado una cámara de mezcla aguas arriba;

La Fig. 16 es una vista en alzado de una sección transversal de un dispositivo para generar niebla según una forma de realización alternativa de la presente invención;

La Fig. 17 es una vista en alzado de una sección transversal de una forma de realización alternativa del dispositivo de la Fig. 16 con una boquilla de transporte adicional;

La Fig. 18 es una vista en alzado de una sección transversal de un dispositivo para generar niebla según otra forma de realización alternativa de la presente invención;

La Fig. 19 es una vista en alzado de una sección transversal de otra forma de realización del dispositivo de la Fig. 18 con una boquilla de transporte adicional;

La Fig. 20 es una vista en alzado de una sección transversal de un dispositivo para generar niebla según todavía otra forma de realización adicional más de la presente invención; y

La Fig. 21 es una vista en alzado de una sección transversal del dispositivo de la Fig. 20 con una modificación.

En los casos en los que resulta apropiado, se han utilizado números de referencia similares básicamente para partes similares a lo largo de toda la especificación.

En referencia a la Fig. 1 se muestra un dispositivo para generar niebla, un generador de niebla 1, que comprende un conducto o alojamiento 2 que define un canal 3 que proporciona una entrada 4 para la introducción de un fluido de entrada, una salida 5, y una cámara de mezcla 3A, teniendo el canal 3 una sección transversal circular prácticamente constante.

El canal 3 puede tener una sección transversal de cualquier forma conveniente adecuada para la aplicación concreta del generador de niebla 1. La forma del canal 3 puede ser circular, rectilínea o elíptica, o tener cualquier forma intermedia, por ejemplo curvilínea.

La cámara de mezcla 3A tiene un área de sección transversal constante pero el área de la sección transversal puede variar a lo largo de la longitud de la cámara de mezcla con grados de reducción o expansión que difieren, es decir, el área de la sección transversal de la cámara de mezcla puede ahusarse a ángulos diferentes en diferentes puntos a lo largo de su longitud. La cámara de mezcla puede ahusarse desde la posición de la boquilla de transporte 16 y puede seleccionarse el grado de ahusamiento de manera que la trayectoria y la velocidad de flujo multi-fase se mantengan en su posición óptima o deseada.

La cámara de mezcla 3A es de longitud variable con el fin de proporcionar un control sobre los parámetros de formación de las gotitas de niebla, es decir, el tamaño de las gotitas, la densidad/distribución de las gotitas, la velocidad (distancia proyectada) y el ángulo del cono de pulverización. Por tanto la longitud de la cámara de mezcla se elige para proporcionar el rendimiento óptimo con respecto a la transferencia de momento y para aumentar la turbulencia. En algunas formas de realización la longitud puede ajustarse in situ en vez de estar prediseñada con el fin proporcionar un grado de versatilidad.

La geometría de la cámara de mezcla se determina mediante el rendimiento de la salida proyectada y deseada de la descarga de niebla para hacer coincidir las condiciones del vapor diseñado y la geometría de la boquilla. A este respecto debe entenderse que existe un efecto combinatorio como entre las diversas características geométricas y su efecto en el rendimiento, es decir el tamaño de las gotitas, la densidad de las gotitas, el ángulo del cono de pulverización de la niebla y la distancia proyectada.

La entrada 4 se forma en un extremo frontal de una protrusión 6 que se extiende en el alojamiento 2 y que define exteriormente a la misma una cámara general o cámara de sobrepresión 8 para la introducción de un fluido de transporte en la cámara de mezcla 3A, estando dotada la cámara de sobrepresión 8 de un puerto de alimentación de fluido de transporte 10. La protrusión 6 define internamente a la misma parte del canal 3.

El fluido de transporte es vapor, pero puede ser cualquier fluido compresible, como un gas o un vapor, o puede ser una mezcla de fluidos compresibles y disipables. Se prevé que para permitir un arranque rápido al generador de niebla 1, inicialmente el fluido de transporte puede ser aire. Mientras, puede utilizarse un generador de vapor rápido u otros medios para generar vapor. Una vez que se ha formado el vapor, puede cambiarse el suministro de aire a suministro de vapor. También se prevé que puede utilizarse aire u otros fluidos compresibles y/o fluidos disipables para regular la temperatura del fluido de transporte, que a su vez puede utilizarse para controlar la formación de las gotitas de niebla.

Un extremo distal 12 de la protrusión 6 alejado de la entrada 4 se ahúsa en su superficie relativamente exterior 14 y define una boquilla de transporte 16 entre él y una parte correspondientemente ahusada 18 de la pared interior del alojamiento 2, estando la boquilla de transporte 16 en comunicación fluida con la cámara de sobrepresión 8.

La boquilla de transporte 16 se forma (con una parte convergente-divergente) de tal manera que en funcionamiento pueda dar un flujo supersónico del fluido de transporte en la cámara de mezcla 3A. Para una condición de vapor dada, es decir, sequedad (calidad), presión, velocidad y la temperatura, la boquilla de transporte 16 preferentemente se configura para proporcionar un chorro de vapor con la velocidad más alta, una gota con la presión más baja y la entalpía más alta entre la cámara de sobrepresión y la salida de la boquilla. Sin embargo, se prevé que el flujo del fluido de transporte en la cámara de mezcla pueda ser alternativamente sub-sónico en algunas aplicaciones para los requisitos del proceso o aplicación, o para los requisitos de las propiedades del fluido de transporte y/o fluido de trabajo. Por ejemplo, el chorro que sale de un flujo sub-sónico resultará más fácil de desviar comparado con un chorro supersónico.

Por consiguiente, podría adaptarse una boquilla de transporte con deflectores para dar un ángulo de cono más amplio que las condiciones de flujo supersónico. Sin embargo, mientras que el flujo sub-sónico puede proporcionar un ángulo del cono de pulverización más amplio, existe un compromiso con un aumento del tamaño de las gotitas de niebla; pero en algunas aplicaciones esto puede ser aceptable.

De esta manera, la boquilla de transporte 16 corresponde con la forma del canal 3, por ejemplo, sería ventajoso proporcionar un canal circular con una boquilla anular que circunscriba dicho canal.

Se prevé que la boquilla de transporte 16 pueda ser una boquilla en un solo punto que se sitúe en algún punto alrededor de la circunferencia del canal para introducir el fluido de transporte en la cámara de mezcla. Sin embargo, una configuración anular resultará más efectiva comparado con una boquilla en un solo punto.

El término "anular" como se utiliza en la presente memoria se considera que abarca cualquier configuración de boquilla o boquillas que circunscriba el canal 3 del generador de niebla 1, y abarca formas de boquilla circulares, irregulares, poligonales, elípticas y rectilíneas.

En el caso de un canal rectilíneo, que pueda tener una relación entre anchura y altura grande, se proporcionarían boquillas de transporte por lo menos en cada pared transversal, pero no necesariamente en las paredes laterales, aunque la invención contempla opcionalmente una circunscripción completa del canal mediante las boquillas independientemente de la forma. Por ejemplo el generador de niebla podría estar hecho para encajar en un buzón con puerta estándar para permitir a los bomberos tratar fácilmente un incendio en una casa sin la necesidad de entrar en el edificio. El escalado del tamaño resulta importante en términos de tener la posibilidad de adaptarse fácilmente a distintas capacidades diseñadas a diferencia de los equipos convencionales.

La boquilla de transporte 16 tiene una relación de área, definida como el área de salida respecto al área de la garganta, en el intervalo de 1,75 a 15 con un ángulo incluido (\alpha) sustancialmente igual o inferior a 6 grados para el flujo supersónico, y sustancialmente igual o inferior a 12 grados para el flujo sub-sónico; aunque el ángulo incluido (\alpha) puede ser mayor. La orientación angular de la boquilla de transporte 16 es \beta = 0 a 30 grados con respecto al flujo límite del fluido dentro del conducto en la salida de la boquilla. Sin embargo, el ángulo \beta puede ser mayor.

La boquilla de transporte 16 puede tener, dependiendo de la aplicación del generador de niebla 1, una sección transversal irregular. Por ejemplo, puede haber una boquilla circular exterior con una boquilla elipsoide o elíptica interior de manera que ambas pueden configurarse para proporcionar unos patrones de flujo concretos, como remolinos, en la cámara de mezcla para aumentar la intensidad del efecto de cizalladura y la turbulencia.

Se forma una boquilla de trabajo 34, situada aguas abajo de la boquilla de transporte 16 más cercana a la salida 5, en una segunda cámara de sobrepresión 32 dispuesto en el alojamiento 2.

La boquilla de trabajo 34 es anular y define el canal 3.

La boquilla de trabajo 34 se corresponde con la forma del canal 3 y/o la boquilla de transporte 16 y de esta manera, por ejemplo, se proporcionaría ventajosamente un canal circular con una boquilla de trabajo anular que circunscribiese dicho canal. Sin embargo, debe entenderse que la boquilla de trabajo 34 no necesita ser anular, o de hecho, no necesita ser una boquilla. La boquilla de trabajo 34 sólo necesita ser una entrada que permita introducir un fluido de trabajo en la cámara de mezcla 3A.

En el caso de un canal rectilíneo, que pueda tener una relación entre anchura y altura grande, se proporcionarían boquillas de trabajo por lo menos en cada pared transversal, pero no necesariamente en las paredes laterales, aunque la invención contempla opcionalmente una circunscripción completa del canal mediante la boquilla de trabajo independientemente de la forma.

La boquilla de trabajo 43 puede utilizarse para la introducción de gases o líquidos y otros aditivos que pueden ser, por ejemplo, sustancias de tratamiento para el fluido de trabajo o pueden ser partículas en forma de polvo o pulverizadas para ser mezcladas con el fluido de trabajo. Por ejemplo, pueden introducirse conjuntamente agua y un aditivo a través de una boquilla de trabajo (o por separado a través de dos boquillas de trabajo) para aplicaciones de agua nebulizada. El fluido de trabajo y el aditivo son arrastrados al generador de niebla 1 por la baja presión creada dentro del generador de niebla (cámara de mezcla). Los fluidos o aditivos también pueden presurizarse mediante unos medios externos y bombearse al generador de niebla, si se requiere.

Para aplicaciones de lucha contra incendios, por lo general el fluido de trabajo es agua, pero puede ser cualquier fluido disipable o mezcla de fluidos disipables que requieran ser dispersados en una niebla, p. ej., puede utilizarse cualquier fluido disipable (gas inerte) o líquido no inflamable que absorba el calor cuando se vaporiza en lugar de, o además de agua, a través de una segunda boquilla de trabajo.

La boquilla de trabajo 34 puede situarse lo más cerca posible de la superficie proyectada del fluido de transporte que sale de la boquilla de transporte 16. En la práctica y a este respecto una separación precisa entre el flujo del fluido de transporte y el flujo del fluido de trabajo que salen de sus respectivas boquillas puede resultar ventajosa con el fin de conseguir el grado necesario de interacción de dichos fluidos. La orientación angular de la boquilla de transporte 16 con respecto al flujo del fluido de trabajo es importante.

La boquilla de transporte 16 está convenientemente inclinada hacia el flujo del fluido de trabajo que sale de la boquilla de trabajo 34 ya que esto ocasiona la penetración del fluido de trabajo. La orientación angular de ambas boquillas se selecciona para un rendimiento óptimo para aumentar la turbulencia, que depende, entre otros, de la orientación de la boquilla y de la geometría interna de la cámara de mezcla, para conseguir una formación de gotitas deseada (es decir, tamaño, distribución, ángulo del cono de pulverización y proyección). Además, la creación de turbulencia, gobernada, entre otros, por la orientación angular de las boquillas, resulta importante para conseguir un rendimiento óptimo por dispersión del fluido de trabajo con el fin de aumentar la aceleración por la transferencia de momento y la transferencia de masa.

Dicho de manera simple, cuanta más turbulencia se genere, menores tamaños de gotitas se obtendrán.

Las Figs. 2 a 4 muestran diagramas esquemáticos de diferentes configuraciones de las boquillas de transporte y de trabajo, que proporcionan diferentes grados de turbulencia.

La Fig. 2 muestra una boquilla de transporte muy expandida. La boquilla de transporte puede configurarse para proporcionar un gradiente de presión de vapor concreto a través de ella. Un parámetro que puede cambiarse/controlarse es el grado de expansión del vapor a través de la boquilla. Diferentes presiones de salida del vapor proporcionan diferentes velocidades de salida del vapor y temperaturas con un efecto posterior en la formación de gotitas de la niebla.

Con una boquilla muy expandida el vapor que sale de la boquilla de transporte se expande mucho de manera que su presión local es menor que la presión atmosférica local. Por ejemplo, son presiones típicas de 0,7 a 0,8 bares absolutos, con una posterior temperatura de vapor de aproximadamente 85ºC.

Esto resulta en la formación de choques B muy débiles y en una expansión de onda C posiblemente débil en el flujo. La ventaja de esta configuración es que la velocidad del vapor es alta, por tanto se da una ruptura primaria y secundaria muy alta, lo que resulta en unas gotitas relativamente más pequeñas. También puede resultar más silenciosa que otras configuraciones de boquilla durante su funcionamiento (como se analizará), debido a la ausencia de choques fuertes.

Existe un compromiso en cuanto a que hay una presión de succión reducida creada dentro del generador de niebla debido a la falta de choques de condensación. Sin embargo, esta característica sólo resulta deseable para arrastrar el fluido de trabajo o entrada a través del generador de niebla en vez de bombearlo hacia dentro.

La Fig. 3 muestra una boquilla de transporte poco expandida. Con las boquillas poco expandidas la presión del vapor de salida es mayor que la presión atmosférica local, por ejemplo puede ser aproximadamente de 1,2 bares absolutos, a una temperatura de aproximadamente 115ºC. Esto resulta en la expansión y en choques de condensación D locales. Puede existir un diferencial de temperatura mayor entre el vapor y el agua, por tanto se generan choques de condensación locales. Esto resulta en la generación de una presión de succión mayor por el generador de niebla para el arrastre del fluido de trabajo y del fluido de entrada.

Sin embargo, existe un compromiso en cuanto a que una boquilla poco expandida tiene una velocidad de vapor menor, lo que resulta en una ruptura primaria y secundaria menos eficaz, lo que conduce a tamaños de gotita ligeramente más grandes.

La Fig. 4 muestra una boquilla de transporte muy expandida de largo. Esta configuración alternativa tiene una presión de salida típica de aproximadamente 0,2 bares absolutos. Sin embargo la velocidad de salida puede ser muy alta, por lo general de aproximadamente 1.500 m/s (aproximadamente Mach 3). Esta alta velocidad resulta en la generación de un choque E aerodinámico localizado muy fuerte (choque normal) a la salida del vapor. Este choque es tan fuerte que teóricamente aguas abajo del choque la presión aumenta hasta aproximadamente 1,2 bares absolutos y la temperatura se eleva hasta aproximadamente 120ºC. Esta temperatura más elevada puede ayudar a reducir la tensión superficial del agua, ayudando así a reducir el tamaño de las gotitas. Esta mayor temperatura resultante puede utilizarse en aplicaciones donde se requiera un tratamiento por calor del fluido de trabajo y/o de entrada, como el tratamiento de bacterias.

Sin embargo, el compromiso con esta configuración es que los fuertes choques reducen la velocidad del vapor, por tanto se da un efecto reducido en el mecanismo de ruptura de las gotitas de alta cizalladura. Además, puede resultar ruidosa.

Durante su funcionamiento la entrada 4 se conecta a una fuente de un fluido de entrada que se introduce en la entrada 4 y el canal 3. En este ejemplo concreto referente a la extinción de incendios, el fluido de entrada es aire, pero puede ser cualquier fluido disipable o mezcla de fluidos disipables.

El fluido de trabajo, el agua, se introduce en un puerto de alimentación 30, donde el agua fluye hacia la cámara de sobrepresión 32, y hacia fuera por la boquilla de trabajo 34.

Sin embargo, se prevé que el fluido de trabajo pueda introducirse en la cámara de mezcla a través de la entrada 4, donde puede introducirse un segundo fluido de trabajo en la cámara de mezcla a través de una boquilla de trabajo.

El fluido de transporte, el vapor, se introduce en el puerto de alimentación 10, donde el vapor fluye hacia la cámara de sobrepresión 8, y hacia fuera por la boquilla de transporte 16 como un chorro de vapor de alta velocidad.

El chorro de vapor de alta velocidad que sale de la boquilla de transporte 16 impacta con el flujo de agua que sale de la boquilla 34 con altas fuerzas de cizalladura, atomizando así el agua rompiéndola en finas gotitas y produciendo una condición de tres fases bien mezcladas constituida por la fase líquida del agua, el vapor y el aire. En este caso, el mecanismo de transferencia de energía de la transferencia de masa y momento ocasiona la inducción del agua por la cámara de mezcla 3A y fuera de la salida 5. La transferencia de masa por lo general se dará únicamente para fluidos de transporte calientes, como el vapor.

En términos simples, la presente invención utiliza el fluido de transporte para cortar el fluido de trabajo. Como ya se ha mencionado, cuanta más turbulencia se tenga, menores serán las gotitas formadas.

La presente invención tiene un mecanismo de ruptura primaria y un mecanismo de ruptura secundaria para atomizar el fluido de trabajo. El mecanismo primario es la alta cizalladura entre el vapor y el agua, que es una función de las altas velocidades relativas entre los dos fluidos, lo que resulta en la formación de pequeñas ondas en el límite superficial de la superficie del agua, lo que finalmente forma unos ligamentos que se desprenden.

El mecanismo de ruptura secundaria implica dos aspectos. El primero es la ruptura por más cizalladura, que es una función de cualquier velocidad por deslizamiento que permanezca entre el agua y el vapor. Sin embargo, esto se reduce a medida que se aceleran los ligamentos/las gotitas de agua hasta la velocidad del vapor. El segundo aspecto es la ruptura de los remolinos turbulentos de las gotitas de agua provocada por la turbulencia del vapor. La ruptura de los remolinos turbulentos es una función de las velocidades de salida de la boquilla de transporte, la turbulencia local, la orientación de la boquilla (esto influye en la manera en que la niebla interactúa consigo misma), y la tensión superficial del agua (que se ve influenciada por la temperatura).

El mecanismo de ruptura primaria del fluido de trabajo puede mejorarse creando unas inestabilidades iniciales en el flujo del fluido de trabajo. Las inestabilidades creadas deliberadamente en la capa de interacción del fluido de transporte/fluido de trabajo fomenta la disipación turbulenta de la superficie del fluido que resulta en la dispersión del fluido de trabajo en una zona de líquido-ligamentos, seguido de una zona de ligamentos-gotitas donde los ligamentos y las gotitas todavía están sometidas a desintegración debido a las características aerodinámicas.

La interacción entre el fluido de transporte y el fluido de trabajo, que conduce a la atomización del fluido de trabajo, se intensifica por la inestabilidad del flujo. La inestabilidad aumenta el desprendimiento de las gotitas de la superficie de contacto del flujo del fluido de trabajo. Una capa de disipación turbulenta entre los fluidos de trabajo y de transporte mejora tanto fluídicamente como mecánicamente (geometría) asegurando una disipación rápida del fluido.

Las paredes internas del canal de flujo justo aguas arriba de la salida de la boquilla de transporte 16 pueden estar contorneadas para proporcionar diferentes grados de turbulencia al fluido de trabajo antes de su interacción con el fluido de transporte que sale de la boquilla o de cada boquilla.

La Fig. 5 muestra las paredes internas del canal 3 dotadas de una pared interna contorneada en la zona 19 justo aguas arriba de la salida de la boquilla de transporte 16 provista de una pared ahusada 130 para proporcionar un perfil divergente que conduce hasta la salida de la boquilla de transporte 16. La geometría de la pared divergente proporciona una deceleración del flujo localizado, proporcionando la disrupción del flujo de la capa límite, además de un gradiente de presión contrario, que a su vez conduce a la generación y propagación de turbulencia en esta parte del flujo del fluido de trabajo.

En la Fig. 6 se muestra una forma de realización alternativa, que muestra la pared interna 19 del canal de flujo 3 justo aguas arriba de la boquilla de transporte 16 dotada de una pared divergente 130 en la superficie del orificio que conduce hasta la salida de la boquilla de transporte, pero el ahusamiento viene precedido de una etapa 132. En uso, la etapa resulta en un súbito aumento del diámetro del orificio antes de la sección ahusada. La etapa "interrumpe" el flujo, conduciendo a remolinos y a un flujo turbulento en el fluido de trabajo dentro de la sección divergente, justo antes de su interacción con el vapor que sale de la boquilla de transporte 16. Estos remolinos intensifican las inestabilidades de onda iniciales que conducen a la formación de ligamentos y a la rápida dispersión del fluido de trabajo.

La sección divergente ahusada 130 podría ahusarse sobre un rango de ángulos y puede ser paralela a las paredes del orificio. Incluso se prevé que la sección ahusada 130 pueda ahusarse para proporcionar una geometría convergente, reduciéndose el ahusamiento hasta un diámetro en su intersección con la boquilla de transporte 16 que es preferentemente no menor que el diámetro del orificio.

La forma de realización mostrada en la Fig. 6 se ilustra con la etapa inicial 132 inclinada 90º hacia el eje del orificio 3. Como una alternativa a esta configuración, el ángulo de la etapa 132 puede mostrar un ángulo menos profundo o mayor adecuado para proporcionar una "interrupción" del flujo. Nuevamente, la sección divergente 130 podría ahusarse a diferentes ángulos y puede incluso ser paralela a las paredes del orificio 3. De manera alternativa, la sección ahusada 130 puede ahusarse para proporcionar una geometría convergente, reduciéndose el ahusamiento hasta un diámetro en su intersección con la boquilla de transporte 16 que es preferentemente no menor que el diámetro del orificio.

Las Figs. 7 a 10 ilustran ejemplos de unos perfiles contorneados alternativos 134, 136, 138, 140. Todos ellos están destinados a crear turbulencia en el flujo del fluido de trabajo justo antes de la interacción con el fluido de transporte que sale de la boquilla de transporte 16.

Aunque las Figs. 5 a 10 ilustran varias combinaciones de ranuras y secciones ahusadas, se prevé que puede emplearse cualquier combinación de estas características, o se cualquier otra forma de sección transversal con ranura.

Igualmente, las boquillas de transporte, trabajo y las boquillas complementarias, y la cámara de mezcla, pueden adaptarse con tales contornos para aumentar la turbulencia.

La longitud de la cámara de mezcla 3A puede utilizarse como un parámetro para aumentar la turbulencia, y por tanto, disminuir el tamaño de las gotitas, lo que conduce a un aumento de la tasa de enfriamiento.

La Fig. 11 muestra un diagrama esquemático de la interacción de los flujos de trabajo y de transporte a medida que salen de sus respectivas boquillas. La forma de pensar actual sugiere que el rendimiento óptimo se alcanza cuando la longitud de la cámara de mezcla se limita al punto donde la capa límite de grosor creciente A entre el vapor y el agua toca la superficie interna del alojamiento 2. Mantener la cámara de mezcla así de corta también permite que el aire sea arrastrado en la salida 5 desde la superficie exterior del generador de niebla, donde el aire arrastrado aumenta la intensidad de mezclado y de la turbulencia, y por tanto, la formación de gotitas de niebla. En otras palabras, la intensidad creciente de la turbulencia permite la generación de gotitas de fluido de trabajo más pequeñas dentro de la niebla. La ventaja de tener gotitas de agua más pequeñas es que tienen una tasa de enfriamiento relativamente mayor comparado con los tamaños de gotita más grandes.

Las propiedades o parámetros del fluido de entrada, fluido de trabajo y fluido de transporte, por ejemplo, calidad, velocidad de flujo, velocidad, presión y temperatura, pueden regularse o controlarse o manipularse para dar la intensidad de cizalladura requerida y por tanto, el tamaño de gotita, la distribución de gotitas, el ángulo del cono de pulverización y la distancia de proyección requeridos. Las propiedades de los fluidos de entrada, trabajo y transporte siendo controlables por medios externos, como unos medios de regulación de la presión, y/o por la orientación angular y la geometría interna de las boquillas 16, 34.

La calidad de los fluidos de entrada y trabajo hace referencia a su pureza, viscosidad, densidad, y a la presencia/ausencia de contaminantes.

El mecanismo de la presente invención depende fundamentalmente de la transferencia de momento entre el fluido de transporte y el fluido de trabajo, lo que prevé una cizalladura del fluido de trabajo continuamente por dispersión y/o disociación por cizalladura, y proporciona además la fuerza motriz para propulsar la niebla generada fuera de la salida. Sin embargo, cuando el fluido de transporte es un gas compresible caliente, por ejemplo vapor, es decir, el fluido de transporte está a mayor temperatura que el fluido de trabajo, se cree que este mecanismo mejora aún más con un grado de transferencia de masa entre el fluido de transporte y el fluido de trabajo. Nuevamente, cuando el fluido de transporte está más caliente que el fluido de trabajo la transferencia de calor entre los fluidos y el aumento resultante de la temperatura del fluido de trabajo contribuye adicionalmente a la disociación del líquido en gotitas más pequeñas reduciendo la viscosidad y la tensión superficial del líquido.

La intensidad del mecanismo de cizalladura, y por tanto el tamaño de las gotitas creadas, y la fuerza de propulsión de la niebla, es controlable manipulando los diversos parámetros que prevalecen dentro del generador de niebla 1 cuando está en funcionamiento. Por consiguiente la velocidad de flujo, presión, velocidad, temperatura y calidad, p. ej., en el caso del vapor, puede regularse la sequedad del fluido de transporte para dar una intensidad de cizalladura requerida, que a su vez lleva a que la niebla emerja de la salida con una distribución de gotitas de fluido de trabajo homogénea con gotitas que son de un tamaño considerablemente uniforme, una parte considerable de las cuales tiene un tamaño inferior a 50 \mum.

De manera similar, la velocidad de flujo, presión, velocidad, calidad y temperatura de los fluidos que componen los fluidos de entrada y trabajo, que son arrastrados al generador de niebla bien por el propio generador de niebla (debido a los choques y a la transferencia de momento entre los fluidos de transporte y de trabajo) o por medios externos, pueden regularse para dar la intensidad de cizalladura requerida y el tamaño de gotita deseado.

Al llevar a cabo el método de la presente invención la creación y la intensidad de flujo de gotitas dispersadas se ocasiona por el diseño de la boquilla de transporte 16 que interactúa con el conjunto de condiciones paramétricas deseadas, por ejemplo, en el caso del vapor como el fluido de transporte, la presión, la sequedad o la calidad del vapor, la velocidad, la temperatura y la velocidad de flujo, para alcanzar el rendimiento requerido de la boquilla de transporte, es decir, la generación de un agua nebulizada con una distribución de gotitas considerablemente uniforme, un parte considerable de las cuales tiene un tamaño inferior a 50 \mum.

El rendimiento de la presente invención puede complementarse con la elección de materiales a partir de los cuales se fabrica. Aunque los materiales elegidos tienen que ser adecuados para la temperatura, presión de vapor y fluido de trabajo, no existe ninguna otra restricción en la elección. Por ejemplo, podrían utilizarse composites de alta temperatura, acero inoxidable, o aluminio.

Las boquillas pueden tener ventajosamente un recubrimiento de superficie. Esto ayudaría a reducir el desgaste de las boquillas, y evitar cualquier acumulación de aglomerados/depósitos en las mismas, entre otras ventajas.

Las boquillas 16, 34 pueden ser continuas (anulares) o pueden ser discontinuas en forma de una pluralidad de aberturas, p. ej., con segmentos, dispuestas en un patrón circunscribiente que puede ser circular. En ambos casos cada abertura puede contar con unas paletas básicamente helicoidales o espirales formadas para producir en la práctica un arremolinamiento en el flujo del fluido de transporte y del fluido de trabajo respectivamente. De manera alternativa puede inducirse un arremolinamiento introduciendo el fluido de transporte/trabajo en el generador de niebla de tal manera que el flujo del fluido de transporte/trabajo induzca un movimiento en remolino dentro de y fuera de cada boquilla 16, 34. Por ejemplo, en el caso de una boquilla de transporte anular, y con vapor como el fluido de transporte, puede introducirse el vapor a través de una entrada tangencial desplazado del centro del plano axial, induciendo de esa manera un arremolinamiento en la cámara de sobrepresión antes de pasar a través de la boquilla de transporte. Lo mismo se aplicaría a una boquilla de trabajo anular donde el fluido de trabajo induciría un arremolinamiento antes de pasar a través de la boquilla de trabajo. Como alternativa adicional las boquillas de transporte y de trabajo pueden circunscribir el canal en forma de un cilindro continuo básicamente helicoidal o espiral en toda la longitud del canal, estando las aberturas de las boquillas formadas en la pared del canal.

Mientras que las boquillas 16, 34 se muestran en la Fig. 1 dirigidas hacia la salida 5, también se prevé que la boquilla de trabajo 34 pueda dirigirse/inclinarse hacia la entrada 4, lo que puede resultar en una mayor turbulencia. También, puede proporcionarse la boquilla de trabajo 34 con cualquier ángulo hasta 180 grados con respecto a la boquilla de transporte para producir una mayor turbulencia en virtud de la más alta cizalladura asociada con el aumento de las velocidades por deslizamiento entre los fluidos de transporte y de trabajo. Por ejemplo, la boquilla de trabajo puede proporcionarse perpendicular a la boquilla de transporte.

En algunas formas de realización de la presente invención se proporcionan una serie de boquillas de transporte en toda la longitud del canal 3 y la geometría de las boquillas puede variar de una a otra dependiendo del efecto deseado. Por ejemplo, la orientación angular puede variar de una a otra. Las boquillas pueden tener diferentes geometrías para proporcionar efectos diferentes, es decir, características de rendimiento diferentes, con condiciones de transporte paramétricas posiblemente diferentes. Por ejemplo algunas boquillas pueden operarse con el objeto de mezclar inicialmente diferentes y gases líquidos mientras que otras boquillas se utilizan simultáneamente para una ruptura adicional de las gotitas o para dirigir el flujo. Cada boquilla puede tener una sección de cámara de mezcla aguas abajo de la misma. En el caso en el que se proporcionan una serie de boquillas, el número de boquillas de transporte y de boquillas de trabajo es opcional.

Puede proporcionarse una tapa (no mostrada) aguas abajo de la salida 5 desde el canal 3 para controlar adicionalmente la niebla. La tapa puede comprender una serie de secciones separadas dispuestas en dirección radial, controlando y redirigiendo cada sección una parte de la niebla pulverizada que sale de la salida 5 del generador de niebla 1.

La Fig. 12 muestra una forma de realización de la presente invención considerablemente similar a la mostrada en la Fig. 1 salvo porque el generador de niebla 1 cuenta con una sección de cámara de mezcla 3A divergente, y porque la orientación angular (\beta) de las boquillas 16, 34 se ha ajustado e inclinado para proporcionar la interacción deseada entre el vapor (fluido de transporte) y el agua (fluido de trabajo) ocasionando la transferencia de energía óptima por transferencia de momento y transferencia de masa para aumentar la turbulencia.

Esta forma de realización funciona básicamente de la misma manera que las formas de realización anteriores salvo porque esta forma de realización proporciona un ángulo del cono de pulverización más difuso o más amplio y por tanto una descarga más amplia de la cobertura de la niebla. Las paredes inclinadas 36 de la cámara de mezcla 3A pueden inclinarse en ángulos diferentes divergentes y convergentes para proporcionar diferentes ángulos del cono de pulverización y una descarga más amplia de la cobertura de la niebla.

En referencia a continuación a la Fig. 13, que muestra una forma de realización de la presente invención considerablemente similar a la ilustrada en la Fig. 2 salvo porque se proporcionan un puerto de alimentación del fluido de transporte 40 y una cámara de sobrepresión 42 adicionales en el alojamiento 2, junto con una segunda boquilla de transporte 44 formada en una posición aguas abajo de la boquilla de trabajo 34 más cercana de la salida 5.

La segunda boquilla de transporte 44 se utiliza para introducir el fluido de transporte (vapor) en la cámara de mezcla 3A aguas abajo del fluido de trabajo (agua). La segunda boquilla de transporte puede utilizarse para introducir un segundo fluido de transporte.

En esta forma de realización las tres boquillas 16, 34, 44 se sitúan coincidentes una con otra proporcionando así una configuración de boquillas co-anular.

Esta forma de realización cuenta con una sección de cámara de mezcla 3A divergente y los ángulos de las boquillas 16, 34, 44 están inclinados para proporcionar los ángulos de interacción deseados entre los dos flujos de vapor y el agua, ocasionando así la transferencia de energía óptima por transferencia de momento y transferencia de masa para aumentar la turbulencia. Las paredes divergentes 36 de la cámara de mezcla proporcionan un ángulo del cono de pulverización más amplio o más difuso y por tanto una descarga más amplia de la cobertura de la niebla. El ángulo de las paredes 36 de la cámara de mezcla 3A puede variarse entre convergente-divergente para proporcionar diferentes ángulos del cono de pulverización.

En funcionamiento dos flujos de vapor de alta velocidad salen de sus respectivas boquillas de transporte 16, 44, y rodean el flujo de agua que sale de la boquilla de trabajo 34. Esta forma de realización mejora la formación de gotitas proporcionando una acción de cizalladura doble, y también proporciona una separación de fluidos o amortiguamiento entre el agua y las paredes 36 de la cámara de mezcla 3A, evitando así que las gotitas de agua pequeñas se pierdan por coalescencia en las paredes inclinadas 36 de la cámara de mezcla 3A antes de salir del generador de niebla 1 a través de la salida 5. En formas de realización alternativas, no mostradas, la sección de la cámara de mezcla 3A puede ser convergente. Esto proporcionará una mayor velocidad de salida para la descarga de niebla y por tanto un mayor rango de proyección.

En referencia a la Fig. 14, el generador de niebla 1 de la Fig. 1 se dispone centralmente dentro de una tapa o carcasa 50. La carcasa 50 comprende una parte de entrada divergente 52 con una abertura de entrada 54, una parte central 56 de sección transversal constante, que conduce a una parte de salida convergente 58, teniendo la parte de salida 58 una abertura de salida 60.

En uso la abertura de entrada 54 y la abertura de salida 60 están en comunicación fluida con un cuerpo del fluido de entrada (aire) bien dentro del mismo o conectadas a un conducto. Aunque la Fig. 14 ilustra el uso del generador de niebla 1 de la Fig. 1 dispuesto centralmente dentro de la carcasa 50, se prevé que también puede utilizarse en su lugar cualquiera de las formas de realización de la presente invención.

En funcionamiento el fluido de entrada (aire) es conducido a través de la carcasa 50 (mediante choques y transferencia de momento), o es bombeado mediante medios externos, induciéndose el flujo alrededor del alojamiento 2 y también a través del canal 3 del generador de niebla 1.

La parte convergente 58 de la carcasa 50 proporciona unos medios para aumentar la transferencia de momento (succión) en el mezclado entre el flujo que sale del generador de niebla 1 en la salida 5 y el fluido que es conducido a través de la carcasa 50. El aumento de succión y el mezclado de la niebla con el fluido conducido a través de la carcasa 50 podrían utilizarse en aplicaciones como enfriamiento de gases, descontaminación y depuración de gases.

Como alternativa a esta configuración específica mostrada en la Fig. 14, la parte de entrada 52 puede presentar un ángulo poco profundo o de hecho puede ser coincidente dimensionalmente con el orificio de la parte central 56. La parte de salida 58 puede tener formas variadas lo que tiene un rendimiento de mezcla o de aceleración diferentes sobre el ángulo del cono de pulverización y rango de proyección en la descarga de la niebla.

En otra forma de realización de la presente invención, como se muestra en la Fig. 15, no existe un canal de paso 3 como en las formas de realización anteriores. De esta manera no se requiere introducir el fluido de entrada (aire).

En esta forma de realización el dispositivo para generar niebla (generador de niebla 1) comprende un conducto o alojamiento 2, que proporciona una cámara de mezcla 9, una entrada del fluido de transporte 10, una entrada del fluido de trabajo 30 y una salida 5.

La entrada del fluido de transporte 10 tiene una cámara general o cámara de sobrepresión anular 8 dispuesta en el alojamiento 2, la entrada 10 tiene también una boquilla de transporte 16 para introducir un fluido de transporte en la cámara de mezcla 9.

Una protrusión 6 se extiende en el alojamiento 2 y define una cámara de sobrepresión 8 para introducir el fluido de transporte en la cámara de mezcla 9 a través de la boquilla de transporte 16.

Un extremo distal 12 de la protrusión 6 se ahúsa en su superficie relativamente exterior 14 y define la boquilla de transporte 16 entre él y una parte correspondientemente ahusada 18 del alojamiento 2.

La entrada del fluido de trabajo 30 tiene una cámara de sobrepresión 32 dispuesto en el alojamiento 2, la entrada del fluido de trabajo 30 también tiene una boquilla de trabajo 34 formada en una posición coincidente con la de la boquilla de transporte 16.

La boquilla de transporte 16 la boquilla de trabajo 34 son considerablemente similares a las de las formas de realización anteriores.

En funcionamiento la entrada del fluido de trabajo 30 se conecta a una fuente de fluido de trabajo, el agua. La entrada del fluido de transporte 10 se conecta a una fuente de fluido de transporte, el vapor. La introducción del vapor en la entrada 10, a través de la cámara de sobrepresión 8, hace que salga un chorro de vapor hacia delante a través de la boquilla de transporte 16. Las características o propiedades paramétricas del vapor, por ejemplo, presión, temperatura, sequedad (calidad), etc., se seleccionan de manera que en uso el vapor salga de la boquilla de transporte 16 a velocidades supersónicas hacia una zona de mezcla de la cámara, en lo sucesivo descrita como cámara de mezcla 9. El chorro de vapor que sale de la boquilla de transporte 16 impacta con el fluido de trabajo que sale de la boquilla de trabajo 34 con altas fuerzas de cizalladura, atomizando así el agua en gotitas y ocasionando la inducción del agua nebulizada resultante a través de la cámara de mezcla 9 hacia la salida 5.

Las características paramétricas, es decir, las geometrías internas de las boquillas 16, 34 y su orientación angular, la sección transversal y la longitud de la cámara de mezcla, y las propiedades de los fluidos de trabajo y de transporte se modulan/manipulan para descargar un agua nebulizada con una distribución de gotitas considerablemente uniforme con una parte considerable de gotitas con un tamaño inferior a 50 \mum.

La Fig. 16 muestra todavía otra forma de realización de la presente invención similar a la ilustrada en la Fig. 15 salvo porque la protrusión 6 incorpora una boquilla complementaria 22, que es axial al eje longitudinal del alojamiento 2 y que está en comunicación fluida con la cámara de mezcla 9. Se forma una entrada 4 en un extremo frontal de la protrusión 6 (distal con respecto a la salida 5) que se extiende en el alojamiento 2 que incorpora interiormente al mismo una cámara de sobrepresión 7 para introducir el fluido de transporte, el vapor. La cámara de sobrepresión 7 está en comunicación fluida con la cámara de sobrepresión 8 a través de uno o más canales 11.

Un extremo distal 12 de la protrusión 6 alejado de la entrada 4 se ahúsa en su superficie interna 20 y define una boquilla complementaria 22 alineada paralelamente al eje, estando la boquilla complementaria 22 en comunicación fluida con la cámara de sobrepresión 7.

La boquilla complementaria 22 se forma de tal manera que en funcionamiento pueda dar un flujo supersónico del fluido de transporte en la cámara de mezcla 9. Para una condición de vapor dada, es decir, sequedad (calidad), presión y temperatura, la boquilla 22 se configura preferentemente para proporcionar un chorro de vapor con la velocidad más alta, una gota con la presión más baja y la entalpía más alta entre la cámara de sobrepresión y la salida de la boquilla de transporte. Sin embargo, se prevé que el flujo del fluido de transporte en la cámara de mezcla pueda ser alternativamente sub-sónico en algunas aplicaciones como se ha descrito anteriormente en la presente
memoria.

La boquilla complementaria 22 tiene una relación de área en el intervalo de 1,75 a 15 con un ángulo incluido (\alpha) inferior a 6 grados para el flujo supersónico, y 12 grados para el flujo sub-sónico; aunque (\alpha) puede ser mayor.

Debe entenderse que la boquilla complementaria 22 está inclinada para proporcionar la interacción deseada entre el fluido de transporte y el fluido de trabajo lo que ocasiona la transferencia de energía óptima por transferencia de momento y transferencia de masa para obtener la intensidad de cizalladura requerida adecuada para el tamaño de gotitas requerido. La boquilla complementaria 22 como se muestra en la Fig. 16 puede situarse desplazada del centro y/o puede situarse inclinada.

En funcionamiento la entrada del fluido de trabajo 30 está conectada a una fuente de fluido de trabajo a dispersar, el agua. La entrada del fluido 4 se conecta a una fuente de fluido de transporte, el vapor. La introducción del vapor en la entrada 4, a través de la cámaras de sobrepresión 7, 8 hace que salga un chorro de vapor hacia delante a través de la boquilla de transporte 16 y de la boquilla complementaria 22. Las características o propiedades paramétricas del vapor se seleccionan de manera que en uso el vapor salga de las boquillas a velocidades supersónicas hacia la cámara de mezcla 9. Los chorros de vapor que salen de las boquillas 16, 22 impactan con el fluido de trabajo que sale de la boquilla de trabajo 34 con unas altas fuerzas de cizalladura, atomizando así el agua en gotitas y ocasionando la inducción del agua nebulizada resultante a través de la cámara de mezcla 9 hacia la salida 5.

Las características paramétricas, es decir, las geometrías internas de las boquillas 16, 34 y su orientación angular, la sección transversal (y longitud) de la cámara de mezcla, y las propiedades de los fluidos de trabajo y de transporte se modulan/manipulan para descargar un agua nebulizada con una distribución de gotitas considerablemente uniforme con una parte considerable de las gotitas con un tamaño inferior a 50 \mum.

Debe entenderse que la boquilla complementaria 22 aumentará la ruptura turbulenta, y también influirá en la forma de la columna de niebla emergente.

La boquilla complementaria 22 puede incorporarse en cualquier otra forma de realización de la presente invención.

La Fig. 17 muestra una forma de realización considerablemente similar a la ilustrada en la Fig. 16 salvo porque se proporcionan una entrada del fluido de transporte 40 y una cámara de sobrepresión 42 adicionales en el alojamiento 2, junto con una segunda boquilla de transporte 44 formada en una posición coincidente con la de la boquilla de trabajo 34, proporcionando así una configuración de boquillas co-anular.

Las boquillas de transporte 16, 44, la boquilla complementaria 22 y la boquilla de trabajo 34 están inclinadas para proporcionar los ángulos de interacción deseados entre el vapor y el agua, y la transferencia de energía óptima por transferencia de momento y transferencia de masa para aumentar la turbulencia.

En funcionamiento los chorros de vapor de alta velocidad que salen de las boquillas 16, 22, 44 impactan con el agua con altas fuerzas de cizalladura, rompiendo así el agua en finas gotitas y produciendo una condición de dos fases bien mezcladas constituida por la fase líquida del agua y el vapor. Esto mejora la formación de gotitas proporcionando una acción de cizalladura doble, y también proporciona una separación de fluidos o amortiguamiento entre el agua y las paredes internas 36 de la cámara de mezcla 9. Esto evita que las gotitas de agua pequeñas se pierdan por coalescencia en las paredes internas 36 de la cámara de mezcla 9 antes de salir del generador de niebla 1 a través de la salida 5. Además las boquillas 16, 22, 44 están inclinadas y conformadas para proporcionar la formación de gotitas deseada. En este caso, el mecanismo de transferencia de energía de transferencia de momento y de masa ocasiona la proyección de la niebla pulverizada a través de la cámara de mezcla 9 y fuera de la salida 5.

La Fig. 18 muestra una forma de realización considerablemente similar a la ilustrada en la Fig. 16 salvo porque cuenta con una cámara de mezcla divergente 9 y una entrada del fluido de transporte radial 10 en vez de la entrada de eje paralelo 4 mostrada en la Fig. 16. Sin embargo, pueden utilizarse ambos tipos de entradas.

La boquilla de transporte 16, la boquilla complementaria 22 y la boquilla de trabajo 34 están inclinadas para proporcionar los ángulos de interacción deseados entre el fluido de transporte y de trabajo lo que ocasiona la transferencia de energía óptima por transferencia de momento y transferencia de masa para aumentar la turbulencia.

La configuración ilustrada proporciona un ángulo del cono de pulverización más amplio o más difuso y por tanto una cobertura de la niebla más amplia. El ángulo de las paredes internas 36 del la cámara de mezcla 9 con respecto a una línea central longitudinal del generador de niebla 1, y los ángulos de las boquillas 16, 22, 34 con respecto a las paredes 36, pueden variarse para proporcionar tamaños de gotitas, distribuciones de gotitas, ángulos del cono de rociado y rangos de proyección diferentes. En una forma de realización alternativa, no mostrada, la cámara de mezcla 9 puede ser convergente. Esto proporcionará una niebla pulverizada concentrada estrecha, y puede prever para la niebla una mayor velocidad axial y por tanto un rango de proyección mayor.

La Fig. 19 muestra otra forma de realización de la presente invención considerablemente similar a la forma de realización ilustrada en la Fig. 18 salvo porque se proporcionan una entrada del fluido de transporte y una cámara de sobrepresión 42 adicionales en el alojamiento 2, junto con una segunda boquilla de transporte 44 formada en una posición coincidente con la de la boquilla de trabajo 34, proporcionando así una configuración de boquillas co-anular.

Esta forma de realización cuenta con una sección de cámara de mezcla divergente 9 y las boquillas 16, 22, 34, 44 también están inclinadas para proporcionar los ángulos de interacción deseados entre el fluido de transporte y de trabajo, ocasionando así la transferencia óptima de energía por transferencia de momento y transferencia de masa para aumentar la turbulencia.

La configuración ilustrada proporciona un ángulo del cono de pulverización más amplio o más difuso y por tanto una cobertura de la niebla más amplia. El ángulo de las paredes interiores 36 de la cámara de mezcla 9 con respecto a la línea central longitudinal del generador de niebla 1, y los ángulos de las boquillas 16, 22, 34, 44 con respecto a las paredes 36, pueden variarse para proporcionar tamaños de gotitas, distribuciones de gotitas, ángulos del cono de rociado y rangos de proyección diferentes. En una forma de realización alternativa, no mostrada, la cámara de mezcla 9 puede ser convergente. Esto proporcionará una niebla pulverizada concentrada estrecha, y puede prever para la niebla una velocidad axial mayor y por tanto un rango de proyección mayor.

En funcionamiento los flujos a alta velocidad de vapor que salen de sus respectivas boquillas 16, 22, 44, rodean el flujo de agua que sale de la boquilla de trabajo 34. Esto mejora la formación de gotitas proporcionando una acción de cizalladura doble, y proporciona también una separación de los fluidos o amortiguamiento entre el agua y las paredes 36 de la cámara de mezcla 9. Esto evita que las gotitas de agua pequeñas se pierdan por coalescencia en las paredes internas de la cámara de mezcla 9 antes de salir del generador de niebla a través de la salida 5.

En referencia a continuación a la Fig. 20, que muestra otra forma de realización de un dispositivo para generar niebla (generador de niebla 1) que comprende un conducto o alojamiento 2, una entrada del fluido de transporte 4 y una cámara de sobrepresión 7 dispuestos en el alojamiento 2 para introducir el fluido de transporte, el vapor, en una cámara de mezcla 9. El generador de niebla 1 también comprende una protrusión 38 al final de la cámara de sobrepresión 7 que se ahúsa en su superficie relativamente exterior 40 y define una boquilla de transporte anular 16 entre él y una parte correspondientemente ahusada 18 de la pared interior del alojamiento 2, estando la boquilla de transporte 16 en comunicación fluida con la cámara de sobrepresión 7.

El generador de niebla 1 incluye una entrada del fluido de trabajo 30 y una cámara de sobrepresión 32 dispuestos en el alojamiento 2, junto con una boquilla de trabajo 34 formada en una posición coincidente con la de la boquilla de transporte 16.

Esta forma de realización cuenta con una sección de cámara de mezcla 9 divergente y la boquilla de transporte 16 y la boquilla de trabajo 34 también están inclinadas para proporcionar los ángulos de interacción deseados entre el fluido de transporte y de trabajo, ocasionando así la transferencia de energía óptima por transferencia de momento y transferencia de masa para aumentar la turbulencia. La configuración ilustrada proporciona un ángulo del cono de pulverización amplio o difuso y por tanto una cobertura de la niebla más amplia. El ángulo de las paredes internas 36 de la cámara de mezcla 9 con respecto a la línea central longitudinal del generador de niebla 1, y los ángulos de las boquillas 16, 34 con respecto a las paredes 36, pueden variarse para proporcionar tamaños de gotitas, distribuciones de gotitas, ángulos del cono de rociado y rangos de proyección diferentes. En una forma de realización alternativa, no mostrada, la cámara de mezcla 9 puede ser convergente. Esto proporciona una niebla pulverizada concentrada estrecha, una mayor velocidad axial de la niebla pulverizada y por tanto un mayor rango de proyección.

La Fig. 21 muestra otra forma de realización considerablemente similar a la ilustrada en la Fig. 20 salvo porque la protrusión 38 incorpora una boquilla complementaria 22 alineada paralelamente al eje, estando la boquilla 22 en comunicación fluida con una cámara de sobrepresión 7. La boquilla complementaria 22 es considerablemente similar a las boquillas complementarias anteriores.

En funcionamiento la entrada del fluido de trabajo 30 se conecta a una fuente de fluido de trabajo, el agua. La entrada 4 se conecta a una fuente de fluido de transporte, el vapor. La introducción del vapor en la entrada 4, a través de la cámara de sobrepresión 7 hace que los chorros de vapor salgan hacia delante a través de las boquillas 16, 22. Las características o propiedades paramétricas del vapor se seleccionan de manera que en uso el vapor salga de las boquillas 16, 22 a velocidades supersónicas hacia la cámara de mezcla 9. El chorro de vapor que sale de la boquilla 16 impacta con el fluido de trabajo que sale de la boquilla 34 con altas fuerzas de cizalladura, atomizando así el agua en gotitas y ocasionando la inducción del agua nebulizada resultante a través de la cámara de mezcla 9 hacia una salida 5. El ángulo de las paredes 36 de la cámara de mezcla 9 con respecto a la línea central longitudinal del generador de niebla 1, y los ángulos de las boquillas 16, 22, 34 con respecto a las paredes 36 pueden variarse para proporcionar tamaños de gotitas, distribuciones de gotitas, ángulos del cono de rociado y rangos de proyección diferentes.

Debe entenderse que cualquier característica o derivado de las formas de realización mostradas en la Figs. 1 a 21 puede adoptarse o combinarse una con otra para formar otras formas de realización.

Debe entenderse también que mientras que las boquillas complementarias se han descrito en comunicación fluida con el fluido de transporte, se prevé que las boquillas complementarias pueden conectarse a un segundo fluido de transporte.

Es una ventaja de la presente invención que la(s) boquilla(s) de trabajo proporcione(n) un flujo anular con una distribución uniforme del fluido de trabajo alrededor del anillo.

En referencia a las formas de realización de la presente invención anteriormente mencionadas, las características o propiedades paramétricas de la entrada, fluidos de trabajo y de transporte, por ejemplo la velocidad de flujo, presión, velocidad, calidad (p. ej., sequedad) y temperatura, pueden regularse para proporcionar la intensidad de cizalladura y la formación de gotitas requeridas. Las propiedades de la entrada, fluidos de trabajo y de transporte siendo controlables bien por medios externos, como unos medios de regulación de la presión, o por el tamaño de separación (geometría interna) empleada en las boquillas.

Aunque las Figs. 16, 17, 20, 21 ilustran la entrada del fluido de transporte 4 ubicada en un eje paralelo a la línea central longitudinal del generador de niebla 1, alimentando el fluido de transporte directamente a la cámara de sobrepresión 7, se prevé que el fluido de transporte pueda introducirse a través de ubicaciones alternativas, por ejemplo a través de una entrada radial como la entrada 10 como se ilustra en la Fig. 18, que a su vez puede alimentar cualquiera o ambas cámaras de sobrepresión 7 y 8, o a través de una ubicación paralela al eje que alimenta directamente a la cámara de sobrepresión 8 en vez de a la cámara de sobrepresión 7 (no mostrado). Además la entrada de fluido 30 puede posicionarse de manera alternativa en una ubicación paralela al eje (no mostrada), alimentando el fluido de trabajo a lo largo del alojamiento a la cámara de sobrepresión 32.

En todas las formas de realización de la presente invención, las boquillas de trabajo pueden formar de manera alternativa la entrada para otros fluidos, o sólidos en forma disipable como un polvo, para ser dispersados para su uso con fines de tratamiento o mezcla. Por ejemplo, puede disponerse una segunda boquilla de trabajo para proporcionar un tratamiento químico del fluido de trabajo, como un retardante del fuego, en caso necesario. La colocación de una segunda boquilla de trabajo puede realizarse aguas arriba o aguas abajo de la boquilla de transporte o donde se disponga de más de una boquilla de transporte, la colocación puede realizarse aguas arriba y aguas abajo dependiendo de los requisitos.

En referencia a las formas de realización mostradas en las Figs. 1, 12 a 14, para utilizar el generador de niebla 1 como extintor de incendios en una sala o en otro espacio cerrado, el generador de niebla 1 puede situarse totalmente dentro del espacio o sala en llamas, o puede situarse de manera que sólo la salida 5 sobresalga en el espacio. Por consiguiente, el fluido de entrada que entra a través de la entrada 4 puede ser los gases que ya están dentro de la sala, que pueden ir desde gases fríos hasta productos calientes de la combustión, o puede ser un suministro de fluido separado, por ejemplo aire o un gas inerte del exterior de la sala. En la situación en la que el generador de niebla 1 se sitúa totalmente dentro de la sala, el flujo inducido a través del canal 3 del generador de niebla 1 puede inducir que el humo y otros productos calientes de la combustión sean conducidos a la entrada 4 y a mezclarse a fondo con los demás fluidos dentro del generador de niebla. Esto aumentará el efecto de humectación y enfriamiento en estos gases y partículas. Debe entenderse también que la niebla de enfriamiento real también aumentará el efecto de humectación y enfriamiento en los gases y partículas.

Generar e introducir agua nebulizada que contiene una gran cantidad de aire en un ambiente potencialmente explosivo como una habitación llena de gas combustible resultará en una reducción del riesgo de ignición a partir del agua nebulizada y además en la dilución del gas a una relación gas/oxígeno segura a partir del aire.

Si un incendio en un espacio cerrado ha quemado la mayor parte del oxígeno disponible, puede introducirse agua nebulizada pero habiendo parado el flujo de aire. Esto ayuda a extinguir el fuego restante sin el riesgo de añadir más oxígeno. A tal efecto, puede controlarse el flujo del fluido de entrada (aire) a través de la entrada 4 restringiendo o incluso cerrando completamente la entrada 4. Esto podría conseguirse utilizando una válvula de control. De manera alternativa, pueden utilizarse en este escenario las formas de realización mostradas en las Figs. 15 a 21.

En una modificación, puede utilizarse un gas inerte como fluido de entrada en lugar de aire, o, con relación al uso de las formas de realización mostradas en las Figs. 15 a 21, puede añadirse una boquilla de trabajo adicional para introducir un gas inerte o un fluido no inflamable para extinguir el fuego.

De manera similar, polvos u otras partículas pueden ser arrastrados o introducido en el generador de niebla, mezclados con y dispersados con otro fluido o fluidos. Siendo las partículas dispersadas con el otro fluido o fluidos, o humedecidas y/o recubiertas o tratadas de otra manera antes de ser proyectadas.

El generador de niebla de la presente invención tiene una serie de ventajas fundamentales sobre los sistemas de agua nebulizada convencionales en cuanto a que el tamaño y mecanismo de formación de las gotitas se controla mediante una serie de parámetros ajustables, por ejemplo, la velocidad de flujo, presión, velocidad, calidad y temperatura de la entrada, fluido de transporte y de trabajo; la orientación angular y geometría interna de las boquillas de transporte, complementarias y de trabajo; área de la sección transversal y longitud de la cámara de mezcla 3A. Esto proporciona un control activo sobre la cantidad de agua utilizada, el tamaño de las gotitas, la distribución de las gotitas, el ángulo del cono de pulverización y el rango de proyección (distancia) de la niebla. Por ejemplo, un generador de agua nebulizada que utiliza vapor como fluido de transporte puede producir agua nebulizada con una distribución de las gotitas considerablemente uniforme con una parte considerable de las gotitas con un tamaño inferior a 50 \mum, con un ángulo del cono de pulverización ajustable y un rango de proyección de más de 40 metros.

Una ventaja clave de la presente invención es que las gotitas uniformes formadas, que tienen una parte considerable de las gotitas con un tamaño inferior a 50 \mum, tienen el momento suficiente, por la transferencia de momento, para proyectarse a una distancia suficiente y también penetrar en el calor de un incendio, lo que es distinto de la técnica anterior donde los tamaños de las gotitas menores que 40 \mum no tendrán suficiente momento para proyectarse a una distancia suficiente y también penetrar en el calor de un incendio.

Una ventaja principal de la presente invención es su capacidad para manejar fluidos de trabajo y fluidos de entrada relativamente más viscosos que los sistemas convencionales. Los choques y la transferencia de momento que tiene lugar proporcionan una succión que hace que el generador de niebla actúe como una bomba. Además, el efecto de cizalladura y la turbulencia del chorro de vapor de alta velocidad rompe el fluido de trabajo viscoso y lo mezcla, haciéndolo menos viscoso.

El generador de niebla puede utilizarse para un funcionamiento de ráfagas cortas o para un funcionamiento continuo o pulsado (intermitente) o discontinuo.

Como no existen partes móviles en el sistema y el generador de niebla no depende de boquillas de entrada del fluido de una tolerancia pequeña y de pequeño tamaño, se requiere muy poco mantenimiento. Es conocido que debido al pequeño tamaño del orificio y a las altas presiones del agua utilizada por algunos de los sistemas de agua nebulizada existentes, el desgaste de las boquillas es una cuestión principal con estos sistemas.

Además, debido al uso de entradas de fluido relativamente grandes en el generador de niebla es menos sensible a una calidad de agua baja. En casos donde el generador de niebla se va a utilizar en un ambiente marino, puede incluso utilizarse agua de mar.

Aunque el generador de niebla puede utilizar un fluido de transporte compresible caliente como el vapor, este sistema no debe confundirse con los sistemas de inundación con vapor existentes que producen una atmósfera muy caliente. En la invención actual, la transferencia de calor entre el vapor y el fluido de trabajo resulta en una temperatura del agua nebulizada relativamente baja. Por ejemplo, se ha registrado que la temperatura de salida dentro de la niebla en el punto de la salida 5 es inferior a 52ºC, reduciéndose por una transferencia de calor continuada entre el vapor y el agua hasta la temperatura ambiente en una distancia corta. La temperatura de salida de la descarga de agua nebulizada puede controlarse regulando las condiciones de suministro de vapor, es decir, la velocidad de flujo, presión, velocidad, temperatura, etc., y las condiciones de la velocidad de flujo del agua, es decir, velocidad de flujo, presión, velocidad, y temperatura, y las condiciones del fluido de entrada.

La formación de gotitas dentro del generador de niebla puede mejorarse más con el arrastre de químicos como los surfactantes. Los surfactantes pueden arrastrase directamente al generador de niebla y mezclarse a fondo con el fluido de trabajo en el punto de formación de las gotitas, minimizando así la cantidad de surfactante requerida.

Es una ventaja del canal de paso del generador de niebla, y las geometrías de la boquilla de entrada relativamente grandes, que pude alojar material que podría ir a parar al canal. Es una característica de la presente invención que es mucho más tolerante a la calidad del agua utilizada que los sistemas de agua nebulizada convencionales que dependen de pequeños orificios y boquillas de una tolerancia pequeña.

La capacidad del generador de niebla de manejar y procesar una gama de fluidos de trabajo proporciona ventajas sobre muchos otros generadores de niebla. Como el tamaño de gotitas deseado se consigue mediante una cizalladura de alta velocidad y, en el caso del vapor como el fluido de transporte, la transferencia de masa de un fluido de transporte separado, puede introducirse prácticamente cualquier fluido de trabajo al generador de niebla para que sea dispersado y proyectado adecuadamente. Los fluidos de trabajo pueden ir desde mezclas de fluido/sólido y fluidos fácilmente disipables de baja viscosidad hasta suspensiones y fluidos de alta viscosidad. Incluso pueden manejarse suspensiones o fluidos que contienen partículas sólidas relativamente grandes.

Es esta versatilidad lo que permite aplicar la presente invención en muchas aplicaciones diferentes en una amplia gama de condiciones de funcionamiento. Además la forma del generador de niebla puede ser de cualquier forma conveniente adecuada para la aplicación concreta. De esta manera el generador de niebla puede ser circular, curvilíneo o rectilíneo, para facilitar que el generador de niebla se ajuste a la aplicación específica o el escalado de tamaño.

La presente invención proporciona de esta manera una amplia aplicabilidad con un rendimiento mejorado sobre las propuestas de la técnica anterior en el campo de los generadores de agua nebulizada.

En algunas formas de realización de la presente invención se proporcionan una serie de boquillas de transporte y boquillas de trabajo a lo largo del canal y la geometría de las boquillas puede variar de una a otra dependiendo del efecto deseado. Por ejemplo, puede variar la orientación angular de una a otra. Las boquillas pueden tener diferentes geometrías con el fin de proporcionar efectos diferentes, es decir, características de rendimiento diferentes, con condiciones de vapor paramétricas posiblemente diferentes. Por ejemplo, algunas boquillas pueden funcionar con el fin de un mezclado inicial de diferentes líquidos y gases mientras que otras se utilizan simultáneamente para una ruptura adicional de las gotitas o para dirigir el flujo. Cada boquilla puede tener una sección de cámara de mezcla aguas abajo de la misma. En el caso en el que se proporcionan una serie de boquillas el número de boquillas operacionales es variable.

El generador de niebla de la presente invención puede emplearse en una diversidad de aplicaciones que van desde la extinción, supresión o control de incendios hasta la humectación de humo o partículas.

Debido a las presiones relativamente bajas implicadas en la presente invención, el generador de niebla pude reubicarse y redirigirse fácilmente durante su funcionamiento. Utilizando conductos de suministro de agua y vapor flexibles adecuados el generador de niebla puede ser llevado fácilmente por una persona. La unidad puede considerarse portátil desde dos perspectivas. En primer lugar la(s) boquilla(s) de transporte puede(n) moverse a cualquier sitio limitado únicamente por las longitudes de los conductos de agua y vapor. Esto puede tener aplicaciones en la lucha contra incendios o la descontaminación cuando la boquilla puede moverla una persona hasta zonas específicas para una cobertura óptima de la niebla. Este procedimiento "umbilical" podría extenderse a situaciones en las que la boquilla es movida por un brazo robotizado o un sistema automático, operado por control remoto.

En segundo lugar, todo el sistema podría ser portátil, es decir, la boquilla, un generador de vapor, más un suministro de agua/producto químico están en una plataforma móvil (p. ej., un vehículo auto propulsado). Esto tendría los beneficios de no estar limitado por ninguna longitud de conducto umbilical. Todo el sistema podría utilizar posiblemente una configuración de tipo mochila.

La presente invención puede también utilizarse para mezclar, dispersar o hidratar y nuevamente el mecanismo de cizalladura proporciona el mecanismo para obtener el resultado deseado. A este respecto el generador de niebla puede utilizarse para mezclar uno o más fluidos, uno o más fluidos y sólidos en forma de partículas o disipable, por ejemplo polvos. Los fluidos pueden estar en forma líquida o gaseosa. Este mecanismo podría utilizarse por ejemplo en la lucha contra los incendios forestales, donde los polvos y otros aditivos, como los supresores de fuego, pueden arrastrase, mezclarse y dispersarse con la niebla pulverizada.

En esta área de utilización reside otra aplicación potencial en términos de generación de espuma con fines de lucha contra incendios. Los fluidos separados, por ejemplo agua, un agente espumante, y posiblemente aire, se mezclan en el generador de niebla utilizando el fluido de transporte, por ejemplo vapor, en virtud del efecto de cizalladura.

Además, en el fuego u otros ambientes de alta temperatura la fina niebla de gotitas de alta densidad generada por el generador de niebla proporciona una barrera térmica para las personas y el combustible. Además de reducir la transferencia de calor por convección y conducción por enfriamiento del aire y los gases entre la fuente de calor y las personas o el combustible, la densa niebla reduce también la transferencia de calor por radiación. Esto tiene aplicaciones concretas, aunque no exclusivas, en la extinción de incendios y humo en el transporte por carretera, ferrocarril y aéreo, y puede mejorar en gran medida la capacidad de supervivencia de los pasajeros tras un
accidente.

La fina niebla de gotitas generada por la presente invención puede emplearse para aplicaciones de enfriamiento general. La alta velocidad de enfriamiento y las pequeñas cantidades de agua utilizadas proporcionan el mecanismo para enfriar equipos y maquinaria industrial. Por ejemplo, la fina niebla de gotitas tiene una aplicación concreta en el enfriamiento directo por gotitas del aire de entrada de las turbinas de gas. La fina niebla de gotitas, por lo general agua nebulizada, se introduce en el aire de entrada de la turbina de gas y debido al pequeño tamaño de las gotitas y a la gran área superficial de evaporación, el agua nebulizada se evapora, enfriando el aire de entrada. El enfriamiento del aire de entrada aumenta la potencia de la turbina de gas cuando está funcionando en ambientes calientes.

Además, la muy fina niebla de gotitas producida por el generador de niebla puede utilizarse para enfriar y humidificar áreas o espacios, interiores o exteriores, con el fin de proporcionar un ambiente más habitable a personas y animales.

El generador de niebla puede emplearse en interiores o en exteriores para aplicaciones generales de riego, por ejemplo, el riego de plantas dentro de un invernadero. La distribución y el tamaño de las gotitas de agua pueden controlarse para proporcionar el mecanismo de riego apropiado, es decir, humectación de raíces o follaje, o una combinación de ambas. Además, también puede controlarse la humedad del invernadero con el uso del generador de niebla.

El generador de niebla puede utilizarse en una atmósfera explosiva para proporcionar la prevención de explosiones. La niebla enfría la atmósfera y humedece cualquier partícula del aire, reduciendo así el riesgo de explosión. Además, debido a la alta velocidad de enfriamiento y a la amplia distribución de las gotitas proporcionadas por la fina niebla de gotitas el generador de niebla puede emplearse para la supresión de explosiones, particularmente en un espacio cerrado. El generador de niebla tiene una ventaja adicional para su uso en atmósferas potencialmente explosivas ya que no tiene partes móviles o cables o circuitos eléctricos y por tanto tiene unas fuentes de ignición mínimas.

Un incendio en una habitación cerrada producirá generalmente gases calientes que suben al techo. Por tanto existe un gradiente de temperatura formado con altas temperaturas en o cerca del techo y bajas temperaturas hacia el suelo. Además, generalmente los gases producidos en la habitación se estratificarán a diferentes alturas. Una ventaja de la presente invención es que la fuerza de proyección y turbulencia de la niebla ayuda a mezclar los gases dentro de la habitación, mezclando los gases de alta temperatura con los gases de baja temperatura, reduciendo así las temperaturas de puntos calientes de la habitación.

Esta mezcla de los gases de la habitación, y la propia niebla turbulenta, que se comporta más parecido a una nube de gas, es capaz de alcanzar zonas fuera de la línea de visión, eliminado así todos los puntos calientes (bolsas de gases calientes) y posibles zonas de re-ignición. Una ventaja adicional de la presente invención es que las gotitas de agua más pequeñas tienen mayor tendencia a mantenerse en el aire, enfriando así los gases y los productos de combustión del fuego. Esto mejora la velocidad de enfriamiento del fuego y también reduce los daños a los objetos en las proximidades del fuego.

La fuerza de proyección y turbulencia de la niebla permite que se enfríen o se descontaminen considerablemente todas las superficies en la habitación, incluso las superficies fuera de la línea de visión.

Además, la fuerza de proyección y turbulencia de la niebla hacen que las gotitas de agua se unan a los núcleos hidroscópicos suspendidos en los gases, haciendo que los núcleos se vuelvan más pesados y caigan al suelo, donde son más manejables; particularmente en aplicaciones de descontaminación. Las gotitas de agua generadas por la presente invención tienen mayor tendencia a unirse a los núcleos en virtud de su pequeño tamaño.

El generador de niebla puede utilizarse para crear deliberadamente núcleos hidroscópicos dentro de la habitación con el fin anteriormente descrito.

Debido a la humectación de las partículas de los gases en un espacio cerrado por el generador de niebla y la turbulencia creada dentro de dispositivo y por la propia niebla de enfriamiento, las bolsas de gas se dispersan, limitando así las posibilidades de explosión.

La presente invención tiene el beneficio adicional de humedecer o enfriar las atmósferas explosivas o tóxicas utilizando sólo el vapor, o con aditivos químicos y/o agua arrastrados adicionales. La última configuración podría utilizarse para poner las sustancias tóxicas o explosivas en solución para una eliminación segura.

Utilizar un fluido de transporte compresible caliente, como el vapor, puede proporcionar una ventaja adicional de proporcionar el control de bacterias dañinas. El mecanismo de cizalladura proporcionado por la presente invención unido a la entrada de calor del vapor destruye las bacterias en el flujo de fluido, proporcionando así la esterilización del fluido de trabajo. El efecto de esterilización podría mejorarse más con el arrastre de sustancias químicas y otros aditivos que se mezclan en el fluido de trabajo. Esto puede tener una particular ventaja en aplicaciones como la lucha contra incendios, donde ventajosamente se requiere que el fluido de trabajo, como el agua, sea almacenado durante algún tiempo antes de su uso. Durante el funcionamiento, el generador de niebla esteriliza de manera eficaz el agua, destruyendo bacterias como la Legionella pneumophila, durante la fase de creación de las gotitas, antes de que el agua nebulizada sea proyectada desde el generador de niebla.

La fina niebla de gotitas producida por el generador de niebla podría emplearse ventajosamente donde se ha producido una fuga o escape de materiales químicos o biológicos en forma líquida o gaseosa. La pulverización atomizada proporciona una niebla que crea de manera eficaz crea una saturación protectora de la atmósfera imperante dando como resultado una humectación profunda. En el caso en el que haya materiales químicos o biológicos implicados, la niebla humedece los materiales y ocasiona su precipitación o neutralización, podría proporcionarse un tratamiento adicional introduciendo o arrastrando aditivos químicos o biológicos en el fluido de trabajo. Por ejemplo pueden arrastrase o introducirse desinfectantes en el generador de niebla, e introducirlos en una habitación a desinfectar en forma de niebla. Para aplicaciones de descontaminación, como la descontaminación animal o descontaminación agrícola, no se requiere una mezcla previa de los productos químicos ya que los productos químicos pueden arrastrase directamente en la unidad y mezclarse simultáneamente. Esto reduce en gran medida el tiempo requerido para empezar la descontaminación y también elimina la necesidad de un tanque de retención y mezclador separados.

El generador de niebla puede emplearse como un extractor de manera que la inyección del fluido de transporte, por ejemplo vapor, provoque la inducción de un gas para que sea movido de una zona a otra. Un ejemplo de uso de esta manera se encuentra en la lucha contra incendios cuando se requiere la extracción de humos en el lugar de un incendio.

Además el generador de niebla puede emplearse para suprimir o eliminar partículas de un gas. Este uso tiene una aplicación concreta, aunque no exclusiva, en la supresión de humo y polvo de un fuego. Pueden arrastrarse aditivos químicos adicionales en forma de fluido y/o polvo y mezclarse con el flujo para el tratamiento del gas y/o las partículas.

Además el generador de niebla puede emplearse para depurar materiales de partículas de un flujo de gas, para efectuar la separación de los elementos deseados de los elementos de desecho. Los aditivos químicos adicionales en forma de fluido y/o polvo pueden arrastrarse y mezclarse con el flujo para el tratamiento del gas y/o las partículas. Este uso tiene una aplicación concreta, aunque no exclusiva, en sistemas de extracción de polvo y depuradoras de gases de escape industriales.

El uso del generador de niebla no se limita a la creación de nieblas de gotitas de agua. El generador de niebla puede utilizarse en muchas aplicaciones diferentes que requieren romper un fluido en una fina niebla de gotitas. Por ejemplo, el generador de niebla puede utilizarse para atomizar un combustible, como el fueloil, con el fin de mejorar la combustión. En este ejemplo, usar vapor como fluido de transporte y un combustible líquido como fluido de trabajo produce una mezcla adecuadamente dispersada de finas gotitas de combustible y gotitas de agua. Es bien conocido en la técnica que tales mezclas cuando se combinan con el oxígeno mejoran la combustión. En este ejemplo, el oxígeno, posiblemente en forma de aire, podría también arrastrase, mezclado con y proyectado con la niebla de combustible/vapor por el generador de niebla. De manera alternativa, podría utilizarse un fluido de transporte diferente y podrían arrastrarse y mezclarse agua u otro fluido con el combustible en el generador de niebla.

De manera alternativa, utilizando un combustible y aire como fluidos de trabajo, pero con una fuente de ignición a la salida de la unidad, el generador de niebla podría emplearse como calentador de espacios.

Además, el generador de niebla puede emplearse como un incinerador o calentador de procesos. En este ejemplo, puede utilizarse un fluido combustible, por ejemplo propano, como fluido de transporte, introducido en el generador de niebla bajo presión. En este ejemplo el fluido de trabajo puede ser un material o combustible adicional que se requiere para ser incinerado. La interacción entre el fluido de transporte y el fluido de trabajo crea una niebla de gotitas bien mezclada que puede prenderse y quemarse en la cámara de mezcla o en una cámara separada justo después de la salida. De manera alternativa, el fluido de transporte puede prenderse antes de salir de las boquillas de transporte, presentando de ese modo al fluido de trabajo una llama de alta temperatura y alta velocidad.

El generador de niebla proporciona la capacidad de crear gotitas creadas por una emulsión de fluidos múltiples. Las gotitas pueden comprender una mezcla homogénea de fluidos diferentes, o pueden formarse mediante una primera gotita de fluido recubierta con una capa o capas externas de un segundo fluido o más fluidos. Por ejemplo, el generador de niebla puede emplearse para crear una niebla de gotitas de una emulsión de combustible/agua con el fin de mejorar adicionalmente la combustión. En este ejemplo, el agua pude arrastrase por separado al generador de niebla, o proporcionarse mediante el propio fluido de transporte, por ejemplo a partir del vapor que se condensa tras el contacto con el fluido de trabajo. Además, el oxígeno requerido para la combustión, posiblemente en forma de aire, podría también ser arrastrado, mezclado con y proyectado con la niebla de combustible/vapor por el generador.

El generador de niebla puede emplearse para la impregnación a baja presión de medios porosos. El fluido o fluidos de trabajo, o mezclas de fluido y sólidos siendo dispersados y proyectados sobre un medio poroso, contribuyendo así a la impregnación de las gotitas del fluido de trabajo en el material.

El generador de niebla puede emplearse con fines de fabricación de nieve. Este uso tiene una aplicación concreta aunque no exclusiva en la generación de nieve artificial para pistas de esquí tanto de interiores como de exteriores. La fina niebla de gotitas de agua se proyecta dentro de y a través de aire frío con lo cual las gotitas se congelan y forman una "nieve" de gotitas congeladas. Este mecanismo de enfriamiento puede mejorarse más con el uso de un refrigerador separado instalado en la salida del generador de niebla para mejorar el enfriamiento del agua nebulizada. Las condiciones paramétricas del generador de niebla y las propiedades y temperaturas del fluido de transporte y del fluido de trabajo se seleccionan para las condiciones ambientales concretas en las que van a funcionar. Pueden arrastrarse y mezclarse en el generador de niebla fluidos o polvos adicionales para contribuir con el mecanismo de enfriamiento y congelación de las gotitas. Se podría utilizar un fluido de transporte más frío que el vapor.

La alta velocidad de la niebla de agua pulverizada puede emplearse ventajosamente para hacer orificios en hielo o nieve compactada. En esta aplicación el fluido de trabajo, que puede ser agua, puede precalentarse ventajosamente antes de introducirse en el generador de niebla para proporcionar una niebla de gotitas de mayor temperatura. La mejor transferencia de calor con la superficie de impacto proporcionada por el agua en forma de gotitas, combinada con la alta velocidad de impacto de las gotitas, proporcionan una fusión/corte a través del hielo o nieve compactada. El agua de desecho resultante de esta operación de corte es conducida por la fuerza de la niebla de agua pulverizada que sale de vuelta a través del orificio que ha sido realizado, o en el caso de nieve compactada puede ser conducida dentro de la estructura permeable de la nieve. De manera alternativa, parte de o toda esta agua de desecho puede introducirse de nuevo en el generador de niebla, por arrastre o bombeo, para proporcionar o complementar el suministro de fluido de trabajo. El generador de niebla puede moverse hacia la "cara de corte" de los orificios a medida que aumenta la profundidad del orificio. Por consiguiente, el fluido de transporte y el agua pueden suministrarse al generador de niebla coaxialmente, para permitir que los conductos de alimentación encajen en el diámetro del orificio generado. La geometría de las boquillas, la cámara de mezcla y la salida del generador de niebla, más las propiedades del fluido de transporte y el fluido de trabajo se seleccionan para producir el tamaño de orificio en la nieve o el hielo, y la velocidad de corte y la velocidad de eliminación de agua requeridos.

Se pueden realizar modificaciones a la presente invención sin alejarse del alcance de la invención, por ejemplo, podrían utilizarse la boquilla complementaria, u otras boquillas complementarias, en forma de conductos NACA, que se utilizan para purgar la alta presión de una superficie a presión alta a una superficie a presión baja para mantener la capa límite en las superficies y reducir la resistencia al avance.

Los conductos NACA pueden emplearse en el generador de niebla 1 desde la perspectiva del uso de perforaciones a través de alojamiento 2 para alimentar un fluido al flujo de una superficie de pared. Por ejemplo, podrían emplearse perforaciones adicionales para simplemente alimentar aire o vapor a través de las perforaciones para aumentar la turbulencia en el generador de niebla y aumentar la ruptura turbulenta. Los conductos NACA también pueden estar inclinados de manera que ayuden a dirigir la niebla que emerge del generador de niebla. Pueden ubicarse orificios o incluso una boquilla anular en el borde de salida del generador de niebla para ayudar a hacer que la niebla que sale continúe expandiéndose y por tanto a difundir el flujo (un flujo de salida a alta velocidad tenderá a querer converger).

Podrían emplearse conductos NACA, dependiendo de la aplicación, utilizando el área de baja presión en el generador de niebla para aspirar gases de la superficie exterior para aumentar la turbulencia. Los conductos NACA pueden tener aplicaciones en situaciones en las que es beneficioso aspirar los gases circundantes para ser procesados con el generador de niebla, por ejemplo, aspirar gases calientes en una función de extinción de un incendio puede ayudar a enfriar los gases y a hacer circular los gases dentro de la habitación.

Aumentar la turbulencia en el generador de niebla ayuda tanto a aumentar la formación de gotitas (con gotitas más pequeñas) como la turbulencia de la niebla generada. Esto tiene beneficios en la extinción de incendios y en la descontaminación al ayudar a hacer que la niebla se mezcle en el generador de niebla y humedezca todas las superficies y/o se mezcle con los gases calientes. Además de lo anteriormente mencionado, la turbulencia puede inducirse mediante el uso de paletas guía en las boquillas o en el canal. Los generadores de turbulencias pueden tener forma helicoidal o cualquier otra forma que induzca remolinos en el flujo de fluido.

Así como los generadores de turbulencias aumentan la turbulencia, también reducirán el riesgo de coalescencia de las gotitas en las paletas/álabes del generador de turbulencias.

Los propios generadores de turbulencias podrían tener varias formas, por ejemplo, proyecciones superficiales en el trayecto del fluido, como pequeñas paletas o nodos salientes; ranuras superficiales de perfiles y orientaciones diversas como se muestra en las Figs. 5 a 10; o sistemas más grandes que muevan o hagan girar todo el flujo - éstos podrían ser álabes inclinados en todo el canal del flujo, o bien una pequeña longitud axial o de un diseño tipo Arquímedes más largo. Además, pueden utilizarse codos de diversos ángulos situados a lo largo de diversos planos para inducir remolinos en los flujos antes de que entren en sus respectivas entradas.

Se prevé que el generador de niebla pueda incluir actuadores piezoeléctricos o ultrasónicos que hagan vibrar las boquillas para mejorar la ruptura de las gotitas.

Claims (37)

1. \global\parskip0.950000\baselineskip

   1. Dispositivo para generar niebla que comprende:

   \quad

   un conducto (2) que define un canal (3) con una cámara de mezcla (3A, 9) y una salida (5);

   \quad

   una boquilla de transporte (16) en comunicación fluida con dicho conducto (2), estando la boquilla de transporte (16) adaptada para introducir un fluido de transporte en la cámara de mezcla (3A, 9);

   \quad

   una boquilla de trabajo (34) ubicada adyacente a la boquilla de transporte (16) entre la boquilla de transporte (16) y la salida (5), estando la boquilla de trabajo (34) adaptada para introducir un fluido de trabajo en la cámara de mezcla (3A, 9);

   \quad

   en el que la boquilla de transporte (16) incluye una parte convergente-divergente en la misma de manera que en uso proporcione la generación de un flujo de alta velocidad del fluido de transporte;

   \quad

   y caracterizado porque las boquillas de transporte y de trabajo (16, 34) circunscriben considerablemente el canal (3) de manera que en uso el fluido de trabajo se atomiza y se crea un régimen de flujo de gotitas dispersadas de gotitas con un tamaño considerablemente uniforme en la cámara de mezcla (3A, 9) mediante la introducción del flujo de fluido de transporte de la boquilla de transporte (16) al flujo de fluido de trabajo desde la boquilla de trabajo (34) y la posterior cizalladura del fluido de trabajo por el fluido de transporte.

   \vskip1.000000\baselineskip

2. 2. Dispositivo según la reivindicación 1, donde la cámara de mezcla (3A, 9) incluye una parte convergente.
3. 3. Dispositivo según la reivindicación 1, donde la cámara de mezcla (3A, 9) incluye una parte divergente.
4. 4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el dispositivo incluye una segunda boquilla de transporte (44) adaptada para introducir más fluido de transporte o un segundo fluido de transporte en la cámara de mezcla (3A, 9).
5. 5. Dispositivo según la reivindicación 4, donde la segunda boquilla de transporte (44) se sitúa más cerca de la salida (5) que la boquilla de trabajo (34), de manera que la boquilla de trabajo (34) se encuentra entre ambas boquillas de transporte (16, 44).
6. 6. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el canal (3) incluye una entrada (4) adaptada para introducir un fluido de entrada en la cámara de mezcla (3A, 9), siendo la entrada (4) distal con respecto a la salida (5), estando dispuestas las boquillas de transporte y de trabajo (16, 34) entre la entrada (4) y la salida (5).
7. 7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el dispositivo incluye una boquilla complementaria (22) dispuesta dentro de la boquilla de transporte (16) y adaptada para introducir más fluido de transporte o un segundo fluido de transporte en la cámara de mezcla (9).
8. 8. Dispositivo según la reivindicación 7, donde la boquilla complementaria (22) se dispone axialmente en la cámara de mezcla (9).
9. 9. Dispositivo según la reivindicación 7 ó 8, donde la boquilla complementaria (22) se extiende delante de la boquilla de transporte (16).
10. 10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, donde la boquilla complementaria (22) está formada con un perfil convergente-divergente para proporcionar un flujo supersónico del fluido de transporte que fluye a través de la misma.
11. 11. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la boquilla de transporte (16) está formada de manera que el fluido de transporte introducido en la cámara de mezcla (3A, 9) a través de la boquilla de transporte (16) tiene un patrón de flujo convergente o divergente.
12. 12. Dispositivo según la reivindicación 11, donde la boquilla de transporte (16) tiene unas superficies interior y exterior siendo cada una de ellas de forma sustancialmente /troncocónica.
13. 13. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente una cámara de sobrepresión del fluido de trabajo (32) que circunscribe considerablemente el canal (3).
14. 14. Dispositivo según la reivindicación 13, donde la cámara de sobrepresión del fluido de trabajo (32) circunscribe considerablemente la boquilla de transporte (16).
15. 15. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la boquilla de trabajo (34) está formada de manera que el fluido de trabajo introducido en la cámara de mezcla (3A, 9) a través de la boquilla de trabajo (34) tiene un patrón de flujo convergente o divergente.

    \global\parskip1.000000\baselineskip

16. 16. Dispositivo según la reivindicación 15, donde la boquilla de trabajo (34) tiene unas superficies interior y exterior siendo cada una de ellas sustancialmente de forma /troncocónica.
17. 17. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye adicionalmente unos medios de control para controlar uno o más de la velocidad de flujo, presión, velocidad, calidad, y temperatura de los fluidos de trabajo y de transporte.
18. 18. Dispositivo según la reivindicación 17, donde los medios de control incluyen unos medios para controlar la orientación angular y la geometría interna de las boquillas de transporte y de trabajo (16, 34).
19. 19. Dispositivo según la reivindicación 17 o la reivindicación 18, donde los medios de control incluyen unos medios para controlar la geometría interna de por lo menos parte de la cámara de mezcla (3A, 9) o la salida (5) para hacerlas variar entre convergente y divergente.
20. 20. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la geometría interna de la boquilla de transporte (16) tiene una relación de área, es decir área de salida respecto al área de la garganta, en el intervalo de 1,75 a 15, con un ángulo incluido \alpha sustancialmente igual a o inferior a 6 grados para flujo supersónico y sustancialmente igual a o inferior a 12 grados para flujo sub-sónico.
21. 21. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la boquilla de transporte (16) está orientada un ángulo \beta de entre 0 y 30 grados con respecto al canal (3).
22. 22. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la cámara de mezcla (3A, 9) está cerrada aguas arriba de la boquilla de transporte (16).
23. 23. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente un generador de turbulencias para inducir turbulencias en el fluido que pasa por el mismo antes de que el fluido se introduzca en la cámara de mezcla (3A, 9).
24. 24. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la boquilla de trabajo (34) circunscribe considerablemente la boquilla de transporte (16).
25. 25. Sistema de pulverización que comprende un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24, un suministro de fluido de transporte y un suministro de fluido de trabajo.
26. 26. Sistema de pulverización según la reivindicación 25, donde el suministro de fluido de trabajo es un suministro de agua.
27. 27. Sistema de pulverización según la reivindicación 25 o reivindicación 26, donde el suministro de fluido de transporte es un generador de vapor.
28. 28. Método para generar niebla que comprende las etapas de:

    \quad

    introducir un flujo de alta velocidad de fluido de transporte a través de una boquilla de transporte (16) que incluye una parte convergente-divergente en la misma en una cámara de mezcla (3A, 9) de un canal (3), circunscribiendo la boquilla de transporte (16) el canal (3) considerablemente;

    \quad

    introducir un flujo de fluido de trabajo en la cámara de mezcla (3A, 9) a través de la boquilla de trabajo (34) situada aguas abajo de la boquilla de transporte (16) y que circunscribe el canal (3) considerablemente;

    \quad

    atomizar el fluido de trabajo y crear un régimen de flujo de gotitas dispersadas de gotitas con un tamaño considerablemente uniforme en la cámara de mezcla (3A, 9) mediante la introducción de un flujo de fluido de transporte de la boquilla de transporte (16) al flujo de fluido de trabajo de la boquilla de trabajo (34) y la posterior cizalladura del fluido de trabajo por el fluido de transporte.

    \vskip1.000000\baselineskip

29. 29. Método según la reivindicación 28, donde el flujo de fluido de transporte introducido en la cámara de mezcla (3A, 9) es anular.
30. 30. Método según la reivindicación 28 o la reivindicación 29, donde el método incluye la etapa de introducir el fluido de transporte en la cámara de mezcla (3A, 9) como un flujo supersónico.
31. 31. Método según cualquiera de las reivindicaciones 28 a 30, que incluye la inducción de turbulencias en el fluido de trabajo antes de introducirlo en la cámara de mezcla (3A, 9).
32. 32. Método según cualquiera de las reivindicaciones 28 a 31 que incluye la inducción de turbulencias en el fluido de transporte antes de introducirlo en la cámara de mezcla (3A, 9).
33. 33. Método según cualquiera de las reivindicaciones 28 a 32, donde el fluido de transporte es vapor.
34. 34. Método según cualquiera de las reivindicaciones 28 a 33, donde el fluido de trabajo es agua.
35. 35. Método según cualquiera de las reivindicaciones 28 a 34, donde la niebla se usa para la extinción de incendios.
36. 36. Método según cualquiera de las reivindicaciones 28 a 34, donde la niebla se usa para la descontaminación.
37. 37. Método según cualquiera de las reivindicaciones 28 a 34, donde la niebla se usa para la depuración de gases.