ES2400581B1 - Dispositivo para depurar el aire - Google Patents

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Abstract

Dispositivo para depurar el aire.#Cuenta con conducciones de aire (21, 22) en las que se intercala un ventilador-aspirador (4), anteponiéndose al conjunto (3) formado unos elementos de filtración pasiva y mecánica del aire (2, 11, 13). A la salida de dicho conjunto (3) hay un módulo de filtración activa en el que se incluyen uno o más conductos de plasma no térmico (6). Cuando las conducciones (22) más cercanas al módulo (7) se bifurcan o ramifican en el interior de dicho módulo (7) determinan al menos dos salidas de aire limpio (12) estando conectados el referido conjunto (3), el referido módulo (7) y un filtro (2) de los mencionados elementos de filtración pasiva y mecánica a una unidad de control (5) mediante una comunicación (8) seleccionada entre mecánica, eléctrica, electrónica, optoelectrónica y una combinación cualquiera de las mismas. El dispositivo es aplicable a vehículos (10), terrestres, de agua, aéreos, espaciales.

Description

Dispositivo para depurar el aire.
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un dispositivo para depurar el aire cuya finalidad esencial consiste en facilitar un pequeño sistema depurador del aire ambiente aplicado a un vehículo terrestre; no descartándose sin embargo su aplicación a todo tipo de vehículos en quietud o movimiento, tanto de agua, de tierra, de aire o espaciales, ya que dada la configuración, arquitectura y tipo de filtros empleados permite funcionamientos con muy diversos caudales, flujos y capacidades de los aires manejados, empleando para ello filtros de bolas de vidrio, elementos de filtración electrostática y otros entre los que se incluyen los filtros HEPA y los reactores DBD. Con ello se posibilita que un vehículo, bien tenga o no características contaminantes en su propulsión o funcionamiento, se convierta además en un elemento que entrega al ambiente un aire más limpio que el que recoge, quedando las partículas de suciedad en el propio dispositivo, determinando así un importante medio para contrarrestar la contaminación del aire al que se aplique el dispositivo. Otra finalidad de la invención consiste en que se pueda aplicar a cualquier vehículo terrestre convencional sin importantes incompatibilidades respecto a marcas, tipos de ventilación empleados u otras características.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Son conocidos diversos dispositivos de filtración que se adaptan en vehículos automóviles para capturar y filtrar el aire, tanto para el interior del vehículo como para la expulsión a la atmósfera, limpiando el aire de humos, partículas en suspensión, polen y otros contaminantes.
No obstante, el convertir un vehículo en una depuradora de aire móvil no se ha generalizado, existiendo antecedentes en este sentido, como por ejemplo el documento de patente USA 3738088. En este documento ya se pretende convertir un vehículo en un depurador de aire móvil, existiendo inconvenientes, ventajas e inviabilidades de distinto orden que determinaron que su implementación en el motor de un vehículo y las metodologías de filtración no lograran un funcionamiento óptimo.
En la actualidad hay muchos automóviles que disponen de múltiples sistemas para capturar y filtrar el aire, así como los propios gases y partículas contaminantes generadas en sus motores, pero carecen de la característica de aportar al ambiente un aire más limpio que el que recogen para poder ser un elemento más depurador que contaminador.
Por otra parte es conocido el documento EPA-456/R-05-006, fechado en Noviembre del 2005 de la Agencia de Protección Medioambiental estadounidense EPA y enunciado “usando plasma no térmico para controlar contaminantes de aire” preparado por el Centro de Tecnología del Aire Limpio (CATC). En dicho documento se explica el reactor de plasma no térmico de tipo DBD, que emplea un electrodo interno, un electrodo externo, en disposición coaxial y con un relleno de cuentas de vidrio, al igual que lo hace una parte del dispositivo de la invención que ahora se está intentando proteger.
Por otra parte son conocidos los filtros HEPA (High efficiency particulate air), consistiendo en filtros de aire de gran eficiencia que se aplican en biomedicina, en aviones, en coches y en trenes.
Un documento de patente que refleja la utilización de estos filtros HEPA es la patente ES 2266818, consistente, tal y como se expresa en su resumen en un sistema para crear de manera selectiva una presión positiva o negativa en una parte seleccionada del espacio de una sala.
Por otra parte, también se conocen los filtros electrostáticos aplicados a las unidades de recirculación de aire, tal como lo refleja el filtro electrostático de dos etapas de la patente ES 2113049.
Otros documentos del estado de la técnica relativo a la invención son las patentes estadounidenses 3.534.530 y 3.070.971.
No conocemos en el estado actual de la técnica ningún dispositivo para depurar el aire que presente la arquitectura, posibilidades de aplicación y viabilidad explicadas en este documento, según permite apreciar el ejemplo práctico y las reivindicaciones de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Para lograr los objetivos y evitar los inconvenientes indicados en anteriores apartados, la invención consiste en un dispositivo para depurar el aire que comprende por lo menos un vehículo de agua, aéreo, espacial o terrestre, y en el
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que se incluyen al menos tomas y salidas de aire; de manera que las tomas reciben un caudal de aire sucio y las salidas dan al menos un caudal de aire limpio.
Novedosamente, según la invención, el dispositivo de la misma cuenta con conducciones de aire en las que se intercala un ventilador-aspirador, anteponiéndose al conjunto formado por esas conducciones y ventilador-aspirador unos elementos de filtración pasiva y mecánica del aire, en tanto que a la salida del referido conjunto hay un módulo de filtración activa en el que se incluyen uno o más conductos de plasma no térmico; de manera que cuando las conducciones más cercanas al referido módulo se bifurcan o ramifican dentro de dicho módulo determinan al menos dos salidas de aire limpio; encontrándose conectados el mencionado conjunto, el referido módulo y un filtro de los aludidos elementos de filtración pasiva y mecánica del aire a una unidad de control; y encontrándose integrados los referidos vehículo y unidad de control mediante una comunicación que se selecciona entre mecánica, eléctrica, electrónica, optoelectrónica y una combinación cualquiera de las mismas.
En algunas realizaciones de la invención, los mencionados conductos de plasma no térmico son dotados con al menos un filtro electrostático. En una forma de realización particular, dicho(s) filtro(s) electrostático(s) incorporado(s) en los conductos de plasma no térmico puede(n) incorporar una membrana de carbón activo.
Además, en cada uno de los aludidos conductos de plasma no térmico, en esas o en otras realizaciones de la invención se puede disponer al menos un filtro consistente en un reactor de plasma no térmico de descarga de barrera dieléctrica (DBD) realizado mediante un tubo provisto de al menos una cobertura con funciones de electrodo externo, unas cuentas de vidrio que determinan un relleno por el que pasa el aire y un núcleo con funciones de electrodo interno, tal y como sucede en la realización preferente de la invención.
Al menos en dicha realización preferente de la invención los referidos elementos de filtración pasiva y mecánica del aire consisten en una o más entradas de aire sucio que conducen el aire sucio desde las tomas en el vehículo hasta unos pre-filtros de partículas groseras que a su vez conectan con un filtro HEPA desde cuya salida se lleva el aire hacia las conducciones del conjunto mencionado anteriormente.
En la realización preferente de la invención, donde el dispositivo se aplica a un vehículo terrestre convencional
o automóvil dotado de dos faros delanteros, dos faros traseros y una toma frontal de aire se disponen respectivas salidas de aire limpio bajo los faros trasero, mientras que la entrada de aire sucio se encuentra entre los faros delanteros tras la toma de aire general del vehículo.
Con la estructura que se ha descrito, el dispositivo de la invención tiene ventajas relativas a su aplicabilidad a un vehículo convencional, ya que se puede aprovechar la parrilla o toma de aire general del vehículo para coger el aire sucio, efectuar la salida de aire limpio en proximidad de los escapes convencionales y colocar los filtros y el ventiladoraspirador, así como las conducciones en la parte inferior del vehículo, lo que conlleva la aplicación directa a modelos ya existentes sin tener que efectuar destrozos en el chasis u otras operaciones de gran coste, siendo por supuesto aplicable a marcas y modelos que pudieran salir en un futuro próximo, en los que se incorporaría de fábrica, de manera que el tráfico rodado en vez de convertirse en un agente polucionante podría ser incluso un agente de limpieza del ambiente. Otra ventaja de la invención consiste en que al emplear filtros de funcionamiento electrostático, activables electrónicamente y con relleno de cuentas de vidrio en el espacio dieléctrico de los correspondientes electrodos de actuación electrostática, permite aplicaciones en muy diversos tamaños y velocidades del vehículo que lo incorpora, pudiendo ser operativo tanto en vehículos terrestres, de agua, aéreos o espaciales y tanto en movimiento como en quietud respecto del sistema ambiental de referencia.
Por otra parte, el dispositivo de la invención tiene la ventaja de que su coste de realización es relativamente bajo en la mayoría de las aplicaciones concebibles al emplear materiales como el vidrio, aleaciones económicas de metal, filtros convencionales de partículas groseras, y ventiladores-aspiradores que junto con las compuertas y válvulas que se prevean pueden ser comandadas desde un sencillo control electrónico en el caso de no ser reguladas directamente por las corrientes de aire que intervienen.
A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Figura 1.- Representa un diagrama de bloques funcionales de un dispositivo para depurar el aire realizado según la presente invención.
Figura 2.- Representa una sección transversal de una conducción-filtro de aire o reactor DBD utilizado en la realización preferente del dispositivo de la invención.
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Figura 3.-Representa una aplicación de la realización preferente de la invención mediante una vista en planta inferior de un vehículo que incorpora el dispositivo.
Figura 4.- Representa una vista de perfil del vehículo de la anterior figura 3.
Figura 5.- Representa una visa en alzado frontal del vehículo de las anteriores figuras 3 y 4.
Figura 6.- Representa una vista en alzado posterior del vehículo de las anteriores figuras 3, 4 y 5 en las que se incorpora la realización preferente del dispositivo de la invención.
DESCRIPCIÓN DE AL MENOS UN EJEMPLO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN
Seguidamente se realiza una descripción de un ejemplo de la invención haciendo alusión a las referencias de las figuras.
Primeramente facilitamos un listado donde se reflejan todas las referencias de los dibujos.
1: Tomas de aire
2: Filtro HEPA (High efficiency particulate air)
3: Conjunto de conducciones conectadas a 4
4: Ventilador-aspirador intercalado en 3
5: Unidad de control
6: Conducto de plasma no térmico
7: Módulo de filtración activa bifurcada
8: Información procedente del automóvil
9: Aire ambiental sucio
10: Vehículo
11: Pre-filtro de partículas
12: Salida de aire limpio
13: Entrada de aire sucio
14: Aire limpio
15: Faros delanteros del automóvil
16: Faros traseros del automóvil
17: Aire que llega al módulo de filtración activa 7
18: Electrodo externo de un reactor DBD de un conducto de plasma no térmico
19: Electrodo interno de un reactor DBD de un conducto de plasma no térmico
20: Relleno de cuentas de vidrio de un reactor DBD de un conducto de plasma no térmico
21: Conducciones desde 2 hasta 4
22: Conducciones desde 4 hasta 7
Como puede verse en las figuras 1 a 6 que acompañan a este ejemplo de la invención, el dispositivo para depurar el aire de la misma comprende un vehículo terrestre 10 apreciable en las figuras 3 a 6, aunque en otros ejemplos podría ser otro vehículo, que estuviese en quietud o en movimiento respecto de un medio de igual o diferente al de este ejemplo.
En la figura 1, donde se puede ver el diagrama de bloques funcionales del vehículo 10, puede verse cómo las
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tomas 1 y salidas 12 de aire en el vehículo 10 dan o recogen flujos de aire sucio 9 ó limpio 14.
En dicho diagrama de bloques se representa unas conducciones de aire 21, 22 en las que se intercala un ventilador-aspirador 4, quedando formado un conjunto 3. Dichas conducciones 21, 22 y ventilador-aspirador 4 pueden apreciarse también en la figura 3.
Por otra parte, en el referido diagrama de bloques puede verse cómo dicho conjunto 3 se encuentra conectado al módulo de filtración activa 7, al filtro HEPA 2, y a la unidad de control 5, que en el presente ejemplo puede integrarse en el bloque electrónico del vehículo 10, ya que sus funciones en este caso simplemente son de comandos sencillos como encendido y apagado de válvulas, compuertas, ventiladores y aspiradores y cálculos sencillos de caudales y velocidades del aire para optimización del rendimiento y duración de los filtros del dispositivo.
Ante el conjunto 3 se encuentran los elementos de filtración pasiva y mecánica del aire 2, 11 y 13, mientras que el módulo 7 está dotado de uno o más conductos 6 de plasma no térmico. En estos conductos 6 se colocan respectivos reactores de plasma no térmico de descarga de barrea dieléctrcica (DBD) aunque en otros ejemplos de la invención se podría colocar otro tipo de filtro electrostático o no electrostático, según tecnologías disponibles, vehículos en los que se aplique el dispositivo y otros condicionantes.
Dichos reactores y conductos 6, así como los elementos de filtración pasiva y mecánica del aire 2, 11 y 13 también pueden verse en la figura 3 a la que se aludió anteriormente. Además, un corte transversal de dicho reactor se aprecia en la figura 2, donde puede verse su constitución mediante un tubo provisto de una cobertura con funciones de electrodo externo 18, el relleno 20 determinado por unas cuentas de vidrio, por el que va pasando el aire 17 para ser limpiado, así como el núcleo 19 con funciones de electrodo interno.
En este ejemplo de la invención, la comunicación 8 entre la unidad de control 5 y el vehículo 10, representada en el diagrama de bloques de la figura 1 es eléctrica y electrónica pero en otras aplicaciones podría ser simplemente mecánica, optoelectrónica o cualquier combinación que la tecnología disponible permitiese en la aplicación requerida.
En las figuras 4 a 6, puede verse la situación concreta de las salidas de aire limpio 12 y las entradas de aire sucio 13 respecto de los faros delanteros 15 y traseros 16 del automóvil 10 que en las referidas vistas se aprecia de perfil, en alzado frontal y posterior respectivamente.
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Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1.- DISPOSITIVO PARA DEPURAR EL AIRE, que comprende por lo menos un vehículo de agua, aéreo, espacial o terrestre (10), y en el que se incluyen al menos tomas y salidas de aire (1, 12); de manera que las tomas reciben un caudal de aire sucio (9) y las salidas dan al menos un caudal de aire limpio (14); caracterizado por que cuenta con conducciones de aire (21, 22) en las que se intercala un ventilador-aspirador (4), anteponiéndose al conjunto
    (3) formado por esas conducciones (21, 22) y ventilador-aspirador (4) unos elementos de filtración pasiva y mecánica del aire (2, 11, 13) en tanto que a la salida del referido conjunto (3) hay un módulo de filtración activa (7) en el que se incluye al menos un conducto de plasma no térmico (6); de manera que cuando las conducciones (22) más cercanas al referido módulo (7) se bifurcan o ramifican dentro de dicho módulo (7) determinan al menos dos salidas de aire limpio (12); encontrándose conectados el mencionado conjunto (3), el referido módulo (7) y un filtro (2) de los aludidos elementos de filtración pasiva y mecánica del aire a una unidad de control (5); y encontrándose integrados los referidos vehículo (10) y unidad de control (5) mediante una comunicación (8) que se selecciona entre mecánica, eléctrica, electrónica, optoelectrónica y una combinación cualquiera de las mismas.
  2. 2.- DISPOSITIVO PARA DEPURAR EL AIRE, según la reivindicación 1, caracterizado por que en cada uno de los aludidos conductos de plasma no térmico (6) se incorpora al menos un filtro electrostático.
  3. 3.- DISPOSITIVO PARA DEPURAR EL AIRE, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que en cada uno de los aludidos conductos de plasma no térmico (6) se dispone al menos un filtro consistente en un reactor de plasma no térmico de descarga de barrera dieléctrica (DBD) realizado mediante un tubo provisto de al menos una cobertura con funciones de electrodo externo (18), unas cuentas de vidrio que determinan un relleno (20) por el que pasa el aire (17) y un núcleo con funciones de electrodo interno (19).
  4. 4.- DISPOSITIVO PARA DEPURAR EL AIRE, según una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizado por que los referidos elementos de filtración pasiva y mecánica del aire (2, 11, 13) consisten en una o más entradas de aire sucio (13) que conducen el aire sucio (9) desde las tomas (1) en el vehículo (10) hasta unos pre-filtros de partículas groseras (11) que a su vez conectan con un filtro HEPA (2) (High efficiency particulate air) desde cuya salida se lleva el aire hacia las conducciones (21) del referido conjunto (3).
  5. 5.- DISPOSITIVO PARA DEPURAR EL AIRE, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que bajo cada uno de dos faros traseros (16) que presenta el referido vehículo (10) se encuentra dispuesta una salida de aire limpio (12), mientras que entre dos faros delanteros (15) de dicho vehículo (10) se encuentra dispuesta una entrada de aire sucio (13) en la toma de aire (1) general del vehículo entre (10).
  6. 6.- DISPOSITIVO PARA DEPURAR EL AIRE, según la reivindicación 2, caracterizado por que el al menos un filtro electrostático incorporado en los conductos de plasma no térmico (6) incorpora una membrana de carbón activo.
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