ES2562446T3 - Dispositivo de inactivación y de filtración fina de virus y microorganismos en un flujo de aire - Google Patents

Dispositivo de inactivación y de filtración fina de virus y microorganismos en un flujo de aire Download PDF

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Abstract

Un aparato para la inactivación y la filtración fina de virus y microorganismos en un flujo de aire, que comprende una fuente de alimentación de alta tensión (4) y, en serie a lo largo del flujo de aire: unos medios de pretratamiento de flujo de aire (1) que están formados por unas unidades de filtración conductoras de corriente de carga opuesta (7, 7') con una placa (5) hecha de un material aislante de alta porosidad permeable que está instalada entre las unidades de filtración; una cámara de inactivación de dos compartimentos (2), realizándose cada compartimento de la misma como un electrodo de efecto corona de aguja (12) y un electrodo no de efecto corona de cilindro (10) dispuestos coaxialmente entre sí y estando cada uno eléctricamente conectado a una placa (13) hecha de un material de filtración conductor de corriente; y un precipitador (3) realizado como placas de carga opuesta (14) dispuestas en paralelo entre sí y hechas de un material conductor de corriente de alta porosidad, con unas placas (15) entre las mismas hechas de un material aislante de alta porosidad permeable, estando el aparato caracterizado por que: por lo menos la unidad de filtración conductora de corriente (7) de los medios de pretratamiento (1) que se encuentra en primer lugar a lo largo del flujo de aire está realizada como - un electrodo de cilindro (6) que tiene una base en forma de una placa (7) hecha de un material conductor de corriente poroso permeable y que está ubicada adyacente a la placa (5), hecha de un material aislante de alta porosidad permeable, - un electrodo de aguja (8) que está dispuesto coaxialmente al electrodo de cilindro (6) en el lado del extremo frontal del mismo, y que tiene su punta dirigida hacia la placa aislante (5), y - una placa (9), hecha de un material conductor de corriente de alta porosidad, que está ubicada delante de, a una distancia de y eléctricamente conectada al electrodo de aguja (8), en donde el electrodo de cilindro (6) y el electrodo de aguja (8) están conectados a los polos opuestos de la fuente de alimentación (4).

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo de inactivacion y de filtracion fina de virus y microorganismos en un flujo de aire Campo de la tecnica
La invencion se refiere a la limpieza del aire o un gas de microorganismos, virus, aerosoles solidos y llquidos y, mas en concreto, se refiere a un aparato para la inactivacion y la filtracion fina de virus y microorganismos en un flujo de aire.
Tecnica anterior
De acuerdo con la patente RU 2026751, se conoce un aparato para la inactivacion y la filtracion fina de virus y microorganismos, comprendiendo este aparato una fuente de alimentacion de alta tension y, en serie a lo largo del flujo, unos medios de pretratamiento de flujo de aire, una camara de inactivacion de dos compartimentos y un precipitador, que se realiza como unas placas de carga opuesta hechas de un material conductor de corriente de alta porosidad y dispuestas en paralelo entre si, con unas placas hechas de un material aislante de alta porosidad dispuestas entre las placas conductoras de corriente. En el presente documento, los medios de pretratamiento de flujo de aire estan formados por unas unidades de filtracion conductoras de corriente de carga opuesta, con una placa hecha de un material aislante de alta porosidad permeable que esta instalada entre las mismas, y cada compartimento de la camara de inactivacion de dos compartimentos se realiza como un electrodo de efecto corona de aguja y un electrodo no de efecto corona de cilindro, estando dispuestos los dos electrodos coaxialmente entre si y estando cada uno electricamente conectado a la placa relevante hecha de un material de filtracion conductor de corriente.
En este aparato, los medios de pretratamiento de flujo de aire son una unidad de filtro grueso para limpiar un flujo de aire de partlculas mecanicas suspendidas y, en la practica, no afectan a la inactivacion de virus y microorganismos. En conexion con esto, la totalidad de la carga de la inactivacion propiamente dicha cae sobre la camara de inactivacion, complicando de ese modo el desempeno de la misma y reduciendo la eficiencia del proceso de inactivacion.
El documento US 2007/137486 A1 se refiere a un dispositivo de descontaminacion, de filtracion y/o de purification de fluido que comprende un prefiltro electrostatico, un generador de plasma positivo, un generador de plasma negativo, una serie de filtros electrostaticos activos y un catalizador, que estan dispuestos en este orden en serie para pasar de forma secuencial a traves de un fluido gaseoso como aire.
El objeto de la invencion es la creation de un aparato para la inactivacion y la filtracion fina de virus y microorganismos en un flujo de aire de tal modo que unos medios de pretratamiento de flujo de aire en este aparato, aparte de la elimination de partlculas mecanicas del flujo, realizan el preacondicionamiento de bioaerosoles que tienen lugar en el flujo antes de la inactivacion, proporcionando de ese modo las condiciones mas favorables para el funcionamiento de la camara de inactivacion y el precipitador aguas abajo, una mejora de su diseno y, en ultima instancia, una potenciacion de la eficiencia del aparato como un todo.
Divulgacion de la invencion
El objeto se logra tal como sigue: un aparato para la inactivacion y la filtracion fina de virus y microorganismos en un flujo de aire que comprende una fuente de alimentacion de alta tension y, en serie a lo largo del flujo: unos medios de pretratamiento de flujo de aire que estan formados por unas unidades de filtracion conductoras de corriente de carga opuesta con una placa hecha de un material aislante permeable de alta porosidad que esta instalada entre las unidades de filtracion; una camara de inactivacion de dos compartimentos, realizandose cada compartimento como un electrodo de efecto corona de aguja y un electrodo no de efecto corona de cilindro, estando dispuestos los dos electrodos coaxialmente entre si y estando cada uno electricamente conectado a una placa hecha de un material de filtracion conductor de corriente; y un precipitador que se realiza como unas placas de carga opuesta hechas de un material conductor de corriente de alta porosidad y dispuestas en paralelo entre si, con unas placas hechas de un material aislante de alta porosidad permeable dispuestas entre estas placas, por lo menos la unidad de filtracion conductora de corriente de los medios de pretratamiento de flujo de aire que se encuentra en primer lugar a lo largo del flujo de aire se realiza como un electrodo de cilindro que tiene una base en forma de una placa hecha de un material conductor de corriente poroso permeable, siendo esta placa adyacente a la placa hecha de un material aislante de alta porosidad permeable, un electrodo de aguja que esta dispuesto coaxialmente al electrodo de cilindro en el lado del extremo frontal del mismo, y que tiene su punta dirigida hacia la placa aislante, y una placa hecha de un material conductor de corriente de alta porosidad y que esta ubicada delante de, a una distancia de y electricamente conectada al electrodo de aguja, en el que el electrodo de cilindro y el electrodo de aguja estan conectados a los polos opuestos de la fuente de alimentacion.
De forma conveniente, la camara de inactivacion de dos compartimentos se realiza como un unico electrodo no de efecto corona de cilindro en el interior del cual esta instalada a traves del flujo una separation hecha de un material
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La camara de inactivacion de dos compartimentos se puede realizar de una forma tal que los electrodos de efecto corona de aguja del primer compartimento y el segundo compartimento de la camara de inactivacion de dos compartimentos tienen sus puntas dirigidas en sentidos opuestos y estan instalados coaxialmente a los electrodos de cilindro correspondientes sobre los lados opuestos de una separacion hecha de un material de filtracion conductor de corriente de alta porosidad permeable, ubicada a traves del flujo entre los electrodos no de efecto corona de cilindro del primer compartimento y el segundo compartimento y que esta aislada de los mismos, y las placas hechas de un material de filtracion conductor de corriente y que estan ubicadas adyacentes a los extremos de los electrodos de cilindro en la entrada y la salida de la camara de inactivacion estan electricamente conectadas una con otra y a la placa de filtracion conductora de corriente de los medios de pretratamiento que se encuentra en ultimo lugar a lo largo del flujo, y los electrodos de efecto corona de aguja estan electricamente conectados a la separacion hecha de un material de filtracion conductor de corriente y dispuesta entre estos electrodos.
En otra realizacion de la invencion, la camara de inactivacion de dos compartimentos puede estar formada por dos electrodos no de efecto corona de cilindro dispuestos en serie y una placa hecha de un material de filtracion conductor de corriente de alta porosidad permeable que es adyacente al extremo en primer lugar a lo largo del flujo de cada uno de estos electrodos, en donde los electrodos no de efecto corona estan conectados a los polos opuestos de la fuente de alimentacion y en donde los electrodos de efecto corona de aguja tienen ambos sus puntas dirigidas a contraflujo en donde el electrodo de aguja del primer compartimento esta conectado a la placa conductora de corriente que es adyacente al electrodo de cilindro del segundo compartimento y el electrodo de aguja del segundo compartimento de la camara de inactivacion esta conectado a la placa conductora de corriente del precipitador que esta dispuesta inmediatamente a continuation de este electrodo.
Es deseable instalar una placa hecha de un material de filtracion aislante de alta porosidad permeable entre la unidad de filtracion en segundo lugar a lo largo del flujo de los medios de pretratamiento de flujo de aire y el primer compartimento de la camara de inactivacion.
En una realizacion preferida, el aparato comprende ademas por lo menos una camara mas de inactivacion de dos compartimentos que es un analogo de la primera camara pero tiene la polaridad opuesta de la conexion de electrodos, estando instalada esta camara en serie con la primera camara a lo largo del flujo, con el sentido de los electrodos de efecto corona de aguja de cada siguiente camara de inactivacion siendo identico u opuesto al sentido de los electrodos de aguja de la camara anterior.
Es deseable instalar una placa hecha de un material aislante de alta porosidad entre unas placas de filtracion conductoras de corriente vecinas de la camara de inactivacion anterior y de la camara de inactivacion siguiente.
Ademas, un electrodo de aguja se puede conectar electricamente a la placa conductora de corriente del precipitador en primer lugar a lo largo del flujo, teniendo este electrodo de aguja su punta dirigida a contraflujo, en donde un electrodo no de efecto corona de cilindro esta instalado coaxialmente a este electrodo de aguja con una placa hecha de un material de filtracion conductor de corriente estando ubicada adyacente al extremo frontal (a lo largo del flujo) del electrodo de cilindro, estando esta placa electricamente conectada a los electrodos de aguja de la camara de inactivacion en ultimo lugar a lo largo del flujo.
A la placa conductora de corriente del precipitador en primer lugar a lo largo del flujo, un electrodo de cilindro se puede conectar por un extremo, y opuesto al otro extremo de este electrodo de cilindro, una placa mas hecha de un material de filtracion conductor de corriente se puede instalar a traves del flujo, en donde un electrodo de efecto corona de aguja que esta ubicado coaxialmente al electrodo de cilindro esta electricamente conectado a esta placa, tiene su punta dirigida a lo largo del flujo, y esta conectado al polo de la fuente de alimentacion opuesto al polo que esta conectado al electrodo de aguja del ultimo compartimento (a lo largo del flujo) de la camara de inactivacion.
Para nivelar las concentraciones de las partlculas que se van a precipitar, ozono o iones en el flujo, es deseable equipar el aparato con por lo menos un generador de torbellinos de flujo.
Es aconsejable instalar el generador de torbellinos aguas arriba del precipitador.
Ademas, es deseable equipar por lo menos una de las placas conductoras de corriente del precipitador y/o el generador de torbellinos con un revestimiento capaz de proveer la descomposicion de ozono, oxido de nitrogeno, y/u otros gases perjudiciales.
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El material del cual se fabrican las placas de filtracion aislantes puede contener un catalizador para catalizar la descomposicion de ozono, oxidos de nitrogeno, y/o gases perjudiciales.
En una realization preferida, el electrodo de efecto corona de aguja se realiza como un hilo que esta instalado en el interior de un tubo metalico coaxialmente al mismo y sobresaliendo del mismo.
Tambien es deseable conectar por lo menos uno de los electrodos de efecto corona a la fuente de alimentation por medio de una resistencia, la resistencia de la cual se selecciona a partir del llmite impuesto sobre el valor de corriente de consumo de pico para la tension establecida.
Preferiblemente, la fuente de alimentacion de alta tension se realiza como que tiene tres conductores autonomos, en donde un conductor esta conectado a las placas conductoras de corriente del precipitador y con las unidades de filtracion conductoras de corriente y se estabiliza en tension y los otros dos conductores estan conectados, respectivamente, con el electrodo de efecto corona de aguja y el electrodo no de efecto corona de cilindro de cada compartimento respectivo y se estabilizan en corriente.
Mas preferiblemente, la fuente de alimentacion de alta tension se realiza con una viabilidad de conmutar de forma automatica el modo de funcionamiento de la misma de la estabilizacion de tension del conductor que esta conectado a las placas conductoras de corriente del precipitador y con las unidades de filtracion conductoras de corriente, a una estabilizacion de corriente una vez que se ha alcanzado un valor establecido de la corriente de consumo. Por lo tanto, la fuente de alimentacion se estabiliza en tension, puede mantener la corriente de consumo dentro del intervalo establecido, y se puede conmutar de forma automatica a si misma de una estabilizacion de tension a una estabilizacion de corriente una vez que se ha alcanzado un valor establecido de la corriente consumida.
Es conveniente fabricar las placas conductoras de corriente en el precipitador de un metal espumado y disponer las mismas de tal modo que la distancia entre las mismas disminuye a lo largo del flujo de aire, y fabricar las placas de filtracion aislantes del precipitador de poliuretano espumado e instalar las mismas en un orden de tal modo que el tamano celular del material de las placas disminuye a lo largo del flujo de aire. Ademas, las placas conductoras de corriente del precipitador se pueden fabricar de un metal espumado que esta revestido con un revestimiento aislante.
La invention se ilustrara ademas por medio de una description de realizaciones y dibujos particulares.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 muestra de forma esquematica una section del aparato para la inactivation y la filtracion fina de virus y microorganismos en un flujo de aire de acuerdo con la presente invencion;
la figura 2 es la misma que la figura 1, con la camara de inactivacion en la que los electrodos de aguja del primer compartimento y el segundo compartimento estan dirigidos en sentidos opuestos;
la figura 3 es la misma que la figura 1, con la camara de inactivacion en la que los electrodos de aguja del primer compartimento y el segundo compartimento estan dirigidos a contraflujo;
la figura 4 es la misma que la figura 2, pero con una placa aislante que esta ubicada entre los medios de pretratamiento y la camara de inactivacion;
la figura 5 muestra una realizacion del aparato de inactivacion que tiene dos camaras de inactivacion de dos compartimentos identicas dispuestas en serie entre si y que tienen unos electrodos de aguja que estan dirigidos en sentidos opuestos;
la figura 6 es la misma que la figura 5, pero con una placa aislante que esta ubicada entre las camaras de inactivacion;
la figura 7 muestra una realizacion del aparato de inactivacion en la que el precipitador esta equipado ademas con una unidad de efecto corona;
la figura 8 es la misma que la figura 7, pero con otra realizacion del precipitador;
la figura 9 muestra una realizacion del aparato en la que los electrodos de aguja estan conectados a la fuente de alimentacion por medio de resistencias;
la figura 10 muestra una realizacion de un electrodo de efecto corona de aguja en seccion.
Realizaciones de la invencion
El aparato para la inactivacion y la filtracion fina de virus y microorganismos en un flujo de aire tal como se muestra en la figura 1 comprende unos medios de pretratamiento de flujo de aire 1, una camara de inactivacion de dos compartimentos 2, y un precipitador 3, estando dispuestos la totalidad de los tres en serie a lo largo del flujo de aire A y conectados a una fuente de alimentacion de corriente continua de alta tension 4. Los medios de pretratamiento de flujo de aire 1 contienen una primera unidad de filtracion conductora de corriente y una segunda unidad de filtracion conductora de corriente 7 y 7', respectivamente, cargadas de forma opuesta una a otra, y una placa 5 hecha de un material aislante de alta porosidad permeable, por ejemplo, de poliuretano espumado de celulas abiertas, que esta ubicada entre las unidades de filtracion. Por lo menos la primera unidad de filtracion conductora
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de corriente (a lo largo del flujo A) en esta realizacion se realiza como un electrodo de cilindro 6 que tiene una base porosa plana 7 que es adyacente a la placa 5, y un electrodo de efecto corona de aguja 8 esta dispuesto coaxialmente al electrodo de cilindro 6 en el lado del extremo frontal del mismo, teniendo el electrodo de efecto corona de aguja 8 su punta dirigida hacia la placa aislante 5. Delante del electrodo 8, hay una placa 9 hecha de un material conductor de corriente de alta porosidad, por ejemplo, nlquel espumado, que esta ubicada a una pequena distancia del electrodo 8 y electricamente conectada al mismo.
La camara de inactivacion de dos compartimentos 2 en esta realizacion se realiza como un unico electrodo no de efecto corona de cilindro 10, en donde una separacion de cierre de flujo 11 hecha de un material conductor de corriente de alta porosidad permeable, por ejemplo, de nlquel espumado, esta instalada en la parte media del electrodo de cilindro a traves del flujo. Los electrodos de efecto corona de aguja 12 del primer compartimento y el segundo compartimento tienen sus puntas dirigidas una hacia otra y estan electricamente conectados entre si y a unas placas 13 hechas de un material conductor de corriente de alta porosidad permeable y estan instaladas de tal modo que hay una placa en cada extremo del electrodo de cilindro 10. En el presente documento, el potencial de las placas 13 es opuesto al potencial del electrodo de aguja 8 de los medios de pretratamiento 1.
El precipitador 3 contiene tres placas 14 hechas de un material conductor de corriente de alta porosidad, que estan instaladas en paralelo entre si a traves del flujo A, y conectadas, de forma alternativa, a los polos opuestos de la fuente de alimentacion 4. Entre las placas 14, hay unas placas 15 hechas de un material aislante de alta porosidad permeable.
En la realizacion tal como se muestra en la figura 2, a diferencia de en la que se muestra en la figura 1, los electrodos de efecto corona de aguja 12 en el primer compartimento y el segundo compartimento de la camara de inactivacion 2 tienen sus puntas dirigidas en sentidos opuestos y estan electricamente conectados a la separacion conductora de corriente 11. En el presente documento, los electrodos de efecto corona 12 estan conectados al polo de la fuente de alimentacion 4 opuesto al polo que esta conectado al electrodo de efecto corona de aguja 8 de los medios de pretratamiento 1.
La figura 3 muestra el aparato de acuerdo con la invencion con una realizacion mas de la camara de inactivacion de dos compartimentos. En esta realizacion, a diferencia de en las dos realizaciones que se han descrito en lo que antecede, la camara de inactivacion de dos compartimentos esta formada por dos electrodos de cilindro dispuestos en serie 10' y 10”, en donde una placa 16 hecha de un material conductor de corriente de alta porosidad permeable es adyacente al primer extremo (a lo largo del flujo) de cada electrodo. Los electrodos de cilindro 10' y 10” estan conectados a los polos opuestos de la fuente de alimentacion 4. Los electrodos de efecto corona de aguja 12 del primer compartimento y el segundo compartimento tienen sus puntas dirigidas a contraflujo y conectadas de tal modo que el electrodo 12 del primer compartimento esta conectado a la placa conductora de corriente 16 que es adyacente al electrodo de cilindro del segundo compartimento y el electrodo de aguja del segundo compartimento esta conectado a la placa conductora de corriente 14 del precipitador 3 que esta ubicada directamente a continuacion de este electrodo.
La realizacion del aparato tal como se muestra en la figura 4 es distinta de la realizacion que se muestra en la figura 2 ya que esta comprende ademas una placa 17 hecha de un material aislante de alta porosidad (de filtracion) permeable y que esta instalada entre la segunda (a lo largo del flujo) unidad de filtracion de los medios de inactivacion de pretratamiento 1 y el primer compartimento de la camara de inactivacion 2.
El aparato que se muestra en la figura 5, debido a que es distinto de los que se han descrito en lo que antecede, contiene, aparte de la camara de inactivacion de dos compartimentos 2, una camara mas de dos compartimentos 18 que esta instalada en serie con la camara 2 a lo largo del flujo de aire y que tiene una construccion analoga pero con la polaridad de la conexion de electrodos opuesta. En esta realizacion, los electrodos de efecto corona de aguja 12 de la siguiente camara 18 estan dirigidos de la misma forma que los electrodos de aguja 12 de la camara 2 anterior (es decir, en sentidos opuestos) y estan electricamente conectados entre si y a la separacion 11 correspondiente.
La realizacion del aparato tal como se muestra en la figura 6 es distinta de la realizacion que se muestra en la figura 5 ya que, entre las camaras de inactivacion vecinas 2 y 18, hay instalada ademas una placa 19 hecha de un material aislante de alta porosidad permeable, por ejemplo, poliuretano espumado de celulas abiertas.
Los electrodos de aguja en las camaras de inactivacion, anterior y siguiente, se pueden dirigir en sentidos opuestos; de ser asl, no obstante, tambien ha de cumplirse la condicion de la alternancia obligatoria de la polaridad de la conexion de electrodos en cada siguiente camara.
Las realizaciones del aparato de acuerdo con la invencion tal como se muestra en las figuras 7 y 8 estan caracterizadas por que el precipitador 3 esta equipado con una unidad de efecto corona de cilindro de aguja. En la realizacion del aparato de inactivacion tal como se muestra en la figura 7, un electrodo de aguja 20 esta electricamente conectado a la primera (a lo largo del flujo) placa conductora de corriente 14 del precipitador 3, teniendo este electrodo de aguja su punta dirigida a contraflujo, y un electrodo no de efecto corona de cilindro 21 esta instalado coaxialmente al mismo, con una placa 22 hecha de un material de filtracion conductor de corriente
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siendo adyacente al extremo frontal (a lo largo del flujo) del electrodo de cilindro y que esta electricamente conectada a los electrodos de aguja 12 de la camara de inactivacion 18.
En la realization del aparato tal como se muestra en la figura 8, un electrodo de cilindro 23 esta conectado por su extremo a la primera (a lo largo del flujo) placa conductora de corriente 14 del precipitador 3 y una placa 24 esta instalada a traves del flujo opuesta al otro extremo del electrodo de cilindro 23, estando la placa 24 seguida por un electrodo de efecto corona de aguja 25 que esta instalado coaxialmente al electrodo de cilindro 23. El electrodo de efecto corona de aguja 25 tiene su punta dirigida a lo largo del flujo, esta electricamente conectado a la placa 24, y esta conectado al polo de la fuente de alimentation 4 opuesto al polo que esta conectado al electrodo de aguja 12 del segundo compartimento de la camara de inactivacion 2.
El precipitador 3 se realiza de una forma tal que la separation entre las placas conductoras de corriente 14 disminuye a lo largo del flujo de aire A, en donde las placas conductoras de corriente 14 se fabrican de, por ejemplo, nlquel espumado. Las placas aislantes 15 del precipitador 3 se fabrican de poliuretano espumado, en donde dichas placas estan dispuestas de tal modo que el tamano celular del material de las placas 15 disminuye a lo largo del flujo de aire A.
Los electrodos de cilindro 6, 10 (10' y 10”), 21, y 23 tienen una estructura (celular) de panal, en donde cada uno de los electrodos de aguja 8, 12, 20 y 25 contiene una pluralidad de agujas, estando cada aguja dispuesta coaxialmente con respecto a la celula correspondiente.
En la realizacion del aparato tal como se muestra en la figura 9, cada una de las unidades de efecto corona de cilindro de aguja se realiza como un cilindro hueco y un unico electrodo de aguja que esta ubicado de forma concentrica con respecto al cilindro. En el presente documento, cada uno de los electrodos de efecto corona de aguja esta conectado a la fuente de alimentacion 4 por medio de una resistencia de alta tension 26, seleccionandose la resistencia de la cual a partir del llmite impuesto sobre el valor de corriente de consumo de pico para la tension establecida.
El precipitador 3 esta precedido por un generador de torbellinos 27, por ejemplo, que tiene el diseno perforado o con palas, en donde el generador de torbellinos 27 esta equipado con un revestimiento que contiene un catalizador para catalizar la descomposicion de ozono, oxido de nitrogeno, y/u otros gases perjudiciales (por ejemplo, un catalizador a base de alumina).
La fuente de alimentacion de alta tension 4 (la figura 1) se puede realizar como que tiene tres conductores autonomos “a”, “b” y “c”. El conductor “a” esta conectado a los electrodos de efecto corona de aguja y con los electrodos no de efecto corona de cilindro de las “coronas” positivas del aparato; el conductor “c” esta conectado a los electrodos de efecto corona de aguja y los electrodos no de efecto corona de cilindro de las “coronas” negativas; y el conductor “b” esta conectado a las placas conductoras de corriente 14 del precipitador o las unidades de filtration conductoras de corriente 7 y 7', que tienen una placa hecha de un material de filtration aislante que esta instalada entre las unidades de filtracion. En el presente documento, la fuente de alimentacion 4 se realiza de una manera tal que los conductores “a” y “c” se estabilizan en corriente y difieren entre si en el valor de tension y el conductor “b” se estabiliza en tension. Ademas, la fuente de alimentacion 4 en una realizacion preferida de la misma se realiza con una viabilidad de conmutar de forma automatica su modo de funcionamiento de una estabilizacion de tension en el conductor “b” a una estabilizacion de corriente una vez que se ha alcanzado un valor establecido de la corriente consumida. A pesar de que esta realizacion de la fuente de alimentacion se muestra solo en la figura 1 que se refiere a la primera realizacion de la invention, la misma realizacion de la fuente de alimentacion es tambien util en otras realizaciones del aparato.
La figura 10 muestra una section de la realizacion preferida de un electrodo de efecto corona de aguja que representa un hilo 28 que esta montado en el interior de un tubo metalico 29 coaxialmente al mismo y que sobresale del mismo un valor suficiente para que se forme un efecto electrico de corona.
En todas las realizaciones del aparato, los electrodos no de efecto corona se pueden realizar no solo como cilindros sino tambien como poliedros o panales.
El aparato funciona tal como sigue.
El aire que se va a tratar contiene diversos tipos de microorganismos, virus y partlculas que tienen diversos tamanos, estructuras, propiedades y cargas electricas.
Una vez que se aplica una tension a los electrodos, aparece una corriente de efecto corona en las unidades de efecto corona del aparato, acompanada por la generation de los iones correspondientes a partir de los electrodos de efecto corona de aguja 8 y 12 (la figura 1). Bajo la action de los iones que se generan, en el interior de los medios de pretratamiento 1, los bioaerosoles son cargados y afectados por unos campos electricos de diversas intensidades y gradientes dependiendo del sitio en el que residen las partlculas en el interior de los medios de pretratamiento 1. Aparece un plasma frlo en la punta del electrodo de efecto corona de aguja 8 y tambien tiene un impacto local sobre
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los bioaerosoles. En el primer (a lo largo del flujo de aire) electrodo poroso permeable (la placa 9), tiene lugar una filtracion gruesa para eliminar particulas gruesas. Mientras que el flujo de aire tratado esta pasando a traves de la unidad de efecto corona de los medios de pretratamiento 1, los microorganismos y las celulas virales en primer lugar son cargados por los iones de un signo (por ejemplo, iones negativos) y entonces pasan a traves de la base porosa 7 del electrodo no de efecto corona 6, que tiene el signo de potencial opuesto, adquiriendo en su interior cargas opuestas. Entonces, mientras que estan pasando a traves de la estructura polarizada de la placa aislante 5, las celulas virales y de microorganismos pierden parte del agua de sus superficies en contacto con esta placa, facilitando de ese modo el subsiguiente impacto de campos electricos e iones sobre la estructura celular, despues de lo cual las celulas cambian sus cargas tras pasar a traves de la segunda placa de la unidad de filtracion conductora de corriente de los medios de pretratamiento 1. Por lo tanto, se proporcionan de hecho unos signos de carga electrica identica y unas estructuras celulares debilitadas de los microorganismos y virus que entran en el subsiguiente tratamiento. La realizacion de la primera unidad de filtracion conductora de corriente de los medios de pretratamiento 1 como una unidad de efecto corona de cilindro de aguja posibilita:
- mejorar las condiciones para la precipitacion de aerosoles sobre la superficie de la placa 5 hecha de un material aislante de alta porosidad y potenciar la eficiencia de la deshidratacion superficial de una celula microbiana, en donde dirigir la punta del electrodo de efecto corona 8 hacia esta placa 5 provee dotar de carga al bioaerosol y crea de forma simultanea unas mejores condiciones para el funcionamiento de la punta de la aguja;
- homogeneizar el potencial electrico del bioaerosol que esta contenido en el flujo de aire bajo tratamiento;
- debilitar o danar parcialmente membranas celulares a causa de un cambio en sus signos superficiales y deformaciones estructurales locales causadas por unos gradientes de campo electrico variables en el interior de los medios de pretratamiento, facilitando de ese modo de forma considerable la subsiguiente desintegracion de la estructura celular.
Dejando los medios de pretratamiento 1, el flujo de aire que contiene bioaerosol entra en la camara de inactivacion de dos compartimentos 2 que esta equipada con dos electrodos de efecto corona homopolares (las figuras 1 y 2) o heteropolares (la figura 3) 12.
En el interior de la camara de inactivacion de dos compartimentos 2 en un campo electrico permanente que tiene unas intensidades y gradientes localmente variables, el bioaerosol se recarga de forma multiple bajo el impacto de iones, el contacto electrico con unos electrodos de signos opuestos, y la superficie del material de filtracion aislante polarizado. Este impacto da como resultado la deformacion o dano local de la estructura celular y la alteracion de las propiedades mecanicas, electricas, y otras, del material deformado (por ejemplo, cambia la constante dielectrica del material de membrana), lo que induce la desintegracion de la estructura celular y la inactivacion de microorganismos. Habiendo pasado a traves de la camara de inactivacion 2, los microorganismos y virus que estan suspendidos en el flujo de aire se encuentran en un estado inactivado.
Las realizaciones de la camara de inactivacion 2 tal como se muestra en las figuras 1, 2 y 3 difieren una de otra, de hecho, solo en la geometria de la variacion de la intensidad y los gradientes del campo electrico a lo largo del flujo y a traves del area en seccion transversal de las mismas y, como resultado, en la direction de desplazamiento y la velocidad de los iones, permitiendo de ese modo la selection del diseno de camara de inactivacion que proviene de los parametros del flujo de aire que se va a inactivar (la velocidad de flujo, el tipo de aerosol, los parametros fisicos de los componentes del mismo, y similares).
Debido al hecho de que, despues de pasar a traves de los medios de pretratamiento de flujo de aire 1, las particulas de bioaerosol entran en la camara de inactivacion 2 teniendo esencialmente cargas iguales y deformandose y danandose parcialmente, la desintegracion final de la estructura celular de los microorganismos en el interior de la camara de inactivacion 2 tiene lugar con una eficiencia mas alta.
Las realizaciones del aparato tal como se muestra en las figuras 5 y 6 proporcionan una potenciacion adicional del efecto de inactivacion y un aumento en la tasa de tratamiento de flujo de aire, asi como una mejora de la fiabilidad del aparato; estas realizaciones comprenden, aparte de la camara de inactivacion de dos compartimentos 2, por lo menos una camara mas de inactivacion de dos compartimentos 18 que esta instalada junto a la primera camara en serie a lo largo del flujo que es un analogo de la primera camara pero tiene la polaridad opuesta de la conexion de electrodos. En el presente documento, el sentido de los electrodos de efecto corona de aguja (12) de cada siguiente camara de inactivacion es identico u opuesto al sentido de los electrodos de aguja de la anterior. Esta realizacion proporciona un efecto adicional por un numero aumentado de alternancias de la polaridad de electrodos y un tiempo aumentado de impacto de unos campos de polaridad opuesta sobre el bioaerosol.
La placa 17 (la figura 4), hecha de un material aislante de alta porosidad y que esta instalada entre la segunda unidad de filtracion de los medios de pretratamiento 1 y el primer compartimento de la camara de inactivacion 2, proporciona una eficiencia potenciada de las deshidratacion de aerosoles al permitir una precipitacion adicional de particulas de bioaerosol sobre la superficie de la misma.
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Una placa 19 analoga (la figura 6) hecha de un material aislante de alta porosidad y que esta instalada entre las placas de filtracion conductoras de corriente 13 vecinas de las camaras de inactivacion (2 y 18, respectivamente) anterior y siguiente, tambien ofrece una superficie despolarizada adicional para que precipiten partlculas de bioaerosol.
Despues de pasar las camaras de inactivacion 2 y 18 y de adquirir una carga suficiente para la precipitacion, las partlculas entran en el precipitador 3 junto con el flujo de aire A (las figuras 7, 8). En el presente documento, las partlculas inactivadas que estan suspendidas en el flujo de aire precipitan sobre las placas 14 y 15 del precipitador 3. En vista de que la carga de las partlculas de bioaerosol es poco estable despues de que el flujo A haya pasado las camaras de inactivacion 2 y 18 y depende de un numero de factores no controlables (las propiedades electricas de las partlculas, el estado de los electrodos de efecto corona y no de efecto corona, la humedad del aire, el caudal de aire, y algunos otros), para mejorar la eficiencia de la filtracion fina y para proporcionar el grado requerido de ionizacion del aire, el precipitador 3 (la figura 7) esta equipado con una unidad de efecto corona de cilindro de aguja en donde el electrodo de aguja 20 esta dirigido contra el flujo A, o con una unidad de efecto corona en donde el cilindro de soporte de aguja 25 esta dirigido a lo largo del flujo A (la figura 8). Despues de que los microorganismos y virus se hayan inactivado en las camaras de inactivacion 2 y 18, el flujo de aire puede contener partlculas no vivas de celulas microbianas o sus fragmentos, virus, aerosoles, y otras especies que tienen unos tamanos de hasta 0,08 pm, lo que puede ser indeseable. La unidad de efecto corona que esta instalada en la entrada del precipitador 3 potencia la eliminacion de las partlculas que se han mencionado anteriormente del flujo tratado. El generador de torbellinos de flujo 27, que esta instalado en esta realizacion aguas arriba del precipitador 3, potencia la eliminacion de la falta de uniformidad de la distribucion en seccion transversal de concentraciones de iones, partlculas, ozono, y otras especies, surgiendo esta falta de uniformidad del uso de mas de una unidades de efecto corona en paralelo en el aparato.
El revestimiento catalltico del generador de torbellinos, como la presencia de un catalizador adecuado para catalizar la descomposicion de ozono, oxido de nitrogeno, y/u otros gases perjudiciales en el material de las placas de filtracion aislantes 15 del precipitador 3, tambien, proporciona una disminucion en concentraciones de ozono, oxidos de nitrogeno, y otros gases perjudiciales mezclados.
La fuente de alimentacion 4 realizada como que es capaz de estabilizar el valor de tension y que mantiene el valor de corriente de consumo dentro del intervalo establecido, proporciona la posibilidad de controlar el curso del proceso de inactivacion con una generacion de ozono limitada por las unidades de efecto corona.
Las resistencias de alta tension 26 (la figura 9), la resistencia de las cuales se selecciona a partir del llmite impuesto sobre el valor de corriente de consumo de pico para la tension establecida, que estan instaladas entre cada electrodo de efecto corona de aguja y la fuente de alimentacion 4, proporcionan una distri bucion de corriente uniforme sobre las unidades de efecto corona del aparato.
Los electrodos porosos permeables tienen una estructura tridimensional, por ejemplo, la estructura de un material de celulas abiertas (nlquel espumado, cobre espumado, y otros).
Los electrodos de efecto corona de aguja realizados como el hilo 28 que esta instalado en el interior del tubo metalico 29 coaxialmente al mismo, tal como se muestra en la figura 10, estan caracterizados por unas resistencias de construccion (resistencia a la vibracion y resistencia al impacto) elevadas.
La disposicion de las placas conductoras de corriente 14 del precipitador 3 con la separacion entre las mismas decreciendo a lo largo del flujo de aire, promueve el aumento en la intensidad de campo electrico entre los electrodos porosos permeables (placas conductoras de corriente) vecinos a lo largo del flujo. Por lo tanto, se mejora la eficiencia de filtracion en cada siguiente unidad de filtracion, proporcionando como resultado una potenciacion de la eficiencia global de la filtracion y la vida del precipitador.
Los tamanos celulares decrecientes en el material de las placas aislantes 15 del precipitador 3 a lo largo del flujo A potencian un aumento en la eficiencia de la filtracion de partlculas finas en el flujo de aire tratado.

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    REIVINDICACIONES
    1. Un aparato para la inactivacion y la filtracion fina de virus y microorganismos en un flujo de aire, que comprende una fuente de alimentacion de alta tension (4) y, en serie a lo largo del flujo de aire:
    unos medios de pretratamiento de flujo de aire (1) que estan formados por unas unidades de filtracion conductoras de corriente de carga opuesta (7, 7') con una placa (5) hecha de un material aislante de alta porosidad permeable que esta instalada entre las unidades de filtracion;
    una camara de inactivacion de dos compartimentos (2), realizandose cada compartimento de la misma como un electrodo de efecto corona de aguja (12) y un electrodo no de efecto corona de cilindro (10) dispuestos coaxialmente entre si y estando cada uno electricamente conectado a una placa (13) hecha de un material de filtracion conductor de corriente; y
    un precipitador (3) realizado como placas de carga opuesta (14) dispuestas en paralelo entre si y hechas de un material conductor de corriente de alta porosidad, con unas placas (15) entre las mismas hechas de un material aislante de alta porosidad permeable, estando el aparato caracterizado por que:
    por lo menos la unidad de filtracion conductora de corriente (7) de los medios de pretratamiento (1) que se encuentra en primer lugar a lo largo del flujo de aire esta realizada como
    - un electrodo de cilindro (6) que tiene una base en forma de una placa (7) hecha de un material conductor de corriente poroso permeable y que esta ubicada adyacente a la placa (5), hecha de un material aislante de alta porosidad permeable,
    - un electrodo de aguja (8) que esta dispuesto coaxialmente al electrodo de cilindro (6) en el lado del extremo frontal del mismo, y que tiene su punta dirigida hacia la placa aislante (5), y
    - una placa (9), hecha de un material conductor de corriente de alta porosidad, que esta ubicada delante de, a una distancia de y electricamente conectada al electrodo de aguja (8), en donde el electrodo de cilindro (6) y el electrodo de aguja (8) estan conectados a los polos opuestos de la fuente de alimentacion (4).
  2. 2. El aparato de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que la camara de inactivacion de dos compartimentos (2) esta realizada como un unico electrodo no de efecto corona de cilindro (10),
    en el interior del cual esta instalada a traves del flujo una separacion (11) hecha de un material conductor de corriente de alta porosidad permeable,
    la placa (13) hecha de un material de filtracion conductor de corriente esta dispuesta opuesta a cada uno de los extremos libres del electrodo no de efecto corona de cilindro, y
    los electrodos de efecto corona de aguja (12) del primer compartimento y del segundo compartimento tienen sus puntas dirigidas una hacia otra y estan electricamente conectados entre si y a la placa (13) correspondiente, en donde los electrodos de efecto corona de aguja (12) del primer compartimento y del segundo compartimento estan conectados al polo de la fuente de alimentacion (4) que es opuesto al polo que esta conectado al electrodo de aguja (8) de los medios de pretratamiento (1).
  3. 3. El aparato de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que los electrodos de efecto corona de aguja (12) del primer compartimento y del segundo compartimento de la camara de inactivacion de dos compartimentos (2) tienen sus puntas dirigidas en sentidos opuestos y estan instalados coaxialmente a los electrodos de cilindro (10', 10”) correspondientes sobre los lados opuestos de una separacion (11) hecha de un material de filtracion conductor de corriente de alta porosidad permeable, ubicada a traves del flujo entre los electrodos no de efecto corona de cilindro (10', 10”) del primer compartimento y del segundo compartimento, y aislada de los mismos,
    en donde las placas (13) hechas de un material de filtracion conductor de corriente y que estan ubicadas adyacentes a los extremos de los electrodos de cilindro en la entrada y la salida de la camara de inactivacion (2) estan electricamente conectadas entre si y a la placa de filtracion conductora de corriente (7') de los medios de pretratamiento (1) que se encuentran en ultimo lugar a lo largo del flujo y
    en donde los electrodos de efecto corona de aguja (12) estan electricamente conectados a la separacion (11) hecha de un material de filtracion conductor de corriente y dispuesta entre los mismos.
  4. 4. El aparato de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que la camara de inactivacion de dos compartimentos (2) esta formada por dos electrodos no de efecto corona de cilindro dispuestos en serie (10', 10”), estando una placa (16) hecha de un material de filtracion conductor de corriente de alta porosidad permeable adyacente al extremo situado en primer lugar a lo largo del flujo de cada electrodo,
    en donde los electrodos no de efecto corona (10', 10”) estan conectados a los polos opuestos de la fuente de alimentacion (4) y en donde los electrodos de efecto corona de aguja (12) tienen sus puntas dirigidas a contraflujo, estando el electrodo de aguja (12) del primer compartimento de la camara electricamente conectado a la placa conductora de corriente (16) que es adyacente al electrodo de cilindro (10”) del segundo compartimento y estando el electrodo de aguja (12) del segundo compartimento de la camara de inactivacion (2) electricamente conectado a la placa conductora de corriente del precipitador (3) que esta dispuesta inmediatamente a continuacion de este electrodo.
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  5. 5. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado por que una placa (17) hecha de un material de filtracion aislante de alta porosidad permeable esta instalada entre la unidad de filtracion (7') de los medios de pretratamiento (1) situados en segundo lugar a lo largo del flujo y el primer compartimento de la camara de inactivacion (2).
  6. 6. El aparato de acuerdo con la reivindicacion 5, caracterizado por que contiene ademas por lo menos una camara mas de inactivacion de dos compartimentos (18), que es un analogo de la primera camara (2) pero tiene la polaridad opuesta de la conexion de electrodos, que esta instalada en serie con la primera camara a lo largo del flujo, en donde el sentido de los electrodos de efecto corona de aguja (12) de cada camara siguiente es identico u opuesto al sentido de los electrodos de aguja (12) de la anterior.
  7. 7. El aparato de acuerdo con la reivindicacion 6, caracterizado por que una placa (19) hecha de un material aislante de alta porosidad esta instalada entre las placas de filtracion conductoras de corriente (13) vecinas de las camaras de inactivacion (2, 18) anterior y siguiente.
  8. 8. El aparato de acuerdo con las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado por que un electrodo de aguja (20) esta electricamente conectado a la placa conductora de corriente (14) del precipitador (3) situado en primer lugar a lo largo del flujo, teniendo el electrodo (20) su punta dirigida a contraflujo, y por que un electrodo no de efecto corona de cilindro (21) esta instalado coaxialmente al electrodo (20) y una placa (22) hecha de un material de filtracion conductor de corriente es adyacente al extremo frontal del electrodo de cilindro (21) y esta electricamente conectada a los electrodos de aguja (12) de la camara de inactivacion (2) situada en ultimo lugar a lo largo del flujo.
  9. 9. El aparato de acuerdo con las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado por que un electrodo de cilindro (23) esta conectado por un extremo del mismo a la placa conductora de corriente (14) del precipitador (3) situado en primer lugar a lo largo del flujo,
    una placa (24) adicional hecha de un material de filtracion conductor de corriente esta instalada a traves del flujo opuesta al otro extremo del electrodo de cilindro (23), en donde un electrodo de efecto corona de aguja (25) esta ubicado coaxialmente al electrodo de cilindro (23), tiene la punta del mismo dirigida a lo largo del flujo, esta electricamente conectado a dicha placa (24) adicional, y esta conectado al polo de la fuente de alimentacion (4) opuesto al polo que esta conectado al electrodo de aguja (12) del ultimo compartimento de la camara de inactivacion (2).
  10. 10. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que esta equipado con por lo menos un generador de torbellinos de flujo (27), que esta instalado aguas arriba del precipitador (3), que es capaz de nivelar las concentraciones de las partlculas que se van a precipitar, ozono o iones en el flujo en donde por lo menos una de las placas conductoras de corriente (14) del precipitador (3) y/o del generador de torbellinos (27) estan equipadas con un revestimiento que es capaz de proporcionar la descomposicion de ozono, oxido de nitrogeno y/u otros gases perjudiciales.
  11. 11. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el electrodo de efecto corona de aguja (12) esta realizado como un hilo (28) que esta instalado en el interior de un tubo metalico (29) coaxialmente al mismo y sobresaliendo del mismo.
  12. 12. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que por lo menos uno de los electrodos de efecto corona (8, 12, 20 y 25) esta conectado a la fuente de alimentacion por medio de una resistencia (26), seleccionandose el valor de resistencia a partir del llmite impuesto sobre la corriente de consumo de pico para la tension establecida.
  13. 13. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la fuente de alimentacion de alta tension (4) esta realizada teniendo tres conductores autonomos (a, b y c), en donde un conductor (b) esta conectado a las placas conductoras de corriente (14) del precipitador y a las unidades de filtracion conductoras de corriente (7, 7') y esta estabilizado en tension y los otros dos conductores (a y c) estan conectados, respectivamente, al electrodo de efecto corona de aguja (8 o 12) y el electrodo no de efecto corona de cilindro (6 o 10) de cada compartimento respectivo y estan estabilizados en corriente.
  14. 14. El aparato de acuerdo con la reivindicacion 13, caracterizado por que la fuente de alimentacion de alta tension (4) esta realizada con una viabilidad de conmutar de forma automatica el modo de funcionamiento de la misma desde la estabilizacion de tension del conductor que esta conectado a las placas conductoras de corriente (14) del precipitador y a las unidades de filtracion conductoras de corriente (7, 7'), a una estabilizacion de corriente una vez que se ha alcanzado un valor establecido de la corriente de consumo.
  15. 15. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las placas conductoras de corriente (14) del precipitador estan hechas de un metal espumado que esta revestido con un revestimiento aislante.
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