ES2828477T3 - Sistema de filtración de contaminantes del aire para una cabina - Google Patents

Sistema de filtración de contaminantes del aire para una cabina Download PDF

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Abstract

Un sistema de filtración de contaminantes del aire (10) adaptado a una cabina (12) que comprende: un sistema de extracción de aire externo (14) para extraer aire de una atmósfera que rodea la cabina; un sistema de extracción de aire interno (16) para extraer aire de una atmósfera dentro de la cabina; un sistema de filtración principal (18) que comprende al menos un ventilador de circulación (36) y un conjunto de filtros (38); y un sistema de suministro de aire filtrado (20), en donde, al menos un ventilador de circulación funciona para extraer aire del sistema de extracción de aire externo y del sistema de extracción de aire interno y dirigir dicho aire extraído hacia el conjunto de filtros para la filtración, el aire filtrado se dirige luego hacia el sistema de suministro de aire filtrado para su suministro a la cabina, caracterizado porque el sistema de suministro de aire filtrado (20) tiene la forma de un sistema de aire acondicionado instalado previamente para la cabina con su ventilador retirado.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de filtración de contaminantes del aire para una cabina
Campo de la invención
La invención se refiere a un sistema de filtración de contaminantes del aire para una cabina. La invención es particularmente adecuada para su uso en relación con vehículos de equipo pesado, tales como equipos de construcción y minería, que están expuestos a fibras de asbesto u otros contaminantes transportados por el aire como parte de su entorno operativo ordinario.
Antecedentes de la invención
El siguiente análisis de los antecedentes de la invención está destinado a facilitar la comprensión de la presente invención. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que el análisis no es un reconocimiento o admisión de que el material al que se hace referencia fue publicado, conocido o es parte del conocimiento general común en cualquier jurisdicción en la fecha de prioridad de la solicitud.
Los sistemas de aire acondicionado/calefacción reticulados, tales como los que se encuentran en la mayoría de los equipos móviles, se basan en la creación de un vacío para extraer aire a través de los núcleos del evaporador/calentador. Sin embargo, la creación de este vacío conduce inherentemente a la entrada de contaminantes transportados por el aire, incluido el polvo.
Para tratar de minimizar que esto ocurra, tales sistemas también emplean extensas estructuras de sellado. Estas estructuras de sellado han demostrado ser difíciles de mantener adecuadamente.
Los intentos anteriores de introducir sistemas de filtración, tales como filtros de aire en partículas de alta eficiencia ("HEPA"), en dicho sistema de aire acondicionado también han resultado problemáticos. Un problema clave al que se enfrentan estos sistemas es que funcionan asumiendo que los contaminantes no entrarán en la cabina del vehículo y, por lo tanto, solo será necesario filtrar el aire extraído del entorno externo. Esto no tiene en cuenta los contaminantes transportados por el aire que pueden entrar a la cabina del vehículo a través de la entrada y salida de un operador o pasajero. Esto tampoco tiene en cuenta los contaminantes que luego pueden ser transportados por el aire después de desprenderse de la ropa del operador o del pasajero.
Por tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema que supere, o al menos mejore en parte, los problemas antes mencionados.
El documento US 5342238 A describe un aparato de filtrado de aire del interior de un vehículo.
Los aspectos de la presente invención se definen mediante las reivindicaciones independientes adjuntas, y las realizaciones preferidas de la presente invención se definen mediante las reivindicaciones dependientes adjuntas.
A lo largo de este documento, a menos que se indique lo contrario, los términos "que comprende", "que consiste en” y similares, deben interpretarse como no exhaustivos, o en otras palabras, que significan "que incluye, pero no se limita a".
De acuerdo con un primer aspecto de la invención, existe un sistema de filtración de contaminantes del aire para una cabina que comprende: un sistema de extracción de aire externo para extraer aire de una atmósfera que rodea la cabina; un sistema de extracción de aire interno para extraer aire de una atmósfera dentro de la cabina; un sistema de filtración principal; y un sistema de suministro de aire filtrado, donde el aire extraído del sistema de extracción de aire externo y del sistema de extracción de aire interno se dirige hacia el sistema de filtración principal para su filtración y el aire filtrado se dirige luego hacia el sistema de suministro de aire filtrado para su suministro a la cabina. El sistema de extracción de aire externo debe incorporar medios de presurización para presurizar el aire extraído de la atmósfera antes de su suministro al sistema de filtración principal. Este medio de presurización puede adoptar la forma de un ventilador de presurización o un filtro de presurización.
El sistema de extracción de aire externo puede incorporar al menos un medio de filtración para filtrar el aire extraído de la atmósfera antes de su suministro al sistema de filtración principal. El sistema de filtración principal puede incorporar una pluralidad de medios de filtración para filtrar el aire recibido del sistema de extracción de aire externo o del sistema de extracción de aire interno. La pluralidad de medios de filtración puede disponerse en paralelo. Alternativamente, estos pueden disponerse de modo que proporcionen una filtración de múltiples etapas del aire recibido del sistema de extracción de aire externo o del sistema de extracción de aire interno. El sistema de filtración principal puede incorporar medios de dirección para dirigir el aire extraído del sistema de extracción de aire externo o del sistema de extracción de aire interno hacia un conjunto de medios de filtración tomados de la pluralidad de medios de filtración. El sistema de filtración principal también puede incluir ventiladores de circulación para extraer aire del sistema de extracción de aire externo y del sistema de extracción de aire interno.
Se prevé que los medios de filtración comprendan al menos uno de los siguientes tipos de filtros: un filtro de aire en partículas de alta eficacia; un filtro de carbón activo.
El sistema de suministro de aire filtrado adopta la forma de un sistema de aire acondicionado previamente instalado en la cabina sin ventilador.
Al menos el sistema de extracción de aire externo puede estar contenido dentro de un alojamiento externo a la cabina. A continuación, el alojamiento puede estar unido a los portaequipajes de techo que están unidos a la cabina.
De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, existe un método para filtrar contaminantes del aire para una cabina que comprende las etapas de:
extraer aire de la atmósfera que rodea la cabina;
extraer aire de una atmósfera dentro de la cabina;
filtrar el aire extraído de ambas atmósferas; y
entregar el aire filtrado a la cabina.
El método también puede incluir la etapa de presurizar el aire extraído de la atmósfera que rodea la cabina. El aire extraído de la atmósfera que rodea la cabina también puede filtrarse previamente antes de la etapa de filtrar el aire extraído de ambas atmósferas.
La etapa de filtrar el aire extraído de ambas atmósferas puede incorporar las subetapas de filtrar el aire extraído de ambas atmósferas usando un medio de filtración principal y luego filtrar el aire extraído de ambas atmósferas usando al menos un medio de filtración secundario. Esta también puede incluir la subetapa de dirigir el aire extraído de una o ambas atmósferas hacia un medio de filtración particular.
De acuerdo con un tercer aspecto de la invención, existe un método de adaptación de la cabina de un vehículo para incluir un sistema de filtración de aire de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 8, donde el sistema de suministro de aire filtrado es una unidad de aire acondicionado ya instalada en la cabina del vehículo, que comprende las etapas de: retirar todos los ventiladores de la unidad de aire acondicionado;
instalar el sistema de filtración de aire en un lado externo del techo de la cabina del vehículo; y
conectar el sistema de filtración de aire a la unidad de aire acondicionado para que el aire filtrado por el sistema de filtración de aire pueda suministrarse a la cabina a través de la unidad de aire acondicionado.
Breve descripción de los dibujos
La invención se describirá ahora, únicamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que: La figura 1 es una vista isométrica de un sistema de filtración de contaminantes del aire para una cabina de acuerdo con la presente invención.
La figura 2 es una vista esquemática del sistema de filtración de contaminantes del aire para una cabina como se muestra en la figura 1.
La figura 3 es una vista esquemática de una variante del sistema de filtración de contaminantes del aire para una cabina.
La figura 4 es una vista isométrica de una variante del sistema de filtración de contaminantes del aire para una cabina como se muestra en la figura 3.
Realizaciones preferidas de la invención
De acuerdo con una primera realización de la presente invención, existe un sistema de filtración de contaminantes del aire 10 para una cabina de vehículo 12 que comprende:
un sistema de filtración de aire externo 14;
un sistema de extracción de aire interno 16;
un sistema de filtración principal 18; y
un sistema de aire acondicionado 20.
El sistema 14 de filtración de aire externo, el sistema de extracción de aire interno 16 y el sistema de filtración principal 18 están todos contenidos principalmente dentro de un alojamiento 22 externo a la cabina del vehículo 12. Los diversos componentes del sistema de filtración de aire externo 14, el sistema de extracción de aire interno 16 y el sistema de filtración principal 18 están conectados por una serie de conductos de fluido o conductos, en lo sucesivo denominados sistema de conductos 24.
El sistema de filtración de aire externo 14 comprende un ventilador de presurización 26 y una pluralidad de filtros 28. El ventilador de presurización 26 está posicionado dentro del alojamiento 22 de tal manera que las paletas del ventilador están configuradas para llevar aire a los conductos 24 desde la atmósfera exterior y dirigirlo hacia la pluralidad de filtros 28.
La pluralidad de filtros 28 comprende un filtro principal 32 y un filtro HEPA 34 dispuestos en secuencia. El filtro principal 32 funciona para eliminar partículas contaminantes pesadas y/o grandes transportadas por el aire. El aire filtrado por el filtro principal 32 se dirige luego al filtro HEPA 34. El filtro HEPA 34 funciona para eliminar partículas contaminantes submicrométricas transportadas por el aire.
El aire filtrado por el filtro HEPA 34 se dirige luego al sistema de filtración principal 18.
El sistema de extracción de aire interno 16 comprende una parte de los conductos 24 que van desde la cabina del vehículo 12 al sistema de filtración principal 18. La parte de la red de conductos 24 que sale de la cabina del vehículo 12 tiene un extremo abierto para permitir que tanto el aire como los contaminantes internos sean llevados a través de la red de conductos 24 hacia el sistema de filtración principal 18.
El sistema de filtración principal 18 comprende ventiladores de circulación 36 y un conjunto de filtros 38.
Los ventiladores de circulación 36 funcionan para extraer aire tanto del filtro HEPA 34 como de la cabina del vehículo 12. Para la elaboración, en esta realización, los ventiladores de circulación 36 toman la forma de dos ventiladores de alta potencia de 24 voltios. Cada ventilador 36 tiene un propulsor orientado hacia atrás 40 para facilitar la extracción de aire del filtro HEPA 34 y la cabina del vehículo 12.
El aire que pasa a través de los ventiladores de circulación 36 se empuja luego hacia un conjunto de filtros 38. Cada filtro HEPA 38 en el conjunto de filtros 38 está dispuesto en paralelo unos con respecto a los otros. Por tanto, la red de conductos 24 se conducen por separado desde los ventiladores de circulación 36 a cada filtro HEPA 38.
El aire que ha pasado a través de un filtro HEPA 38 se dirige luego a una parte común de la red de conductos 24 y se dirige hacia el sistema de aire acondicionado 20.
El sistema de aire acondicionado 20 comprende una versión ligeramente modificada de la unidad de aire acondicionado estándar del vehículo en cuestión. La modificación se refiere al ventilador de la unidad de aire acondicionado, que se retira de la unidad en su totalidad.
Esto es importante, ya que los solicitantes han descubierto que si se retiene el ventilador de la unidad de aire acondicionado, este realmente funciona contra el resto del sistema 10 y, por tanto, disminuye la eficacia del sistema 10 en su conjunto.
De lo contrario, el sistema de aire acondicionado 20 funciona para distribuir el aire recibido del conjunto de filtros 38 alrededor de la cabina del vehículo 12 de acuerdo con el propio sistema de ventilación de la unidad de aire acondicionado (no mostrado).
Debe observarse que como la red de conductos 24 comprende muchas partes, el tamaño, las dimensiones y la forma de las diversas partes pueden variar según lo determine el papel que desempeña en el transporte de aire de un componente a otro. En algunos casos, como la parte de la red de conductos 24 que conduce a los ventiladores de circulación 36, la red de conductos 24 debe tener un tamaño suficiente para no restringir la entrada de los ventiladores de circulación 36.
El experto en la materia también debe apreciar que la invención anterior no se limita a la realización descrita. En particular, se pueden realizar las siguientes modificaciones y mejoras sin apartarse del alcance de la presente invención:
• Aunque la invención se ha descrito como adecuada para su uso con una cabina de vehículo 12, la invención es igualmente adecuada para su uso con cabinas para otras formas de equipo estacionario o para otras formas de alojamiento. Además, la invención descrita se puede utilizar tanto con equipos de vehículos pesados como con equipos de vehículos ligeros.
• Si bien la invención también se ha descrito en el contexto de ventiladores para llevar aire a los diversos sistemas 14, 16, 18 y para mover aire a través de la red de conductos 24, se pueden emplear otros sistemas para facilitar dicho movimiento sin apartarse del alcance de la presente invención.
• De manera similar, aunque la invención se ha descrito principalmente en el contexto del uso de filtros HEPA 34, 38, se pueden usar otros filtros en lugar de, o en combinación con, los filtros HEPA 34, 38. Por ejemplo, también se pueden usar filtros de carbón activo y/o filtros de aire de penetración ultrabaja en el sistema 10 para facilitar la eliminación de contaminantes transportados por el aire. En una versión más simple de la invención, donde no hay preocupación por la eliminación de contaminantes a nivel submicrónico y el polvo es la razón principal para la implementación del sistema 10, los filtros HEPA 34, 38 pueden simplemente reemplazarse por filtros gruesos.
• Si bien el sistema 10 se centra principalmente en la eliminación de contaminantes transportados por el aire en forma de partículas, el sistema 10 también se puede adaptar, mediante la adición de los filtros apropiados, para facilitar también la eliminación de contaminantes transportados por el aire en forma de productos químicos, gases y/u olores.
• Dependiendo del tamaño y los requisitos del sistema de acondicionamiento del aire 20, el número y tamaño de los ventiladores de circulación 36 pueden variar de los descritos anteriormente.
• De manera similar, el requisito de flujo del sistema 10 determina el número de filtros HEPA 38 en el conjunto de filtros 38.
• El ventilador de presurización 26 puede reemplazarse por otros dispositivos de presurización, tal como un filtro de presurización. Cuando se utilizan filtros de presurización, como se muestra en la Figura 3, los filtros de presurización también pueden reemplazar el filtro principal 32 y el filtro HEPA 34.
• La sustitución del ventilador de presurización 26 por otras formas de dispositivos de presurización también puede requerir la inclusión de un ventilador o dispositivo similar para extraer aire a través del dispositivo de presurización. Alternativamente, se puede aumentar la potencia de las estructuras de ventiladores existentes para lograr este objetivo.
• El sistema de aire acondicionado 20 puede reemplazarse con cualquier otra forma de sistema de suministro de aire filtrado para suministrar aire a la cabina del vehículo 12.
• El alojamiento 22 puede montarse en portaequipajes para facilitar su adaptación en las cabinas de vehículos existentes 12. En el caso de vehículos pesados, sin embargo, el sistema 10 puede adaptarse para montarse en una placa de montaje que se fija a los puntos de recogida del vehículo pesado.
• El alojamiento 22 puede diseñarse para facilitar el acceso fácil a los diversos filtros 32, 34, 38 con fines de limpieza o sustitución.
• El sistema interno de extracción de aire 16 puede incluir en sí mismo ventiladores y/o filtros.
• El número de ventiladores de circulación 36 puede variar del descrito anteriormente de acuerdo con los requisitos del sistema 10.
• El conjunto de filtros 38 puede incorporar filtros de diferentes tipos. Como desarrollo adicional de este concepto, el conjunto de filtros puede disponerse en paralelo, aunque cada disposición en paralelo comprende un conjunto adicional de filtros dispuestos en serie. De esta manera, el aire puede dirigirse a través de la misma serie de filtros independientemente del conjunto de filtros paralelos al que se dirige el aire también.
• El sistema puede incluir además un medio de dirección para dirigir el aire que pasa a través de los ventiladores de circulación hacia un filtro HEPA 38 específico. Esto puede ser particularmente útil cuando uno o más de los filtros HEPA 38 tienen un rendimiento bajo o es deseable distribuir el flujo de aire uniformemente a través de los filtros HEPA 38.
• El sistema de filtración de aire externo 14 puede omitir la pluralidad de filtros 28 a favor de la filtración por medio del sistema de filtración principal 18 únicamente.
El experto en la materia debe apreciar además que las variaciones y modificaciones anteriores, que no son mutuamente excluyentes, pueden combinarse para formar aún más realizaciones que caen dentro del alcance de la presente invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.
Aunque no en las realizaciones de la presente invención como se reivindica, el alojamiento 22 también puede incorporar un sistema de identificación de vehículo externo 100, tal como el que se muestra en la figura 3, y el alojamiento 22 también puede incorporar un sistema de seguridad visual y/o de audio externo 102, tal como el que también se muestra en la figura 3.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de filtración de contaminantes del aire (10) adaptado a una cabina (12) que comprende:
un sistema de extracción de aire externo (14) para extraer aire de una atmósfera que rodea la cabina; un sistema de extracción de aire interno (16) para extraer aire de una atmósfera dentro de la cabina;
un sistema de filtración principal (18) que comprende al menos un ventilador de circulación (36) y un conjunto de filtros (38); y
un sistema de suministro de aire filtrado (20),
en donde, al menos un ventilador de circulación funciona para extraer aire del sistema de extracción de aire externo y del sistema de extracción de aire interno y dirigir dicho aire extraído hacia el conjunto de filtros para la filtración, el aire filtrado se dirige luego hacia el sistema de suministro de aire filtrado para su suministro a la cabina,
caracterizado porque
el sistema de suministro de aire filtrado (20) tiene la forma de un sistema de aire acondicionado instalado previamente para la cabina con su ventilador retirado.
2. Un sistema de filtración de contaminantes del aire de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el sistema de extracción de aire externo incorpora medios de presurización para presurizar el aire extraído de la atmósfera antes de su suministro al sistema de filtración principal.
3. Un sistema de filtración de contaminantes del aire de acuerdo con la reivindicación 2, en donde los medios de presurización son uno de los siguientes: un ventilador de presurización (26); un filtro de presurización (28).
4. Un sistema de filtración de contaminantes del aire de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el sistema de extracción de aire externo incorpora al menos un medio de filtración (32) (34) para filtrar el aire extraído de la atmósfera antes de su suministro al sistema de filtración principal.
5. Un sistema de filtración de contaminantes del aire de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el sistema de filtración principal incorpora una pluralidad de medios de filtración (38) para filtrar el aire recibido del sistema de extracción de aire externo o del sistema de extracción de aire interno.
6. Un sistema de filtración de contaminantes del aire de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la pluralidad de medios de filtración están dispuestos en una de las siguientes configuraciones: en paralelo o para proporcionar una filtración de múltiples etapas del aire recibido del sistema de extracción de aire externo o del sistema de extracción de aire interno.
7. Un sistema de filtración de contaminantes del aire de acuerdo con la reivindicación 5 o la reivindicación 6, en donde el sistema de filtración principal incorpora medios de dirección (24) (36) para dirigir el aire extraído del sistema de extracción de aire externo o del sistema de extracción de aire interno hacia un conjunto de medios de filtración (38) seleccionado de la pluralidad de medios de filtración.
8. Un sistema de filtración de contaminantes del aire de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en donde los medios de filtración comprenden al menos uno de: un filtro de aire en partículas de alta eficiencia (38); un filtro de carbón activo.
9. Un sistema de filtración de contaminantes del aire de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde al menos el sistema de extracción de aire externo está contenido dentro de un alojamiento (22) externo a la cabina.
10. Un sistema de filtración de contaminantes del aire de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el alojamiento está unida a portaequipajes y los portaequipajes están unidos a la cabina.
11. Un método para filtrar los contaminantes del aire para una cabina (12) que comprende las etapas de:
proporcionar un sistema de filtración de contaminantes del aire (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10,
extraer aire de la atmósfera que rodea la cabina;
extraer aire de la atmósfera dentro de la cabina;
filtrar el aire extraído de ambas atmósferas; y
suministrar el aire filtrado a la cabina por medio del sistema de aire acondicionado previamente instalado para la cabina con su ventilador retirado, opcionalmente donde el método incluye además la etapa de presurizar el aire extraído de la atmósfera que rodea la cabina.
12. Un método para filtrar los contaminantes del aire para una cabina de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el método incluye además la etapa de filtrar previamente el aire extraído de la atmósfera que rodea la cabina antes de la etapa de filtrar el aire extraído de ambas atmósferas.
13. Un método para filtrar los contaminantes del aire para una cabina de acuerdo con la reivindicación 11 o la reivindicación 12, en donde la etapa de filtrar el aire extraído de ambas atmósferas comprende las subetapas de filtrar el aire extraído de ambas atmósferas utilizando un medio de filtración principal y luego filtrar el aire extraído de ambas atmósferas utilizando al menos un medio de filtración secundario.
14. Un método para filtrar los contaminantes del aire para una cabina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en donde el método incluye además la etapa de filtrar el aire extraído de ambas atmósferas que incluye la subetapa de dirigir el aire extraído de una o ambas atmósferas hacia un medio de filtración particular.
15. Un método para adaptar la cabina de un vehículo para incluir un sistema de filtración de contaminantes del aire (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 para su uso con un sistema de suministro de aire filtrado en forma de una unidad de aire acondicionado ya instalada en la cabina del vehículo, el método que comprende las etapas de:
retirar todos los ventiladores de la unidad de aire acondicionado; instalar el sistema de filtración de contaminantes del aire en un lado externo del techo de la cabina del vehículo; y
conectar el sistema de filtración de contaminantes del aire a la unidad de aire acondicionado de modo que el aire filtrado por el sistema de filtración de contaminantes del aire pueda suministrarse a la cabina a través de la unidad de aire acondicionado.
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