WO2013026946A1 - Procedimiento de enfriamiento evaporativo del aire aplicable a establos para ganado y dispositivo para llevar a cabo dicho procedimiento - Google Patents
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K1/00—Housing animals; Equipment therefor
- A01K1/0047—Air-conditioning, e.g. ventilation, of animal housings
- A01K1/0082—Water misting or cooling systems
Definitions
- the invention relates generally to adiabatic cooling with high pressure water and forced ventilation in dairy farms.
- REPLACEMENT SHEET (Rule 26) • Kibler, HH, Brody, S. (Eds.), 1954. Influence of radiation intensity on evaporative cooling, heat production and cardio-respiratory activities in Jersey, Holstein and Brahman cows. Agricultural and Experimental Station Research, University of J. Dermatol. 1 10, 319-320.
- This invention is focused on building an evaporation cooling device of a large mass of air so that this mass of air can be used to cool partially open premises used in industries,
- REPLACEMENT SHEET (Rule 26) such as the dairy and similar industries.
- the invention utilizes an apparatus that causes an air stream that circulates through a spiral path and incorporates a micronized cloud of water into the air stream as it progresses along the spiral path.
- roofed pens are essentially metal structures of open simple trusses, which have a roof.
- the roof offers a shadow area that moves throughout the day as the position of the sun changes.
- these pens are constructed in an elongated way with a north-south orientation along the axis that crosses the ship longitudinally. This construction is used in order to allow the area of land under the roof of the pen during some time of the day to be exposed to the sun's rays to dry the moisture accumulated there, product of animal waste.
- the pens are built without walls, for several reasons, the first one is a purely economic factor.
- the second is that it allows the convenient disposal of animal waste products periodically that accumulate under the roof of the pen.
- the lack of walls in the pen also allows the air to circulate freely, in such a way that it accelerates the drying process of the moisture accumulated there derived from the waste products of the cows. If these waste products are not dried properly, due to the high temperatures, uncontrolled growth of pathogens will occur and the excess of these elements is highly harmful to the health of the animals.
- REPLACEMENT SHEET (Rule 26) the air that moves through the panel. This system suffers from several defects when used with open-poultry structures that are normally found in conjunction with the dairy industry.
- Figures 1 .A to 1 .D show the object of the invention from different perspectives, lateral, inferior and superior.
- Figures 1 .E and 1 .F show a side view of the object of the invention.
- Figures 1 .G and 1 .H show sectional section of the object of the invention.
- Figure 2 shows the exploded view of the object of the invention.
- Figures 3.A to 3.C show in different views the electro motor element of the object of the invention.
- Figures 4.A to 4.C. show in different views the water nebulizer element object of the invention. Description of the invention
- this invention consists of an apparatus that is capable of cooling large masses of air in open-wall structures. It is an element that is capable of producing a large volume and / or a mass of cold air in an economical way that contributes to the economy of the industry it serves.
- this invention due to its engineering and construction requires little or no maintenance, due to the absence of mechanical elements between the motor and the fan (detail 12), such as pulleys or traction belts.
- This device due to the materials used in its manufacture, does not entail operational problems due to the deposition of calcium carbonate, corrosion and the like caused by direct and permanent contact with water. Also due to its construction there is no welding point that produces foci of corrosion and fatigue of the material.
- a first element (3) that has at least one air inlet, an outlet thereof and a hollow interior that allows the passage of that air from the entrance to the exit;
- a first characteristic associated with this element is the ability that the moving air creates a current from the entrance of the element through it, producing the discharge of the same at the exit of the element, also has inside it spiral elements (5 , 6, 7, 8, 9, 10) which causes a better diffusion of the current;
- a second element (1) associated with the first one capable of introducing a quantity of high-pressure water into the air stream at the exit of the spirals, causing the evaporation of all of that water, causing a decrease in the temperature of the air flow at the exit of the first element.
- This second element has a series of nozzles (14) that spray water at high pressure in the air stream, with a regular arrangement around the spirals inside the first element, optimizing water consumption according to the Temperature will be performed with a controller from the pumping group (not shown).
- a mechanical device with direct traction that will force and cause the air flow through it from the entrance to the exit, passing through the helical element, obtaining the desired discharge.
- the first measurements indicate that the air flow undergoes a torsion in its movement as it passes through the element from the entrance to the exit. This torsional component together with the longitudinal component of the flow itself makes the distribution at the outlet of the element of the air stream optimal.
- REPLACEMENT SHEET (Rule 26)
- the materials of the invention unlike the machines described in the aforementioned patents, in which its construction was made of galvanized sheet, all this has been designed in stainless steel, giving it greater durability.
- the movement of the air will be caused by a fan coupled to a synchronous motor (permanent magnets) directly (12) that will rotate it to cause the air flow, without belts or pulleys, as in the case of US patents, whose design has an asynchronous motor with belts and pulleys, making it very difficult and expensive to maintain the machine.
- the directionality of the air flow is created by the helical elements (5, 6, 7, 8, 9, 10) located inside that are arranged between the two cylindrical bodies (3 and 1 1 ) that configure the main camera.
- a fan (12) placed at one of the ends of said chamber will force the air through it created the intended effect.
- the element that includes the main chamber is cylindrical (3) along its entire length, and includes the helical elements (5, 6, 7, 8, 9, 10) described above, as well as a series of nozzles (14) arranged inside.
- This main chamber (3) has two ends, in which the first is oriented towards the fan (12) and the second end will be the air outlet.
- the invention also includes ring-shaped components (2 and 13), located in association with the first end of the main chamber (detail 3).
- the fan (12) will be mounted concentrically with the ring (13) in such a way that it produces a Venturi effect that drives the air produced by it into the main chamber (3).
- the opening of the ring (13) will be such that its diameter will always be smaller than the inner diameter of the main chamber (3) and at least the first open circular crown will be formed between the outer side of the ring (13) and the inner side of the main chamber (3).
- the annular part opened firstly comprises a second air inlet in said body. The flow of air through this component through the opening of said Venturi will create a depression in the second air inlet, so that the surrounding air will be introduced into said depression zone and into the flowing air stream by the spiral-shaped path that exists inside the cylinder.
- the main cylinder (3) includes a secondary chamber (1 1).
- This like the main one (detail 3), will be cylindrical and will have both ends open.
- the outer diameter of the secondary chamber (1 1) will be smaller than the inner diameter of the main cylinder (3) such that both chambers (1 1 and 3) can be mounted concentrically, the secondary cylinder (1 1) being located at the end of the first chamber.
- the differences in the diameters of the concentric chambers (1 1 and 3) form a second open circular crown causing a third entrance hole to the interior space of the main cylinder (3).
- the Venturi ring is located in association with the first end of the second chamber so that the first circular crown and the second air inlet are located between the Venturi ring and the second chamber.
- the assembly is oriented such that the longitudinal axis of the main (3) and secondary chamber (1 1) and the Venturi ring (13) are oriented vertically with the passage of the longitudinal axis passing through the center of rotation of the fan.
- all the helical elements (5, 6, 7, 8, 9, 10) are located in the main chamber.
- the fan (12) one has chosen to install one of multiple blades, each of which is oriented at the same angle with respect to the longitudinal axis that passes through the
- REPLACEMENT SHEET (Rule 26) fan center
- the helical elements (5, 6, 7, 8, 9, 10) included in the main chamber (3) are arranged at the same angle along their entire path. Therefore, the forced air flow produced by the fan (12) descends through the Venturi element (13) and passes to the main chamber (3) with its corresponding helical elements (5, 6, 7, 8, 9, 10) that will develop the same angle with respect to the longitudinal axis as it descends through the element. Due to the angle of these elements, an increasingly large torsional component is produced, producing a spiral effect in the air flow that passes through the two chambers.
- the inner cylinder will proceed to the mechanization of all the necessary drills according to the manufacturing plans and will be cylinderized.
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Abstract
Para enfriar una masa de aire se encuentra en un recinto sin paredes, con una entrada y salida del aire, se procede a - desplazar la masa de aire al provocar una corriente de aire que cruza todo el alojamiento desde la entrada hasta la salida, barriendo toda la superficie; aumentar del tiempo de permanencia de la corriente de aire en el alojamiento por la introducción de un movimiento de torsión en el flujo de aire dentro del alojamiento para provocar que la corriente de aire se mueva en forma de espiral dentro de dicho alojamiento; - inyectar un flujo de agua en el corriente de aire que se mueve en forma de espiral dentro del alojamiento, evaporándose la totalidad de dicho flujo en la corriente de aire y no parte, mientras que la corriente de aire se encuentra en el alojamiento; - optimizar el consumo de agua en función de la temperatura se realizará con un controlador desde el grupo de bombeo;pulverizar agua que expulsa bajo presión a través del orificio de una boquilla con unas dimensión lo suficientemente pequeña como para formar un tamaño de gota de menos de 5 mieras y más de 10 mieras, provocando que la corriente de aire húmedo descendente con su modelo de expansión, entre en contacto con los animales situados en el establo, y los enfríe.
Description
PROCEDIMIENTO DE ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO DEL AIRE APLICABLE A
ESTABLOS PARA GANADO Y DISPOSITIVO PARA LLEVAR A CABO DICHO
PROCEDIMIENTO
DESCRIPCIÓN
Procesos de enfriamiento de una masa de aire, procedimiento de mezcla de un volumen de líquido en un gran volumen de aire, su utilización para reducción de la temperatura ambiente en un recinto y dispositivos para llevar a cabo dichos procesos y procedimientos
Sector de la Técnica
La invención se refiere en general al enfriamiento adiabático con agua a alta presión y ventilación forzada en vaquerías
En verano, en las regiones cálidas, sucede que el rendimiento de la explotación ganadera disminuye debido a las altas temperaturas en el exterior y dentro del local. Este fenómeno se observa principalmente en el caso de vacas lecheras estabuladas.
Estado de la Técnica
• Ministerios de Sanidad y Política Social. Guía técnica para la prevención y control de la legionelosis en instalaciones, capitulo 7, Equipos de enfriamiento evaporativo, pág.
• Energía y Ecología, S.A. de CV, Coronel Ahumada, 46, Ponencia de Diego A. Samano T. Enfriamiento Evaporativo en la Universidad de Guadalajara (México).
• Manuel Lamúa, Secretario General de la Asociación Nacional de Empresas de Frió y Climatización, Revista Tecnosostenible, 9 de diciembre de 2008, Beneficios del enfriamiento evaporativo. · Manual de prácticas de manejo postcosecha de los productos hortofrutícolas a pequeña escala. Lisa Kitinoja y
Adel A. Kader Departamento de Pomología Universidad de California Davis, California 95616. Enero de 1996, Capitulo 6
• Mantenimiento de Sistemas de Enfriamiento Evaporativo, Doctor Ingeniero Industrial, Universidad de Valladolid (España) D. Eloy Velasco Gómez. Mundo HVAC&R (www.mundohvacr.com.mx), sección Expertos el 6 de marzo de 2009.
• El enfriamiento evaporativo, respetuoso con el medio ambiente por Manuel Lamúa Soldevilla, revista Técnica Industrial de diciembre de 2008.
• Enfriamiento evaporativo por el laboratorio de balances y termodinámica química de la Universidad iberoamericana, Mayo 1996, J. Dávila. · Enfriamiento evaporativo para vacas Holstein en condiciones de pastoreo. Silvia E. Valtorta; Miriam R.
Gallardo. INTA (Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria). 2003. 49
• Valtorta SE, Gallardo MR. Evaporative cooling for Holstein dairy cows under grazing conditions. Int. J. Biometeorl., 2004, 48: 213-217
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26)
• Kibler, H.H., Brody, S. (Eds.), 1954. Influence of radiation intensity on evaporative cooling, heat production and cardio- respiratory activities ¡n Jersey, Holstein and Brahmán cows. Agricultural and Experimental Station Research, University of J. Dermatol. 1 10, 319-320.
• Nissim Silanikove 10 January 2000. Effects of heat stress on the welfare of extensively managed domestic ruminants. Institute of Animal Science, Agricultural Research Organization, The Volcani Centre, P.O. Box 6, Bet
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• Patente norteamericana con Na: 337, 165 de fecha 2 de enero de 1982, cuyo autor es R. Robert Gordon
• Patente norteamericana con Na: 926,524 de fecha 04 de noviembre de 1986, cuyo autor es Larry R. Gordon
• Patente norteamericana con Na: 09/997,517 de fecha 29 de noviembre de 2001 , cuyo autor es Larry R. Gordon
• Patente norteamericana con Na: 10/658,436 de fecha 08 de septiembre de 2003, cuyos autores son Larry R. Gordon, Jon E. Jelen y Brian J. Lee
• Patente norteamericana con Na: 1 1 /999,810 de fecha 05 de agosto de 2005, cuyos autores son Larry R. Gordon, Jon E. Jelen y Brian J. Lee
• Patente norteamericana con Na: 1 1 /825,125 de fecha 03 de julio de 2007, cuyos autores son Larry R. Gordon y Jon E. Jelen.
Explicación de la invención
Esta invención está enfocada a construir un dispositivo de enfriamiento por evaporación de una gran masa de aire de tal forma que esta masa de aire se pueda utilizar para enfriar locales parcialmente abierta utilizados en industrias,
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26)
como serían las industrias de productos lácteos y similares. La invención utiliza un aparato que provoca una corriente de aire que circula a través de un camino en espiral e incorpora una nube micronizada de agua en la corriente de aire a medida que avanza en el camino en espiral.
En ciertas industrias, donde se utilizan grandes estructuras y que estas por la naturaleza de la misma no pueden ser selladas la salida y la entrada del aire, la modificación de las condiciones ambientales del interior es un problema difícil de solucionar, ya que lo que necesitamos es bajar la temperatura interior, y esto se traduce en unos altos costes asociados, como por ejemplo sería colocar un aire acondicionado o utilizar sistemas de "cooling" como por ejemplo los paneles de nido de abeja, por los que circula una corriente de aire en sentido transversal y atraviesa el panel previamente mojado con agua, reduciendo la temperatura de la corriente que lo atraviesa, pero este sistema tiene una serie de problemas asociados como son que para que su efectividad sea la óptima la nave debe de estar cerrada para que se produzca la depresión necesaria para que la corriente atraviese el panel o las deposiciones calcáreas que se producen en el interior del panel y que acaban obstruyéndolo bajando su rendimiento.
La industria láctea, que se desarrolla países con condiciones desérticas, debe proporcionar refugios y elementos de acondicionamiento para los animales contra las temperaturas extremas que se producen durante el medio día durante la temporada de verano. Un valor típico de temperaturas diarias promedio podría ser igual o superior a 40° C. Los animales productores de leche, si se exponen durante el mediodía y la tarde a estas temperaturas, se moriría. Para combatir esto, el uso de corrales techados está muy difundido. Estos corrales techados son esencialmente estructuras metálicas de cerchas simples abiertas, que disponen de tejado. El techo ofrece una zona de sombra que se mueve a lo largo del día según va cambiando la posición del sol. Normalmente, estos corrales se construyen de forma alargada con una orientación norte-sur según el eje que atraviesa la nave de forma longitudinal. Esta construcción se utiliza con el fin de permitir que el área de tierra debajo del techo del corral durante algún momento del día quede expuesta a los rayos del sol para secar la humedad acumulada allí, producto de los desechos animales.
Los corrales se construyen sin paredes, por varias razones, la primera de ellas es un factor puramente económico. La segunda es que permite la eliminación conveniente de los productos de desecho de los animales de forma periódica que se acumulan debajo del techo del corral. La falta de muros en el corral también permite que el aire circule libremente, de tal manera que acelera el proceso de secado de la humedad acumulada allí derivada de los productos de desecho de las vacas. Si estos productos de desecho no se secan convenientemente, debido a las altas temperaturas, se producirá un crecimiento incontrolado de patógenos y el exceso de estos elementos es altamente perjudicial para la salud de los animales.
A pesar de que a los animales se les proporciona la estructura descrita anteriormente para crear un ambiente confortable en todo momento durante el día, su eficiencia en la producción de leche es limitada debido a las altas temperaturas. El compromiso en la eficiencia de los animales, a su vez pone en peligro la economía de la empresa lechera.
Uno de los acondicionadores de aire que en la actualidad se conoce para su uso con las estructuras de corral antes mencionada son los dispositivos comúnmente conocida como "refrigeradores del panel de nido de abeja." En estos dispositivos un panel de celulosa porosa, se humedece por un rocío de agua o boquillas de goteo. El aire es forzado a través del panel húmedas reduce la temperatura del aire como resultado de la evaporación del agua recogida por
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26)
el aire que se mueve a través del panel. Este sistema adolece de varios defectos cuando se utiliza con las estructuras de corral abierto que normalmente se encuentran en conjunción con la industria láctea.
Además deberíamos de añadir que el aire al pasar por el refrigerador de paneles antes mencionado debe ser forzado a través de una abertura estrecha, es decir necesita de un medio mecánico para forzar al aire, en este caso sería un ventilador que es accionado por un motor eléctrico con una potencia suficiente para conducir el aire a través de esta restricción. En la actualidad, esto requiere el uso de un motor de aproximadamente de 3/4 CV de potencia y si tenemos en cuenta que hay que colocar un aparatos de estos cada 3 metros a lo largo de la totalidad de la estructura de corral, el coste es elevado. Además, puesto que los paneles están en un estado continuamente húmedo o mojado, están sujetos al deterioro tanto por abuso mecánico como por el crecimiento de moho y similares en ellos. Por ello es necesario el reemplazo frecuente de los paneles, encareciendo aun más el sistema.
Como se mencionó anteriormente, por lo general ha sido necesario instalar un refrigerador de paneles, a intervalos de aproximadamente cada tres metros, a lo largo de la longitud de la estructura de corral. Es fácilmente comprensible, que para una cantidad de ganado lechero de tamaño moderado, se han de instalar un número considerable de unidades con el fin de proporcionar un enfriamiento adecuado en la totalidad del establo.
A la vista de lo anterior, es evidente que existe una necesidad de nuevos y mejores métodos de enfriamiento de grandes áreas. Además, debido a que en ciertas industrias, tales como la industria láctea en la que debe de realizarse una refrigeración de zonas con estructuras abiertas sin paredes, el factor económico puede ser muy crítico, debido a la continua pérdida de la refrigeración por aire de la estructura abierta. Es más, es evidente que existe una necesidad de métodos y aparatos de refrigeración en este tipo de estructuras que no se basan en el flujo de aire a través de los paneles húmedas debido al aumento de la potencia necesaria para forzar el aire a través de los paneles húmedas y debido a la corta vida de los mismo por la exposición al agua.
Otro de los sistemas que se están montando actualmente en este tipo de establos, son unos ventiladores con agua nebulizada, pero que al igual que el sistema descrito anteriormente tiene una serie de deficiencias que son subsanadas con el invento que aquí se presenta, como son el montaje del dispositivo, ya que estamos trabajando en ambientes muy agresivos y los puntos de soldadura entre los diferentes elementos son focos de fatiga de los materiales, así mismo este sistema dispone de un ventilador accionado por un motor a través de un par de poleas y una correa, lo cual produce que el mantenimiento del mismo sea costoso y las reparaciones elevadas, por último como hemos descrito anteriormente este tipo de estructuras se diseñan sin paredes para provocar el secado de los elementos de desecho de los animales, a esto hay que añadir el agua que cae de este sistema debido a el tamaño de la gota que no se incorpora totalmente a la corriente de aire y cae al suelo, encharcando la zona, provocando en algunas situaciones que no se produzca el secado total del establo con la consiguiente creación de elementos patógenos y enfermedades que atacan a las pezuñas de los animales.
Breve descripción de los dibujos Otras características y ventajas de la invención resultarán más claramente de la descripción que sigue realizada con la ayuda de los dibujos anexos, referidos a un ejemplo de ejecución no limitativo y en los que:
Las figuras 1 .A a 1 .D muestran el objeto de la invención desde diferentes perspectivas, lateral, inferior y superior.
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Las figuras 1 .E y 1 .F muestran una vista lateral del objeto de la invención. Las figuras 1 .G y 1 .H muestra corte en sección del objeto de la invención La figura 2 muestra el despiece del objeto de la invención.
Las figuras 3.A a 3.C muestran en diferentes vistas el elemento electro motor del objeto de la invención. Las figuras 4.A a 4.C. muestran en diferentes vistas el elemento nebulizador de agua objeto de la invención. Descripción de la invención
Debido a lo anterior mente dicho, esta invención consiste en un aparato que es capaz de enfriar grandes masas del aire en estructuras de paredes abiertas. Es un elemento que es capaz de producir un grande volumen y/o una masa del aire frío de una manera económica que contribuye así a la economía de la industria a la que sirve. Además, este invento debido a su ingeniería y construcción requiere poco o nada de mantenimiento, debido a la ausencia de elementos mecánicos entre el motor y el ventilador (detalle 12), como pueden ser las poleas o las correas de tracción. Este aparato, debido a los materiales utilizados en su fabricación, no conlleva los problemas operativos debidos a la deposición de carbonato cálcico, de la corrosión y similares que provoca el contacto directo y permanente con el agua. Así mismo debido a su construcción no existe ningún punto de soldadura que produzca focos de corrosión y fatiga del material.
Estos y otros objetos serán puestos de manifiesto en el resto de la memoria descriptiva, consiguiendo un dispositivo para el enfriamiento evaporativo de una masa del aire que se compone de:
• Un primer elemento (3) que tiene al menos una entrada de aire, una salida del mismo y un interior hueco que permite el paso de ese aire desde la entrada hasta la salida; una primera característica asociada a este elemento, es la capacidad que el aire en movimiento cree una corriente desde la entrada del elemento atravesándolo, produciendo la descarga del mismo a la salida del elemento, así mismo dispone en su interior de unos elementos en espiral (5, 6, 7, 8, 9, 10) que provoca una mejor difusión de la corriente;
• Un segundo elemento (1 ) asociado al primero, capaz de introducir una cantidad de agua a alta presión en la corriente de aire a la salida de las espirales, produciendo la evaporación de la totalidad de esa agua, provocando una disminución de la temperatura de la corriente de aire a la salida del primer elemento. Este segundo elemento dispone de una serie de boquillas (14) que pulverizan el agua a alta presión en la corriente de aire, con una disposición regular alrededor de las espirales en el interior del primer elemento, la optimización del consumo de agua en función de la temperatura se realizará con un controlador desde el grupo de bombeo (no mostrados). Así mismo se dispondrá, a la entrada del primer elemento, de un artefacto mecánico con tracción directa que forzará y provocará que la corriente de aire lo atraviese desde la entrada hasta la salida, pasando por el elemento helicoidal, obteniendo la descarga deseada.
Las primeras mediciones indican que el flujo del aire sufre una torsión en su movimiento al atravesar el elemento desde la entrada a la salida. Esta componente torsional conjuntamente con la componente longitudinal propia del flujo provoca que la distribución a la salida del elemento de la corriente de aire sea óptima.
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En los materiales del invento, a diferencia de las maquinas descritas en las patentes anteriormente citadas, en las que su construcción era de chapa galvanizada, se ha diseñado todo ello en acero inoxidable, confiriéndole una mayor durabilidad. Además el movimiento del aire será provocado por un ventilador acoplado a un motor síncrono (imanes permanentes) de forma directa (12) que lo hará girar para provocar la corriente de aire, sin correas ni poleas, como en el caso de las patentes norteamericanas, cuyo diseño dispone de un motor asincrono con correas y poleas, dificultando y encareciendo enormemente el mantenimiento de la maquina.
Configuración
En la fabricación estándar de la invención, la direccionalidad del flujo del aire es creado por los elementos helicoidales (5, 6, 7, 8, 9, 10) localizados en el interior que se disponen entre los dos cuerpos cilindricos (3 y 1 1 ) que configuran la cámara principal. Además, un ventilador (12) colocado en uno de los extremos de dicha cámara, forzará a que el aire atraviese la misma creado el efecto que se pretende.
En la fabricación normal del invento, el elemento que incluye la cámara principal es cilindrica (3) a lo largo de la totalidad de su longitud, e incluye los elementos helicoidales (5, 6, 7, 8, 9, 10) descritos anteriormente, así como una serie de boquillas (14) dispuestas en su interior. Esta cámara principal (3) dispone de dos extremos, en el que el primero está orientado hacia el ventilador (12) y el segundo extremo será la salida del aire.
Además de los componentes señalados anteriormente, el invento también incluye unos componentes con forma de anillo (2 y 13), localizado en asociación con el primer extremo de la cámara principal (detalle 3). El ventilador (12) se montará concéntrico con el anillo (13) de tal forma que produzca un efecto Venturi que conduzca el aire producido por el mismo al interior de la cámara principal (3). La abertura del anillo (13) será tal, que su diámetro siempre será más pequeño que el diámetro interior de la cámara principal (3) y por lo menos la primera corona circular abierta se formará entre el lado exterior del anillo (13) y el lado interior de la cámara principal (3). La pieza anular abierta en primer lugar comprender una segunda entrada de aire en dicho cuerpo. La salida de corriente de aire a través de este componente por la apertura de dicho Venturi creará una depresión en la segunda entrada de aire, de tal manera que el aire del entorno se introducirá en dicha zona de depresión y en la corriente de aire que fluye por el camino en forma de espiral que existe el interior del cilindro.
Además, el cilindro principal (3) incluye una cámara secundaria (1 1 ). Esta al igual que la principal (detalle 3) será de forma cilindrica y tendrá ambos extremos abiertos. El diámetro exterior de la cámara secundaria (1 1 ) será más pequeño que el diámetro interior del cilindro principal (3) tal que ambas cámaras (1 1 y 3), se podrán montar de forma concéntrica, ubicándose el cilindro secundario (1 1 ) en extremo de la primera cámara. Las diferencias en los diámetros de las cámaras concéntricas (1 1 y 3) forman una segunda corona circular abierta originando un tercer orificio de entrada al espacio interior del cilindro principal (3). El anillo Venturi se ubica en asociación con el primer extremo de la segunda cámara de manera que la primera corona circular y la segunda entrada de aire se sitúan entre el anillo Venturi y la segunda cámara.
Preferentemente, el conjunto está orientado de tal forma que el eje longitudinal de la cámara principal (3) y secundaria (1 1 ) y el anillo Venturi (13) están orientados verticalmente con el paso del eje longitudinal que pasa por el centro de rotación del ventilador. Preferentemente, la totalidad de los elementos helicoidales (5, 6, 7, 8, 9, 10) están localizados en la cámara principal. En lo que al ventilador (12) se refiere, se ha optado por instalar uno de palas múltiples, cada una de la cuales está orientada con el mismo ángulo con respecto al eje longitudinal que pasa por el
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centro del ventilador. Los elementos helicoidales (5, 6, 7, 8, 9, 10) incluidos en cámara principal (3) están dispuestos con el mismo ángulo a lo largo de todo su recorrido. Por tanto, la corriente forzada de aire producida por el ventilador (12) desciende atravesando el elemento Venturi (13) y pasa a la cámara principal (3) con sus correspondientes elementos helicoidales (5, 6, 7, 8, 9, 10) que irán desarrollarán el mismo ángulo con respecto al eje longitudinal según va descendiendo por el elemento. Debido al ángulo de estos elementos, se provoca una componente torsional cada vez más grande, produciendo un efecto espiral en la corriente de aire que atraviesa las dos cámaras.
Fabricación del objeto de la invención 1 Acopio de materiales
1 .1 Se hace acopio de las diversas chapas de acero inoxidable cortadas según planos
1 .1 .1 Envolvente exterior
1 .1 .2 Cilindro interior
1 .1 .3 Elementos helicoidales 1 .2 Se fabricara los elementos de fibra de vidrio del tubo Venturi
1 .2.1 Oído del ventilador
1 .2.2 Difusor
2 Mecanización de las diversas piezas que constituye el grupo
2.1 Se hace acopio de la tubería cuadrada de acero inoxidable para la sustentación del electro ventilador 2.2 Se hace acopio de la tubería del sistema de pulverizador de agua
2.3 Se hace acopio de la tornillería de acero inoxidable necesaria para el montaje del electro ventilador
2.4 Fabricamos las boquillas de micronización de diversos caudales
3 Mecanización de las diversas piezas que constituye el grupo
3.1 La envolvente exterior se procederá a la mecanización de todos los taladros necesarios de acuerdo con los planos de fabricación y el cilindrado del mismo.
3.2 El cilindro interior se procederá a la mecanización de todos los taladros necesarios de acuerdo con los planos de fabricación y se cilindrara.
3.3 Los elementos helicoidales se mecanizaran de acuerdo con los planos de fabricación y se procederá a ejecuta los alojamientos que permitirán el acoplamiento a la envolvente exterior y al cilindro interior. 3.4 Se mecanizaran los 4 tubos de la sustentación del electro ventilador y se insertaran las sujeciones
3.5 Se mecanizara las 6 tuberías del sistema de pulverizador de agua y se conformaran de acuerdo con los planos de fabricación.
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3.6 Se procederá al montaje de las 6 tuberías al distribuidor y alimentador del sistema de refrigeración
4 Montaje del grupo ventilador
4.1 Procedemos a montar los alabes con el cilindro interior
4.2 A continuación se montara la envolvente exterior
4.3 Se montara el tubo Venturi de fibra de vidrio
4.4 Se añade al conjunto los 4 tubos de sustentación del electro ventilador interior
4.5 Se mecanizaran los 4 tubos de la sustentación del electro ventilador
4.6 A continuación se montara el conjunto de pulverizador de agua
4.7 Y se procederá al montaje del electro ventilador
4.8 El montaje del difusor se montara a continuación
5 Pruebas hidráulicas y dinámicas
5.1 Se hace una prueba hidráulica de estanqueidad del sistema de refrigeración
5.2 Se hace una prueba del consumo de agua
5.3 Se hace una prueba dinámica del electro ventilador
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Claims
REIVINDICACIONES
1 . Proceso de enfriamiento de una masa de aire que comprende: « la masa de aire se encuentra en un establo/alojamiento de ganado, el cual no dispone de paredes, es decir está abierto al exterior y por lo tanto tiene una entrada y salida del aire;
• desplazamiento de la masa de aire al provocar una corriente de aire que cruza todo el alojamiento desde la entrada hasta la salida, barriendo toda la superficie;
• aumentar del tiempo de permanencia de la corriente de aire en el alojamiento por la introducción de un movimiento de torsión en el flujo de aire dentro del alojamiento para provocar que la corriente de aire se mueva en forma de espiral dentro de dicho alojamiento;
• la inyección de un flujo de agua en el corriente de aire que se mueve en forma de espiral dentro del alojamiento, evaporándose la totalidad de dicho flujo en la corriente de aire y no parte, mientras que la corriente de aire se encuentra en el alojamiento;
« la optimización del consumo de agua en función de la temperatura se realizará con un controlador desde el grupo de bombeo;
• pulverizador de agua que expulsa bajo presión a través del orificio de una boquilla con unas dimensión lo suficientemente pequeña como para formar un tamaño de gota de menos de 5 mieras y más de 10 mieras, provocando que la corriente de aire húmedo descendente con su modelo de expansión, entre en contacto con los animales situados en el establo, y los enfríe.
2. Un proceso de reducción de la temperatura ambiente en una estructura que dispone al menos de un techo que comprende: · posicionamiento del elemento en un establo con techo, de tal manera que la parte superior del mismo se expone por encima del tejado y la parte inferior quedará dispuesto por debajo del techo;
• posicionamiento de un ventilador en el elemento situado por encima del techo;
• posicionamiento de un número determinado número de elementos helicoidales dentro del dispositivo, dichos elementos helicoidales son capaces de modificar la dirección del movimiento de la corriente de aire, cuando entra en contacto con las mismos;
• posicionamiento de una serie de boquillas en el interior del elemento, dichos espráis son capaces de pulverizar agua a alta presión en el interior del elemento;
• la optimización del consumo de agua en función de la temperatura se realizará con un controlador desde el grupo de bombeo;
· funcionamiento del ventilador para provocar una corriente de aire que se moverá a través del elemento y será descargado por la parte inferior del mismo dispuesto por debajo del tejado; al mismo tiempo las boquillas dispuestas en el interior del elemento pulverizarán agua en la corriente de aire;
• esta corriente de aire entrará en contacto con los elementos helicoidales dispuestos en el interior del dispositivo de tal forma que inducirán un efecto hélice, provocando que la permanencia de la misma en el interior del elemento sea mayor, y que cuando salga por el extremo inferior el alcance sea máximo.
3. Un procedimiento para el enfriamiento evaporativo de una masa del aire que comprende:
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• La masa de aire se encuentra en un establo/alojamiento de ganado, el cual no dispone de paredes, es decir está abierto al exterior y por lo tanto tiene una entrada y salida del aire;
• desplazamiento de la masa de aire al provocar una corriente de aire que cruza todo el alojamiento desde la entrada hasta la salida, barriendo toda la superficie;
• aumentar del tiempo de permanencia de la corriente de aire en el alojamiento por la introducción de un movimiento de torsión en el flujo de aire dentro del alojamiento para provocar que la corriente de aire se mueva en forma de espiral dentro de dicho alojamiento;
• la inyección de un flujo de agua en el corriente de aire que se mueve en forma de espiral dentro del alojamiento, evaporándose la totalidad y no parte de dicho flujo en la corriente de aire, mientras que la corriente de aire se encuentra en el alojamiento;
• la optimización del consumo de agua en función de la temperatura se realizará con un controlador desde el grupo de bombeo;
• pulverizador de agua que es expulsada bajo presión a través del orificio de una boquilla con unas dimensión lo suficientemente pequeña como para formar un tamaño de gota de menos de 5 mieras y más de 10 mieras;
• en donde se produce un movimiento torsional de la corriente de aire, originado cuando entra en contacto dicha corriente de aire con alguno de los seis elementos helicoidales localizados dentro del espacio interior del dispositivo. Cada uno de estos elementos helicoidales, están espaciados en a una distancia determinada.
Un procedimiento de mezclar un volumen de un líquido en un gran volumen de aire que comprende:
• El volumen de aire se encuentra en un establo/alojamiento de ganado, el cual no dispone de paredes, es decir está abierto al exterior y por lo tanto tiene una entrada y salida del aire;
• desplazamiento del volumen de aire al provocar una corriente de aire que cruza todo el alojamiento desde la entrada hasta la salida, barriendo toda la superficie;
• la introducción de un movimiento de torsión en dicha corriente de aire dentro de dicho alojamiento a causa de la cual se desplace con un movimiento en espiral dentro de dicho alojamiento;
• este movimiento torsional producido en la corriente de aire es originado cuando entra en contacto dicha corriente de aire con alguno de los seis elementos helicoidales localizados dentro del espacio interior del dispositivo. Cada uno de estos elementos helicoidales, están espaciados en a una distancia determinada.
• la inyección de una pulverización de líquido en dicha corriente de aire que se mueve en forma de espiral en el interior del recinto.
El procedimiento de la reivindicación 4 en donde:
• cada uno de los elementos helicoidales están orientadas con respecto al eje longitudinal un ángulo de 55 grados constante a lo largo de la totalidad del cilindro.
El procedimiento de la reivindicación 5 en donde:
• dicho ángulo tiene una holgura de aproximadamente de 2 a 5 grados.
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26)
7. El procedimiento de la reivindicación 4 en donde:
• la optimización del consumo de agua en función de la temperatura se realizará con un controlador desde el grupo de bombeo;
El procedimiento de la reivindicación 4 en donde:
• La pulverización del líquido a una presión, se realizará a través de un orificio de la boquilla de un tamaño lo suficientemente pequeño para crear una gota de menos de 5 mieras.
9. El procedimiento de la reivindicación 8 en donde:
• El tamaño de la gota será superior a 10 mieras 10. El procedimiento de la reivindicación 8 en donde:
• cada uno de los elementos helicoidales están orientadas con respecto al eje longitudinal un ángulo de 55 grados constante a lo largo de la totalidad del cilindro. 1 1 . El procedimiento de la reivindicación 10 en donde
• dicho ángulo tiene una holgura de aproximadamente de 2 a 5 grados.
12. Un dispositivo para el enfriamiento evaporativo de una masa del aire que comprende:
• un elemento que tenga al menos una entrada de aire, una salida de aire y un interior hueco que se extiende entre la entrada y salida de aire, dicho elemento tiene un eje longitudinal que se extiende desde la entrada de aire a través del interior hasta la salida de aire;
• un ventilador montado en dicho elemento a la entrada del aire, dicho ventilador incluye un determinado número de aspas, orientadas cada una de ellas con el mismo ángulo con respecto al eje longitudinal, dicho ventilador en movimiento producirá una corriente de aire a través de dicha entrada de aire y a través del interior del elemento con una fuerza lo suficiente elevada como para forzar a que corriente de aire salga por la salida de aire del elemento;
• una cantidad de elementos helicoidales ubicados en el interior de dicho dispositivo, estando separados estos unos de otros, están comprendidos entre el ventilador y la salida de aire del elemento, cada uno de dichos elementos helicoidales están orientados en un ángulo con respecto al eje longitudinal, la parte del elemento helicoidal más cercano al ventilador están dispuestos con un ángulo mayor que la parte más alejada del mismo, e irá aumentado según nos vamos acercando a la salida del aire.
• las palas del ventilador y los elementos helicoidales, introducen una componente torsional en la corriente de aire que circula desde la entrada hasta la salida del cilindro principal, dicha corriente de aire con la componente torsional describe un movimiento helicoidal al atravesar la totalidad del elemento.
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26)
• en el interior, asociado a dicho elemento existen una serie de boquillas que son capaces de introducir una cantidad de agua en la corriente de aire con movimiento helicoidal a través del cilindro principal, de tal forma que la totalidad de la misma se evapora en la corriente, reduciendo la temperatura de dicho aire.
• la optimización del consumo de agua en función de la temperatura se realizará con un controlador desde el grupo de bombeo;
13. El dispositivo de la reivindicación 12 en donde:
• cada uno de los elementos helicoidales están orientadas con respecto al eje longitudinal un ángulo de 55 grados constante a lo largo de la totalidad del cilindro.
14. El dispositivo de la reivindicación 13 en donde: dicho ángulo tiene una holgura de aproximadamente de 2 a 5 grados.
15. El dispositivo de la reivindicación 12 en donde:
• se introduce en el interior del dispositivo a través de una serie de boquillas también dispuestas en su interior, una cantidad de agua pulverizada en la corriente de aire que lo atraviesa en forma de espiral.
• La optimización del consumo de agua en función de la temperatura se realizará con un controlador desde el grupo de bombeo.
16. El dispositivo de la reivindicación 15 en donde:
• dispone de una cámara principal cilindrica al menos a lo largo de una porción de su longitud, con una serie de elementos helicoidales localizados en su interior, disponiendo de dos extremos el primero de ellos orientado al ventilador, estando el segundo orientado a la salida de la corriente de aire. 17. El dispositivo de la reivindicación 16 en donde:
• dispone de elementos helicoidales localizados en la primera cámara situadas de una forma simétrica en su interior, y están configuradas de tal forma que sobresalen de la parte interior de la cámara principal hacia el eje longitudinal que la atraviesa.
• dispone de una serie de boquillas situadas con respecto a la cámara principal, de tal forma que en ningún caso el agua pulverizada chocará contra los elementos helicoidales situados en su interior cuando el aire la atraviese. 18. El dispositivo de la reivindicación 17 en donde:
• dicho elemento dispone de una segunda cámara de forma cilindrica igual que la primera, con sus extremos abiertos y con una diámetro exterior que será inferior al diámetro interior de la primera cámara;
• al menos parte de esta segunda cámara se alojará de forma concéntrica en el interior de la primera.
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19. El dispositivo de la reivindicación 15 en donde:
• dicha introducción significa que para pulverizar el agua se ha de hacer bajo presión y a través de una boquilla que produce una gota inferior a 5 mieras
20. El dispositivo de la reivindicación 19 en donde:
• el tamaño de la gota no puede ser en ningún caso superior a 10 mieras.
21 . El dispositivo de la reivindicación 20 en donde:
• cada uno de los elementos helicoidales están orientadas con respecto al eje longitudinal un ángulo de 55 grados constante a lo largo de la totalidad del cilindro.
22. El dispositivo de la reivindicación 21 en donde:
• dicho ángulo tiene una holgura de aproximadamente de 2 a 5 grados.
23. Un dispositivo para el enfriamiento evaporativo de una masa del aire que comprende:
• un elemento que tenga al menos una entrada de aire, una salida de aire y un interior hueco que se extiende entre la entrada y salida de aire;
• existe un primer elemento asociada al dispositivo, que permite que el aire que circula en su interior lo atraviese a partir de la entrada del elemento produciéndose la descarga de la corriente de aire a la salida, esta corriente de aire se mueve en su interior por una ruta en espiral;
• existe un segundo elemento asociado al dispositivo, que es capaz de introducir una cantidad de agua en la corriente de aire que se mueve por la ruta en espiral en el interior del dispositivo de tal forma que la totalidad del agua incorporada a la corriente de aire se evapora reduciéndose la temperatura de la misma;
• este segundo elemento está compuesto por una serie de boquillas ubicadas en el interior del dispositivo, que son capaces de micronizar el agua con un tamaño de gota lo suficientemente pequeño para que se pueda incorporar en su totalidad a la corriente de aire que circula en el interior del dispositivo en su ruta helicoidal.
• así mismo el primer elemento lleva asociado a la entrada del aire un elemento móvil que origina la corriente de aire, forzando a la misma con la suficiente fuerza a que atraviese el dispositivo desde la entrada hasta provocar la descarga a la salida del dispositivo;
· así mismo el primer elemento además incluye una serie de elementos que modifican el flujo de la corriente de aire, dichos elementos son capaces de introducir una componente torsional en el movimiento de la corriente de aire cuyo flujo circula desde la entrada hasta la salida del elemento, dicha componente torsional contribuye a que la circulación de aire en forma de espiral a través de él interior del elemento sea más fluida;
• la dirección de la corriente de aire se ve modificada por una serie de elementos helicoidales que se encuentran dispuestas en la matriz del dispositivo;
• para provocar el movimiento del aire existe un ventilador montado en la parte superior o entrada de aire del dispositivo, acoplado de forma directa a un motor eléctrico;
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• dicho dispositivo incluye una primera cámara que tiene forma cilindrica, al menos a lo largo de una parte de su longitud, en el interior de la primera cámara se encuentran dispuestas una serie de elementos helicoidales, existen a demás en el interior de esta primera cámara una serie de boquillas para la pulverización del agua, dicha primera cámara dispone de dos extremos, el segundo de ellos comprende la salida del aire, siendo el primer extremo el que está orientado hacia el ventilador descrito anteriormente;
• dichos elementos helicoidales localizados en la primera cámara situados de una forma simétrica en su interior, y están configuradas de tal forma que sobresalen de la parte interior de la primera cámara hacia el eje longitudinal que la atraviesa.
• dispone de una serie de boquillas situadas con respecto a la primera cámara, de tal forma que en ningún caso el agua pulverizada chocará contra los elementos helicoidales situados en su interior cuando el aire la atraviese;
• dicho dispositivo dispone de un componente Venturi con una abertura, dicha abertura configura el tubo Venturi;
• el ventilador está asociado al tubo de Venturi, de tal forma que la corriente de aire que produce dicho ventilador es canalizado a través de este tubo de Venturi al interior del dispositivo;
• dicho componente Venturi está situada en asociación con uno de los extremos de la cámara, este tiene un tamaño tal, que su diámetro exterior es menor que el diámetro interior de dicha cámara, por lo menos una porción de dicho componente Venturi está superpuesto con el extremo de la cámara, formado un anillo abierto entre la parte exterior de dicho componente Venturi y el interior de la cámara principal, dicha apertura del anillo comprende una segunda entrada de aire de tal manera que la corriente de aire que sale a través de dicha abertura del componente Venturi crea una zona de presión reducida en la segunda entrada y el aire del entorno ambiental, se introduce en dicha zona de presión reducida a través de la segunda entrada de aire;
• el dispositivo incluye una segunda cámara, dicha segunda cámara, al igual que la principal es cilindrica con ambos extremos abiertos y tiene una diámetro exterior menor que el diámetro interior de la cámara principal;
• al menos una parte de la cámara secundaria es concéntrica con la cámara principal, formando un segundo anillo entre la cara externa de la cámara secundaria y la cara interna de la cámara principal, creándose entre ambas una segunda zona de presión reducida, siendo esta la tercera entrada de aire en el interior de dicho dispositivo;
• la abertura del componente venturi se encuentra asociado con uno de los extremos de la cámara secundaria, dicha abertura tiene un tamaño tal que su diámetro es menor que el diámetro interior de dicha cámara secundaria de tal manera que el primer anillo está ubicado entre dicha abertura y el interior de la cámara secundaria.
El dispositivo de la reivindicación 23 en donde:
• dicho dispositivo está orientado verticalmente con respecto a un eje longitudinal, tal que la cámara principal, la cámara secundaria y el componente Venturi se orientan verticalmente pasando dicho eje por el centro de rotación.
• los elementos helicoidales dispuestos en la cámara principal se encuentran colocados a una distancia equidistante entre ellos a lo largo de la superficie de la cámara principal.
25. El dispositivo de la reivindicación 24 en donde:
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26)
• se instala un ventilador que dispone de un número de aspas que se orientan con el mismo ángulo con respecto a un eje longitudinal que pasa por el centro de rotación de dicho ventilador;
• los elementos helicoidales situados en la cámara principal están orientados con respecto a dicho eje longitudinal con un ángulo creciente, de tal forma que estos elementos helicoidales situados en la entrada de la corriente de aire forman un ángulo menor que el mismo elemento helicoidal a la salida de la corriente de aire.
El dispositivo de la reivindicación 24 en donde:
• cada uno de los elementos helicoidales están orientadas con respecto al eje longitudinal un ángulo de 55 grados constante a lo largo de la totalidad del cilindro.
El dispositivo de la reivindicación 26 en donde:
• dicho ángulo tiene una holgura de aproximadamente de 2 a 5 grados.
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26)
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