ES2398765B1

ES2398765B1 - Unidad de esterilización destinada a interponerse en un conducto de aire

Info

Publication number: ES2398765B1
Application number: ES201330150A
Authority: ES
Inventors: José Antonio Jaldo Ropero; José Luis BECERRIL RUIZ
Original assignee: Aero Engineering SL
Current assignee: Aero Engineering SL
Priority date: 2013-02-08
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2033-02-08
Also published as: EP2954906A4; ES2398765A1; WO2014122337A1; EP2954906A1

Abstract

Unidad de esterilización destinada a interponerse en un conducto de aire.#Unidad de esterilización (U) destinada a interponerse en un conducto de aire, que comprende, dispuestos sucesivamente en el sentido de aguas arriba a aguas abajo, medios de generación de régimen turbulento (1), al menos un generador de ozono (3), una cámara de reacción (4) del ozono y los iones negativos con el aire y, un neutralizador de ozono (5), y que comprende además un generador de iones negativos (2) dispuesto entre los medios de generación de régimen turbulento (1) y el generador de ozono (3).

Description

Unidad de esterilización destinada a interponerse en un conducto de aire

La presente invención se refiere a una unidad de esterilización destinada a interponerse en un conducto de aire, que presenta una eficacia de esterilización muy elevada.

Antecedentes de la invención

Son conocidas las unidades de esterilización destinadas a interponerse en un conducto de aire, que comprenden, dispuestos sucesivamente en el sentido de aguas arriba a aguas abajo, medios de generación de régimen turbulento, al menos un generador de ozono, una cámara de reacción del ozono y los iones negativos con el aire y, un neutralizador de ozono. Un ejemplo lo constituye el descrito en el modelo de utilidad con número de publicación U1 071 318.

En EP2025351 Y US200801 73178 se describen dispositivos de esterilización para circuitos cerrados.

Ninguno de los dispositivos descritos es óptimo en la esterilización de aire, puesto que precisan largos trayectos de aire, que los hace incompatibles con su integración, por ejemplo, en dispositivos de tratamiento de aire compactos. Concretamente: -no son adaptables a los circuitos de aire acondicionado, son solamente aparatos instalables en habitaciones o espacios cerrados. -son muy pesados. -son de difícil movilidad y maniobrabilidad. -tienen un consumo elevado de energía eléctrica. -tienen un coste elevado. -los ozonizadores utilizados generan el ozono externamente que es inoculado en la cámara perdiendo capacidad oxidante en el trayecto y elevando el consumo energético. -si hay ionización, esta se realiza a la salida siendo útil solamente para enriquecer el aire pero no se aprovecha su capacidad de esterilización en conjunto con el ozono, como se comentará más adelante. -El aire se hace circular en régimen laminar, de modo que no se mezcla adecuadamente con el ozono y los iones y la capacidad de desinfección se encuentra limitada a un volumen

de aire muy bajo.

En todo el recorrido del aire dentro del conducto de canalización antes, durante y después de las fases del dispositivo descrito se pueden producir adherencia de material microbiológico y humedades que favorezcan su desarrollo. El sistema de esterilización actúa principalmente en el aire pero en las superficies internas pueden quedar restos que se convierten en colonias resistentes que luego pueden ser arrastradas por el aire convirtiéndolos en puntos de infección.

Por otro lado, en el artículo "Interaction of ozone and negative air ions fa control microorganisms" de L. Fan, J. Song, P.D. Hildebrand y C.F. Forney, se describe el efecto que tiene el empleo de iones para esterilizar aire, aunque dicho artículo no vincula este efecto a su utilización en una máquina que funcione en circuito cerrado.

Por otro lado, son conocidos los efectos de la luz ultravioleta en la reducción de los microorganismos ya que destruye su ADN. También es conocida la propiedad esterilizadora del plasma así como la capacidad fotocatalizadora del Dióxido de Titanio (Ti02), es decir la capacidad de crear cargas eléctricas positivas y negativas capaces de descomponer las moléculas de agua en radicales hidroxilo, que son capaces de romper las moléculas orgánicas y destruirlas.

El plasma, además de esterilizar también tiene por sí mismo la capacidad en ciertas condiciones de activar este efecto fotocatalizador cuando incide en superficies que contengan este dióxido de titanio. Para esto debe existir una cantidad de humedad relativa en el aire mínima para garantizar su efectividad.

Los generadores de Plasma se encuentran actualmente en un estado de desarrollo que permite diseñarlos con tamaños muy reducidos, y aunque son utilizados en algunas aplicaciones como esterilizadores, apenas se utilizan en la esterilización en aires acondicionados o en la activación de Ti02.

Para ello es necesario un sistema de Plasma capaz de fotocatalizar una superficie con Dióxido de Titanio y con una estructura capaz de adaptarse a los distintos espacios de conductos de circuitos de aire. Además es necesaria una forma de agregar el dióxido de titanio a los materiales, y una generación específica de plasma de modo que su combinación permita provocar el efecto fotocatalizador.

Si además este efecto esterilizador provocado por la fotocatalización pudiera verse reforzado con otras sistemas que ayuden a su efecto esterilizador se mejoraría la calidad de aire y se incrementaría la pureza del mismo combinando diversas tecnologías de un modo adecuado que evita demás la estrecha dependencia de la necesidad de una humedad relativa adecuada en aire.

También son conocidos los efectos de la luz ultravioleta en la reducción de los microorganismos ya que destruye su ADN.

La luz ultravioleta tiene la capacidad de activar este efecto catalizador cuando incide en superficies que contengan este dióxido de titanio. Pero para esto debe existir una cantidad de humedad relativa en el aire mínima para garantizar su efectividad.

Las lámparas ultravioleta suelen estar diseñadas y fabricadas de un modo estándar y son de difícil utilización en algunas aplicaciones e instalaciones de aire, tales como aires acondicionados particulares, circuitos de aire de electrodomésticos, intercambiadores de calor. Para ello es necesario un sistema de luz ultravioleta capaz de adaptarse a los distintos espacios y una forma de agregar el dióxido de titanio a los materiales donde incidir con la luz ultravioleta y provocar el efecto fotocatalizador.

Si además este efecto esterilizador provocado por la fotocatalización pudiera verse reforzado con otros sistemas que ayuden a su efecto esterilizador se mejoraría la calidad de aire y se incrementaría la pureza del mismo combinando diversas tecnologías de un modo adecuado que evita demás a la estrecha dependencia de la necesidad de una humedad relativa adecuada en aire.

Descripción de la invención

Para superar las carencias del estado de la técnica, la presente invención propone una unidad de esterilización destinada a interponerse en un conducto de aire, que comprende, dispuestos sucesivamente en el sentido de aguas arriba a aguas abajo:

Medios de generación de régimen turbulento ; Al menos un generador de ozono; Una cámara de reacción del ozono y los iones negativos con el aire; y Un neutralizador de ozono.

que se caracteriza por el hecho de que comprende un generador de iones negativos dispuesto entre los medios de generación de régimen turbulento y el generador de ozono.

Estas características resuelven inconvenientes del estado de la técnica, puesto que:

se genera el ozono directamente en el conducto; se provoca una turbulencia en el aire que permite un mejor mezclado del ozono y el aire a tratar mejorando su eficacia. se generan los iones justo antes de la generación de ozono, produciendo que los iones negativos se mezclen con el ozono potenciando su capacidad oxidante y mejorando la capacidad oxidante en hasta un 43%, tal como se explica en el artículo mencionado más arriba.

Según diversas opciones, la unidad de la invención puede comprender una o varias de las características siguientes, combinadas entre sí, siempre que sea técnicamente posible:

una cámara recubierta con material biocida dispuesta antes de los medios de generación de régimen turbulento. Actualmente se están dando a conocer una serie productos denominados biocida, capaz de eliminar un sustancia inocua para el ser humano y efectiva contra microorganismos y que además puede ir liberándose poco a poco para la desinfección de superficies. Estas soluciones que suelen ser líquidas pueden adherirse a un material ya fabricado como imprimación exterior o bien y de pendiendo del material de fabricación pueden ser añadidas como aditivo al material para encapsularlo directamente en la pieza ya fabricada obteniendo una eficacia muy alta. dos generadores de ozono dispuestos simétricamente, el neutralizador de ozono es un filtro catalítico conversor de panel de abeja 0 3 a O2 de CuO-MnO, . la unidad comprende un lazo de control del generador de ozono, provisto de un sensor de ozono dispuesto aguas abajo del neutralizador de ozono, conectado al generador de ozono. el sensor de ozono es un sensor a partir de nanotubos.

Por otro lado, la unidad puede comprender además una primera cámara adicional de esterilización provista de:

Una entrada de aire; Un generador de iones negativos; Un tramo parcial o totalmente recubierto de dióxido de titanio; y Una salida de aire;

Se destaca que esta unidad adicional constituye una invención por sí misma y puede ser utilizada independientemente de la unidad a base de ozono descrita más arriba. Preferentemente dicho tramo comprende generadores de plasma. La cámara también puede comprender una matriz de LEDS UV. Finalmente, en dicha cámara se puede prever una rejilla interpuesta en el canal y recubierta de dióxido de titanio.

Breve descripción de las figuras

Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representan un caso práctico de realización.

La figura 1 es una sección esquemática de una unidad básica según la invención. La figura 2 es una vista planta de una cámara de esterilización adicional a base de generadores de plasma. La figura 3 es una sección en alzado correspondiente a la planta de la figura 2. Las figuras 4 y 5 son versiones tubulares de una cámara con generadores de plasma. Las figuras 6 a 10 son vistas de cámaras de esterilización que funcionan con LEDs. Las figuras 11 a 13 ilustran una realización preferida de una sección de tubo flexible provista de leds UV y de un recubrimiento de dióxido de titanio.

Descripción de unas realizaciones preferidas

Tal como puede apreciarse en la figura 1 la invención se refiere de manera general a una unidad de esterilización U destinada a interponerse en un conducto de aire, que comprende, dispuestos sucesivamente en el sentido de aguas arriba a aguas abajo:

Medios de generación de régimen turbulento 1 ; Al menos un generador de ozono 3; Una cámara de reacción 4 del ozono y los iones negativos con el aire; y

Un neutralizador de ozono 5.

Siendo estas características conocidas, por ejemplo a partir del modelo de utilizad citado en los antecedentes, la presente invención se caracteriza por el hecho de que comprende un 5 generador de iones negativos 2 dispuesto entre los medios de generación de régimen turbulento 1 y el generador de ozono 3.

Preferentemente, tal como se aprecia en la figura 1, la unidad comprende una cámara recubierta con material biocida 6 dispuesta antes de los medios de generación de régimen 10 turbulento 1.

Asimismo, los inventores han podido constatar que la provisión de dos generadores de ozono 3 dispuestos simétricamente es especialmente ventajosa.

15 Como neutralizador de ozono 5 se prefiere un filtro catalítico conversor de panel de abeja 0 3 a O2de CUO-Mn02_

Para garantizar que no se expulsa ozono en el recinto cuyo aire se pretende esterilizar, se prevé un lazo de control del generador de ozono 3, provisto de un sensor 7 de ozono, 20 preferentemente a base de nanotubos, dispuesto aguas abajo del neutralizador de ozono 5,

Tal como se describe en las figuras 2 y 3, el circuito descrito se puede completar con una primera cámara adicional C1 de esterilización provista de:

25 Una entrada de aire 21 ; Un generador de iones negativos 22; Un tramo 23 parcial o totalmente recubierto de dióxido de titanio; y Una salida de aire 25;

30 Para mejorar aún más la esterilización, dicho tramo 23 comprende generadores de plasma

26.

Según otra variante, el tramo 23 comprende una matriz de LEDS UV 27, tal como se aprecia en las figuras 6 a 10_ Las figuras 6 a 7 muestran disposiciones se sección rectangular, 35 mientras que las demás muestran disposiciones tubulares.

Finalmente, se puede prever una rejilla 24 interpuesta en el canal y recubierta de dióxido de titanio , tal como se puede apreciar en las figuras 2 a 9.

Sistema esterilizador de aire con Plasma ionizado y Dióxido de titanio

A continuación se detalla el funcionamiento de la cámara con plasma ionizado de las figuras 2 y 3, que se pOdría reivindicar de forma independiente, al constituir una invención por sí misma. Concretamente, esta invención consistiría en una cámara C1 de esterilización provista de una entrada de aire 21 , un generador de iones negativos 22 o plasma, un tramo 23 parcial o totalmente recubierto de dióxido de titanio y una salida de aire 25.

El sistema comprende un primera fase de Ionización negativa. Al cargar el aire con iones negativos se consigue una doble función. La ionización por sí misma ya consigue un efecto biocida, además potenciará el efecto esterilizador de los radicales libres provenientes de la fotocatalización producida por el contacto del plasma y el Dióxido de Titanio. Esta disposición estructural permite que el aire llegue cargado de iones negativos en su salida al exterior con las ventajas consecuentes y muy conocidas que tiene la ionización negativa del aire.

El sistema esterilizador comprende, en el sentido de avance del aire, una segunda fase que se realiza en un recipiente hecho de material metálico o plástico cuya base de fabricación ha sido realizada con una mezcla previa con Dióxido de titanio, o con un recubrimiento del mismo además de una rejilla 24 situada entre el generador de plasma y el espacio por donde circula el aire.

Este recipiente además va disminuyendo de tamaño en el sentido de la dirección del aire provocando la concentración de toda la masa del aire un espacio más reducido, permitiendo de este modo un mejor iteración de los agentes esterilizadores con el aire a tratar, tal como se puede apreciar en las figuras 3 o 5.

Este recipiente consta por tanto de una primera superficie donde se encuentran los generadores de plasma y delante de ellos una segunda superficie enrejada no cerrada sino con perioraciones tipo rejilla de colador tratada con Dióxido de Titanio que expulsara a la corriente de aire lo radicales libres provenientes de la fotocatalización generada. La utilización de plasma permite aprovechar esta doble capacidad de esterilización por plasma y activador fotocatalizador del Dióxido de Titanio.

El reducido tamaño de los generadores de plasma además permite adaptarlo a cualquier superficie, consiguiendo además reducir el consumo de energía eléctrica en un alto porcentaje a la par que su durabilidad, peso y coste.

La estructura está diseñada de tal forma que todo el aire que pasa por el conducto es redirigido dentro del recipiente, de este modo se asegura el paso del aire por esta fase de esterilización.

En la parte superior de este recipiente se encuentran los cables de conex ión a corriente que saldrán fuera conectados a un transformador 28 de corriente situado en la parte externa del conducto.

Sistema esterilizador de aire LUZ Ultravioleta ionizada y Dióxido de titanio

Tal como puede apreciarse en las figuras 5 a 9 esta otra cámara comprende una primera fase de Ionización negativa. Al cargar el aire con iones negativos se consigue una doble función. La ionización por sí misma ya consigue un efecto biocida, y además potenciará el efecto esterilizador de los radicales libres provenientes de la fotocatalización sin interrumpir la trayectoria de luz ultravioleta.

Esta disposición estructural permite que el aire llegue cargado de iones negativos en su salida al exterior con las ventajas consecuentes y muy conocidas que tiene la ionización negativa del aire.

El sistema esterilizador comprende, en el sentido de avance del aire, una segunda fase compuesta por un recipiente hecho de material metálico o plástico cuya base de fabricación ha sido realizada con una mezcla previa con Dióxido de titanio, o con un recubrimiento del mismo en la cara donde incide la luz ultravioleta.

Como puede apreciarse por ejemplo en la figura 9, este recipiente además va disminuyendo de tamaño en el sentido de la dirección del aire provocando la concentración de toda la masa del aire un espacio más reducido, permitiendo de este modo un mejor iteración de los agentes esterilizadores con el aire a tratar.

Este recipiente consta también en sus lados internos de diversas tiras de LEOs de luz ultravioleta. La utilización de LEDs y no de lámparas ofrece una mejor adaptabilidad a cualquiera de las situaciones de espacio y forma que puedan requerirse, ya que su reducido tamaño y la disponibilidad de encontrarlo incluso en tiras ya prefabricadas, permite adherirlo a cualquier superficie, consiguiendo además reducir el consumo de energía eléctrica en un alto porcentaje a la par que su durabilidad, peso y coste.

En la parte superior de este recipiente se encuentran los cables de conexión a corriente que saldrán fuera conectados a un transformador 28 de corriente situado en la parte externa del conducto.

Tal como se aprecia en las figuras 11 a 13, hay que destacar que esta invención también se puede materializar en forma de tubo flexible y enrollable de plástico o tela no filtrante, que no deje escapar el aire, fabricados con una solución de Óxido de titanio o con un recubrimiento de esta sustancia en la cara donde está en contacto con el aire.

Además de la estructura del propio tubo y a lo largo del recorrido del mismo las luces LEO ultravioletas están integradas iluminando hacia la sección interior del tubo donde está el aire y activando el efecto fotocatalizador del dióxido de titanio, a modo de cadeneta similar a las luces de navidad.

Esta distribución permite ser adaptada a dispositivos de acondicionamiento de aire más pequeños por donde el aire pasa por conductos mas reducidos, adaptándose fácilmente a cualquier disposición, simplemente sustituyendo los conductos de aire estándares por este tubo esterilizador.

A pesar de que se ha hecho referencia a unas realizaciones concretas de la invención, es evidente para un experto en la materia que la unidad de esterilización descrita es susceptible de numerosas variaciones y modificaciones, y que todos los detalles mencionados pueden ser substituidos por otros técnicamente equivalentes, sin apartarse del ámbito de protección definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Unidad de esterilización (U) destinada a interponerse en un conducto de aire, que comprende, dispuestos sucesivamente en el sentido de aguas arriba a aguas abajo:

Medios de generación de régimen turbulento (1); Al menos un generador de ozono (3); Una cámara de reacción (4) del ozono y los iones negativos con el aire; y Un neutralizador de ozono (5).

caracterizado por el hecho de que comprende un generador de iones negativos (2) dispuesto entre los medios de generación de régimen turbulento (1) Y el generador de ozono (3).
2.

Unidad según la reivindicación 1, que comprende una cámara recubierta con material biocida (6) dispuesta antes de los medios de generación de régimen turbulento (1).
3.

Unidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende dos generadores de ozono (3) dispuestos simétricamente.
4.

Unidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el neutralizador de ozono (5) es un filtro catalítico conversor de panel de abeja 0 3 a O2de CUO-Mn02.
5.

Unidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un lazo de control del generador de ozono (3), provisto de un sensor (7) de ozono dispuesto aguas abajo del neutralizador de ozono (5), conectado al generador de ozono (3).
6.

Unidad según la reivindicación anterior, en la que el sensor de ozono es un sensor (7) a partir de nanotubos.
7.

Unidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una primera cámara adicional (C1) de esterilización provista de:

Una entrada de aire (21); Un generador de iones negativos (22); Un tramo (23) parcial o totalmente recubierto de dióxido de titanio; y

Una salida de aire (25);
8.

Unidad según la reivindicación 7, en la que dicho tramo (23) comprende generadores de plasma (26).
9.

Unidad según la reivindicación 7, en la que dicho tramo (23) comprende una matriz de LEOS UV (27).
10. Unidad según la reivindicación 7, 8 Ó 9, que comprende una rejilla (24) interpuesta en el 10 canal y recubierta de dióxido de titanio.