ES2832800T3 - Dispositivo de nebulización de un producto líquido, proceso para la desinfección por vía aérea y uso de este dispositivo para la desinfección por vía aérea - Google Patents

Abstract

Dispositivo de nebulizacion de un producto apto para la desinfeccion por via aerea, que comprende: - un cabezal ultrasonico (1) que comprende un transductor (2) y un sonotrodo (3) configurado para transmitir las vibraciones desde el transductor (2) hacia una superficie de expulsion (30) de particulas, el sonotrodo (3) comprende un canal de entrada (31) del producto a pulverizar hacia la superficie de expulsion (30), el sonotrodo (3) tiene un cuerpo de revolucion que temina en una placa que forma dicha superficie de expulsion (30), el eje del sonotrodo define el eje del cabezal ultrasonico, - un sistema aeraulico (4) configurado para crear un flujo de aire para arrastrar las particulas pulverizadas por el cabezal ultrasonico, que comprende una tobera (5) que canaliza el flujo de aire hacia una salida de aire (S), en el que el cabezal ultrasonico (1) esta dispuesto a nivel de la salida de aire (S) para posicionar en el flujo de aire de impulsion la superficie de expulsion (30) y una parte de la longitud del sonotrodo (3) a partir de dicha superficie de expulsion (30) mientras que una parte del cuerpo del cabezal ultrasonico sobresale radialmente hacia fuera mas alla del diametro del orifico de salida de aire (S) de la tobera (5) y de manera de no estar sometido a dicho flujo de aire de impulsion, y en el que el eje del cabezal ultrasonico (1) esta dispuesto sustancialmente perpendicular al eje de la tobera (5), la superficie de expulsion (30) es sustancialmente paralela al eje de la tobera (5).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de nebulización de un producto líquido, proceso para la desinfección por vía aérea y uso de este dispositivo para la desinfección por vía aérea

La invención se refiere a un dispositivo para nebulizar un producto líquido, apto para la desinfección de locales por vía aérea, así como a un método para la desinfección de un local por vía aérea, implementado por dicho dispositivo.

El campo de la invención es el de la desinfección por vía aérea (acrónimo DVA) en particular de locales, y más aún el de los dispositivos de nebulización usados para la implementación de tales desinfecciones.

La invención también se puede usar para la desinfección por vía aérea de un compartimento o de un habitáculo de un vehículo, en particular de un vehículo de emergencia como una ambulancia.

Se sabe que los agentes infecciosos, como bacterias, virus y hongos, están suspendidos en el aire, pero también están presentes en los objetos y las paredes de un local. Los agentes infecciosos suspendidos en el aire pueden sedimentarse sobre los objetos y las paredes del local y los que ya están presentes en los objetos y las paredes pueden volver a quedar suspendidos en la atmósfera.

En el contexto de la desinfección de locales que requieren un nivel muy alto de desinfección, como quirófanos o salas blancas, es crucial no solo desinfectar los objetos y el suelo del local, sino también las paredes laterales e inactivar los agentes infecciosos transportados por el aire. Estos requisitos de desinfección de locales también se pueden encontrar en vehículos móviles como ambulancias o incluso, por ejemplo, en determinados locales de la industria alimentaria para evitar la contaminación de productos alimenticios.

Según el conocimiento del solicitante, la técnica de nebulización comúnmente utilizada para pulverizar un líquido desinfectante con la granulometría deseada se basa en el uso de un sistema de boquillas que funcionan según el principio de un venturi y requiere una fuente de aire comprimido: los dispositivos de nebulización que utilizan esta técnica requieren por lo tanto la presencia de un compresor de aire que es un componente muy caro del dispositivo, que consume mucha energía, es ruidoso y pesado. Según los hallazgos del inventor, los compresores disponibles económicamente para esta aplicación tienen el defecto de utilizar motores eléctricos con escobillas, que son componentes con un desgaste significativo. También en particular, un compresor de aire es un equipo que genera perturbaciones electromagnéticas importantes, lo que debe evitarse en particular en un entorno hospitalario.

El documento FR 2972357 es un ejemplo de un dispositivo de este tipo.

De la literatura en el campo de la desinfección por vía aérea se conocen también técnicas de nebulización comúnmente llamadas "fuente de nebulización". Esta técnica de nebulización consiste en someter directamente un líquido contenido en un depósito (abierto) a ondas ultrasónicas, lo que genera cavitaciones y por lo tanto una niebla en la superficie del líquido de este depósito: la niebla desinfectante es arrastrada gracias a un flujo aire generado por un sistema de ventilación. Los documentos FR 2655279 o también FR 2941378 son ejemplos de tales dispositivos de nebulización que utilizan esta técnica de generación de niebla desinfectante. De acuerdo con los hallazgos de los inventores, tal técnica de nebulización para la cual el líquido contenido en un depósito se somete directamente a ultrasonido, sin embargo, tiene muchos inconvenientes, tales como:

- el uso de transductores piezoeléctricos sumergidos en el líquido desinfectante del depósito,

- recirculación del producto desinfectante en que la niebla generada se deposita al menos en parte en las paredes laterales del depósito (o de una chimenea aguas abajo, o incluso sobre la "boquilla de inyección" del documento FR 2941378), las gotas vuelven a caer en el depósito,

- un flujo de niebla de salida incontrolado/incontrolable,

- riesgo de derrame del producto desinfectante contenido en el depósito en caso de vuelco del dispositivo.

Más particularmente, y según los hallazgos del inventor, el uso de un transductor piezoeléctrico sumergido en un líquido desinfectante, corrosivo por naturaleza, reduce considerablemente la vida del transductor, y por tanto del dispositivo.

El reciclaje del producto desinfectante por depósito de la niebla y el hecho de que el producto depositado vuelva a caer en el depósito afecta adversamente la estabilidad del producto desinfectante. Según las observaciones del inventor, el producto así reciclado sufre varias fases de cavitación que pueden alterar el producto químico desinfectante a nivel de sus moléculas y, en última instancia, la eficacia de la desinfección.

Los riesgos de derrame representan un problema de seguridad para el usuario por el contacto del producto desinfectante con la piel y el riesgo asociado de quemaduras. Por todas estas razones, y de acuerdo con los descubrimientos del inventor, esta técnica de nebulización no ha logrado el éxito esperado en el campo de la desinfección por vía aérea.

En el campo de la pulverización en exteriores se conoce también el dispositivo del documento US 5224 651 y que combina:

- un ventilador, eléctrico, coaxial, que crea un flujo de aire entre las paredes de una tobera exterior y una tobera interior, coaxiales entre sí, que guían el flujo de aire pulsado entre las paredes concéntricas de las toberas, - un dispositivo de pulverización por boquilla ultrasónica dispuesto coaxialmente con las toberas, alojado en la tobera interior y que asegura la pulverización del líquido por medio de una boquilla ultrasónica en la dirección axial de las toberas,

- un compresor de aire cuya entrada de aire rodea la salida de la boquilla ultrasónica, el compresor canaliza el aire aspirado a un espacio intermedio anular definido entre la tobera inferior y el compresor, y alimenta el aire comprimido mediante un abertura anular, que rodea la salida de la boquilla ultrasónica, y esta abertura anular tiene deflectores, ilustrados en la Figura 6 del documento, que aseguran una rotación del flujo.

Según la descripción del documento US 5224651, un dispositivo de este tipo consume una potencia de 1000 a 1200 vatios, solo por su compresor: es un dispositivo adecuado para pulverización en exteriores, utilizado en el campo de la agricultura en particular, pero inadecuado para la desinfección por vía aérea de locales.

También se conoce del campo general de los dispositivos de pulverización ultrasónica, el dispositivo del documento FR 2285930 que comprende:

- un cabezal ultrasónico que comprende un transductor piezoeléctrico y un sonotrodo cónico, que transmite las vibraciones del transductor, desde la base del sonotrodo en contacto con el transductor hasta una placa de pulverización en el extremo distal del sonotrodo, este último comprende un canal de suministro del líquido a pulverizar a dicha placa de pulverización,

- una bomba y un tubo de alimentación que transportan un líquido extraído de un depósito al canal de suministro del sonotrodo,

Según esta técnica anterior, un sistema aeráulico crea un flujo de aire para arrastrar las partículas pulverizadas por el cabezal ultrasónico, este sistema comprende una tobera y un ventilador que sopla en la tobera, esta última canaliza el flujo de aire hacia un orificio de escape.

Cabe destacar que el cabezal ultrasónico está dispuesto en el interior de la tobera, coaxialmente con esta última, es decir el eje del sonotrodo coincidente con el de la tobera. En particular, la placa pulverizadora se coloca dentro de la tobera y la tobera tiene un estrechamiento en la dirección de su orificio de escape formando un paso anular estrecho formado entre el borde del orificio y el de la placa pulverizadora: esta sección de paso reducida asegura una corriente de aire con una velocidad de flujo muy alta, cerca de la placa de pulverización: el efecto que se busca en este dispositivo es arrastrar toda la niebla evitando la formación de corrientes de líquido en la placa, y como se explica en esta anterioridad. También cabe destacar que el sonotrodo está precedido en la tobera por una carcasa interna que recibe la electrónica de control del transductor.

Del campo de los dispositivos de pulverización de productos cosméticos también se conocen los dispositivos de los documentos EP 2 090 187 A1o EP 2 090 370 A1, que al igual que el documento anterior, se basa en el uso de un cabezal ultrasónico que comprende un transductor piezoeléctrico y un sonotrodo cónico, así como un sistema aeráulico configurado para crear un flujo de aire para arrastrar las partículas pulverizadas por el cabezal ultrasónico.

Al igual que el documento anterior, el cabezal ultrasónico de los dispositivos de los documentos EP 2090 187 A1oEP 2 090 370 A1 es sustancialmente coaxial con el eje de la tobera. De la misma forma, el arrastre de las partículas pulverizadas por la placa del sonotrodo se asegura mediante un estrechamiento de la tobera en la dirección de su orificio de escape, formándose un paso anular estrecho entre el borde de dicho orificio y el de la placa de pulverización.

Según los hallazgos del inventor, dichos dispositivos de pulverización según los documentos FR 2285930, EP 2090 187 A1 o EP 2090370 A1 encuentran aplicaciones en el campo de la cosmética, en particular la aplicación de productos de peinado para el cabello. Por otro lado, y según el conocimiento del solicitante, dichos dispositivos no encuentran aplicación en el campo de la desinfección por vía aérea, para la creación de una niebla desinfectante.

Según los hallazgos del inventor, los dispositivos con estrechamiento de sección de la técnica anterior generan fuertes turbulencias que no permiten garantizar un buen control y estabilidad de la granulometría de la niebla generada por el cabezal ultrasónico.

Ahora el experto en la técnica de la desinfección por vía aérea sabe que la calidad de la niebla, en particular la calidad de su granulometría, es esencial para el éxito de la desinfección de un local, ya que esa granulometría no debe ser ni demasiado pequeña ni demasiado grande y la desviación estándar lo más pequeña posible.

También se conoce por el documento FR 3011 623 A1 un dispositivo destinado a tratar el aire que debe alimentar el recinto de un sistema, en particular el habitáculo de un vehículo, pero también una habitación o vestíbulo de un edificio.

El tratamiento del aire realizado por el dispositivo del documentos FR 3 011 623 A1 consiste esencialmente en refrescar el recinto añadiendo (muy) pequeñas gotas de líquido, posiblemente este líquido sea agua, opcionalmente añadido con un desinfectante destinado a higienizar el recinto.

El dispositivo de tratamiento de aire según la realización de la Figura 3 del documento FR 3011 623 A1, comprende a tal efecto medios de producción dispuestos para producir para un recinto un flujo de aire tratado mediante la adición de pequeñas gotitas de líquido mediante una técnica de nebulización utilizando al menos un oscilador piezoeléctrico acoplado a una cámara de nebulización, dicho oscilador piezoeléctrico forma parte de un elemento de membrana perforada, alimentado con líquido por una tubería, que permite generar gotas muy pequeñas en una salida del elemento, destinadas a mezclarse con un flujo de aire a tratar que circula a través de un conducto.

La salida del elemento piezoeléctrico se ubica en la salida del conducto para que las gotas se mezclen con el flujo de aire en el recinto.

El elemento piezoeléctrico está fijado a las luces de techo del habitáculo y la salida del elemento piezoeléctrico está inclinada con respecto a la salida del conducto, con el fin de suministrar de manera óptima las gotitas al flujo de aire aguas abajo de la salida del conducto.

En el documento FR 3 011 623 A1 también se prevé que la salida del elemento piezoeléctrico desemboque en el conducto aguas arriba de la salida del conducto, preferiblemente en las proximidades de la salida del conducto.

El dispositivo descrito en el documento FR 3 011 623 A1tiene el inconveniente de que no se puede utilizar para la desinfección por vía aérea, lo que requiere el uso de productos desinfectantes como el peróxido de hidrógeno, el ácido peracético o el ácido acético.

De hecho, la membrana flexible perforada del dispositivo de nebulización del documento FR 3 011 623 A1 no es adecuado para asegurar la nebulización de tales productos, ya que corre el riesgo de deteriorarse rápidamente en contacto con estos últimos.

Además, para llevar a cabo la desinfección aérea de locales o compartimentos de vehículos, las cantidades de estos productos que permiten alcanzar el umbral de desinfección superan significativamente los umbrales límite de exposición para humanos. Sin embargo, el dispositivo descrito en el documento FR 3011 623 A1 está diseñado para funcionar en el habitáculo de un vehículo en presencia de al menos un ocupante y, por lo tanto, no es adecuado para la desinfección por vía aérea.

También se conoce por el documento DE 22 39950 A1 un dispositivo portátil para la atomización de un líquido, en particular de productos cosméticos, productos para el exterminio de insectos o la mejora de la calidad del aire.

Como se aprecia en la realización de la Figura 1 del documento DE 2239950 A1, tal dispositivo portátil comprende una carcasa en la que se encuentra un ventilador accionado por un motor. Un sistema de oscilación piezoeléctrico se coloca en el flujo de aire generado por el ventilador, dentro de las paredes de la caja.

El sistema de oscilación piezoeléctrico comprende un sonotrodo de cono truncado, sobre el cual se fija un convertidor piezoeléctrico, en forma de disco cerámico piezoeléctrico. En el extremo de la sección inferior del cono truncado se encuantra la placa de trabajo, en cuya superficie se atomiza un líquido en una niebla de gotitas muy finas a través de las oscilaciones ultrasónicas del sistema.

El líquido se pulveriza a la superficie de la placa de trabajo a través de una boquilla de pulverización, desde un depósito por medio de un dispositivo de transporte y a través de una tubería de alimentación.

Para soplar la niebla, la placa forma un pequeño ángulo, por ejemplo, con respecto al flujo de aire. Gracias al flujo, ya se evita en gran medida una gran acumulación de líquido en la superficie de la placa de trabajo.

El dispositivo del documento DE 2239950 A1 tiene la desventaja de que tanto el sistema de oscilación piezoeléctrico como la boquilla de pulverización, que no está integrada en el sistema de oscilación piezoeléctrico, se encuentran completamente en la caja para poder cooperar con el flujo de aire generado por el ventilador.

Por tanto, el flujo de aire a la salida del dispositivo se verá perturbado en gran medida por la presencia de estos diversos elementos en la caja y el control del caudal y la granulometría de la niebla pulverizada se complicará enormemente.

También se conoce por el documento US 2010/044460 A1 un atomizador de fluidos que permite difundir un líquido en forma de microgotitas por medio de medios piezoeléctricos, utilizado en particular para la desinfección o humidificación del aire.

Como se aprecia en la Figura 15 del documento US 2010/044460 A1, el atomizador comprende un cuerpo transductor (piezoeléctrico) de acero inoxidable, una cavidad interna que contiene el líquido. Se prevé una arandela de material cerámico piezoeléctrico, conectada a un electrodo para suministrar electricidad al material piezoeléctrico que permitirá hacer vibrar una membrana perforada para obtener microgotitas.

A una frecuencia de 70 kHz, es posible obtener con este dispositivo gotitas con un diámetro de 2 |_im que fluyen a un caudal de 2,5 ml/min.

Como se aprecia en la Figura 16B del documento US 2010/0044460 A1, este documento también describe un inhalador para la administración de medicamentos en los pulmones de un paciente.

Dicho inhalador comprende un adaptador para la boca asociado a un módulo en forma de T, en el que se incorpora el atomizador descrito anteriormente. Cuando el atomizador está encendido, genera un aerosol dentro del módulo y el paciente inhala este aerosol por medio del adaptador para la boca.

Tal dispositivo tiene varios inconvenientes. De hecho, el uso de una membrana para lograr la atomización del líquido no permite el uso del dispositivo del documento US 2010/0044460 A1 para realizar la DVA de locales o de compartimentos de vehículos, en el sentido de que los productos utilizados para realizar la DVA, en las cantidades efectivas para desinfectar grandes espacios como locales o habitáculos de vehículos, podrían dañar la membrana rápidamente.

Además, como se aprecia en la Figura 16 del documento US 2010/0044460 A1, el atomizador se coloca aproximadamente en el centro del inhalador, a cierta distancia de la salida, materializado por el adaptador para la boca. Así, las gotitas de líquido corren el riesgo de depositarse en las paredes del inhalador entre el atomizador y la salida, lo que generará un reciclaje del producto durante el uso del inhalador y por lo tanto alterará el producto, pero también afectan negativamente al control del caudal y la granulometría del líquido atomizado a la salida del inhalador.

También se conoce por el documento US 2009/224066 A1 un dispositivo de pulverización para producir revestimientos finos sobre los alimentos o sobre envases de alimentos, destinados a la industria alimentaria y, por lo tanto, inadecuado para la DVA, en particular de locales o compartimentos de vehículos.

Un dispositivo de este tipo se puede utilizar, por ejemplo, para pulverizar una solución antimicrobiana o de oscurecimiento antienzimático para que actúe como revestimiento.

Como se aprecia en la realización de la Figura 1 del documento US 2009/224066 A1, el dispositivo de pulverización comprende una boquilla ultrasónica conectada a una alimentación de líquido, a su vez conectada a un depósito.

La boquilla ultrasónica tiene un cuerno frontal configurado para funcionar como una sección de atomización. El cuerno frontal está configurado para formar las gotitas de líquido introducidas en la boquilla ultrasónica.

La boquilla ultrasónica también tiene una porción de transductor que incluye un par de transductores colocados en una sección intermedia de la boquilla ultrasónica. Estos son transductores piezoeléctricos configurados para transmitir el movimiento mecánico a frecuencias ultrasónicas al cuerno frontal que permite que la superficie de atomización dispuesta en el cuerno frontal vibre a una frecuencia ultrasónica con una amplitud suficiente para permitir la atomización del líquido.

Como se aprecia en el ejemplo de realización de la Figura 4 del documento US 2009/224066 A1, tal dispositivo de pulverización tiene una punta deflectora de chorro de aire plana colocada adyacente a una superficie de atomización de una boquilla ultrasónica, ambas dispuestas en un conjunto de bloque de chorros. También se proporcionan un accesorio de alimentación de aire y un accesorio de alimentación de líquido en el conjunto del bloque de chorros.

En funcionamiento, una fuente de aire se une al accesorio de alimentación de aire y un líquido a atomizar se conecta al accesorio de alimentación de líquido. El flujo de aire del accesorio de alimentación de aire se envía a través de la punta deflectora de chorro de aire para darle una forma plana. El aire aplanado sufre una desviación por la superficie de atomización de la boquilla ultrasónica. El líquido que ha entrado a través del accesorio de alimentación de líquido es atomizado por la boquilla ultrasónica y es expulsado al nivel de la superficie de atomización. El líquido atomizado es arrastrado por el flujo de aire aplanado produciendo un patrón de remolino que está compuesto por aire y líquido atomizado.

Por lo tanto, un dispositivo de este tipo tiene el inconveniente de que la niebla líquida, a la salida del dispositivo de pulverización, se verá muy perturbada por su interacción con la boquilla ultrasónica. Además, el flujo de aire no se canaliza en un conducto cerrado, también se verá fuertemente perturbado. Por lo tanto, es muy complicado controlar la granulometría de la niebla o su caudal en la salida del dispositivo de pulverización.

El objetivo de la presente invención es paliar los inconvenientes antes mencionados, proporcionando un dispositivo de nebulización adecuado para la generación de una niebla desinfectante, cuya calidad de la granulometría permita obtener un buen desempeño de desinfección, con un precio de costo controlado, que no requiera compresor de aire para su implementación, y de bajo consumo energético.

Más aún, el objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo de nebulización de este tipo que permita un control preciso del caudal de la niebla de pulverización desinfectante. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo de pulverización de este tipo que garantice la pulverización, ventajosamente sin reciclar el producto y, por tanto, sin riesgo de dañar el producto desinfectante.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo de pulverización de mayor seguridad, que evita los riesgos de derrame de productos en caso de vuelco del dispositivo.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo portátil de este tipo compacto y ligero.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método para la desinfección por vía aérea implementado por medio de un dispositivo de nebulización.

Otros objetivos y ventajas de la presente invención resultarán evidentes a partir de la descripción que sigue, que se da sólo a título indicativo y que no pretende limitarla.

Además, la invención se refiere a un dispositivo para nebulizar un producto apto para la desinfección por vía aérea, que comprende:

- un cabezal ultrasónico que comprende un transductor y un sonotrodo configurado para transmitir las vibraciones desde el transductor hacia una superficie de expulsión de partículas, el sonotrodo comprende un canal de entrada del producto a pulverizar hacia la superficie de expulsión, el sonotrodo tiene un cuerpo de revolución que termina en una placa que forma dicha superficie de expulsión, el eje del sonotrodo define el eje del cabezal ultrasónico, - un sistema aeráulico configurado para crear un flujo de aire para impulsar las partículas pulverizadas por el cabezal ultrasónico, que comprende una tobera que canaliza el flujo de aire hacia una salida de aire.

Según la invención, el cabezal ultrasónico está dispuesto al nivel de la salida de aire de manera de colocar en el flujo de aire de impulsión la superficie de expulsión y una parte de la longitud del sonotrodo a partir de dicha superficie de expulsión mientras una parte del cuerpo del cabezal ultrasónico sobresale radialmente hacia fuera más allá del diámetro del orificio de salida de aire de la tobera y de manera de no estar sometido a dicho flujo de aire de impulsión.

Además, el eje del cabezal ultrasónico está dispuesto sustancialmente perpendicular al eje de la tobera, y la superficie de expulsión es sustancialmente paralela al eje de la boquilla.

Según las características de la invención, tomadas solas o combinadas:

- el cabezal ultrasónico tiene una carcasa, en particular cilíndrica, que cubre el transductor, o incluso una electrónica de control para el transductor piezoeléctrico, así como una parte proximal del sonotrodo, una parte distal del sonotrodo que lleva la superficie de expulsión que se extiende axialmente más allá de la carcasa y en la que el cabezal ultrasónico está dispuesto para colocar en el flujo de impulsión solo la superficie de expulsión y la parte distal del sonotrodo y de tal manera que la carcasa se coloca hacia afuera sobresaliendo más allá del diámetro del orificio de salida de aire para no estar sometido a dicho flujo de aire de impulsión;

- la parte del cabezal ultrasónico sometida al flujo de impulsión se coloca aguas abajo del orificio de salida de aire de la tobera, de acuerdo con la dirección de la corriente del flujo de aire;

- la parte del cabezal ultrasónico sometida al flujo de impulsión se coloca cerca del orificio de salida de aire de la tobera;

- la tobera es de sección constante en longitud, al menos al nivel de la salida de aire de la boquilla, o incluso en toda su altura;

- la tobera está constituida esencialmente por un cuerpo cilíndrico cuya base en la boca inferior constituye una entrada para la boquilla, y la base en la boca superior de dicha salida de aire;

- dicho sistema aeráulico comprende un medio de ventilación eléctrico, dispuesto en la parte inferior de la tobera; - dicho medio de ventilación eléctrico es un ventilador colocado en la parte inferior de la tobera, cuyo eje de rotación de la hélice es sustancialmente coaxial con el eje de la boquilla;

- un sistema de álabes está dispuesto entre dicha salida de aire y el medio de ventilación eléctrico, configurado para rectificar el flujo generado por dicho medio de ventilación eléctrico;

- una bomba peristáltica está configurada para transportar el producto a pulverizar hasta el canal de entrada del cabezal ultrasónico;

- el dispositivo es portátil y comprende una superficie de apoyo que permite colocar la salida de aire de la tobera hacia arriba, cuando se coloca sobre una superficie horizontal;

- el eje de la tobera es sustancialmente vertical, o en una dirección inclinada con respecto a la vertical en un ángulo a entre 0° y 60°, como por ejemplo 45° cuando la superficie de apoyo descansa sobre el superficie horizontal; - el dispositivo comprende una caja que recibe internamente la electrónica de control, dicha superficie inferior de dicha carcasa constituye dicha superficie de soporte, dicho sistema aeráulico está dispuesto integral con la carcasa, colocado en voladizo con respecto a la superficie de soporte de la carcasa, para colocar dicha entrada de aire inferior del sistema aeráulico a una distancia A de la superficie horizontal.

La invención también se refiere a un proceso de desinfección por vía aérea implementado por medio de un dispositivo de nebulización según la invención, en el cual:

- se genera una niebla desinfectante con un caudal determinado por la acción de la superficie de eyección del cabezal ultrasónico que alimenta el canal de entrada con producto desinfectante según el caudal determinado, - la niebla desinfectante de determinado caudal es arrastrada por el flujo de aire generado en la salida de aire de la tobera.

Según las características opcionales del proceso, tomado solo o en combinación:

- el caudal determinado de producto desinfectante está entre 5 ml/min y 30 ml/min;

- el caudal del flujo de aire de impulsión está dentro de 1 m3/min y 8 m3/min;

- el cabezal ultrasónico se controla para determinar una frecuencia entre 50 kHz y 100 kHz para obtener una granulometría de la niebla de entre 35 micrómetros y 55 micrómetros.

- la duración de la desinfección es de entre 45 min y 180 min,

- el volumen del local a desinfectar es de entre 5 m3y 250 m3.

Según un modo de realización, el producto desinfectante se elige entre (o comprende) los siguientes productos, en su caso como mezcla:

- peróxido de hidrógeno,

- ácido acético,

- ácido peracético.

La invención también se refiere al uso del dispositivo de nebulización de la invención para la desinfección por vía aérea de locales.

La invención también se refiere al proceso según la invención para la desinfección por vía aérea de locales.

La invención se comprenderá mejor con la lectura de la siguiente descripción acompañada de las figuras adjuntas, entre las cuales:

- La Figura 1 es una vista en perspectiva de un dispositivo de nebulización conforme a la invención según una realización.

- La Figura 2 es una vista en sección del dispositivo de la Figura 1, a lo largo de un plano vertical que pasa por el eje de la tobera.

- La Figura 3 es una vista en perspectiva de un dispositivo según una segunda realización.

- La Figura 4 es una vista superior del dispositivo de la Figura 3,

- La Figura 5 es una vista en sección del dispositivo de la Figura 3, a lo largo de un plano vertical que pasa a través de la tobera,

- La Figura 6 es un modelado de un programa informático de mecánica de fluidos que simula el flujo anular obtenido gracias a un estrechamiento de la tobera en la dirección de un orificio de escape, formándose un paso anular estrecho entre el borde de dicho orificio y un obstáculo coaxial con la boquilla, este modelado pone en evidencia las turbulencias significativas en la salida de la boquilla.

Asimismo, la invención se refiere en primer lugar a un dispositivo de nebulización para la desinfección por vía aérea, que comprende:

- un cabezal ultrasónico 1 que comprende un transductor 2 y un sonotrodo 3 configurado para transmitir las vibraciones desde el transductor 2 hacia una superficie de expulsión 30 de partículas, el sonotrodo 3 comprende un canal de entrada 31 del producto a pulverizar hacia la superficie de expulsión 30,

- un sistema aeráulico 4 configurado para crear un flujo de aire para arrastrar las partículas pulverizadas por el cabezal ultrasónico, que comprende una tobera 5 que canaliza el flujo de aire hacia una salida de aire S.

Esta combinación de características se conoce en sí por los dispositivos FR 2285 930 A1, EP 2090 187 A1 o EP 2 090370 que se basan en el uso de un cabezal ultrasónico que comprende un transductor piezoeléctrico y un sonotrodo cónico, y un sistema aeráulico configurado para crear un flujo de aire para impulsar las partículas pulverizadas por el cabezal ultrasónico, el eje del cabezal ultrasónico en esta técnica anterior es sustancialmente coaxial con la tobera.

Más aún, y notablemente en esta técnica anterior, un estrechamiento de la tobera en la dirección de su orificio de escape forma un paso anular estrecho formado entre el borde de dicho orificio y el de la placa de pulverización. Esta sección de paso reducida asegura una corriente de aire anular con una velocidad de flujo muy alta, cerca de la placa de pulverización, lo que permite arrastrar toda la niebla evitando la formación de corrientes de líquido en la placa, y como se explicó en el documentoFR 2285930 A1.

La Figura 6 es un modelado de programa informático de mecánica de fluidos que simula un flujo anular de este tipo obtenido gracias a un estrechamiento de la tobera en la dirección de un orificio de escape, donde se forma un paso anular estrecho entre el borde de dicho orificio y un obstáculo coaxial a la tobera.

El propósito de este modelado es ilustrar los movimientos del flujo de aire aguas abajo del orificio de escape (según la dirección del flujo) como se observarán en los dispositivos del estado de la técnica conocidos de documentosFR 2 285 930,EP 2 090 187 A1 o EP 2 090 370 A1 cuando este último arrastra las partículas pulverizadas: el obstáculo coaxial a la tobera representa aquí el cabezal ultrasónico de estas referencias. El modelado pone la evidencia de la presencia de turbulencias significativas y, en particular, la presencia de vórtices visibles en la Figura 6.

La invención nació del hallazgo del inventor de que tales turbulencias en el flujo de aire que impulsa las partículas pulverizadas no permite garantizar el control y la estabilidad de la niebla: estas turbulencias tienden a provocar que las gotitas se agrupen, alterando la granulometría de la pulverización generada por el cabezal ultrasónico.

Más aún, la invención nació del deseo del inventor de reducir significativamente estas turbulencias, y con el objetivo de evitar alterar en la mayor medida posible la granulometría de la niebla generada por la superficie de eyección 30 del cabezal ultrasónico 1. Según un primer aspecto, la invención se refiere por tanto a una nueva disposición entre el cabezal ultrasónico y la tobera, cuyo objetivo es minimizar la turbulencia en el flujo de impulsión aguas abajo de la superficie de pulverización.

Según la invención, el cabezal ultrasónico 1 está dispuesto al nivel de la salida de aire S de modo de colocar en el flujo de aire de impulsión la superficie de expulsión 30 y una parte de la longitud del sonotrodo 3 a partir de dicha superficie de eyección 30 que se extiende hacia adentro hasta el diámetro de la salida de la tobera, mientras que una parte del cuerpo del cabezal ultrasónico se proyecta radialmente hacia afuera más allá del diámetro de la tobera 5 y de para no estar sometido a dicho flujo de aire de impulsión.

La sección del flujo de impulsión en la dirección ortogonal al flujo puede ser sustancialmente un disco. El transductor 2 puede estar compuesto por una o más láminas piezocerámicas y están conectadas a la electrónica de control. El sonotrodo 3 tiene un cuerpo de revolución terminado por una placa que forma dicha superficie de expulsión 30, sustancialmente perpendicular a la superficie de expulsión 30. El cuerpo del cabezal ultrasónico 1 también puede incluir una carcasa 10, en particular cilíndrica que cubre el transductor 2, o incluso una electrónica de control para el transductor piezoeléctrico, así como una parte proximal al sonotrodo 3, la parte distal del sonotrodo que porta la superficie expulsión, se extiende axialmente más allá de la carcasa 10, en particular axialmente hasta la carcasa cilíndrica.

Cabe destacar que la disposición ventajosa del cabezal ultrasónico 1 con respecto a la tobera 5 permite colocar al menos parcialmente (ver Figura 2), o incluso completamente (ver Figura 5) la carcasa 10 que sobresale radialmente más allá del diámetro del orificio de salida de la tobera y de manera de no someter esta parte al flujo de impulsión: esto limita las dimensiones del obstáculo en el origen de las perturbaciones.

Según una realización que minimiza la turbulencia tanto como sea posible, la carcasa 10 sobresale por completo exteriormente más allá del diámetro del orificio de salida de la tobera y de manea de no estar sometida a dicho flujo de aire de impulsión. Ventajosamente, en el flujo de impulsión solamente se coloca la superficie de expulsión 30 y la parte distal del sonotrodo 3, de menor diámetro, y como se ilustra a modo de ejemplo en la Figura 5.

Según la invención, la parte del cabezal ultrasónico sometida al flujo de impulsión se coloca a nivel de la salida S de la tobera 5: esto evita que las partículas pulverizadas contenidas en el flujo de aire de impulsión se depositen en las paredes internas de la tobera 5.

Según una forma de realización, la parte del cabezal ultrasónico 1 sometida al flujo de impulsión se puede colocar así aguas abajo del orificio de salida de la tobera 5, según la dirección de la corriente del flujo de aire: se asegura así que las partículas pulverizadas contenidas en el flujo de aire de impulsión no se depositen en las paredes internas de la tobera 5 y, por lo tanto, que todo el flujo de niebla generada se impulse a la atmósfera del local a desinfectar. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que este objetivo siempre se puede lograr razonablemente colocando esta parte muy ligeramente en el interior de la tobera 5. Según una realización, la parte del cabezal ultrasónico sometida al flujo de impulsión se puede colocar cerca del orificio de salida de la tobera 5.

Cabe destacar que el sonotrodo 3 tiene un cuerpo de revolución que termina en una placa que forma dicha superficie de expulsión 30, donde el eje del sonotrodo define entonces el eje del cabezal ultrasónico. Cabe destacar también que el eje del cabezal ultrasónico 1 puede disponerse sustancialmente perpendicular al eje de la tobera 5. La superficie de eyección 30 se coloca así sustancialmente paralela al eje de la tobera 5 y a la dirección del flujo de impulsión generado por esta tobera.

Ventajosamente, el sonotrodo es convencionalmente un cuerpo metálico y, por tanto, no se deteriora al entrar en contacto con los productos usados para la desinfección por vía aérea.

El sistema aeráulico 4 está configurado para crear un flujo de aire de impulsión, según un flujo laminar, es decir, no turbulento. Con este fin, la tobera 5 tiene preferiblemente una sección de longitud constante, al menos al nivel de la salida de la tobera: la tobera 5 puede así tener una sección constante en toda su altura. La tobera 5 está constituida esencialmente por un cuerpo cilíndrico, cuya base en la boca inferior constituye una entrada para la tobera, y la base en la boca superior de dicha salida de aire S. La velocidad del flujo de aire de impulsión justo aguas arriba de la salida de la boquilla puede estar entre 1 m /sy 10 m/s en el centro de la tobera 5.

El diámetro interno del cilindro puede estar entre 8 cm y 25 cm. El caudal del flujo de aire de impulsión puede estar dentro de 1 m3/ min y 8 m3/ min. Tal flujo de aire asegura durante la desinfección de un local un reciclaje del aire del local.

El sistema aeráulico puede comprender un medio de ventilación eléctrico 6 dispuesto en la parte inferior de la tobera 5, cuya función es generar el flujo de aire. Este medio puede ser un ventilador colocado en la parte inferior de la tobera, cuyo eje de rotación de la hélice 60 es sustancialmente coaxial con el eje de la tobera 5. Este ventilador puede incluir una carcasa exterior 61, sustancialmente cilíndrica, que se extiende como una prolongación del cilindro de la tobera 5, sustancialmente del mismo diámetro útil que la tobera. El ventilador eléctrico puede ser un ventilador de potencia moderada, inferior a 20 vatios, por ejemplo entre 13 vatios y 19 vatios. La potencia del dispositivo de nebulización en su conjunto (es decir, para alimentar el ventilador, el cabezal ultrasónico y la electrónica de control) puede ser inferior a 100 W.

Según una realización, entre dicha salida de aire S y el medio de ventilación eléctrico 6 se puede disponer un sistema de álabes 7, configurado para rectificar el flujo generado por dicho medio de ventilación eléctrico 6. Los palabes 70 del sistema 7 se extienden respectivamente en direcciones radiales a la tobera. El perfil curvo de los álabes 70 permite recrificar el flujo en remolino generado por el rotor del ventilador eléctrico en un flujo laminar rectilíneo. También se observa que este sistema de álabes 7 constituye preferiblemente el único obstáculo atravesado por el flujo de aire en la tobera 5.

El dispositivo tiene preferiblemente la forma de un dispositivo portátil que puede tener ventajosamente un peso moderado de menos de 10 kg, o incluso menos de 6 kg. Tiene una superficie de apoyo 8 que permite colocar la salida de aire S de la tobera 5 hacia arriba, cuando se coloca en una superficie horizontal.

Según una realización, el eje de la tobera 5 se puede inclinar con respecto a la vertical según un ángulo a de entre 0° y 60°, tal como por ejemplo 45°. Un modo de realización de este tipo se ilustra a modo de ejemplo en la Figura 2. Según otro modo de realización, el eje de la tobera puede ser sustancialmente vertical, como se ilustra en la Figura 5.

En todos los casos, el flujo de aire que impulsa las partículas atomizadas se dirige hacia arriba, ya sea verticalmente o inclinado con respecto a la vertical en el mismo ángulo que el eje de la tobera. Cuando la tobera es vertical, la superficie de pulverización 31 es preferiblemente sustancialmente vertical y como se ilustra en la Figura 5. Cuando la tobera está inclinada, la superficie de pulverización 31 se dirige preferiblemente hacia abajo, como se ilustra en la Figura 2.

El dispositivo puede incluir una caja 9 que recibe internamente la electrónica de control, donde dicha superficie inferior de la caja 9 constituye dicha superficie de apoyo 8. Dicho sistema aeráulico 4 puede disponerse integralmente con la caja, colocado en voladizo con respecto a la superficie de apoyo 8 de la caja 9, y de manera de colocar dicha entrada de aire E inferior del sistema aeráulico 4 a una distancia A del superficie horizontal. Se puede prever una interfaz de usuario 90 en particular en la superficie superior de la caja. Un compartimento abierto 91 puede ser integral con la caja, lateralmente, y destinado a recibir un depósito tal como un recipiente de solución desinfectante.

En general, una bomba de tipo peristáltica está configurada para transportar el producto a pulverizar hasta el canal de entrada 31 del cabezal ultrasónico 1: esta bomba permite controlar el caudal de producto pulverizado por el cabezal ultrasónico 1.

La invención también se refiere a un proceso de desinfección por vía aérea implementado mediante un dispositivo de nebulización según la invención y en el que:

- se genera una niebla desinfectante con un caudal determinado por la acción de la superficie de eyección 30 del cabezal ultrasónico 1 que alimenta el canal de entrada con producto desinfectante de acuerdo con el caudal determinado,

- la niebla desinfectante con un determinado caudal es arrastrada por un flujo de aire generado en la salida de la tobera 5.

La niebla se genera así mediante la técnica de ultrasonidos gracias a la boquilla ultrasónica que asegura la calidad de la granulometría de la niebla: esta boquilla comprende un transductor 2 de tipo piezoeléctrico que se acciona a una frecuencia próxima a su frecuencia de resonancia del sonotrodo. El producto líquido a pulverizar se canaliza (continuamente) en el conducto de entrada que desemboca en la superficie de pulverización 30. La frecuencia se puede determinar entre 50 kHz y 100 kHz para obtener una granulometría de la niebla con un diámetro medio entre 35 micrómetros y 55 micrómetros, es decir, una granulometría que proporciona satisfacción en términos de rendimiento de desinfección. El caudal del producto pulverizado se controla mediante el uso de una bomba (peristáltica) que alimenta la boquilla ultrasónica de acuerdo con el caudal determinado.

La asociación de esta bomba peristáltica y de la boquilla ultrasónica 3 en sí misma permite obtener una niebla cuya distribución granulométrica y el caudal se determinan según las características de la desinfección deseada. A continuación, esta niebla se arrastra al local para ser tratada por el flujo de aire de impulsión generado por el sistema aeráulico 4 que también asegura la circulación del aire en el local a desinfectar.

Cabe destacar que el dispositivo de nebulización está diseñado para no deteriorar la calidad de la niebla generada por la boquilla ultrasónica, ni para reducir la cantidad de producto entregado a la habitación, en particular gracias al posicionamiento particular de la boquilla ultrasónica 1 con respecto a la tobera 5, o incluso mediante la elección de una sección de tobera recta, constante sobre la altura de la tobera.

Según un modo de realización:

- el caudal determinado de producto desinfectante puede estar entre 5 ml/min y 30 ml/min

- el caudal del flujo de aire de impulsión puede estar dentro de 1 m3/min y 8 m3/min

La duración de la desinfección es de entre 45 min y 180 min. El dispositivo de nebulización puede tener opcionalmente un reloj que permita determinar la duración de la desinfección y un circuito que interrumpa automáticamente la pulverización al final de esta duración.

El producto desinfectante puede elegirse entre los siguientes productos, o incluir los siguientes productos, en su caso como mezcla:

- peróxido de hidrógeno,

- ácido acético,

- ácido peracético.

El dispositivo de nebulización y el proceso de desinfección según la invención encuentran una aplicación para la desinfección de locales, en particular de 5 m3 a 250 m3, o incluso compartimentos de vehículos.

Nomenclatura

1. Cabezal ultrasónico

2. Transductor,

3. Sonotrodo,

30. Superficie de expulsión,

31. Canal de entrada,

4. Sistema de aeráulico,

5. Tobera,

6. Medios de ventilación eléctricos,

60. Hélice (ventilador),

7. Sistema de álabes (rectificación del flujo del ventilador),

70. Cuchillas,

9. Caja,

90. Interfaz de usuario,

91. Compartimento (recipiente)

10. Carcasa de cabezal ultrasónico

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

   i. Dispositivo de nebulización de un producto apto para la desinfección por vía aérea, que comprende:

   - un cabezal ultrasónico (1) que comprende un transductor (2) y un sonotrodo (3) configurado para transmitir las vibraciones desde el transductor (2) hacia una superficie de expulsión (30) de partículas, el sonotrodo (3) comprende un canal de entrada (31) del producto a pulverizar hacia la superficie de expulsión (30), el sonotrodo (3) tiene un cuerpo de revolución que temina en una placa que forma dicha superficie de expulsión (30), el eje del sonotrodo define el eje del cabezal ultrasónico,

   - un sistema aeráulico (4) configurado para crear un flujo de aire para arrastrar las partículas pulverizadas por el cabezal ultrasónico, que comprende una tobera (5) que canaliza el flujo de aire hacia una salida de aire (S),

   en el que el cabezal ultrasónico (1) está dispuesto a nivel de la salida de aire (S) para

   posicionar en el flujo de aire de impulsión la superficie de expulsión (30) y una parte de la longitud del sonotrodo (3) a partir de dicha superficie de expulsión (30) mientras que una parte del cuerpo del cabezal ultrasónico sobresale radialmente hacia fuera más allá del diámetro del orifico de salida de aire (S) de la tobera (5) y de manera de no estar sometido a dicho flujo de aire de impulsión,

   y en el que el eje del cabezal ultrasónico (1) está dispuesto sustancialmente perpendicular al eje de la tobera (5), la superficie de expulsión (30) es sustancialmente paralela al eje de la tobera (5).
2. 2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el cabezal ultrasónico (1) presenta una carcasa (10), en particular cilíndrica, que recubre el transductor (2), o incluso una electrónica de control del transductor piezoeléctrico, así como una parte proximal del sonotrodo (3), una parte distal del sonotrodo que porta la superficie de eyección (10) que se extiende axialmente más allá de la carcasa (10) y en la cual el cabezal ultrasónico (1) está dispuesto de manera de posicionar en el flujo de impulsión solamente la superficie de eyección (30) y la parte distal del sonotrodo (3) y de manera que la carcasa (10) se coloca hacia afuera sobresaliendo más allá del diámetro del orificio de salida de aire (S) para no estar sometido a dicho flujo de aire de impulsión.
3. 3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 2, en el que la parte del cabezal ultrasónico sometida al flujo de impulsión se coloca aguas abajo del orificio de salida de aire (S) de la tobera (5), según la dirección de la corriente del flujo de aire, y preferiblemente la parte del cabezal ultrasónico sometida al flujo de impulsión se coloca cerca del orificio de salida de aire (S) de la tobera (5).
4. 4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la tobera (5) es de sección constante en longitud, al menos al nivel de la salida de aire (S) de la tobera (5), preferentemente la tobera (5) es de sección constante en toda su altura, más preferiblemente la tobera (5) está constituida esencialmente por un cuerpo cilíndrico cuya base en la boca inferior constituye una entrada para la tobera, y la base en la boca superior de dicha salida de aire (S) cuando la salida de aire (S) de la tobera (5) se coloca hacia arriba.
5. 5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicho sistema aeráulico (4) comprende un medio de ventilación eléctrico (6), dispuesto en la parte inferior de la tobera (5), cuando la salida de aire (S) de la tobera (5) está colocada hacia arriba, preferiblemente dicho medio de ventilación eléctrico (6) es un ventilador colocado en la parte inferior de la tobera (5) cuyo eje de rotación de la hélice (60) es sustancialmente coaxial al eje de la tobera (5).
6. 6. Dispositivo según la reivindicación 5, que comprende un sistema de álabes (7) dispuesto entre dicha salida de aire (S) y el medio de ventilación eléctrico (6), configurado para rectificar el flujo generado por dicho medio de ventilación eléctrico (6).
7. 7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6 que comprende una bomba peristáltica configurada para transportar el producto a pulverizar hasta el canal de suministro (31) del cabezal ultrasónico (1).
8. 8. Dispositivo portátil según una de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende una superficie de apoyo (8) que permite colocar la salida de aire (S) de la tobera (5) hacia arriba, cuando se coloca sobre una superficie horizontal, preferiblemente en el que el eje de la tobera (5) es sustancialmente vertical, o en una dirección inclinada con respecto a la vertical en un ángulo a entre 0° y 60°, como por ejemplo 45° cuando la superficie de apoyo (8) descansa sobre la superficie horizontal, más preferiblemente que comprende una caja (9) que recibe internamente una electrónica de control, dicha superficie inferior de dicha caja (9) constituye dicha superficie de apoyo (8), dicho sistema aeráulico (4) está dispuesto integralmente con la caja, colocado en voladizo con respecto a la superficie de apoyo (8) de la caja (9), de manera de colocar dicha entrada de aire (E) inferior del sistema aeráulico (4) a una distancia (A) de la superficie horizontal.
9. 9. Proceso para la desinfección por vía aérea implementado mediante un dispositivo de nebulización según una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que:

   - se genera una niebla desinfectante con un caudal determinado por la acción de la superficie de expulsión del cabezal ultrasónico (1) al alimentar el canal de entrada con el producto desinfectante según el caudal determinado,

   - la niebla desinfectante de determinado caudal es arrastrada en el flujo de aire generado en la salida de aire (S) de la boquilla.
10. 10. Proceso según la reivindicación 9, en el que el caudal determinado de producto desinfectante se encuentra entre 5 ml/min y 30 ml/min o en el que el caudal del flujo de aire de impulsión está entre 1 m3/ min y 8 m3/ min.
11. 11. Proceso según una de las reivindicaciones 9 a 10, en el que el cabezal ultrasónico se controla para determinar una frecuencia entre 50 kHz y 100 kHz para obtener una granulometría media de la niebla entre 35 micrómetros y 55 micrómetros.
12. 12. Proceso según una de las reivindicaciones 9 a 11, en el que la duración de la pulverización está comprendida entre 45 min y 180 min.
13. 13. Proceso según una de las reivindicaciones 9 a 12, en el que el producto desinfectante se elige entre los siguientes productos o comprende los siguientes productos, en su caso en mezcla:

    - peróxido de hidrógeno,

    - ácido peracético,

    - ácido acético.
14. 14. Uso del dispositivo de nebulización según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para la desinfección por vía aérea de locales.