ES1253374U - Camara de radiacion ultravioleta inteligente para la desinfeccion de aire en ambientes cerrados - Google Patents
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Abstract
Cámara inteligente de radiación ultravioleta germicida para desinfección de aire, la cual incluye una placa de control y varios sensores, caracterizada por tener - una entrada y una salida de aire, en cuyos extremos se encuentran uno o varios reflectores y absorbedores de radiación ultravioleta que impiden su salida al exterior del aparato. - uno o varios reflectores de radiación ultravioleta, realizados en aleación de aluminio, en forma de paraboloide cilíndrico, cuyos extremos coinciden, de forma aproximada, con los extremos de los lados de una o varias formas poligonales regulares. - uno o varios deflectores de aire, que también son reflectores de radiación ultravioleta, realizados en aleación de aluminio, que pueden tener forma de disco, forma tronco-cónica o forma tronco-piramidal, cuya posición puede ser regulable. - uno o varios emisores de radiación ultravioleta germicida, que mediante un filtro impiden la generación de ozono. - una unidad de control electrónica que genera una señal de control capaz de modificar el caudal de aire de entrada mediante una señal eléctrica, o electromagnética, que permite la regulación de ventiladores y/o compuertas de aire, determinada por un algoritmo software que relaciona parámetros físicos del flujo de aire, propiedades de los emisores de radiación, intensidad de radiación germicida presente y el tipo de microorganismos con prioridad a ser eliminados para conseguir el rendimiento óptimo relativo al caudal de aire tratado de forma efectiva contra dichos patógenos. - uno o varios sensores de temperatura, que captan la temperatura en uno o varios puntos de uno o varios emisores de radiación ultravioleta. - uno o varios sensores de radiación ultravioleta de clase C, que captan señales de uno o varios emisores de radiación ultravioleta.
Description
DESCRIPCIÓN
CÁMARA DE RADIACIÓN ULTRAVIOLETA INTELIGENTE PARA LA DESINFECCIÓN DE AIRE EN AMBIENTES CERRADOS
CAMPO DE APLICACIÓN INDUSTRIAL
En la situación presente el mundo entero se encuentra afectado por una pandemia originada por un nuevo virus de la familia betacoronavirus denominado SARS-CoV-2, el cual genera una enfermedad llamada COVID-19, que ha provocado hasta el momento millones de casos diagnosticados de forma oficial y centeneras de miles de fallecidos en todo el mundo. Esto ha provocado que diferentes Estados tomen medidas de prevención basadas en el aislamiento de enfermos y el alejamiento entre los miembros de cada población, limitando especialmente el número de personas que puedan encontrarse simultáneamente en un mismo espacio cerrado, ya que el principal canal de contagio se produce a través de las vías respiratorias, al igual que en otras enfermedades transmitidas por el aire.
En el escenario presente y futuro, con una nueva sensibilidad de la población ante enfermedades como la tuberculosis pulmonar, la gripe, COVID-19 y otras posibles que puedan derivarse, existe la necesidad de aportar a la sociedad dispositivos que consigan reducir de forma significativa la probabilidad de contagio aéreo en espacios cerrados, como pueden ser hospitales, residencias, centros educativos y un largo etcétera. Es fundamental que dichos dispositivos sean seguros para las personas que habitan el espacio y no se vean afectadas por la generación de otro tipo de sustancias peligrosas. Así mismo los dispositivos deben de ser capaces de dar servicio ante demandas especiales durante epidemias que permitan asegurar su efectividad en la desinfección del aire, orientados a grupos de patógenos particulares, adaptándose a las condiciones del ambiente en el que trabajan y consigan hacerlo con el mejor rendimiento energético posible.
ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR
Desde el descubrimiento hace más de 100 años, de los efectos germicidas de las radiaciones electromagnéticas de longitud de onda dentro de la banda de 100 a 280 nanómetros, se han desarrollado diferentes equipos para el tratamiento de agua y aire mediante la aplicación de las propiedades de dicha radiación.
Las aplicaciones comerciales de tratamiento de aire han sido aplicadas principalmente entorno a la emisión de radiación ultravioleta hacia techos y zonas altas de salas, apoyadas
en el movimiento natural de convección del aire. A pesar de la aparente sencillez de este modo de actuación, existen peligros derivados de la posible exposición de las personas hacia la radiación directa, e indirecta por reflexión sobre determinados objetos, restringiendo su uso a estancias diseñadas y mantenidas con este fin.
Otras aplicaciones han ido orientadas a la introducción de diferentes disposiciones de emisores de radiación en el interior de conductos de aire acondicionado, como la patente estadounidense US6589486B1 basada en la inserción de lámparas de forma libre en cualquier pared de conducto construido mediante materiales con propiedades magnéticas. Estas disposiciones dependen del grado de reflectividad de los materiales con los que esté construida la pared interna del conducto de aire, así como de las dimensiones y forma geométrica del conducto, lo que conlleva a sobredimensionamientos y falta de homogeneidad en el tratamiento germicida.
Otros modelos como la patente rusa RU2121629C1 dependientes de una unidad central de climatización, se han utilizado para actuar tanto sobre el aire como sobre superficies en habitaciones, añadiendo en este caso el peligro de radiación sobre el entorno, que a pesar de poder incorporar sensores de presencia, necesita para su correcto funcionamiento un protocolo de seguridad para evitar que el equipo funcione sin perjudicar a las personas que puedan encontrarse dentro de la habitación. Depende además de las características del aire proporcionado por la unidad central, quedando indeterminada la dosis de radiación aplicada, ya que el caudal puede ser variable.
Patentes como la WO1999022777A1 utilizan radiación ultravioleta como complemento a la generación de ozono, siendo éste un compuesto químico que ha mostrado ser muy nocivo para el ser humano, incluso en pequeñas concentraciones de menos de 0,1 microgramos por metro cúbico de aire, por lo tanto requiere de unos protocolos de actuación y dosificación extremadamente sensibles para no dañar a las personas que se encuentren dentro del recinto donde se aplique.
Los inconvenientes de las patentes reseñadas, resumen varios de los problemas que han marcado durante el pasado al tratamiento de aire mediante radiación ultravioleta germicida, generando dudas entre los consumidores sobre su verdadera eficacia y seguridad.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención supera las limitaciones técnicas e inconvenientes de los actuales sistemas, para así conseguir una mayor seguridad y fiabilidad en su aplicación hacia la reducción de probabilidad de contagios de diferentes enfermedades infecciosas que se
transmiten a través del aire en espacios cerrados, tanto en personas como animales.
La presente invención consiste en un dispositivo para el tratamiento y desinfección de un flujo de aire proveniente del interior o exterior de un espacio cerrado mediante radiación ultravioleta germicida, optimizada para obtener un alto rendimiento energético en su aplicación. Controla un número suficiente de parámetros que permiten determinar los puntos óptimos de rendimiento y consigue una gran seguridad en su aplicación, lo cual permite a las personas permanecer en el mismo recinto, incluso dentro de su mismo entorno, mientras se realiza de forma contínua la desinfección del aire, sirviendo su uso como medio de prevención de enfermedades por contagio aéreo, al poder configurar un dispositivo de control electrónico mediante un software especialmente diseñado para esta aplicación, la dosis de radiación germicida aplicada hacia el flujo de aire con el objetivo puesto en determinados patógenos que puedan encontrarse con mayor probabilidad dentro del espacio a tratar. De esta forma la desinfección se optimiza ante diferentes epidemias: SARS, tuberculosis, gripe, etcétera, con un mismo dispositivo que puede ser programado para conseguir aplicar las dosis de tratamiento adecuadas según los requerimientos exigidos.
La presente invención consta de una cámara de radiación ultravioleta germicida con una entrada y una salida de aire, en cuyos extremos se encuentran una serie de reflectores y absorbedores de radiación ultravioleta que impiden su salida al exterior del aparato.
El interior de la cámara puede estar separada en dos partes denominadas central y perimetral. Dentro de la cámara se encuentran dispuestos una serie de emisores de radiación ultravioleta germicida que incluyen un filtro de atenuación de radiaciones que impiden la generación de ozono. La cámara construida con material altamente reflectante para el tipo de radiación generado por los emisores, preferentemente en aleaciones de aluminio con tratamiento anodizado o similar, está formada por un conjunto de reflectores curvos en forma de paraboloide cilíndrico, cuyos extremos coinciden de forma aproximada con los extremos de los lados de formas poligonales regulares. En la bisectriz de cada paraboloide se ubican en línea uno ó varios emisores de radiación, situados sus ejes preferentemente, a una distancia de la intersección de la bisectriz con la curva formada por el paraboloide de aproximadamente un cuarto de la longitud que dista entre los extremos de cada curva.
La cámara de radiación puede ser dividida en dos zonas por un separador de flujo perimetral de forma cilíndrica o prismática, cuya base coincida con el número de paraboloides de la cámara, construido en cristal de cuarzo, permite sea controlable el flujo de aire que circula
por la zona perimetral y central de la cámara de radiación, con el objeto de conseguir ajustar la temperatura óptima de funcionamiento de los emisores de radiación y a la vez homogeneizar la dosificación de radiación ultravioleta en su conjunto.
La cámara incorpora en su entrada un deflector de aire con forma de disco, troncocónica o troncopiramidal coincidente con el número de paraboloides, construido preferentemente en aleación de aluminio, que permite modificar la dirección del flujo de aire que entra hacia la cámara de radiación, consiguiendo aplicar una dosis inicial de radiación de choque que permite además refrigerar los emisores de radiación ultravioleta para optimizar su rendimiento, siendo regulable su posición relativa sobre el eje formado por la intersección de las bisectrices de los paraboloides de la cámara, su regulación de posición puede ser manual o automática, efectuándose mediante accionamientos lineales, pudiendo ser utilizados motores de corriente continua paso a paso u otros medios que consigan un efecto similar, como cilindros de accionamiento neumático o hidráulicos.
La cámara puede incorporar en su salida un deflector de flujo perimetral, construido preferentemente en aleación de aluminio con tratamiento anodizado, el cual permite una regulación de caudal de aire y de la refrigeración sobre los emisores de radiación.
El aparato incorpora una unidad de control electrónica que genera una señal de control capaz de modificar el caudal de entrada mediante una señal eléctrica, o electromagnética, que permite la regulación de ventiladores y/o compuertas de aire, determinada por un algoritmo software que relaciona parámetros físicos del flujo de aire, propiedades de los emisores de radiación, intensidad de radiación germicida presente y el tipo de microorganismos con prioridad a ser eliminados para conseguir el rendimiento óptimo relativo al caudal de aire tratado de forma efectiva contra dichos patógenos. Además realiza una comprobación de los elementos del aparato para determinar averías o necesidad de mantenimiento.
El aparato incorpora un sistema de comunicación visual con el usuario, que puede consistir en diferentes combinaciones de señales luminosas, mensajes en pantallas LED, LCD o una combinación de ellas y un sistema de comunicación digital, puede ser de tecnología inalámbrica, el cual permite configurar el aparato y obtener información de la unidad de control a través de interfaces hombre máquina (HMI), ordenadores personales, autómatas programables, teléfonos inteligentes o tabletas electrónicas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 muestra una sección del aparato, incluyendo un equipamiento de sensores y
actuadores, que permite observar los diferentes pasos de flujo del aire a ser tratado.
EXPOSICIÓN DETALLADA DE UN MODO DE REALIZACIÓN
Uno de los modelos que puede implementar esta invención, Figura 1, consta de una cámara de radiación ultravioleta germicida (1) con una entrada de aire por la izquierda y una salida de aire por la derecha, en cuyos extremos se encuentran una serie de reflectores (2) y absorbedores (3) de radiación ultravioleta. Los reflectores (2) apantallan las aperturas de los extremos e intensifican la radiación en el interior de la cámara y los absorbedores (3) impiden la salida de radiación reflejada al exterior del aparato. Los reflectores(2) incorporan un sistema de fijación mecánica (4) que permite su desmontaje para realizar operaciones de mantenimiento, a la vez van provistos de un mecanismo de seguridad (5), el cual detecta la variación de su posición, además de la retirada de cualquiera de los elementos de fijación, desconectando de forma automática la alimentación de los emisores de radiación, de esta forma evita que el personal de mantenimiento pueda verse expuesto accidentalmente a la radiación ultravioleta. El mecanismo de seguridad puede implementarse mediante sensores de proximidad fotoeléctricos, finales de carrera electromecánicos, inductivos o una combinación de ellos, conectados a la unidad de control electrónica (6).
El interior de la cámara está separada en dos partes una central (7) y otra perimetral (8). Dentro de la cámara se encuentran dispuestos una serie de emisores de radiación ultravioleta germicida (9) que incluyen un filtro de atenuación de radiaciones que impiden la generación de ozono. El interior de la cámara construida con material altamente reflectante para el tipo de radiación generado por los emisores, preferentemente en aleaciones de aluminio, está formada por un conjunto de reflectores curvos en forma de paraboloide cilíndrico (10), cuyos extremos coinciden de forma aproximada con los extremos de los lados de formas poligonales regulares. En la bisectriz de cada paraboloide se ubican en línea uno o varios emisores de radiación ultravioleta (9), situados sus ejes preferentemente, a una distancia de la intersección de la bisectriz con la curva formada por el paraboloide de aproximadamente un cuarto de la longitud que dista entre los extremos de cada curva.
El flujo de aire en la cámara de radiación puede ser dividido en dos zonas por un separador de flujo perimetral (11) de forma cilíndrica o prismática, cuya base coincida con el número de paraboloides de la cámara, construido en cristal de cuarzo, permite sea controlable el flujo de aire que circula por la zona perimetral y central de la cámara de radiación, con el objeto de conseguir ajustar la temperatura óptima de funcionamiento de los emisores de radiación y a la vez homogeneizar la dosificación de radiación ultravioleta en su conjunto.
La cámara incorpora en su entrada un deflector de aire (12) con forma de disco, troncocónica o tronco-piramidal coincidente con el número de paraboloides, construido preferentemente en aleación de aluminio, que permite modificar la dirección del flujo de aire que entra hacia la cámara de radiación, consiguiendo por reflexión incrementar la dosis de radiación además de refrigerar los emisores de radiación ultravioleta para optimizar su rendimiento, siendo regulable su posición relativa dentro de el eje formado por la intersección de las bisectrices de los paraboloides de la cámara, su regulación de posición puede ser manual o automática, efectuándose mediante accionamientos lineales de tornillo o husillo accionado en esta realización, por un motor eléctrico (13).
La cámara incorpora en su salida varios deflectores de flujo perimetral (14) construidos preferentemente en aleación de aluminio, los cuales permiten controlar con mayor precisión la regulación de caudal de aire a ser tratado perimetralmente y también controlar la refrigeración sobre los emisores de radiación con ese mismo flujo de aire.
El aparato incorpora una unidad de control electrónica capaz de modificar el caudal de aire de entrada mediante una señal eléctrica, o electromagnética, el cual permite la regulación del caudal de ventiladores y/o compuertas de aire, determinada por un algoritmo software que relaciona parámetros físicos del flujo de aire, medidos mediante una sonda de temperatura (15), una sonda de humedad relativa (16) y un anemómetro (17). La unidad de control recibe propiedades de los emisores de radiación, intensidad de radiación germicida presente mediante sensores de radiación ultravioleta de clase C (18) y sensores de temperatura (19) que monitorizan la temperatura de los emisores de radiación.
La unidad de control puede ser configurada hacia el tipo de microorganismos con prioridad a ser eliminados para conseguir el rendimiento óptimo relativo al caudal de aire tratado de forma efectiva contra dichos patógenos. Además realiza una comprobación de los elementos del aparato para determinar averías o necesidad de mantenimiento.
El aparato incorpora un sistema de comunicación visual (20) con el usuario, que puede consistir en diferentes combinaciones de señales luminosas, mensajes en pantallas LED, LCD o una combinación de ellas y un sistema de comunicación digital, puede ser de tecnología inalámbrica, entre ellas bluetooth de baja energía BLE, el cual permite configurar el aparato y obtener información de la unidad de control a través de interfaces hombre máquina (HMI), ordenadores personales, autómatas programables, teléfonos inteligentes o tabletas electrónicas.
Claims (1)
- REIVINDICACIONES1- Cámara inteligente de radiación ultravioleta germicida para desinfección de aire, la cual incluye una placa de control y varios sensores, caracterizada por tener. una entrada y una salida de aire, en cuyos extremos se encuentran uno o varios reflectores y absorbedores de radiación ultravioleta que impiden su salida al exterior del aparato.. uno o varios reflectores de radiación ultravioleta, realizados en aleación de aluminio, en forma de paraboloide cilíndrico, cuyos extremos coinciden, de forma aproximada, con los extremos de los lados de una o varias formas poligonales regulares.. uno o varios deflectores de aire, que también son reflectores de radiación ultravioleta, realizados en aleación de aluminio, que pueden tener forma de disco, forma tronco-cónica o forma tronco-piramidal, cuya posición puede ser regulable.. uno o varios emisores de radiación ultravioleta germicida, que mediante un filtro impiden la generación de ozono.. una unidad de control electrónica que genera una señal de control capaz de modificar el caudal de aire de entrada mediante una señal eléctrica, o electromagnética, que permite la regulación de ventiladores y/o compuertas de aire, determinada por un algoritmo software que relaciona parámetros físicos del flujo de aire, propiedades de los emisores de radiación, intensidad de radiación germicida presente y el tipo de microorganismos con prioridad a ser eliminados para conseguir el rendimiento óptimo relativo al caudal de aire tratado de forma efectiva contra dichos patógenos.. uno o varios sensores de temperatura, que captan la temperatura en uno o varios puntos de uno o varios emisores de radiación ultravioleta.. uno o varios sensores de radiación ultravioleta de clase C, que captan señales de uno o varios emisores de radiación ultravioleta.2- Cámara inteligente de radiación ultravioleta germicida para desinfección de aire, según reivindicación 1, caracterizada porque incorpora filtros absorbedores de radiación ultravioleta en una o varias zonas del aparato.3- Cámara inteligente de radiación ultravioleta germicida para desinfección de aire, según reivindicación 1, caracterizada porque incorpora en su interior uno o varios separadores de flujo de aire, construidos en cristal de cuarzo, con forma cilíndrica o prismática.4- Cámara inteligente de radiación ultravioleta germicida para desinfección de aire, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque existe una comunicación con el usuario, que puede consistir en diferentes combinaciones de señales luminosas, mensajes en pantallas LED, LCD o una combinación de ellas y un sistema de comunicación digital de tecnología inalámbrica, el cual permite configurar el aparato y obtener información de la unidad de control a través de interfaces hombre máquina (HMI), ordenadores personales, autómatas programables, teléfonos inteligentes o tabletas electrónicas.
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| ES1253374Y (es) | 2020-12-29 |
| WO2021240029A1 (es) | 2021-12-02 |
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