Equipo para depuración del aire, incorporado en un vehículo.

Sector de la técnica

El sector en el que s e encuadra la invención es el d e la depuración del aire, más concretamente el de la fabricación de equipos para reducir la concentración de las partículas que se en cuentran en suspensión en el aire , capaces de producir enfermedades (virus, bacterias, etc.), olores que puedan suponer un problema medioambiental y de salu bridad, como los g enerados en actividades industriales, hollín, humo de tabaco, etc. y otros inconvenientes, como los causados por el polvo o el polen, especialmente cuando se dan en lugares cercanos a zonas residenciales.

La presente invención consiste en u n equipo para depurar el aire que presenta la especial particularidad de que se incorpora a un vehículo cua Iquiera, ya sean aéreo, espacial o terrestre. Básicamente este equipo comprende una estructura soporte que incorpo ra en su interior unidades filtrantes intercaladas entre una entrada de aire sucio y una salida de ese aire ya limpio, cuyas impurezas han sido neutralizadas y retenidas por las unidades filtrantes referidas. Está destinado para depurar el ambiente exterior, sobre todo el urbano, como por ejemplo zonas de parq ues, carreteras, rotondas etc. El vehículo porta dor de este equipo, tenga o no características contaminantes en su propulsión, se convierte en un elemento que suministra aire más limpio que e I aire que recoge al medio ambiente, las partículas de suciedad quedan en el propio dispositivo, con lo que se d efine un medio importante para contrarrestar la contaminación del aire al que se aplica el dispositivo.

Estado de la técnica

La demanda social de un aire más limpio y libre de olores ha comportado la elaboración de normativas cada vez más restrictivas respecto a la emisión de gases nocivos y molestos a la atmósfera, lo que ha h echo posible que cada día surjan más dispo sitivos de f iltración, algunos de los cuales se adaptan en vehículos automó viles para capturar y filtrar el aire, tanto para el interior del vehículo como para la expulsión a la atmósfera, limpiando el aire de humos, partículas en suspensión, polen y otros contaminantes.

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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) No obstante, el convertir un ve hículo en una depuradora de aire mó vil no se ha generalizado, aunque existen antecedentes en este sentido, como por ejemplo el documento WO2012152967, del mismo inventor, en el que se describe un dispositivo con conducciones de aire en las que se in tercala un ventilador-aspirador. Anteponiéndose al conjunto formado por las conducciones y el ventilador-aspirador hay unos elementos de filtración pasiva y mecánica del aire. A la salida del ventilador-aspirador hay un módulo de filtración activa en el que se incluyen uno o más conductos de plasma no térmico; de manera que cuando las conducciones más cercanas al re ferido módulo se bifurcan o ramifican dentro de dicho módulo determinan al menos dos salidas de a iré limpio. Los componentes del co njunto se encuentran conectados a una uní dad de control, conect ados al veh ículo y la u nidad de control mediante una comunicación que puede ser de tipo mecánica, eléctrica, ele ctrónica, optoelectrónica o una combinación cualquiera de la s mismas. En el d ocumento WO2015086871, del mismo inventor, se incorpora un módulo catalítico, un módulo ionizador y un módulo fotocatalítico conectado al conducto principal entre los conductos de entrada y el ventilador.

En el documento CN1 09927514 se describe un purificador de aire solar intelig ente, que incluye una carcasa abierta por ambos extremo s abiertos en la que se instala una esponja, que se impregna de un líquido que actúa como filtro-humectante, seguid amente un filtro de adsorción de carbón activado y un filtro HEPA, finalmente una etapa fotocatalizadora de dióxido de titanio y una etapa de esterilización de luz u Itravioleta, todo ello dent ro dé la carcasa en orden desde el cuerpo de la esponja hasta un ventilador de succión situado en la salida. En la parte sup erior incorpora unas placas fotovoltaicas que generan la energía necesaria para el funcionamiento de todos estos dispositivos.

No obstante, no se con oce en el estado actual de la técnica ningún equipo para depurar el aire que presente la a rquitectura, posibilidades de aplica ción y viabilidad descrit as en la presente invención. Este equipo mejora sensiblemente cualquiera de los do cumentos citados anteriormente mediante la incorporación de un microondas inverso, según se puede apreciar en el ejemplo práctico de aplicación y mediante el juego de reivindicaciones que se presentan.

Explicación de la invención

Basándose en la técnica anterior, un objetivo de la presente invención es proporcionar un equipo para depuración del aire, capaz de incorporarlo en cualquier vehículo, que resuelve

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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) el problema planteado de depurar un gran caudal de aire (aproximadamente d e 4000 m ³ /hora), con lo cual se conseguiría reduciría la contaminación y mejoraría la calidad del aire ambiente, sin más que instalando equipos de este tipo, por ejemplo, e n los autobuses que circulan por una gran ciudad.

Con el fin de alcanzar los objetivos propuest os, mencionados en el apartado anterior, la invención propone un equipo para depuración del aire, incorporado en un vehículo, que tiene las características de la reivindicación 1.

En este equipo, el aire contaminado es absorbido por la parte delantera a travé s de una tobera que reparte el caudal del aire por una red de elementos filtrantes. Finalmente el aire pasa por los distintos elementos del dispositivo encargados de depurar el aire sucio , siendo retenidos los contaminantes y expulsando el air e tratado a través de una tobera situada en la parte trasera del dispositivo. T anto el con ducto de e ntrada como el de salida están conectados mediante un conduct o principal, donde est án incorporados los elementos filtrantes, en la boca de salida de dicho conduct o se dispone de al menos un ventilador que generar una depresión ayudando a la circulación del aire desde el conducto de entrada al de salida a través de dichos elementos filtrantes.

El dispositivo lleva en primer lugar un react or en el que tiene lu gar un proceso de fotocatálisis heterogénea para la e liminación de compuestos orgánico s volátiles, que se basa en la oxidación de estos co mpuestos indeseables presentes en el aire mediante un catalizador semiconductor que es activado por luz de una determinada longitud de onda. Por tanto, los componentes necesarios para que la reacción de fotocatálisis tenga lugar son un compuesto a degradar, un compuesto oxidante como es el oxígeno contenido en el aire, un medio donde se produce la reacción, en este caso el propio aire, un fotocatalizador como es el dióxido de titanio u otro compuesto semiconductor, y una fuente de luz ultravioleta ya sea natural (proveniente del sol) o ar tificial (lámparas). La invención propone un reactor fotocatalizador específico, en el que se em plea dióxido de titanio para impreg nar unas chapas de acero, situadas intercaladas, unas en la parte inferior y las otras d os en la parte superior, con esta disposición se consigue reducir la velocidad del aire, al tiempo que se facilita que el aire sucio que entra por la parte delantera choque contr a estas chapas para poder hacer una decantación previa a fin de que el resto de elementos filtrantes queden más protegidos en una primera fase. A continuación de estas chapas y hacia la salida, se sitúan unos tubos de luz u Itravioleta, colocados secuencialmente para conseguir una buena reacción fotocatalítica.

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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) Una de las mejoras que incorpora este equipo, que lo hace mucho más eficiente que los existentes en el estado de la técnica, es un sistema de microondas inverso, intercalado en dicho conducto antes de los elementos filtrantes, cuya función es reducir sustancialmente la temperatura de la corriente de aire para conseg uir una mejor captura de las partícu las y de los contaminantes en suspensión, ya que de este modo no sub liman y se re duce su volumen, con lo que se logra un a captura mucho más eficiente, destruyendo la parte molecular de los diferentes contaminantes. En caso contrario la corriente de aire sucio que entra estaría más disipada por lo cual sería más difícil capturar los contaminantes existentes dentro del habitáculo.

Posteriormente, se disponen un filtro de carbón activado, con la finalidad de absorber partículas y gases nocivos, que está conectado a un reloj de presión diferencial, ubicado en la cabina del vehículo, el cual indicará el estado del filtro, ya que si éste está saturado de contaminante, aumenta la pérdida de carga y con él su saturación. En este caso será necesario extraer este elemento y regenerarlo mediante un sistema sónico antes de volver a instalar de nuevo.

Por último, se dispone un filtro HEPA, just o delante de los ventiladores, que filtra los contaminantes que hayan podido p asar del filtro de carbón activado y que no hayan sido depurados.

Todos estos elementos se ubican dentro de un habitáculo aerodinámico que se coloca en la parte superior del camión o autobús y que se dispondrá horizontalmente, diseñado de menos a más para qu e no tenga un efecto de freno con el vehículo , permitiendo que el vehículo, a la vez de s er un medio de transporte, sea un medio eficaz de lucha contra la contaminación.

Este equipo estará en funcionamiento cuando el vehículo esté en movimiento, o parado en un semáforo. La alimentación de los componentes eléctricos y elect rónicos del mismo: ventiladores, lámparas, sensores, etc. pueden estar alimentados desde la instalación del vehículo o, preferentemente, el eq uipo será a utónomo, a efectos d é lo cua I en la parte superior del mismo se instala una placa fotovoltaica.

Una implantación masiva de este dispositivo en ciudades con problemas de salud derivados de la contaminación atmosférica, que en su mayoría son originados por el tráf ico rodado,

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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) haría que se mejorara considerablemente la calidad del aire y de reducir la concentración de las partículas que se encuentran en susp ensión en el aire, capaces de producir enfermedades (virus, bacterias, etc.), olo res que puedan su poner un problema medioambiental y de salubridad.

Este tipo de dispositivo se puede acoplar de igual forma p ara depurar el aire del i nterior de un vehículo, autobús, vagón de ferrocarril, etc. E n este caso el aire que se depura es el del interior del mismo, lo q ue facilita un uso más compartido en casos de epidemia, puesto que al eliminarse los virus y bacterias del ambiente, la distancia de seguridad entre los viajeros puede ser menor.

El sistema no requiere ningún t ipo de produ cto o ga sto adicional, ya que la t ecnología basada en el TiO ₂ es prácticamente autosuficiente e inagotable. El disposit ivo puede se r instalado en vehículos nuevos o vehículos antiguos.

Otro propósito de la invención consiste en su aplicación a cualquier vehículo convencional sin incompatibilidades significativas con resp ecto a las marcas, los tipos de v entilación utilizados y otras características.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realiza ndo y con objeto de facilitar I a comprensión de las ca racterísticas de la invención, se a compaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos e n los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 muestra una vista esquemática en sección vertical-longitudinal de un equipo realizado conforme a la invención.

La figura 2 muestra una vista en alzado posterior desde la salida de aire depurado, de este equipo.

La figura 3 representa esquemáticamente el montaje de los filtros (8, 9) en la carcasa (1).

La figura 4 representa esquemáticamente el montaje del dispositivo para purificar el aire del interior de un autobús (13),

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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) Seguidamente facilitamos un listado donde se reflejan todas las referencias incluidas en los dibujos anexos.

1) Carcasa.

2) Entrada de aire sucio.

3) Salida de aire limpio.

4) Unidades de chapa impregnadas con dióxido de Titanio (Ti0 ₂ ).

5) Unidades de tubos de luz ultravioleta.

6) Microondas inverso.

7) Rejilla ajustable.

8) Filtro de carbón activado.

9) Filtro HEPA.

10) Ventiladores.

11) Rejilla de entrada.

12) Conducto interior.

13) Vehículo soporte.

14) Guías de apoyo de los filtros (8, 9).

15) Tubo recogida aire en el vehículo.

16) Tubo de entrada de aire en el vehículo.

Realización de la invención

Como se puede obser var en las figuras refere nciadas el equipo para depuración del aire, incorporado en un vehículo, objeto de la invención, comprende una carcasa (1), que se fija en el exterior del vehículo (13), preferentemente en la parte superior del mismo si se trata de un vehículo terrestre. Esta carcasa (1) presenta longitudinalmente un conducto (12) a través del cual pasa el aire, que entra sucio por al menos una boca (2) situada en la parte frontal, con respecto a la dirección de avance de d icho vehículo y sale por al menos una boca (3) situada en la parte posterior por el efecto succionador de al menos un ventilador (10) situado en dicha boca (3). Entre la entrada (2) y la salida (3) incor pora sucesivamente y en este orden los siguientes dispositivos: Un reactor fotocatalítico, un microondas inverso (6), un filtro de carbón activado (8) y un filtro HEPA (9).

El reactor fotocatalítico está formado por varias chapas de acero (4), que están impregnadas con dióxido de titanio, y por unos tubos de lu z ultravioleta (5), situados secuencialmente para que hagan una buena reacción fotocatalítica, situados a continuación de dichas chapas

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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) (4) en la dirección de salida del air e limpio. Por su parte, las citadas chapas (4) se sitúan intercaladas, unas en la parte inferior y otras en la part e superior de dicho conducto, conformando un laberinto que reduce la velocidad del aire , al tiempo que se facilita que el aire sucio que entra por la boca (2) choque contra estas chapas (4) para que se efectúe una decantación previa de diversas partículas en suspensión, a fin de que el resto de elementos filtrantes queden protegidos en esta primera fase. Los fotones, conjuntamente con el Ti02 hacen que destruyan el contaminante que pued a haber en la corriente de aire que estamos aspirando del exterior. Estos tubos deberán reemplazarse cada doce meses aproximadamente para que la luz sea suficie ntemente intensa como para degradar lo s contaminantes.

A continuación del re actor fotocatalítico se instala un microondas inverso (6). Este dispositivo tiene la finalidad la de reducir la temperatura de la corriente de aire de entrada a fin de efectuar una mejor captura de las partículas contaminantes al no sub limar estos y reducir su volumen, h aciendo que su captura sea más eficiente; generando además un campo magnético que abate el contaminante. Este elemento no necesit a sustitución al igual que las chapas (4) colocadas en primer lugar.

Seguidamente se colocan dos filtros, un primer filtro de carbón activado (8), con la finalidad de absorber las partículas y gases nocivos; y un segundo filtro HEPA, j usto delante del/ de los ventiladores (10) situados en el conducto de salida (3), que tiene la finalidad de filtrar los contaminantes que hayan podido p asar del filtro de carbón activado y que no hayan sido depurados.

El filtro de carbón activado (8) está conectado a un reloj de presión diferencial, que se ubica en un lugar visible de la cabina del vehículo; este reloj indica el estado del filtro, es decir, si éste está saturado de contaminante, ya que en este caso aumenta la pérdida de carga y con él la satura ción del mismo y por tanto esto indicaría qu e es necesaria su sust itución o regeneración mediante un sistema sónico.

La carcasa (1) que alberga todos los dispositivos conforma un habitáculo aerodinámico que se coloca horizontalmente en la parte superior del camión o autobús y dispone de accesos laterales, al menos en correspondencia con los filtros (8, 9), que permiten su extracción , para su limpieza o sustitución , sin necesida d de desmontar el equipo en su totalidad, desplazándolos hacia un lateral por unas guías transversales (14).

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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) En la Fig. 1 se aprecia, entre el microondas inverso (6) y el filtro de carb ón activado (8), una rejilla ajustable (7).

Así mismo, en la boca de entrada (2) se colo ca una rejill a (11) que evita la entrada de insectos, hojas o partículas de gran tamaño en el interior del equipo por la absorción del aire que efectúan los ventiladores (10) desde la boca de salida.

Cuando se trata de depurar el aire del interior del vehículo (13) en el que se monta el dispositivo (1), la boca de entrada (2) y de salida (3) del mismo se conectan por medio de sendos tubos (15, 16) con el interior del receptáculo del vehículo (13) con la fina lidad de purificar el aire del interior del mismo. En el ejemplo mostrado en la Fig. 4 el dispositivo se monta en el techo de un autobús y la entrada de aire en el dispositivo se toma del interior del vehículo, preferentemente de la zona delantera, mientras que la salida de aire depurado se dirige también al interior de dicho vehículo, preferentemente en la zona posterior. La posición de la entrada y salida de aire de dentro del autobús no es un hecho relevante, la única característica es que estarán separadas lo má ximo que permite su espacio interior a fin de que el aire depurado realice el mayor recorrido dentro del vehículo.

Los tubos de luz u Itravioleta (5), los vent iladores (10) y demás equipos elé ctricos / electrónicos se a limentan dé la corriente del vehículo, o de una pla ca fotovoltaica fijada encima del equipo.

Se ha previsto que un equipo con una potencia eléctrica aproximada de 1500 W proporcione un caudal de 4000 m3/hora de aire limpio, de un nivel de purificado superior al 99%.

Los contaminantes capturados son: C0 ₂ , CO, NOx, S0 ₂ , benceno, formaldehído, patógenos y partículas en suspensión (PM10 y PM2.5).

Una vez descrita la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, resulta de manera evidente que la invención es su sceptible de aplicación industrial, en el sector indicado.

Asimismo se hace con star a los e fectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación:

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