PARDO GUZMAN DINO ALEJANDRO (MX)
VAZQUEZ PALMA OMAR (MX)
| EP1348448A1 | 2003-10-01 | |||
| GB2254447A | 1992-10-07 | |||
| JP2002327937A | 2002-11-15 | |||
| DE10013841A1 | 2001-09-27 |
| REIVINDICACIONES Un dispositivo generador de ozono implementado en un aparato de refrigeración ambiental que comprende: a. Un sistema de generación de ozono que integra: Una fuente de voltaje alterno, un transformador dispuesto como intensificador de voltaje y reductor de corriente, un par de placas electrodos que pueden ser rectangulares o de alguna otra forma, separados por un material dieléctrico. b. Un sistema de refrigeración ambiental que integra: un compresor que inyecta gas refrigerante a un conducto condensador en forma de serpentín, un abanico disipador de calor, una válvula de expansión a su vez conectada a un conducto evaporador también en forma de serpentín, un abanico recirculador del aire de la habitación, un conducto de aire que conecta el lado de succión de aire de recirculación de la cámara de evaporación y el exterior de la habitación y una compuerta para bloquear dicho conducto conectada a un motor eléctrico manipulador. c. Un sensor de temperatura ambiental, un sensor de ozono, un sensor piro eléctrico detector de presencia, un temporizador y el motor eléctrico manipulador de la compuerta conectados a un controlador con memoria, capacidad de procesamiento de datos y de controlar la operación de la unidad de refrigeración y de producción de ozono para mantener la temperatura y presencia de ozono en los niveles requeridos por un usuario. |
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN.
La presente Invención puede ser aplicada principalmente en cualquier industria o sector donde es conveniente generar una atmósfera libre de microorganismos y preferentemente sin olores como puede ser la industria médica, de alimentos, de aparatos electrodomésticos.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN.
El ozono (O3) es uno de los más poderosos oxidante. Como desinfectante, es cerca de 3,000 veces más efectivo que el cloro. Puede eliminar cualquier tipo de bacteria, virus, hongo, levadura, o toda célula viva que entre en contacto y generalmente va a reaccionar con cualquier tipo de molécula orgánica.
El ozono carece de una propiedad clave que hace a desinfectantes como el cloro y el flúor muy dañinos - la habilidad de persistir en el cuerpo humano. Primeramente debido a que reacciona espontáneamente con él mismo y vuelve a ser oxígeno común en el aire (0 2 ), el ozono no penetra profundamente en tejido celular o persiste en los pulmones, sangre u otro lugar del cuerpo humano. El riesgo más significativo pudiera ser la irritación severa de los pulmones cuando no se maneja adecuadamente el nivel producido de ozono.
El ozono es ampliamente usado para desinfectar o esterilizar agua potable, agua de acuarios, agua desechada, agua para albercas/spa, desodorizando/desinfectando aire o superficies, esterilizando salas de operación, preparación de comida, almacenamiento de comida, control de insectos y enfermedades en almacenes de granos y para una gran cantidad de reacciones químicas.
Una de las técnicas menos costosas para generar ozono se conoce como Descarga con Barrera Dieléctrica (DBD). En los generadores comerciales de ozono son utilizadas dos configuraciones geométricas distintas para dispositivos DBD: cilindros concéntricos y placas paralelas. La configuración de placas paralelas es comúnmente utilizada en generadores pequeños y puede ser enfriada por medio de aire, es por estas cualidades que fue elegida para implementar en la presente invención.
El dispositivo funciona mediante la descarga de electrones en el aire (llamada descarga de corona), que induce a las moléculas de oxígeno (0 2 ) disponibles para reunirse y conformar ozono (O3). Dos placas de metal están separadas una de otra por vidrio y se les da cargas alternas opuestas con un alto voltaje de alrededor de 10-20 kV. El alto voltaje hace que los electrones del metal y del aire circundante se liberen, sin llegar al electrodo de carga opuesta debido a la barrera de vidrio, causando que se separen moléculas de O2 en átomos individuales de O. Los electrones libres se combinan entonces con O2 atmosférico para formar O3 o entre sí para volver a formar 0 2 . En menor medida también favorece la formación de compuestos de disposición N2.
El aire es soplado a través de la zona de reacción (entre las placas) para sacar el ozono producido y depositar nuevas moléculas de oxígeno (0 2 ). En determinadas regiones del vidrio se puede generar mucho calor, por lo que dicha corriente de aire es de gran apoyo para el enfriamiento.
El ozono producido tendrá una vida de aproximadamente una hora antes de volver a convertirse en 0 2 .
DESCRIPIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Los detalles característicos de la presente invención se muestran claramente en la siguiente descripción, figuras y ejemplos y se incluyen a manera de ilustración, por lo que no deben ser considerados como limitativos para la presente invención.
BREVE DESCRIPCION DE LA FIGURAS
Figura 1 es el diagrama de los principales componentes del generador de ozono utilizado en la presente invención.
Figura 2 es un esquemático del funcionamiento del generador de ozono implementado en la invención.
Figura 3 es un esquemático del sistema de refrigeración.
Figura 4 es un esquemático del sistema de generación de ozono implementado en la recirculación de aire de un aparato de refrigeración mini-split.
Ejemplos
Ejemplo 1. Diseño preferente para la realización del generador de ozono
utilizado como componente de la presente invención.
En relación a las figuras anteriores, el presente ejemplo describe una de las modalidades preferentes para la realización del dispositivo generador de ozono, utilizado en la invención. El sistema incluye una fuente de voltaje alterno (1) conectado a un transformador (2) de tal manera que cumple el papel de intensificación, aumentando el voltaje y disminuyendo la corriente.
La salida del transformador está conectada a un par de electrodos en forma de placa (3 y 5), que puede ser rectangular u otro diseño, separados por un material dieléctrico (4), generalmente de vidrio u otro cerámico. El sistema cuenta también con un abanico (6) que hace circular el aire entre las placas electrodos y a su vez cumple el papel de disipador del calor producido por la descarga de electrones en el medio entre los electrodos (3 y 5).
Se indica en la figura 2 que los nodos (8) y (9) del cable conductor representan las conexiones al transformador (2), conectado a su vez a la fuente de voltaje alterno (1).
Ejemplo 2. Funcionamiento y procedimiento para lograr la generación de ozono
en el aparato incluido en la invención. En relación a las figuras anteriormente mencionadas, el presente ejemplo describe una de las modalidades preferentes para el funcionamiento del dispositivo generador de ozono, utilizado en invención.
Al inicio del proceso el controlador (11) activa la fuente de voltaje alterno (1), así el transformador (2) aumenta, alrededor de 10 a 20 veces, el voltaje proporcionado y disminuye de la misma manera la corriente eléctrica.
Se activa el abanico (6) para hacer circular aire entre los electrodos (3 y 5). El aire que entra contiene moléculas de O2. La alta tensión suministrada forma un campo eléctrico fuerte entre los electrodos (3 y 4), donde el dieléctrico (4) no permite la formación de arco eléctrico. Sí se produce una descarga de electrones desde las moléculas de 0 2 (7) hacia uno de los electrodos, resultando en la separación de moléculas de 0 2 . Al salir del dicho campo eléctrico se reacomodan para formar moléculas de 0 2 y O3.
La función del abanico (6) es también la de enfriamiento en los puntos críticos de calentamiento tanto del dieléctrico (4) como del electrodo (9) separado por aire.
Ejemplo 3. Diseño preferente para la realización del sistema de refrigeración
utilizado como componente de la presente invención.
En relación a la figura 3, el presente ejemplo describe una de las modalidades preferentes para la realización del dispositivo de refrigeración, utilizado en la invención. El sistema incluye un compresor (12) que comprime un gas refrigerante, comúnmente el R407C. El compresor (12) está conectado a un serpentín condensador (13) con disipador de calor (14) donde el refrigerante pierde calor y, al estar sometido a una alta presión, pasa a su estado líquido.
El conducto continúa en su trayecto hacia la habitación a enfriar donde se encuentra una válvula de expansión (15). Seguidamente dentro de la habitación el líquido pasa a un serpentín evaporador (16). Está presente un abanico que recircula el aire (17) a través de dicho serpentín para que las moléculas del aire de la habitación cedan calor al refrigerante y sea expandido hasta volver a su estado gaseoso.
Al salir el refrigerante del serpentín evaporador (16) en forma de gas vuelve al compresor (12) para dar inicio de nuevo al proceso.
Está presente un sensor de temperatura (SI) que envía señales al controlador para monitorizar el nivel de enfriamiento y determinar la capacidad de funcionamiento del compresor (12).
Ejemplo 4. Funcionamiento y procedimiento para el aparato de refrigeración
incluido en la invención.
El sistema de refrigeración comienza cuando el controlador activa el compresor (12), éste comprime el gas refrigerante para hacerlo pasar por el serpentín condensador (13) y, ayudado del disipador de calor (14), el gas se enfría hasta llegar a su estado líquido.
Este líquido continúa por el conducto en su camino hacia la habitación a enfriar al pasar por la válvula de expansión (15). El efecto logrado es disminuir la presión del siguiente paso donde continúa por un serpentín evaporador (16).
El abanico (17) hace circular el aire de la habitación a través de dicho serpentín (16) para que el refrigerante gane calor del aire de la habitación y termine de pasar a su estado gaseoso.
El refrigerante, ahora en estado gaseoso, continúa su trayecto para ser aspirado de nuevo por el compresor (12) y ser comprimido en el nuevo ciclo.
De acuerdo a la señal enviada por el sensor de temperatura (SI) el controlador determinará la potencia de funcionamiento del compresor (12) para lograr el nivel de enfriamiento requerido. Ejemplo 5. Funcionamiento del acoplamiento de los sistemas de refrigeración y generación de ozono
En relación a las figuras incluidas en este documento, principalmente la figura 4, el presente ejemplo describe una de las modalidades preferentes para el funcionamiento de nuestra invención, consistente en la implementación de un dispositivo generador de ozono en la salida del aire frío del sistema de refrigeración mini-split.
Se encontrarán uno o más pares de electrodos (3 y 5) separados por un dieléctrico (4), conectados cada uno al transformador (1), a su vez conectado a la fuente de voltaje alterno (1), mediante los nodos (8) y (9), tal como se explica en el ejemplo 1.
Estos dispositivos se colocarán junto al serpentín evaporador (16) donde el abanico del mini- Split (17) presente dentro de la habitación, fungirá el papel de circulador de 0 2 y enfriador, como el abanico (6) de la figura 2, de esta manera el dispositivo generador de ozono funciona de una manera más efectiva. La fuente de voltaje alterno (1) será la misma que la utilizada por el aparato mini-split. El número de generadores de ozono colocados en la salida del sistema de refrigeración dependerá del nivel de ozono requerido en el ambiente.
El sensor (S2) monitorizará el nivel de ozono en el ambiente y, de acuerdo a los niveles indicados, el controlador (18) indicará la activación o desactivación de la fuente de voltaje alterno (1) para controlar el funcionamiento del dispositivo generador de ozono. Dicho generador de ozono no podrá funcionar si el abanico (16) recirculador del mini Spiit no esta en funcionamiento. Un sensor piro-eléctrico PIR (S3) detecta la presencia/ausencia de personas en la habitación. Un conducto de aire (20) que viene desde el exterior de la habitación se conecta al lado de baja presión de aire de recirculación de la unidad de evaporación para poder inyectar aire nuevo a la habitación. La cantidad de aire o flujo de aire inyectado a la habitación es regulado por una compuerta (21) operada por un pequeño motor (22) eléctrico controlado por el controlador (18). Cuando el sensor PIR (S3) detecta la presencia de personas manda una señal para que la compuerta (21) se abra y permita el flujo de aire nuevo a la habitación con el fin de compensar el oxigeno en el aire que se pierde con la generación de ozono y mantener niveles de oxigeno saludables en el área. Al mismo tiempo el temporizador (23) se inicia generando ciclos de encendido y apagado del generador de ozono para permitir una homogeneidad en el aire y evitar el olor típico característico emitido durante la producción. Cuando el sensor PIR (S3) no detecta personas (ausencia) la compuerta (21) se cierra dejando de introducir aire del exterior para así mejorar la eficiencia del enfriamiento del equipo de refrigeración y el generador de ozono se controla únicamente por el sensor (S2).