Un método para mejorar la aplicación de ondas acústicas de alta intensidad,

en que el método comprende - generar ondas acústicas de alta intensidad (102) mediante un primer generador de ondas acústicas (301) que usa un medio gaseoso (101) en que el medio gaseoso (101), tras salir del generador de ondas acústicas, tiene una primera dirección general (A) que es diferente a una segunda dirección general (B) de las ondas acústicas de alta intensidad (102) generadas por el primer generador de ondas acústicas (301), - generar ondas acústicas de alta intensidad (102) mediante un segundo generador de ondas acústicas (301; 301'), - en que los generadores de ondas acústicas primero (301) y segundo (301; 301') están situados uno con relación al otro de modo que al menos una parte de las ondas acústicas de alta intensidad generadas (102), que son generadas por dicho segundo generador de ondas acústicas (301; 301'), están dirigidas hacia al menos una parte del medio gaseoso (101) tras salir de dicho primer generador de ondas acústicas (301)

CAMPO DE LA INVENCION

La invención se refiere en general a la aplicación de ondas acústicas de alta intensidad a uno o más objetos

o artículos o partículas. La invención se refiere más específicamente a un método para mejorar y a un sistema para una aplicación mejorada de ondas acústicas de alta intensidad de frecuencias sónicas (es decir sonido audible)

o ultrasónicas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Las ondas acústicas de alta intensidad (sonido y/o ultrasonido) en gases llevan a velocidades y desplazamientos muy grandes de las moléculas de gas. Como ejemplo, un nivel de presión sonora (SPL, del inglés “Sound Pressure Level”) de 160 dB (a aproximadamente 10 cm del orificio del generador) corresponde a una velocidad de partículas de 4,5 m/s y a un desplazamiento de 33 μm a

22.000 Hz. En otras palabras, la aplicación de ondas acústicas de alta intensidad incrementa significativamente la energía cinética de las moléculas de gas.

Los grandes desplazamientos y alta energía cinética de las moléculas de gas en un medio gaseoso debido a la aplicación de ondas acústicas de alta intensidad hará que el gas o aire en torno a un objeto sólido oscile con una alta cantidad de energía. Cuando el gas o aire oscilante interacciona con un objeto sólido o partículas entonces se mejoran procesos como la transferencia de calor y/o el transporte de masa.

Ciertos generadores de ondas acústicas de alta intensidad usan vapor o aire o cualquier tipo de medio gaseoso a presión para generar ondas acústicas de alta intensidad. Un ejemplo es por ejemplo el generador de ultrasonido expuesto en la patente europea EP 1381399 por el mismo solicitante. En este generador, una corriente en chorro supercrítica (es decir supersónica) de vapor sale disparada de una boquilla y se decelera en un resonador que produce ultrasonido. Los generadores cuyo principio de funcionamiento está basado en auto-oscilaciones de la corriente supersónica cuando se frena en un resonador son denominados generadores de Hartmann o que funcionan de acuerdo con el bien conocido principio de Hartmann. Hay diferentes tipos de generadores de Hartmann (por ejemplo clásicos, de vástago y chorro, de disco y chorro, de ranura y chorro, así como generadores de Hartmann con boquilla de Laval). Otro tipo de generador de ondas acústicas de alta intensidad que usa un medio gaseoso a presión (es decir generadores de chorro de gas) es un silbato de Levavasseur.

En estos generadores, el ultrasonido generado y el gas se propagan en una cierta direcciones (que depende del diseño específico del generador) como se discutirá para un generador dado en conexión con la figura 1.

Una propiedad común de generadores de este tipo es que la corriente gaseosa y las ondas acústicas no son coincidentes.

Tradicionalmente, el uso de dispositivos acústicos de este tipo ha implicado principalmente usar las ondas acústicas generadas para un propósito dado mientras que el medio gaseoso se ha visto más como un producto secundario sin ningún uso específico.

En dispositivos acústicos tradicionales de este tipo no se ha usado vapor como medio gaseoso de funcionamiento con un propósito específico hasta hace poco.

El uso reciente de un medio gaseoso calentado tal como vapor calentado en un generador de Hartmann para generar el ultrasonido también mejora fuertemente un proceso de desinfección de artículos alimenticios como se describe en la patente europea EP 1381399 del mismo solicitante. El documento EP 1381399 expone la aplicación de vapor calentado y ultrasonido para matar eficientemente gérmenes o similares en la superficie de un artículo alimenticio sin causar daño al artículo alimenticio. El vapor a presión es forzado a través de un generador de ultrasonido que genera ultrasonido en el proceso. El vapor es dirigido hacia el artículo alimenticio y el ultrasonido mejora el proceso de desinfección suministrando energía.

La solicitud de patente WO 02/078751, del mismo solicitante, expone dispositivos que comprenden un generador de ondas acústicas que usa un medio gaseoso, en que el medio gaseoso, tras salir del generador de ondas acústicas, tiene una dirección general que es diferente a una dirección general de las ondas acústicas generadas.

La solicitud de patente US 3.169.507 expone un generador de ondas acústicas que usa un medio gaseoso, en que el medio gaseoso, tras salir del generador de ondas acústicas, tiene una dirección general que es diferente a una dirección general de las ondas acústicas generadas, en que el generador de ondas acústicas presenta además un reflector para reflejar las ondas acústicas.

Como se indica y explica en mayor detalle en la figura 1, en tales tipos diversos (clásico, de vástago y chorro, de disco y chorro, de ranura y chorro, con boquilla de Laval, etc.) de generadores de Hartmann, silbatos de Levavasseur, etc., el medio gaseoso puede tener una dirección general indicada por la flecha etiquetada (A), que está dirigida en general hacia el objeto a tratar o afectar con el medio gaseoso mientras que el ultrasonido generado puede tener una dirección general indicada por las dos flechas etiquetadas (B) que es diferente a la dirección general del medio gaseoso (A). Durante el uso, al menos una parte del ultrasonido generado debe ser reflejada para coincidir con al menos una parte del medio gaseoso tras la salida del generador de sonido con el fin de beneficiarse del ultrasonido antes o sustancialmente al mismo tiempo que el vapor alcanza la zona o región de tratamiento o afectación de un objeto a afectar o tratar. La reflexión puede ser proporcionada por ejemplo colocando reflectores, paredes, etc. en posiciones apropiadas y/o simplemente mediante el diseño del dispositivo de desinfección.

Sin embargo, la necesidad de reflexión para el ultrasonido usando reflectores convencionales provoca cierta pérdida de energía y con ello cierta pérdida de energía en el proceso. Además, actualmente no es sencillo cómo diseñar y dónde colocar los reflectores necesarios o cómo realizar el diseño general del dispositivo de desinfección o generador de ultrasonido con el fin de asegurar el que el ultrasonido es puesto en contacto con el vapor

o medio gaseoso en una zona de reacción o tratamiento adecuada con energía suficiente u óptima.

OBJETO Y SUMARIO DE LA INVENCION

Constituye un objeto proporcionar un método (y un sistema correspondiente) de aplicación mejorada de ondas acústicas de alta intensidad en que el método mitigue al menos en cierta medida los defectos anteriormente mencionadas de la técnica anterior.

Constituye otro objeto proporcionar una aplicación eficiente de ultrasonido de un modo sencillo.

Estos objetos se consiguen al menos en cierta medida mediante un método de aplicación mejorada de ondas acústicas de alta intensidad, en que el método comprende generar ondas acústicas de alta intensidad mediante un primer generador de ondas acústicas que usa un medio gaseoso en que el medio gaseoso, tras salir del generador de ondas acústicas, tiene una primera dirección general que es diferente a la segunda dirección general de las ondas acústicas de alta intensidad generadas por el primer generador de ondas acústicas, generar ondas acústicas de alta intensidad mediante un segundo generador de ondas acústicas, en que los generadores de ondas acústicas primero y segundo están situados uno con relación al otro de modo que al menos una parte de las ondas acústicas de alta intensidad generadas, que son generadas por dicho segundo generador de ondas acústicas, están dirigidas hacia al menos una parte del medio gaseoso tras salir de dicho primer generador de ondas acústicas.

De este modo, se obtiene una eficiencia mejorada en un área del medio gaseoso (o donde el medio gaseoso debe afectar a algo) dado que el segundo generador está situado de modo que influye directamente sobre el medio gaseoso procedente del primer generador, por ejemplo antes o sustancialmente al mismo tiempo en que el medio gaseoso alcanza una zona o región de tratamiento o afectación de uno o más objetos, artículos, partículas, etc. a afectar

o tratar. Esto evita o reduce la necesidad de reflectores convencionales o de un diseño específico de un dispositivo que comprende el generador de ondas acústicas que serían necesarios en otro caso para dirigir o desviar las ondas acústicas de alta intensidad generadas hacia el medio gaseoso. Debe observarse que pueden seguir...

1. Un método para mejorar la aplicación de ondas acústicas de alta intensidad, en que el método comprende

 generar ondas acústicas de alta intensidad (102) mediante un primer generador de ondas acústicas

(301) que usa un medio gaseoso (101) en que el medio gaseoso (101), tras salir del generador de ondas acústicas, tiene una primera dirección general (A) que es diferente a una segunda dirección general (B) de las ondas acústicas de alta intensidad (102) generadas por el primer generador de ondas acústicas (301),

 generar ondas acústicas de alta intensidad (102) mediante un segundo generador de ondas acústicas (301; 301'),

 en que los generadores de ondas acústicas primero

(301) y segundo (301; 301') están situados uno con relación al otro de modo que al menos una parte de las ondas acústicas de alta intensidad generadas (102), que son generadas por dicho segundo generador de ondas acústicas (301; 301'), están dirigidas hacia al menos una parte del medio gaseoso (101) tras salir de dicho primer generador de ondas acústicas (301).

2. El método según la reivindicación 1, en que el medio gaseoso (101) es vapor o vapor sobrecalentado o vapor o vapor sobrecalentado mezclado con aire.

3. El método según las reivindicaciones 1-2, en que dichas ondas acústicas de alta intensidad (102) generadas

por al menos un generador de ondas acústicas de alta intensidad (301; 301') son ultrasonidos.

4. El método según las reivindicaciones 1-3, en que las ondas acústicas de alta intensidad generadas (102) que son generadas por dicho segundo generador de ondas acústicas (301) tienen una intensidad sonora seleccionada del grupo de:

 aproximadamente 120 a aproximadamente 160 dB,  al menos 120 dB,  al menos 140 dB,  aproximadamente 120 dB a aproximadamente 160 dB,  aproximadamente 120 dB a aproximadamente 140 dB,  aproximadamente 140 dB a aproximadamente 160 dB,

y  aproximadamente 160 dB o más.

5. El método según las reivindicaciones 1-4, en que dicho segundo generador de ondas acústicas (301; 301') usa un medio gaseoso (101) para generar ondas acústicas.

6. El método según las reivindicaciones 1-5, en que dicho primer (301) y dicho segundo (301; 301') generador de ondas acústicas son del mismo tipo.

7. El método según las reivindicaciones 1-6, en que el medio gaseoso (101) de dicho primer generador de ondas acústicas (301) es vapor o vapor sobrecalentado o vapor o vapor sobrecalentado mezclado con aire y el medio gaseoso

(101) de dicho segundo generador de ondas acústicas (301; 301') es aire o en que el medio gaseoso (101) de dicho primer (301) y/o dicho segundo (301; 301') generador es seleccionado del grupo de ozono, óxido de etileno y sus mezclas con hidroclorofluorocarburos, elementos alcalinos, vapores de hidróxidos, flúor y cloro así como los gases basados en ellos, como CHF3, CF4, SF6, BCl3 y sus mezclas con oxígeno puro y cloro, un medio gaseoso adecuado para mejorar un proceso catalítico que reacciona sobre un objeto sólido tal como un catalizador u otro tipo de objeto, un gas frío o un refrigerante, un gas caliente y mezclas de ellos.

8. El método según las reivindicaciones 1-7, en que el método comprende generar ondas acústicas de alta intensidad mediante un primer grupo de cuatro generadores de ondas acústicas (301), en que los cuatro generadores de ondas acústicas (301) están situados uno con relación a otro de modo que al menos una parte de las ondas acústicas de alta intensidad generadas (102) de cada uno de los cuatro generadores de ondas (301) están dirigidas hacia el medio gaseoso (101) de uno de los otros generadores de ondas (301).

9. El método según la reivindicación 8, en que el método comprende

 generar ondas acústicas de alta intensidad (102) mediante cuatro generadores de ondas acústicas adicionales (301) en que al menos una parte de las ondas acústicas de alta intensidad generadas

(102) están dirigidas hacia el medio gaseoso

(101) de dicho primer grupo de cuatro generadores de ondas acústicas (301), en que los cuatro generadores de ondas acústicas adicionales (301) usan aire (101) para generar las ondas acústicas de alta intensidad en que el aire (101) tras salir de los generadores de ondas acústicas adicionales

(301) dificulta que el medio gaseoso (101) del primer grupo de cuatro generadores de ondas acústicas (301) se disperse desde un área predeterminada.

10. El método según las reivindicaciones 1-9, en que dicho primer (301) y/o dicho segundo generador de ondas acústicas de alta intensidad (301; 301') comprende:

 una parte exterior (305) y una parte interior

(306) que definen un conducto (303),  una abertura (302), y  una cavidad (304) dispuesta en la parte interior

(306) en que dicho primer (301) y/o dicho segundo generador de ondas acústicas de alta intensidad (301; 301') está adaptado para recibir un medio gaseoso a presión (101) y pasar el medio gaseoso a presión (101) a dicha abertura (302), desde la que el medio gaseoso a presión es descargado en un chorro hacia la cavidad (304).

11. Un sistema de generadores de ondas acústicas de alta intensidad para una aplicación mejorada de ondas acústicas de alta intensidad que comprende

 un primer generador de ondas acústicas (301) para generar ondas acústicas de alta intensidad (102) usando un medio gaseoso (101) en que el medio gaseoso (101) tras salir de dicho primer generador de ondas acústicas (301) tiene una primera dirección general (A) que es diferente a una segunda dirección general (B) de las ondas acústicas de alta intensidad generadas (102) que son generadas

por dicho primer generador de ondas acústicas

(301), y  al menos un segundo generador de ondas acústicas (301; 301') para generar ondas acústicas de alta intensidad (102), en que dichos generadores de ondas acústicas primero

(301) y segundo (301; 301') están situados uno con relación al otro de modo que al menos una parte de las ondas acústicas de alta intensidad generadas (102), que son generadas por dicho segundo generador de ondas acústicas (301), están dirigidas hacia al menos una parte del medio gaseoso (101) tras salir de dicho primer generador de ondas acústicas (301).

12. El sistema según la reivindicación 11, en que el medio gaseoso (101) es vapor o vapor sobrecalentado o vapor o vapor sobrecalentado mezclado con aire.

13. El sistema según las reivindicaciones 11-12, en que dichas ondas acústicas de alta intensidad (102) generadas por al menos un generador de ondas acústicas de alta intensidad (301; 301') son ultrasonidos.

14. El sistema según las reivindicaciones 11-13, en que las ondas acústicas de alta intensidad generadas

(102) que son generadas por dicho segundo generador de ondas acústicas (301) tienen una intensidad sonora seleccionada del grupo de:

 aproximadamente 120 a aproximadamente 160 dB,  al menos 120 dB,  al menos 140 dB,  aproximadamente 120 dB a aproximadamente 160 dB,

 aproximadamente 120 dB a aproximadamente 140 dB,

 aproximadamente 140 dB a aproximadamente 160 dB, y

 aproximadamente 160 dB o más.

15. El sistema según las reivindicaciones 11-14, en que dicho segundo generador de ondas acústicas (301; 301') está adaptado para usar un medio gaseoso (101) para generar ondas acústicas.

16. El sistema según las reivindicaciones 11-15, en que dicho primer (301) y dicho segundo (301; 301') generador de ondas acústicas son del mismo tipo.

17. El sistema según las reivindicaciones 11-16, en que el medio gaseoso (101) de dicho primer generador de ondas acústicas (301) es vapor o vapor sobrecalentado o vapor o vapor sobrecalentado mezclado con aire y el medio gaseoso (101) de dicho segundo generador de ondas acústicas (301; 301') es aire o en que el medio gaseoso (101) de dicho primer (301) y/o dicho segundo (301; 301') generador es seleccionado del grupo de ozono, óxido de etileno y sus mezclas con hidroclorofluorocarburos, elementos alcalinos, vapores de hidróxidos, flúor y cloro así como los gases basados en ellos, como CHF3, CF4, SF6, BCl3 y sus mezclas con oxígeno puro y cloro, un medio gaseoso adecuado para mejorar un proceso catalítico que reacciona sobre un objeto sólido tal como un catalizador u otro tipo de objeto, un gas frío o un refrigerante, un gas caliente y mezclas de ellos.

18. El sistema según las reivindicaciones 11-17, en que el sistema comprende un primer grupo de cuatro generadores de ondas acústicas (301) adaptados para generar ondas acústicas de alta intensidad, en que los cuatro generadores de ondas acústicas (301) están situados uno con relación a otro de modo que al menos una parte de las ondas acústicas de alta intensidad generadas (102) de cada uno de los cuatro generadores de ondas (301) están dirigidas hacia el medio gaseoso (101) de uno de los otros generadores de ondas (301).

19. El sistema según la reivindicación 18, en que el

sistema comprende  cuatro generadores de ondas acústicas adicionales

(301) adaptados para generar ondas acústicas de alta intensidad (102), en que al menos una parte de las ondas acústicas de alta intensidad generadas (102) están dirigidas hacia el medio gaseoso

(101) de dicho primer grupo de cuatro generadores de ondas acústicas (301), en que los cuatro generadores de ondas acústicas adicionales (301) usan aire (101) para generar las ondas acústicas de alta intensidad en que el aire (101) tras salir de los generadores de ondas acústicas adicionales

(301) dificulta que el medio gaseoso (101) del primer grupo de cuatro generadores de ondas acústicas (301) se disperse desde un área predeterminada.

20. El sistema según las reivindicaciones 11-19, en que dicho primer (301) y/o dicho segundo generador de ondas acústicas de alta intensidad (301; 301') comprende:  una parte exterior (305) y una parte interior

(306) que definen un conducto (303),  una abertura (302), y  una cavidad (304) dispuesta en la parte interior (306) en que dicho primer (301) y/o dicho segundo generador de ondas acústicas de alta intensidad (301; 301') está adaptado para recibir un medio gaseoso a presión (101) y pasar el medio gaseoso a presión (101) a dicha abertura (302), desde la que el medio gaseoso a presión es descargado en un chorro hacia la cavidad (304).