Humidificador esférico, que comprende una esfera (1) humidificadora en la que entra un flujo de aire seco (3) a una cierta temperatura por una entrada (4) de aire seco (3),

en la que entra un flujo de agua por un conducto (5) y de la que sale el aire húmedo por una salida (12), en el que el conducto (5) penetra por la parte inferior de la esfera (1) con su extremo superior próximo a la parte superior interior de la esfera (1), de modo que permite que el agua de humidificación se reparta en forma de lámina uniformemente distribuida por la superficie interna de la esfera (1). También se proporciona una instalación para humidificar aire con un humidificador según la invención, un procedimiento para la humidificación de aire y una instalación para llevar a cabo Ensayos de Aprobación de Tipo para analizadores de contaminantes atmosféricos con una instalación humidificadora para humidificar aire según la invención.

Humidificador esférico y procedimiento para la humidificación de aire.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un humidificador esférico y a un procedimiento para la humidificación de aire. El campo de aplicación de la invención es la fabricación y utilización de humidificadores para suministrar aire húmedo, por ejemplo, a un espacio, cámara o atmósfera controlada de tamaño limitado.

Antecedentes de la invención

El empleo de aire húmedo resulta deseable o necesario en muchos casos, por ejemplo en la fabricación de medicinas, en los quirófanos, en laboratorios, para la conservación de bienes culturales, en exposiciones, etc.

El proceso de evaporación depende de una serie de factores entre los que se encuentran el tamaño de la superficie de líquido expuesta y la generación del adecuado flujo de aire que recorre ésta.

Para la humidificación de aire se aplican diversos procedimientos. En la mayoría de los casos se pulveriza agua en un flujo de aire. Así, por ejemplo, en un procedimiento habitual se bombea el líquido y se inyecta en un chorro de aire como se realiza en la patente española 2259371. En otros casos, como muestra la patente US 5546926, se evapora agua.

Una forma bien conocida de humidificar un espacio incluye el uso de un elemento absorbente del agua, el cual constituye una superficie de evaporación idónea para transmitir su vapor por el espacio o cámara. Esto es así, por ejemplo, en la solicitud de patente internacional WO/2006/079674.

En otros casos, se describe un dispositivo en el que se logra la humidificación mediante una pantalla inclinada para formar una corriente de agua similar a una cortina, permitiendo su evaporación dentro de una cámara, como aparece en la patente española 2056627. Algunos otros incluyen tubos porosos como la patente española 2165932 en la que un ventilador impulsa aire sobre la superficie del conducto poroso, arrastrando el vapor de agua hacia el exterior, con lo que se humidifica el ambiente de su entorno. También es conocido el sistema de pulverizar agua directamente dentro del local que se trata de climatizar, aunque con la finalidad de lograr una humidificación uniforme se haga preciso distribuir un número de toberas muy elevado.

El elemento humidificador puede adoptar variadas formas, como, por ejemplo, laminares, tubulares, en carcasa, paralelepipédicas, así como esféricas, tal y como aparecen recogidas en las patentes JP 2004-076949, SU 1430717, DE 20314782, JP 2008-190743 o CN 201028724, entre otras.

El documento EP 0238392 A1 se refiere a un equipo empleado para humidificar el aire ambiente. Presenta una cámara de mezcla y una cámara de separación dentro de un alojamiento. Una bomba impulsa el agua desde un tanque formado en la parte inferior de la cámara de mezcla; de este modo se envía agua pulverizada por medio de las boquillas pulverizadoras a la parte superior de la cámara de mezcla. La cámara de mezcla tiene forma triangular en sección, con una base inclinada, hacia la cual se proyecta el agua pulverizada.

El modelo de utilidad español U 0291174 es un aparato humidificador de ambiente, con una botella preferentemente esférica como depósito de agua, en la que el aire entra por una tubería acoplada al manguito. El agua pulverizada sale por los pulverizadores de la parte superior.

El documento WO 2008/060089 A1, referido a un "Humidificador por ultrasonidos de fácil limpieza", presenta un depósito de agua y una cámara de humidificación, comprendidos en la unidad de humidificación. También hay una boquilla pulverizadora. Un orificio de alimentación de agua en la parte inferior divide el depósito de agua y la cámara de humidificación; el depósito de agua tiene una entrada en su parte inferior. Este documento tiene como objeto solucionar el problema de la limpieza en humidificadores por ultrasonidos.

El documento JP 6183253 A se refiere a un humidificador para vehículos, con depósito de agua y generador de vapor, en el que el agua suministra- da es impulsada por una bomba poco a poco y sin impactar en la parte superior del recinto del generador de vapor.

El documento FR 591071 se refiere a un aparato de vaporización, con un conducto de líquido y un conducto de aire comprimido. El líquido es pulverizado por el aire comprimido y sale por la tobera. También hay un difusor y un recuperador.

La patente española 2037028 se refiere a un dispositivo purificador de aire para humedecer y establecer la temperatura del aire en sistemas de aire acondicionado. El dispositivo presenta unas boquillas o toberas para inyectar agua pulverizada. También tiene un dispositivo de guía que rodea a la boquilla, y cuya forma se corresponde con la trayectoria del líquido que sale de la boquilla; la salida del dispositivo de guía es cónica y la boquilla puede inyectar agua en el sentido del aire de alimentación o en el sentido contrario. El dispositivo de guía es asimétrico y en su parte izquierda tiene forma de embudo.

Los dispositivos de la técnica anterior que permiten humedecer el aire de manera satisfactoria suelen presentar una configuración relativamente compleja; por otro lado, las configuraciones más sencillas suelen presentar una menor superficie de contacto entre el agua y el aire.

Sumario de la invención

El objeto de la presente invención es proporcionar un humidificador de aire que, ofreciendo una gran superficie de contacto entre el agua y el aire, presente una configuración sencilla y con costes reducidos.

La invención proporciona un humidificador esférico que comprende una esfera humidificadora en la que entra un flujo de aire seco a una cierta temperatura por una entrada de aire seco, en la que entra un flujo de agua por un conducto y de la que sale el aire húmedo por una salida, en el que el conducto 5 penetra por la parte inferior de la esfera con su extremo superior próximo a la parte superior interior de la esfera, de modo que permite que el agua de humidificación se reparta en forma de lámina uniformemente distribuida por la superficie interna de la esfera.

Mediante esta configuración la incidencia del flujo del aire sobre la superficie de agua se traduce en que el aire se humidifica prácticamente hasta la saturación de una manera simple y con coste reducido.

También se proporciona un procedimiento para la humidificación de aire de acuerdo con la reivindicación 17.

Otras realizaciones ventajosas de la invención se exponen en las reivindicaciones dependientes.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se ilustrará de manera no limitativa el objeto de la presente invención, haciendo referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La figura 1 muestra una representación esquemática de un humidificador esférico según la presente invención.

La figura 2 muestra una representación esquemática de una instalación del humidificador esférico para producir aire húmedo saturado.

La figura 3 muestra una representación esquemática de una instalación del humidificador esférico para producir aire con un porcentaje concreto de humedad a la temperatura requerida.

La figura 4 muestra un esquema representativo del balance de materia a realizar en la instalación del humidificador esférico conducente a producir aire con un porcentaje concreto de humedad a la temperatura requerida.

La figura 5 muestra una representación esquemática de una instalación para llevar a cabo Ensayos de Aprobación de Tipo para analizadores de contaminantes atmosféricos, que emplea un humidificador esférico según la presente invención.

Descripción detallada de la invención

La figura 1 muestra una representación esquemática de un humidificador esférico 1 según la presente invención. En esta figura se muestra la tubería 5 que introduce agua por la parte inferior de la esfera, la entrada 4 de aire seco y la salida 12 de aire húmedo. También aparece la salida 11 de agua, situada en la parte inferior de la esfera, perpendicular al conducto 5 de entrada de agua.

En la figura 2 aparece la instalación del humidificador esférico para producir aire húmedo saturado, que está constituida por un elemento humidificador esférico 1 al que accede el agua termostatada procedente de un depósito 2 térmicamente aislado y un conducto 3 por el que le llega el aire a...

1. Humidificador esférico, que comprende una esfera (1) humidificadora en la que entra un flujo de aire seco a una cierta temperatura por una entrada (4) de aire seco, en la que entra un flujo de agua por un conducto (5) y de la que sale el aire húmedo por una salida (12), caracterizado porque el conducto (5) penetra por la parte inferior de la esfera (1) con su extremo superior próximo a la parte superior interior de la esfera (1), de modo que permite que el agua de humidificación se reparta en forma de lámina uniformemente distribuida por la superficie interna de la esfera (1).

2. Humidificador esférico, según la reivindicación (1), caracterizado porque el conducto (5) de entrada de agua y la entrada (4) de aire seco son perpendiculares.

3. Humidificador esférico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el flujo de aire seco accede a la esfera humidificadora (1) mediante la entrada (4) por su parte central.

4. Humidificador esférico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agua que accede a la esfera (1) por el conducto (5) es agua termostatada procedente de un depósito (2) térmicamente aislado.

5. Humidificador esférico, según la reivindicación 4, caracterizado porque el agua se acondiciona térmicamente al hacerla fluir por un serpentín ubicado en el interior de una cubeta (6) con anticongelante termostatada, en la que alcanza la temperatura adecuada para la etapa de humidificación.

6. Humidificador esférico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la línea de agua que va al humidificador comprende una sonda de temperatura conectada a un termómetro.

7. Humidificador esférico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque hay una bomba (8) centrífuga entre el depósito (2) y la esfera (1) de humidificación.

8. Humidificador esférico, según la reivindicación 7, caracterizado porque la bomba (8) centrífuga se encuentra entre la cubeta (6) y la esfera (1) de humidificación.

9. Humidificador esférico, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque el depósito (2) de agua comprende un interruptor de nivel conectado a la bomba, que asegura que ésta trabaje siempre cebada.

10. Humidificador esférico, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizado porque el depósito (2) de agua comprende adicionalmente una mirilla para visualizar el nivel de líquido en su interior.

11. Humidificador esférico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre la impulsión de la bomba (8) y el depósito (2) de agua hay una conducción de recirculación con una válvula (9) que regula el caudal de agua de humidificación.

12. Humidificador esférico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la salida del agua de la esfera humidificadora se realiza por la parte (11) inferior de la misma, cuya conducción es perpendicular al conducto (5) de entrada de agua, y que está conectada con el depósito (2) de agua.

13. Humidificador esférico, según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 12, caracterizado porque la salida (12) de aire húmedo se sitúa en la parte central de la esfera (1), por el extremo diametralmente opuesto a la entrada (4) de aire seco.

14. Humidificador esférico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque aguas abajo de la salida (12) de aire húmedo comprende un separador (13) de gotas.

15. Humidificador esférico, según la reivindicación 14, caracterizado porque el separador (13) de gotas está conectado con el depósito (2) de agua.

16. Humidificador esférico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la esfera (1) humidificadora tiene un diámetro interno dentro de un rango comprendido entre 15 y 40 cm.

17. Procedimiento para la humidificación de aire, que comprende las siguientes etapas:

- un conducto principal de aire seco se bifurca en dos,

- a través de uno de ellos el aire se satura de agua en la esfera humidificadora,

- por el otro conducto, acoplado en paralelo con el anterior, fluirá aire que se mantendrá exento de humedad.

- el aire que proviene de la esfera humidificadora con un porcentaje de humedad próximo al de saturación, a la temperatura requerida, se une aguas abajo con la conducción de aire seco; el aporte de un caudal de aire húmedo a otro de aire seco, da lugar a un caudal total suma de aire con el porcentaje de humedad deseada a la temperatura requerida.

- la humedad y temperatura del caudal de mezclado final se comprueba en un termohigrómetro ubicado aguas abajo de la confluencia de las líneas de aire húmedo y seco,

- se reajustan los valores inicialmente calculados, mediante un balance de materia, para la vía seca y la húmeda obteniéndose así los valores finales de humedad y temperatura requeridos.