Método, célula y dispositivo para purificar aire ambiental y superficies.

Se describe un dispositivo de purificación de aire y superficies que presenta una célula purificadora estructurada para maximizar la reacción fotocatalítica realizada en una superficie fotocatalítica sin utilizar una lámpara ultravioleta adicional. La célula purificadora posiciona al menos tres superficies fotocatalíticas alrededor de una lámpara ultravioleta única de manera tal que las superficies fotocatalíticas rodean sustancialmente la lámpara ultravioleta y son saturadas por la luz ultravioleta irradiada desde la lámpara ultravioleta. Dado que las superficies fotocatalíticas son saturadas, se realiza completamente la reacción fotocatalítica potencial en las superficies fotocatalíticas. Dicho de otra manera, se maximiza la reacción fotocatalítica realizada. Dado que la célula purificadora maximiza la reacción fotocatalítíca realizada, la célula purificadora maximiza la capacidad purificadora de la superficie fotocatalítica y, por ello, la propia célula purificadora.

Método, célula y dispositivo para purificar aire ambiental y superficies.

1. Campo de la invención

La presente invención hace referencia a un método y un dispositivo para purificar aire ambiental y superficies. Más en particular, la presente invención hace referencia a un método y a un dispositivo para eliminar contaminantes orgánicos del aire ambiental y de superficies utilizando una reacción fotocatalítica.

2. Descripción del estado de la técnica

La figura 1 muestra una vista en sección transversal de un aparato convencional para purificar aire que pertenece al estado de la técnica. El aparato convencional de purificar incluye una lámpara ultravioleta (01), una primera matriz (02), y una segunda matriz (03). La primera matriz (02) y la segunda matriz (03) incluyen respectivamente una anchura w_cpa y una superficie fotocatalítica (04) encarando la lámpara ultravioleta (01). Cuando la lámpara ultravioleta (01) irradia luz ultravioleta, ocurre una reacción fotocatalítica en la superficie fotocatalítica (04) de la primera matriz (02) y de la segunda matriz (03). El aire sujeto a la reacción fotocatalítica es oxidado y de esta manera purificado.

Un aparato convencional de purificar resulta limitado porque la reacción fotocatalítica potencial en la primera matriz (02) y en la segunda matriz (03) no se llega a realizar completamente. Más específicamente, la relación posicional entre la lámpara ultravioleta (01) y cada una de las matrices es tal que la distancia d_cpa entre la lámpara ultravioleta (01) y las partes más remotas (05) de la superficie fotocatalítica (04) tanto de la primera matriz (02) como de la segunda matriz (03) es grande hasta el punto de que la exposición a la luz ultravioleta de las partes más remotas (05) de las superficies fotocatalíticas (04) no resulta suficiente para saturar las superficies fotocatalíticas (04). Cuando la superficie fotocatalítica (04) no se satura, no se maximiza la reacción fotocatalítica. Consecuentemente, únicamente las partes más centradas (06) de las superficies fotocatalíticas (04) quedan expuestas suficientemente a la luz ultravioleta para maximizar la reacción fotocatalítica. Como resultado, utilizando un aparato de purificar convencional para generar una reacción fotocatalítica particular requiere más superficie fotocatalítica (04) que la necesaria. Expresado de manera diferente, se malgasta una parte de la superficie fotocatalítica (04) de un aparato de purificar convencional, y consecuentemente una reacción fotocatalítica potencial.

Otro aparato convencional de purificar se dirige a la limitación antes discutida mediante el empleo de lámparas ultravioletas adicionales a lo largo de la anchura w_cpa de la primera matriz (02) y de la segunda matriz (03) de manera tal que las partes más remotas (05) de las superficies fotocatalíticas (04) quedan expuestas a suficiente luz ultravioleta para una reacción fotocatalítica máxima. Sin embargo, añadir lámparas ultravioletas (01) adicionales incrementa el número de piezas por aparato, el consumo de energía, y la generación de calor. Consecuentemente, se desea un dispositivo que maximiza la reacción fotocatalítica realizada en una superficie fotocatalítica dada sin incrementar la luz ultravioleta irradiada.

Breve resumen de la invención

De acuerdo con los distintos aspectos de la presente invención, se da a conocer un dispositivo purificador de aire y superficies que presenta una célula purificadora estructurada para maximizar la reacción fotocatalítica realizada en una superficie fotocatalítica sin utilizar una lámpara ultravioleta adicional. La célula purificadora incluye una única lámpara ultravioleta (UV) y al menos tres matrices, presentando cada una de las matrices una superficie fotocatalítica. Las matrices están posicionadas cerca de la lámpara UV de manera tal que las matrices rodean sustancialmente la lámpara UV y cada superficie fotocatalítica está dirigida hacia la lámpara UV. Las matrices se posicionan también de manera tal que la distancia entre las partes más remotas de cada superficie fotocatalítica y la lámpara UV es tal que la totalidad de la superficie fotocatalítica de cada una de las matrices queda saturada por la luz UV irradiada por la lámpara UV. Cuando la totalidad de la superficie fotocatalítica queda saturada, se realiza completamente la reacción fotocatalítica potencial en la superficie fotocatalítica. Consecuentemente, para un área de superficie fotocatalítica combinada dada, la célula purificadora maximiza la reacción fotocatalítica.

El dispositivo purificador también incluye una envolvente que recibe la célula purificadora. La envolvente atrae aire ambiental al interior de la envolvente, circula el aire a través de la célula purificadora de manera tal que el aire queda sujeto a la reacción fotocatalítica, y luego fuerza el aire fuera de la envolvente. Cuando el aire es sujeto a la reacción fotocatalítica, el aire se oxida de manera tal que los contaminantes orgánicos son eliminados del aire hasta el punto de que el aire es purificado. Consecuentemente, el dispositivo de purificación purifica el aire ambiental. Dado que la célula purificadora maximiza la reacción fotocatalítica realizada, se maximiza la capacidad de purificación de la célula purificadora.

La presente invención comprende un método para purificar aire ambiental y/o superficies que comprende los pasos de:

posicionar al menos tres matrices alrededor de una lámpara ultravioleta de manera tal que la reacción fotocatalítica resultante queda maximizada;

disponer las matrices y la lámpara ultravioleta dentro de una envolvente que presenta una entrada de aire y una salida de aire;

llevar aire al interior de la envolvente a través de la entrada de aire;

llevar el aire introducido dentro de la envolvente a la proximidad de las matrices y de la lámpara ultravioleta de manera tal que el aire queda sujeto a la reacción fotocatalítica; y

forzar el aire sujeto a la reacción fotocatalítica fuera de la envolvente a través de la salida de aire.

El paso de posicionar puede incluir posicionar las matrices alrededor de la lámpara ultravioleta de manera tal que las matrices rodean sustancialmente la lámpara ultravioleta de manera tal que una superficie fotocatalítica de cada una de las matrices queda expuesta a la luz ultravioleta irradiada por la lámpara ultravioleta hasta el punto que una reacción fotocatalítica ocurre en la superficie fotocatalítica de cada una de las matrices, siendo maximizada la reacción fotocatalítica cuando la luz ultravioleta satura la superficie fotocatalítica de cada una de las matrices.

La etapa de disponer puede incluir asegurar de manera desmontable las matrices y la lámpara ultravioleta en el interior de la envolvente.

La etapa de disponer también puede incluir establecer una comunicación eléctrica terminable entre la lámpara ultravioleta y una fuente de energía incluida por la envolvente.

La envolvente puede incluir un ventilador que lleva a cabo dicha etapa de llevar aire al interior de la envolvente, dicha etapa de llevar el aire introducido en la envolvente a la proximidad de las matrices y de la lámpara ultravioleta, y dicha etapa de forzar el aire sujeto a la reacción fotocatalítica fuera de la envolvente.

El método también puede comprender la etapa de llevar el aire sujeto a la reacción fotocatalítica a través de las matrices.

Breve descripción de los dibujos

Los aspectos antes mencionados de la invención serán más claramente entendibles a partir de la siguiente descripción detallada de la invención, en combinación con los dibujos en los cuales:

La figura 1 muestra una vista en sección transversal de un aparato de purificación de aire convencional que forma parte del estado de la técnica;

la figura 2 muestra una realización del dispositivo purificador de acuerdo con los distintos aspectos de la presente invención;

la figura 3 muestra una vista alternativa del dispositivo purificador de la figura 2;

la figura 4 muestra una realización de la célula purificadora del dispositivo de purificación de acuerdo con los distintos aspectos de la presente invención;

la figura 5 muestra una realización de una de las matrices de la célula purificadora de la figura 4;

la figura 6 muestra una vista en sección...

1. Célula purificadora adaptada para ser recibida por un dispositivo de purificación, comprendiendo dicha célula purificadora:

un armazón de célula que presenta una entrada de aire a la célula, permitiendo la entrada de aire a la célula la entrada de aire a dicho armazón de célula;

una única lámpara ultravioleta que irradia luz ultravioleta, dicha lámpara ultravioleta dispuesta dentro de dicho armazón de célula;

al menos tres matrices, posicionando dicho armazón de célula dichas matrices alrededor de dicha lámpara ultravioleta de manera tal que dichas matrices rodean sustancialmente dicha lámpara ultravioleta, disponiendo cada una de dichas matrices de una superficie fotocatalítica expuesta a la luz ultravioleta de manera tal que ocurre una reacción fotocatalítica en la superficie fotocatalítica de cada una de dichas matrices, posicionando dicho armazón de célula dichas matrices con respecto a dicha lámpara ultravioleta de manera tal que la reacción fotocatalítica potencial en la superficie fotocatalítica de cada una de dichas matrices se realiza completamente, estando sujeto a la reacción fotocatalítica el aire que entra a dicho armazón de célula a través de la entrada de aire a la célula, saliendo de dicho armazón de célula el aire del interior del armazón de la célula a través de dichas matrices.

2. Célula purificadora, según la reivindicación 1, en la que dicha lámpara ultravioleta es una lámpara que presenta flux entre 100 nm y 367 nm.

3. Célula purificadora, según la reivindicación 1 ó 2, en la que dichas al menos tres matrices son cuatro matrices.

4. Célula purificadora, según la reivindicación 3, en la que cada una de dichas matrices está dispuesta en un cuadrante de dicha lámpara ultravioleta de manera tal que todos los cuadrantes de dicha lámpara ultravioleta presentan una matriz.

5. Célula purificadora, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que cada una de dichas matrices incluye una serie de elementos huecos sustancialmente paralelos conectados.

6. Célula purificadora, según la reivindicación 5, en la que cada una de dichas matrices incluye una serie de elementos tubulares elongados paralelos conectados.

7. Célula purificadora, según la reivindicación 6, en la que la pluralidad de elementos tubulares elongados conectados crea una estructura de tipo panal de abeja.

8. Célula purificadora, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que cada una de dichas matrices está realizada de un policarbonato.

9. Célula purificadora, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que la superficie fotocatalítica de cada una de dichas matrices incluye un material seleccionado del grupo que consiste en dióxido de titanio, cobre, plata, y rodio.

10. Célula purificadora, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que la superficie fotocatalítica de cada una de dichas matrices es una superficie cubierta con un recubrimiento que incluye un material seleccionado del grupo que consiste en dióxido de titanio, cobre, plata y rodio.

11. Célula purificadora, según la reivindicación 10, en la que el recubrimiento es un gel de silica.

12. Célula purificadora, según la reivindicación 10, en la que el recubrimiento es cloruro cálcico.

13. Célula purificadora, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende además un acoplador eléctrico en comunicación eléctrica con dicha lámpara ultravioleta, dicho acoplador eléctrico en conexión eléctrica terminable con una fuente de energía incluida en el dispositivo de purificación.

14. Célula purificadora, según la reivindicación 13, en la que dicho acoplador eléctrico es una clavija que coopera con un conector eléctrico incluido en el dispositivo de purificación.

15. Dispositivo de purificación, comprendiendo dicho dispositivo de purificación:

una célula purificadora que presenta una única lámpara ultravioleta y al menos tres matrices, la lámpara ultravioleta irradiando luz ultravioleta, cada una de las matrices presentando una superficie fotocatalítica, estando dispuestas las matrices alrededor de la lámpara ultravioleta de manera tal que las matrices rodean sustancialmente la lámpara ultravioleta y de manera tal que la superficie fotocatalítica de cada una de las matrices queda expuesta a la luz ultravioleta hasta el punto de que ocurre una reacción fotocatalítica en la superficie fotocatalítica de cada una de las matrices, cada una de las matrices estando dispuesta de manera tal que la distancia entre las partes más remotas de la superficie fotocatalítica de cada una de las matrices y la lámpara ultravioleta es tal que la reacción fotocatalítica potencial en la superficie fotocatalítica se realiza completamente; y

una envolvente que recibe dicha célula purificadora, circulando dicha envolvente aire a través de la célula purificadora de manera tal que el aire queda sujeto a la reacción fotocatalítica.

16. Dispositivo de purificación, según la reivindicación 15, en el que dicha célula purificadora incluye cuatro matrices.

17. Dispositivo de purificación, según la reivindicación 16, en el que cada una de las matrices se dispone en un cuadrante de la lámpara ultravioleta de manera tal que todos los cuadrantes de la lámpara ultravioleta presentan una matriz.

18. Dispositivo de purificación, según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, en el que la superficie fotocatalítica de cada una de las matrices incluye un material seleccionado del grupo que consiste en dióxido de titanio, cobre, plata, y rodio.

19. Dispositivo de purificación, según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, en el que la superficie fotocatalítica de cada una de las matrices es una superficie cubierta con un recubrimiento que incluye un material seleccionado del grupo que consiste en dióxido de titanio, cobre, plata, y rodio.

20. Dispositivo de purificación, según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19, en el que dicha envolvente incluye un ventilador para circular aire a través de dicha célula purificadora.

21. Dispositivo de purificación, según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 20, en el que dicha célula purificadora incluye una entrada de aire a la célula.

22. Dispositivo de purificación, según la reivindicación 21, en el que dicha envolvente circula aire a través de dicha célula purificadora llevando aire a dicha célula purificadora a través de la entrada de aire a la célula, extrayéndolo de dicha célula purificadora a través de las matrices.

23. Dispositivo de purificación, según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 22, en el que dicha célula purificadora incluye un acoplador eléctrico en comunicación eléctrica con la lámpara ultravioleta.

24. Dispositivo de purificación, según la reivindicación 23, en el que dicha envolvente incluye un conector eléctrico que coopera con el acoplador eléctrico de dicha célula purificadora de manera tal que la lámpara ultravioleta está en comunicación eléctrica terminable con una fuente de energía.

25. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 24, caracterizado porque la célula purificadora comprende un armazón de célula que define una entrada de aire a la célula, posicionando dicho armazón las citadas matrices, quedando asegurada la célula purificadora de manera desmontable en dicha envolvente.

26. Método para purificar aire ambiental y/o superficies, comprendiendo dicho método los pasos de:

posicionar al menos tres matrices alrededor de una lámpara ultravioleta de manera tal que la reacción fotocatalítica resultante queda maximizada;

disponer las matrices y la lámpara ultravioleta dentro de una envolvente que presenta una entrada de aire y una salida de aire;

llevar aire al interior de la envolvente a través de la entrada de aire;

llevar el aire introducido dentro de la envolvente a la proximidad de las matrices y de la lámpara ultravioleta de manera tal que el aire queda sujeto a la reacción fotocatalítica; y

forzar el aire sujeto a la reacción fotocatalítica fuera de la envolvente a través de la salida de aire.

27. Método, según la reivindicación 26, en el que dicho paso de posicionar incluye posicionar las matrices alrededor de la lámpara ultravioleta de manera tal que las matrices rodean sustancialmente la lámpara ultravioleta de manera tal que una superficie fotocatalítica de cada una de las matrices queda expuesta a la luz ultravioleta irradiada por la lámpara ultravioleta hasta el punto que una reacción fotocatalítica ocurre en la superficie fotocatalítica de cada una de las matrices, siendo maximizada la reacción fotocatalítica cuando la luz ultravioleta satura la superficie fotocatalítica de cada una de las matrices.

28. Método, según la reivindicación 26 ó 27, en el que dicha etapa de disponer incluye asegurar de manera desmontable las matrices y la lámpara ultravioleta en el interior de la envolvente.

29. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 28, en el que dicha etapa de disponer incluye establecer una comunicación eléctrica terminable entre la lámpara ultravioleta y una fuente de energía incluida por la envolvente.

30. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 29, en el que la envolvente incluye un ventilador que lleva a cabo dicha etapa de llevar aire al interior de la envolvente, dicha etapa de llevar el aire introducido en la envolvente a la proximidad de las matrices y de la lámpara ultravioleta, y dicha etapa de forzar el aire sujeto a la reacción fotocatalítica fuera de la envolvente.

31. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 30, comprendiendo además la etapa de llevar el aire sujeto a la reacción fotocatalítica a través de las matrices.