Boquilla de pulverización bifásica y dispositivo de nebulización que la incluye.

Boquilla (1) de pulverización formada por un cuerpo de boquilla que posee una primera perforación (11) de alimentación de gas bajo presión,

presenta un orificio de entrada y un orificio de salida, varias segundas perforaciones (12) de alimentación de un líquido a fraccionar presenta un orificio de entrada y un orificio de salida, una zona de fraccionamiento (13) del líquido, axialmente alineada con la primera perforación (11) según un eje geométrico AA', dicha zona de fraccionamiento (13) está en relación de comunicación con la primera (11) y segunda (12) perforaciones, las cuales están en relación de comunicación con la primera perforación (11) y con la zona de fraccionamiento (13) a través de una misma cámara de depresión (15) formada entre dicha primera perforación (11) y la zona de fraccionamiento (13), dicha cámara de depresión (15) es atravesada según el eje AA' por el flujo de gas propulsor y el diámetro de la zona de fraccionamiento (13) es más importante que el diámetro de la primera perforación (11) al nivel de su desembocadura en la cámara de depresión (15), el ajuste de la primera perforación (11) al nivel de la desembocadura de éste último en la cámara de depresión (15) es axial a dicha cámara, los ajustes de las segundas perforaciones (12) al nivel de las desembocaduras de estos últimos en dicha cámara (15) están regularmente repartidas alrededor del eje AA', la zona de fraccionamiento (13) está formada por una perforación que desemboca en la cámara de depresión (15) y en el eje de la primera perforación (11),

caracterizada porque:

- el volumen de la cámara de depresión (15) es ajustable.

Boquilla de pulverización bifásica y dispositivo de nebulización que la incluye Dominio técnico

La presente invención es del dominio de los materiales empleados para diseminar en la atmósfera un aerosol de finas partículas líquidas y se relaciona más específicamente con una boquilla bifásica de pulverización de un líquido y un dispositivo de nebulización equipado con una boquilla conforme a la invención.

Vale recordar que por nebulización se entiende una operación encaminada a la formación de un aerosol cuyo tamaño de las partículas líquidas es inferior a 5 pm.

Estado de la técnica anterior.

Típicamente las boquillas de pulverización bifásicas comprenden un cuerpo en el cual se forma una primera perforación de alimentación de un gas portador, una segunda perforación del líquido a pulverizar, en relación de comunicación con un depósito de líquido y una cámara de fraccionamiento en relación de comunicación con las dos perforaciones en la cual el líquido se separa en finas gotas por el gas portador. Esta cámara posee un orificio de salida de un chorro de pulverización formado por partículas líquidas en suspensión en una corriente de gas portador. Generalmente, estas boquillas emplean el efecto Venturi a fin de que bajo el efecto de la velocidad de escape del gas propulsor, el líquido a pulverizar sea aspirado en la cámara de fraccionamiento. Estas boquillas no se conciben generalmente para formar partículas de tamaño calibrado, sino que por el contrario, disponen de una geometría y un ajuste que permite una gran variación en el tamaño de estas últimas. De esta forma el tamaño de estas partículas puede estar comprendido entre ,2 pm y 1 pm.

Para formar una nebulización, esta boquilla está funcionalmente asociada a una cámara de reposo y captura cuya función esencial es garantizar un tri dimensional de las partículas líquido a fin de que sea liberado por fuera de la cámara, un aerosol compuesto de una mayoría de partículas de tamaños inferiores a un calibre determinado. Las partículas de tamaños superiores a este calibre son capturadas en la cámara por diversos medios y retornan bajo la forma de un flujo residual hacia un depósito de líquido funclonalmente asociado a la boquilla de pulverización. El conjunto funcional compuesto por una boquilla y una cámara de nebulización es comúnmente denominado « Cabezal de nebulización ».

Estos cabezales de nebulización permiten en la mayoría de los casos, en función de la naturaleza del líquido, diseminar en una atmósfera ambiente una sustancia olorosa, por ejemplo un perfume, un insecticida, e inclusive un desinfectante para la descontaminación bacteriológica del aire y las superficies de los locales. Estas pueden también ser empleadas para nebulizar sustancias curativas con fines terapéuticos, por ejemplo para el tratamiento de las vías respiratorias de las enfermedades que conllevan terapia de aerosol, o bien con fines veterinarios por ejemplo para la vacunación de los animales de cría.

Estas pueden emplearse Igualmente para la formación de una mezcla, en la forma de niebla, de un combustible líquido con un gas combustible con vistas a la alimentación de máquinas térmicas.

Se conoce de la solicitud de patente FR 2 7 482 un micro-difusor para vapor de partículas líquido dotado de una boquilla de pulverización que comprende una cámara abierta de pulverización en la cual se Introduce simultáneamente a través de toberas apropiadas un flujo de gas propulsor bajo presión y un flujo de líquido a fraccionar. Debido a la posición de las toberas una con respecto a la otra y la velocidad de flujo del gas propulsor, se crea una depresión por debajo de la tobera de salida de líquido. Bajo el efecto de esta depresión, el líquido, por efecto Venturi, es aspirado hacia la cámara de fraccionamiento y allí es separado en finas partículas por el gas propulsor bajo presión.

La cámara de fraccionamiento es de forma tronco-cónica y las dos toberas se colocan en la base de esta última, para uno, el del gas propulsor, de manera axial y para el otro, el del líquido, de manera radial.

La cámara de nebulización que Incluye el micro-difusor según esta solicitud de patente, presenta una sucesión de placas aptas para capturar las partículas más grandes.

Se conoce Igualmente de la solicitud de patente GB 552 689, un dispositivo de pulverización o de vaporización que cuenta con una boquilla de pulverización que comprende un cuerpo de boquilla en el cual se forma una primera perforación axial que desemboca en una abertura superior y segundas perforaciones laterales en la perforación axial, conectadas a este último por conductos radiales, coplanarlos, cada perforación lateral y el canal radial asociado formando un conducto de alimentación de líquido en relación de comunicación con un depósito de líquido. La perforación axial está prevista para

recibir un escape de aire bajo presión bajo el efecto de la velocidad de desplazamiento del cual se forma una depresión en los canales radiales y el líquido se encuentra aspirado y posteriormente, fraccionado y llevado por el flujo de aire bajo presión hacia la abertura superior. El chorro de partículas líquidas así formada es introducida en una cámara de nebulización y regresa golpeando en esta última la pared de un tubo de salida. Esta disposición asegura la captura de grandes partículas líquidas.

Se conoce igualmente de la solicitud de patente DE 1 26 1319 una boquilla de pulverización cuyo líquido es Introducido bajo presión a través de una perforación axial. El gas es igualmente introducido bajo presión al pasar por varias perforaciones radiales.

La boquilla luego recurre para su funcionamiento a dos fuentes de presión.

Exposición de la invención Problema técnico.

Las boquillas bifásicas dedicadas a la nebulización, conocidas en el estado de la técnica, presentan un determinado número de inconvenientes. A saber, se observó en la mayoría de estas una inestabilidad del chorro formado y muy mal rendimiento.

La inestabilidad del chorro resulta esencialmente por una alimentación desequilibrada en líquido y/o de un caudal irregular en la alimentación. Para la boquilla según la solicitud de patente FR 2 7 482, la posición radial de la llegada de líquido conlleva a una asimetría de la propulsión formada con una distribución no uniforme de las partículas mientras que esta última debía ser perfectamente cónica. Para la boquilla según el GB 552 689, la obturación parcial o total de una de las perforaciones de alimentación de líquido puede traducirse en un desequilibrio del chorro y en un fraccionamiento irregular o errático del líquido.

El mal rendimiento de la boquilla se debe esencialmente a una proporción muy pobre, solamente del orden de 15%, de partículas de tamaños apropiados, a saber inferior a 5 pm.

Para compensar los rendimientos pobres, se conoce cómo aumentar el caudal de la corriente portadora a través de la boquilla y por esta razón, utilizar compresores de aire sobredimensionados con respecto a la aplicación deseada. Esto se traduce en un consumo energético mayor.

Otro inconveniente de las boquillas bifásicas de la técnica anterior es el hecho de que es difícil controlar la altura de aspiración, esto por su configuración que no permite la obtención de una depresión constante y adecuada.

Aún otro inconveniente de las boquillas actuales radica en que éstas no son reprodúceles por sus perfiles geométricos extremadamente difíciles de realizar y controlar. Este defecto se traduce, de una boquilla a la otra, por dispersiones de resultados en términos de calidad de pulverización. Para remediar este inconveniente, la posición del punto de ajuste entre la llegada de aire y de líquido puede ser ajustable pero esta operación de regulación es difícilmente manejable teniendo en cuenta la estrechez de las respectivas zonas dimensionales. Además sucede que los ajustes iniciales se alteran con el tiempo bajo el efecto específicamente del deterioro y las vibraciones que experimenta la boquilla principalmente durante su funcionamiento. Se suceden modificaciones de comportamiento que atentan contra un buen rendimiento.

Por último, las boquillas conocidas no pueden producir un chorro de partículas en una zona de caudal extendida.

Solución técnica.

La presente invención tiene como objeto dar solución a los inconvenientes anteriormente mencionados incorporando una boquilla apta para producir un chorro perfectamente cónico, homogéneo y perfectamente estable.

Otro objeto de la presente invención es el funcionamiento de una boquilla que presente un buen rendimiento.

Otro objeto de... [Seguir leyendo]

1. Boquilla (1) de pulverización formada por un cuerpo de boquilla que posee una primera perforación (11) de alimentación de gas bajo presión, presenta un orificio de entrada y un orificio de salida, varias segundas perforaciones (12) de alimentación de un líquido a fraccionar presenta un orificio de entrada y un orificio de salida, una zona de fraccionamiento (13) del líquido, axialmente alineada con la primera perforación (11) según un eje geométrico AA', dicha zona de fraccionamiento (13) está en relación de comunicación con la primera (11) y segunda (12) perforaciones, las cuales están en relación de comunicación con la primera perforación (11) y con la zona de fraccionamiento (13) a través de una misma cámara de depresión (15) formada entre dicha primera perforación (11) y la zona de fraccionamiento (13), dicha cámara de depresión (15) es atravesada según el eje AA' por el flujo de gas propulsor y el diámetro de la zona de fraccionamiento (13) es más importante que el diámetro de la primera perforación (11) al nivel de su desembocadura en la cámara de depresión (15), el ajuste de la primera perforación (11) al nivel de la desembocadura de éste último en la cámara de depresión (15) es axial a dicha cámara, los ajustes de las segundas perforaciones (12) al nivel de las desembocaduras de estos últimos en dicha cámara (15) están regularmente repartidas alrededor del eje AA', la zona de fraccionamiento (13) está formada por una perforación que desemboca en la cámara de depresión (15) y en el eje de la primera perforación (11), caracterizada porque:

- el volumen de la cámara de depresión (15) es ajustable.

2. Boquilla (1) de pulverización según la reivindicación precedente, caracterizada porque la perforación constituye la zona de fraccionamiento (13) que presenta al nivel de su desembocadura en la cámara de depresión y frente a la primera perforación, un ensanchamiento cónico.

3. Boquilla (1) de pulverización según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el cuerpo de boquilla está formado por dos partes (1a, 1b) unidas de manera impermeable una de la otra, la cámara de depresión (15) está formada entre y por éstas últimas.

4. Boquilla (1) de pulverización según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el cuerpo de boquilla recibe un pabellón (14) de difusión del aerosol formado por el gas propulsor y por el líquido fraccionado, dicho pabellón está en relación de comunicación con la zona de pulverización (13) y porque el pabellón de difusión (14) presenta al menos dos tomas de aire (14a) que desembocan en el volumen Interno, dichas tomas de aire (14a) están regularmente repartidas alrededor del eje de simetría de dicho pabellón (14).

5. Boquilla (1) de pulverización según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la cámara de depresión está equipada por un tabique anular (15a), centrado con respecto al eje AA', que ocupa toda su altura y la divide en un volumen central atravesado por el flujo de gas portador y un volumen anular periférico en el cual desembocan las perforaciones (12) de alimentación de líquido, dicha pared anular está provista de perforaciones radiales (15b) que aseguran la comunicación entre el volumen anular y el volumen central.

6. Dispositivo de nebulización, caracterizado porque posee al menos una boquilla (1) según cualquiera de las

reivindicaciones precedentes.

7. Dispositivo de nebulización, según la reivindicación precedente, caracterizado porque presenta por encima o por debajo de la boquilla (1), al menos una cámara de reposo (24).

8. Dispositivo de nebulización, según la reivindicación 6 o la reivindicación 7, caracterizado porque comprende un cuerpo hueco (2) del dispositivo provisto de un pin de acople (21) en el cuello de un depósito de líquido de una base transversal (22) dispuesto por arriba del pin de acople en el cual se forma al menos una cavidad (23) apta para recibir en forma de encaje una boquilla de nebulización (1).

9. Dispositivo de nebulización según cualquiera de las reivindicaciones de la 6 a la 8, caracterizado porque la base (22) presenta un conducto (22a) de alimentación de gas propulsor bajo presión con el cual se corresponde la perforación (11) de la boquilla (1).

1. Dispositivo de nebulización según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque la cámara de reposo (24) recibe al menos una membrana transversal (27), microperforada apta para dejar pasar sólo las partículas de líquido de tamaños inferiores a un calibre predeterminado.

11. Dispositivo de nebulización según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizado porque presenta varias boquillas (1) montadas en la base (22) de manera que los chorros cónicos que éstas producen, se entrecruzan.

12. Dispositivo de nebulización de uso único según la reivindicación 6, caracterizado porque el cuerpo (2) constituye un depósito de líquido.

13. Dispositivo según la reivindicación precedente, caracterizado porque la cámara de reposo (24) está formada por dos conos invertidos unidos uno al otro por su base grande, el cono inferior forma un embudo de recuperación de flujos residuales, y el cono superior está dotado de perforaciones pasantes de escape de la nebulización hacia una cámara superior formada entre dicho cono superior y una cubierta superior, dicha cubierta superior está dotada de un extremo de salida de la nebulización.

14. Dispositivo de nebulización según la reivindicación precedente, caracterizado porque el cono inferior (241) está prolongado hacia el fondo del depósito por una forma tubular (246) que se apoya en una base (1d) fijada al cuerpo alargado de la parte inferior (1a) de la boquilla y que entre esta forma tubular (246) y el cuerpo alargado (1a) se encuentra una cámara anular en relación de comunicación con el depósito a través de perforaciones pasantes radiales (247) ubicadas en dicha forma tubular, en parte inferior.

15. Dispositivo según la reivindicación precedente, caracterizado porque la base (1 Od) presenta a la derecha de cada perforación radial (247) una garganta radial de alimentación de una cánula de aspiración de líquido (12a) que consiste en la boquilla (1), dicha cánula de aspiración (12a) está montada en una cavidad alargada formada en la parte (1a) del cuerpo de boquilla y que alrededor de la parte (1a) está dispuesta una funda tubular (1 Oe) que se apoya en la base (1 Od), dicha funda tubular está dotada en el extremo inferior de perforaciones pasantes por donde pasa líquido a nebulizar.