ITUD20090209A1 - Apparecchiatura per umidificare un ambiente - Google Patents
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Description
"APPARECCHIATURA PER UMIDIFICARE UN AMBIENTE"
CAMPO DI APPLICAZIONE
Il presente trovato si riferisce ad un'apparecchiatura per umidificare un ambiente, quale ad esempio una stanza, un locale, un vano od altro ambiente simile. In particolare l'apparecchiatura secondo il presente trovato viene utilizzata per aumentare in modo regolabile il tasso di umidità in tale ambiente.
STATO DELLA TECNICA
Sono note apparecchiature, dette umidificatori, utilizzate in un ambiente sostanzialmente chiuso, quale ad esempio una camera, una stanza, un ufficio o simile, al fine di aumentare il tasso di umidità , ad esempio per favorire la respirazione, in particolare, ma non solo, per i bambini.
Sono note due tipologie principali di umidificatori, una prima cosiddetta a caldo ed una seconda cosiddetta a freddo.
Gli umidificatori a caldo hanno funzionalità equiparabile ai comuni vaporizzatori, in cui un determinato quantitativo di acqua viene riscaldato fino alla temperatura di ebollizione, e quindi diffuso nell'ambiente sotto forma di vapore.
Questo tipo di umidificatore ha l'inconveniente che, a causa dell'elevato salto termico fra la temperatura del vapore e la temperatura dell'ambiente, si può generare una certa quantità di condensa, in particolare sulle superfici interne della stanza, che può, nel tempo, favorire la formazione di depositi, muffe e la proliferazione di batteri.
Un altro problema à ̈ quello dell'elevata formazione di calcare sulla resistenza di riscaldamento, che determina perdite di efficienza e necessità di frequenti interventi di manutenzione .
Gli umidificatori a freddo hanno il vantaggio di umidificare l'aria con una ridotta richiesta energetica, ma hanno per contro l'inconveniente di determinare, almeno dal punto di vista sensoriale e percettivo, una riduzione di temperatura nell'ambiente. Infatti, l'effetto che si ottiene à ̈ una nebulizzazione di particelle d'acqua con tecniche di agitazione meccanica, le quali particelle si mescolano all'aria ambiente, prelevando energia dalla stessa e determinando quindi un abbassamento della temperatura.
Uno scopo del presente trovato à ̈ quello di realizzare un'apparecchiatura per l'umidificazione di un ambiente che permetta di umidificare efficacemente l'aria all'interno di un ambiente evitando sia la formazione di condensa, sia riduzioni della temperatura dell'ambiente, anche solo dal punto di vista sensoriale e percettivo. Altro scopo à ̈ quello di ottenere tale umidificazione con un basso consumo energetico.
Ulteriore scopo à ̈ quello di realizzare anche una purificazione e/o un eventuale riscaldamento, anche ridotto, dell'aria.
Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO
Il presente trovato à ̈ espresso e caratterizzato nella rivendicazione indipendente.
Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale.
In accordo con i suddetti scopi, un'apparecchiatura per l'umidificazione di un ambiente secondo il presente trovato comprende:
- una zona di contenimento acqua,
- un circuito di umidificazione che attraversa e/o lambisce detta zona di contenimento acqua, - almeno un organo di aspirazione, atto a prelevare aria ambiente e ad immettere almeno una frazione di detta aria prelevata all'interno del circuito di umidificazione a monte della zona di contenimento acqua, ed - un organo di frammentazione e dispersione dell'acqua associato alla zona di contenimento acqua, il quale à ̈ atto a determinare una atomizzazione dell'acqua stessa a formare una fine dispersione di gocce d'acqua, tipo una nebbia fine e fredda.
Secondo un aspetto caratteristico del presente trovato, il circuito di umidificazione à ̈ configurato, rispetto alla zona di contenimento acqua, in modo tale che la frazione di aria aspirata dall'organo di aspirazione incontri detta fine dispersione d'acqua e la trasporti verso l'uscita in ambiente del circuito umidificato, a formare un flusso umidificato e nebulizzato; inoltre, almeno a valle della zona di contenimento acqua lungo il circuito di umidificazione, in prossimità della sua uscita, o subito a valle di detta uscita, sono presenti mezzi di riscaldamento, diretto od indiretto, di detto fluido umidificato e nebulizzato, i quali sono predisposti per fornire a detto flusso un apporto energetico tale da trasformare almeno parzialmente in vapore il flusso umidificato stesso.
Vantaggiosamente, la temperatura di riscaldamento indotta dai mezzi di riscaldamento à ̈ comunque di molto inferiore alla temperatura di ebollizione dell'acqua, in modo da ridurre al minimo la formazione di condensa causata dalla ritrasformazione del vapore acqueo in acqua nel momento dell'immissione nell'ambiente.
Con il presente trovato, non si ha una riduzione della temperatura dell'ambiente, almeno dal punto di vista sensoriale o percettivo, in quanto sono i mezzi di riscaldamento a fornire l'apporto energetico necessario al flusso umidificato e nebulizzato uscente dal circuito di umidificazione, il quale non sottrae così energia dall'ambiente. Secondo una variante, l'apporto energetico fornito dai mezzi di riscaldamento à ̈ regolabile, sì da poter condizionare la quantità di vapore immessa nell'ambiente .
Secondo un'altra variante, l'apparecchiatura comprende inoltre un circuito di ventilazione, operativamente associato al circuito di umidificazione, ed atto a generare un flusso d'aria principale, una cui frazione può essere poi immessa nel circuito di umidificazione per formare il suddetto flusso umidificato.
Il flusso prodotto dal circuito di ventilazione viene, preferibilmente, immesso in ambiente dopo essere stato sottoposto a riscaldamento.
Secondo un'altra variante 1'organo di aspirazione à ̈ comune sia per il circuito di umidificazione sia per il circuito di ventilazione
Secondo un'altra variante, il circuito di umidificazione si diparte da un tratto iniziale del circuito di ventilazione.
Secondo una prima soluzione, i mezzi di riscaldamento del flusso umidificato sono costituiti dagli stessi mezzi che riscaldano il flusso di ventilazione; in questo caso, il riscaldamento del flusso di umidificazione avviene per via indiretta mediante mescolamento, all'uscita dei rispettivi circuiti, del flusso umidificato e del flusso di ventilazione.
In un'altra soluzione, Ã ̈ presente almeno uno specifico mezzo di riscaldamento disposto lungo il circuito di umidificazione. In questo caso, una prima soluzione prevede che i mezzi di riscaldamento siano disposti sull'esterno del condotto che trasporta il flusso umidificato verso l'esterno, trasmettendo calore attraverso le pareti dello stesso; un'altra soluzione prevede mezzi di riscaldamento disposti all'interno di detto condotto per fornire calore in modo diretto al flusso umidificato.
Secondo un'altra variante ancora, i mezzi di riscaldamento sono disposti a valle dell'uscita sia del circuito di umidificazione, sia del circuito di ventilazione, in modo da riscaldare il flusso d'aria complessivo di uscita.
Secondo un'ulteriore variante, sono previsti due organi di riscaldamento disposti ciascuno nel relativo circuito di umidificazione e di ventilazione, in modo da riscaldare indipendentemente, sia il flusso umidificato, sia il flusso di ventilazione, prima della loro miscelazione .
Secondo un'altra variante, l'apparecchiatura secondo il trovato comprende un elemento di filtraggio, quale ad esempio un filtro del tipo HEPA (High Efficiency Particulate Air filter), ULPA (Ultra Low Penetration Air) od altro filtro di tipo cosiddetto assoluto, il quale filtra l'aria aspirata dall'ambiente, prima di immetterla all'interno del circuito di umidificazione e/o del circuito di ventilazione, bloccando le eventuali impurità inquinanti e/o nocive per la salute presenti nell'ambiente.
Secondo un'altra variante, l'organo di frammentazione e dispersione à ̈ un trasduttore ad ultrasuoni.
Secondo un'altra variante, à ̈ presente un filtro per l'acqua, ad esempio del tipo a resine anticalcare, almeno a monte della zona di contenimento acqua, affinché l'acqua alimentata alla suddetto zona di contenimento sia a basso contenuto di impurità .
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI
Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:
- la fig. 1 Ã ̈ una vista frontale parzialmente sezionata di un'apparecchiatura per umidificare un ambiente secondo il presente trovato ;
- la fig. 2 Ã ̈ una sezione lungo la linea II-II di fig. 1;
- la fig. 3 Ã ̈ una sezione lungo la linea III-III di fig. 1.
Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento uguali sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni sostanzialmente uguali nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni.
DESCRIZIONE DI UNA FORMA PREFERENZIALE DI
REALIZZAZIONE
Con riferimento alle figure allegate, con il numero 10 Ã ̈ indicata nel suo complesso un'apparecchiatura per umidificare un ambiente, da qui in avanti chiamata semplicemente umidificatore.
Nella fattispecie, l'umidificatore 10 comprende una struttura esterna di contenimento 11 atta a definire un vano tecnico, un circuito di umidificazione 12, un circuito di ventilazione 13, un organo di aspirazione 15, un trasduttore ad ultrasuoni 16 per l'atomizzazione a freddo dell'acqua, un elemento di riscaldamento principale 17 e/o un elemento di riscaldamento secondario 117. In particolare, la struttura esterna di contenimento 11 comprende un'apertura di ingresso 19 per prelevare l'aria dall'ambiente, ed un bocchettone di uscita 20, da cui viene immesso nell'ambiente un flusso di ventilazione, eventualmente riscaldato dall'elemento di riscaldamento principale 17.
Seguendo il percorso dell'aria dall'apertura di ingresso 19 al bocchettone di uscita 20, si ha che l'organo di aspirazione 15 Ã ̈ montato sulla struttura esterna 11, in corrispondenza dell'apertura di ingresso 19, per aspirare dall'ambiente l'aria da trattare.
In particolare, l'organo di aspirazione 15 comprende un ventilatore 21 a pale direttamente collegato in uscita al circuito di ventilazione 13, e provvisto in ingresso di un filtro HEPA 22, per l'abbattimento delle impurità dell'aria e per immettere quindi in ambiente aria purificata.
Il ventilatore 21 Ã ̈ del tipo conformato per aspirare assialmente l'aria dall'ambiente ed immetterla radialmente all'interno del circuito di ventilazione 13.
Tale soluzione permette di ridurre gli ingombri dell'umidificatore 10 mantenendo un elevato rendimento fluidico.
II circuito di ventilazione 13 comprende un tratto di raccolta 23 avente una conformazione a spirale, o a chiocciola, e disposto attorno al ventilatore 21, per definire un flusso d'aria mediante l'aria immessa radialmente da tale ventilatore 21, ed un tratto di uscita 25 a sezione progressivamente allargata per ridurre la velocità di uscita del flusso di ventilazione, ed aperto in corrispondenza del bocchettone di uscita 20 della struttura esterna 11.
II circuito di umidificazione 12 si diparte dal tratto di raccolta 23 del circuito di ventilazione 13, prelevando, quindi, una frazione del flusso prelevato dall'ambiente dal ventilatore 21.
Il circuito di umidificazione 12 comprende un tratto di ingresso 26, un tratto di umidificazione 27 ed un tratto di uscita 29.
Il tratto di ingresso 26 Ã ̈ fluidicamente collegato al tratto di raccolta 23 per prelevare l'aria, il tratto di umidificazione 27 permette la generazione di un flusso umidificato con l'aria prelevata, ed il tratto di uscita 29 Ã ̈ aperto in corrispondenza del bocchettone di uscita 20 della struttura esterna 11.
Il tratto di uscita 29 del circuito di umidificazione 12 Ã ̈ disposto sostanzialmente parallelo e separato dal tratto di uscita 25 del circuito di ventilazione 13, ed ha, nel caso di specie, una portata d'aria inferiore a quest'ultimo.
Sia il tratto di uscita 29 del circuito di umidificazione 12 sia il tratto di uscita 25 del circuito di ventilazione 13 si aprono in corrispondenza del bocchettone di uscita 20 della struttura esterna 11, in modo da consentire una miscelazione almeno parziale dei due flussi, sì che, grazie alla temperatura più elevata del flusso di ventilazione, viene fornito al flusso umidificato un apporto energetico sotto forma di calore .
Il trasduttore ad ultrasuoni 16 Ã ̈ operativamente associato al tratto di umidificazione 27 del circuito di umidificazione 12, e comprende, nel caso di specie, un generatore di impulsi 30 ad ultrasuoni, un cristallo piezoelettrico 33 un serbatoio 31 d'acqua collegato ad una zona di contenimento acqua 35, ed un organo valvolare 32. Tra il serbatoio 31 e la zona di contenimento acqua 35 Ã ̈ presente un filtro anti-calcare 36, ad esempio a resine, che previene o quanto meno riduce la formazione di calcare, in particolare sui componenti 30, 33 del trasduttore e lungo il circuito di umidificazione 12.
Il generatore di impulsi 30 Ã ̈ di tipo sostanzialmente tradizionale e, quando attivato, eccita il cristallo piezoelettrico 33, il quale emette ultrasuoni all'interno dell'acqua contenuta nella zona di contenimento 35, per micronizzare le particelle e disperdere le gocce micronizzate all'interno del tratto di umidificazione 27.
In questo modo, all'interno del tratto di umidificazione 27 viene a formarsi una nebbia fina e fredda di acqua, soprastante alla massa d'acqua disposta nella zona di contenimento 35. La frazione d'aria ambiente che viene prelevata nel tratto di ingresso 26 viene guidata a lambire la parte soprastante della zona di contenimento 25, trascinando con sà ̈ le gocce che compongono la nebbia e generando quindi un flusso umidificato di aria, che poi viene evacuato attraverso il tratto di uscita 29.
Il serbatoio 31 Ã ̈ disposto laterale rispetto al tratto di ingresso 26, ed alimenta con acqua la zona di contenimento 35 per mantenere un certo livello regolabile almeno a coprire completamente, il generatore di impulsi 30 e il cristallo piezoelettrico 33, per la micronizzazione.
L'organo valvolare 32 determina selettivamente il livello nella zona di contenimento 35.
L'elemento di riscaldamento principale 17 Ã ̈, nel caso di specie, disposto lungo il tratto di uscita 25 del circuito di ventilazione 13, in modo da riscaldare, in modo regolabile, il flusso d'aria prima che esso si mescoli con il flusso umidificato.
La miscelazione fra i due flussi determina uno scambio termico che apporta energia al flusso umidificato contenente particelle micronizzate, in quantità dosate per determinare una almeno parziale vaporizzazione di dette particelle, sì che il flusso complessivo che ne risulta ha la giusta dose di umidità senza gli inconvenienti di formazione di condensa da un lato e di raffreddamento dell'ambiente dall'altro.
L'elemento di riscaldamento principale 17 à ̈, ad esempio, di tipo elettrico a resistenze, e comprende una o più serpentine elettriche distribuite sulla sezione del tratto di uscita 25, per riscaldare il flusso d'aria di ventilazione che passa attraverso di esse.
Nella variante illustrata in tratteggio in fig.
3, à ̈ indicato l'elemento di riscaldamento secondario 117 che apporta energia sotto forma di calore al flusso umidificato contenente le particelle micronizzate, per fornire in uscita il flusso umidificato al voluto e ricercato grado di umidità .
In questa variante, in soluzioni non illustrate, l'uscita del flusso umidificato può essere anche non contigua all'uscita del flusso principale di ventilazione, ma disposta in altra parte della struttura di contenimento 11.
L'elemento di riscaldamento secondario 117 può essere una resistenza disposto attorno ad un del condotto che costituisce il circuito di umidificazione 12; in questo caso, il riscaldamento del flusso avviene attraverso le pareti di tale condotto.
In altre soluzioni, l'elemento di riscaldamento secondario 117 può essere costituito, ad esempio, da una resistenza corazzata disposta all'interno del condotto per essere attraversata dal flusso umidificato prima della sua uscita dal circuito 12. È chiaro che all'umidificatore 10 fin qui descritto possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato.
Rientra ad esempio nell'ambito del presente trovato prevedere che un unico elemento di riscaldamento 17 sia disposto a valle dei due circuiti 12 e 13, ed a monte del bocchettone di uscita 20, in modo da riscaldare il flusso d'aria di uscita dopo la miscelazione fra il flusso d'aria ed il flusso umidificato.
Claims (8)
- RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per l'umidificazione di un ambiente, comprendente; - una zona di contenimento acqua (35), - un circuito di umidificazione (12) che attraversa e/o lambisce detta zona di contenimento acqua (35), almeno un organo di aspirazione (15), atto a prelevare aria ambiente e ad immettere almeno una frazione di detta aria prelevata all'interno del circuito di umidificazione (12) a monte della zona di contenimento acqua (35), ed - un organo di frammentazione dell'acqua (30, 33) atto a formare una fine dispersione di gocce d'acqua nella zona di contenimento acqua (35), caratterizzato dal fatto che il circuito di umidificazione (12) Ã ̈ configurato, rispetto alla zona di contenimento acqua (35), in modo tale che la frazione di aria aspirata dall'organo di aspirazione (15) incontri detta fine dispersione di gocce d'acqua e la trasporti verso l'uscita in ambiente del circuito di umidificazione (12), a formare un flusso umidificato e nebulizzato, e dal fatto che, almeno a valle della zona di contenimento acqua (35), associati al circuito di umidificazione (12), sono presenti mezzi di riscaldamento (17, 117) di detto fluido umidificato e nebulizzato, atti a fornire a detto flusso un voluto apporto energetico.
- 2. Apparecchiatura come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di riscaldamento (17, 117) sono disposti in prossimità dell'uscita del circuito di umidificazione (12), o subito a valle di detta uscita.
- 3. Apparecchiatura come alla rivendicazione 1 o 2, in cui à ̈ presente anche un circuito di ventilazione (13), associato a detto organo dì aspirazione (15), per immettere in ambiente aria almeno parzialmente riscaldata, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di riscaldamento comprendono almeno una resistenza (17) disposta all'uscita del circuito di ventilazione (13), e detta uscita del circuito di ventilazione à ̈ posizionata in prossimità di un'uscita del circuito di umidificazione (12) per determinare una miscelazione dei flussi di ventilazione e di umidificazione ed un conseguente riscaldamento del flusso di umidificazione.
- 4. Apparecchiatura come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di riscaldamento comprendono almeno una resistenza (117) direttamente associata al circuito di umidificazione, all'interno od all'esterno di esso.
- 5. Apparecchiatura come alla rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che il circuito di umidificazione (12) si diparte da un tratto iniziale (23) del circuito di ventilazione (13) per convogliare almeno una frazione dell'aria che forma il flusso di ventilazione verso la zona di contenimento acqua (35) a formare il flusso di umidificazione.
- 6. Apparecchiatura come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende un elemento di filtraggio (22) di tipo assoluto disposto almeno a monte dell'organo di aspirazione (15) per filtrare l'aria aspirata dall'ambiente prima della sua re-immissione nell'ambiente stesso.
- 7. Apparecchiatura come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende almeno un elemento di filtraggio (36 del tipo anti-calcare disposto almeno a monte della zona di contenimento acqua (35)
- 8. Apparecchiatura come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che l'organo di frammentazione e dispersione (16) Ã ̈ del tipo ad ultrasuoni.
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