ES2319740T3 - Dispositivo de ventilacion y/o circulacion de aire. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para ventilación y/o circulación de aire (1) que comprende una rueda de paletas (2), un rotor (3) capaz de girar por el movimiento del aire para impulsar la rueda de paletas y una parte de fijación para fijar el dispositivo a una superficie de montaje (22), en el que la parte de fijación comprende partes de fijación superior (18) e inferior (20) en asociación, para fijación respectivamente por encima y por debajo de la superficie de montaje (22), siendo desplazables las partes de fijación (18, 20) una con respecto a otra para fijar o liberar una superficie (22) dispuesta entre ellas, caracterizado porque cada una de las partes de fijación (18, 20) comprende una parte de cubo conectada mediante elementos de radios a una superficie de fijación periférica y la parte de fijación comprende también un elemento de fijación (4, 40) que atraviesa las partes correspondiente de cubo para aplicar una fuerza de fijación para presionar la superficie de fijación periférica alrededor de la superficie de montaje.
Description
Dispositivo de ventilación y/o circulación de
aire.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para la aireación o ventilación y a un método para la
fijación de dicho dispositivo.
El documento
GB-A-2 081 882 da a conocer un
ventilador que funciona según el principio de Savonius, en el que
un rotor de eje vertical accionado por el viento, que consiste en
dos paletas dirigidas en oposición formadas por superficies
semicilíndricas solapadas e interconectadas, acciona un ventilador
centrífugo situado por debajo del mismo. El ventilador comprende un
eje montado con capacidad de rotación sobre una base que está
fijada, por ejemplo, al techo de un vehículo. Un rotor susceptible
de ser obligado a girar por el aire en movimiento impulsa un
ventilador centrífugo, que está rígidamente fijado al rotor. Tanto
el rotor como el ventilador están fijados rígidamente al eje y
giran conjuntamente, por ejemplo, con el techo del vehículo al
impactar el viento o el aire sobre el rotor.
El movimiento del aire con respecto al rotor
impulsa por lo tanto el ventilador, que puede ser utilizado para
ayudar a la circulación de aire en un espacio situado por debajo
del rotor o por debajo de la superficie sobre la que está montado
el ventilador o para extraer aire a través de una abertura en la
mencionada superficie, para conseguir ventilación forzada.
El montaje de los ventiladores conocidos de tipo
Savonius (tal como el del documento
GB-A-2 081 882) es una tarea que
requiere mucho tiempo. Se debe hacer, por ejemplo en el techo del
vehículo, un orificio circular grande y cuatro orificios más
pequeños para recibir el cuerpo de ventilación y los pernos de
fijación. Entonces, el ventilador debe ser desmontado antes de ser
nuevamente montado en dicha abertura. Un elemento de base es fijado
al techo utilizando medios de fijación en forma de pernos que
pasan a través del techo y del de elemento base. El subconjunto del
techo es fijado entonces al elemento de base. Dado que el
subconjunto del rotor de los conocidos ventiladores Savonius es de
un diámetro considerablemente mayor que la base a través de la cual
se han hecho pasar los elemento de fijación o pernos de fijación y
se solapa con la base, es necesario completar la fijación del
elemento de base sobre el techo del vehículo antes de fijar el
subconjunto del rotor. En los ventiladores de tipo conocido esta
tarea debe ser realizada utilizando un elemento de fijación al que
se tiene acceso a través de la parte superior del rotor, lo cual
tiene como resultado dos desventajas:
En primer lugar, la necesidad de acceso al
elemento de fijación desde la parte superior del rotor significa
que debe existir un orificio o canal de la parte superior del
rotor. Incluso en el caso de esta disposición con una caperuza o
tapa, se puede producir entrada de agua por la parte superior del
rotor, resultando en una posible corrosión de los componentes,
tales como cojinetes.
En segundo lugar, la utilización de un elemento
de fijación accesible desde la parte superior del rotor significa
que el ventilador puede ser desmontado desde el exterior del
vehículo y se puede tener acceso al orificio o abertura que
comunica con el interior del vehículo. Esto puede consistir en un
riesgo de seguridad.
Un dispositivo para ventilación y/o circulación
de aire que comprende un ventilador, un rotor capaz de ser
obligado a girar por el movimiento del aire para impulsar el
ventilador y una parte de fijación para fijar el dispositivo a una
superficie de montaje, de manera que la parte de fijación comprende
partes de fijación asociadas superior e inferior, para la
respectiva fijación por encima y por debajo de la superficie de
montaje, siendo desplazables las partes de fijación una con
respecto a otra para fijar o liberar una superficie situada entre
ellas y comprendiendo cada una de ellas una parte de cubo conectada
por elementos de radios a una superficie de fijación periférica y
la parte de fijación, comprende también un elemento de fijación que
atraviesa la parte de cubo correspondiente para aplicar una fuerza
de fijación para presionar las superficies periféricas de fijación
alrededor de la superficie de montaje.
Las realizaciones preferentes de la invención
comprenden un eje que puede estar rígidamente fijado en la
superficie tal como el techo de un vehículo y alrededor del cual
giran un rotor y el ventilador.
Preferentemente la parte de fijación comprende
partes de fijación asociadas superior e inferior para su fijación
respectivamente por encima y por debajo de una superficie, teniendo
dichas partes de fijación orificios asociados sustancialmente
centrales para recibir un eje común o perno y siendo desplazables
las partes de fijación una con respecto a la otra para fijar o
liberar la superficie situada entre ellas.
La utilización de un dispositivo de fijación
permite simplificar el montaje del dispositivo y permitir un
montaje relativamente rápido y fácil.
La utilización de un elemento de fijación que
pasa a través de cubos significa que la instalación puede ser
llevada a cabo con rapidez por un instalador. Los dispositivos
conocidos requieren dos; uno sobre el techo, que sujeta los
elementos de fijación y otro en el interior del vehículo, que fija
las tuercas de bloqueo.
El dispositivo de la reivindicación 1 permite
disponer de un dispositivo de fijación central único, lo cual tiene
ventajas.
La utilización de un elemento de fijación único
en comparación con cuatro de los dispositivos conocidos significa
que la instalación puede ser llevada a cabo con mayor rapidez, y de
manera simple, reduciendo los costes de montaje.
La utilización de un dispositivo de fijación
único hace más difícil para un operario instalar el ventilador
incorrectamente, por ejemplo olvidando incluir la totalidad de los
cuatro elementos de fijación.
La utilización de un elemento de fijación que
pasa a través de cubos en la parte de fijación asegura una fuerza
de fijación uniforme alrededor de la periferia de las partes de
fijación, en comparación con los dispositivos conocidos en los que
la fuerza de fijación depende del apriete relativo de cada uno de
cuatro elementos de fijación individuales.
Preferentemente, el eje alrededor del cual giran
el rotor y el ventilador se puede montar rígidamente en los
orificios asociados de las partes de fijación.
Esto permite montar de manera fácil y directa el
eje en la parte de fijación y utilizar el eje para acoplar las
partes de fijación.
Preferentemente, las partes de fijación son
bloqueables en posición utilizando un elemento de bloqueo que actúa
sobre el extremo inferior del eje común o perno. Esto permite
realizar la fijación del dispositivo desde el interior del espacio
ventilado y de está manera impide la manipulación del elemento de
bloqueo desde el exterior y protege el elemento de bloqueo contra
los agentes atmosféricos. El bloqueo desde el interior hace también
el dispositivo más seguro ya que solamente puede ser desmontado
desde el interior, por ejemplo, desde el interior de un
vehículo.
En una posible realización de la invención, el
ventilador y el rotor están fijados uno con respecto al otro,
preferentemente por su constitución en forma de una pieza única o
subconjunto único. Al impedir la rotación relativa entre el rotor y
el ventilador se simplifica la construcción del ventilador y el
fabricar un a pieza única de rotor y ventilador es una forma
especialmente simple de fijar el rotor y el ventilador entre
si.
En una realización alternativa, el ventilador y
rotor están acoplados por medio de un dispositivo de engranaje.
Los inventores han determinado que el par
generado por el rotor, por ejemplo para una determinada velocidad
del viento, es típicamente más que suficiente para impulsar el
ventilador a dicha velocidad de rotación.
La velocidad de extracción de aire o de
circulación del aire a una determinada velocidad del
viento/vehículo se puede incrementar, por lo tanto, mediante la
utilización del sistema de engranajes. Conectando elementos del
rotor y del ventilador del dispositivo con intermedio del sistema
de engranajes podría producir el giro del ventilador a una
velocidad angular superior a la del rotor, mejorando por lo tanto
la velocidad de extracción a una velocidad angular determinada del
rotor. La relación de transmisión puede ser optimizada para
diferentes aplicaciones operativas o entorno.
Preferentemente, el rotor comprende una placa de
base, un captador de aire que se extiende hacia arriba desde la
placa de base que comprende dos paletas de rotor curvadas en
relación de solape en separación, con sus superficies cóncavas o
parcialmente cóncavas en oposición para definir un paso no lineal
entre las paletas del rotor.
A continuación se describirán realizaciones
preferentes de la invención en relación con las figuras 1 a 9.
La figura 1 es una vista en sección de una
realización de un ventilador de acuerdo con la presente
invención;
La figura 2 es una vista en sección con las
piezas desmontadas del dispositivo de la figura 1 por un plano de
corte aproximadamente a 90º del de la figura 1;
La figura 3 es una vista en sección esquemática
ilustrativa del flujo del aire contra el rotor de la figura 1;
Las figuras 4a y 4b son vistas superior e
inferior respectivamente del rotor (con su placa superior o disco
de recubrimiento desmontado) que muestra una construcción del
rotor y del subconjunto del ventilador del dispositivo de la figura
1;
Las figuras 5a y 5b muestran vistas superior e
inferior respectivamente de la placa superior o disco de
recubrimiento del dispositivo de la figura 1;
Las figuras 6a y 6b muestran vistas superior e
inferior respectivamente de la pantalla de protección del
ventilador del dispositivo de la figura 1;
Las figuras 7a y 7b son vistas superior e
inferior respectivamente de la base del dispositivo de la figura
1.
La figura 8 muestra el eje del dispositivo de la
figura 1; y
Las figuras 9a y 9b muestran vista superior e
inferior respectivamente de la parte de fijación inferior del
dispositivo de la figura 1.
El dispositivo (1) para el desplazamiento del
aire comprende una rueda de paletas (2) y un rotor (3) montados
sobre un eje (4).
El rotor (3) y la rueda de paletas (2) pueden
estar realizados en forma de cuerpo envolvente único o conjunto
único de ventilador (5). De manera alternativa, el componente de
disco superior del rotor (3) puede ser fabricado como componente
separado fijado al rotor por soldadura mediante placa caliente,
soldadura por ultrasonidos, adherencia, montaje a presión u otros
medios.
El rotor está constituido por dos paletas de
rotor arqueadas o curvadas (6), dispuestas alrededor de un
orificio central (7) destinado a recibir el eje (4). Las paletas
(6) del rotor definen un paso curvado o en forma de S para el
movimiento de aire con respecto al rotor. Tal como se ha mostrado
en la figura 3, cuando el rotor (3) se desplaza con respecto al
aire (por, el movimiento de la superficie sobre la que está montado
el rotor, movimiento del aire con respecto al rotor estacionario o
combinación de ambos), el aire choca sobre la pared interna del
rotor de una paleta (6) y crea un par sobre el rotor. Esto provoca
que el rotor (3) gire alrededor del eje (4). El ventilador (2) (ver
figura 4) forma parte del cuerpo envolvente (5) del que forma parte
también el rotor y por lo tanto está montado rígidamente al rotor
(3) y gira con el mismo alrededor del eje (4).
La rueda de paletas (2) es un ventilador
centrífugo. Es un ventilador rotativo que toma el aire hacia su
interior axialmente y lo expulsa radialmente; es decir toma el aire
desde debajo del subconjunto de ventilador y rotor y lo expulsa
hacia el lateral de la rueda de paletas.
Una placa de disco superior abombada (9) está
situada por encima de las paletas (6) del rotor y puede estar
formada como parte de la pieza moldeada del rotor o como un
componente separado que en este caso es fijado al rotor. La placa
de recubrimiento (9) es un disco superior plano o ligeramente
curvado montado en la parte superior del rotor (3). El grosor del
borde del disco (9) es aproximadamente igual al espesor de pared
típico del componente del rotor y el radio del disco es ligeramente
mayor que la distancia desde el centro del eje por encima del
orificio (7) al borde externo del rotor (ver figura 2).
La rueda de paletas (2) es un ventilador
centrífugo constituido por una serie de paletas (8) formadas
íntegramente en la base del cuerpo envolvente (5) y que sobresalen
del mismo en separación una de otra alrededor del orificio (7) del
cuerpo envolvente a través del cual pasa el eje (4). El ventilador
mostrado en la figura 4 tiene ocho paletas; también se pueden
utilizar otros números de paletas.
La cara inferior de la pantalla de protección
(16) del ventilador comprende ranuras (21) adecuadas al perfil y
posición de las paletas del ventilador (8) y en las que se acoplan
dichas paletas (8) del ventilador (ver figura 2). La pantalla está
montada sobre las paletas del ventilador y fijada al subconjunto
(11) del ventilador y rotor por interposición por acción del calor,
estanqueización térmica u por algún otro método adecuado. La
pantalla (16) reduce un potencial de fugas a través de los bordes
de la paleta del ventilador. Estas fugas pueden ser perjudiciales
para el rendimiento del ventilador.
Antes de la fijación del disco superior, el
rotor es montado sobre el eje (4) con intermedio de dos cojinetes
alrededor de los cuales puede girar libremente. El cojinete de la
parte superior está fijado en su lugar, por ejemplo, mediante una
arandela elástica (15) (un pequeño anillo en forma de "C" que
se introduce a presión en una ranura del eje para retener piezas
-en este caso cojinetes- a empuje sobre el eje).
El cuerpo del cojinete comprende dos cojinetes
para permitir la rotación del eje (4) con respecto al cuerpo del
cojinete (17). El cuerpo del cojinete (17) está fijado de forma
rígida al ventilador y al subconjunto del rotor mediante
adherencia, fijación térmica u otro método adecuado.
A efectos de fijar el dispositivo, por ejemplo,
al techo de un vehículo (22) (ver figuras 1 y 2) se corta una
abertura (23) en el techo (22) del vehículo utilizando una sierra,
punzón u otro método de corte. Dos orificios de situación
adicionales son realizados en el techo en posiciones
predeterminadas alrededor de la abertura (23).
Un elemento de base o parte de fijación superior
(18) queda situado en el exterior del techo con dos espigas (19)
sobre la base situadas en los orificios adicionales sobresaliendo a
través del techo.
Estas espigas sitúan la base y la bloquean
evitando su rotación. Otra manera de disponer la localización sería
disponer un labio sobre el elemento de base (18) que se extiende
hacia abajo desde la base y que se acopla contra la cara de la
abertura (23). Las espigas (19) pueden ser suplementarias por dicha
característica consistente en el labio.
El eje saliente (4) del rotor montado y el
subconjunto del ventilador (5) está situado en el orificio a través
del elemento de base de manera que sobresale hacia el interior del
vehículo. Una parte inferior de fijación o placa (20) es colocada
entonces hacia arriba dentro del vehículo de manera que las espigas
(19) de la base (18) se acoplan con la misma.
El conjunto completo del dispositivo es
sostenido en su lugar colocando y fijando una tuerca (40) en la
parte inferior del eje. El eje está conformado de manera que no
puede girar en el orificio (24) mientras la tuerca esté
apretada.
Si bien la realización de la invención mostrada
en las figuras y que se ha descrito utiliza una tuerca en el eje
para fijar al dispositivo, es posible disponer un elemento de
fijación separado del eje y/o utilizar dispositivos de fijación
distintos de una tuerca sobre el eje, por ejemplo; el eje podría
terminar cerca de las partes de fijación y se podría incorporar un
perno de fijación separado en la base; el eje o perno de fijación
podrían tener una forma hembra roscada con una forma macho roscada
en la pieza de bloqueo; o bien el eje y el componente de bloqueo
podrían utilizar un acoplamiento de tipo bayoneta en vez de un
acoplamiento roscado.
Las investigaciones realizadas han demostrado
que el par generado por el rotor para una velocidad del viento
determinada es más que suficiente para impulsar el ventilador a
dicha velocidad de rotación. Esto indica una posible ruta para
incrementar la velocidad de extracción a una velocidad determinada
del viento/vehículo mediante la utilización de un conjunto de
engranajes:
1. Los elementos del rotor y de la rueda de
paletas del ventilador estarían enlazados a través de un
dispositivo de engranajes en vez de estar integrados en el mismo
subconjunto. Esto permitiría que la rueda de paletas pudiera girar
a una velocidad angular más grande que el rotor, mejorando por lo
tanto el rendimiento de la extracción a una velocidad
determinada.
2. Las perdidas debidas al sistema de engranaje
y cualquier incremente de par para impulsar la rueda de paletas
provocará que la velocidad de extracción sea menor que la supuesta
por un modelo "ideal", pero las ganancias netas serán todavía
significativas.
3. Una serie de componentes de engranajes
podrían ser ofrecidos para selección de la proporción de engranajes
óptima dependiendo de la aplicación.
El ventilador descrito funciona según el
principio de Savonius y puede ser aplicado en una serie de
distintas aplicaciones incluyendo constituir el medio de
desplazamiento para embarcaciones y para generar electricidad. Si
bien las ideas explicadas en este documento podrían ser aplicadas
en estas situaciones se observará que podría ser preferible
concentrarse en aplicación a extracción de aire en vehículos.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante se dirige exclusivamente a ayudar al lector y no forma
parte del documento de patente europea. Incluso si en su
concepción se ha observado el máximo cuidado, no pueden excluirse
errores u omisiones y la OEB declina cualquier responsabilidad en
este sentido.
\bullet GB 2081882 A [0002] [0004]
Claims (11)
1. Dispositivo para ventilación y/o circulación
de aire (1) que comprende una rueda de paletas (2), un rotor (3)
capaz de girar por el movimiento del aire para impulsar la rueda de
paletas y una parte de fijación para fijar el dispositivo a una
superficie de montaje (22), en el que la parte de fijación
comprende partes de fijación superior (18) e inferior (20) en
asociación, para fijación respectivamente por encima y por debajo
de la superficie de montaje (22), siendo desplazables las partes de
fijación (18, 20) una con respecto a otra para fijar o liberar una
superficie (22) dispuesta entre ellas, caracterizado porque
cada una de las partes de fijación (18, 20) comprende una parte de
cubo conectada mediante elementos de radios a una superficie de
fijación periférica y la parte de fijación comprende también un
elemento de fijación (4, 40) que atraviesa las partes
correspondiente de cubo para aplicar una fuerza de fijación para
presionar la superficie de fijación periférica alrededor de la
superficie de montaje.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que el elemento de fijación (4, 40) está situado sustancialmente en
el centro de las partes de fijación (18, 20).
3. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el elemento de fijación (4,
40) comprende un eje o perno (4) y un elemento de bloqueo (40) y
los cubos de las respectivas partes de fijación (18, 20) tienen
orificios asociados o correspondientes (7, 24) para recibir el eje
o perno (4) y el elemento de bloqueo (40) desplaza o bloque las
partes de fijación (18, 20) una con respecto a otra, a lo largo del
eje o perno (4).
4. Dispositivo según la reivindicación 3, en el
que el elemento de bloqueo (4) actúa sobre el extremo inferior del
eje o perno (4) o es móvil a lo largo del mismo.
5. Dispositivo según la reivindicación 3 o 4, en
el que la rueda de paletas (2) y el rotor (3) giran alrededor de
un eje que es coaxial con el eje o perno (4) que pasa a través de
las partes de fijación (18, 20).
6. Dispositivo según la reivindicación 5, en el
que la rueda de paletas (2) y el rotor (3) giran alrededor del eje
o perno (4) que pasa a través de las partes de fijación (18, 20) y
el eje (4) se puede fijar con respecto a la parte de fijación de
manera que no gira con respecto a la misma.
7. Dispositivo de ventilación según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que la rueda de paletas
(2) es una rueda de paletas centrífuga.
8. Dispositivo de ventilación según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que la rueda de paletas
(2) y el rotor (3) están fijados uno con respecto al otro.
9. Dispositivo según la reivindicación 8, en el
que la rueda de paletas (2) y el rotor (3) son una sola pieza.
10. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que la rueda de paletas (2) y el
rotor (3) están acoplados por un dispositivo de engranajes.
11. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el rotor (3) comprende una
placa de base (16), una entrada de aire que se extiende hacia
arriba desde la placa de base comprendiendo dos paletas de rotor
curvada (6) en disposición de solape con separación, con sus
superficies cóncavas o parcialmente cóncavas en oposición para
definir un paso entre las paletas del rotor.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB0103781A GB2372294B (en) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | Fanning or ventilating device |
| GB0103781 | 2001-02-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2319740T3 true ES2319740T3 (es) | 2009-05-12 |
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ID=9908839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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