ES2260022T3 - Tobera acustica silenciadora. - Google Patents
Tobera acustica silenciadora.Info
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Abstract
Una tobera silenciadora acústica compuesta de: la primera sección de la pared exterior (20) y la segunda sección de la pared exterior (22), cada una formada aproximadamente como una sección cónica parcial, siendo cóncavas, una respecto a la otra, y estando situadas de manera opuesta, una respecto a la otra, por lo menos una parte de cada una de las primeras y segundas secciones de la pared exterior (20, 22) comprendiendo un material perforado, por lo menos una primera salida superior del aire (24) y por lo menos una segunda salida superior del aire (26) para liberar los gases de extracción procedentes desde allí mismo; el primer revestimiento exterior (70) dispuesto en la proximidad de la primera sección de la pared exterior (20) que comprende el material perforado para delimitar el primer espacio exterior encerrado (75); el segundo revestimiento exterior (80) dispuesto en la proximidad de la parte de la segunda pared exterior (22), una sección que comprende el material perforado para delimitar el segundo espacio exterior encerrado (85).
Description
Tobera acústica silenciadora.
La presente invención se refiere en términos
generales a las toberas para ventiladores y, más en particular, a
las toberas de silenciadores de alta velocidad para su uso con los
ventiladores extractores.
Los dispositivos de la técnica anterior han sido
diseñados para proporcionar la alta velocidad de presión para el
aire atmosférico y otros gases de extracción, según están descritos,
por ejemplo, en la Patente U.S. Nº 4.806.076, asignada a Andrews, y
la Patente U.S. Nº 5.439.349, asignada a Kupferberg. Estos
ventiladores extractores están habitualmente montados sobre las
superficies de los tejados de los edificios y están utilizados para
expulsar gases tan alto como sea posible por encima de la línea del
tejado de un edificio para garantizar una eficaz disolución de los
gases dentro del más grande como sea posible volumen del aire
ambiental y su dispersión en un gran área con la máxima disolución.
El ventilador de la Patente U.S. Nº 4.806.076 tiene una tobera en
la que están delimitados dos trayectos del flujo convergentes
mediante dos respectivos pasillos. Las paredes que forman estos
pasillos están formadas como sectores de secciones cónicas. Una
banda de viento está provista en un extremo de los dos pasillos en
las salidas de los mismos para proporcionar una inducción de aire
fresco que se mezcle con los gases de extracción procedentes de los
dos pasillos.
Los ventiladores extractores convencionales para
mover grandes volúmenes del aire generan a menudo altos niveles de
ruido lo que no resulta deseable. En consecuencia, se ha propuesto
una gran variedad de equipos de silenciadores de los ventiladores
para que absorban el ruido de los ventiladores, reduciendo, por lo
tanto, el ruido de los ventiladores hasta un nivel aceptable. Sin
embargo, los silenciadores convencionales son utilizados en una
parte del dispositivo del ventilador y no controlan el ruido en la
tobera ó en la parte de la salida. Estos silenciadores
convencionales no son deseables por varias razones, entre otras,
porque conducen a aun aumento de la altura total del dispositivo de
ventilación y están limitados a una velocidad de distribución de
aire relativamente baja (del orden de menos de alrededor de 15,24
m/segundo (3000 pies/minuto) que es cuando son efectivos (es decir,
cuando proporcionan la máxima atenuación sin que ellos mismos
generen ningún ruido significante). La Patente GB 984.817 presenta
un dispositivo silenciador para una corriente del gas propulsado
por un ventilador que funciona en un conducto en el que la pared del
conducto que se encuentra en la vecindad del ventilador está
provista con perforaciones y rodeada con un manto del material
absorbente del sonido. La Patente GB 1.166.843 presenta un difusor
soplante de gas que comprende un conducto en el que un absorbente
acústico que comprende filamentos de tejido de punto ó material
tejido formados dentro del absorbente en capas del manto y está
dispuesto alrededor de la superficie exterior del conducto. Por lo
tanto, existe la necesidad de un dispositivo que controle el ruido
en la tobera ó la parte de salida para reducir la altura del
ventilador u otro dispositivo que proporcione una relativamente alta
velocidad de distribución del aire sin añadir significante presión
al sistema.
La presente invención se refiere a una tobera
acústica selenciadora para unos aparatos como dispositivos de
ventilación y extracción. La tobera proporciona por lo menos dos
pasillos de extracción, cada uno extendiéndose a través del área
que está próxima a cualquier medio acústico absorbente ó cámaras de
resonancia. De esta forma, se reduce el ruido en la tobera ó en la
parte de salida y se proporciona una masa de aire impermeable de un
flujo de alta velocidad. Preferentemente, la tobera tiene por lo
menos una abertura que permite que el aire ambiental se mezcle con
los gases de extracción en la salida de la tobera.
De acuerdo con una realización de la presente
invención, la tobera del silenciador acústico comprende: las
secciones, primera y la segunda, de la pared exterior, formadas,
aproximadamente, cada una, como una sección parcial y cónica,
estando cóncavas, una en relación con la otra, ó cilíndricas ó
derechas en las paredes interiores, estando situadas una enfrente
de la otra, comprendiendo, por lo menos una parte de cada una de la
primera y la segunda sección de la pared exterior un material
perforado, por lo menos la primera salida superior del aire y por
lo menos la segunda salida superior del aire para liberar los gases
de extracción de las mismas; el primer revestimiento exterior
dispuesto en la proximidad de la parte de la primera sección de la
pared exterior que comprende el material perforado para delimitar
el primer espacio exterior cerrado; el segundo revestimiento
exterior dispuesto en la proximidad de una parte de la segunda
sección de la pared exterior que comprende el material perforado
para delimitar el segundo espacio exterior cerrado; la primera
sección de la pared interior situada en una relación espaciada en
relación con la primera sección de la pared exterior,
comprendiendo, por lo menos una parte de la primera sección de la
pared interior, el material perforado, estando la primera sección
de la pared interior aproximadamente formada como una sección
parcialmente cónica, cilíndrica ó derecha estando convexa ó derecha
hacia la primera sección de la pared exterior para delimitar por lo
menos el primer pasillo de flujo de extracción entre las mismas
adaptada para recibir los gases de extracción y guiar los mismos a
su liberación hacia arriba a través de la primera salida superior
del aire; el primer revestimiento interior dispuesto en la
proximidad de la parte de la primera sección de la pared interior
que comprende el material perforado para delimitar el primer
espacio interior cerrado; la segunda sección de la pared interior
situada en relación espaciada respecto a la segunda sección de la
pared exterior, por lo menos una parte de la segunda sección de la
pared interior comprendiendo un material perforado, estando la
segunda sección de la pared interior formada como sección
parcialmente cónica, cilíndrica ó derecha estando convexa ó derecha
hacia la segunda sección de la pared exterior para delimitar por lo
menos un segundo pasillo del flujo de extracción entre las mismas,
adaptadas para recibir los gases de extracción y guiarlos para
liberarlos hacia arriba a través de la segunda salida superior del
aire, estando el primero y el segundo trayecto del flujo de
extracción convergentes; el segundo revestimiento interior dispuesto
en la proximidad de la parte de la sección de la segunda sección de
la pared interior que comprende el material perforado (u otro
material similar como metal expandido ó espuma) para delimitar el
segundo espacio interior cerrado; medios acústicos absorbentes
dispuestos en el primero y el segundo espacio exterior cerrado y el
primero y el segundo espacio interior cerrado; por lo menos la
primera pared extrema extendiéndose desde la sección de la primera
pared interior hasta la primera sección de la pared exterior para
encerrar los gases que pasan entre las mismas dentro del primer
trayecto del flujo de la extracción, el primer trayecto del flujo de
extracción pasando por el primer espacio cerrado exterior y el
primer espacio encerrado; por lo menos una pared del segundo extremo
extendiéndose desde la sección de la segunda pared interior hasta
la segunda sección de la pared exterior para delimitar los gases
que pasan entre las mismas dentro del segundo flujo del trayecto de
extracción, el segundo trayecto del flujo de extracción pasando por
el segundo espacio cerrado exterior y el segundo espacio interior
encerrado absorbiendo el ruido a través de las secciones que
comprenden el material perforado (u otro material similar como el
metal expandido ó espuma) dentro de los medios acústicos
absorbentes.
El texto presentado con anterioridad y otros
aspectos de la presente invención serán más comprensibles habiendo
analizado la descripción detallada de la invención tomada en
consideración conjuntamente con los dibujos acompañantes. Con el
fin de ilustrar la invención, en los dibujos está presentada una
realización que en la actualidad es preferente, sin embargo se debe
de comprender que la invención no está limitada a los métodos y las
instrumentaciones específicas que están presentadas. En los
dibujos:
La Figura 1 es una vista en planta frontal de
una tobera silenciadora acústica de acuerdo con la presente
invención incorporada dentro del ventilador de extracción;
La Figura 2 es una vista frontal transversal de
la tobera silenciadora de la Figura 1;
La Figura 3 es una vista lateral transversal de
la tobera silenciadora de la Figura 1 tomada a lo largo de las
líneas 3 - 3 de la Figura 1:
La Figura 4 es una vista frontal en planta de la
tobera silenciadora acústica de acuerdo con la presente invención
que muestra el uso de una banda de viento situada alrededor de la
misma;
La Figura 5 es una vista transversal de una
tobera silenciadora acústica de la presente invención según está
mostrada en la Figura 1 a lo largo de las líneas 5 - 5;
La Figura 6 es una vista transversal de una
ejemplar tobera silenciadora acústica de la presente invención
según está mostrada en la Figura 1 a lo largo de las líneas 6 -
6;
La Figura 7 es una vista frontal en planta de la
realización alternativa de la tobera silenciadora acústica de la
presente invención que muestra una realización, situada de manera
remota, del medio de accionamiento del ventilador;
La Figura 8 es una vista alzada frontal de una
ejemplar tobera silenciadora acústica incorporada dentro de otro
ventilador de extracción de acuerdo con la presente invención;
La Figura 9 es una vista transversal vertical
tomada a lo largo de la línea 9 - 9 de la Figura 8;
La Figura 10 es una vista transversal,
fragmentaria y vertical, de un detalle de la realización mostrada en
la Figura 8; y
La Figura 11 es una vista transversal y
horizontal tomada a lo largo de la línea 11 - 11 de la Figura
10.
La presente invención proporciona una tobera
silenciadora acústica para su uso con aparatos como los ventiladores
de extracción y ventilación. La tobera proporciona por lo menos dos
trayectos de extracción convergentes, cada uno se extiende a través
del área que está situada en la proximidad del medio acústicamente
absorbente ó cámaras resonantes. De esta manera, el ruido queda
reducido en la tobera ó en la parte de salida y proporciona una
masa de aire impermeable del flujo de alta velocidad.
Preferentemente, la tobera tiene por lo menos una abertura que
permite que el aire atmosférico se mezcle con los gases de
extracción en la salida de la tobera.
La primera realización ejemplar de acuerdo con
la presente invención está mostrada en la Figura 1. El aparato del
ventilador de extracción, como uno de sobrecarga acústica radial,
flujo mixto, centrífugo ó un ventilador de extracción axial,
incluye una carcasa principal 10 que tiene una carcasa del
ventilador 12 en la sección inferior de la misma y una tobera
silenciadora acústica 18 situada por encima de la carcasa del
ventilador 12 y que se extiende hacia arriba desde la misma. La
carcasa del ventilador 12 delimita la entrada del ventilador 14
adaptada para recibir los gases para su extracción desde arriba y
una salida del ventilador 16 que permite el movimiento de los gases
hacia arriba desde la carcasa del ventilador 12 y su introducción
dentro de la tobera silenciadora
\hbox{acústica 18.}
La tobera silenciadora acústica 18 delimita la
primera sección de la pared exterior 20 y la segunda sección de la
pared exterior 22 siendo las dos, por lo general, secciones cónicas,
cóncavas, cilíndricas ó derechas, una respecto a la otra. La tobera
silenciadora acústica 18 delimita además la primera salida superior
del aire 24 y la segunda salida superior del aire 26 en la parte
más alta de la misma. Una sección del área pasiva 28 que delimita
la cámara del área pasiva 48 está situada entre la primera sección
de la pared exterior 20 y la primera salida superior del aire 24 y
la segunda sección de la pared exterior 22 y la segunda salida
superior del aire 26. El área pasiva suministra el aire para
mezclarlo por medio de la inducción dentro del aire contaminado
siendo éste extraído a través de las dos salidas superiores.
La sección del área pasiva 28 delimita la
primera sección de la pared interior 30 que tiene forma cónica,
cilíndrica ó sección derecha que es convexa ó derecha, orientada
hacia fuera y hacia la primera sección de la pared exterior 20. El
primer trayecto del flujo de extracción 32 está delimitado entre la
primera sección de la pared interior 30 y la primera sección de la
pared exterior 20. De manera similar, la sección del área pasiva 28
delimita la segunda sección de la pared interior 34 que está formada
como sección cónica y es convexa, orientada hacia fuera y se
encuentra en relación espaciada respecto a la segunda sección de la
pared exterior 22 para delimitar el segundo trayecto del flujo de
extracción 36 situado entre las mismas.
Por lo menos una parte de la primera pared
exterior 20 y la primera pared interior 30 comprenden un material
perforado, como acero, fibra de vidrio ó polipropileno perforados.
De manera similar, por lo menos una parte de la segunda pared
exterior 22 y la segunda pared interior 34 comprenden el material
perforado.
El primero y el segundo revestimiento exterior
70, 80 están dispuestos en la proximidad de la sección de las
paredes exteriores 20, 22 que comprenden el material perforado. Los
revestimientos exteriores 70, 80 y las secciones perforadas tienen
las respectivas particiones especiadas entre los mismos
proporcionado de esta manera los respectivos espacios encerrados
exteriores ó cámaras 75, 85. Los espacios encerrados exteriores 75,
85 contienen, dispuesto dentro de los mismos, un material acústico
absorbente 77, 87, como lana de acero inoxidable ó un material de
fibra de vidrio ó cualquier otro medio tratado acústicamente. De
manera alternativa, los espacios exteriores encerrados 75, 75, 85
pueden constituir, cada uno, una cámara de resonancia. Los espacios
encerrados exteriores ó cámaras 75, 85 están cerrados en los dos
extremos. Mientras el aire se mueve hacia debajo de los trayectos
del flujo de extracción 32, 36, el ruido queda absorto a través de
las perforaciones en las superficies de las paredes exteriores 20,
22 dentro del material de relleno acústico 77, 87.
De manera similar, los revestimientos interiores
90, 95 están dispuestos en la proximidad de las secciones
perforadas sobre las paredes interiores 30, 34, respectivamente. Los
revestimientos interiores 90, 95 y las secciones perforadas tienen
particiones respectivas espaciadas entre los mismos proporcionando,
de esta manera, los respectivos espacios ó cámaras interiores
encerrados 92, 97. Dentro de los espacios interiores encerrados 92,
97 se encuentra dispuesto un material acústico absorbente 94, 99,
como plástico, acero recubierto ó galvanizado, acero inoxidable,
lana mineral ó material de fibra de vidrio ó cualquier otro material
tratado acústicamente y puede también incluir un envoltorio ó
barrera químicamente resistente como mylar, poliuretano ó material
similar para prevenir la existencia de los contaminantes de
extracción, humedad ó molde procedente de la acumulación en el
material acústico ó cavidad. Alternativamente, los espacios
interiores encerrados 92, 97 pueden constituir, cada uno, una
cámara de resonancia. Los espacios ó cámaras encerrados e interiores
92, 97 están cerrados en cada uno de los extremos. Mientras el aire
se mueve hacia abajo por los trayectos del flujo de extracción 32,
36, el ruido queda absorto a través de las perforaciones sobre las
superficies de las paredes interiores 30, 34 dentro del material de
relleno acústico 94, 99.
Preferentemente, los orificios en la sección
perforada constituyen alrededor del 20 hasta el 75 por ciento del
área de la misma y tienen aproximadamente 2,28 hasta 25 mm. (3/32
hasta 1 pulgada) de diámetro y la sección perforada cubre por lo
menos alrededor del 50 hasta el 100 por ciento del la longitud de
las paredes exteriores e interiores.
La primera pared extrema 38 que puede adoptar la
forma de dos paredes extremas 58 puede estar situada extendiéndose
entre la primera sección de la pared interior 30 y la primera
sección de la pared exterior 20. Estas paredes extremas están
mostradas en las Figuras 5 y 6 y en la definición del primer
trayecto del flujo de extracción 32. De manera similar, la segunda
pared extrema 40 que puede adoptar la forma de dos segundas paredes
extremas 60 puede estar situada extendiéndose desde la segunda
sección de la pared interior 34 hasta la segunda sección de la pared
exterior 22 para facilitar la delimitación del segundo trayecto del
flujo de extracción 36.
Para facilitar el flujo del aire que se vaya a
extraer a través del primero y el segundo trayecto del flujo de
extracción, un ventilador 42 puede preferentemente estar situado
dentro de la carcasa del ventilador 12. El ventilador está
conectado de manera operativa respecto a la unidad impulsora del
ventilador 54 para controlar el funcionamiento del mismo. La unidad
impulsora del ventilador 54 puede estar situada dentro de la cámara
del área pasiva 48 ó puede estar situada en el exterior de la
carcasa principal 10 de la presente invención según está mostrado
en la Figura 7 ó estar totalmente debajo de la sección de la tobera.
En la configuración mostrada en la Figura 7, la unidad transmisora
por correa 56 puede estar incluida y situada dentro de la sección
del área pasiva 28 y puede estar asegurada de manera operativa
respecto a la unidad impulsora 54 que en sí misma puede estar
asegurada respecto a la parte exterior de la carcasa principal
10.
Para facilitar el mezclado del gas de extracción
con los gases medioambientales, la banda de viento 44 puede estar
situada verticalmente extendiéndose por lo general en relación
paralela respecto al extremo superior de la tobera silenciadora
acústica 18. Preferentemente, la banda de viento 44 está situada en
una relación espaciada respecto a las paredes exteriores de la
tobera del silenciador acústico 18 por medio del soporte de la
banda de viento 46. De esta manera, cuando los gases son extraídos a
través de la primera salida superior de aire 24 y la segunda salida
superior de aire 26, el aire será inducido para fluir según está
mostrado en la Figura 4 por medio de las flechas 62. Asimismo, el
aire también será inducido a fluir desde la cámara del área pasiva
48 hacia arriba según muestra la flecha 63 dentro de los gases
contaminados que están siendo extraídos a través de las dos salidas
superiores para facilitar su mezclado allí mismo. Preferentemente,
el aire ambiental se mezcla con el aire de extracción
inmediatamente tras el movimiento de los gases que pasan al exterior
a través de las salidas superiores 24 y 26. La banda de viento 44
protegerá la sección contraída producida por el flujo convergente
(masa de aire) desde el pasillo de extracción primario.
La parte transversal mostrada en la Figura 3 es
perpendicular a través de un plano que se extiende de forma
horizontal respecto a la sección transversal mostrada en la Figura
2. Como tal, la forma del trayecto del primer flujo de extracción
32 y el segundo trayecto del flujo de extracción 36 de la Figura 2
está mostrada como paralela y vertical extendiéndose de forma
inclinada hacia dentro en la dirección del área pasiva. En la
Figura 3, se presenta la vista a lo largo de las líneas 3 - 3 de la
Figura 1 y como tal la superficie exterior de la primera y la
segunda pared extrema 38 y 40 está mostrada allí mismo. Estas
paredes muestran una configuración con el primer punto intermedio
50 situado en la pared exterior de la primera pared extrema 38 y el
segundo punto intermedio 52 situado en la pared exterior de la
segunda pared extrema 40. De esta forma, podemos ver que la sección
transversal de los trayectos del flujo de extracción es como está
mostrada en la Figura 2 cuando pasa a través de la parte central de
los mismos y tiene la tendencia de asumir la forma de la superficie
exterior de la primera y la segunda pared extrema 38 y 40 mostrada
en la Figura 3 hacia los bordes periféricos exteriores del primero
y del segundo trayecto del flujo de extracción, 32 y 36. El uso de
las secciones cónicas para las paredes que delimitan los trayectos
del flujo de extracción es importante en vista del alto volumen del
flujo de aire con el que se encuentran tales sistemas de extracción
de sobrecarga acústica.
El aparato ejemplar de la presente invención
puede incluir dos ó más trayectos del flujo vertical y de esta
forma dos ó más salidas superiores del aire contaminado. La presente
invención define básicamente una en un lado y otra en el otro lado
con el área pasiva entre las dos. Cada una de estas salidas puede
estar divida en múltiples secciones de tal manera que cualquier
número de los trayectos del flujo individuales y superiores pueden
estar definidos como situados de forma circunferencial alrededor del
área pasiva.
Durante el funcionamiento del silenciador de la
presente invención, la corriente primaria del fluido (por ejemplo,
gases de escape) se mueve a la velocidad de por lo menos alrededor
de 10 - 16 m/segundo (2000 pies/minuto) (respecto al fluido
ambiental en la atmósfera) y preferentemente sube a alrededor de 38
- 53 m/segundo (6600 pies/minuto). El movimiento de esta corriente
primaria del fluido determina la aspiración de tal manera que la
corriente secundaria del fluido se retira del fluido ambiental de
la
atmósfera.
atmósfera.
Se debe de tener en cuenta que los trayectos de
extracción 32, 36 convergen con el propósito de mantener la masa de
aire impermeable de extracción lo que puede crear una corriente de
aire del orden de alrededor de 33,5 m (110 pies) de diámetro
moviéndose a la velocidad de alrededor de 1,27 m/segundo (250
pies/minuto) en el aire inmóvil. Este hecho ayuda a diluir el
afluente ó humos antes de su liberación dentro de la atmósfera,
minimizando, de esta manera, los problemas de polución con una
eficacia extremadamente alta.
Otro ventilador extractor ejemplar que comprende
una tobera silenciadora acústica de acuerdo con la presente
invención está descrito respecto a la Figura 8. El aparato 110 tiene
una base 112 destinada a estar montada sobre el tejado, una
envoltura centrífuga del ventilador 114 montada sobre la base 112 y
un conducto de entrada 116 que se extiende hasta un lado del
envoltorio 114 desde el interior del edificio (que no está
mostrado). Una chimenea de extracción ó tobera 118 y sobre la misma
chimenea de extracción una anilla 120 de forma frustocónica está
montado sobre la parte superior de la envoltura centrífuga del
ventilador 114.
De forma similar a las realizaciones presentadas
con anterioridad, una parte de las paredes, interior y exterior, de
la chimenea ó tobera 118 comprenden un material perforado, como el
acero, fibra de vidrio ó polipropileno perforados. El primero y el
segundo envoltorio 70, 80 están dispuestos en la proximidad de la
sección de las paredes exteriores que comprenden el material
perforado. Los envoltorios exteriores 70, 80 y las secciones
perforadas tienen las respectivas particiones espaciadas entre los
mismos, proporcionando de esta manera los respectivos espacios ó
cámaras, exteriores y encerrados, 75, 85. Los espacios exteriores
encerrados 75, 85 tienen dispuesto dentro de los mismos un material
absorbente acústico 77, 87, como el plástico, acero recubierto ó
galvanizado, acero inoxidable, lana mineral ó el material de fibra
de vidrio ó cualquier otro medio tratado acústicamente y, asimismo,
pueden incluir un envoltorio ó barrera resistente químicamente,
tales como mylar, poliuretano ó material similar para prevenir los
contaminantes de extracción, humedad ó molde resultante de la
acumulación en el material acústico ó cavidad. Alternativamente, los
espacios exteriores encerrados 75, 85 pueden constituir, cada uno,
una cámara de resonancia. Los espacios ó cámaras exteriores
encerrados 75, 85 están cerrados en cada extremo. Cuando el aire se
mueve hacia abajo por los trayectos del flujo de extracción, el
ruido está absorto a través de las perforaciones en las superficies
de las paredes exteriores dentro del material acústico de relleno
77, 87.
De manera similar, los envoltorios interiores
90, 95 están dispuestos en la proximidad de las secciones perforadas
sobre las paredes interiores. Los envoltorios interiores 90, 95 y
las secciones perforadas tienen particiones respectivas espaciadas
entre los mismos, proporcionando de esta manera los espacios ó
cámaras interiores y encerrados 92, 97. Los espacios interiores
encerrados 92, 97 tienen dispuestos allí mismo un material
absorbente acústico 94, 99, como plástico, acero recubierto ó
galvanizado, acero inoxidable, lana mineral ó material de fibra de
vidrio ó cualquier otro medio tratado acústicamente y pueden
incluir, asimismo, un envoltorio ó barrera resistente químicamente
como mylar, poliuretano ó material similar para prevenir los
contaminantes de extracción, humedad ó molde procedente de la
acumulación en el material acústico ó cavidad. Alternativamente,
los espacios encerrados interiores 92, 97 pueden constituir, cada
uno, una cámara de resonancia. Los espacios ó cámaras interiores
encerrados 92, 97 están cerrados en los dos extremos. Mientras el
aire se mueve hacia abajo por los trayectos del flujo de
extracción, el ruido está absorto a través de las perforaciones en
las superficies de las paredes interiores dentro del material
acústico de relleno 94, 99.
La base 112 incluye un marco 122 sobre el cual
está montado un motor 124. El vástago 126 está asentado en los
soportes de cojinete 128 montados sobre el marco 122 y se extiende
dentro de la caja 132 en forma de un voladizo. El vástago 126 está
propulsado por una correa de propulsión 130 que proviene del motor
124. Según está mostrado en la Figura 9, el vástago 126 está
montado en un impulsor centrífugo 138 que tiene múltiples paletas
del ventilador que giran alrededor del vástago 126.
La caja 114 incluye una ranura espiral 132 que
rodea el impulsor 138 y está interrumpido por el puerto de descarga
144. La ranura espiral incluye un recorte 134 cerca del puerto de
descarga 144. La caja 114 también incluye las paredes laterales
paralelas 136. El puerto de entrada 140 está definido en la pared de
un lado 136 de la caja 114, y las pestañas de conexión 142 están
provistas para sujetar el puerto de entrada 140 con el conducto de
entrada 116.
De esta manera, los gases de desecho que
contienen los contaminantes de extracción incluidos en el aire
procedente del edifico a través del conducto 116 entran en la caja
114 en relación axialmente relativa al impulsor 138 y el flujo del
aire se acelera a través del puerto de descarga 144. Un tubo difusor
146 está montado en el puerto de descarga 144 y se comunica con el
mismo. El tubo difusor 146 está, a su vez, conectado con el conducto
bifurcado 148 por medio de las pestañas conectoras 149. El conducto
bifurcado 148 incluye los pasillos 150 y 152 que, por lo general,
son paralelos, a pesar de que, de hecho, convergen ligeramente hacia
la salida. Una abertura central 155 está formada por medio de las
paredes planas interiores 154 y 156 delimitando los pasillos 150 y
152, respectivamente.
Según está mostrado en las Figuras 10 y 11, los
puertos de salida 158 y 160 están delimitados en el extremo
superior del conducto bifurcado 148, comunicándose con los pasillos
150 y 152, respectivamente. Una anilla anular 162 se extiende
alrededor del extremo superior del conducto bifurcado 148. El anillo
164 está formado entre la anilla 120 y la anilla 162.
Durante el funcionamiento, el impulsor 138,
accionado por el motor 124, retirará los gases de extracción desde
el edificio que contienen los contaminantes existentes en el aire a
través del conducto 116 y posteriormente los llevará hacia arriba
dentro de la chimenea ó tobera 118 primero pasando a través del
difusor y luego por los pasillos dobles 150 y 152. La localización
de la caja 114 y, en particular, la orientación de la ranura
espiral 132 relativa a la chimenea ó tobera 118, permite incluso la
distribución del flujo del aire dentro del difusor y a través de
los pasillos 150 y 152. Los gases contaminados se extraen a través
de los puertos de salida 158 y 160 en una velocidad relativamente
alta y provocarán que el aire ambiental sea inducido dentro del
anillo 164 para mezclarse con los contaminantes existentes en el
aire y, por lo tanto, diluyen la extracción.
La presente invención proporciona las ventajas
de una altura más pequeña de la chimenea y una seguridad
incrementada. La presente invención minimiza la pérdida de la
presión estática en el sistema y aumenta la atenuación del ruido en
comparación con el silenciador habitual a una velocidad más alta. La
presente invención también proporciona mayor accesibilidad a las
partes interiores (por ejemplo, el motor) para su inspección.
Está previsto que el silenciador de tobera de la
presente invención puede ser utilizado con cualquier tipo de
salida. El ventilador, motor y el aparato impulsor pueden estar
situados en cualquier parte. La presente invención puede ser
utilizada con los ventiladores de diferentes tipos u otros aparatos
que emiten los gases de extracción a la velocidad por encima de
alrededor de 10,6 m/segundo (2000 pies /minuto).
A pesar de que la presente invención está
presentada y descrita en este documento con referencia a ciertas
realizaciones específicas, sin embargo no se pretende que esta
invención esté limitada a los detalles demostrados. Más bien, se
pueden introducir varias modificaciones en los detalles dentro del
ámbito y el rango de los equivalentes de las reivindicaciones sin
alejarse de la presente invención.
Claims (21)
1. Una tobera silenciadora acústica compuesta
de:
la primera sección de la pared exterior (20) y
la segunda sección de la pared exterior (22), cada una formada
aproximadamente como una sección cónica parcial, siendo cóncavas,
una respecto a la otra, y estando situadas de manera opuesta, una
respecto a la otra, por lo menos una parte de cada una de las
primeras y segundas secciones de la pared exterior (20, 22)
comprendiendo un material perforado, por lo menos una primera salida
superior del aire (24) y por lo menos una segunda salida superior
del aire (26) para liberar los gases de extracción procedentes desde
allí mismo;
el primer revestimiento exterior (70) dispuesto
en la proximidad de la primera sección de la pared exterior (20)
que comprende el material perforado para delimitar el primer espacio
exterior encerrado (75);
el segundo revestimiento exterior (80) dispuesto
en la proximidad de la parte de la segunda pared exterior (22), una
sección que comprende el material perforado para delimitar el
segundo espacio exterior encerrado (85);
la primera sección de la pared interior (30)
situada en una relación espaciada respecto a la citada primera
sección de la pared exterior (20), por lo menos una parte de la
primera sección de la pared interior comprende un material
perforado, la citada primera sección de la pared interior estando
aproximadamente formada como una de las secciones parcialmente
cónicas, cilíndricas y derechas, siendo convexas ó derechas hacia la
citada primera sección de la pared exterior (20) para delimitar por
lo menos un primer trayecto de extracción (52) entre las mismas,
adaptado para recibir los gases de extracción y guiarlos para su
liberación hacia arriba a través de la primera salida superior del
aire (24);
el primer revestimiento interior (40) dispuesto
en la proximidad de la parte de las primeras secciones de la pared
interior (30) que comprende el material perforado para delimitar el
primer espacio interior encerrado (92);
la segunda sección de la pared interior (34)
situada en una relación espaciada respecto a la citada segunda
sección de la pared exterior (22), por lo menos una parte de la
segunda sección de la pared interior (34) comprende un material
perforado, la citada sección de la pared interior (34) estando
aproximadamente formada como una de las secciones parcialmente
cónicas, cilíndricas y derechas, siendo convexas ó derechas hacia la
citada segunda sección de la pared exterior (22) para delimitar por
lo menos un segundo trayecto del flujo de extracción (36) que se
encuentra entre las mismas, adaptado para recibir los gases de
extracción y guiarlos para su liberación hacia arriba a través de
la citada segunda salida superior del aire (26), siendo convergentes
el primer y el segundo trayecto del flujo de extracción;
el segundo revestimiento interior (95) dispuesto
en la proximidad de la parte de la segunda sección de la pared
interior (34) que comprende el material perforado para delimitar el
segundo espacio interior encerrado (97);
los medios acústicamente absorbentes (77, 87,
94, 97) dispuestos en los primeros y segundos espacios exteriores
(95, 85) y el primer y el segundo espacio interior encerrado (92,
97);
por lo menos una primera pared extrema (35) que
se extiende desde la citada primera sección de la pared interior
(30) hasta la citada primera sección de la pared exterior (20) para
delimitar los gases que pasan entre las mismas dentro del citado
primer trayecto del flujo de extracción (32), el citado primer
trayecto del flujo de extracción (32) pasa por el primer espacio
exterior encerrado (75) y el primer espacio interior encerrado (92)
para absorber el ruido a través de las secciones que comprenden el
material perforado dentro de los medios acústicamente absorbentes
(79,
\hbox{94); y} por lo menos una segunda pared extrema (40) que
se extiende desde la citada segunda sección de la pared interior
(34) hasta la citada segunda sección de la pared exterior (22) para
delimitar los gases que pasan entre las mismas dentro del citado
trayecto del flujo de extracción (36), el citado segundo trayecto
del flujo de extracción (26) pasa por el segundo espacio exterior
encerrado (85) y el segundo espacio interior encerrado (97) para
absorber el ruido a través de las secciones que comprenden el
material perforado dentro de los medios acústicamente absorbentes
(87, 99).
2. La tobera de acuerdo con la reivindicación
1, en la que el material perforado puede ser acero, fibra de vidrio
y polipropileno.
3. La tobera de acuerdo con la reivindicación
1, en la que el medio acústico asociado y absorbente (77, 87, 94,
99) comprende uno de los siguientes materiales: plástico, acero
recubierto ó galvanizado, acero inoxidable, lana mineral y la fibra
de vidrio.
4. La tobera de acuerdo con la reivindicación
1, en la que el medio acústico asociado y absorbente (77, 87, 94,
99) comprende además un envoltorio ó barrera resistente
químicamente.
5. La tobera de acuerdo con la reivindicación
1, en la que el medio acústico asociado y absorbente (77, 87, 94,
99) comprende por lo menos una cámara de resonancia.
6. La tobera de acuerdo con la reivindicación
1, en la que los orificios en la sección perforada constituyen
alrededor del 20 hasta el 75 por ciento del área de la misma.
7. La tobera de acuerdo con la reivindicación
1, en la que la sección perforada cubre por lo menos alrededor del
50 hasta el 100 por cien de la longitud de las paredes exteriores e
interiores (20, 22, 30, 34).
8. Un aparato ventilador extractor compuesto
de:
(a) la carcasa principal (10) que comprende:
una carcasa del ventilador (12) que delimita la
entrada del ventilador (14) para recibir el aire que se vaya a
extraer y una salida del ventilador (16) para expulsar el aire que
se haya extraído; y
una tobera silenciadora acústica (18) de acuerdo
con la reivindicación 1 situada inmediatamente encima de la citada
carcasa del ventilador (12), la citada tobera silenciadora acústica
(18) estando en fluida comunicación con la citada carcasa del
ventilador (12) a través de la citada salida del ventilador (16)
para recibir los gases de extracción desde allí mismo para su
expulsión;
en el que el citado primer trayecto del flujo de
extracción (22) está adaptado para recibir los gases de extracción
procedentes de la citada salida del ventilador (16) y guiarlos para
liberarlos hacia arriba a través de la citada primera salida
superior del aire (24);
en el que el citado segundo trayecto del flujo
de extracción (36) está adaptado para recibir los gases de
extracción procedentes de la citada salida del ventilador (16) y
guiarlos para liberarlos hacia arriba a través de la citada segunda
salida superior del aire (26) y
(b) un ventilador (42) situado dentro de la
citada carcasa del ventilador (12) y adaptado para retirar el aire
para su extracción a través de la citada entrada del ventilador (14)
y expulsar el aire de extracción a través de la citada salida del
ventilador (16) dentro del citado primer trayecto del flujo de
extracción (32) y el citado segundo trayecto del flujo de extracción
(36).
9. Un aparato ventilador extractor de acuerdo
con la reivindicación 8, en el que la citada primera sección de la
pared interior (30) está inclinada hacia arriba y hacia dentro en
dirección de la citada primera sección de la pared exterior (20)
para estrechar el citado primer trayecto del flujo de extracción
(32) hasta una dimensión lateral más pequeña en el área estrecha
del mismo y en el que la citada segunda sección de la pared
interior (34) está inclinada hacia arriba y hacia dentro en
dirección de la citada segunda sección de la pared exterior (22)
con el fin de estrechar el citado segundo trayecto del flujo de
extracción (36) hasta una dimensión lateral más pequeña en el área
superior del mismo.
10. Un aparato de ventilador extractor de
acuerdo con la reivindicación 5, en el que la citada primera sección
de la pared exterior (20) está inclinada hacia arriba y hacia
dentro en dirección de la citada primera sección de la pared
interior (20) con el fin de estrechar el citado primer trayecto del
flujo de extracción (32) hasta una dimensión lateral más pequeña en
el área superior del mismo y en el que la citada segunda sección de
la pared exterior (22) está inclinada hacia arriba y hacia dentro
en la dirección de la segunda sección de la pared interior (34)
para estrechar el citado segundo trayecto del flujo de extracción
(26) hasta una dimensión lateral más pequeña en el área superior del
mismo.
11. Un aparato ventilador extractor de acuerdo
con la reivindicación 8 que incluye además una banda de viento (44)
situada de manera circunferencial alrededor de la citada primera
salida superior del aire (24) y la citada segunda salida superior
del aire (26) y la parte superior de la citada tobera silenciadora
acústica, la citada banda de viento (44) se extiende verticalmente
y en relación espaciada respecto al extremo superior de la citada
tobera silenciadora acústica para inducir el flujo del gas
medioambiental desde abajo para que se mezcle y diluya los gases
que se extraen desde la citada primera salida superior del aire (24)
y la citada segunda salida superior del aire (26).
12. Un aparato ventilador extractor de acuerdo
con la reivindicación 11 que incluye además un soporte de la banda
de viento (46) asegurado con respecto a la citada tobera
silenciadora acústica y adjunto respecto a la citada banda de
viento (44) para la retención de la misma en una relación espaciada
con la citada tobera silenciadora acústica.
13. Un aparato ventilador extractor de acuerdo
con la reivindicación 8 que incluye además una cámara del área
pasiva (28) situada entre el citado primer trayecto del flujo de
extracción (22) y el citado trayecto del flujo de extracción
(36).
14. Un aparato ventilador extractor de acuerdo
con la reivindicación 8 en el que la citada primera sección de la
pared exterior (20) y la citada primera sección de la pared interior
(30) son paralelas verticalmente, una respecto a la otra, para
delimitar el citado primer trayecto del flujo de extracción (32) de
dimensión lateral constante, la citada primera sección de la pared
exterior (20) y la citada primera sección de la pared interior (30)
estando inclinadas hacia arriba y hacia dentro y donde la citada
segunda sección de la pared exterior (22) y la citada segunda
sección de la pared interior (34) son paralelas verticalmente, una
respecto a la otra, con el fin de delimitar el citado segundo
trayecto del flujo de extracción (36) de dimensión lateral
constante, estando inclinadas hacia arriba y hacia dentro, la citada
segunda sección de la pared exterior (22) y la citada segunda
sección de la pared
\hbox{interior (34).} 15. Un aparato ventilador extractor de acuerdo
con la reivindicación 8 en el que por lo menos una de (1) la citada
primera sección de la pared interior (30) es derecha de manera
lineal y vertical y en el que la citada primera sección de la pared
exterior (20) está verticalmente arqueada respecto a la misma y (2)
la citada segunda sección de la pared interior (34) es derecha de
manera lineal y vertical y en el que la citada segunda sección de la
pared exterior (22) está verticalmente arqueada respecto a la
misma.
16. Un aparato ventilador extractor de acuerdo
con la reivindicación 8 que comprende además por lo menos una de
las unidades impulsoras (54) y la unidad transmisora por correa (56)
conectada de manera operativa al citado ventilador (62) dentro de
la citada carcasa del ventilador (12) con el fin de controlar el
funcionamiento del mismo.
17. Un aparato ventilador extractor que
comprende una carcasa que tiene una parte superior y una parte
inferior, en la que la parte inferior incluye una caja con la
ranura espiral del ventilador centrífugo (44), la caja con la
ranura espiral (114) tiene paredes laterales paralelas (136), un
vástago (126) que se extiende dentro de la caja de manera normal
respecto a la pared lateral (156) y montado un impulsor (128) para
la rotación dentro de la misma, medios del motor (124) para
accionar el vástago (126), un puerto de entrada (110) proporcionado
de manera axial respecto al vástago del ventilador en la pared
lateral de la caja (44), un puerto de descarga (144) que se
extiende desde la ranura espiral, la primera parte tubular y
difusora (146) que se comunica con el puerto de descarga del
ventilador (144) y la segunda parte tubular (148) que se extiende
hacia arriba desde la primera parte tubular (146), la segunda parte
tubular (148) que comprende la tobera acústica silenciadora de la
reivindicación 3 y estando bifurcada para proporcionar por lo menos
dos pasillos (150, 152) que tienen por lo general ejes paralelos
habitualmente en relación normal al vástago del ventilador (126) y
donde los ejes de los pasillos (150, 152) se encuentran en un plano
que es paralelo al eje del ventilador, cada uno de los dos pasillos
(150, 152) estando delimitado por la sección de la pared interior
(154, 156) y la sección de la pared exterior donde el ruido pasa a
través de las secciones que comprenden el material perforado dentro
de los medios acústicamente absorbentes (77, 87, 94, 99).
18. Un aparato ventilado extractor según está
definido en la reivindicación 17, en el que la segunda parte
tubular (148) incluye un par de puertos espaciados (158, 160)
correspondientes a los dos pasillos (150, 152) y una anilla (162)
rodea la segunda parte tubular (148) en el nivel de los puertos de
salida (158, 160) para formar un anillo (164) allí mismo y donde el
aire ambiental está inducido a través del anillo (164) para
mezclarse con los gases que son extraídos desde el pasillo.
19. Un aparato ventilador extractor de acuerdo
con la reivindicación 18, en el que la segunda parte tubular (148)
tiene la sección transversal frustocónica pero incluye un espacio
libre central (155) definido por los elementos de la opuesta pared
plana (154, 156) que delimita los dos pasillos respectivos (150,
152).
20. Un aparato ventilador extractor de acuerdo
con la reivindicación 19 en el que el tubo difusor (146) es un tubo
frustocónico invertido que se extiende desde el puerto de descarga
de salida (144) de la caja con la ranura espiral (114).
21. Un aparato ventilador extractor de acuerdo
con la reivindicación 17 en el que el plano que contiene los ejes de
los pasillos (150, 152) también contiene el eje del vástago del
ventilador (126).
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