ES2605467T3 - Ventilador - Google Patents

Abstract

Un conjunto de ventilador para crear una corriente de aire, comprendiendo el conjunto de ventilador una tobera (1), una base (16) conectada con la tobera (1), comprendiendo la base (16) una entrada (24a, 24b) de aire, comprendiendo la tobera (1) un paso interior (10), una boca (12) para recibir el flujo de aire desde el paso interior (10), y una superficie Coanda (14), en el que la superficie Coanda (14) está ubicada adyacente a la boca (12) y la boca (12) está dispuesta para dirigir el flujo de aire sobre la superficie Coanda (14), y en el que la base (16) comprende un impulsor (30) accionado por un motor (22) para crear un flujo de aire a través de la tobera (1), y un filtro (26) que rodea la base (16) para eliminar material particulado del flujo de aire.

Description

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DESCRIPCION

Ventilador

La presente invencion versa acerca de un aparato ventilador. En particular, pero no exclusivamente, la presente invencion versa acerca de un ventilador domestico, tal como un ventilador de escritorio, para crear una circulacion de aire y una corriente de aire en una estancia, en una oficina u otro entorno domestico.

Se conocen varios tipos de ventilador domestico. Es habitual que un ventilador convencional incluya un unico conjunto de palas o alabes montados para una rotacion en torno a un eje, y un aparato de accionamiento montado en torno al eje para hacer girar el conjunto de palas. Los ventiladores domesticos estan disponibles en una variedad de tamanos y de diametros, por ejemplo, un ventilador de techo puede tener un diametro de al menos 1 m y normalmente esta montado de forma suspendida del techo y colocado para proporcionar un flujo descendente de aire y una refrigeracion en toda una estancia.

Los ventiladores de escritorio, por otra parte, tienen a menudo un diametro de aproximadamente 30 cm y normalmente son autoestables y portatiles. En disposiciones estandar de ventilador de escritorio, el unico conjunto de palas esta colocado cerca del usuario y la rotacion de las palas del ventilador proporciona un flujo de corriente de aire hacia delante en una estancia o a una parte de una estancia y hacia el usuario. Se pueden fijar otros tipos de ventilador al suelo o pueden montarse en una pared. El movimiento y la circulacion del aire crea un denominado “sensacion termica fna por viento” o brisa y, como resultado, el usuario experimenta un efecto de refrigeracion segun se disipa calor mediante conveccion y evaporacion. Los ventiladores, tales como los divulgados en el documento USD 103.476, son adecuados para colocarse sobre un escritorio o una mesa. El documento US 2.620.127 da a conocer un ventilador de doble fin adecuado para ser utilizado bien montado en una ventana o bien como un ventilador portatil de escritorio.

En un entorno domestico es deseable que los aparatos sean lo mas pequenos y compactos como sea posible. El documento US 1.767.060 describe un ventilador de escritorio con una funcion de oscilacion que tiene como objetivo proporcionar una circulacion de aire equivalente a dos o mas ventiladores de la tecnica anterior. En un entorno domestico no es deseable que las partes sobresalgan del aparato, o que el usuario pueda tocar cualquier parte movil del ventilador, tales como las palas. El documento USD 103.476 incluye una jaula en torno a las palas. En los documentos US 2.488.467, uS 433.795 y JP 56-167897 se describen otros tipos de ventilador o circulador. El ventilador del documento US 2.433.795 tiene ranuras espirales en una cubierta giratorio en vez de palas de ventilador.

Algunas de las anteriores disposiciones de la tecnica anterior tienen caractensticas de seguridad, tales como una jaula o cubierta en torno a las palas para impedir que un usuario se lesione con las partes moviles del ventilador. Sin embargo, puede ser diffcil limpiar las partes de las palas enjauladas y el movimiento de las palas por el aire puede ser ruidoso y molesto en un entorno domestico o de oficina.

Una desventaja de ciertas de las disposiciones de la tecnica anterior es que el flujo de aire producido por el ventilador no es percibido uniformemente por el usuario debido a variaciones a traves de la superficie de las palas o a traves de la superficie orientada hacia fuera del ventilador. Se puede percibir un flujo de aire desigual o “variable” como una serie de impulsos o rafagas de aire. El flujo de aire desigual puede mover y alterar el polvo o suciedad ubicado en el entorno del ventilador, haciendo que sea proyectado hacia el usuario. Ademas, este tipo de flujo de aire puede hacer que artfculos ligeros, tales como papeles o material de oficina, colocados cerca del ventilador se muevan o se desprenden de su ubicacion. Esto es molesto en un entorno domestico o de oficina.

Una desventaja adicional es que el efecto de refrigeracion creado por el ventilador se reduce con la distancia al usuario. Esto significa que se debe colocar el ventilador en proximidad estrecha al usuario para recibir el beneficio del ventilador. No es siempre posible ubicar ventiladores tales como los descritos anteriormente cerca de un usuario debido a que la forma y la estructura voluminosa significan que el ventilador ocupa una cantidad significativa del area de espacio de trabajo del usuario. En el caso particular de un ventilador colocar sobe un escritorio, o cerca del mismo, el cuerpo del ventilador reduce el area disponible para papeles, un ordenador u otros equipos de oficina.

La forma y la estructura de un ventilador en un escritorio no solo reduce el area de trabajo disponible para un usuario, sino que puede impedir que la luz natural (o la luz procedente de fuentes artificiales) llegue al area del escritorio. Es deseable un area de escritorio bien iluminada para un trabajo meticuloso y para la lectura. Ademas, un area bien iluminada puede reducir la vista cansada y los problemas relacionados de salud que pueden ser resultado de periodos prolongados de trabajo con niveles reducidos de iluminacion.

El documento US 2.583.374 describe un ventilador que tiene un alojamiento principal colocado en una abertura en un miembro circundante de una estancia. El alojamiento principal rodea un alojamiento del ventilador en el que hay ubicados un motor y un ventilador dotado de palas. Se coloca un deflector con forma de cupula para dirigir un flujo de aire generado por el ventilador giratorio sobre la superficie externa del alojamiento del ventilador y al interior de un paso anular ubicado entre el alojamiento principal y el alojamiento del ventilador. Se aspira un flujo de aire secundario al interior del paso segun se emite aire desde el alojamiento del ventilador.

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Cada uno de los documentos GB 2.111.125 y US 3.795.367 describe un aparato de flujo de fluido que comprende una camara anular dispuesta para recibir aire comprimido que es introducido en la camara a traves de una conexion roscada. La camara tiene una salida en forma de una ranura anular que dirige el aire al interior de la oquedad de un cuerpo tubular, y a traves de la cual se induce un flujo de aire secundario.

El documento JP 64-021300 U describe un ventilador que tiene una base que tiene un orificio de entrada de aire, un filtro ubicado inmediatamente corriente abajo desde el orificio de entrada de aire, y un compresor para comprimir aire recibido por el orificio de entrada. El aire comprimido es conducido a una seccion de soplado que tiene un paso anular para recibir el aire comprimido, una salida de aire para emitir el aire comprimido, y una superficie Coanda ubicada corriente abajo desde la salida de aire.

Segun la invencion, se proporciona un conjunto de ventilador para crear una corriente de aire, comprendiendo el conjunto de ventilador una tobera, una base conectada con la tobera, comprendiendo la base una entrada de aire, comprendiendo la tobera un paso interior, una boca para recibir el flujo de aire desde el paso interior, y una superficie Coanda, estando ubicada la superficie Coanda adyacente a la boca y estando dispuesta la boca para dirigir el flujo de aire sobre la superficie Coanda, y comprendiendo la base un impulsor accionado por un motor para crear un flujo de aire a traves de la tobera, y un filtro que rodea la base para eliminar materiales particulados del flujo de aire.

De forma ventajosa, mediante esta disposicion se genera un flujo de aire filtrado y puede ser proyectado desde el ventilador y suministrado al usuario.

El filtro puede comprender uno o un numero cualquiera de filtros o de conjuntos de filtros en una o mas ubicaciones en el conjunto de ventilador. El material de de filtro puede comprender un medio de filtro tal como materiales de espuma, carbon, papel, medios de filtracion HEPA (captura de partfculas de alta eficiencia), tejido o espuma alveolar de poliuretano, por ejemplo. El filtro ubicado en torno a una base del conjunto de ventilador puede comprender una malla o material poroso, y puede formar parte de la cubierta externa, o estar montado en la misma. El filtro puede ser adecuado para la eliminacion de sustancias contaminantes y materiales particulados espedficos del flujo de aire y puede ser utilizado para una eliminacion de productos qrnmicos o de malos olores. Se podnan utilizar otros esquemas de filtracion o sistemas de procesamiento tales como una ionizacion o un tratamiento con radiacion UV en cualquier combinacion en el filtro y en el conjunto de ventilador.

El filtro esta ubicado corriente arriba del medio para crear un flujo de aire. El beneficio de esta disposicion es que el medio para crear un flujo de aire esta protegido de forma fiable contra la suciedad y el polvo que pueden ser aspirados al interior del aparato y que pueden danar el conjunto de ventilador. El filtro esta ubicado corriente arriba de la entrada de aire.

Preferentemente, el conjunto de ventilador carece de palas. Mediante esta disposicion se genera una corriente de aire y se crea un efecto de refrigeracion sin requerir un ventilador dotado de palas. La disposicion sin palas da lugar a menores emisiones de ruido debido a la ausencia del sonido de una pala del ventilador que se mueve en el aire, y una reduccion en las partes moviles y la complejidad.

En la siguiente descripcion de ventiladores y, en particular un ventilador de la realizacion preferente, se utiliza la expresion “sin palas” para describir un aparato en el que se emite el flujo de aire o se lo proyecta hacia delante desde el conjunto de ventilador sin el uso de palas. Con esta definicion, se puede considerar que un conjunto de ventilador sin palas tiene un area de salida o una zona de emision con ausencia de palas o alabes desde la que se libera o emite el flujo de aire en una direccion apropiada para el usuario. Se puede alimentar un conjunto de ventilador sin palas con una fuente primaria de aire procedente de diversas fuentes o de medios de generacion tales como bombas, generadores, motores u otros dispositivos de transferencia de fluido, que incluyen dispositivos giratorios tales como un rotor de motor y un impulsor dotado de palas para generar un flujo de aire. El suministro de aire generado por el motor provoca un flujo de aire pase del espacio de la estancia o del entorno exterior del conjunto de ventilador a traves del paso interior a la tobera y luego al exterior a traves de la boca.

Por lo tanto, no se pretende que la descripcion de que un conjunto de ventilador carezca de palas se extienda a la descripcion de la fuente de alimentacion y a los componentes tales como motores requeridos para funciones secundarias del ventilador. Ejemplos de funciones secundarias del ventilador pueden incluir iluminacion, ajuste y oscilacion del ventilador.

El conjunto de ventilador consigue la salida y el efecto de refrigeracion descritos anteriormente con una tobera que incluye una superficie Coanda para proporcionar una region de amplificacion que utiliza el efecto Coanda. Una superficie Coanda es un tipo conocido de superficie sobre la que el flujo de fluido que sale de un orificio de salida cerca de la superficie exhibe el efecto Coanda. El fluido tiende a fluir estrechamente sobre la superficie, casi “abrazando” o “agarrandose a” la superficie. El efecto Coanda es ya un procedimiento probado y bien documento de arrastre, por el que se dirige un flujo de aire primario sobre la superficie Coanda. Se puede encontrar una descripcion de las caractensticas de una superficie Coanda, y el efecto del flujo de fluido sobre una superficie Coanda, en artfculos tales como el de Reba, Scientific American, volumen 214, junio de 1963, paginas 84 a 92.

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Preferentemente, la tobera se extiende en torno a un eje para definir una abertura a traves de la cual se aspira aire desde el exterior del conjunto de ventilador por medio del flujo de aire dirigido sobre la superficie Coanda. El aire procedente del entorno exterior es aspirado a traves de la abertura mediante el flujo de aire dirigido sobre la superficie Coanda. De forma ventajosa, mediante esta disposicion se puede producir y fabricar el conjunto con un numero reducido de piezas que las requeridas en ventiladores de la tecnica anterior. Esto reduce el coste y la complejidad de fabricacion.

En la presente invencion se crea un flujo de aire a traves de la tobera del conjunto de ventilador. En la siguiente descripcion se denominara a este flujo de aire flujo de aire primario. El flujo de aire primario sale de la tobera a traves de la boca y pasa sobre la superficie Coanda. El flujo de aire primario arrastra el aire que rodea la boca de la tobera, lo que actua como un amplificador de aire para suministrar tanto el flujo de aire primario como el aire arrastrado al usuario. Aqm, se denominara al aire arrastrado flujo de aire secundario. El flujo de aire secundario es aspirado del espacio de la estancia, region o entorno exterior que rodea la boca de la tobera y, mediante desplazamiento, de otras regiones en torno al conjunto de ventilador. El flujo de aire primario dirigido sobre la superficie Coanda combinado con el flujo de aire secundario arrastrado por el amplificador de aire produce un flujo de aire total o es proyectado hacia delante hasta un usuario desde la abertura definida por la tobera. El flujo de aire total es suficiente para que el conjunto de ventilador cree una corriente de aire adecuada para una refrigeracion.

La corriente de aire suministrada por el conjunto de ventilador al usuario tiene el beneficio de ser un flujo de aire con una turbulencia reducida y con un perfil mas lineal de flujo de aire que el proporcionado por otros dispositivos de la tecnica anterior. De forma ventajosa, el flujo de aire procedente del ventilador puede ser proyectado desde la abertura y el area circundante de la boca de la tobera con un flujo laminar que es experimentado por el usuario como un efecto de refrigeracion mejor que el de un ventilador dotado de palas. El flujo lineal o laminar de aire con baja turbulencia se desplaza de forma eficaz hacia fuera desde el punto de emision y pierde menos energfa y menos velocidad a la turbulencia que el flujo de aire generado por los ventiladores de la tecnica anterior. Una ventaja para un usuario es que se puede notar el efecto de refrigeracion incluso a una distancia y aumenta la eficacia total del ventilador. Esto significa que el usuario puede decidir colocar el ventilador a cierta distancia de un area o escritorio de trabajo y seguir pudiendo notar el beneficio de refrigeracion del ventilador.

De forma ventajosa, el conjunto tiene como resultado el arrastre de aire que rodea la boca de la tobera, de forma que se amplifica el flujo de aire primario en al menos un 15%, mientras que se mantiene una salida en general uniforme. Las caractensticas de arrastre y de amplificacion del conjunto de ventilador tienen como resultado un ventilador con una mayor eficacia que los dispositivos de la tecnica anterior. La corriente de aire emitida desde la abertura definida por la tobera tiene un perfil de velocidad aproximadamente plano a traves del diametro de la tobera. En general, se pueden describir el caudal y el perfil como flujo de tapon, teniendo algunas regiones un flujo laminar o parcialmente laminar.

Preferentemente, la superficie Coanda se extiende simetricamente en torno al eje. Mas preferentemente, el angulo subtendido entre la superficie Coanda y el eje se encuentra en el intervalo desde 7° hasta 20°, preferentemente aproximadamente 15°. Esto proporciona un flujo de aire primario eficaz sobre la superficie Coanda y da lugar a un maximo arrastre de aire y al flujo de aire secundario.

Preferentemente, la tobera se extiende una distancia de al menos 5 cm en la direccion del eje, mas preferentemente la tobera se extiende en torno al eje una distancia en el intervalo desde 30 cm hasta 180 cm. Esto proporciona opciones para la emision de aire en un intervalo de distintos tamanos de areas de salida y de aberturas, tal como puede ser adecuado para refrigerar la parte superior del cuerpo y la cara de un usuario cuando, por ejemplo, trabaja en un escritorio.

Preferentemente, la tobera comprende un bucle. La forma de la tobera no esta limitada por el requisito de incluir espacio para un ventilador dotado de palas. En una realizacion preferente, la tobera es sustancialmente anular. Al proporcionar una tobera anular, el ventilador puede alcanzar potencialmente un area amplia. Ademas, una fuente de iluminacion en la estancia o en la ubicacion del ventilador de escritorio o la luz natural puede alcanzar al usuario a traves de la abertura central. En una realizacion preferente adicional, la tobera es, al menos parcialmente, circular. Esta disposicion puede proporcionar una variedad de opciones de diseno para el ventilador, aumentando la eleccion disponible para un usuario o cliente.

En la realizacion preferente, la tobera comprende un difusor ubicado corriente abajo de la superficie Coanda. Una disposicion angular de la superficie difusora y una conformacion de tipo aerodinamico de la tobera y la superficie difusora pueden mejorar las propiedades de amplificacion del conjunto de ventilador mientras que se minimizan las perdidas por ruido y por rozamiento.

En una realizacion preferente, la tobera comprende al menos una pared que define el paso interior y la boca, y la al menos una pared comprende superficies opuestas que definen la boca. Preferentemente, la boca tiene una salida, y la separacion entre las superficies opuestas en la salida de la boca se encuentra en el intervalo desde 1 mm hasta 10 mm, mas preferentemente aproximadamente 5 mm. Mediante esta disposicion se puede proporcionar una tobera con las propiedades deseadas de flujo para guiar el flujo de aire primario sobre la superficie Coanda y proporcionar un flujo de aire total relativamente uniforme, o casi uniforme, que alcanza al usuario.

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El medio para crear un flujo de aire a traves de la tobera comprende un impulsor accionado por un motor. Esta disposicion proporciona un ventilador con una generacion eficaz de flujo de aire. Mas preferentemente, el medio para crear un flujo de aire comprende un motor sin escobillas de CC y un impulsor de flujo mixto. Esta disposicion proporciona un conjunto eficaz de motor. Ademas, la disposicion reduce las perdidas por rozamiento de las escobillas del motor y tambien reduce los restos de carbon de las escobillas en un motor tradicional. La reduccion de los restos de carbon y de las emisiones es ventajoso en un entorno limpio y sensible a sustancias contaminantes, tal como un hospital o en torno a las personas alergicas. El medio para crear un flujo de aire a traves de la tobera esta ubicado en la base del conjunto de ventilador, estando conectada la tobera con la base para recibir el flujo de aire.

La tobera puede ser giratoria o pivotable con respecto a una porcion de base, u otra porcion, del conjunto de ventilador. Esto permite que se dirija la tobera hacia un usuario, o se la aleje del mismo, segun se requiera. El conjunto de ventilador puede montarse en un escritorio, suelo, pared o techo. Esto puede aumentar la porcion de una estancia en la que el usuario experimenta la refrigeracion.

Se describiran ahora realizaciones de la invencion con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es una vista frontal de un conjunto de ventilador;

la Figura 2 es una vista en perspectiva de una porcion del conjunto de ventilador de la Figura 1;

la Figura 3 es una vista en seccion lateral tomada en la lmea A-A a traves de una porcion del conjunto de

ventilador de la Figura 1, que ilustra una primera disposicion de filtracion;

la Figura 4 es un detalle ampliado en seccion lateral de una porcion del conjunto de ventilador de la Figura 1; la Figura 5 es una vista en seccion del conjunto de ventilador tomada a lo largo de la lmea B-B de la Figura 3 y mirada desde la direccion F de la Figura 3;

la Figura 6 es una vista en seccion del conjunto de ventilador de la Figura 1, que ilustra un ejemplo de una segunda disposicion de filtracion no cubierta por la presente invencion,

la Figura 7 es una vista en seccion lateral tomada en la lmea A-A a traves de una porcion del conjunto de ventilador de la Figura 1, que ilustra un ejemplo de una tercera disposicion de filtracion no cubierta por la presente invencion, y

la Figura 8 es un detalle ampliado en seccion lateral de una porcion del conjunto de ventilador segun se ilustra en la Figura 7.

La Figura 1 muestra un ejemplo de un conjunto 100 de ventilador visto desde la parte frontal del dispositivo. El conjunto 100 de ventilador comprende una tobera anular 1 que define una abertura central 2. Con referencia tambien a las Figuras 2 y 3, la tobera 1 comprende un paso interior 10, una boca 12 y una superficie Coanda 14 adyacente a la boca 12. La superficie Coanda 14 esta dispuesta de forma que se amplifique un flujo de aire primario que sale de la boca 12 y dirigido sobre la superficie Coanda 14 por el efecto Coanda. La tobera 1 esta conectada con una base 16, y soportada por la misma, que tiene una cubierta externa 18. La base 16 incluye una pluralidad de botones 20 de seleccion accesibles a traves de la cubierta externa 18 y por medio de los cuales se puede operar el conjunto 100 de ventilador.

Las Figuras 3, 4 y 5 muestran detalles espedficos adicionales del conjunto 100 de ventilador. Un motor 22 para crear un flujo de aire a traves de la tobera 1 esta ubicado en el interior de la base 16. La base 16 comprende, ademas, una entrada 24a, 24b de aire formada en la cubierta externa 18 y a traves de la cual se aspira aire al interior de la base 16. Tambien hay ubicado un alojamiento 28 de motor para el motor 22 en el interior de la base 16. El motor 22 esta soportado por el alojamiento 28 de motor y sujeto o fijado en una posicion fija en el interior de la base 16.

En la realizacion ilustrada, el motor 22 es un motor de CC sin escobillas. Hay conectado un impulsor 30 to un eje giratorio que se extiende hacia fuera desde el motor 22, y hay colocado un difusor 32 corriente abajo del impulsor 30. El difusor 32 comprende un disco estacionario fijo que tiene palas espirales.

Una entrada 34 al impulsor 30 se comunica con la entrada 24a, 24b de aire formada en la cubierta externa 18 de la base 16. La salida 36 del difusor 32 y el escape del impulsor 30 se comunican con porciones o conductos huecos de paso ubicados en el interior de la base 16 para establecer el flujo de aire desde el impulsor 30 al paso interior 10 de la tobera 1. El motor 22 esta conectado con una conexion electrica y una fuente de alimentacion y esta controlado por medio de un controlador (no mostrado). La comunicacion entre el controlador y la pluralidad de botones 20 de seleccion permiten a un usuario operar el conjunto 100 de ventilador.

Se describiran ahora las caractensticas de la tobera 1 con referencia a las Figuras 3 y 4. La forma de la tobera 1 es anular. En esta realizacion, la tobera 1 tiene un diametro de aproximadamente 350 mm, pero la tobera 1 puede tener cualquier diametro deseado, por ejemplo aproximadamente 300 mm. El paso interior 10 es anular y esta formado como un bucle o conducto continuo en el interior de la tobera 1. La tobera 1 esta formada de al menos una pared que define el paso interior 10 y la boca 12. En esta realizacion, la tobera 1 comprende una pared interna 38 y una pared externa 40. En la realizacion ilustrada, las paredes 38, 40 estan dispuestas con una forma en bucle o plegada, de forma que la pared interna 38 y la pared externa 40 se aproximen entre sf La pared interna 38 y la pared externa 40 definen conjuntamente la boca 12, y la boca se extiende en torno al eje X. La boca 12 comprende una region ahusada 42 que se estrecha hacia una salida 44. La salida 44 comprende un hueco o separacion formado entre la

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pared interna 38 de la tobera 1 y la pared externa 40 de la tobera 1. Se escoge la separacion entre las superficies opuestas de las paredes 38, 40 en la salida 44 de la boca 12 para que se encuentre en el intervalo desde 1 mm hasta 10 mm. La eleccion de la separacion dependera de las caractensticas deseadas de rendimiento del ventilador. En esta realizacion, la salida 44 tiene una anchura de aproximadamente 5 mm, y la boca 12 y la salida 44 son concentricas con el paso interior 10.

La boca 12 es adyacente a la superficie Coanda 14. La tobera 1 comprende, ademas, una porcion difusora ubicada corriente abajo de la superficie Coanda. La porcion difusora incluye una superficie difusora 46 para contribuir adicionalmente al flujo de la corriente de aire suministrada o producida desde el conjunto 100 de ventilador. En el ejemplo ilustrado en la Figura 3, la boca 12 y la disposicion general de la tobera 1 son tales que el angulo subtendido entre la superficie Coanda 14 y el eje X es de aproximadamente 15°. Se escoge el angulo para un flujo de aire eficiente sobre la superficie Coanda 14. La base 16 y la tobera 1 tienen una profundidad en la direccion del eje X. La tobera 1 se extiende una distancia de aproximadamente 5 cm en la direccion del eje. La superficie difusora 46 y el perfil general de la tobera 1 estan basados en una forma aerodinamica, y en el ejemplo mostrado la porcion difusora se extiende una distancia de aproximadamente dos tercios de la profundidad total de la tobera 1.

El conjunto 100 de ventilador descrito anteriormente opera de la siguiente forma. Cuando un usuario realiza una seleccion adecuada entre la pluralidad de botones 20 para operar o activar el conjunto 100 de ventilador, se envfa una senal u otra comunicacion para accionar el motor 22. De esta manera, se activa el motor 22 y se aspira aire al interior del conjunto 100 de ventilador por medio de la entrada de aire. En la realizacion preferente, se aspira aire con un caudal de aproximadamente 40 a 100 litros por segundo, preferentemente aproximadamente 80 l/s (litros por segundo). El aire pasa a traves de la cubierta externa 18 y por el recorrido ilustrado por las flechas F', F" de las Figuras 3 y 6 a la entrada 34 del impulsor 30. Se divide el flujo de aire que sale por la salida 36 del difusor 32 y el escape del impulsor 30 en dos flujos de aire que prosiguen en direcciones opuestas a traves del paso interior 10. Se estrecha el flujo de aire segun entra en la boca 12 y se lo estrecha adicionalmente en la salida 44 de la boca 12. El estrechamiento crea presion en el sistema. El motor 22 crea un flujo de aire a traves de la tobera 1 que tiene una presion de al menos 300 kPa y se puede utilizar una presion de hasta 700 kPa. El flujo de aire creado supera la presion creada por el estrechamiento y el flujo de aire sale a traves de la salida 44 como un flujo de aire primario.

La salida y la emision del flujo de aire primario crean un area de presion reducida en la entrada de aire con el efecto de aspirar aire adicional al interior del conjunto 100 de ventilador. La operacion del conjunto 100 de ventilador induce un flujo elevado de aire a traves de la tobera 1 y al exterior a traves de la abertura 2. El flujo de aire primario es dirigido sobre la superficie Coanda 14 y la superficie difusora 46, y es amplificado por el efecto Coanda. Se genera un flujo de aire secundario mediante el arrastre de aire desde el entorno exterior, espedficamente desde la region en torno a la salida 44 y desde en torno al borde externo de la tobera 1. Tambien se puede guiar una porcion del flujo de aire secundario arrastrado por el flujo de aire primario sobre la superficie difusora 46. Este flujo de aire secundario pasa a traves de la abertura 2, en la que se combina con el flujo de aire primario para producir un flujo de aire total proyectado hacia delante desde la tobera 1.

La combinacion de arrastre y de amplificacion tiene como resultado un flujo de aire total desde la abertura 2 del conjunto 100 de ventilador que es mayor que el flujo de aire producido en un conjunto de ventilador sin tal superficie Coanda o de amplificacion adyacente al area de emision.

La amplificacion y el tipo laminar del flujo de aire producido tienen como resultado que se dirija un flujo sostenido de aire hacia un usuario desde la tobera 1. En la realizacion preferente, el caudal masico de aire proyectado desde el conjunto 100 de ventilador es de al menos 450 l/s, preferentemente en el intervalo desde 600 l/s hasta 700 l/s. El caudal a una distancia de hasta 3 diametros de la tobera (es decir, aproximadamente 1000 hasta 1200 mm) desde un usuario es de aproximadamente 400 hasta 500 l/s. El flujo de aire total tiene una velocidad de aproximadamente 3 a 4 m/s (metros por segundo). Se pueden conseguir mayores velocidades reduciendo el angulo subtendido entre la superficie Coanda 14 y el eje X. Un angulo mas pequeno tiene como resultado que se emita el flujo de aire total de forma mas concentrada y dirigida. Este tipo de flujo de aire tiende a ser emitido a una mayor velocidad pero con un caudal masico reducido. En cambio, se puede conseguir un mayor flujo masico aumentando el angulo entre la superficie Coanda y el eje. En este caso, se reduce la velocidad del flujo de aire emitido pero aumenta el flujo masico generado. Por lo tanto, se puede alterar el rendimiento del conjunto de ventilador alterando el angulo subtendido entre la superficie Coanda y el eje X.

Rendimiento del conjunto de ventilador

En las Figuras 3 y 5 se ilustra una primera disposicion de filtracion para el conjunto 100 de ventilador. La primera disposicion de filtracion comprende un filtro 26, que comprende un medio 50 de filtracion. En esta disposicion de filtracion el filtro 26 esta colocado corriente arriba del motor 22 y del impulsor 30 del conjunto 100 de ventilador, y corriente abajo de la entrada 24a, 24b de aire. Por consiguiente, el flujo de aire aspirado al interior de la base 16 a traves de la entrada 24a de aire pasa a traves del filtro 26 y del medio 50 de filtracion antes de entrar en el alojamiento 28 del motor. Se estrecha el flujo de aire segun entra en el filtro 26 y pasa a traves del medio 50 de filtracion. El filtro 26 proporciona un filtro premotor en el conjunto 100 de ventilador, y el motor esta protegido, de ese modo, de forma fiable contra suciedad, polvo y restos que pueden ser aspirados al interior del dispositivo.

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En la disposicion ilustrada, el filtro 26 esta colocado adyacente a la entrada 24a, 24b de aire. El filtro 26 esta ubicado de forma que se extienda cilmdricamente en torno a un eje Y, perpendicular al eje X. El conjunto 100 de ventilador incluira un rebaje u otro perfil en el que se recibe el filtro 26. Preferentemente, el rebaje esta disenado para acomodar de forma ajustada el filtro 26. Ademas, el filtro 26 esta montado y fijado, preferentemente, en el rebaje para establecer un cierre hermetico, de forma que todo el flujo de aire aspirado a la entrada 24a, 24b de aire pase a traves del medio 50 de filtracion. Preferentemente, el filtro 26 esta conectado y fijado firmemente en el conjunto 100 de ventilador mediante anclajes adecuados, tales como porciones roscadas, fijaciones, miembros de junta u otros medios equivalentes.

En la Figura 6 se ilustra un ejemplo de una segunda disposicion de filtracion para el conjunto 100 de ventilador. La segunda disposicion de filtracion comprende un filtro 126, que comprende un medio 150 de filtracion. El conjunto 100 de ventilador ilustrado en la Figura 6 difiere del ilustrado en las Figuras 3 y 5 porque las entradas 25a, 25b de aire estan formadas en la superficie inferior de la cubierta externa 18, en vez de en la pared lateral cilmdrica de la misma. El filtro 126 esta colocado adyacente a las entradas inferiores 25a, 25b de aire y conformado de manera que cubra sustancialmente la superficie inferior de la base 16. Preferentemente, el filtro 126 esta montado y fijado en una disposicion fija en el interior de la base 16 para establecer un cierre hermetico, de forma que todo el flujo de aire aspirado a la entrada 25a, 25b de aire pase a traves del medio 150 de filtracion. Preferentemente, el filtro 126 esta conectado y fijado firmemente en el conjunto 100 de ventilador mediante fijaciones adecuadas. Segun se ha descrito anteriormente, el filtro 126 proporciona, de esta manera, un filtro premotor en el conjunto 100 de ventilador y, de ese modo, el motor esta protegido de forma fiable contra la suciedad, el polvo y los restos que pueden ser aspirados al interior del dispositivo.

En las Figuras 7 y 8 se ilustra un ejemplo de una tercera disposicion de filtracion para el conjunto 100 de filtro. Esta tercera disposicion puede ser utilizada en combinacion con cualquiera de las disposiciones primera y segunda de filtracion, o por separado de las mismas. La tercera disposicion de filtracion comprende un filtro 226, que comprende un medio 250 de filtracion. El filtro 226 es anular y esta alojado en el paso interior 10 de la tobera 1, de forma que el filtro 226 se extienda en torno al eje X. El filtro 226 tiene una profundidad de aproximadamente 5 cm en la direccion del eje X. Se escogen las dimensiones del filtro 226 de manera que se acomode el filtro 226 de forma ajustada en el interior de la tobera 1. De forma similar a las disposiciones primera y segunda de filtracion, el filtro 226 esta conectado y fijado firmemente en el paso interior 10 de la tobera 1 mediante fijaciones adecuadas tales como porciones roscadas, fijaciones, miembros de junta u otros medios equivalentes.

El paso interior 10 esta dividido por filtro 226 en una camara externa 228 de aire y una camara interna 230 de aire. Cada camara 228, 230 de aire comprende un conducto o paso continuo en el interior de la tobera 1. La camara externa 228 de aire esta dispuesta para recibir el flujo de aire desde la base 16, y la camara interna 230 de aire esta dispuesta para conducir el flujo de aire a la boca 12.

Por lo tanto, todo el flujo de aire aspirado a la tobera 1 entrara en la camara externa 228 de aire, pasara a traves del medio 250 de filtracion y a la camara interna 230 de aire antes de salir por la tobera 1 a traves de boca 12. Por lo tanto, el filtro 226 proporciona un filtro posterior al motor en el conjunto 100 de ventilador, y puede capturar, de ese modo, suciedad y restos de carbon que puedan ser generados por las escobillas del motor en un motor tradicional o que puedan ser aspirados al interior de la tobera desde el exterior del conjunto de ventilador.

En cualquiera de las anteriores disposiciones de filtracion el filtro puede comprender uno o cualquier numero de filtros o conjuntos de filtros en una o mas ubicaciones en el conjunto de ventilador. Por ejemplo, se pueden alterar la forma y el tamano del filtro y el tipo de material de filtro. El material de filtro puede comprender medio de filtro tal como materiales de espuma, carbon, papel, medio de filtro HEPA (captura de partfculas de alta eficiencia), tejido o espuma alveolar de poliuretano, por ejemplo. El material de filtro podna ser material que tiene una densidad y un grosor distintos a los descritos e ilustrados anteriormente. El filtro puede comprender una malla o un material poroso ubicado en torno a la base y puede formar parte de la cubierta externa, o estar montado en la misma. El filtro puede ser adecuado para la eliminacion de sustancias contaminantes y materiales particulados espedficos del flujo de aire y puede ser utilizado para una eliminacion de productos qrnmicos o de malos olores. Se podnan utilizar otros esquemas de filtracion o sistemas de procesamiento tales como una ionizacion o un tratamiento con radiacion UV en cualquier combinacion dentro del filtro y dentro del conjunto de ventilador.

Tambien la forma en la que se recibe y se ubica la disposicion de de filtro en el aparato es irrelevante para la presente invencion y un lector experto apreciara que se puede formar la ubicacion mediante el acoplamiento de superficies correspondientes, elementos de conexion por empuje o encaje a presion u otros medios equivalentes. Se puede colocar el filtro o puede estar formado en torno a cualquier parte del conjunto de ventilador, puede estar ubicado adyacente a la entrada de aire, o en proximidad estrecha a la misma, puede rodear toda la circunferencia o todo el lfmite de la base, el motor o el alojamiento del motor. Se pueden modificar la forma y el tamano de la porcion del conjunto de ventilador que acomoda el filtro.

La invencion no esta limitada a la descripcion detallada proporcionada anteriormente. Seran evidentes variaciones para el experto en la tecnica dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, el ventilador podna tener una altura o un diametro distinto. Se puede modificar el rendimiento del conjunto de ventilador aumentando el

diametro de la tobera y el area de la abertura de la boca, la distancia que se extiende la tobera en la direccion del eje puede ser mayor de 5 cm, y puede ser de hasta 20 cm. El ventilador no necesita estar ubicado sobre un escritorio, sino que podna ser autoestable, estar montado en la pared o montado en el techo. La forma del ventilador podna estar adaptada para adecuarse a cualquier tipo de situacion o ubicacion en la que se desee un flujo de refrigeracion.

5 Un ventilador portatil podna tener una tobera mas pequena, digamos un diametro de 5 cm. El medio para crear un flujo de aire a traves de la tobera comprende un motor. Ejemplos incluyen un motor tal como un motor de induccion de CA o tipos de motor sin escobillas de CC. Las caractensticas de un motor pueden incluir un difusor o un difusor secundario ubicado corriente abajo del motor para recuperar parte de la presion estatica perdida en el alojamiento del motor y a traves del motor.

10 Se conciben otras formas de la tobera. Por ejemplo, se podna utilizar una tobera que comprenda una forma ovalada, o de “pista de atletismo”, una unica banda o lmea, o una forma de bloque. El conjunto de ventilador proporciona acceso a la parte central del ventilador dado que no hay palas. Esto significa que se podnan proporcionar caractensticas adicionales tales como iluminacion o un reloj o una pantalla LCD en la abertura definida por la tobera.

Se puede modificar la salida de la boca. Se puede ensanchar o estrechar la salida de la boca segun una variedad de

15 separaciones para maximizar el flujo de aire.

Otras caractensticas podnan incluir una base pivotable o inclinable para la facilidad de movimiento y de ajuste de la posicion de la tobera para el usuario.

Claims (14)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   REIVINDICACIONES

   1. Un conjunto de ventilador para crear una corriente de aire, comprendiendo el conjunto de ventilador una tobera (1), una base (16) conectada con la tobera (1), comprendiendo la base (16) una entrada (24a, 24b) de aire, comprendiendo la tobera (1) un paso interior (10), una boca (12) para recibir el flujo de aire desde el paso interior (10), y una superficie Coanda (14), en el que la superficie Coanda (14) esta ubicada adyacente a la boca (12) y la boca (12) esta dispuesta para dirigir el flujo de aire sobre la superficie Coanda (14), y en el que la base (16) comprende un impulsor (30) accionado por un motor (22) para crear un flujo de aire a traves de la tobera (1), y un filtro (26) que rodea la base (16) para eliminar material particulado del flujo de aire.
2. 2. Un conjunto de ventilador segun la reivindicacion 1, en el que el filtro (26) comprende un medio (50) de de filtro con captura de partfculas de alta eficiencia.
3. 3. Un conjunto de ventilador segun la reivindicacion 1 o 2, en el que la tobera (1) se extiende en torno al eje (X) para definir una abertura (2) a traves de la cual se aspira aire desde el exterior del conjunto de ventilador por el flujo de aire dirigido sobre la superficie Coanda (14).
4. 4. Un conjunto de ventilador segun la reivindicacion 3, en el que la superficie Coanda (14) se extiende de forma simetrica en torno al eje (X).
5. 5. Un conjunto de ventilador segun la reivindicacion 4, en el que el angulo subtendido entre la superficie Coanda (14) y el eje (X) se encuentra en el intervalo desde 7° hasta 20°.
6. 6. Un conjunto de ventilador segun una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que la tobera (1) se extiende una distancia de al menos 5 cm en la direccion del eje (X).
7. 7. Un conjunto de ventilador segun cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en el que la tobera (1) se extiende en torno al eje (X) una distancia en el intervalo desde 30 cm hasta 180 cm.
8. 8. Un conjunto de ventilador segun cualquier reivindicacion precedente, en el que la tobera (1) comprende un bucle.
9. 9. Un conjunto de ventilador segun cualquier reivindicacion precedente, en el que la tobera (1) es sustancialmente anular.
10. 10. Un conjunto de ventilador segun cualquier reivindicacion precedente, en el que la tobera (1) es, al menos parcialmente, circular.
11. 11. Un conjunto de ventilador segun cualquier reivindicacion precedente, en el que la tobera (1) comprende un difusor(46) ubicado corriente abajo de la superficie Coanda (14).
12. 12. Un conjunto de ventilador segun cualquier reivindicacion precedente, en el que la tobera (1) comprende al menos una pared (38, 40) que define el paso interior (10) y la boca (12), y en el que dicha al menos una pared (38, 40) comprende superficies opuestas que definen la boca (12).
13. 13. Un conjunto de ventilador segun la reivindicacion 12, en el que la boca (12) tiene una salida (44), y la separacion entre las superficies opuestas en la salida (44) de la boca (12) se encuentra en el intervalo desde 0,5 mm hasta 10 mm.
14. 14. Un conjunto de ventilador segun cualquier reivindicacion precedente, en el que el motor es un motor (22) de CC sin escobillas y el impulsor es un impulsor (30) de flujo mixto.