ES2969347T3 - Un aparato de entretenimiento de deportes acuáticos - Google Patents

Abstract

Se divulga un aparato de entretenimiento para deportes acuáticos. Incluye una pluralidad de cámaras generadoras de olas que liberan agua a una piscina. Un pleno está conectado neumáticamente a cada cámara y una pluralidad de ventiladores está conectado al pleno para presurizar el pleno. También está conectada una pluralidad de sensores al pleno y miden la presión del pleno. Y una pluralidad de respiraderos está conectada al pleno y liberan la presión del pleno al accionarse. Un controlador conectado a los respiraderos y sensores realiza los siguientes pasos: (a) medir la presión de un sensor en la pluralidad de sensores; y (b) si la presión medida es mayor que una presión de punto de ajuste preestablecido, entonces accionar un respiradero desde la pluralidad de respiraderos para liberar la presión. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Un aparato de entretenimiento de deportes acuáticos

La presente solicitud se refiere a un aparato de entretenimiento de deportes acuáticos adaptado para generar olas en piscinas para fines recreativos.

Las divulgaciones anteriores por el presente inventor han incluido un aparato de entretenimiento de deportes acuáticos, que incluye una piscina, una pluralidad de cámaras generadoras de olas, que liberan agua dentro de una piscina, y un controlador de aplicación móvil que activa las cámaras, de tal manera que cada cámara de la pluralidad de cámaras libera agua para crear olas. El controlador puede estar conectado a la pluralidad de cámaras por medio de una conexión en red; tal conexión podría incluir una red de área local, una red inalámbrica, Internet y/ una red privada virtual. El controlador podría estar localizado en una localización distante desde la piscina y el complejo de cámaras, y el controlador puede ser un teléfono inteligente, un ordenador personal, un asistente digital personal, un ordenador portátil y/o una tableta. Estas divulgaciones se pueden encontrar en solicitudes listadas anteriormente. La liberación del agua desde las cámaras se puede realizar manipulando la presión del aire en las cámaras, como se divulga en detalle en las solicitudes de patentes listadas anteriormente. Durante la implementación, sin embargo, la capacidad para crear una cantidad estable de presión útil es difícil, con los ventiladores, que crean la presión de aire necesaria, funcionando en la región inestable. Desafortunadamente, está región está afectada por varios inconvenientes: (1) el control exacto de la presión del aire es difícil, si no imposible, (2) los ventiladores están consumiendo potencia de manera ineficiente sin contribuir a la presión necesaria, y (3) los ventiladores se pueden desgastar prematuramente.

Se conocen varias piscinas y válvulas para producir olas a partir de las patentes de los EE.UU. US 4.415.500 y 4.730.355, a partir de las publicaciones de solicitudes de patentes europeas EP 0287714 A1 y EP 2199494 A1, a partir de la publicación de Solicitud de Patente Internacional QO 2008/043966 A2 y a partir de la publicación de la solicitud de patente Japonesa JPH 5-231395 A.

Por lo tanto, lo que se necesita es un sistema que solucione estos inconvenientes.

Éste y otros objetivos se consiguen por el aparato como se reivindica en la reivindicación 1 y por el método como se reivindica en la reivindicación 9. Otras realizaciones ventajosas se reivindican en las reivindicaciones dependientes. La invención se puede comprender mejor con referencia a las siguientes figuras. Los componentes dentro de las figuras no se representan necesariamente a escala, en cambio se pone énfasis en ilustrar claramente aspectos ejemplares de la invención. En las figuras, los mismos signos de referencia designan partes correspondientes a través de las diferentes vistas. Se puede comprender que ciertos componentes y detalles pueden no aparecer en las figuras para asistir en la descripción más clara de la invención.

La figura 1 es una curva presión vs. caudal de flujo volumétrico, que muestra la región de inestabilidad del ventilador. La figura 2 es una curva presión vs. caudal de flujo volumétrico con un punto de ajuste de la presión, que mantiene el ventilador en la región óptima.

La figura 3 es una vista superior de un aparato de entretenimiento de deportes acuáticos con una pluralidad de cámaras con las mejoras descritas allí.

La figura 4A es una vista superior de un ventilador individual conectado a una cámara individual.

La figura 4B es una vista de la sección transversal lateral de la figura 4A.

La figura 5 es un diagrama de bloques esquemático de un sistema de control para detectar la presión en la cámara de impulsión y controlar el funcionamiento de la válvula de ventilación, o alternativamente el ventilador / compuertas de entrada del ventilador, de acuerdo con el punto de ajuste de la presión.

La figura 6 es un diagrama de flujo, que muestra el método de implementación del punto de ajuste.

La figura 7 es un diagrama de flujo que muestra el método de puesta en marcha.

La lista siguiente de características ejemplares corresponde con figuras adjuntas y se proporciona para facilidad de referencia, donde los mismos números de referencia designan características correspondientes a través de la memoria descriptiva y las figuras.

10 Ventilador

15 Cámara de impulsión

20 Cámara

25 Piscina

30 Válvula de seguridad

35 Válvula de ventilación

37 Sensor de presión

40 Válvula de entrada

45 Tobera de salida del ventilador

50 Compuerta de salida del ventilador

55 Compuerta de entrada del ventilador

60 Filtro de entrada del ventilador

65 Aislador de entrada del ventilador

70 Acondicionador del flujo de entrada del ventilador

72 Curva de la presión / caudal de flujo del ventilador

75 Región de inestabilidad del ventilador

80 Región de actuación óptima del ventilador

85 Posición de la curva del ventilador en el rango óptimo

90 Movimiento del ventilador a lo largo de la curva hasta la región no-óptima

95 Posición de la curva del ventilador en el rango no óptimo

100 Movimiento del ventilador a lo largo de la curva hasta el caudal de flujo negativo

105 Punto de ajuste de la presión

106 Movimiento del ventilador a lo largo de la curva hasta el punto de ajuste de la presión

107 Movimiento de retorno del ventilador a lo largo de la curva hasta el rango estable óptimo después de la ventilación activada por el punto de ajuste de la presión

108 Consumo de energía del ventilador

110 Controlador

200 Método de implementación del punto de ajuste

205-230 Etapas en el método de implementación del punto de ajuste

300 Método de puesta en marcha

305-320 Etapas en el método de puesta en marcha

Para crear la presión del aire necesaria para activar las cámaras de formación de las olas descritas en las solicitudes de patentes listadas anteriormente, deberían utilizarse varios ventiladores. Un aparato de entretenimiento de deportes acuáticos de este tipo se muestra en la figura 3, con diez ventiladores 10 inyectando aire dentro de una cámara de impulsión 15 y ese aire presurizado se pone a disposición de las cámaras de formación de olas 20, que pueden liberar entonces agua dentro de la piscina 25. La cámara de impulsión 15 puede ser un volumen individual, que se mantiene a una presión casi constante. La ventaja de una cámara de impulsión individual 15 es que compensará sustancialmente, a partir de la pluralidad de ventiladores 10, la presión que realiza el control del aparato de una manera más fiable y robusta. Además, si un ventilador fallase o redujese su rendimiento, el aparato puede continuar funcionando apoyado en la creación de presión desde los otros ventiladores. Aunque se muestra una cámara de impulsión 5 individual en la figura 3, debería ser evidente que se pueden utilizar más cámaras de impulsión. Por ejemplo, de dos a cinco ventiladores 10 pueden compartir una cámara de impulsión 15 individual.

Aunque el uso de una cámara de impulsión tiene las ventajas citadas anteriormente, también tiene varios inconvenientes. La fuente de los problemas es que un sistema multi-ventiladores puede causar que ventiladores individuales dentro del sistema se vuelvan inestables. Tal inestabilidad tiene varios inconvenientes: (1) el control exacto de la presión del aire es difícil, si no imposible, (2) los ventiladores están consumiendo potencia de manera ineficiente sin contribuir a la presión necesaria, y (3) los ventiladores se pueden desgastar prematuramente.

La figura 1 ilustra una curva del caudal de flujo volumétrico de la presión 71, que muestra la región de inestabilidad del ventilador 75. Un ventilador puede funcionar en varias posiciones a lo largo de esta curva 71. Debería indicarse que diferentes ventiladores tienen diferentes curvas de presión vs. el caudal de flujo volumétrico. Una región óptima del ventilador se muestra por la flecha 80, pero en la región inestable, el ventilador tiene dos posiciones operativas posibles para la misma presión - pero esas posiciones tienen caudales de flujo significativamente diferentes. De esta manera, si un ventilador está funcionando en la posición 85, es posible que el ventilador se mueva a lo largo de la curva hasta una región no-óptima mostrada por la flecha 90. Si el ventilador continúa a lo largo de la curva 72 más allá del origen (mostrado por la flecha 100), el ventilador puede tener realmente un caudal de flujo negativo, es decir, que el ventilador está funcionando, pero el aire está fluyendo en la dirección errónea. El funcionamiento en la región de flujo negativo puede causar desgaste prematuro sobre los ventiladores, y consume potencia sin ningún beneficio para el ventilador.

Cuando se utiliza una cámara de impulsión, es posible conectar uno o más ventiladores a la cámara de impulsión para que se muevan a la región inestable hasta el lado izquierdo de la cresta de la curva. Cuando esto sucede, resulta difícil, si no imposible, mantener la presión necesaria del aire en la cámara de impulsión para el funcionamiento adecuado de las cámaras. Además, el operador podría no conocer cuál de los ventiladores se ha vuelto inestable.

Para solucionar este problema, la presente divulgación presenta un punto de ajuste de la presión y una estructura de alivio de la presión para mantener la presión por debajo de ese punto de ajuste. Esto se muestra gráficamente en la figura 2, que muestra la misma curva del caudal de flujo volumétrico de la presión 71 de la figura 1. Si un ventilador comienza en la posición 109, entonces se mueve a lo largo de la curva hasta al punto de ajuste de la presión 100, como se muestra por la flecha 106, el sistema ventila la presión de manera que el ventilador avanza a lo largo de la curva en la dirección de la flecha 107 - es decir, retornando a la región de funcionamiento óptimo del ventilador. Volviendo a la figura 3, se describirán ahora las varias estructuras necesarias para implementar el punto de ajuste de la presión. El aparato incluye una pluralidad de cámaras de generación de olas 20 que liberan agua dentro de una piscina 25. Una cámara de impulsión 15 está conectada neumáticamente a cada cámara 20 y una pluralidad de ventiladores 10 están conectados a la cámara de impulsión 15 y la presurizan. Una pluralidad de sensores 37 están conectados y miden la presión de la cámara de impulsión 15. Una pluralidad de válvulas de ventilación 35 están conectadas y liberan presión desde la cámara de impulsión 15 después del accionamiento. Aunque la figura 3 muestra el mismo número de válvulas de ventilación 35 y de sensores de presión 37 que de ventiladores 10, será evidente que no es necesario que coincidan entre sí.

Pero la presión dentro de la cámara de impulsión no es uniforme en todas las porciones de la cámara de impulsión; en su lugar, ha sido medida una fluctuación mayor de 5 pulgadas (aproximadamente 12,7 cm) de agua dentro de una cámara de impulsión operativa. Por lo tanto, los ventiladores 10 conectados a porciones particulares de la cámara de combustión 15 puede ser más susceptibles de estar inestables. La utilización de múltiples sensores de presión 37 y de válvulas de ventilación 35, donde cada sensor 37 y cada válvula de ventilación 40 están localizados cerca de un ventilador 10, es una manera de considerar las variaciones en la cámara de impulsión 15 y de suprimir más efectivamente la inestabilidad de los ventiladores.

La figura 4A es una vista superior de un ventilador individual 10 conectado a una cámara individual 20 que libera agua dentro de la piscina 25. Una válvula de ventilación 35 puede ventilar presión del aire a la atmósfera. La figura 4B es una vista de la sección transversal lateral de la figura 4A, que muestra el sensor de presión 37. Esta vista muestra también estructuras adicionales, que incluyen una válvula de escape 30, válvula de entrada 40, tobera de salida del ventilador 45, compuerta de salida del ventilador 50, compuerta de entrada del ventilador 55, filtro de entrada del ventilador 60, aislador de entrada del ventilador 65, y acondicionador 70 del flujo de entrada del ventilador. Lo que es más importante y como se describe con más detalle a continuación, el sistema puede utilizar la compuerta de entrada del ventilador 55 como una estructura para ventilar el sistema.

La figura 5 es un diagrama de bloques esquemático de un sistema de control para detectar la presión en la cámara de impulsión 15 y para controlar el funcionamiento de las válvulas de ventilación 35, o alternativamente las compuertas de entrada del ventilador 55, de acuerdo con el punto de ajuste de la presión 105. Específicamente, los sensores de presión 37 están conectados a un controlador 110, que está conectado también a las válvulas de ventilación 40. El controlador 110 puede ser un procesador central con los algoritmos apropiados para detectar la presión del punto de ajuste y para abrir las válvulas de acuerdo con ello.

En sistemas preexistentes, puede no ser práctico modificar la cámara de impulsión 15 con válvulas de ventilación 37. En cambio, puede ser más práctico controlar el funcionamiento del ventilador 10 y su compuerta de entrada asistente 55. Por ejemplo, la compuerta de entrada 55 puede estar compuesta de paletas variables, que se pueden ajustar para permitir realmente el flujo de aire en dirección inversa a través del ventilador - ventilando de esta manera la cámara de impulsión 15.

La determinación de la presión del punto de ajuste será una función de las características únicas del aparato de formación de olas. Muchas variables pueden afectar a la selección apropiada de la presión del punto de ajuste incluyendo, pero no limitadas al número de ventiladores, el tipo de ventiladores, y el flujo dinámico del fluido del aire dentro de la cámara de impulsión desde los ventiladores hasta las cámaras. Por lo tanto, la presión del punto de ajuste puede ser ajustada por el método de prueba y error para un aparato particular.

El método de implementación del punto de ajuste 200 se muestra en la figura 6. Para cada sensor de presión 37, el controlador 110 mide la presión en la etapa 205. Si la presión medida es mayor o igual a la presión del punto de ajuste (etapa 210), entonces el controlador 110 activa la válvula de ventilación 35 en la etapa 215. En este punto, el sistema puede continuar ventilando durante un tiempo predeterminado (etapa 220), de tal manera que la presión caerá retornando a la región óptima y estable de la curva. Alternativamente, el sistema puede continuar midiendo la presión (etapa 225) hasta que la presión medida sea menor o igual que una segunda presión del punto de ajuste -por ejemplo, la presión del punto de ajuste menos una presión marginal (etapa 230). La segunda presión del punto de ajuste se pude basar en las particularidades del sistema, de tal manera que la presión retorna a la región óptima y estable de la curva. Además, la segunda presión del punto de ajuste (o el periodo de tiempo predeterminado) debería ajustarse de tal manera que el sistema es empujado suficientemente lejos de la presión del punto de ajuste para evitar una activación constante del punto de ajuste. En otras palabras, si la segunda presión del punto de ajuste (o el periodo de tiempo predeterminado) no está ajustado adecuadamente, el sistema puede activar el punto de ajuste demasiado frecuentemente.

Además, el sistema puede no implementar la presión del punto de ajuste hasta que el sistema haya sido puesto en marcha y esté operativo. Esto evita que se active la presión del punto de ajuste en el lado izquierdo de la cresta de la curva - ver las figuras 1 y 2. Por medio de la demora de la implementación de la presión del punto de ajuste hasta que el sistema ha sido puesto en marcha - es decir, funcionando con certeza razonable en la región hacia la derecha de la cresta de la curva - entonces la ventilación de la presión del punto de ajuste moverá la operación del ventilador a lo largo de la curva hacia la derecha.

El sistema puede registrar también las presiones históricas dentro de la cámara de impulsión después de la puerta en marcha, y esas presiones deberían incrementarse hasta un máximo y entonces disminuir a medida que los ventiladores avanzan a lo largo de la curva - ver las figuras 1 y 2. Sobre la base de los valores históricos medidos, el sistema comienza la ventilación del punto de ajuste de la presión después de que la presión medida ha pasado el pico de la cresta de la curva, o más preferiblemente cuando la presión medida alcanza la presión del punto de ajuste en el lado derecho de la cresta de la curva. Un método de puesta en marca 300 se muestra en la figura 7. Para cada sensor de presión 37, el controlador 110 mide la presión en la etapa 305. Si la presión medida ha alcanzado el pico (etapa 310), entonces el sistema puede comenzar el método de implementación del punto de ajuste en la etapa 315. La implementación del método del punto de ajuste inmediatamente después de la cresta puede ser sub-óptima. Es posible que el sistema se retire hacia la izquierda de la curva. En su lugar, puede ser preferible continuar la medición de la presión después de que la presión ha alcanzado el pico y ha alcanzado la presión del punto de ajuste (es decir, en el lado derecho de la cresta de la curva) como se muestra en la etapa 320.

El sistema puede estar asociado también a un sensor de presión 37 particular con una válvula de ventilación 40 particular. Como se ha descrito anteriormente, la variación en la presión puede ser significativa a través de la cámara de impulsión 15, por lo que el exceso de la presión del punto de ajuste puede ser un asunto localizado dentro de la cámara de impulsión 15. Para optimizar el sistema, la asociación o emparejamiento de un sensor o grupo de sensores 37 con una válvula de ventilación o grupo de válvulas de ventilación 40 podría conducir a la ventilación de la cámara de impulsión 15 en el área localizada. Y debido a que la válvula de ventilación 40 está localizada óptimamente cerca del ventilador 10, tal ventilación asegurará que los ventiladores experimenten la presión apropiada y permanezcan en la región óptima de la curva presión vs. caudal de flujo volumétrico. El controlador 110 puede realizar, por lo tanto, el método de implementación del punto de ajuste 200 sobre un complejo asociado al sensor de presión / válvula de ventilación, de tal manera que cuando la presión de un sensor 37 excede la presión del punto de ajuste (etapa 210), el controlador en la etapa 215 activa la particular válvula de ventilación 40 asociada con el sensor 37, que está informando de la presión excedida. De la misma manera, las etapas 225 y 230 pueden realizarse utilizando el complejo de sensor / válvula de ventilación asociado. De forma similar, el método de puesta en marcha 300 puede comenzar la implementación del método de implementación del punto de ajuste 200 de una manera de sensor-por-sensor - que refleja de nuevo la realidad de que la cámara de impulsión 15 no tiene un rendimiento uniforme de la presión.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato de entretenimiento de deportes acuáticos, que comprende:

una pluralidad de cámaras de generación de olas (20) que libera agua dentro de una piscina (25);

una cámara de impulsión (15) conectada neumáticamente a cada cámara (20);

una pluralidad de ventiladores (10) conectados a la cámara de impulsión (15) y adaptados para presurizar la cámara de impulsión;

una pluralidad de ventilaciones (35) conectadas a la cámara de impulsión (15) y adaptadas para liberar presión desde la cámara de impulsión (15) tras accionamiento,

caracterizado porqueel aparato adicionalmente comprende una pluralidad de sensores (37) conectados a la cámara de impulsión (15) y adaptados para medir la presión de la cámara de impulsión (15), y

un controlador (110) conectado a la pluralidad de ventilaciones (35) y a la pluralidad de sensores (37), en donde el controlador (110) está construido para realizar las siguientes etapas:

a. medir la presión desde un sensor en la pluralidad de sensores (37);

b. cuando la presión medida es mayor que un punto de ajuste prefijado, entonces activar una válvula de ventilación de la pluralidad de ventilaciones (35) para liberar presión.

2. El aparato de la reivindicación 1, en donde el accionamiento de la ventilación (35) por el controlador (110) se realiza durante un periodo de tiempo prefijado.

3. El aparato de la reivindicación 1, en donde el controlador (110) adicionalmente realiza la siguiente etapa después de la etapa (b): medir la presión mediante el sensor (37) y continuar el accionamiento de la ventilación (35) hasta que la presión medida sea menor que un segundo punto de ajuste prefijado.

4. El aparato de la reivindicación 1, en donde la ventilación (35) es una válvula de ventilación.

5. El aparato de la reivindicación 1, en donde la ventilación (35) es una compuerta de entrada de ventilador (55).

6. El aparato de la reivindicación 1, en donde el número de ventiladores (10) no es igual al número de sensores (37).

7. El aparato de la reivindicación 1, en donde el número de ventiladores (10) no es igual al número de ventilaciones (35).

8. El aparato de la reivindicación 1, en donde el controlador (110) adicionalmente realiza la siguiente etapa antes de la etapa (b): si la presión medida ha alcanzado el pico, entonces continuar a la etapa (b).

9. Un método para controlar la inestabilidad en un aparato de entretenimiento de deportes acuáticos, teniendo el aparato de deportes una pluralidad de cámaras (20) controladas neumáticamente, que liberan agua dentro de una piscina (25), las cámaras (20) están conectadas a una cámara de impulsión (15), que está presurizada por una pluralidad de ventiladores (10), el método comprende:

a. medir la presión en la cámara de impulsión (15);

b. liberar presión de la cámara de impulsión (15) cuando la presión medida alcanza un punto de ajuste prefijado.

10. El método de la reivindicación 9, en donde la liberación de presión en la etapa (b) continúa durante un periodo de tiempo prefijado.

11. El método de la reivindicación 9, en donde la liberación de presión en la etapa (b) continúa hasta que la presión medida es menor que un segundo punto de ajuste prefijado.

12. El método de la reivindicación 9, en donde la liberación de presión en la etapa (b) se realiza por medio de la actuación de una válvula de ventilación (35).