MONTAJE DE EXTRACCION QUE TIENE ACOPLAMIENTO FLEXIBLE
Antecedentes de la Invención La presente invención se refiere, de manera general, a ventiladores aspirantes o extractores de aire y de manera más particular, a extractores de aire del tipo que succionan aire contaminado a partir de una o más campanas para humos distribuidas a través de un edificio, además, mezclan el aire contaminado con el aire ambiental para diluir los contaminantes y ventilan el aire diluido del edificio hacia el entorno ambiental . Existen muchos tipos distintos de sistemas de ventilación o extracción para edificios. En la mayoría de éstos, el objetivo es simplemente extraer el aire desde el interior del edificio en un modo eficiente. En edificios tales como laboratorios, los gases o humos, que son generados por procesos químicos y biológicos, podrían tener un olor desagradable, son nocivos o tóxicos. Una solución es dejar escapar éstos humos a través de un tubo alto de escape, el cual libera los humos por encima del piso y del nivel del techo. Sin embargo, estos tubos de escape son costosos de construir y tienen un aspecto desagradable. Otra solución es mezclar los gases o humos con aire fresco para diluir el aire contaminado y dejar escapar el aire diluido hacía arriba desde la parte superior del REF. 161612
edificio a una alta velocidad. Por lo tanto, los gases de escape son diluidos y soplados por encima del edificio. Los ejemplos de estos sistemas son descritos en las Patentes de los Estados Unidos Nos. 4, 806,076; 5, 439,349 y 6, 112,850. Entre estos sistemas, la Patente de los Estados
Unidos No. 4, 806,076 describe un sistema en el cual un motor de ventilación tiene un eje motriz que es directamente conectado con un ventilador que posee aspas giratorias de ventilación que extraen el aire de escape contaminado que proviene del edificio y soplan el aire de escape hacia arriba en dirección del entorno ambiental. Desafortunadamente, las chumaceras que soportan el eje motriz en el interior del motor absorben los esfuerzos axiales transmitidos por el ventilador durante la operación, aumentando de esta manera el desgaste en el motor. Además, debido a que la interconexión entre el eje motriz y el ventilador se encuentra situada en un área que recibe el aire de escape durante la operación, se requiere que una persona entre en un área que está contagiada con contaminantes cuando las operaciones de mantenimiento del motor involucran la separación del eje motriz del ventilador.
Por lo tanto, se desea un sistema de ventilación o extracción de edificio que incluye un tubo de escape de edificio acoplado con un ventilador que supere las deficiencias asociadas con los sistemas convencionales.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con un aspecto de la presente invención, un montaje extracción es configurado para permitir el escape del aire contaminado que proviene de un edificio. El montaje de ventilación o extracción incluye una pared exterior que define una cavidad en la misma con una entrada de aire formada en su extremo inferior. La entrada de aire recibe el aire contaminado. Una pared interior es fijada en la pared exterior y es situada en la cavidad para dividirla en una cámara central aislada del aire contaminado y un espacio anular circundante que recibe el aire contaminado. Un ventilador es situado en la cámara central y es acoplado con un eje de ventilación para extraer el aire de escape a través de la entrada de aire y para soplar el mismo hacia arriba a través del espacio anular. Un motor es montado en la cámara central y tiene un eje motriz que impulsa el eje de ventilación. Un acoplamiento se encuentra situado en la cámara central y conecta el eje de ventilación con el eje motriz . De acuerdo con otro aspecto de la invención, un montaje de extracción es colocado sobre un techo de un edificio para la remoción del aire contaminado que proviene de una o más ventilaciones de escape del edificio. El montaje de extracción incluye una entrada de aire que recibe el aire contaminado, al menos una zona de arrastre de aire ambiental
que mezcla el aire ambiental con el aire contaminado para producir el aire diluido, y una salida de aire que deja escapar el aire diluido. Una cámara de extracción retiene un ventilador que es acoplado con un eje de ventilación para extraer el aire de escape a través de la entrada de aire y para soplar el mismo en una dirección hacia la salida de aire. También es proporcionada una cámara de impulsión. La cámara de impulsión es aislada del aire de escape y retiene un motor que tiene un eje motriz que puede ser operado para impulsar el eje de ventilación y un acoplamiento que conecta el eje de ventilación con el eje motriz. De acuerdo todavía con otro aspecto de la invención, se proporciona un montaje de extracción que expele el aire de escape a partir de un edificio. El montaje de extracción incluye un alojamiento que define un extremo de entrada que recibe el aire de escape y un extremo de salida que expele el aire de escape. El alojamiento define una cámara de extracción y una cámara de impulsión que es aislada del aire de escape. Un ventilador es situado en la cámara de extracción y es acoplado con un eje de ventilación de manera que gire extrayendo el aire de escape a través de la entrada y dirigiendo el aire de escape en una dirección hacia la salida. Un motor es montado en la cámara de impulsión, el motor incluye un eje motriz acoplado con el eje de ventilación por medio de un acoplamiento situado en la cámara
de impulsión. Por lo menos un pasaje se extiende a través del alojamiento, el pasaje proporciona acceso al motor y al acoplamiento . En la siguiente descripción, se hace referencia a las figuras que la acompañan, las cuales forman parte de la misma y en las cuales se muestra por medio de ilustración y no como una limitación, una modalidad preferida de la invención. Esta modalidad no define el alcance de la invención y por lo tanto, debe hacerse referencia a las reivindicaciones para este propósito.
Breve Descripción de las Figuras Se hace referencia en este documento a las siguientes figuras, en las cuales los mismos números de referencia corresponden con los mismos elementos a través de las Figuras, y en las cuales: La Figura 1 es una vista en perspectiva esquemática de un sistema de ventilación de edificio construido de acuerdo con los principios de la presente invención; La Figura 2 es una vista en alzado lateral de un montaje de extracción construido de acuerdo con la modalidad preferida; La Figura 3A es una vista en perspectiva del pleno que forma parte del montaje de extracción de la Figura 2 con las partes removidas;
La Figura 3B es una vista en perspectiva en despiece del pleno de la Figura 3A; La Figura 3C es una vista lateral en despiece del pleno de la Figura 3A con las partes removidas; La Figura 4 es una vista en perspectiva de dos plenos montados lado a lado; La Figura 5 es una vista en corte en alzado lateral del montaje de extracción que se ilustra en la Figura 2; La Figura 6 es una vista en perspectiva en despiece del montaje de extracción de la Figura 5; La Figura 7 es una vista en corte ampliado en alzado lateral similar a la Figura 5 aunque ilustra el motor de ventilación en una posición girada; La Figura 8 es una vista parcial del montaje de extracción de la Figura 5 con las partes separadas; La Figura 9 es una vista en sección transversal tomada a lo largo del plano 9-9 que se muestra en la Figura 5; La Figura 10 es una vista en perspectiva del acoplamiento que se ilustra en la Figura 5; La Figura 11 es una vista en alzado en corte del acoplamiento que se ilustra en la Figura 10; La Figura 12 es una vista en alzado en corte del acoplamiento que se ilustra en la Figura 11, aunque en una posición flexionada
La Figura 13 es una vista en alzado en corte similar a la Figura 7, aunque ilustra el motor montado de acuerdo con una modalidad alternativa; La Figura 14 es una vista en sección transversal tomada a lo largo del plano 14-14 que se muestra en la Figura 5; la Figura 15 es una vista en sección transversal tomada a lo largo del plano 15-15 que se muestra en la Figura 5; La Figura 16 es una vista en sección transversal tomada a lo largo del plano 16-16 que se muestra en la Figura 5; La Figura 17 es un diagrama esquemático del montaje de extracción que muestra los parámetros que determinan el funcionamiento deseado; La Figura 18 es una vista en perspectiva con las partes separadas de una segunda modalidad del montaje de extracción de la presente invención; y La Figura 19 es una vista en alzado del montaje de extracción de la Figura 18.
Descripción Detallada de la Modalidad Preferida Con referencia inicial a la Figura 1, un sistema de ventilación o extracción 20 de un edificio incluye una o más campanas para humos 22 del tipo que son comúnmente instaladas
en las cocinas comerciales, laboratorios, instalaciones de manufactura u otras ubicaciones adecuadas a través de un edificio que crean gases nocivos u otros gases que van a ser ventilados desde el edificio. En particular, cada campana para humos 22 define una cámara 28 que se encuentra abierta en la parte frontal de la campana para la recepción del aire circundante. El extremo superior de la cámara 28 se encuentra unido con el extremo inferior de un conducto 32 que se extiende hacia arriba a partir de la campana 22 hacia un distribuidor 34. Además, el distribuidor 34 es conectado con un tubo de subida 38 que se extiende hacia arriba hasta un techo 40 u otra superficie superior del edificio. El extremo superior del tubo de subida 38 se encuentra conectado, a su vez, con un montaje de extracción 42, el cual es colocado en la parte superior de un techo 40 y se extiende hacia arriba del techo para la ventilación de los gases que provienen del edificio . Con referencia también a la Figura 2, el montaje de extracción 42 incluye un pleno 44 situado en la base del montaje que recibe los gases de escape que provienen del tubo de subida 38 y los mezcla con aire fresco. Un montaje de extracción 46 es conectado con, y se extiende hacia arriba a partir, del pleno 44. El montaje de extracción 46 incluye un volante o rueda de ventilación que extrae los gases de escape hacia arriba a través del pleno 44 y los sopla hacia afuera a
través de una banda para viento 52 situada en su extremo superior. Cada uno de estos componentes se describe en mayor detalle más adelante. Durante la operación, el montaje de extracción 42 extrae un flujo de aire que se desplaza a partir de cada campana para humos 22 que es conectada a través de la cámara 28, los conductos 32, el distribuidor 34, el tubo de subida 38 y el pleno 44. Este aire de escape es mezclado con aire fresco antes de ser expelido hacia arriba a una alta velocidad a través de un orificio en la parte superior de la banda para viento 52. El control de este sistema incluye normalmente elementos mecánicos y electrónicos de control. Un regulador convencional 36 es situado en el conducto 32 en una posición ligeramente por encima de cada campana 22, y es automáticamente accionado entre una orientación totalmente abierta (como se ilustra) y una orientación totalmente cerrada para controlar el flujo de escape a través de la cámara 28. Por lo tanto, el volumen de aire que es ventilado a través de cada campana 22 es controlado. El edificio puede ser proporcionado con más de un montaje de extracción 42, cada uno de estos montajes 42 es conectado en forma operativa, ya sea con un grupo separado de campanas para humos 22 o con un distribuidor 3 . Por consiguiente, cada montaje de extracción 42 puede ser responsable de la ventilación de los gases nocivos que
provienen de una zona particular dentro del edificio 26, o una pluralidad de montajes de extracción 42 puede funcionar en serie fuera del mismo distribuidor 34. Además, el distribuidor 34 podría ser acoplado con un escape de cámara general en el edificio 26. Un sistema de control electrónico (no se muestra) podría ser utilizado para regular automáticamente la operación del sistema. Como se muestra mejor en las Figuras 3A, B y C, el pleno 44 incluye un alojamiento rectangular formado por cuatro paredes verticales 64 y una pared superior 66. Un pedestal rectangular 68 es fijado en la pared superior 66 y sirve como el soporte para el montaje de extracción 46 para fijarlo en forma removible a esta. Todas las cuatro paredes 64 son construidas con paneles idénticos 70 que pueden ser removidos, en forma selectiva, para orientar el pleno 44 en cualquier dirección deseada. Cuando el panel 70 sea removido, un gran orificio sería formado en la pared de pleno 6 . Un panel 70 es removido en una pared 64 para formar la parte frontal en la cual es unida la campana 7 . La campana 72 se extiende hacia afuera a partir del alojamiento para proporcionar una entrada de derivación de aire 74 al pleno 44. La campana 72 es formada por un par de paredes verticales separadas 69, una pared inferior 79 y una campana para lluvia 82, la cual se extiende en dirección horizontal hacia afuera a partir del alojamiento y
posteriormente, es inclinada hacia abajo. Un labio invertido hacia arriba 84 es formado sobre el borde de escurrimiento de la campana para lluvia 82 para evitar que el agua gotee dentro del flujo de derivación de aire. Un regulador 86 es montado por debajo de la campana
72 para controlar la cantidad de aire ambiental que penetra en el alojamiento del pleno a través de la entrada de derivación de aire 74. Este incluye aspas o álabes de regulación que son controlados en forma electrónica o neumática para permitir que un flujo de aire de derivación se dirija hacia el pleno 44 que mantiene un flujo constante de aire total hacia el montaje de extracción 46 a pesar de los cambios en el volumen del aire escapado desde el edificio. El aire de escape que proviene del edificio penetra el pleno 44 a través de una entrada de escape 88 formada en la parte inferior del alojamiento rectangular y se mezcla con el aire de derivación para producir un aire de escape ya diluido que es extraído hacia arriba a través de una salida de escape 90 en la parte superior del pedestal 68 y en dirección del montaje de extracción 46. Como se muestra mejor en las Figuras 3B y 3C, un regulador de aislamiento 92 es montado en forma deslizante en el pedestal 68 justo por debajo de la salida de escape 90. El regulador de aislamiento 92 es soportado por una pestaña 89 formada alrededor del interior del pedestal 68, y se desliza
hacia su lugar a través de la pared frontal del pedestal . El regulador de aislamiento 92 sirve para aislar el aire ambiental exterior que fluye hacia abajo a través del montaje de extracción 46, cuando el ventilador no está funcionando. El regulador de aislamiento 92 tiene aspas que son giradas por gravedad, contratiro, o por medio de un eje girado para cerrar el regulador cuando el ventilador no está funcionando. El regulador de aislamiento 92 podría ser removido con facilidad para su inspección o reparación al desconectar la campana 72 del pleno 44 y deslizar el regulador 92 fuera del pedestal 68. Como se muestra mejor en la Figura 4, los paneles removibles 70 en los lados del pleno 44 también permiten que múltiples plenos 44 sean combinados con un tubo de subida único 38. En esta configuración, los plenos 44 son montados uno junto al otro y los paneles 70 en sus paredes de apoyo 64 son removidos para formar una cámara única alargada 95 definida por sus alojamientos combinados. Cualquier cantidad de plenos 44 podría ser combinada de este modo y una flexibilidad completa en su orientación y la posición de sus campanas 72 es proporcionada por los mismos paneles removibles 70 y los agujeros de montaje en todas las cuatro paredes 64 del pleno 44. Con referencia en particular a la Figura 2, el montaje de extracción 46 es colocado en forma removible sobre
la parte superior del pleno 44. El montaje de extracción 44 tiene una placa de base rectangular 97 con un faldón que se extiende hacia abajo, el cual es colocado a presión alrededor del borde superior del pedestal rectangular 68. Unos sujetadores unen este faldón con la parte superior del pedestal 68, y mediante la remoción de estos sujetadores, el montaje total de extracción 46 puede ser removido para su reparación o inspección. Los paneles removibles 70 también permiten el acceso a la parte interior del pleno 44 desde cualquier dirección. Esto permite efectuar trabajos de mantenimiento de rutina y las reparaciones que serán efectuadas sin tener que remover la totalidad del montaje de extracción 42 del tubo de subida 38 o el montaje de extracción 46 desde el pleno 44. Asimismo, en muchas instalaciones es ventajoso que el aire de escape del edificio sea dirigido hacia el pleno 44 a través de una de sus paredes laterales 64 más que a través de la parte inferior. En estas instalaciones, el panel adecuado 70 es removido para formar la entrada de escape hacia el pleno 44 y la parte inferior del alojamiento del pleno es encerrada con la pared inferior (no se muestra en los dibujos) . Con referencia en particular a las Figuras 5, 6 y 8, el montaje de extracción 46 se sitúa sobre la parte superior del pleno 44 e incluye una pared exterior cilindrica 100 que es soldada con la placa de base rectangular 102. Un conjunto
de ocho cartabones 104 es soldado alrededor del extremo inferior de la pared exterior 100 para ayudar a soportarla en una posición vertical. Soportada en el interior de la pared exterior 100 se encuentra una pared interior de forma cilindrica 106, la cual divide la cámara formada por la pared exterior 100 en tres partes; una cámara central de impulsión 108, un espacio anular circundante 110 situado entre las paredes interior y exterior 106 y 100, y una cámara de extracción 112 situada por debajo de la cámara de impulsión 108. La cámara de extracción 112 y el espacio anular 110 forman parte de la trayectoria de flujo del aire de escape del edificio, mientras la cámara de impulsión 108 es aislada de la trayectoria de flujo y por lo tanto, no está expuesta a los contaminantes asociados con el aire de escape. Un eje de ventilación 114 es situado en la cámara de impulsión 108 y es ventajosamente fijado, en forma giratoria, mediante una chumacera única 118 con una placa inferior 116 que es soldada con el extremo inferior de la pared interior 106. El eje de ventilación 114 se extiende hacia abajo en dirección de la cámara de extracción 112 para soportar una rueda de ventilación 120 en su extremo inferior, y se extiende hacia arriba en dirección de la cámara de impulsión 108 en donde es conectada con un eje motriz 152 por medio de un acoplamiento flexible condescendiente 122 que compensa las malas alineaciones del eje al menos en una orientación, y de
manera más preferible, en dos orientaciones (por ejemplo, las malas alineaciones del eje angular y axial) como se describe en mayor detalle más adelante. El eje motriz 152 se extiende a través de una placa horizontal rectangular 124, la cual a su vez se extiende a través del interior de la cámara de impulsión 108 y es soportada por debajo por medio de un conjunto de cartabones 126 separados alrededor del interior de la cámara de impulsión 108. Como se ilustra mejor en la Figura 8, la rueda de ventilación 120 incluye una rueda trasera 130 en forma de plato que tiene un conjunto de aspas principales de ventilación 132 fijas en su superficie inferior que soportan un aro de forma de cono truncado 136 que se extiende alrededor del perímetro de las aspas de ventilación. El borde inferior de este aro 136 se coloca alrededor de un labio superior de forma circular de un cono de entrada 138 que se fija y extiende hacia arriba a partir de la placa de base 102. La rueda de ventilación 120 es una rueda de ventilación de flujo mezclado tal como la que es comercialmente vendida por Greenheck Fan Corporation de acuerdo con la marca comercial registrada MODEL QEI y que se describe en la solicitud de Patente pendiente de los Estados Unidos No. 10/297,450 que se incorpora en este documento como referencia. Cuando la rueda de ventilación 120 es girada, el aire de escape que proviene del pleno 44 es extraído hacia
arriba a través de la entrada de aire formada por el cono de entrada 138 y es soplado en dirección radial hacia afuera y hacia arriba en dirección del espacio anular 110, como se muestra mediante las flechas 140 (Figura 9) . La rueda trasera 130 también podría incluir, si se deseara, un conjunto de aspas auxiliares de ventilación 134 fijadas en su superficie superior que producen un flujo de aire radialmente dirigido hacia afuera. Debido a que el eje 114 y la chumacera 118 deben proporcionar un buen sello con la placa inferior 116, ninguna fuente de aire debe estar disponible y este flujo de aire todavía no es bien definido. Sin embargo, si sucediera un escape, sería establecido un patrón de flujo de aire, en el cual el aire es extraído a partir de la cámara de impulsión 108 y es radialmente dirigido hacia afuera a través de una separación formada entre el aro superior del volante de ventilación 130 y la placa inferior 116. Como resultado, el aire de escape no puede escapar hacia la cámara de impulsión 108 incluso si sucediera una fuga. Como se ilustra mejor en las Figuras 5 y 6, el acceso a la cámara de impulsión 108 desde el exterior del montaje de extracción 46 es proporcionado por dos pasajes formados en lados opuestos. Cada pasaje es formado por orificios alargados que se encuentran alineados, los cuales a su vez son configurados a través de la pared exterior 100 y
la pared interior 106 que se encuentran conectadas por una pared de paso 144. La pared de paso 144 encierra el pasaje y lo aisla del espacio anular 110 a través del cual se extiende. Como se muestra mejor en la Figura 9, puede observarse ya sea a través de los pasajes y puede verse el motor de impulsión de ventilación 150 y sus componentes asociados, el eje de ventilación 114 y el acoplamiento 122. Por lo tanto, el personal de mantenimiento tiene un acceso fácil a estos elementos para realizar trabajos de inspección y reparación. A continuación, con referencia a las Figuras 5, 7 y 9, el motor de impulsión de ventilación 150 es situado en la cámara de impulsión 108 y es montado en la placa de soporte horizontal que es sustancialmente rectangular 124, la cual a su vez se extiende entre la pared interior 106. En específico, el motor 150 es fijado en la superficie superior de una abrazadera de montaje 154, la cual es fijada en la superficie superior de la placa 124 por medio de los tornillos 156 o sujetadores similares con el fin de proporcionar integridad estructural durante la operación. La abrazadera de montaje 154 incluye una placa rectangular plana que se extiende en dirección horizontal 160 y un par de pestañas rectas 168 que se extienden hacia arriba a partir de los extremos exteriores opuestos de la placa. Las pestañas 168 se extienden en una dirección sustancialmente paralela a
un eje que se extiende perpendicular entre los pasajes. También con referencia a las Figuras 10 y 11, el eje motriz 152 se extiende hacia abajo a través de la abrazadera de montaje 154 y es conectado con el eje de ventilación 114 por medio del acoplamiento flexible 122, de manera que el motor impulsa, en forma giratoria, la rueda de ventilación 120 durante la operación. El acoplamiento 122 puede ser un Acoplamiento Único de Flexión SUre-Flex-Serie AR de 4 Tornillos del tipo normalmente disponible a partir de TB Woods, Inc, situada en Chambersburg, PA, y en forma ventajosa, es flexible tanto en posición axial como angular, como será descrito a continuación. El acoplamiento 122 incluye un segmento superior 174 fijo en el eje motriz 152, y un segmento inferior 176 fijo en el eje de ventilación 114. Cada segmento incluye un adaptador 178 que rodea el extremo terminal del correspondiente eje. Cada adaptador 178 incluye una pestaña radial 180 en su extremo axialmente exterior y un manguito 182 que se extiende en dirección axial hacia adentro a partir de la pestaña 180. Cada manguito 182 tiene una pared interior cilindrica que recibe el correspondiente eje, y una pared exterior que es inclinada en dirección radial hacia adentro a lo largo de la dirección que es axialmente tomada hacia adentro a partir de la pestaña 180. Cada manguito 182 es colocado en el interior de un correspondiente buje 184 que tiene una pared cilindrica
interior que es inclinada para acoplarse con la pared exterior inclinada del manguito 182. Tres tornillos 186 (se muestran dos) se encuentran separados 120° entre sí y se extienden a través de la pestaña 180 y hacia el buje 184. Conforme los tornillos 186 son apretados, las paredes interiores inclinadas de los bujes 184 desvían el manguito 182 contra el correspondiente eje, fijando los ejes 152 y 114 en el acoplamiento 122. Debe apreciarse que un número de acoplamientos comercialmente disponibles proporciona mecanismos alternativos aún adecuados, que son fijados a un eje en el acoplamiento (por ejemplo, un tornillo de regulación o ajuste) . Todos estos diseños alternativos se pretende que caigan dentro del alcance de la presente invención. Una placa cilindrica flexible que se extiende en dirección horizontal 188, la cual puede ser elaborada a partir de acero inoxidable o cualquier material alternativo adecuado, es situada entre los bujes 184. El buje superior 184 es conectado con la placa 188 por medio de un par de tornillos verticales 190 y el buje inferior 184 es conectado con la placa 188 por medio de un par de tornillos invertidos 192. Cada tornillo vertical 190 se encuentra radialmente separado en 180° entre sí y se encuentra separado 90° con respecto a cada tornillo invertido adyacente 192 (las Figuras 11 y 12 ilustran un tornillo vertical 190 y un tornillo
invertido 192 radialmente separados en 180° entre sí con propósitos de simplicidad, se aprecia que los tornillos verticales e invertidos en realidad se encuentran separados 90° entre sí) . Cada tornillo vertical 190 se extiende hacia abajo a través de los bujes superior e inferior 184, y es sujetado por una tuerca convencional 194. Una arandela 196 es situada entre la placa 188 y el buje inferior 184. Un manguito no roscado 198 rodea el eje del tornillo 190 próximo a la cabeza del tornillo y actúa contra la superficie superior de la placa 188. Por consiguiente, el manguito 198 y la tuerca 194 sujetan la placa 188 con el buje inferior 184. El manguito 198 se extiende a través de un taladro 200 formado en el buje superior 184 que tiene un diámetro más grande que el diámetro tanto del manguito 198 como de la cabeza de tornillo a fin de proporcionar un juego que permita tanto el desplazamiento angular del manguito 198 dentro del taladro 200 como un desplazamiento axial de la cabeza de tornillo y el manguito 198 dentro del taladro 200. Los tornillos invertidos 192 se extienden en forma similar hacia arriba a través de los bujes inferior y superior 184 para sujetar el buje superior 184 en la placa 188. Con referencia a la Figura 12, el acoplamiento 122 es flexiblemente angular. En específico, cuando los ejes 114 y 152 sean angularmente desalineados, las cabezas de tornillo
son angularmente desalineadas dentro del correspondiente taladro 200 y la placa 188 se flexiona para acomodar la desalineación angular. El huelgo o juego entre los manguitos 198 y los correspondientes taladros 200 se extiende a través de los bujes 184, en combinación con la placa flexible 188, permitiendo de esta manera que el acoplamiento 122 funcione incluso cuando los ejes 112 y 152 se encuentren angularmente desalineados. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el acoplamiento 122 acomoda Io de desalineación angular entre los ejes 112 y 152, sin embargo, la presente invención no debe ser interpretada en una forma muy limitada.
Además, el acoplamiento 122 es flexible en dirección axial. En específico, los manguitos 182 y 198 pueden ser comprimidos en la dirección axial, si los ejes 114 y 152, por ejemplo, fueran empujados uno en dirección del otro durante la operación. Por otro lado, si los ejes 114 y 152 fueran jalados en una dirección uno fuera del otro, los bujes superior e inferior 184 serían separados, quitando la presión de las cabezas de tornillo de los tornillos 190 y 192 en los correspondientes taladros 200. La placa 188 también se flexiona en esta situación para acomodar la separación axial de los bujes 184. Cuando las operaciones de mantenimiento tienen que ser efectuadas en el motor 150 o sus componentes asociados en el interior de la cámara de impulsión 108, puede obtenerse el
acceso a los tornillos 186 por medio del pasaje a través del espacio anular 110 y un orificio de acceso que existe entre la placa rectangular 124 y la pared interior cilindrica 106. Una vez que han sido aflojados los tornillos 186, el eje 152 puede ser removido desde el manguito 182. En forma ventajosa, el acoplamiento 122 es situado en la cámara de impulsión 108, y en consecuencia, el usuario no está expuesto a los contaminantes de los gases de escape del edificio cuando se desembrague el eje 152 del acoplamiento 122. Además, debido a que solamente una chumacera única 118 soporta en forma giratoria el eje de ventilación 114, el mantenimiento es reducido si se compara con los sistemas convencionales cuyos ejes de ventilación/motriz requieren por lo menos de dos chumaceras. Además, la chumacera 118 absorbe los esfuerzos axiales transmitidos por la rueda de ventilación 120, preservando de esta manera las chumaceras en el interior del motor 150. En forma ventajosa, un borde de la abrazadera de montaje 154 es conectado con la placa 124 por medio de una articulación 158 que permite girar a la abrazadera de montaje 154 con relación a la placa 124 una vez que el sujetado (es) 156 hayan sido removidos. De preferencia, la articulación 158 es orientada perpendicular a un eje que se extiende también en dirección perpendicular a través de los pasajes. A este respecto, la articulación 158 se extiende perpendicular a las
pestañas 168. La articulación 158 permite que la abrazadera de montaje 154 y el motor 150 sean girados entre una primera posición en la cual los ejes 152 y 114 pueden ser embragados mediante el acoplamiento 122 y los sujetadores 156 pueden conectar la abrazadera 154 con la placa 124, y hacia uno de los pasajes en la dirección de la Flecha A hacia una segunda posición, por medio de la cual pueden ser efectuados los trabajos de inspección y mantenimiento. Las pestañas en forma de cuña 168 proporcionan un soporte estructural adicional para la abrazadera en posiciones próximas a la articulación 158 en donde el aumento de fuerzas se origina a partir del giro del motor. El motor 150 puede ser girado en forma manual alrededor de la articulación 158 en cualquier ángulo entre 0o y 180° (con respecto a la abrazadera 154 y la placa 124) para proporcionar el acceso necesario a los componentes en el interior de la cámara 18. En un aspecto de la invención, el motor 150 gira en un ángulo aproximadamente de 90°, de manera que las superficies verticales de las pestañas 168 próximas a la articulación 158 proporcionan un tope con respecto al motor 150 que gira más allá de 90°. En forma alterna, las superficies verticales de la pestaña podrían ser situadas para proporcionar un juego adicional con respecto a la placa 124, con lo cual se permite que el motor gire más allá de 90°. En este ejemplo, un tope en la forma de la pestaña 145
podría extenderse a partir de la pared 144 (Figura 7) y puede sobresalir una distancia deseada para embragar con la superficie superior de la abrazadera una vez que el motor 150 ha girado hasta el ángulo deseado. Una vez girada, una porción del motor 150 puede extenderse a través de uno de los pasajes mientras el acceso a los componentes dentro de la cámara de impulsión 108 puede ser conseguido por medio del otro pasaje. Debe apreciarse que la articulación 158 puede ser desensamblada en el modo usual (por ejemplo, removiendo el pasador de articulación) con el fin de facilitar la remoción del motor 150 del montaje 42. En forma alterna, con referencia a la Figura 13, el motor 150 puede ser directamente fijado en la placa 124 por medio de los tornillos 156. En esta modalidad, el eje motriz 152 puede ser desembragado del acoplamiento 122 en el modo descrito con anterioridad y los tornillos 156 pueden ser removidos de la parte inferior del motor 150, liberando de esta manera el motor 150 para su remoción de la cámara de impulsión 108. A continuación, también con referencia a las Figuras 5-7 y 9, el aire de escape se mueve hacia arriba a través del espacio anular 110 y sale a través de una tobera de forma anular 162 configurada en los extremos superiores de las paredes 100 y 106 como se indica mediante las flechas 164. La
tobera 162 es formada ensanchando el extremo superior 166 de la pared interior 106, de manera que el área de sección transversal de la tobera 162 sea sustancialmente menor que el área de sección transversal del espacio anular 110. Como resultado, la velocidad del gas de escape es aumentada, en forma significativa, a medida que sale a través de la tobera 162. Como se muestra mejor en las Figuras 9 y 15, las aspas 170 son montadas en el espacio anular 110 alrededor de su circunferencia para enderezar la trayectoria del aire de escape conforme éste abandona el ventilador y se desplaza hacia arriba. Se ha encontrado que la acción de las aspas 170 aumenta el arrastre del aire ambiental hacia el tubo de escape, como será descrito más adelante. Con referencia en particular a las Figuras 6 y 9, una banda para viento 52 es colocada en la parte -superior del montaje de extracción 46 y alrededor de la tobera 162. Un conjunto de abrazaderas 54 es unido alrededor del perímetro de la pared exterior 100. Las abrazaderas 54 se extienden hacia arriba y radialmente hacia afuera a partir del aro superior de la pared exterior 100 y son fijadas a la banda para viento 52. La banda para viento 52 tiene una forma esencialmente de cono truncado con un gran orificio inferior circular alineado en posición coaxial con la tobera anular 162 alrededor de un eje central 56. El extremo inferior de la banda para viento 52 es ensanchado por una campana de entrada
58 y el aro inferior de la campana de entrada 58 es alineado en una posición sustancialmente coplanar con el aro de la tobera 162. El extremo superior de la banda para viento 52 es terminado por una sección circular de anillo cilindrico 60 que define la salida de escape del montaje de ventilación o extracción 42. Con referencia particular a la Figura 9, la banda para viento 52 es dimensionada y situada con relación a la tobera 162 para arrastrar una cantidad máxima de aire ambiental hacia el aire de escape que sale hacia la tobera 162. El aire ambiental entra a través de una separación anular formada entre la tobera 162 y la campana de entrada 58 como se indica mediante las flechas 62. Este aire se mezcla con los gases turbulentos de escape de alta velocidad que salen a través de la tobera 162, y la mezcla es expelida a través de la salida de escape en la parte superior de la banda para viento 52. Un número de características en este sistema sirve para aumentar el arrastre del aire ambiental y para mejorar la eficiencia de ventilación. Se ha encontrado que la campana ensanchada de entrada 58 en la parte inferior de la banda para viento 52 aumenta el arrastre de aire ambiental en varios puntos porcentuales. Esta mejora en el arrastre de aire es relativamente insensible al ángulo del ensanchamiento y el tamaño de la campana de entrada 58. Lo mismo es cierto
para la sección de anillo 60 en la parte superior de la banda para viento 52. Además, para cualquier mejora, la sección de anillo 60 podría proporcionarse mediante el aumento de la altura axial de la banda para viento 52, y se ha encontrado que aumenta el arrastre de aire ambiental del 5 al 8%. Las pruebas han mostrado que cambios menores en su longitud no alteran en forma significativa este aumento en el funcionamiento. Se ha descubierto que el arrastre de aire ambiental es maximizado al minimizar la superposición entre el aro de la tobera 162 y el aro inferior de la banda para viento 52. En la modalidad preferida, estos aros son alineados en una posición sustancialmente coplanar entre sí, de manera que no existe una superposición. Otra característica que mejora, en forma significativa, la operación del sistema de extracción es la forma de la tobera 162. Es una práctica común en esta técnica configurar la tobera de manera que el escape sea dirigido radialmente hacia dentro para "enfocarlo" a lo largo del eje central 56. Esto puede ser conseguido si se hace cónica la pared exterior radialmente hacia adentro o al hacer cónicas ambas paredes interior y exterior radialmente hacia adentro para dirigir el escape hacia el eje central 56. Es un descubrimiento de la presente invención que el arrastre de aire ambiental puede ser aumentado y pueden ser disminuidas
las pérdidas de presión al configurar la tobera 162, de manera que el aire de escape sea radialmente dirigido hacia afuera más que radialmente hacia adentro en dirección del eje central 56. En la modalidad preferida, esto es conseguido al ensanchar el extremo superior 166 de la pared interior 106. El arrastre de aire es aumentado en varios puntos porcentuales y la pérdida de presión puede ser reducida hasta en un 30% con esta estructura. Se cree, que el aumento en el arrastre de aire es debido al perímetro más grande de la tobera que se origina al no hacer cónica la pared exterior 100 radialmente hacia adentro. Se cree que la reducción de la pérdida de presión es debida al hecho que la mayoría del flujo de escape hacia arriba a través del espacio anular 110 está junto a la pared exterior 100 y que al mantener recta la pared exterior 100, una menor cantidad de aire es desviada o cambiada de dirección por la tobera 162. Con referencia en particular a la Figura 5, el aire ambiental también es extraído a través de los pasajes y es mezclado con el aire de escape como se indica mediante las flechas 170. Este aire ambiental fluye hacia afuera de la parte superior abierta de la pared interior ensanchada 106 y se mezcla con los gases de escape que emanan de la tobera circundante 162. Por lo tanto, el aire ambiental es mezclado desde el interior de los gases de escape. Como se muestra en las Figuras 5, 6, 9 y 14, para
proteger los elementos de impulsión de ventilación en la cámara de impulsión 108 de los elementos, un techo inclinado 172 es formado por encima del extremo superior del eje de ventilación 114. El techo 172 sella la cámara de impulsión 108 desde el extremo superior abierto de la pared interior 106 y es inclinado, de manera que la lluvia goteará fuera de los pasajes. La inclinación del techo 172 también proporciona un juego adicional que permite el giro no obstruido del motor 150. En otro aspecto de la invención, el techo 172 puede ser eliminado para facilitar con más sencillez la remoción del motor 150 del montaje 42, lo cual puede ser conseguido con facilidad elevando el motor 150 a través de la banda para viento 52. Además de las mejoras de funcionamiento discutidas con anterioridad, la estructura del montaje de extracción tiende en sí misma a la adaptación para cumplir con las necesidades específicas de los usuarios. Estas especificaciones de usuario incluyen el volumen del aire de escape, la altura del penacho, la cantidad de dilución con el aire ambiental y la altura del montaje por encima de la parte superior del techo. Los objetivos de usuario incluyen minimizar los costos. Ésta adaptación o personalización es conseguida al seleccionar el tamaño, o los caballos de potencia del motor del ventilador 150 y al cambiar los cuatro parámetros del sistema ilustrados en la Figura 17.
Área de Salida de Tobera: El aumento de este parámetro disminuye la potencia requerida en HP del motor, disminuye el arrastre de aire ambiental, también disminuye la elevación del penacho. La disminución de este parámetro aumenta la potencia requerida en HP del motor, aumenta el arrastre de aire ambiental, aumenta la elevación del penacho. Área de Salida de Banda para Viento: El aumento de este parámetro incrementa el arrastre de aire ambiental, no afecta de manera significativa la elevación del penacho o el flujo de ventilación. La disminución de este parámetro reduce el arrastre de aire ambiental, no afecta de manera significativa la elevación del penacho o el flujo de ventilación. Longitud de Banda para Viento: El aumento de este parámetro incrementa el arrastre de aire ambiental, aumenta la elevación del penacho, no afecta el flujo de ventilación. La disminución de este parámetro reduce el arrastre de aire ambiental, disminuye la elevación del penacho, no afecta el flujo de ventilación. Área de Entrada de Banda para Viento (efecto menor) : El aumento de este parámetro incrementa el arrastre de aire ambiental, incrementa la elevación del penacho, no afecta el flujo de ventilación. La disminución de este parámetro reduce el arrastre de aire ambiental, disminuye la
elevación del penacho, no afecta el flujo de ventilación. Por ejemplo, para un sistema específico, la Tabla 1 ilustra cómo la longitud de banda para viento cambia la cantidad de aire ambiental arrastrado en el escape y la Tabla 2 ilustra como el diámetro de salida de la banda para viento cambia la cantidad de arrastre de aire ambiental. TABLA 1 Longitud de Banda para Viento Dilución 39 pulgadas 176% 49 pulgadas 184 59 pulgadas 190%
TABLA 2 Diámetro de Salida de Banda para Viento Dilución 17 pulgadas 165% 21 pulgadas 220% 25 pulgadas 275% La Tabla 3 ilustra cómo la cantidad de aire ambiental arrastrado cambia como una función del área de salida de tobera y la Tabla 4 ilustra la relación entre la cantidad de aire ambiental arrastrado y el área de entrada de banda para viento. TABLA 3 Área de Salida de Tobera Dilución .79 ft2 120%
.52 ft2 140% .43 ft2 165%
TABLA 4 Área de Entrada de Banda para Viento Dilución 10.3 ft2 176% 12.9 ft2 178% En las Tablas 1-4 la dilución es calculada al dividir el flujo de salida de banda para viento entre el flujo que pasa a través del montaje de extracción. Con referencia en particular a las Figuras 18 y 19, una modalidad alternativa de la invención es sustancialmente la misma que la modalidad preferida descrita con anterioridad, excepto que el extremo de tobera del montaje de ventilación o extracción 46 es modificado para agregar un segundo montaje adicional de tobera 50. En esta segunda modalidad, la pared exterior 100 del montaje de extracción es cónica radialmente hacia adentro en su extremo superior para formar una primera tobera 53 con la pared interior 106 que se extiende recta hacia arriba, más allá de la tobera 53. El segundo montaje de tobera 50 es un elemento de forma de cono truncado que es fijado en la porción extendida de la pared interior 106 mediante las abrazaderas 55. Este es ensanchado alrededor de su extremo inferior para formar una campana de entrada 57 similar a la que se encuentra en la banda para
viento 52. El segundo montaje de tobera 50 es concéntrico alrededor de la pared interior 106 y su extremo superior es coplanar con el extremo superior de la pared interior 106 para formar una segunda tobera de configuración anular 59 entre las mismas. Las abrazaderas 61 se fijan alrededor del perímetro del segundo montaje de tobera 50 y se extienden hacia arriba y radialmente hacia afuera para soportar la banda para viento 52. La banda para viento 52 también es alineada en posición coaxial con la pared interior 106 y el segundo montaje de tobera 50 y su extremo inferior es sustancialmente coplanar con el extremo superior de la segunda tobera 59. En esta modalidad alternativa, también es posible formar la primera tobera 53 ensanchando la pared interior 106 hacia afuera más que haciendo cónica la pared exterior 100. Con referencia en particular a la Figura 19, el espacio anular entre el extremo inferior del segundo montaje de tobera 50 y la pared exterior 100 forma una primera separación a través de la cual entra el aire ambiental como se indica mediante las flechas 63. Este aire es arrastrado con el aire turbulento de escape que sale por la primera tobera 53 para diluirlo. En forma similar, el espacio anular entre el extremo inferior de la banda para viento 52 y el segundo montaje de tobera 50 forma una segunda separación a través de la cual entra el aire ambiental como se indica
mediante las flechas 65. Este aire es arrastrado con el aire de escape ya diluido que sale a través de la segunda tobera 59 para diluir adicionalmente los gases de escape. Del mismo modo que con la primera modalidad, el aire ambiental adicional que penetra a través de los pasajes 144 y fluye hacia afuera del extremo superior de la pared interior 106 como se muestre en la Figura 18 mediante la flecha 67 también diluye los gases de escape antes que éstos sean expelidos a alta velocidad fuera de la salida de escape en la parte superior de la banda para viento 52. La descripción anterior ha sido la de la modalidad preferida de la presente invención y se le presentará a aquellas personas que tienen experiencia ordinaria en la técnica en la que podrían efectuarse muchas modificaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Con el fin de dar parte al público de las distintas modalidades que pueden caer en el alcance de la presente invención son efectuadas las siguientes reivindicaciones. Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.