ES2664835T3

ES2664835T3 - Métodos y aparatos para presurizar y ventilar eficientemente una estructura soportada por aire

Info

Publication number: ES2664835T3
Application number: ES15186349.5T
Authority: ES
Inventors: Jonathan David Chelf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2018-04-23
Anticipated expiration: 2027-06-27
Also published as: PT2038492E; CY1120046T1; DK2038492T3; CA2656403A1; JP5502387B2; JP2010019074A; US20090320380A1; JP2012144974A; EP2038492A2; PT2995748T; AU2007269847A1; MX2009000097A; AU2007269847B2; EP2995748A1; HUE026082T2; CY1117083T1; US8858308B2; PL2995748T3; SI2995748T1; US10024562B2

Abstract

Un método para presurizar y ventilar una estructura que comprende: dirigir una porción de un flujo de viento externo y una presión de viento externo hacia unos medios de flujo mecánicos que funcionan en una dirección de admisión hacia el interior de la estructura, creando la dirección un flujo de aire desde los medios de flujo mecánicos hacia el interior de la estructura; dirigir el flujo de aire hacia un espacio interno de la estructura dirigir el flujo de aire a través del espacio interno de la estructura; dirigir el flujo de aire fuera del espacio interno de la estructura a través de unos medios de escape (6), por lo que el flujo de aire a partir del flujo de viento externo y la presión de viento externo y procedente de los medios de flujo mecánicos se utiliza para ventilar y presurizar el espacio interno de la estructura, caracterizado por que la dirección una porción de un flujo de viento externo y una presión de viento externo es desde cualquiera de una pluralidad de direcciones con respecto a la estructura.

Description

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Una segunda realización del aparato para dirigir cualquier flujo de viento externo y presión de viento externo hacia los medios de flujo mecánicos y hacia el interior de la estructura es una torre hueca con una sección transversal horizontal de un polígono regular, preferiblemente con 6 o más lados. La porción superior de la torre tiene aletas articuladas que sólo se abren hacia adentro para permitir que una porción del viento entre en la torre y fluya hacia un ventilador o ventiladores y hacia el interior de la estructura. Las aletas se articulan sobre ejes casi verticales para permitir que una presión mínima abra la aleta al tiempo que se proporciona un par de cierre pequeño producido por gravedad. Esto se consigue haciendo la torre ligeramente más ancha en la parte superior que en la parte inferior y articulando las aletas sobre los vértices de la torre. Se requerirán topes para cada aleta cerca del centro de la torre para impedir que las aletas se abran más allá del centro de la torre para que la gravedad no produzca un par apertura. Como alternativa, el par de cierre puede proporcionarlo un resorte de torsión o un resorte lineal y un brazo de momento. La torre se conecta, actuando como un conducto de aire, al ventilador o ventiladores de admisión, que dirigen el flujo de aire hacia el interior de la estructura.

Esta segunda realización del aparato para dirigir cualquier flujo de viento externo y presión de viento externo hacia los medios de flujo mecánicos es la realización preferida ya que las aletas, cuando se construyen de un material ligero, tal como una lámina de policarbonato de doble pared, reaccionarán rápidamente a cambios súbitos en la dirección del viento de hasta 180º. La inercia angular de la toma de aire giratoria puede hacer que sea lenta a la hora de reaccionar, especialmente en el caso de un cambio de casi 180º, y superar la velocidad del viento. Además, la tercera realización, a continuación, es menos eficaz en la captura de la presión de viento externo.

Una tercera realización del aparato para dirigir cualquier flujo de viento externo y presión de viento externo hacia los medios de flujo mecánicos y hacia el interior de la estructura es una mampara o deflector de viento que rodea el área de admisión del ventilador o ventiladores de admisión que inflan a presión el invernadero. El deflector de viento rodearía el ventilador o ventiladores de admisión por 3 lados con una altura comparable o superior a la altura del ventilador o ventiladores de admisión, se ubicará a una distancia respecto de la admisión del ventilador algo mayor que el diámetro del ventilador, y tendrá una parte superior redondeada para actuar como un plano aerodinámico, dirigiendo así el flujo de viento hacia la cavidad creada por el deflector de viento, el suelo, el lateral del invernadero y la admisión del ventilador o ventiladores. El deflector de viento podría consistir en invernaderos adyacentes dispuestos en una disposición al tresbolillo de manera que el área de admisión de dos invernaderos en línea consecutivos esté bordeada por las paredes laterales de los invernaderos adyacentes. Aquí, los propios invernaderos constituyen el plano aerodinámico para dirigir el viento externo desde cualquier dirección hacia el área de admisión, aumentando así la presión de aire en la admisión.

También se describe un método para regular la presión estática interna de la estructura, y consiste en determinar la presión dinámica externa a través de medios de detección, determinar la presión estática externa a través de medios de detección, determinar la presión estática interna a través de medios de detección, comparar la presión estática interna con la suma de la presión estática externa, una porción predeterminada de la presión dinámica externa y una presión de compensación de membrana predeterminada, abrir la rejilla de escape una cantidad incremental si la presión estática interna es mayor que la suma de la presión estática externa, una porción predeterminada de la presión dinámica externa y una presión de compensación de membrana predeterminada, o cerrar la rejilla de escape una cantidad incremental si la presión estática interna es inferior a la suma de la presión estática externa, una porción predeterminada de la presión dinámica externa y una presión de compensación de membrana predeterminada, por lo que la presión estática interna se mantiene en la suma de la presión estática externa, una porción predeterminada de la presión dinámica externa y una presión de compensación de membrana predeterminada.

En esta invención, la presión de compensación de membrana predeterminada puede ajustarse por estaciones para incluir una acumulación de nieve máxima durante cada estación. Un método para minimizar la acumulación de nieve consiste en reducir alternativamente la presión estática interna lo suficiente para reducir un poco la altura pico de la membrana, y entonces aumentar rápidamente la presión interna, producido así un azote repetido en la membrana, por lo que la acumulación de nieve entre ciclos resbala sustancialmente hacia los lados de la estructura soportada por aire.

Además, en esta invención, las expresiones "presión de viento externo", "presión total externa", "presión dinámica externa" y "presión estática externa" se aplican todas a las condiciones a una distancia suficiente respecto de cualquier estructura de modo que se vean afectadas significativamente por estas estructuras. El flujo de aire sobre los objetos produce una presión dinámica local (velocidades de aire locales) y presiones estáticas locales que varían sobre la superficie de ese objeto y, por lo tanto, no pueden tratarse como referencias de valor único. Este es un elemento distinguible de esta invención en comparación con otras invenciones que no declaran la ubicación de sensores de viento o presión ni muestran que los sensores de viento o presión estén ubicados localmente con respecto a la estructura (por ejemplo, en la parte superior, en el lateral, en la admisión o en el escape). Estas otras invenciones producirán un control de presión interna irregular dada la variación natural de la velocidad y la dirección del viento externo.

Además, en esta invención, la presión estática interna se trata como valor único dentro de la estructura soportada por aire ya que sus variaciones son insignificantes en comparación con la presión de compensación de membrana o

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espacio cerrado de la estructura soportada por aire, fijar los medios funcionales (por ejemplo, puerta, ventilador o ventiladores, rejilla, etc.) al armazón articulado, y retirar la membrana de la estructura soportada por aire dentro del armazón articulado, por lo que el portal de acceso se puede mover con la membrana en el viento y con respecto al suelo o la cimentación en caso de desinflado sin crear tensión excesiva sobre la membrana en la proximidad del armazón fijado.

Un método mejorado para reducir la tensión de la membrana de la estructura soportada por aire en un portal de acceso comprende doblar un armazón de portal de acceso para que siga el contorno natural (inflado e inalterado) de la membrana de la estructura soportada por aire en el portal de acceso, y después fijar el armazón a la membrana de la estructura soportada por aire en un portal de acceso en la porción por encima del suelo del perímetro del portal de acceso, que se une al suelo o a la cimentación, articular los extremos terminales del armazón contorneado al suelo o a la cimentación donde el eje de articulación es colineal con la fijación de la membrana al suelo o a la cimentación, permitiendo así que el armazón contorneado pivote hacia y en sentido opuesto al espacio cerrado de la estructura soportada por aire, fijar los medios funcionales (por ejemplo, puerta, ventilador o ventiladores, rejilla, etc.) al armazón contorneado articulado, y retirar la membrana de la estructura soportada por aire dentro del armazón contorneado articulado, por lo que el portal de acceso se puede mover con la membrana en el viento y con respecto al suelo o la cimentación en caso de desinflado sin crear tensión excesiva sobre la membrana en la proximidad del armazón fijado.

El segundo método principal para reducir la tensión de la membrana de la estructura soportada por aire en un portal de acceso comprende fijar un armazón a la membrana de la estructura soportada por aire en un portal de acceso en la porción por encima del suelo del perímetro del portal de acceso, que se une al suelo o a la cimentación, articular los extremos terminales del armazón al suelo o a la cimentación donde el eje de articulación es colineal con la fijación de la membrana al suelo o a la cimentación, permitiendo así que el armazón pivote hacia y en sentido opuesto al espacio cerrado de la estructura soportada por aire, fijar un borde de una membrana de cortina de anchura predeterminada al armazón articulado, fijar el otro borde de la membrana de cortina al armazón estático para los medios funcionales (por ejemplo, puerta, ventilador o ventiladores, rejilla, etc.), y retirar la membrana de la estructura soportada por aire dentro del armazón articulado, por lo que el armazón articulado del portal de acceso se puede mover con la membrana de la estructura soportada por aire en el viento y con respecto al suelo o la cimentación en caso de desinflado sin crear tensión excesiva sobre la membrana en la proximidad del armazón fijado.

Un segundo método mejorado para reducir la tensión de la membrana de la estructura soportada por aire en un portal de acceso comprende doblar un armazón de portal de acceso para seguir el contorno natural (inflado e inalterado) de la membrana de la estructura soportada por aire en el portal de acceso, después fijar el armazón a la membrana de la estructura soportada por aire en un portal de acceso en la porción por encima del suelo del perímetro del portal de acceso, que se une al suelo o a la cimentación, articular los extremos terminales del armazón contorneado al suelo o a la cimentación donde el eje de articulación es colineal con la fijación de la membrana al suelo o la cimentación, permitiendo así que el armazón contorneado pivote hacia y en sentido opuesto al espacio cerrado de la estructura soportada por aire, fijar un borde de una membrana de cortina de anchura predeterminada al armazón contorneado y articulado, fijar el otro borde de la membrana de cortina al armazón estático para los medios funcionales (por ejemplo, puerta, ventilador o ventiladores, rejilla, etc.), y retirar la membrana de la estructura soportada por aire dentro del armazón contorneado y articulado, por lo que el armazón contorneado y articulado del portal de acceso se puede mover con la membrana de la estructura soportada por aire en el viento y con respecto al suelo o la cimentación en caso de desinflado sin crear tensión excesiva sobre la membrana en la proximidad del armazón fijado.

En cada uno de estos métodos, el armazón transfiere las líneas de tensión verticales principales en la membrana justo por encima del armazón al suelo o la cimentación por la tensión dentro del armazón. Ésta es la tensión que habría sido dirigida hacia el suelo o la cimentación a través de la membrana dentro del portal de acceso si la membrana dentro del portal de acceso no se hubiera retirado para permitir el acceso. El armazón transfiere esta tensión hacia el suelo o la cimentación de modo que la membrana adyacente no tiene que canalizar esta tensión adicional, puesto que la membrana adyacente al armazón ya lleva la tensión del área sin armazón directamente por encima de ésta.

Los medios de articulación reducen la tensión lateral durante periodos de movimiento de la membrana en el viento. El primer método principal y su método mejorado solamente son eficaces cuando los medios funcionales que se fijan directamente al armazón son de baja inercia angular (por ejemplo, de baja masa a una distancia respecto del eje de articulación). De otra manera, las fuerzas dinámicas de un armazón pesado que se balanceara de un lado a otro podrían tensionar la membrana circundante.

Un método para combinar la regulación de la presión estática interna de la estructura y proporcionar medios de entrada y salida consiste en abrir los medios de entrada y salida, tal como una puerta corredera o de seguimiento, cuando la presión estática interna excede la presión deseada, cerrar los medios de entrada y salida cuando la presión estática interna cae por debajo de la presión deseada, proporcionar medios para anular la regulación de la

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cortavientos, junto con la cortina 8, para impedir que el viento (que viene desde la dirección de la esclusa 9) interfiera con el escape de la rejilla 6.

La Fig. 2 es una vista en perspectiva de una torre de admisión de aire con una toma de aire giratoria 14 conectada a una plataforma giratoria 13 en la parte superior de la torre, que está conectada a un alojamiento 2 que contiene uno

o más ventiladores de admisión. Las flechas rectas muestran la dirección del flujo del viento y el flujo de aire hacia el interior de la estructura. La flecha de doble punta curvada muestra el movimiento giratorio de la plataforma giratoria

13. La toma de aire está ubicada a un lado del eje de rotación de la plataforma giratoria 13 con la apertura hacia el eje, apuntando automáticamente así la abertura de la toma de aire 14 hacia el viento.

La Fig. 3 es una vista en alzado de una torre de admisión 1 con aletas de admisión 10 articuladas sobre ejes casi verticales en el armazón de la torre de admisión de aire 11 en la parte superior de la torre. Las aletas 10 únicamente se abren hacia dentro, funcionando así como una admisión de cualquier flujo de viento y presión disponibles.

La Fig. 4 es una vista en sección trasversal horizontal del área de admisión de la torre en la Fig. 3 funcionando con un viento externo que incide de manera normal sobre uno de los puertos de admisión. Unos topes de aleta de torre de admisión de aire 12 actúan para impedir que las aletas 10 interfieran con el movimiento, arco, de cualquier aleta adyacente e impiden que las aletas 10 se muevan más allá de un punto de par de no retorno. El armazón 11 proporciona los topes para impedir que las aletas 10 se abran hacia afuera y medios para articular las aletas 10 a los vértices casi verticales de la torre. Las flechas muestran la dirección del viento externo. Las aletas en el lado de sotavento se cierran para impedir el escape del flujo de viento desde la torre.

La Fig. 5 es una vista en sección trasversal horizontal del área de admisión de la torre en la Fig. 3 funcionando conun viento externo que incide de manera oblicua sobre los puertos de admisión. Ésta es igual que la Fig. 4, excepto por que el flujo de viento externo, indicado por las flechas, está en una dirección ligeramente diferente.

La Fig. 6 es una vista en sección trasversal horizontal del área de admisión de la torre en la Fig. 3 funcionando sin viento externo. Aquí no hay ningún puerto de admisión preferido y cada aleta se abre hacia adentro aproximadamente en la misma medida.

La Fig. 7 es una vista en alzado de dos estructuras soportadas por aire ventiladas y presurizadas, consecutivas en línea con líneas aerodinámicas de viento externo. Aquí, una torre de admisión es reemplazada por la configuración de las propias estructuras, mostrada con más detalle en la Fig. 8. La forma de la membrana S de la estructura actúa como un plano aerodinámico para dirigir parte del flujo de viento hacia el área de admisión, entre las dos estructuras mostradas. La presión estática en el área de admisión es mayor que la presión estática del flujo de viento externo como se indica por las líneas de flujo curvadas ascendentes por encima del área de admisión (por ejemplo, parte de la presión dinámica del viento se convierte en presión estática). Uno o más ventiladores pueden entonces aumentar esta presión superior y dirigir el flujo de aire, flechas discontinuas, hacia la estructura soportada por aire. La Fig. 8 es una vista en perspectiva de una porción de una disposición al tresbolillo de estructuras soportadas por aire ventiladas y presurizadas, consecutivas en línea con un cortavientos perimetral. Esta disposición produce las zonas de mayor presión en las áreas de admisión de la estructura, como se describe en la Fig. 7. El cortavientos redondeado simula una estructura adyacente, que actúa como un plano aerodinámico.

La Fig. 9 es una vista en alzado de una rejilla de escape de regulación de presión 6. El acumulador de presión externa de rejilla de escape 19 actúa de forma análoga con respecto a la torre de admisión de aire de la figura 3. Sus aletas 20 que se abren hacia adentro permiten que la presión total del viento entre en el acumulador, que se conduce al área de presión externa de rejilla de escape 17 y empuja la porción superior de la aleta de rejilla de escape con forma de cuña 16 que está conectada rígidamente a la porción inferior de la aleta 16, pivotando sobre el eje 16a El peso de contrapeso 21 puede colocare en el contrapeso 21a, que está conectado rígidamente a la aleta 16, para ajustar el par de cierre de la aleta 16, ajustando así la presión de compensación de membrana (que será la presión mínima requerida para soportar la membrana en caso de que no haya viento). El sello de presión externa de rejilla de escape 18 actúa para minimizar la pérdida de aire desde el área de presión externa 17. Esto mantendrá una presión estática interna cercana a la de la presión total externa más la presión de compensación de membrana. Para reducir la presión interna una porción de la presión dinámica externa, puede usarse un orificio (no mostrado) en la parte superior del acumulador 19. Esto mantendrá la presión dentro del acumulador 19 y el área de presión externa 17 entre la presión estática externa y la presión total externa. Cuando mayor es el orificio, en relación al área de las aletas 20, más cercanas estarán las presiones en las ubicaciones 17 y 19 con respecto a la presión estática externa.

La Fig. 10 es una vista en alzado de una rejilla de escape controlada mecánicamente 22. Una aleta de rejilla de escape mecánica 23 se abre y se cierra por un actuador lineal 24. Este tipo de rejilla de escape puede usarse en combinación con transductores de presión para determinar presiones estáticas y dinámicas externas y la presión estática interna.

La Fig. 11 es una vista en perspectiva de un armazón articulado 7 fijado a un extremo de una estructura soportada por aire. El eje de las bisagras 25 es colineal con la fijación de la membrana 5 con el suelo, permitiendo así que el armazón articulado 7 se mueva con la membrana 5 y pivote con respecto al suelo en caso de desinflado.

5 La Fig. 12 es una vista en perspectiva de un armazón articulado 7 fijado a un extremo de una estructura soportada por aire y una cortina 8, que se fija a una esclusa 9, con puerta externa 26. Una porción de la membrana dentro del armazón 7 mostrado en la figura 11 se ha retirado para permitir el paso. La cortina flexible 8 se ha conectado al armazón 7 y la esclusa 9 para impedir la pérdida de aire desde la estructura soportada por aire, permitiendo al mismo tiempo el recorrido del armazón articulado 7.

10 Números de referencia

1 torre de admisión de aire; 2 alojamiento para uno o más ventiladores de admisión; 3 cortina de admisión de aire; 4 armazón de portal de admisión de aire articulado; 5 membrana de estructura soportada por aire; 6 rejilla de escape 15 regulada por presión; 7 armazón de portal de rejilla de escape y esclusa articulado; 8 deflector de cortina de rejilla de escape y esclusa; 9 esclusa; 10 aletas de torre de admisión de aire; 11 armazón de torre de admisión de aire; 12 topes de aleta de torre de admisión de aire; 13 plataforma giratoria para toma de aire giratoria; 14 toma de aire; 15 cortavientos redondeado; 16 aleta de rejilla de escape con forma de cuña; 17 área de presión externa de rejilla de escape; 18 sello de presión externa de rejilla de escape; 19 acumulador de presión externa de rejilla de escape; 20

20 aleta de acumulador de presión externa de rejilla de escape; 21 peso de contrapeso de rejilla de escape; 21a contrapeso de rejilla de escape; 22 rejilla de escape mecánica; 23 aleta de rejilla de escape mecánica; 24 actuador lineal de rejilla de escape mecánica; 25 bisagras de armazón; 26 puerta exterior de esclusa

Claims

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