MXPA99009781A - Secador manual de flujo canalizado - Google Patents

Abstract

Se describe un secador (10) manual de flujo axial que comprende una caja principal (20) y un conducto externo (24) asegurado al mismo, el eje del conducto externo (24) es coincidente con el eje de la caja principal (20) y con la salida (27) de aire axial de la caja principal (20) dispuesta dentro del conducto externo (24) para formar una admisión de aire anular (26) entre la caja principal (20) y el conducto externo (24). Un ventilador de primera etapa (100) y un estator de primera etapa (150) son dispuestos dentro de la caja principal (20) y un ventilador de segunda etapa (200) y un estator de segunda etapa (250) son dispuestos dentro del conducto externo (24). Un mango dependiente de la caja principal (20) retiene un motor (36) montado utilizando material que absorbe la vibración para inhibir la propagación del ruido generado por el motor (36). Alambres (70) de calentamiento por resistencia son envueltos alrededor de las paletas del estator de primera etapa (150) para calentar el aire que fluye a través del secador manual (10).

Description

SECADOR MANUAL DE FLUJO CANALIZADO Antecedentes de la invención Campo de la invención La presente invención es concerniente con un secador manual y más en particular con un secador manual de flujo axial, canalizado, portátil.

Descripción de la técnica relacionada Hay muchos procedimientos diferentes para proveer secadores de pelo para uso del consumidor. La consideración primaria para tales secadores manuales es que proporcionen un flujo calentado de aire caliente en una cantidad suficiente para evaporar el agua del cabello del usuario. Aquel objetivo es realizado comúnmente al utilizar un soplador o ventilador que dirige el aire sobre un dispositivo de calentamiento, tal como una bobina de resistencia y luego a una salida. Se han utilizado sopladores o ventiladores de flujo axial y centrífugos en los secadores conocidos. Véase por ejemplo la patente norteamericana No. 4,678,410 y la patente alemana DT 25 29 817, que describen secadores manuales que utilizan propulsores de flujo axial y la patente norteamericana No. 3,943,329 y la patente británica No. 1,519,652, que describen secadores manuales que utilizan propulsores de flujo centrífugo. REF.: 31881 Los secadores manuales portátiles han estado en uso general por muchos años y han encontrado amplia aceptación en el mercado del consumidor. A medida que el mercado ha madurado, el éxito comercial ha demandado una capacidad incrementada para efectuar la tarea principal del secador manual, esto es, secar el cabello en tanto que proporcione un dispositivo que sea silencioso y seguro de usar. Para incrementar la capacidad de secado, un procedimiento que obviamente funcionará es incrementar simplemente el calor del aire expulsado de la unidad. Este procedimiento tiene la desventaja de incrementar la posibilidad de quemaduras al usuario. Han habido algunos intentos por remediar esta desventaja al proporcionar conductos o canalizaciones alrededor de la salida del secador para inyectar aire ambiente a la corriente de aire de salida. Véase por ejemplo la patente norteamericana No. 3,284,611. La patente norteamericana No. 3,943,329 también describe conductos o canalizaciones provistas alrededor de la salida del secador manual por razones de seguridad. Los secadores manuales con este tipo de conductos o canalizaciones pasivos no tienen una cantidad incrementada significativamente de flujo de fluido para secar el cabello del usuario.

Por consiguiente, a la extensión de que el uso de tales conductos o canalizaciones reduce el riesgo de lesiones al usuario, también reduce la efectividad del aire de salida en el secado del cabello del usuario. Esto es, reduce la temperatura del aire dirigido contra el cabello del usuario sin incrementar significativamente la cantidad de aire disponible para efectuar el secado. Un arreglo de conductos o canalizaciones es también mostrado en la patente norteamericana No. 5,317,815 en el cual una cubierta separada es anexada a la salida de un secador manual. La cubierta contiene una paleta impulsora que se hace girar mediante el aire de salida del secador manual y se dice que induce al aire ambiente a fluir a través de agujeros en la parte posterior de la caja. Puesto que la salida de la cubierta es mayor que la salida del secador manual, el área de sección transversal de la corriente de aire es incrementada. Sin embargo, aquellos familiarizados con los principios de mecánica de fluidos y con las leyes de física se darán cuenta que al impulsar la paleta impulsora con el aire de salida del secador manual no imparte ninguna energía adicional a la corriente de aire. Por consiguiente, en tanto que puede incrementar marginalmente la cantidad de flujo de aire, el incremento no es significativamente suficiente para desplazar la pérdida de efectividad del secado provocada al reducir la temperatura del aire a través del aire ambiente entrante en el flujo. Claramente, la cantidad de flujo de aire puede ser incrementada simplemente al incrementar la velocidad del soplador o ventilador rotativo. Aquello, sin embargo incrementa la cantidad de ruido generado por el secador manual. De acuerdo con principios bien conocidos el llamado "ruido dipolar" N^, provocado por los componentes rotativos satisface la relación: ^ oc ?6 (1) De la ecuación (1) se puede ver que el ruido dipolar es proporcional a la sexta potencia de la velocidad rotacional ? de los componentes generadores de flujo de un secador manual. Pro consiguiente, incrementos o disminuciones muy pequeñas en la velocidad rotacional ? tendrán un efecto mayor sobre el ruido dipolar generado por un secador manual. El ruido de chorro, generado por la corriente de aire que se mezcla con el aire ambiente en la salida del secador, también contribuye con el ruido percibido por el usuario del secador manual. A las velocidades de flujo de aire relativamente bajas en un secador manual, el ruido dipolar es la fuente de ruido predominante. Sin embargo, puesto que el ruido de chorro se escala con la velocidad de flujo de aire a la octava potencia (esto es, U8) , el ruido de chorro puede ser reducido perceptiblemente al reducir la velocidad de la corriente de aire que sale del secador manual. Por otra parte, es asimismo importante que la capacidad de secado del secador manual no sea intercambiada al reducir la velocidad de flujo de aire. Se ha reconocido ahora que el ruido dipolar del secador manual puede ser reducido al utilizar un propulsor de flujo axial, con elementos de rotor y estator. Véase por ejemplo la patente norteamericana 4,678,410. Y aún se ha utilizado un propulsor de flujo axial de múltiples etapas de rotor y estator sucesivas. Véase por ejemplo la patente alemana No. DT 25 29 817. Sin embargo, aquellos arreglos son utilizados esencialmente para proporcionar flujo de aire como aquel provisto por los sopladores o ventiladores centrífugos más ampliamente utilizados. Pueden producir el mismo flujo de aire a una velocidad rotacional más baja del soplador, pero no representan un procedimiento diferente para resolver los problemas inherentes con los secadores manuales que utilizan secadores centrífugos. Esto es, pueden solamente producir un flujo másico de aire significativamente mayor al incrementar la velocidad rotacional y pueden incrementar la efectividad de propulsión solamente al incrementar la temperatura del elemento de calentamiento (y por consiguiente del aire) .

Lo que se requiere para avanzar a la siguiente generación de secador manual es una configuración que proporcione un flujo máximo de aire óptimo y que permita velocidades de flujo de aire reducidas y que también permita la introducción eficiente de una cantidad apropiada de calor en tanto que reduzca los niveles de ruido al mínimo.

Breve descripción de la invención Es un objeto de la invención obtener estos objetivos al superar las limitaciones inherentes en las configuraciones y procedimientos previos del secador manual. De acuerdo con un aspecto de la presente invención un secador manual de flujo axial comprende una caja que forma un pasaje de flujo de aire que tiene una entrada de aire y una salida de aire, un primer propulsor de flujo axial dispuesto en la caja para generar flujo de aire de la entrada a la salida de la caja, un conducto externo que tiene una entrada de aire y una salida de aire, el conducto externo es asegurado a la caja con la salida del aire de la caja dispuesta para formar una admisión de aire anular entre la caja y el conducto externo, un segundo propulsor de flujo axial dispuesto en el conducto externo para generar flujo de aire a través de la admisión de aire anular a la salida del conducto externo, medios impulsores para suministrar fuerza motriz al primer propulsor de flujo axial y un segundo propulsor de flujo axial y medios de calentamiento para calentar el aire que fluye a través del secador manual. Es sus aspectos más detallados, un secador manual de flujo axial de acuerdo con la presente invención comprende una caja que forma un pasaje de flujo de aire que tiene un eje y una entrada de aire y una salida de aire, la caja incluye un mango dependiente de la misma, un ventilador de primera etapa moldeado integralmente que incluye un primer propulsor de flujo axial dispuesto en la caja para generar flujo de aire de la entrada a la salida de la caja en general a lo largo del eje de la misma, un estator de primera etapa moldeado integralmente dispuesto en la caja corriente abajo del ventilador de primera etapa y que tiene una pluralidad de paletas de estator planas que se extienden radialmente conectadas o unidas a un cubo o centro en el eje de la caja y asegurada rígidamente a la caja, una canalización o conducto externo que forma un pasaje de flujo de aire que tiene un eje sustancialmente coincidente con el eje de la caja y que tiene una entrada de aire y una salida de aire, el conducto externo es asegurado rígidamente a la caja con la salida de aire de la caja dispuesta dentro del conducto externo para formar una admisión de aire anular entre la caja y el conducto externo, un ventilador de segunda etapa moldeado integralmente que incluye un segundo propulsor de flujo axial dispuesto en el conducto externo para generar flujo de aire a través de la admisión de aire anular a la salida del conducto externo, el segundo propulsor de flujo axial incluye una pluralidad de paletas internas y una pluralidad de paletas externas separadas por una cubierta o gualdera anular que forma una extensión del pasaje de flujo de aire formado mediante la caja, un estator de segunda etapa moldeado integralmente dispuesto en el conducto externo corriente abajo del ventilador de segunda etapa y que incluye una pluralidad de paletas internas planas que se extienden radialmente unidas a un cubo o centro en el eje del conducto externo y a una gualdera o cubierta anular que forma una extensión del pasaje de flujo de aire prolongado formado mediante la gualdera o cubierta anular del ventilador de segunda etapa y una pluralidad de paletas externas planas que se extienden radialmente unidas a la gualdera o cubierta anular, en donde las paletas externas son aseguradas rígidamente al conducto externo, un motor montado al interior del mango con un material absorbente de vibración interpuesto entre el motor y el mango, un árbol de accionamiento montado para su rotación en el cubo o centro de la estator de primera etapa y el cubo o centro de la estator de segunda etapa, la ventilador de primera etapa y la estator de segunda etapa son montados al árbol de accionamiento para su rotación con el mismo, un árbol o eje flexible para suministrar fuerza motriz del motor al árbol de accionamiento y medios de calentamiento de resistencia para calentar el aire que fluye a través del secador manual.

Breve descripción de los dibujos Los objetos de la invención se comprenderán mejor a partir de la descripción detallada de sus modalidades preferidas que siguen, cuando se tomen en conjunción con los dibujos adjuntos, en los cuales los números de referencia se refieren a aspectos o características semejantes de principio a fin. La siguiente es una breve identificación de las figuras de los dibujos utilizadas en la descripción detallada adjunta. La figura 1 es una descripción global de una modalidad preferida de un secador manual que comprende la presente invención. La figura 2 es una vista en perspectiva del despiece del secador manual mostrado en la figura 1. La figura 3 es una vista en sección transversal tomada a lo largo del eje del secador manual ilustrado en la figura 1. La figura 4 es una vista detallada del ventilador 100 de primera etapa del secador manual ilustrado en la figura 2, en donde la figura 4A es una vista en perspectiva y la figura 4B es una vista frontal del ventilador de primera etapa. La figura 5 es una vista detallada del estator 150 de primera etapa del secador manual ilustrado en la figura 2, en donde la figura 5A es una vista frontal del estator de primera etapa y la figura 5B es una vista seccional tomada a lo largo de la línea 5B-5B de la figura 5A. La figura 6 es una vista detallada del ventilador de segunda etapa 20 del secador manual ilustrado en la figura 2, en donde la figura 6A es una vista en perspectiva y la figura 6B es una vista posterior del ventilador de segunda etapa. La figura 7 es una vista detallada de la segunda etapa 250 de estator del secador manual ilustrado en la figura 2, en donde la figura 7A es una vista posterior de la estator de segunda etapa y la figura 7B es una vista seccional tomada a lo largo de la línea 7B-7B de la figura 7A.

Descripción detallada de las modalidades preferidas Con referencia a las figuras 1 a 3, un secador manual 10 de acuerdo con una modalidad de la invención incluye una caja principal 20 con una entrada 22 de aire. El secador manual 10 también incluye un conducto o canal 24 de aire externo que se superpone a una porción de la caja principal 20 para formar una admisión 26 de aire anular entre el exterior de la caja principal 20 y el interior del conducto externo 24. Esto es, en la modalidad presente la salida 27 de la caja principal 20 es dispuesta dentro del conducto externo 24. El conducto externo 24 termina en una salida de aire 28. La caja principal 20 y el conducto externo 24 incorporan un sistema propulsor de flujo axial descrito en más detalle posteriormente en la presente. La caja principal 20 se provee en dos partes, una caja delantera 30 y una cubierta posterior 32. La caja delantera 30 y la caja posterior 32 son unidades integralmente moldeadas por inyección de plástico y se hacen corresponder como se muestra en las figuras 1 y 3 para formar la caja principal 20 y un mango hueco 34 dependiente integralmente de la caja principal 20. La figura 3 ilustra como la caja delantera 30 y la cubierta posterior 32 se acoplan para formar la caja principal 20 y el mango integral 34 dependiente de la caja principal 20. La caja delantera 30 tiene una porción adelgazada que forma un reborde 30a alrededor de su cara posterior abierta y la cubierta posterior 32 tiene una porción de corte 32a al interior de la periferia de su cara frontal abierta. La porción de corte 32a se ajusta sobre el reborde externo 30a en la caja delantera 30 y la cubierta posterior 32 y caja delantera 30 son asegurados conjuntamente mediante un tornillo 35 que se hace pasar a través de un agujero escariado 30b sobre la porción de mango de la caja delantera 30 y enroscado a una protuberancia 32b sobre la porción de mango de la cubierta posterior 32. El reborde cooperante 30a y la porción de corte 32a sitúan positivamente la caja delantera 30 y cubierta posterior 32 uno en relación al otro. El tornillo 35 asegura conjuntamente de manera separable la caja delantera y cubierta posterior. El reborde 30a y porción de corte 32a permiten que la caja delantera 30 y cubierta posterior 32 sean aseguradas conjuntamente con sus superficies externas niveladas entre sí. Un motor 36 es dispuesto en el mango 34. Este es un aspecto importante de la presente invención debido a que permite que el motor sea aislado acústicamente de la estructura restante del secador manual. En la modalidad ilustrada en la figura 3, el motor 36 es montado a una ménsula o escuadra 37 de motor fabricada de metal laminar apropiado doblado a la forma ilustrada. La ménsula del motor es asegurada a la porción 34 de man.go de la caja delantera 30 utilizando tornillos avellanados 37a enroscados a la ménsula o escuadra 37. Alternativamente, los tornillos podrían ser enroscados a tuercas de fijación sobre el otro lado de la ménsula o escuadra 37. El motor 36 es asegurado a la ménsula 37 con un amortiguador 38 interpuesto entre la ménsula 37 y el motor 36. El amortiguador o absorbedor de impactos 38 puede ser un compuesto de hule o caucho apropiado u otro material absorbente de vibración apropiado. Los pernos 38 a pasan a través de la ménsula o escuadra 37 y son roscados a la caja del motor para retener el motor sobre la ménsula 37 con el amortiguador 38 emparedado entre los mismos. Por supuesto, una técnica de sujeción alternativa podría también ser usada, como se menciona anteriormente en relación con los tornillos 37a. En lugar de utilizar una ménsula o escuadra que está aislada del motor 36 mediante un amortiguador, también sería posible montar el motor al envolverlo completamente en un material absorbente de vibración tal como espuma de poliuretano capaz de mantener el motor en su lugar. Como se discute con más detalle posteriormente en la presente, las propiedades de flujo de fluido únicas de un secador manual de acuerdo con la presente invención hacen factible emplear un sistema propulsor de flujo axial con el motor de accionamiento descentrado del eje. Por consiguiente, la reducción de ruido hecha posible por las propiedades de flujo de fluido del secador manual puede ser mejoradas todavía además al colocar el motor en un sitio en donde un arreglo de montaje apropiado, tal como uno de aquellos discutidos en anteriormente puede ser empleado para aislar al usuario del ruido y vibración inherentes en la operación del motor. El mango 34 también contiene circuitos convencionales para alimentar energía al motor 36 también como a elementos de calentamiento por resistencia, discutidos en detalle posteriormente en la presente. Un interruptor 39 de encendido - apagado es colocado convenientemente en el mango. Este interruptor puede ser un interruptor basculante como se muestra o un interruptor deslizante o asumir otras formas, pero en cualquier caso tendrá comúnmente múltiples posiciones correspondientes a múltiples ajustes de potencia (esto es, combinaciones de velocidad del soplador/corriente de calentamiento) para proporcionar máxima conveniencia de uso al operador. Los circuitos requeridos para proporcionar múltiples ajustes de potencia para aquel fin serán convencionales en diseño y dentro de la experiencia de aquellos que trabajan en este campo. Así, una descripción detallada del mismo no se incluye en la presente. Una estructura de flujo axial, calentada, de múltiples etapas del secador manual de la presente invención incluye múltiples etapas de ventilador y estator en los conductos o canales formados mediante la caja principal 20 y el conducto 24 de aire externo. Estas etapas son la primera etapa 100 de ventilador, la primera etapa 150 de estator, la segunda etapa 200 de ventilador, la segunda etapa 250 de estator y una etapa 300 de estator del conducto. Las etapas del ventilador 100 y 200 son montadas a un árbol o eje 40 de accionamiento axial que es soportado para su rotación mediante las etapas del estator 150 y 250 de una manera discutida en detalle posteriormente en la presente. Un árbol flexible 42 constituye un mecanismo de accionamiento que proporciona fuerza motriz al árbol 40 de accionamiento del motor 36. La figura 2 muestra la etapa 300 ,de estator del conducto en detalle. Comprende siete paletas 301, 302, 303, 304, 305, 306 y 307 moldeadas integralmente con la caja delantera 30. Como ilustra la figura 3, el extremo de entrada de diámetro grande del conducto 24 externo se ajusta sobre las paletas 301 - 307 y es asegurado apropiadamente a las mismas para montar el conducto externo sobre la caja delantera. El conducto externo 24 es una parte de una pieza de plástico, moldeada por inyección. Es asegurado a las paletas 301-307 mediante soldadura térmica o con un adhesivo o ambos. Por supuesto, se pueden usar otros materiales y técnicas de unión. La figura 4 muestra el ventilador de primera etapa 100 en detalle. El ventilador de primera etapa comprende un propulsor de flujo axial que tiene 5 paletas 104, 105, 106, 107 y 108 unidas a un cubo o centro 110. Las hojas 104-108 del ventilador tienen la forma mostrada en la figura 4. El ventilador de primera etapa también puede ser convenientemente una parte de plástico de una pieza moldeada por inyección. El estator de primera etapa 150, mostrado en detalle en la figura 5, es situado justo corriente abajo del ventilador de primera etapa 100. El estator de primera etapa incluye tres paletas 152, 153 y 154. Las paletas 152-154 se extienden radialmente entre un cubo o centro 156 y una envolvente externa 158. Todo el estator de primera etapa 150 es moldeado integralmente de un material apropiado. El contorno de la envolvente externa 158 coincide en general con el contorno de la caja delantera 30 de la caja principal 20. La envolvente externa 158 incluye resaltos que se extienden axialmente 160, 161 y 162 que se ajustan a hendiduras axiales cooperantes 164 (véase figura 3) en la caja delantera 30 para ubicar positivamente el estator de primera etapa angularmente en la caja delantera 30. Tal sistema de ubicación es preferido debido a que la caja delantera 30 no es completamente simétrica alrededor de su eje en el sitio en donde se monta el estator de primera etapa. Esto es, la inclusión del mango 34 como parte de la caja principal provoca que la porción inferior de la caja principal sea no cilindrica en donde efectúa transiciones uniformemente a la porción que comprende el mango. Como resultado, la envolvente externa 158 no se pone en contacto con la superficie interna de la caja 30 alrededor de toda la periferia de la envolvente. Así, las dos paletas 153 y 154 están separadas a 150° espaciadas, simétricas alrededor de un diámetro del estator 150 que incluye la primera paleta 152. De aquella manera, las paletas 152-154, todas las cuales sirve para el propósito estructural de soportar el árbol de accionamiento del secador de una manera discutida a continuación, son soportadas positivamente mediante la caja 30. La figura 6 muestra el ventilador de segunda etapa 200 que se proporciona justo más allá del extremo de la caja 30. El ventilador de segunda etapa incluye cinco hojas internas espaciadas uniformemente 202i, 203i, 204i, 205i y 206i que se extienden hacia afuera desde un cubo o centro 207 y cinco hojas externas espaciadas uniformemente 202o, 203o, 204o, 205o y 206o, cada una de las cuales se extiende hacia afuera como una continuación de la hoja interna correspondiente del mismo número. La separación de las hojas del rotor internas y externas consiste de una gualdera o cubierta anular 208 que forma una extensión de la caja 30. Esto es, excepto por la separación axial entre el extremo de la caja 30 y al gualdera o cubierta 208, la última forma parte del conducto de aire interno provisto mediante la caja delantera 30. El ventilador de segunda etapa 200 es moldeado por inyección en una pieza utilizando plástico. La figura 7 muestra el estator de segunda etapa 250. Comprende cuatro paletas internas espaciadas uniformemente 252, 253, 254 y 255 y seis paletas externas espaciadas uniformemente 256, 257, 258, 259, 260 y 261. Las paletas internas 256-261 se extienden entre un cubo central 262 y terminan en una cubierta o gualdera anular que forma una extensión de la gualdera anular 208 del ventilador de segunda etapa 200. Las paletas externas 256-261 se extienden radialmente hacia afuera de la gualdera o cubierta 264. Son moldeadas integralmente por moldeo de inyección. El secador manual de la presente invención es montado comúnmente de la siguiente manera. La envolvente externa 158 del estator de primera etapa 150 es introducida a la caja delantera 30 a través de su cara posterior abierta. Los resaltos axiales 160-162 son posicionados para su inserción a las hendiduras cooperantes en la superficie interna de la caja delantera 30. La envolvente externa 158 es asegurada a la superficie interna de la caja delantera de cualquier manera apropiada, de preferencia mediante soldadura técnica y utilizando un adhesivo. Es importante que el estator de primera etapa 150 sea unido firmemente a la caja delantera 30, debido a que el cubo 156 forma el soporte posterior para soportar el árbol 40 de accionamiento axial del secador manual. Antes de montar el estator de primera etapa a la caja delantera, cada una de las paletas 152-154 son envueltas con bobinas de calentamiento por resistencia 70 de alambres de aleación Nichrome® como se muestra en la figura 3. Estos alambres son conectados de manera apropiada a los circuitos de alimentación en el mango 34 una vez que el estator de primera etapa 150 es montado a la caja delantera 30. El estator de segunda etapa 250 es unido de manera segura dentro del conducto externo 24 mediante soldadura térmica y/o utilizando un adhesivo para asegurar firmemente las paletas externas 256-261 a la pared interna del conducto externo en el sitio axial apropiado. Otra vez, es importante que el estator de segunda etapa sea unido segura y rígidamente al conducto externo de tal manera que se forme una estructura rígida debido a que el cubo 262 proporciona soporte para el árbol de accionamiento 40 de una manera que será descrita posteriormente. El árbol de accionamiento 40 sobre el cual el cubo o centro 207 del ventilador de segunda etapa 200 se ha asegurado de una manera apropiada, es insertado a través del cubo 156 del estator de primera etapa 150 y mantenido en su lugar en tanto que el conducto externo es posicionado sobre las paletas 301-307 formando la etapa del estator de conducto. El extremo del árbol 40 de accionamiento es introducido a través de la abertura central en el cubo 262 del estator de segunda etapa y el conducto externo es asegurado a las paletas 301-307 mediante soldadura térmica y/o utilizando un adhesivo. De esta manera, los estatores de las dos etapas 150 y 250, la caja delantera 30 y el conducto externo 24 forman un conducto o montaje rígido, permanente que soporta el árbol 40 de accionamiento para su rotación en los cubos 156 y 162. Cada uno de los cubos o centros incluyen una superficie de soporte o de rodamiento apropiada, tal como una pieza de inserción de bronce o un recubrimiento de polímero Teflon®, para reducir la fricción sobre el árbol 40 y la superficie de soporte o rodamiento. Se pueden también usar manguitos cooperantes 44 y 46 de polímero de Teflon®. Si es así, son asegurados rígidamente al árbol de accionamiento y los cubos respectivos 110 y 207 de los ventiladores de primera y segunda etapa, de tal manera que la fuerza motriz rotacional aplicada al árbol de accionamiento provoca rotación de las etapas de ventilador. El árbol de accionamiento es también asegurado contra el movimiento axial de una manera apropiada tal como mediante sujetadores anulares (no mostrados) que ajustan en hendiduras circunferenciales en el árbol. Luego el ventilador de primera etapa es asegurado a un extremo del árbol 40 de accionamiento que se extiende más allá del estator de primera etapa 150. El árbol flexible 42 es asegurado de una manera apropiada entre el motor 36 y el árbol de accionamiento 40 y la cubierta posterior 32 es unida a la caja frontal para completar el secador manual 10. Se puede notar que el estator de segunda etapa 250 puede ser usado para proporcionar capacidad de calentamiento adicional al envolver algunas o todas las paletas del estator con bobinas de calentamiento por resistencia de las misma manera como las paletas 152-154 del estator de primera etapa son envueltas con alambres de aleación Nichrome® (véase figura 3) . En aquel caso, el estator de segunda etapa es fabricado de un material apropiado y los alambres son conectados a los circuitos de alimentación de una manera apropiada para proporcionar la operación deseada. Por ejemplo, a un flujo de aire máximo todas las bobinas de calentamiento sobre ambas etapas del estator podrían ser activadas para proporcionar máxima capacidad de secado. Combinaciones apropiadas de flujo másico de aire y entrada de calor pueden ser desarrolladas por aquellos experimentados en la técnica sin una descripción más detallada en la presente.

La admisión de aire 22 en la cubierta posterior 32 y la salida de aire 28 en el extremo del conducto externo 24 pueden requerir protección apropiada. Esta se puede proporcionar comúnmente al tener la entrada de aire formada de ranuras o hendiduras que se extienden radialmente (no mostrada) demasiado pequeñas para el paso de los dedos del usuario o una pantalla o malla de metal o ambas. Los mismo será cierto para la salida de aire. Estos aspectos de seguridad son determinados extensamente por estándares industriales y el secador manual de la presente invención puede acomodar fácilmente cualquiera de tales requerimientos de seguridad. Una ventaja de la presente invención es que las características de flujo de aire del secador manual pueden ser adaptadas para maximizar el flujo másico de la salida de aire del secador en tanto que se minimiza la velocidad de revolución de sus partes rotativas. El uso de múltiples etapas de rotor y la proporción de la admisión de aire anular 26 incrementa significativamente la velocidad de flujo másico de aire a través del secador manual a una velocidad rotacional dada. Por ejemplo, los secadores manuales comerciales comúnmente funcionan a velocidades de aproximadamente 10,000 rpm y algunas veces aún más altas. La presente invención puede duplicar la misma velocidad de flujo másico y velocidades rotacionales del orden de una mitad de aquella de los secadores manuales comerciales actuales . Las técnicas matemáticas para proporcionar las características de flujo deseado de un secador manual con la configuración mostrada son bien conocidas para aquellos experimentados en la técnica. La forma de la caja 20 y el conducto externo 24, la longitud axial del conducto anular 68 entre ellos y la variación en el área de aquel conducto anular en la dirección axial, el número de etapas de estator y rotor y las formas y número de hojas en cada una, son todas susceptibles de ser escogidas por aquellos experimentados en la técnica utilizando principios conocidos de aerodinámica y mecánica de fluidos. Un ejemplo de cómo la configuración de las varias partes puede ser determinada será proporcionado por propósitos de ilustración. Se debe entender que otras configuraciones son posibles en el alcance de la invención. Un punto de partida típico será la velocidad de rotación ? del árbol de accionamiento 40 y así de las dos etapas del ventilador 100 y 200. Puede ser deseable minimizar el ruido generado por el secador manual al escoger ?max = 5000 rpm (revoluciones por minuto) . La salida térmica es expresada como sigue: q - mCp?T" (2) en donde q es la salida de calor del secador, m es el flujo másico del aire a través del secador, Cp es la capacidad térmica del aire y ?T es el incremento de temperatura con respecto al ambiente del aire que sale del secador manual. Cp es una propiedad conocida del aire y la temperatura de salida máxima del aire es ajustada por estándares iniciales tal como es implementada en especificaciones publicadas por Under riters Laboratories, Inc. Una salida de calor máximo típicas q podría ser de 2000 watts, que al utilizar la ecuación (2) produce un flujo másico de aire requerido m = 0.03 m3/segundo para una temperatura de salida de aproximadamente 70°C. Utilizando ecuaciones conocidas para el diseño del ventilador de flujo axial, la configuración de cada etapa del ventilador puede ser determinada. Por supuesto, aquello presupone que el número de etapas del ventilador se ha escogido. En la modalidad de la invención mostrada en la presente, se ilustra un secador manual con dos etapas del ventilador. Para evitar complicaciones, ciertas elecciones de diseño pueden también ser incorporadas a las etapas del ventilador. Por ejemplo, las hojas pueden ser elaboradas esencialmente planas (esto es, con cámara mínima) . Es importante notar que las primeras y segundas etapas del ventilador deben ser diseñadas en concierto. Por ejemplo, se ha encontrado que el ángulo de incidencia de la hoja en la segunda etapa del ventilador debe ser en general mayor que el ángulo de incidencia de la hoja en la primera etapa del ventilador. Una configuración ideal producirá un perfil de velocidad uniforme en la dirección radial en cualquier sitio axial dado en el secador manual. Con respecto a las etapas del estator, son provistas mediante paletas planas en la modalidad presente, aunque la invención no está limitada al uso de paletas de estator planas. Como es bien conocido, los estatores enderezan o "desondulan" el flujo que sale de los ventiladores, para recuperar la energía cinética en el flujo. Esto es, después de salir de una etapa del ventilador, el flujo de aire tiene una distribución de velocidad compleja que menoscaba su energía cinética en la dirección axial. Las etapas del estator redirigen el flujo para recuperar esta energía cinética. Las paletas 301-307 de la etapa 300 del estator del conducto ayudan a dirigir el flujo a las hojas externas 202o-206o de la segunda etapa del ventilador a un ángulo de ataque óptimo. La envolvente de flujo de aire de los conductos es también escogida de acuerdo con principios de diseño conocidos. La velocidad de salida del flujo de aire es un parámetro importante a este respecto. Aquellos experimentados en la técnica reconocerán que hay ciertos límites prácticos que los consumidores colocan en las magnitudes de velocidad de salida, también como hay razones de diseño para tener una velocidad de salida de un cierto valor mínimo. Sin embargo, una vez que el flujo másico total a través del secador manual es determinado, las dimensiones requeridas de los conductos pueden ser determinadas al saber la velocidad de salida deseada. En la modalidad ilustrada de la presente, la caja principal 30 tiene una porción de entrada cilindrica que se extiende al extremo corriente abajo de la primera etapa 100 del ventilador. Luego, la envolvente de flujo es una función cúbica, esto es, d = f(x1 3), en donde d es el diámetro de la caja principal y x es la distancia axial a lo largo de la caja. El conducto externo 24 es también configurado como una función cúbica de la distancia axial a lo largo del conducto. Este perfil es escogido empíricamente para inhibir la separación de flujo de las paredes del conducto interno. Es preferible que el número de paletas del estator en cada etapa sean diferentes del número de hojas del ventilador. Si el número fuera igual, habría una situación periódica en la cual los conductos son sometidos a un bloqueo mínimo (cuando las hojas del ventilador se encuentran en la misma posición angular como las paletas del estator) y máximo bloqueo (cuando las hojas del ventilador están espaciadas igualmente de manera angular entre las paletas del estator) . Este efecto es experimentado por el usuario como una fuente de ruido periódico. El uso de números desiguales de paletas de estator y hojas del ventilador minimiza este efecto. También se debe mencionar que la presente invención no está limitada al uso de un número particular de hojas del ventilador o paletas del estator en una etapa particular o al número de etapas del ventilador y estator mostradas. Como se indica anteriormente, el aire que fluye a través del secador manual es calentado mediante bobinas de resistencia 70 enrolladas alrededor de las paletas 152-154 de la primera etapa 150 del estator. Las bobinas de resistencia 70 están en un circuito de accionamiento que les permite ser energizadas por diferentes niveles de generación de calor. Por ejemplo, las bobinas de resistencia 70 son energizadas a una temperatura menor para proporcionar un ajuste de bajo calentamiento en el cual el aire es calentado a una temperatura moderada y a una temperatura más alta para proporcionar un ajuste de alto calentamiento. En el ajuste de bajo calentamiento, los ventiladores son girados a una velocidad lenta y en el ajuste de alto calentamiento se hace girar a una velocidad más alta. La envoltura de las bobinas de resistencia alrededor de las paletas del estator proporciona algunas ventajas únicas. Provoca un contacto íntimo entre el flujo de aire y las bobinas de calentamiento debido a que las bobinas de calentamiento inducen turbulencia en el flujo y así incrementan la mezcla del flujo de aire que pasa sobre las paletas, para promover mediante esto una transferencia de calor más eficiente de las bobinas al aire. Al mismo tiempo, las bobinas de resistencia no disminuyen significativamente el área de flujo y no tienen un efecto perjudicial sobre la operación de las paletas del estator al desondular el flujo. Este efecto de mezclado mejorado permite que las bobinas de calentamiento sean concentradas en un área más pequeña en la corriente de flujo, para reducir así la caída de presión a través de las bobinas de calentamiento . No es necesario embobinar los alambres antes de que sean envueltos alrededor de las paletas del estator. Por ejemplo, los alambres pueden ser elaborados de una sección transversal plana y enrollados alrededor de las paletas del estator de una manera similar a aquella mostrada para los alambres embobinados ilustrados en la presente. Tal arreglo también sirve para "hacer correr" el flujo sobre las paletas, para inducir así turbulencia y mejorar el mezclado. Este arreglo hace al flujo de aire a través del secador manual más eficiente debido a que reducirá aún más la caida de presión provocada por tener las bobinas en el flujo de aire.

Si se desea, sin embargo, una o más bobinas de resistencia adicionales pueden ser colocadas en la trayectoria de flujo. Una manera de inducir una bobina de calentamiento adicional sería proporcionar una rejilla en la caja principal 20 corriente abajo de la primera etapa 150 del estator. Esta rejilla podría ser unida rígidamente a la caja para incrementar su rigidez estructural. Una característica importante de la presente invención es la colocación del motor 36 en el mango 34. En cualquier secador manual, el motor contribuye al ruido total generado cuando se pone en operación el secador manual. En la presente invención, el motor 30 es colocado en el mango en donde puede ser aislado de la estructura del secador manual, como se discute anteriormente, para reducir así el ruido global generado por el secador manual. En los secadores manuales de flujo axial de la técnica previa, el motor forma comúnmente parte del eje del rotor, tal como en la patente norteamericana No. 4,678,410 y la patente alemana No. DT 25 29 817. Esto reduce el espacio disponible para el flujo de aire y hace más difícil el blindaje del ruido. En la presente invención, el uso de un flujo de aire axial canalizado, con múltiples etapas del rotor reduce la velocidad rotacional y momento de torsión que el motor debe proporcionar.

Por consiguiente, el motor puede estar localizado alejado en relación con el eje del rotor y un mecanismo de tren de accionamiento utilizado para transmitir fuerza motriz al eje del rotor. En la modalidad mostrada, el tren de accionamiento comprende el árbol flexible 42. Este árbol flexible es un muelle de doble enrollamiento que tiene buena resistencia a la deformación torsional pero baja resistencia de curvatura o flexión. Aquellos experimentados en la técnica reconocerán que este árbol flexible tendrá una frecuencia de vibración natural dependiendo de sus propiedades físicas, tales como módulos de Young y área de sección transversal. Sin embargo, debido a las velocidades rotacionales disminuidas del secador manual de la presente invención, es posible proporcionar un árbol flexible con una frecuencia natural mucho más alta que la velocidad rotacional máxima encontrará en operación. Así, el motor 36 puede ser colocado en el mango 34 y aislado acústicamente de su estructura de montaje . Se apreciará que otros arreglos de tren de accionamiento pueden ser sustituidos por aquel descrito anteriormente. Por ejemplo, las etapas del ventilador no necesitan ser montadas sobre el mismo árbol o hacerse girar a la misma velocidad o dirección. Además, se puede utilizar un mecanismo un transmisión diferente al árbol flexible 42, tal como un sistema de banda y polea. En tanto que modalidades preferidas de la invención se ha ilustrado y descrito, se comprenderá que varias modificaciones y cambios se pueden efectuar diferentes a aquellas mencionadas específicamente sin desviarse del espíritu y alcance de la invención, que se definida de manera única por las reivindicaciones que siguen. 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 convencional para la manufactura de los objetos a que la misma se refiere.

Claims (17)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad, lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un secador manual de flujo axial, caracterizado porque comprende : una caja que forma un pasaje de flujo axial entre una entrada de aire para aire ambiente y una salida de aire; un primer propulsor de flujo axial dispuesto en la caja para generar un flujo de aire ambiente al pasaje de flujo de aire a través de la entrada de aire de la caja; un conducto externo que tiene una entrada de aire y una salida de aire, el conducto externo es asegurado a la caja con la salida de aire de la caja dispuesta para introducir el flujo de aire que sale por la salida de aire de la caja y el conducto externo un admisión de aire para el aire ambiente; un segundo propulsor de flujo axial dispuesto en el conducto externo para generar un flujo de aire ambiente al conducto externo a través de la admisión de aire; medios impulsores (o medios de accionamiento) para proporcionar fuerza motriz al primer propulsor de flujo axial y el segundo propulsor de flujo axial y medios de calentamiento para calentar el aire que fluye a través del secador manual y que sale por la salida de aire del conducto externo.
2. 2. Un secador manual de flujo axial de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer propulsor de flujo axial y el segundo propulsor de flujo axial son montados en un solo árbol de accionamiento o árbol impulsor.
3. 3. Un secador manual de flujo axial de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque los medios de accionamiento o medios impulsores comprenden un motor eléctrico unido al árbol de accionamiento mediante 'un mecanismo de transmisión.
4. 4. Un secador manual de flujo axial de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la caja incluye un mango dependiente de la caja y el motor es dispuesto en el mango .
5. 5. Un secador manual de flujo axial de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el mecanismo de transmisión comprende un elemento de accionamiento flexible.
6. 6. Un secador manual de flujo axial de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el árbol de accionamiento flexible comprende un muelle.
7. 7. Un secador manual de flujo axial de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque comprende además una ménsula o escuadra unida al mango y al motor y un material que absorbe la vibración interpuesto entre la ménsula o escuadra y el motor.
8. 8. Un secador manual de flujo axial de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque comprende además un material aislante del sonido que rodea sustancialmente el motor.
9. 9. Un secador manual de flujo axial de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque comprende además: un estator de primera etapa dispuesto en la caja corriente abajo del primer propulsor de flujo axial y un estator de segunda etapa dispuesto en el conducto externo corriente abajo del segundo propulsor de flujo axial.
10. 10. Un secador manual de flujo axial de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque: el segundo propulsor de flujo axial incluye una pluralidad de hojas internas y una pluralidad de hojas externas separadas mediante una cubierta anular que forma una extensión del pasaje de flujo de aire formado mediante la caja.
11. 11. Un secador manual de flujo axial de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el conducto externo es unido rígidamente a la caja principal, el estator de primera etapa es unido rígidamente a la caja principal y el estator de segunda etapa es unido rígidamente al conducto externo, el árbol de accionamiento es montado para su rotación mediante los rotores de primera y segunda etapa.
12. 12. Un secador manual de flujo axial de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque los medios de calentamiento comprenden alambres de resistencia montados a paletas del estator de primera etapa.
13. 13. Un secador manual de flujo axial, caracterizado porque comprende: una caja que forma un pasaje de flujo de aire que tiene un eje y una entrada de aire y una salida de aire, la caja incluye un mango dependiente de la misma; un ventilador de primera etapa moldeado integralmente que incluye un primer propulsor de flujo axial dispuesto en la caja para generar flujo de aire de la entrada a la salida de la caja en general a lo largo del eje de la misma; un estator de primera etapa moldeado integralmente, dispuesto en la caja corriente abajo del estator de primera etapa y que tiene una pluralidad de paletas de estator planas que se extienden radialmente unidas a un cubo o centro en el eje de la caja y aseguradas rígidamente a la caja; un conducto externo que forma un pasaje de flujo de aire que tiene un eje sustancialmente coincidente con el eje de la caja y que tiene una entrada de aire y una salida de aire, el conducto externo es asegurado rígidamente a la caja con la salida de aire de la caja dispuesta dentro del conducto externo para formar conducto o canal de aire anular entre la caja y el conducto externo; un ventilador de segunda etapa moldeado integralmente que incluye un segundo propulsor de flujo axial dispuesto en el conducto externo para generar flujo de aire a través del conducto de aire anular a la salida del conducto externo, el segundo propulsor de flujo axial incluye una pluralidad de hojas internas y una pluralidad de hojas externas separadas mediante una cubierta o gualdera anular que forma una extensión del pasaje de flujo de aire formado mediante la caja; un estator de segunda etapa moldeado integralmente, dispuesto en el conducto externo corriente abajo del ventilador de segunda etapa y que incluye una pluralidad de paletas internas planas que se extienden radialmente unidas a un cubo o centro en el eje del conducto externo y a una cubierta o gualdera anular que forma una extensión del pasaje de flujo de aire extendido formado mediante la cubierta o gualdera anular del ventilador de segunda etapa y una pluralidad de paletas externas planas que se extienden radialmente unidas a la gualdera o cubierta anular, en donde las paletas externas son aseguradas rígidamente al conducto externo; un motor montado al interior del mango con un material que absorbe la vibración interpuesto entre el motor y el mango; un árbol de accionamiento (o árbol impulsor) montado para su rotación en el cubo o centro del estator de primera etapa y el cubo o centro del estator de segunda etapa, el ventilador de primera etapa y el ventilador de segunda etapa son montados al árbol de accionamiento o árbol impulsor para su rotación con el mismo; un árbol flexible para proporcionar fuerza motriz del motor al árbol de accionamiento- o árbol impulsor; y elementos de calentamiento por resistencia para calentar el aire que fluye a través del secador manual.
14. 14. Un secador manual de flujo axial de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la caja incluye una caja delantera que tiene el estator de primera etapa asegurado a la misma y una caja posterior que tiene una entrada de aire en la misma, la caja delantera incluye una pluralidad de paletas de estator planas que se extienden radialmente hacia afuera próximas a la salida de aire a la cual se aseguran rígidamente las paletas del estator del conducto externo.
15. 15. Un secador manual de flujo axial de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el árbol flexible es un muelle.
16. 16. Un secador manual de flujo axial de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el motor es asegurado a una ménsula o escuadra que tiene un amortiguador de hule o caucho entre la ménsula o escuadra y el motor y la ménsula o escuadra es asegurada a la caja delantera.
17. 17. Un secador manual de flujo axial de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque los elementos de calentamiento por resistencia incluyen una bobina de alambre dispuesta en la caja.