ES2197460T3

ES2197460T3 - VENTILATION HOOD THAT HAS A BISTABLE VORTICE.

Info

Publication number: ES2197460T3
Application number: ES98902812T
Authority: ES
Inventors: Robert A. Deluca; Robert H. Morris
Original assignee: FLOW SAFE Inc AND LABCRAFTERS; FLOW SAFE Inc AND LABCRAFTERS Inc JOINTLY
Current assignee: FLOW SAFE Inc AND LABCRAFTERS; FLOW SAFE Inc AND LABCRAFTERS Inc JOINTLY
Priority date: 1997-01-22
Filing date: 1998-01-16
Publication date: 2004-01-01
Anticipated expiration: 2018-01-16
Also published as: EP0954390B1; EP0954390A1; EP0954390A4; WO1998031481A1; DE69814036T2; DE69814036D1; AU5961698A; JP2001518174A; DK0954390T3; WO1998031481A8

Abstract

SE OPTIMIZA EL FLUJO DE AIRE A TRAVES DE UNA CAMPANA DE HUMOS (78) GRACIAS A LA PRODUCCION DE TURBULENCIAS BIESTABLES DENTRO DE LA CAMARA DE TURBULENCIAS DE DICHA CAMPANA DE HUMOS, INDEPENDIENTEMENTE DEL MOVIMIENTO DE LA COMPUERTA DE GUILLOTINA (18). UNA CAMPANA DE HUMOS BIESTABLE OPTIMIZA LA CAPTACION DE LA VELOCIDAD DELANTERA PARA MINIMIZAR EL REFLUJO DE AIRE CARGADO DE HUMO A TRAVES DE LA ABERTURA DE LA COMPUERTA DE GUILLOTINA DE LA CAMPANA DE HUMOS. ESTA CAMPANA DE HUMOS CON TURBULENCIAS BIESTABLES UTILIZA UN SISTEMA DE CONTROL DE TURBULENCIAS POR PRESION PARA VOLVER A POSICIONAR LAS ABERTURAS SUPERIOR, CENTRAL E INFERIOR (32, 34, 36) DE UN DEFLECTOR EN LA CAMPANA DE HUMOS. ESTE DEFLECTOR DESVIA LAS TURBULENCIAS BIESTABLES CUANDO LA COMPUERTA DE GUILLOTINA ESTA TOTALMENTE ABIERTA Y CREA UNA ACCION DE LIBERACION CERCA DE LA SUPERFICIE DE TRABAJO CUANDO SE CIERRA LA COMPUERTA DE GUILLOTINA. SE COLOCA UNA ALETA DE LA CAMPANA (76) DENTRO DE LA CAMARA DE DICHA CAMPANA, ELEVANDO UNA DE LAS ENTRADAS DE ESTA ALETA LAS TURBULENCIAS ANTES DE DESVIARLAS DE LA ABERTURA DE LA COMPUERTA CON GUILLOTINA. LA OTRA CREA UN FLUJO QUE LIMPIA LA SUPERFICIE DE TRABAJO DE LA CAMPANA DE HUMOS. LA PARTE INTERIOR DE LA CAMARA DE TURBULENCIAS UTILIZA UN DEFLECTOR (65) PARA REDUCIR LAS PERDIDAS DINAMICAS Y AUMENTAR LA ESTABILIDAD DE LAS TURBULENCIAS BIESTABLES.THE AIR FLOW IS OPTIMIZED THROUGH A SMOKE HOOD (78) THANKS TO THE PRODUCTION OF BISTABLE TURBULENCES INSIDE THE SMOKE HOOD TURBULENCES CHAMBER, INDEPENDENTLY OF THE GUILLOTINE GATE MOVEMENT (18). A BISTABLE FUME HOOD OPTIMIZES THE FRONT SPEED CAPTURE TO MINIMIZE THE SMOKE LOADED AIR REFLUENCE THROUGH THE OPENING OF THE SMOOTH HOOD GUILLOTINE. THIS SMOOTH HOOD WITH BISTABLE TURBULENCES USES A PRESSURE TURBULENCE CONTROL SYSTEM TO RETURN TO THE TOP, CENTRAL AND LOWER OPENINGS (32, 34, 36) OF A DEFLECTOR IN THE SMOKE HOOD. THIS DEFLECTOR DEVERSED THE BISTABLE TURBULENCES WHEN THE GUILLOTINE COMPOSITE IS FULLY OPENED AND CREATES A RELEASE ACTION NEAR THE WORK SURFACE WHEN THE GUILLOTINE COMPUTER IS CLOSED. A HOOD OF THE HOOD (76) IS PLACED WITHIN THE CAMERA OF THIS HOOD, LIFTING ONE OF THE ENTRIES OF THIS FIN THE TURBULENCES BEFORE DEVERSING THEM FROM THE OPENING OF THE GUILLOTINE GATE. THE OTHER CREATES A FLOW THAT CLEANSES THE WORK SURFACE OF THE SMOKE HOOD. THE INTERIOR PART OF THE TURBULENCE CHAMBER USES A DEFLECTOR (65) TO REDUCE DYNAMIC LOSSES AND INCREASE THE STABILITY OF BISTABLE TURBULENCES.

Description

Campana de ventilación que tiene un vórtice biestable.Ventilation hood that has a vortex flip flop

La presente invención se refiere a elementos cerrados ventilados para contener y evitar la difusión de vapores, siendo conocidos dichos elementos cerrados como campanas de ventilación, más particularmente a campanas de ventilación que se pueden abrir para permitir el acceso al interior cuya abertura puede permitir el escape inadvertido de humos hacia el exterior de la campana de ventilación.The present invention relates to elements closed vents to contain and prevent the diffusion of vapors, said closed elements being known as bells of ventilation, more particularly to ventilation hoods that are they can open to allow access to the interior whose opening can allow inadvertent escape of fumes out of the ventilation hood

Las primeras campanas de ventilación fueron chimeneas usadas por los alquimistas. Dichas campanas de ventilación primitivas tenían chimeneas muy altas. La altura de la chimenea, los gradientes térmicos originados por el fuego y el efecto de aspiración de las condiciones de viento externo podrían crear un tiro considerable. Para incrementar el tiro, los ingenieros de ventilación de las primeras épocas (mediados de 1800) añadieron unos anillos de quemado de gas en la campana de ventilación para conseguir una mayor termoelevación. Durante la revolución industrial, los anillos de gas dieron paso al ventilador mecánico. Fue durante esta época que los laboratorios estuvieron mejor definidos. Los cambios evolucionaron para añadir una ventana de guillotina frontal en vez de una puerta abisagrada y un plano aerodinámico por debajo de la ventana de guillotina. A finales de la década de 1940 se introdujo un sistema retroregulador de tiro y una entrada con forma alineada en todas las campanas de ventilación. Una campana de ventilación del diseño recién descrito se muestra en la Figura 1 marcada con la leyenda ``técnica anterior''.The first ventilation hoods were chimneys used by alchemists. These ventilation hoods Primitives had very tall chimneys. The height of the chimney, the thermal gradients caused by fire and the effect of aspiration of external wind conditions could create a considerable shot. To increase the shot, the engineers of ventilation of the early ages (mid 1800s) added some gas burner rings in the ventilation hood for get a higher thermo lift. During the revolution industrial, gas rings gave way to the mechanical fan. It was during this time that the laboratories were better defined. The changes evolved to add a window of front guillotine instead of a hinged door and a plane aerodynamic below the sash window. At the end of the 1940s a retroregulator shooting system and a aligned entry into all ventilation hoods. A ventilation hood of the newly described design is shown in the Figure 1 marked with the legend `` prior art ''.

Dimensionalmente, dichas campanas de ventilación de la técnica anterior estaban dimensionadas de forma que pudieran colocarse a través de una puerta normal y colocada en un banco de 76,2 cm de anchura por 91,4 cm de altura con una limitación de altura debida al techo de 2,74 m a 3,05 m. Dimensionalmente, las campanas de ventilación fabricadas en la actualidad tienen virtualmente el mismo tamaño que las fabricadas hace 50 años.Dimensionally, said ventilation hoods of the prior art were sized so that they could placed through a normal door and placed on a bench 76.2 cm wide by 91.4 cm high with a limitation of height due to the roof from 2.74 m to 3.05 m. Dimensionally, the ventilation hoods manufactured today have virtually the same size as those made 50 years ago.

El rendimiento de las campanas de ventilación se ha basado siempre en la prueba de visualización del humo, donde una bomba de humo se coloca dentro de la parte interna de la campana de ventilación en su superficie de trabajo y en tanto en cuanto no se vea humo saliendo de la cara de la ventana de guillotina la campana de ventilación se consideraba que trabaja apropiadamente. La velocidad de entrada recomendada (la velocidad del aire que fluye dentro de la campana de ventilación a través de la abertura o ``entrada'' del ventana de guillotina) está comprendido entre 30,48 y 45,72 m por minuto. Durante años, los usuarios de campana de ventilación sintieron que a mayor velocidad de entrada mejor era la contención de la campana de ventilación. Altas velocidades de entrada empezaron a perder favor a finales de la década de 1960 con la introducción de la campana de ventilación con puenteo de aire (mostrada esquemáticamente en la Figura 2) que introducía aire por encima de la ventana de guillotina a medida que se cerraba la ventana de guillotina. Posteriormente, a mediados de la década de 1980 se desarrolló un prueba de análisis de rendimiento por gas trazador para medir el rendimiento de una campana de ventilación y la habilidad de la misma para proteger al operario. Por primera vez esta prueba pudo cuantificar las velocidades reales de fuga en partes por millón (ppm), mostrando de dicha forma la bondad del rendimiento de la campana de ventilación en condiciones de operación variables.The performance of the ventilation hoods is has always based on the smoke visualization test, where a smoke bomb is placed inside the inner part of the hood of ventilation on your work surface and as long as it is not see smoke coming out of the guillotine window face the bell Ventilation was considered to work properly. The recommended input speed (the speed of the flowing air inside the ventilation hood through the opening or `` entrance '' of the sash window) is between 30.48 and 45.72 m per minute. For years, bell users of ventilation felt that the higher the input speed the better the containment of the ventilation hood. High speeds of entry began to lose favor in the late 1960s with the introduction of the ventilation hood with air bridge (shown schematically in Figure 2) that introduced air through above the sash window as the sash window. Subsequently, in the mid-decade of 1980 a gas performance analysis test was developed plotter to measure the performance of a ventilation hood and its ability to protect the operator. For the first time this test could quantify the actual leakage rates in parts per million (ppm), thereby showing the goodness of ventilation hood performance in operating conditions variables

Una de las principales razones por las cuales se creó esta prueba de rendimiento con gas trazador fue para reducir los altos costes de calentamiento y enfriamiento de la ventilación, que se incrementaron drásticamente en la década de 1980 en la cual se redujeron los volúmenes de emisión de las campanas de ventilación conjuntamente con las aberturas de la ventana de guillotina para reducir el volumen del aire de alimentación del aire acondicionado y ahorrar energía. Se redujeron los volúmenes de emisión, bien sincronizado por bucle abierto la válvula de emisión con el cierre o apertura de la ventana de guillotina o midiendo la presión diferencial y usando sistemas de bucle cerrado para controlar la válvula de servoemisión. Todos estos esquemas están basados en nociones aprobadas comúnmente que una velocidad de entrada constante suministra una contención apropiada cuando la ventana de guillotina es manipulada. Dicha hipótesis no es verdadera necesariamente porque no resuelve cual es la velocidad facial óptima y de dicha forma el flujo óptimo de aire a través de la campana de ventilación para evitar el reflujo. Uno de los solicitantes ha desarrollado y mejorado un sistema de control del vórtice para campanas de ventilación ilustrado en la Figura 3 y que es el objeto de la patente U.S. número 5.697.838, concedida a Robert H. Morris el 16 de diciembre de 1997 y que se incorpora a la presente memoria por referencia. Estudios realizados con un gas trazador por Robert H. Morris han mostrado que las campanas de ventilación no se hacen inherentemente seguras usando técnicas de control de velocidad de entrada fija con volumen variable, aunque se puede ahorrar energía mediante la reducción en el volumen de flujo de aire de ventilación. Dichas pruebas con gas trazador han indicado que la velocidad en la entrada de la campana de ventilación está influenciada por el vórtice interno de la campana de ventilación y variables de operación, como por ejemplo la distribución del aire de la sala, temperatura del aire de suministro, reverberación dentro de la campana de ventilación y la localización de la campana de ventilación en el espacio del laboratorio. El sistema de control del vórtice del documento 5.697.838 optimiza el flujo de aire a través de una campana de ventilación controlando dinámicamente el flujo de aire para suministrar un vórtice estable en la cámara del vórtice de la campana de ventilación, lo cual maximiza el reflujo del aire cargado de humo a través del paso de la puerta de la campana de ventilación. Un sensor altamente sensible a la presión dispuesto en la cámara del vórtice dentro de la pared detecta cantidades ínfimas de variación en la presión del vórtice indicativa de turbulencia y envía una señal por medio de un transductor a un controlador analógico, que usa algoritmos de intervalos proporcionales y ganancias adaptativas para formular señales de salida a un actuador que ajusta los reguladores de tiro en el sistema de campana de ventilación para cambiar el flujo de aire dentro de la cámara del vórtice.One of the main reasons why created this performance test with tracer gas was to reduce high heating and cooling costs of ventilation, which increased dramatically in the 1980s in which emission volumes of ventilation hoods were reduced together with the guillotine window openings for reduce the air supply volume of the air conditioner and save energy. Emission volumes were reduced, either synchronized by open loop the emission valve with the closing or Guillotine window opening or measuring pressure differential and using closed loop systems to control the servo emission valve. All these schemes are based on commonly approved notions that a constant input speed provides appropriate containment when the sash window It is manipulated. This hypothesis is not necessarily true because it does not solve what is the optimal facial speed and in that way the optimal air flow through the ventilation hood to Avoid reflux. One of the applicants has developed and improved a vortex control system for bells ventilation illustrated in Figure 3 and which is the object of the U.S. patent No. 5,697,838, issued to Robert H. Morris on 16 December 1997 and which is incorporated herein by reference. Studies conducted with a tracer gas by Robert H. Morris have shown that ventilation hoods are not made inherently safe using speed control techniques of fixed input with variable volume, although energy can be saved by reducing the volume of ventilation air flow. These tests with tracer gas have indicated that the speed in the vent hood input is influenced by the internal vortex of the ventilation hood and variables of operation, such as room air distribution, supply air temperature, reverberation within the ventilation hood and the location of the hood ventilation in the laboratory space. The control system of vortex of document 5,697,838 optimizes air flow through of a ventilation hood dynamically controlling the flow of air to supply a stable vortex in the vortex chamber of the ventilation hood, which maximizes air reflux charged with smoke through the passage of the bell door of ventilation. A highly pressure sensitive sensor arranged in the vortex chamber inside the wall detects minute amounts of variation in the vortex pressure indicative of turbulence and sends a signal through a transducer to a controller analog, which uses algorithms of proportional intervals and adaptive gains to formulate output signals to an actuator which adjusts the shot regulators in the hood system of ventilation to change the air flow inside the chamber of the vortex.

La presente invención está basada en los descubrimientos realizados mientras se manipulaban las ranuras en el reductor de tiro de la campana de ventilación que el vórtice dentro de la cámara de la campana de ventilación se desorganizaba muy fácilmente por otro cambios medioambientales. Las condiciones de flujo en la parte superior de la cámara del vórtice se ilustran en la Figura 4, que es un diagrama esquemático de la región de la cámara de una campana de ventilación. Se muestra que se desarrolla una burbuja vórtice sobre la superficie dentro de la región superior de la cámara del vórtice. El vórtice está controlado por un chorro de control laminar a lo largo de la superficie posterior del reductor de tiro en el área de la cámara del vórtice. Esta corriente de chorro laminar origina una diferencial de presión sostenida y atrapa algo del aire que la rodea. El aire atrapado en el lateral de la pared es atrapado contra la pared mientras el aire ambiental procedente de la velocidad de la entrada reemplaza el aire atrapado del lado opuesto. El resultado es una presión ambiental en el lateral alejado de la pared y una presión inferior entre el chorro y la pared. La diferencial de presión deforma el chorro y forma una burbuja vórtice monoestable en la región de la presión menor. La Figura 5 es un diagrama esquemático de una campana de ventilación que muestra este vórtice monoestable.The present invention is based on discoveries made while manipulating the grooves in the draft hood reducer that the vortex inside from the chamber of the hood was very disorganized Easily for other environmental changes. The conditions of flow at the top of the vortex chamber are illustrated in Figure 4, which is a schematic diagram of the region of the chamber of a ventilation hood. It shows that it develops a vortex bubble on the surface within the upper region of the vortex chamber. The vortex is controlled by a jet laminar control along the rear surface of the shot reducer in the area of the vortex chamber. This current Laminar jet causes a sustained pressure differential and it catches some of the air that surrounds it. The air trapped on the side of the wall is trapped against the wall while ambient air coming from the entrance speed replaces the trapped air on the opposite side The result is an environmental pressure in the side remote from the wall and a lower pressure between the jet and Wall. The pressure differential deforms the jet and forms a monostable vortex bubble in the region of the lowest pressure. The Figure 5 is a schematic diagram of a ventilation hood which shows this monostable vortex.

El vórtice en las campanas de ventilación convencionales por lo tanto parece ser monoestable. El vórtice permanecerá estático sobre la pared en tanto en cuanto la corriente de chorro de aire controlada permanezca laminar. Sin embargo, si la corriente de chorro laminar se desorganiza, debido a condiciones medio ambientales, como por ejemplo fluctuaciones de presión en la sala, corrientes de aire cruzadas, carga de la campana de ventilación y cambios en la temperatura del aire de reemplazo, la burbuja vórtice se llena y se pierde el gradiente de presión. El vórtice monoestable se vuelve caótico y se rompe. La pérdida de la burbuja vórtice es el precursor del fallo de retención de la campana de ventilación. El vórtice monoestable no se puede restablecer por sí mismo hasta que la corriente del chorro es de nuevo laminar.The vortex in the ventilation hoods conventional therefore seems to be monostable. The vortex it will remain static on the wall as long as the current Controlled air jet remain laminar. However, if the Laminar jet stream is disorganized due to conditions environmental conditions, such as pressure fluctuations in the room, crossed air currents, bell load ventilation and changes in replacement air temperature, the Vortex bubble is filled and the pressure gradient is lost. The Monostable vortex becomes chaotic and breaks. The loss of the Vortex bubble is the precursor of the bell retention failure of ventilation The monostable vortex cannot be reset by itself until the stream of the jet is again laminar.

La presente invención suministra una campana de ventilación que tiene una campana de ventilación con vórtice biestable. El termino ``vórtice biestable'', como se usa en la presente memoria, se refiere a un vórtice en una campana de ventilación que es estable con la ventana de guillotina abierta o cerrada. El vórtice biestable está provisto con una configuración de reductores de tiro. Se produce una burbuja vórtice biestable sobre la misma superficie de la pared en forma de una burbuja vórtice monoestable, pero que está caracterizada por una forma mucho más simétrica y requiere una corriente de chorro opuesta para desorganizar y romper el vórtice.The present invention provides a bell of ventilation that has a vortex hood flip flop The term `` bistable vortex '', as used in the This report refers to a vortex in a bell of ventilation that is stable with the sash window open or closed. The bistable vortex is provided with a configuration of draft reducers A bistable vortex bubble is produced on the same wall surface in the form of a vortex bubble monostable, but which is characterized by a much more symmetric and requires an opposite jet stream to disorganize and break the vortex.

La invención tiene como característica principal el uso de una burbuja vórtice biestable en una campana de ventilación.The invention has as its main feature using a bistable vortex bubble in a bell ventilation.

Una característica adicional de la invención es suministrar una campana de ventilación mejorada con una cámara de vórtice con una relación de radios hidráulicos correspondiente a la relación de radios hidráulicos de la ventana de la campana.An additional feature of the invention is supply an improved ventilation hood with a chamber of vortex with a ratio of hydraulic spokes corresponding to the ratio of hydraulic spokes of the bell window.

Una característica adicional de la invención es suministrar una campana de ventilación con un reductor de tiro reposicionable automáticamente, un difusor giratorio de la cámara del vórtice y un plano aerodinámico con multi-tres entradas que coopera para formar un vórtice biestable en una campana de ventilación.An additional feature of the invention is supply a ventilation hood with a draft reducer automatically repositionable, a rotating camera diffuser of the vortex and an aerodynamic plane with multi-three cooperating tickets to form a bistable vortex in a bell of ventilation

La invención se volverá más patente a partir de la descripción detallada siguiente cuando se tome en consideración con la descripción siguiente y en conexión con los dibujos, alguno de los cuales ha sido mencionado y que se describen brevemente como sigue.The invention will become more patent from The following detailed description when taken into consideration with the following description and in connection with the drawings, some of which has been mentioned and briefly described as follow.

La Figura 1 es un diagrama esquemático que muestra en alzado una campana de ventilación convencional estándar (de la técnica anterior).Figure 1 is a schematic diagram that shows in elevation a standard conventional ventilation hood (from the prior art).

La Figura 2 es un diagrama similar a la Figura 1 de una campana de ventilación puente de la técnica anterior.Figure 2 is a diagram similar to Figure 1 of a prior art bridge ventilation hood.

La Figura 3 es un diagrama similar a la Figura 1 de una campana de ventilación con un sistema de control de vórtice según la invención de la patente US número 5.697.838, incorporada por referencia en lo que antecede.Figure 3 is a diagram similar to Figure 1 of a ventilation hood with a vortex control system according to the invention of US Patent No. 5,697,838, incorporated by reference in the foregoing.

La Figura 4 es un diagrama esquemático de la parte superior de una campana de ventilación que muestra la región superior de la cámara del vórtice y de la burbuja vórtice formada por el flujo en su interior.Figure 4 is a schematic diagram of the top of a ventilation hood that shows the region Vortex chamber top and vortex bubble shaped by the flow inside.

La Figura 5 es un diagrama similar a la Figura 1 que muestra la pauta del flujo que incluye un vórtice monoestable en la cámara del vórtice de la misma.Figure 5 is a diagram similar to Figure 1 which shows the flow pattern that includes a monostable vortex in the vortex chamber of it.

La Figura 6 es un diagrama educacional esquemático de una campana de ventilación y particularmente la velocidad de la entrada y de las cámaras del vórtice de la misma y que tiene un vórtice biestable según la presente invención.Figure 6 is an educational diagram schematic of a ventilation hood and particularly the speed of the entrance and the vortex chambers of the same and which has a bistable vortex according to the present invention.

La Figura 7 es un diagrama esquemático que muestra una campana de ventilación con vórtice biestable y los componentes de la misma que suministra el vórtice biestable.Figure 7 is a schematic diagram that shows a ventilation hood with bistable vortex and the components thereof that supplies the bistable vortex.

La Figura 8 es una vista en perspectiva de la campana de ventilación mostrada en la Figura 7 y que tiene una sección frontal que contiene la puerta de guillotina y sus elementos físicos operativos.Figure 8 is a perspective view of the ventilation hood shown in Figure 7 and that has a front section containing the sash door and its elements operational physicists

Las Figuras 9a y 9b son respectivamente vistas fragmentarias en sección tomadas a lo largo de un plano horizontal, incluido como 9-9 en la Figura 8, y que muestra formas de realización en variante para la conformación aerodinámica de los puntales de la puerta de guillotina.Figures 9a and 9b are respectively views. fragmentary section taken along a horizontal plane, included as 9-9 in Figure 8, and showing variant embodiments for aerodynamic shaping of the guillotine door struts.

La Figura 10 es una vista fragmentaria en sección tomada a lo largo de un plano vertical incluido como línea 10-10 en la Figura 8 que muestra la manilla de la puerta de guillotina aerodinámica usada como difusor giratorio.Figure 10 is a fragmentary sectional view taken along a vertical plane included as a line 10-10 in Figure 8 showing the handle of the Aerodynamic guillotine door used as a rotating diffuser.

Con referencia a la Figura 1 se muestra una campana de ventilación 10 de la técnica anterior que tiene una parte cerrada 12 que contiene un espacio de trabajo 14 con un piso 15, un espacio frontal 16 genéricamente encima del espacio de trabajo 14, una puerta 18 o ventana de guillotina deslizable verticalmente con unos sellos o juntas 20 a lo largo de sus bordes superior e inferior y un plano aerodinámico 22 que define un tope inferior para la puerta de guillotina 18 y una entrada 24 de barrido de piso para la admisión del aire de reemplazo 26 cuando la puerta de guillotina 18 está cerrada. Cuando la puerta de guillotina 18 está abierta, el aire 27 es aspirado dentro de la parte cerrada 12 a través de la abertura 29 de la puerta de guillotina. Dentro de la parte cerrada 12 se encuentra un reductor de tiro 28 separado de la pared posterior 30 de la parte de cierre 12 para formar una cámara 31 y que tiene en su interior unas ranuras superior 32, intermedia 34 e inferior 36 transversales para la admisión del aire a la cámara 31. La cámara 31 comunica con un conducto de ventilación 38 que conduce a un ventilador de salida (no representado.With reference to Figure 1 a ventilation hood 10 of the prior art having a part closed 12 containing a workspace 14 with a floor 15, a front space 16 generically above workspace 14, a door 18 or vertically sliding sash window with seals or gaskets 20 along their upper and lower edges and an aerodynamic plane 22 defining a lower stop for the sash door 18 and a floor sweep entry 24 for the replacement air intake 26 when sash door 18 is closed. When the sash door 18 is open, the air 27 is sucked into the closed part 12 through the opening 29 of the sash door. Inside the closed part 12 is a draft reducer 28 separated from the wall rear 30 of the closure part 12 to form a chamber 31 and which has upper 32, intermediate 34 e slots inside lower 36 transverse for the admission of air to the chamber 31. The chamber 31 communicates with a ventilation duct 38 that conducts to an outlet fan (not shown.

Con referencia a la Figura 2, se muestra otra forma de realización 40 de una campana de ventilación de la técnica anterior provista para suministrar un flujo esencialmente constante de aire a la ventilación de la campana de ventilación abriendo el puerto 42 de puenteo de aire igual en área a la ganancia o perdida en el área de la abertura 29 de la puerta de guillotina cuando la puerta de guillotina 18 se abre o cierra, respectivamente. Un reductor de tiro 44 de puenteo se puede abrir o cerrar de forma variable para moderar la velocidad del aire de reemplazo secundario 46 que entra en el espacio frontal 16 a través de la rejilla 48.With reference to Figure 2, another one is shown embodiment 40 of a technique ventilation hood previous provided to provide an essentially constant flow of air to the ventilation of the ventilation hood by opening the port 42 of air bridging equal in area to gain or loss in the area of the opening 29 of the sash door when the Sash door 18 opens or closes, respectively. A Bypass draft reducer 44 can be opened or closed so variable to moderate the speed of secondary replacement air 46 entering the front space 16 through the grid 48.

Con referencia a las Figuras 3 a 5, una campana de ventilación 50 tiene un sistema de control de vórtice monoestable según la invención de la patente US número 5.697.838 incorporada por referencia. Un sensor 52 del vórtice montado en una abertura a través de la pared lateral del espacio frontal 16 que ahora incluye la cámara 54 del vórtice, mide continuamente la diferencia de presión entre la cámara del vórtice y el exterior de la campana de ventilación 50 y origina que un controlador 56 varíe la posición de los reguladores de tiro 58 y 60 que controlan las áreas abiertas de las ranuras 32 y 36, respectivamente, hasta que un vórtice 62 estable se consigue en la forma indicada por una mínima variación en la diferencia de presión medida por el sensor 52. En la forma descrita en la referencia el sistema puede mantener un flujo laminar de aire dentro del espacio de trabajo 14 mientras se hace variar la abertura 29 de la puerta de guillotina a medida que ésta se abre o cierra.With reference to Figures 3 to 5, a bell Ventilation 50 has a monostable vortex control system according to the invention of US Patent No. 5,697,838 incorporated by reference. A vortex sensor 52 mounted in an opening a through the side wall of the front space 16 which now includes Vortex chamber 54 continuously measures the difference of pressure between the vortex chamber and the outside of the hood ventilation 50 and causes a controller 56 to vary the position of the 58 and 60 shot regulators that control the open areas of slots 32 and 36, respectively, until a vortex 62 stable is achieved in the manner indicated by a minimum variation in the pressure difference measured by the sensor 52. In the form described in the reference the system can maintain a laminar flow of air within workspace 14 while varying the opening 29 of the sash door as it opens or close

Con referencia a la Figura 6 se muestra una campana de ventilación 64 con una altura y longitud de la puerta de guillotina típica. Evidentemente, dichas dimensiones variarán en función de las necesidades del usuario. El vórtice 62 de la campana de ventilación se hace biestable según la invención. Se mantiene el vórtice biestable usando la relación siguiente para el radio hidráulico del área de la puerta de guillotina 29 abierta respecto a la relación de radios hidráulicos que será requerida en la cámara 54 del vórtice encima de la cámara 14 de trabajo. (Ecuación 1 dada a continuación). Dichas relaciones son: (a) la relación hidráulica de la cámara del vórtice está entre aproximadamente el 80 y aproximadamente el 90% del radio hidráulico de la puerta de guillotina abierta, y (b) el componente vertical (altura) de la cámara del vórtice está entre el aproximadamente 80 y aproximadamente el 85% de la altura máxima de la abertura de la ventana de guillotina. Usando la fórmula de relación de radios hidráulicos (ecuación 1 dada a continuación), la profundidad óptima de la campana de ventilación podrá ser determinada para cada abertura de la ventana de guillotina de la campana de ventilación, usando la ecuación 2.With reference to Figure 6 a ventilation hood 64 with a height and length of the door Typical guillotine Obviously, these dimensions will vary in Function of user needs. The bell vortex 62 ventilation is bistable according to the invention. The bistable vortex using the following ratio for the radius Hydraulic guillotine door area 29 open with respect to the ratio of hydraulic spokes that will be required in chamber 54 of the vortex above the working chamber 14. (Equation 1 given to continuation). These relationships are: (a) the hydraulic relationship of the vortex chamber is between approximately 80 and approximately 90% of the hydraulic radius of the door open guillotine, and (b) the vertical component (height) of the Vortex chamber is between approximately 80 and approximately 85% of the maximum height of the opening of the sash window. Using the radius ratio formula hydraulic (equation 1 given below), the optimal depth of the ventilation hood may be determined for each Guillotine window opening of the ventilation hood, using equation 2.

       \formulai\ formulai

       \formulaii\ formulaii

en la que a = área de la ventana abierta, y p = perímetro de la ventana abierta.in which a = area of the open window, and p = perimeter of the open window.

Dichas relaciones y tamaños dimensionales respecto al área de la entrada abierta suministraran el área encerrada requerida para desarrollar un vórtice biestable dentro de la parte cerrada de la campana de ventilación. Una válvula de giro 65, mostrada en la Figura 7, podrá ser un elemento auxiliar útil y su ángulo incluido \alpha deberá estar comprendido entre aproximadamente 30º y aproximadamente 45º. El difusor giratorio podrá ser aproximadamente la mitad de la altura de la dimensión de la cámara del vórtice. Dichas relaciones con la cámara del vórtice son características de la presente invención.Such relationships and dimensional sizes regarding the area of the open entrance they will supply the area enclosed required to develop a bistable vortex within the closed part of the ventilation hood. One turn valve 65, shown in Figure 7, may be a useful auxiliary element and its included angle α should be between approximately 30º and approximately 45º. Rotary diffuser may be approximately half the height of the dimension of the vortex chamber Such relationships with the vortex chamber they are characteristics of the present invention.

La campana de ventilación es muy sensible a cambios ambientales cuando la ventana de guillotina 18 está totalmente abierta y la cámara del vórtice 54 es pequeña. El sistema automático de control del vórtice mostrado en la Figura 3 detecta el vórtice y recoloca de nuevo el sistema de reductores de tiro en la forma descrita anteriormente para compensar las variaciones en la carga del equipo y la presión espacial, corrientes de aire cruzadas, actividad en la parte frontal de la campana y similares. Un sistema reductor de tiro del vórtice biestable según la invención incluye, además, unos reductores de tiro accionables superior e inferior 66 y 68, respectivamente, abisagrados o elementos de interbloqueo, que reemplazan el reductor de tiro fijo 28 del diseño de la técnica anterior. En la forma mostrada en la Figura 7. Los reductores de tiro 66 y 68 pueden pivotar alrededor de un eje horizontal estando enchavetado el extremo superior 70 del reductor de tiro 68 y anclado al extremo inferior del reductor de tiro 66, estando formada una ranura intermedia entre ambos. La ranura superior 32 está formada en la parte superior del reductor de tiro 66, y la ranura inferior 36 está formada en el extremo inferior 72 del reductor de tiro 68. Un accionador 74 está dispuesto operativamente para girar el reductor de tiro 66 y por extensión anclado al reductor de tiro 68 en direcciones opuestas alrededor de sus ejes para variar simultáneamente el tamaño de las tres ranuras y la geometría de la cámara de trabajo 14 y de la cámara 54 del vórtice.The ventilation hood is very sensitive to environmental changes when the sash window 18 is fully open and the vortex chamber 54 is small. The system Automatic vortex control shown in Figure 3 detects the vortex and reposition the draft reducer system in the way described above to compensate for variations in the equipment load and spatial pressure, cross air currents, activity on the front of the bell and the like. A system bistable vortex draft reducer according to the invention includes, in addition, upper and lower actionable draft reducers 66 and 68, respectively, hinges or interlocking elements, which replace the fixed throw reducer 28 of the technical design previous. In the form shown in Figure 7. The gear reducers shot 66 and 68 can pivot around a horizontal axis being keyed the upper end 70 of the draft reducer 68 and anchored to the lower end of the draft reducer 66, a intermediate slot between both. The upper groove 32 is formed in the upper part of the draft reducer 66, and the lower groove 36 it is formed at the lower end 72 of the draft reducer 68. A actuator 74 is operatively arranged to rotate the reducer of draft 66 and by extension anchored to the reduction gear 68 in opposite directions around their axes to vary simultaneously the size of the three slots and the geometry of the working chamber 14 and vortex chamber 54.

En operación, se hace descender la ventana de guillotina 18 con lo cual el sistema de control del vórtice en bucle cerrado da energía al accionador 74 para rotar el reductor de tiro 66 en sentido de las agujas del reloj, lo que tiende a cerrar la ranura superior y al hacerlo báscula la ranura central hacia la ventana de guillotina, induciendo de dicha forma una acción de evacuación en la cámara de trabajo 14. Esta característica es extremadamente importante, dado que en una campana de ventilación monoestable, la cámara de trabajo podrá verse cargada con humos que en otra forma tenderían a recogerse y verterse hacia el operador cuando la ventana de guillotina es elevada. La acción del sistema regulador de tiro también mueve la burbuja vórtice biestable adicionalmente desde la ventana de guillotina a medida que gira a lo largo de la superficie de trabajo (compárese la posición del vórtice 62 en la Figura 5, la localización monoestable, en comparación con la localización biestable de la Figura 6). Esta acción de evacuación es potenciada por el flujo laminar de aire dentro de la campana de ventilación a través del plano aerodinámico 76 por debajo de la abertura de la ventana de guillotina. Preferentemente, el plano aerodinámico 76 está montado en el piso de la cámara de trabajo justamente dentro de la abertura de la ventana de guillotina y tiene una configuración de múltiples (tres) ranuras, las ranuras superior y central 76a y b dirigiendo aire hacia el centro de la ranura 34 del reductor de tiro y una tercera ranura 76c dirigiendo el aire a lo largo del piso de la cámara de trabajo hacia la ranura inferior 36 del reductor de tiro, en la forma mostrada en la Figura 7.In operation, the window is lowered guillotine 18 whereby the loop vortex control system closed energizes actuator 74 to rotate the draft reducer 66 clockwise, which tends to close the upper slot and in doing so scales the central slot towards the guillotine window, thereby inducing an action of evacuation in the working chamber 14. This feature is extremely important, given that in a ventilation hood monostable, the working chamber may be charged with fumes that otherwise they would tend to pick up and pour into the operator when the sash window is raised. System action shot regulator also moves the bistable vortex bubble additionally from the sash window as it rotates at working surface length (compare vortex position 62 in Figure 5, the monostable location, compared to the bistable location of Figure 6). This evacuation action it is enhanced by the laminar flow of air inside the hood of ventilation through the aerodynamic plane 76 below the Guillotine window opening. Preferably, the plane Aerodynamic 76 is mounted on the floor of the working chamber right inside the sash window opening and it has a configuration of multiple (three) slots, the upper slots and central 76a and b directing air towards the center of the groove 34 of the draft reducer and a third groove 76c directing the air to along the floor of the working chamber towards the lower groove 36 of the draft reducer, as shown in Figure 7.

En algunas aplicaciones, particularmente en campanas de ventilación con vórtice extremadamente monoestable será posible configurar la campana de ventilación para un control de bucle abierto sin implicación de un sistema de sensor de vórtice y de control de vórtice, en el que la acción y posición de los reductores de tiro accionables se podrán sincronizar por medio de un sistema de prueba y error de la posición y movimiento de la ventana de guillotina a través de medios eléctricos conocidos, como por ejemplo un potenciómetro o un medio mecánico conocido como por ejemplo poleas, engranajes y similares. Este método de control de bucle abierto menos sofisticado podrá suministrar un rendimiento mejorado de la campana de ventilación, como por ejemplo respecto una campana de ventilación existente de la técnica anterior, a un coste inferior que un sistema de control de bucle totalmente cerrado.In some applications, particularly in Extremely monostable vortex ventilation hoods will be possible to configure the ventilation hood for a control of open loop without involvement of a vortex sensor system and of vortex control, in which the action and position of actionable draft reducers can be synchronized by means of a test and error system of window position and movement of guillotine through known electrical means, such as by example a potentiometer or mechanical means known as by example pulleys, gears and the like. This method of controlling less sophisticated open loop can provide performance improved ventilation hood, such as for example existing ventilation hood of the prior art, at a cost lower than a fully closed loop control system.

En la forma de realización preferente de una campana de ventilación según la invención, un ensamblaje 78 de campana de ventilación, mostrado en las Figuras 7 y 8, comprende una cámara 14 de trabajo convencional y un espacio frontal 16 y también incluye una parte 79 de campana de ventilación frontal adicional que podrá ser fijada a la parte frontal de una parte encerrada 12 de campana de ventilación convencional a lo largo de la línea 80, bien en una campana de ventilación de nueva construcción o en un reacondicionamiento de una campana de ventilación existente. Al construir una campana de ventilación de dicha forma se podrá montar en la instalación un ensamblaje fácil y rápido. El ensamblaje 78 se muestra como formas de realización de una campana de ventilación montada en banco, aunque mayor, montada en el piso o empotrada que están dentro del ámbito de la invención. Una ventaja del ensamblaje 78 de campana de ventilación es que se extiende sustancialmente más allá del borde 81 del banco 82, lo que permite la colocación del plano de aire 76 detrás del borde inferior de la abertura 29 de la ventana de guillotina y dentro de la parte inferior de la campana de ventilación. La porción frontal 79 incluye un espacio de trabajo 14a adicional y un espacio frontal 16a, haciendo dichas cámaras más profundas, lo cual podrá mejorar la relación geométrica según la ecuación 1. La parte desmontable 79 permite que la campana de ventilación de vórtice biestable no esté limitada a un tamaño que pueda normalmente ser capaz de acoplarse a puertas de paso estándar o colocada fácilmente en la mesa de un laboratorio. Una campana de ventilación que pueda ser ensamblada en la instalación para que sea mayor que una campana de ventilación de vórtice monoestable convencional es otra característica más de la invención.In the preferred embodiment of a ventilation hood according to the invention, an assembly 78 of ventilation hood, shown in Figures 7 and 8, comprises a conventional work chamber 14 and a front space 16 and also includes an additional 79 front hood hood part that may be fixed to the front of an enclosed part 12 of conventional ventilation hood along line 80, well in a newly constructed ventilation hood or in a reconditioning of an existing ventilation hood. To the build a ventilation hood so that it can be mounted in the installation an easy and fast assembly. Assembly 78 is shows how embodiments of a ventilation hood mounted on a bench, although larger, mounted on the floor or recessed than They are within the scope of the invention. An advantage of assembly 78 of ventilation hood is that it extends substantially more beyond the edge 81 of the bank 82, which allows the placement of the air plane 76 behind the bottom edge of the opening 29 of the sash window and inside the bottom of the hood of ventilation. The front portion 79 includes a workspace 14a additional and a front space 16a, making said cameras more deep, which can improve the geometric relationship according to equation 1. Detachable part 79 allows the hood to bistable vortex ventilation is not limited to a size that may normally be able to attach to standard doors or easily placed on a laboratory table. A bell of ventilation that can be assembled in the installation so that it is greater than a monostable vortex ventilation hood Conventional is another feature of the invention.

Un objetivo importante en el diseño y operación de campanas de ventilación sin fugas, eficientes, es maximizar el flujo de aire laminar en todas las regiones de la campana de ventilación y minimizar la turbulencia. Las Figuras 9a, 9b y 10 muestran las características de promoción de flujo laminar deseables referentes a la abertura de la ventana de guillotina.An important objective in the design and operation of ventilation hoods without leaks, efficient, is to maximize the laminar air flow in all regions of the hood ventilation and minimize turbulence. Figures 9a, 9b and 10 show desirable laminar flow promotion features concerning the opening of the sash window.

En la Figura 9a, el puntal 84 de la campana de ventilación izquierdo tiene una esquina 86 redondeada hacia la entrada de la abertura de la ventana de guillotina 29 y está provisto inmediatamente fuera de un canal 88 de la ventana de guillotina con un difusor 90 de plano de aire separado montado sobre unos separadores 92 atornillados al puntal 84 para formar una cámara 96 de parte extrema abierta entre el difusor y el puntal. El difusor 90 se extiende preferentemente sobre toda la altura de la abertura 29 de la ventana de guillotina. En la práctica, una instalación de difusor de imagen especular está también provista para el puntal derecho de la campana de ventilación.In Figure 9a, the strut 84 of the bell of left vent has a rounded corner 86 towards the sash window opening 29 and is provided immediately outside a channel 88 of the window guillotine with a separate air plane diffuser 90 mounted on separators 92 screwed to the strut 84 to form a chamber 96 open end part between the diffuser and the strut. The diffuser 90 preferably extends over the entire height of the opening 29 of the sash window. In practice, an installation of mirror image diffuser is also provided for the strut right of the ventilation hood.

La Figura 9b muestra una forma de realización en variante a la configuración de la Figura 9a, en la cual la esquina 86 está perforada o ranurada para permitir el paso de aire y el canal 88 de la ventana de guillotina está configurado con una brida 89 para formar una cámara de aire 93.Figure 9b shows an embodiment in variant to the configuration of Figure 9a, in which the corner 86 is perforated or grooved to allow the passage of air and the channel 88 of the sash window is configured with a flange 89 to form an air chamber 93.

La Figura 10 muestra una manilla 94 aerodinámica que se extiende preferentemente según la anchura total de la parte inferior de la ventana de guillotina 18 y suministra un flujo de aire laminar a través del borde inferior de la ventana de guillotina cuando la ventana de guillotina no está totalmente cerrada y una superficie aerodinámica para la ranura superior del plano de aire cuando la ventana de guillotina está totalmente cerrada.Figure 10 shows an aerodynamic handle 94 which preferably extends according to the total width of the part bottom of the sash window 18 and provides a flow of laminar air through the lower edge of the sash window when the sash window is not fully closed and a aerodynamic surface for the upper groove of the air plane when the sash window is completely closed.

De la descripción anterior será patente que se suministra una campana de ventilación mejorada en la cual un reductor de tiro articulado accionable y un sistema de control de vórtice suministra un vórtice de espacio frontal que es biestable. Variaciones y modificaciones en la campana de ventilación descrita en la presente memoria según la invención se les sugerirán indudablemente a los expertos en la técnica. Por lo tanto, la descripción anterior deberá tomarse en sentido ilustrativo y no limitativo.From the above description it will be clear that supplies an improved ventilation hood in which a actionable articulated draft reducer and control system Vortex supplies a front space vortex that is bistable. Variations and modifications in the ventilation hood described they will be suggested herein according to the invention undoubtedly to those skilled in the art. Therefore, the description above should be taken in an illustrative sense and not limitative.

Claims

1. A ventilation hood (64, 78) that has a chamber (14), with a removable guillotine window (18) operable in an opening (29) of the guillotine window along on the front side of it, an articulable reducer (66, 68) within said chamber, an aerodynamic plane (76) for the direction of the air flow inside said chamber towards said system reducer (66, 68), and a means (74) for moving said reducer (66, 68) articulate and maintain a bistable vortex (62) within said camera (14).

2. A bell (64, 78) according to claim 1, wherein said means for moving includes a sensor system (52) of the vortex

3. A bell (64, 78) according to claim 1, wherein said means for moving includes means for synchronize the movement of said reducer (66, 68) articulated with the movement of said sash window (18) in said opening (29) of the sash window.

4. A bell (64, 78) according to claim 1, wherein said articulable reducer includes a lower reducer (68) and a top reducer (66), being jointly articulable said draft reducers to define a groove (34) between the same.

5. A bell (64, 78) according to claim 4, wherein said aerodynamic plane (76) is arranged in a lower part of said chamber.

6. A bell (64, 78) according to claim 5, wherein said aerodynamic plane (76) includes three slots multiple including a top slot (76a) and a slot central (76b) to direct air towards said articulated joint and a third groove (76c) to direct the air along the floor of said camera.

7. A bell (64, 78) according to claim 1, in which said bell has front and rear sections separable, said front section including said window of guillotine and some means for its operation.

8. A bell (64, 78) according to claim 1, wherein said camera includes a vortex chamber (54) in the which the hydraulic radius ratio of said vortex chamber is in the range of about 0.8 to about 0.9 of hydraulic radius of said opening of the guillotine bell when said guillotine bell is fully open and in the that the vertical height of said vortex chamber is in the range from about 0.8 to about 0.85 of the height of said opening of the sash window when said window Guillotine is fully open.

9. A bell (64, 78) according to claim 8, wherein said hydraulic radius of said vortex chamber is a ratio of the vortex chamber and the hydraulic radius of the total opening of the sash window, each of which is obtained said radios from \ sqrt {(\ frac {4a} {p})}, in which a = area of said opening of the chamber or sash window and p = perimeter of said opening of the chamber or sash window. This relationship is independent of the units.

10. A bell (64, 78) according to claim 8, further comprising an adjustable swivel diffuser (65) inside of said chamber (14) of the ventilation hood.

11. A bell (64, 78) according to claim 10, wherein said rotating diffuser (65) is arranged according to a angle between approximately 30 and approximately 45º with respect to the wall of said chamber (14).

12. A bell (64, 78) according to claim 10, in which the height of said rotating diffuser (65) has approximately half the height of said chamber (54) of vortex.

13. A bell (64, 78) according to claim 1, wherein said opening (29) of the sash window is provided with aerodynamic planes (90) along the sides left and right of said opening.

14. A bell (64, 78) according to claim 1, wherein said sash window is provided with a handle (94) that has an aerodynamic plane along the edge bottom of it.