WO2007074186A1 - Túnel de viento vertical panorámico perfeccionado. - Google Patents

Túnel de viento vertical panorámico perfeccionado. Download PDF

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WO2007074186A1
WO2007074186A1 PCT/ES2006/000688 ES2006000688W WO2007074186A1 WO 2007074186 A1 WO2007074186 A1 WO 2007074186A1 ES 2006000688 W ES2006000688 W ES 2006000688W WO 2007074186 A1 WO2007074186 A1 WO 2007074186A1
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WO
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tunnel
ducts
vertical
wind tunnel
panoramic
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PCT/ES2006/000688
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Inventor
Miguel Angel Serrano Pellicer
Original Assignee
Voralcel, S.L.
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D23/00—Training of parachutists
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63G—MERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
    • A63G31/00—Amusement arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/02—Wind tunnels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63G—MERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
    • A63G31/00—Amusement arrangements
    • A63G2031/005—Skydiving

Definitions

  • the present invention patent application consists as indicated in a "PERFECTED PANORAMIC VERTICAL WIND TUNNEL", whose new construction, conformation and design features fulfill the mission for which it has been specifically built, with maximum safety and efficiency.
  • the invention relates to a wind tunnel whose effects for the purposes for which it has been designed takes place in its vertical part, that is, the air currents generated by the appropriate means converge in a vertical area being the purpose of the same, that the air flow is capable of lifting objects in said vertical zone, at the same time that said lifting can be visualized from the outside when said vertical part has been constructed in translucent materials, which allows said visualization as well as the measurement of them, to be able to see and measure the rise of the bodies through said conduit.
  • the invention achieves progress in the state of the art thanks to one:
  • Another purpose of the invention is that which will allow the installation of said wind tunnel for recreational activities, so that the general public can enjoy the ascent of the bodies or persons introduced in said vertical part and check how they ascend through the Same, and experience new sensations.
  • Another advantage of the invention is the geometric and spatial design of the different parts of the tunnel to the object in the first place of achieving maximum performance with a minimum consumption of the propellants that generate the air currents and on the other hand that
  • the actuation means of said propellants are located outside the tubes, whereby they do not interfere with the air currents generated by said propellants and do not cause load losses interfering with said air currents, generating in turn turbulence and an increase in consumption of the electric motors that drive the thrusters.
  • the power required for the operation of the wind tunnel is also a dependency in terms of its design, it is therefore not possible to separate both but that the optimization of the formal characteristics will finally be in favor of a decrease of said power, for the same flow and air pressure of said flow.
  • the recommended invention is formed by three ducts that are looped together at their ends in a vertical portion; said vertical portion is preferably formed by translucent parts.
  • the loops are formed by different sections of conduits joined together by the corresponding flanges, seals and means for tightening them, such as screws and the like.
  • Three of said portions of ducts, inside include a propeller that is driven from the outside of the duct by the corresponding electric motor, the motor shaft being connected to the propeller shaft by means of belts, chains, reducing means or technical equivalents.
  • the tunnel model resulting from the invention is essentially constituted by the following sections: - Flight chamber, which is the section of the vertical wind tunnel in which the users of the same will remain, and the place where the current reaches its speed maximum
  • Three return circuits which include a series of straight and curved sections whose mission is to conduct the current from the exit of the flight chamber to the entrance of the corresponding nozzle or contraction, with the minimum possible losses.
  • the technical conception of the tunnel is oriented to the fact that with the help of the air currents generated by the propellers and their motors converge in a zone, the lower zone of union of the tubes, so that the sum of the air flows and the pressures generated by said currents converge in the lower part of the union of said ducts and become a stream of ascending air, capable of lifting bodies introduced in said vertical zone and allowing its movement inside.
  • Tunnel optimization comes by computer simulation of its aerodynamic behavior. This simulation has been carried out using finite element software and has allowed the individual design of each of the tunnel parts. Different configurations have been studied for each of the sections, checking their effect on the air flow inside them in order to reduce turbulence and avoid the appearance of eddies, especially in the more curved areas of the design. The result of this optimization is to reduce the consumption of the propellants necessary for the operation of the tunnel, a crucial parameter to guarantee the viability of a large installation such as the one designed.
  • PCT Patent WO 2004/022427 is shown as "Freefall Flight Simulator", which comprises a compression chamber at the bottom of which emerges from a central nozzle. terminals of a plurality of fans arranged in a centripod configuration.
  • Figure 1 is a perspective of the tunnel (10) and its conduits (11), (13), (14) and upper (20) and lower (19) meeting areas, all of them forming the loops.
  • Figure 2 is a top plan view of the tunnel (10) in which the radial arrangement of the ducts (11), (13) and (14) can be seen.
  • Figure 3 is a perspective view of one of the arms or ducts (11), (13) or (14) with 1/3 of the vertical part (23) of the tunnel (10).
  • Figure 4 is a front elevational view of a loop duct (20) of the wind tunnel (10).
  • the tunnel (10) is formed by the assembly and assembly of different pipes joined together, forming loops (28), forming loops (28) a radial distribution separated from each other approximately 120 ° .
  • the angular ducts (11) are mounted in such a way that the upper end is joined by suitable means to a connecting piece
  • (11) are coupled to cylindrical discharge ducts (13), inside which are impellers formed by an electro-motor (17) kinematically connected with the corresponding blades of a fan (24), not shown in the figures, through a reducer (18) and the pulleys or chains that connect the axis of the reducer with the axis of said fan, at the same time mounting at the lower end of the ducts (13), drive ducts (14), either represented in the figures, which converge towards a star-shaped joint piece (19).
  • the design also includes various internal baffles in the tubes, not shown graphically, located in the upper and lower part of the flight zone, specifically in the star-shaped connection pieces (19) and (20), and at the angles more ends of the return ducts (11), whose purpose is twofold. On the one hand, they allow to avoid the turbulence generated in these points by the change of direction in the movement of the air.
  • the deflector located under the vertical zone of the tunnel, or flight zone allows to modify the air velocity distribution in the flight zone, having been designed to cause an increase in the ascending speed in the vicinity of the walls from the flight zone; This is done so that the lift is greater in the proximity of the walls than in the central part of the flight zone, so that, if the user due to his lack of experience in the free fall flight moves involuntarily towards the walls of the flight zone, the velocity gradient produced by this increase in velocity near the walls will move you back to the central area of the tunnel, thus reducing the possibility of accidentally hitting the wall.
  • This effect is shown in Figure 3.
  • the upper part of the tunnel (10) with the lower one and more specifically the area (20), with the area (19) are joined by means of braces (21) in which translucent panels fit (22), which join the air inlet section (25) to the vertical part (23) with the outlet section (27), delimiting the vertical part (23) of the tunnel (10).
  • Said vertical section has a specific shape, being formed by the composition of two cone trunks of different generatrix. In the lower part of the vertical section in a real-scale installation (between 0 and 3 m high) the cone increases its diameter from 5 to 5.4 m, so that the walls form an angle of 3.81 ° with the vertical, while that in its upper part (between 3 and 8 meters high) the diameter increases from 5.4 to 7 m, the walls forming an angle of 9.09 °.
  • This change in the divergence of the vertical section of the tunnel is intended to modify the vertical distribution of air velocities to achieve a variation between 70 and 50 m / s expertly in a section of reasonable height. Otherwise, the installation would considerably increase its total height, with the consequent increases in construction and operating costs, since the greater the air path inside it would also increase the driving power necessary to maintain a stable flow.
  • the tunnel (10) thus presents a geometry shown in Table 1 characterized by the following aspects:
  • the shape of the cross-section of the circuit is circular in the vertical part of the tunnel, oval in its upper part, circular in the lower part and adopts the shape of a circular sector with a 120 ° opening in a meeting area (19).
  • the entrance section (25) in the flight chamber or vertical part (23) is at ground level, that is its height is Om, and is formed by two cone trunks of different divergence, the divergence of the upper cone being greater than the lower one.
  • the curved sections (11) or corners of the return circuit (26) are angles of approximately 135 °.
  • the return circuit keeps the area of its cross section variable along its entire path.
  • (22) allow the vision of the interior of (23) and the objects or people located inside, without the need for artificial vision elements, being able to convert one of said panels into a practicable door that facilitates the entry or exit of said objects .
  • Table 2 Representation of the vertical velocity values obtained by computer simulation at ground level in the flight chamber (only half chamber is represented). It can be seen that the speed is maximum near the walls.
  • the union of ducts (11), (13), (14), and the zones (19 and 20) is provided by flanges (15) and screws (16) with their corresponding nuts, not shown in the attached figures, intercalating compression joints where necessary, resulting in a closed circuit of great performance and reduced energy consumption.
  • a characteristic common to all the closed wind tunnels is that due to the effect of the friction of the air with the walls there is a heating of the air itself that is inconvenient in a Continuous tunnel operation. While this effect may go unnoticed in a model, it cannot be ignored in real-scale installation since the power supplied to the air in the discharge process is very considerable, and the variation in air temperature would be very significant, especially when the outside temperature is high.
  • the heating of the air produces a decrease in its density; In the installation that is presented this would result in a reduction of the user's lifting force, apart from the discomfort due to the temperature increase itself.
  • the curved ducts (11) are constructed using a good heat conductive material such as aluminum, and to build around a cooling jacket that will be made circulate cold water from a cooling system external to the installation.
  • the interior baffles located in sections (20), (11) and (19) will also be made of aluminum or similar material that is a good conductor of heat, and holes will be constructed so that cold water can also be circulated inside and act as additional heat exchangers.

Abstract

La invención se refiere a un túnel de viento cuyos efectos para los fines a los que ha sido diseñado tiene lugar en su parte vertical, es decir, las corrientes de aire generadas por los medios adecuados confluyen en una zona vertical siendo la finalidad de las mismas, el que la corriente de aire sea capaz de levantar objetos en dicha zona vertical, a la vez que dicho levantamiento puede ser visualizado desde el exterior al haberse construido dicha parte vertical en materiales translúcidos, lo que permite dicha visualización así como la medición de los mismos, al poder ver y medir el ascenso de los cuerpos por dicho conjunto.

Description

TÚNEL DE VIENTO VERTICAL PANORÁMICO PERPECCIONADO7
DESCRIPCIÓN
La presente solicitud de Patente de Invención consiste conforme indica su enunciado en un "TÚNEL DE VIENTO VERTICAL PANORÁMICO PERFECCIONADO" , cuyas nuevas características de construcción, conformación y diseño cumple la misión para la que específicamente ha sido construido, con una seguridad y eficacia máximas .
Más concretamente la invención se refiere a un túnel de viento cuyos efectos para los fines a los que ha sido diseñado tiene lugar en su parte vertical, es decir, las corrientes de aire generadas por los medios adecuados confluyen en una zona vertical siendo la finalidad de las mismas, el que la corriente de aire sea capaz de levantar objetos en dicha zona vertical, a la vez que dicho levantamiento puede ser visualizado desde el exterior al haberse construido dicha parte vertical en materiales translúcidos, lo que permite dicha visualización así como la medición de los mismos, al poder ver y medir el ascenso de los cuerpos por dicho conducto. La invención consigue un progreso en el Estado de la Técnica merced a una :
- Optimización de la geometría del túnel. La forma de construcción del túnel La ubicación de los propulsores de aire en el túnel .
Otra de las finalidades de la invención es la que permitirá la instalación de dicho túnel de viento para actividades lúdicas, de manera que el público en general podra gozar de la ascensión de los cuerpos o personas introducidas en dicha parte vertical y comprobar como ascienden por el mismo, y experimentar nuevas sensaciones.
Otra de las ventajas de la invención es el diseño geométrico y espacial de las distintas partes del túnel al objeto en primer lugar de conseguir un rendimiento máximo con un consumo mínimo de los propulsores que generan las corrientes de aire y por otra parte que los medios de accionamiento de dichos propulsores están situados fuera de los tubos, con lo cual los mismos no interfieren las corrientes de aire generadas por dichos propulsores y no provocan pérdidas de carga interfiriendo dichas corrientes de aire, generando a su vez turbulencias y un aumento de consumo, de los electromotores que impulsan los propulsores . La potencia requerida para el funcionamiento del túnel de viento es también una dependencia en cuanto a su diseño, no es pues posible separar ambas sino que la optimizaciδn de las características formales estará finalmente a favor de una disminución de dicha potencia, para un mismo caudal y presión del aire de dicho caudal.
La invención preconizada está formada por tres conductos que en forma de bucle quedan unidos por sus extremos en una porción vertical; dicha porción vertical preferentemente está formada por partes translúcidas. A su vez los bucles están formados por distintas secciones de conductos solidarizados entre sí mediante las correspondientes bridas, juntas y medios de apriete de los mismos, tales como tornillos y similares. Tres de dichas porciones de conductos, incluyen en su interior un propulsor que se acciona desde el exterior del conducto mediante el correspondiente electromotor, conectándose el eje del motor con el eje del propulsor mediante correas, cadenas, medios reductores o equivalentes técnicos.
El modelo de túnel resultante de la invención está constituido fundamentalmente por los tramos siguientes : - Cámara de vuelo, que es el tramo del túnel de viento vertical en el que permanecerán los usuarios del mismo, y el lugar en el que la corriente alcanza su velocidad máxima.
Tres circuitos de retorno, en los que se incluyen una serie de tramos rectos y curvados que tienen por misión conducir la corriente desde la salida de la cámara de vuelo hasta la entrada de la correspondiente tobera o contracción, con las mínimas pérdidas posibles.
Tres Toberas de contracción, tramos que preceden a la cámara de vuelo y en los que la corriente de aire se acelera para luego penetrar en esta última con la velocidad máxima.
La concepción técnica del túnel está orientada a que con la ayuda de las corrientes de aire generadas por los propulsores y sus motores converjan en una zona, la zona inferior de unión de los tubos, de manera que la suma de los caudales de aire y las presiones generadas por dichas corrientes confluyan en la parte inferior de la unión de dichos conductos y se conviertan en una corriente de aire ascendente, capaz de levantar cuerpos introducidos en dicha zona vertical y que permitan su movimiento por su interior.
Las experiencias realizadas y los cálculos efectuados permitirán al túnel preconizado trabajar en dos modos de funcionamiento posible, ello en función del tipo de usuario que utilice el mismo:
-Modo experto, en el que la velocidad de aire alcanza velocidad de 70 m/s en la entrada de cámara de vuelo, y se alcanzarán los 50 m/s a unos 6m de altura sobre el nivel del suelo, lo cual permite que el usuario colocado en posición horizontal, se mantenga constantemente en esa altura, y en posición vertical cuando la velocidad es de 65 m/s -Modo no experto en el que la velocidad máxima alcanzaría los 55m/s en la entrada de la cámara de vuelo, y se alcanzarían los 5Om/s a un l,50m de altura sobre el nivel del suelo.
La optimización del túnel viene por la simulación por ordenador de su comportamiento aerodinámico. Dicha simulación se ha realizado utilizando un software de elementos finitos y ha permitido al diseño individualizado de cada una de las partes del túnel. Se han estudiado diferentes configuraciones para cada una de las secciones, comprobando el efecto de las mismas sobre el flujo de aire en su interior con el objeto de reducir la turbulencia y evitar la aparición de remolinos, especialmente en las zonas mas curvadas del diseño. El resultado de esta optimización es reducir el consumo de los propulsores necesarios para el funcionamiento del túnel, parámetro crucial para garantizar la viabilidad de una instalación de grandes dimensiones como la que se ha diseñado.
Existen en el mercado y por tanto pueden considerarse como estado de la técnica túneles de viento de distintos tipos y configuraciones, incluso algunos con la cámara de pruebas situada en posición vertical, sin embargo no es posible observar de una forma directa lo que sucede en su interior, con lo cual los mismos deben equiparse con medios de visión artificial que permiten reproducir en el exterior lo que sucede en dicha parte vertical, que habitualmente se utiliza para experimentaciones de todo tipo, por ejemplo la patente europea n° 96919369.6 de la firma Sky Venture, Inc nos describe y reivindica un "Simulador de salto en paracaidas", que comprende una cámara vertical con una columna de aire capaz de soportar un paracaidista en vuelo equipado en una de sus paredes verticales con una pantalla de proyección de video y otros elementos.
En la patente inglesa GB n° 2.094.162 de la firma Airflite Inc se nos muestra un Levitationarium para la flotación de humanos, a base de una estructura compleja, en cuyo interior se encuentra una cámara en la cual el aire fluye hacia arriba y está formada por unos conductos de aire lineales y una reja que permita que una persona pueda estar dentro e incluye una zona de despegue y otra de aterrizaje, con un conducto periférico en el cual la gente puede estar fuera del flujo de aire.
Finalmente y también como formando parte del Estado de la Técnica se muestra la Patente PCT WO 2004/022427 por "Simulador de vuelo de caída libre", el cual comprende una cámara de compresión en la parte inferior de la que emergen por una tobera central los terminales de una pluralidad de ventiladores dispuestos en una configuración centrípoda. Otros detalles y características se irán poniendo de manifiesto en el transcurso de la descripción que a continuación se da en los que se hace referencia a los dibujos que a esta memoria se acompañan, en los que se representan los detalles preferidos de la invención a título ilustrativo pero no limitativo de la misma. Sigue a continuación una relación detallada de los principales elementos de la invención que se grafían en los planos anexos; (10) túnel, (11) conducto tramos curvados, (12) plataforma, (13) conducto de impulsión, (14) conducto de expulsión, (15) bridas, (16) tornillos, (17) electro-motor, (18) reductor, (19) pieza de unión de conductos inferior, (20) zona de reunión de conductos superior, (21) tirantes, (22) paneles translúcidos, (23) parte vertical del túnel (10) , (24) ventiladores, (25) sección de entrada, (26) esquinas, (27) sección de salida, (28) bucles.
La figura n° 1 es una perspectiva del túnel (10) y de sus conductos (11) , (13) , (14) y zonas de reunión superior (20) e inferior (19), formando todos ellos los bucles.
La figura n° 2 es una vista superior en planta del túnel (10) en la que se aprecia la disposición radial de los conductos (11) , (13) y (14) .
La figura n° 3 es una perspectiva de unos de los brazos o conductos (11) , (13) o (14) con 1/3 de la parte vertical (23) del túnel (10) .
La figura n° 4 es una vista frontal en alzado de un conducto bucle (20) del túnel de viento (10) .
En una de las realizaciones preferidas de lo que es el objeto de la presente solicitud, y tal y como puede verse en la figura n° 1
(maqueta realizada en escala 1:12.5) el túnel (10) esta formado por la reunión y montaje de distintos tubos unidos entre si, constituyéndose en bucles (28) , formando los bucles (28) una distribución radial separados entre si 120° aproximadamente. Los conductos (11) de forma angular se montan de forma que el extremo superior se solidariza por los medios adecuados a una pieza de unión
(20) en forma de estrella, mientras que en los extremos inferior de
(11) se acoplan a unos conductos cilindricos de impulsión (13) , en cuyo interior se encuentran unos impulsores formados por un electro- motor (17) conexionado cinemáticamente con las correspondientes palas de un ventilador (24) , no representados en las figuras, a través de un reductor (18) y las poleas o cadenas que unen el eje del reductor con el eje de dicho ventilador, montándose a su vez en el extremo inferior de los conductos (13) , unos conductos (14) de impulsión, tampoco representados en las figuras, que convergen hacia una pieza de unión en forma de estrella (19) . El diseño incluye también diversos deflectores internos en los tubos, no representados gráficamente, situados en la parte superior e inferior de la zona de vuelo, concretamente en las piezas de unión en forma de estrella (19) y (20) , y en los ángulos más extremos de los conductos de retorno (11), cuyo cometido es doble. Por una parte, permiten evitar la turbulencia generada en estos puntos por el cambio de dirección en el movimiento del aire. Por otra parte, el deflector situado bajo la zona vertical del túnel, o zona de vuelo, permite modificar la distribución de velocidad del aire en la zona de vuelo, habiéndose diseñado para que provoque un incremento de la velocidad ascensional en la proximidad de las paredes de la zona de vuelo; ello se hace para que la sustentación sea mayor en la proximidad de las paredes que en la parte central de la zona de vuelo, de forma que, si el usuario por efecto de su falta de experiencia en el vuelo en caída libre se desplaza involuntariamente hacia las paredes de la zona de vuelo, el gradiente de velocidad producido por este aumento de la velocidad cerca de las paredes le desplazará de nuevo hacia la zona central del túnel, reduciéndose así la posibilidad de que se golpee involuntariamente con la pared. Este efecto se muestra en la figura 3. La parte superior del túnel (10) con la inferior y más concretamente la zona (20) , con la zona (19) se unen mediante unos tirantes (21) en los que encajan unos paneles translúcidos (22), que unen la sección de entrada de aire (25) a la parte vertical (23) con la sección de salida (27) , delimitando la parte vertical (23) del túnel (10) . Dicha sección vertical tiene una forma específica, estando formada por la composición de dos troncos de cono de diferente generatriz. En la parte inferior de la sección vertical en una instalación a escala real (entre 0 y 3 m de altura) el cono aumenta su diámetro de 5 a 5.4 m, por lo que las paredes forman un ángulo de 3.81° con la vertical, mientras que en su parte superior (entre 3 y 8 metros de altura) el diámetro aumenta de 5.4 a 7 m, formando las paredes un ángulo de 9.09°. Este cambio en la divergencia de la sección vertical del túnel tiene por objeto modificar la distribución vertical de velocidades del aire para conseguir una variación entre 70 y 50 m/s en modo experto en una sección de altura razonable. En caso contrario la instalación aumentaría considerablemente su altura total, con los consiguientes aumentos en los costes de construcción y también de operación, pues al ser mayor el recorrido del aire en su interior aumentaría también la potencia de impulsión necesaria para mantener un flujo estable.
El túnel (10) presenta pues una geometría mostrada en la Tabla 1 caracterizada por los siguientes aspectos : La forma de la sección transversal del circuito es circular en la parte vertical del túnel, ovalada en su parte superior, circular en la parte inferior y adopta forma de sector circular de 120° de abertura en zona de reunión (19) . La sección de entrada (25) en la cámara de vuelo o parte vertical (23) está a nivel de suelo, es decir su altura es Om, y está formada por dos troncos de cono de diferente divergencia, siendo mayor la divergencia del cono superior que la del inferior.
Los tramos curvados (11) o esquinas del circuito de retorno (26) son ángulos de 135° aproximadamente.
El circuito de retorno mantiene variable el área de su sección transversal a lo largo de todo su recorrido.
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Tabla 1. Imágenes generadas por ordenador de la instalación a escala real . La dinámica del túnel (10) cuyos valores se recogen en la tabla 2, corre a cargo de los electro-motores (17) que accionan unos ventiladores (24) situados en el interior de los conductos (13) , que impulsan el aire del interior de (10) , creando una corriente de aire a presión hacia la zona de reunión inferior (19) , en la que la suma de los caudales procedentes de los conductos (11) impulsados mediante la acción combinada de (17 y 24) , remiten el aire a la parte vertical (23), en la que merced a sus paneles translúcidos
(22) permiten la visión del interior de (23) y los objetos o personas situados en su interior, sin la necesidad de elementos de visión artificiales, pudiéndose convertir uno de dichos paneles en una puerta practicable que facilite la entrada o salida de dichos objetos.
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Tabla 2. Representación de los valores de la velocidad vertical obtenidos mediante simulación por ordenador a nivel del suelo en la cámara de vuelo (solo se representa media cámara) . Puede apreciarse que la velocidad es máxima cerca de las paredes. La unión de conductos (11), (13), (14), y las zonas (19 y 20) corre a cargo de unas bridas (15) y tornillos (16) con sus correspondientes tuercas, no representadas en las figuras anexas, intercalándose juntas de compresión en los casos necesarios, resultando de todo ello un circuito cerrado de gran rendimiento y de reducido consumo energético.
El cálculo del consumo de la instalación a escala real, en la que el diámetro a la entrada de la zona de vuelo es de 5 m, se ha realizado a partir de simulaciones numéricas; en la Tabla 2 se presentan algunos de los resultados más significativos. Como comparación se muestra el consumo de un túnel abierto (sin retorno) en el cual el aire se toma directamente del exterior, se impulsa verticalmente hacia la zona de vuelo y se libera posteriormente a la atmósfera como por ejemplo en la Patente Europea n° 96919369.6 de la firma Sky Venture, Inc anteriormente citada.
Consumo
Modelo de Túnel Modo no Experto Modo Experto
(v=50 m/s) (v=70 m/s)
Túnel abierto (sin retorno) 1.45 MW 3 .98MW
Túnel de 3 brazos con
1.18 MW 3. 17 MW deflectores en (20) y (11)
Túnel de 3 brazos con deflectores en (20) , (11) y 1.43 MW 3. 83 MW
(19) (peor resultado)
Túnel de 3 brazos con deflectores en (20) , (11) y 0,60 MW 1. 72 MW
(19) optimizado
Tabla 3. Cálculo de la potencia de operación de un túnel de viento de 5 m de diámetro.
Analizando los datos de la citada Tabla 3 se observa que el comportamiento del túnel (10) es difícil de predecir sin la ayuda de la simulación numérica. Sin embargo, un diseño elaborado como el que es objeto de esta invención permite obtener un ahorro superior al
50% de la potencia necesaria para la operación de un túnel abierto. Otro aspecto de esencial importancia en este tipo de instalaciones es que las simulaciones deben realizarse a la escala real que se proyecta para la instalación, dado que las leyes de la aerodinámica no son lineales, y el comportamiento de la instalación puede variar al variar sus dimensiones, aunque se mantenga invariable la forma de los conductos. El efecto fundamental de esta variación se apreciará en la potencia consumida, que variará de forma específica al variar el tamaño de la instalación.
Una característica común a todos los túneles de viento cerrados (donde se recircula el aire para obtener un ahorro de la -potencia de impulsión) es que por efecto del rozamiento del aire con las paredes se produce un calentamiento del propio aire que es inconveniente en una operación continua del túnel . Mientras que en una maqueta este efecto puede pasar desapercibido, en la instalación a escala real no puede ignorarse puesto que la potencia suministrada al aire en el proceso de impulsión es muy considerable, y la variación de temperatura del aire sería muy significativa, especialmente cuando la temperatura exterior sea alta. El calentamiento del aire produce una disminución de su densidad; en la instalación que se presenta esto tendría como consecuencia una reducción de la fuerza de sustentación del usuario, aparte de la incomodidad debida al propio aumento de temperatura. Para evitar estos efectos indeseados en la instalación que se presenta se ha previsto que los conductos curvados (11) se construyan utilizando un material buen conductor del calor como por ejemplo el aluminio, y construir a su alrededor una camisa de refrigeración por la que se hará circular agua fría procedente de una instalación de refrigeración externa a la instalación. Asimismo, los deflectores interiores situados en las secciones (20) , (11) y (19) serán también de aluminio o material similar buen conductor del calor, y se construirán huecos de forma que también se pueda hacer circular agua fría por su interior y actúen como intercambiadores de calor adicionales. Los cálculos realizados indican que en condiciones desfavorables (es decir, con una temperatura exterior de 300C) con la apropiada potencia de refrigeración la temperatura de la zona vertical del túnel, o zona de vuelo, oscilará entre 27°C en modo no experto y 330C en modo experto, lo cual se consideran condiciones apropiadas para el funcionamiento de la instalación.
Descrita suficientemente la correspondiente invención en correspondencia con los planos anexos, fácil es comprender que podrán introducirse en la misma cualesquiera modificaciones de detalle que se estimen convenientes, siempre y cuando no 'se altere la esencia de la misma que queda resumida en las siguientes reivindicaciones .

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S:
Ia - "TÚNEL DE VIENTO VERTICAL PANORÁMICO PERFECCIONADO", de los que están formados por una cámara que recibe un caudal de aire a presión preferentemente generado por la acción de unos ventiladores impulsados por los correspondientes electro-motores caracterizado en que el túnel (10) está formado por la unión de unos tubos unidos entre si formando unos conductos o bucles (28) en una distribución radial separados entre si 120° aproximadamente, los conductos (11) de forma angular se montan por uno de sus extremos a una pieza de unión (20) en forma de estrella, mientras que en los extremos inferiores se acoplan a unos conductos cilindricos de impulsión
(13), montándose a los extremos inferiores de (13) unos conductos de impulsión de aire que convergen hacia una pieza de unión en forma de estrella (19) , reuniéndose las piezas de unión (20 y 19) mediante unos tirantes (21) en los que encajan unos paneles translúcidos
(22) , delimitando la parte vertical (23) del túnel (10) , previéndose en el interior de los conductos (13) unos medios de impulsión de aire dirigidos a la zona inferior de la parte vertical del túnel (23) .
2a - "TÚNEL DE VIENTO VERTICAL PANORÁMICO PERFECCIONADO", según la Ia reivindicación caracterizado en que los medios de impulsión de aire en el interior de los conductos (13) están formados por un ventilador (24) conexionado mecánicamente con unos medios exteriores .
3a - "TÚNEL DE VIENTO VERTICAL PANORÁMICO PERFECCIONADO", según las anteriores reivindicaciones caracterizado en que los medios exteriores de impulsión de los ventiladores (24) están formados por un electro-motor (17) y un reductor (18) este último conexionado mediante cadenas o poleas al eje del ventilador (24) .
4a - "TÚNEL DE VIENTO VERTICAL PANORÁMICO PERFECCIONADO", según la Ia reivindicación caracterizado en que el túnel (10) presenta una geometría definida por los siguientes aspectos:
La forma de la sección transversal del circuito es circular en la parte vertical del túnel (23) , ovalada en su parte superior, circular en la parte inferior y adopta forma de sector circular de 120° de abertura en zona de reunión (19) . La sección de entrada (25) en la cámara de vuelo o parte vertical (23) está a nivel de suelo, es decir su altura es Om, y está formada por dos troncos de cono de diferente divergencia, siendo mayor la divergencia del cono superior que la del inferior.
Los tramos curvados (11) o esquinas del circuito de retorno (26) son ángulos de 135° aproximadamente.
El circuito de retorno mantiene variable el área de su sección transversal a lo largo de todo su recorrido.
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