ES2252679T3 - Conjunto de escape. - Google Patents

Abstract

Un conjunto de escape para un aparato que comprende una carcasa de filtro (60) para recibir un filtro (70) y un conducto de escape (90) que comunica con la carcasa del filtro (60) para transportar un flujo de aire desde la carcasa del filtro, caracterizado por al menos un aspa (75) posicionada dentro de la carcasa del filtro (60) para guiar la corriente de aire desde el lado de escape del filtro (70) al conducto de escape (90) para esparcir la corriente de aire que entra en el conducto de escape en todo el ancho del mismo.

Description

Conjunto de escape.

La invención se refiere a un conjunto de escape. En particular, pero no exclusivamente, la invención se refiere a un conjunto de escape para ser usado en un aparato doméstico como una aspiradora.

Las aspiradoras deben separar polvo y suciedad de una corriente de aire. El aire cargado de polvo y suciedad es absorbido al interior del aparato a través de un cabezal limpiador que entra en contacto con el suelo o bien de una herramienta conectada al extremo de un conjunto de tubo flexible y vástago. El aire sucio pasa a algún tipo de aparato separador que intenta separar el polvo y la suciedad de la corriente de aire. Muchas aspiradoras aspiran o soplan el aire sucio a través de una bolsa porosa de manera que el polvo y la suciedad sean retenidos en la bolsa mientras el aire limpio es expulsado a la atmósfera. En otras aspiradoras, se utilizan separadores ciclónicos o centrífugos para separar el polvo y la suciedad de la corriente de aire mediante rotación (véase, por ejemplo, EP 0 042 723). Sea cuál sea el tipo de separador que se utilice, generalmente existe el riesgo de que una pequeña cantidad de polvo pase a través del separador y sea transportada hasta la unidad de ventilador y motor, que se utiliza para crear la corriente de aire a través de la aspiradora cuando se halla en funcionamiento. Asimismo, como la mayoría de los ventiladores de aspiradora son accionados por un motor con escobillas de carbono, como un motor de corriente alterna en serie, el motor emite partículas de carbono que son transportadas junto con la corriente de aire de
escape.

En vista de ello, es habitual que se coloque un filtro después del motor y antes del punto en el que el aire es expulsado de la máquina. Dicho filtro a menudo se denomina un filtro "post-motor".

Hay una creciente conciencia entre los consumidores del problema de las emisiones, que pueden ser particularmente problemáticas para los enfermos de asma. Así, algunos modelos recientes de aspiradora están provistos de filtros que tienen una gran superficie de material filtrante, y los filtros a menudo comprenden varios tipos de material filtrante y una almohadilla de espuma. Dichos filtros son físicamente voluminosos y alojarlos en la aspiradora no resulta nada fácil. Una aspiradora denominada Dyson DC05 fabricada y comercializada por Dyson Limited, aloja un filtro post-motor circular bajo el recipiente de recolección de la suciedad. El aire es conducido a una primera cara del filtro, pasa a través del filtro, deja la segunda cara del filtro y escapa de la máquina a través de una serie de aberturas.

También existe un deseo de incrementar la tasa del flujo de aire a través de una aspiradora. Una tasa superior de flujo generalmente incrementa tanto la capacidad de la aspiradora para recoger material de una superficie como la capacidad del separador ciclónico para separar el material del flujo de aire sucio. Sin embargo, una tasa aumentada de flujo de aire puede hacer que el funcionamiento de la máquina sea ruidoso. Es posible colocar material absorbente acústico en la ruta del aire de escape, pero esto aumenta la resistencia de la ruta que recorre la corriente de aire. Esto tiene un efecto negativo en la tasa general de flujo de aire a través de la máquina, además de añadir peso y coste a la máquina.

US-A-5.961.676 describe un aparato que tiene un conjunto de escape que comprende un conducto de escape que comunica con una carcasa para filtro, para llevar flujo de aire desde la carcasa del filtro.

La presente invención pretende aportar un conjunto de escape mejorado.

Por consiguiente, un aspecto de la presente invención aporta un conjunto de escape para un aparato que comprende una carcasa de filtro para recibir un filtro y un conducto de escape que comunica con la carcasa del filtro para transportar un flujo de aire desde la carcasa del filtro, caracterizado por al menos un aspa posicionada dentro de la carcasa del filtro para guiar la corriente de aire desde el lado de escape del filtro al conducto de escape para esparcir la corriente de aire que entra en el conducto de escape en todo el ancho del mismo.

Las aspas ayudan a distribuir más regularmente el aire por toda la sección transversal del conducto de escape y por lo tanto reduce la velocidad de la corriente de aire de escape. Esto puede ayudar a reducir el ruido y puede reducir la presión de retorno que de otro modo causaría un flujo más rápido. El arreglo es particularmente beneficioso en cualquier conjunto de escape en el que el conducto de escape esté montado de tal manera que el aire de escape, en el uso, no se distribuya fácilmente por sí mismo en todo el conjunto de escape.

De preferencia hay al menos dos aspas posicionadas dentro de la carcasa del filtro y las aspas están separadas entre sí en una sección transversal a través del extremo proximal del tubo de escape. Un número mayor de aspas ayuda a distribuir aún más regularmente la corriente de aire de escape.

De preferencia las aspas están soportadas por una cubierta de la carcasa del filtro.

De preferencia la carcasa del filtro consta de aberturas para permitir que parte de la corriente de aire de escape salga a la atmósfera sin pasar a través del conducto de escape. Esto ayuda a reducir el flujo de aire que debe pasar por el conducto de escape.

De preferencia la superficie del conducto de escape sección transversal aumenta en la dirección del flujo de aire a través del conducto de escape.

Aunque esta invención se describe en relación con una aspiradora de cilindro, será evidente que puede aplicarse a otras clases de aspiradora o a aparatos domésticos.

A continuación se describen ejemplos de realización de la invención con referencia a las ilustraciones adjuntas, en las que:

la figura 1 es una vista en perspectiva de una aspiradora que está provista de una carcasa para filtro según la invención;

las figuras 2 y 3 son vistas laterales de la aspiradora de la figura 1, que muestran algunos de los componentes internos de la aspiradora;

la figura 4 muestra la carcasa del filtro de la aspiradora de las figuras 1 a 3;

la figura 5 muestra el chasis de la aspiradora y el conducto que conduce a la carcasa del filtro de la figura 4;

la figura 6 es una vista en planta de la parte inferior de la carcasa del filtro de la figura 4;

las figuras 7 y 8 ilustran el efecto de las aspas para la reducción de la turbulencia en el flujo de aire;

las figuras 9 y 10 ilustran el efecto de la forma de las aspas en la carcasa del filtro de la figura 6;

la figura 11 es una vista en alzado de un ejemplo de realización alternativo de la parte inferior de la carcasa del filtro;

la figura 12 ilustra la posición de las aspas en la parte de escape de la carcasa del filtro;

la figura 13 muestra una pauta esperada del flujo de aire que abandona la carcasa del filtro, en ausencia de cualquier aspa direccional en la parte de escape de la carcasa del filtro; y

la figura 14 muestra la pauta esperada del flujo de aire que abandona la carcasa del filtro cuando se emplean las aspas de la figura 12.

Las figuras 1 a 3 muestran el ejemplo de una aspiradora 10 en la que se incorpora la invención. La aspiradora 10 es una aspiradora de tipo cilindro que comprende un chasis 12 con ruedas 13,15 para permitir que el chasis 12 se desplace sobre una superficie por limpiar. El chasis 12 soporta una cámara 20 que sirve como separador para separar el polvo la suciedad y otros residuos de una corriente de aire y también como colector del material separado. Aunque aquí se muestra un separador ciclónico, el separador puede adoptar cualquier forma y esto carece de importancia para la invención. La cámara 20 es separable del chasis 12 de manera que un usuario puede vaciar la cámara 20. Aunque no se muestra por razones de claridad, un tubo flexible se conecta a la entrada 14 de la aspiradora 10 y un usuario puede encajar un vástago o herramientas en el extremo distal del tubo flexible para utilizarlos en la limpieza de distintas superficies.

Las figuras 2 y 3 muestran algunos de los componentes internos de la aspiradora 10 de la figura 1. La cámara 20 comunica con la entrada 14 a través de la cual un flujo de aire puede entrar en la cámara de manera tangencial. La cámara 20 tiene un carenado 21 con aberturas montado centralmente en su interior. La región 22 externamente al carenado 21 forma una primera etapa de separación ciclónica. Las aberturas 23 del carenado 21 comunican con una segunda etapa de separación ciclónica que comprende una serie de separadores troncocónicos 25 dispuestos en paralelo. Las salidas de los separadores 25 de la segunda etapa están conectadas, por medio de un conducto 29, con una carcasa para un filtro pre-motor 30. El filtro pre-motor 30 sirve para atrapar cualquier polvo fino o partículas microscópicas que no hayan sido separados por las dos etapas de separación ciclónica 22, 25. El lado aguas abajo del filtro pre-motor 30 comunica con una carcasa de ventilador o motor 48. Esta carcasa 48 aloja un propulsor 45 que es accionado por un motor 40. La salida de la carcasa 48 comunica, por medio de una abertura 50, con una carcasa para filtro 60. La carcasa para filtro 60 aloja un filtro post-motor 70 que sirve para atrapar cualquier partícula que permanezca en la corriente de aire, así como partículas de carbono emanadas del motor 40. El lado aguas abajo de la carcasa para filtro 60 comunica con un conducto de escape 90 que tiene aberturas de salida 95 en su extremo más remoto.

A continuación se describirá con más detalle la carcasa para filtro 60, con referencia a la figura 4. La carcasa para filtro 60 comprende una parte inferior 61, que en este ejemplo de realización forma parte del chasis 12 de la aspiradora 10, y una parte superior 62. La parte superior 62 encaja de manera separable con la parte inferior 61 por medio de resaltes 64 y un cierre de presión 67. Naturalmente, podrían utilizarse otros tipos de cierre. La parte inferior 61 define un pasaje para el flujo de aire que en su extremo de corriente arriba comunica con la abertura 50 que forma la salida de la carcasa 48. El espacio entre la parte inferior 61 y la parte superior 62 define una cavidad para alojar el filtro 70. La parte superior 62 tiene una rama de salida 63 que encaja de manera estanca con el extremo inferior del conducto de escape 90.

En el pasaje para el flujo de aire hay situadas una pluralidad de aspas 65a, 65b, 65c. Dos de las aspas 65a, 65b, se extienden desde la abertura 50 y hacia el área del pasaje para la corriente de aire que se halla adyacente a la cavidad para recibir el filtro 70. En esta área, las aspas 65a, 65b se extienden desde la parte inferior 61 hasta la parte superior 62 de manera que se hallan adyacentes, o incluso en contacto, con el filtro 70. Una tercera aspa 65c se extiende desde la abertura 50 hacia el área del pasaje para la corriente de aire que se halla adyacente a la cavidad para recibir el filtro 70 pero termina inmediatamente antes de esta área. Entre las aspas 65a, 65b, 65c se forman tres conductos separados 51, 52, 53.

Las aspas 65a, 65b, 65c sirven para guiar la corriente de aire que pasa por la aspiradora 10 hacia el filtro 70 y desde el mismo. Las aspas 65a, 65b, 65c se extienden desde la salida 50 de la carcasa del motor 48 a lo largo de la superficie interior de la parte 61. Las aspas 65a, 65b siguen por debajo del área en que está situado el filtro 70. Las aspas 65a, 65b, 65c tienen dos usos: en primer lugar, sirven para distribuir el flujo de aire sobre la superficie del filtro 70 de una manera razonablemente uniforme, y en segundo lugar su forma no lineal sirve para atenuar el sonido del propulsor 45. Con referencia a la figura 5, las aspas 65a, 65b, 65c dividen la salida 50 en 6 aberturas 51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b. En el uso, esto hace que el flujo de aire del propulsor 45 se divida en 6 corrientes separadas. Cada abertura 51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b forma una entrada a uno de los conductos 51, 52, 53. Cada conducto 51, 52, 53 comunica con una parte distinta y separada del área superficial del filtro 70. La altura de cada aspa 65a, 65b se elige de manera que los bordes distales de la misma queden adyacentes con, y de preferencia toquen, la superficie del filtro 70 cuando el filtro está montado en la carcasa del filtro 60. Así, cada conducto 51, 52, 53, comunica con una parte distinta y separada del filtro 70, de manera que el aire que fluye por cada conducto 51, 52, 53 está obligado a fluir a través de la parte respectiva del
filtro 70.

Con referencia de nuevo a la figura 2, puede verse que la superficie corriente arriba del filtro 70 queda, en el uso, formando un ángulo agudo (aproximadamente 10º) con respecto a la corriente de aire entrante desde la carcasa del motor 48. La división de la corriente de aire en parte separadas de la manera que se acaba de describir ayuda a distribuir regularmente la corriente de aire sobre la superficie del filtro 70, aunque la disposición del filtro 70 con respecto a la corriente de aire entrante no sea ideal para una distribución regular. Es particularmente beneficioso que cada conducto 51, 52, 53 sirva a una parte de la superficie del filtro que esté a una distancia diferente de la entrada 50; es decir, el conducto 51 sirve a la parte remota del filtro 70, el conducto 52 a la sección media, y el conducto 53 a la parte más cercana de la superficie del filtro 70.

La figura 6 muestra la parte inferior 61 de la carcasa del filtro 60 en una vista de alzado. La ruta seguida por la corriente de aire a lo largo de parte del conducto 52 se representa con la flecha 85 mientras que la ruta seguida por las ondas sonoras se representa con la flecha 86. Debido a la forma de las aspas 65a, 65b, puede verse que las ondas de sonido se ven obligadas a rebotar entre las aspas 65a, 65b en múltiples ocasiones, o como mínimo aportan una obstrucción a las ondas sonoras que emanan de la carcasa del motor 48. Las aspas 65a, 65b, 65c pueden moldearse o formarse integralmente de otro modo con la parte inferior 61 de la carcasa del filtro 60 o pueden aportarse como una pieza separada o un conjunto de piezas que se sitúan en el interior de la parte inferior 61 de la carcasa del filtro 60.

La aportación de las aspas 65a, 65b, 65c anteriormente descritas también es particularmente beneficiosa cuando la entrada de la corriente de aire 50 es excéntrica con respecto a la carcasa del filtro 60. La figura 7 muestra el flujo de aire previsible sin la presencia de esta clase de aspas. El aire entra en la carcasa del filtro 60 y se arremolina alrededor de la carcasa. Esta corriente de aire en remolino puede causar un ruido adicional y además puede reducir la potencia de aspiración. La figura 8 muestra el efecto de colocar aspas 65a, 65b dentro de la carcasa del filtro 60. El aire que entra en la carcasa del filtro 60 es incapaz de formar remolinos en ningún grado perceptible.

La forma de las aspas 65a, 65b, 65c asegura una transición suave entre direcciones y cambios de sección lo que ayuda a evitar turbulencias que aumentan el ruido y la presión de retorno. En una aspiradora, es particularmente deseable minimizar la presión de retorno puesto que reduce la potencia de aspiración. Las figuras 9 y 10 muestran el efecto de las corrientes de aire "de ruptura" comparando un conducto de curva suave (figura 9) con un conducto que tiene una curva demasiado brusca (figura 10).

La posición de las aspas 65a, 65b, 65c dentro de la abertura de salida 50 de la carcasa del motor 48 se elige de manera que la superficie en sección transversal de la entrada de cada conducto 51, 52, 53 sea sustancialmente proporcional al área superficial de la parte de filtro servida por ese conducto. Esto contribuye a asegurar que la corriente de aire se distribuye regularmente sobre la superficie del filtro. La aportación de dos entradas para cada conducto (por ejemplo, las entradas 51a, 51b para el conducto 51) también ayuda a equilibrar la corriente de aire al filtro.

El filtro 70 se muestra aquí como un filtro de fuelle, en el que una caja de plástico cilíndrica aloja una estructura con pliegues 72. También podrían utilizarse otros tipos de filtro, por ejemplo un simple filtro de almohadilla de espuma, en lugar de lo que se ha ilustrado aquí. De preferencia el filtro post-motor es un filtro HEPA o filtro absoluto.

La figura 11 muestra una vista en alzado de un ejemplo de realización alternativo de la parte inferior 61 de la carcasa del filtro 60. En este ejemplo de realización, un conjunto de aspas 165a-165e están posicionadas de manera distinta a la ilustrada en la figura 6. Aquí, las aspas 165a-165e se extienden hacia el exterior desde la abertura de salida 50 de la carcasa del motor 48 hacia el lado más lejano de la parte inferior 61 de la carcasa del filtro 60. Como antes, esta disposición de aspas divide la zona bajo el filtro 70 en una pluralidad de conductos 151-156, cada uno de los cuales comunica con una parte distinta de la superficie del filtro. Cada aspa tiene una forma sinuosa y no lineal que favorece la probabilidad de que las ondas de sonido colisionen con al menos una de las aspas. En el uso el flujo de aire entrante se dividirá en una pluralidad de partes separadas, cada una de las cuales fluirá por un conducto respectivo. Como antes, la sección transversal de cada entrada es proporcional al área de filtro servida por esa entrada.

A continuación se describe el lado de escape del filtro 70 con referencia a las figuras 12 a 14. La figura 12 es una vista en alzado del chasis 12 y de la carcasa del filtro 60. Un conjunto de aspas 75 se aporta en el lado inferior de la parte superior 62 de la carcasa del filtro 60. Las aspas 75 sirven para guiar la corriente de aire que sale por el lado de escape del filtro 70 hacia el conducto de escape 90 de una manera que distribuya la corriente de aire sobre toda la anchura del conducto de escape 90. Esto se ilustra mejor con referencia a las figuras 13 y 14. La figura 13 muestra la ruta previsible de la corriente de aire de escape sin el uso de las aspas 75. La corriente de aire de escape 91 se concentra junto a la superficie más exterior del conducto de escape 90. Esta concentración del flujo de aire produce un flujo de aire de escape localizado y de alta velocidad a lo largo de la superficie más externa del conducto de escape 90. Esto produce dos efectos molestos: (i) el flujo de aire que sale del aparato causará perturbación al usuario y en el entorno inmediato del aparato, (ii) causará perturbación sonora adicional.

La figura 14 muestra el efecto de utilizar las aspas 75 que se muestran en la figura 12. Aquí, la corriente de aire de escape 92 se distribuye de forma mucho más regular sobre el conducto de escape 90. Esto hace que la corriente de aire que sale por la abertura de salida 95 del conducto de escape 90 tenga una velocidad máxima reducida. Esto hace que la aspiradora sea más silenciosa y presente una menor presión de retorno en los componentes corriente arriba de la aspiradora 10. Las aspas 75 pueden moldearse o formarse integralmente de otro modo con la parte superior 62 de la carcasa del filtro 60.

Además del uso de aspas 75, el conducto de escape 90 en sí tiene una forma que se ensancha hacia el exterior, es decir, la sección transversal del conducto de escape 90 aumenta en la dirección del flujo del aire de escape. Este ensanchamiento hacia el exterior sirve para reducir aún más la velocidad de la corriente de aire desde la salida 95 del conducto de escape 90. Este ensanchamiento es gradual a fin de reducir la velocidad del aire sin causar separaciones de flujo adicionales. El conducto de escape 90 también tiene aspas 93 (véase figura 5) montadas dentro del conducto. Estas aspas 93 se extienden hacia el interior de la superficie exterior del conducto 90 y pueden utilizarse para soportar una almohadilla de espuma reductora del sonido en caso necesario.

A continuación se describe el funcionamiento de la aspiradora. En el uso, el aire es aspirado por el propulsor 45 accionado por el motor, a través de cualquier herramienta de suelo y tubo flexible hacia la entrada 14 de la aspiradora 10. El aire sucio pasa por las etapas de separación ciclónica 22, 25 durante las cuales se separa el polvo y la suciedad de la corriente de aire de una manera que está bien documentada en otras partes. El aire fluye desde la salida de los separadores 25, a lo largo del conducto 29, a través del filtro pre-motor 30 y al interior de la carcasa del motor 48. El aire de escape se impulsa hacia la abertura 50 y es dividido en 6 porciones por los bordes de ataque de las aspas 65a, 65b, 65c. Las partes divididas de la corriente de aire fluyen por los tres conductos 51, 52, 53. Como se ha descrito antes, las ondas acústicas rebotan a lo largo de los conductos 51, 52, 53 entre aspas 65 opuestas. Finalmente, la corriente de aire de los conductos pasa a través de la parte del filtro post-motor 70 que se halla sobre el conducto respectivo 51, 52, 53. Tras pasar a través del filtro 70, las aspas 75 fuerzan al aire a fluir hacia la entrada del conducto de escape 90. Las aspas 75 aseguran que la corriente de aire que llega a la entrada del conducto de escape 90 se distribuya sobre todo el ancho del conducto de escape 90. Una parte del aire pasa a la atmósfera a través de aberturas 80 en la cara superior de la parte 62 de la carcasa del filtro (ver flechas 82, figura 3). El resto del aire fluye a lo largo del conducto del aire 90. A medida que el aire fluye a lo largo del conducto de escape 90, su velocidad disminuye porque el conducto 90 se ensancha en la dirección del flujo. Este aire pasa a la atmósfera a través de aberturas 95 (ver flechas 85, figura 3).

Claims (13)

1. Un conjunto de escape para un aparato que comprende una carcasa de filtro (60) para recibir un filtro (70) y un conducto de escape (90) que comunica con la carcasa del filtro (60) para transportar un flujo de aire desde la carcasa del filtro, caracterizado por al menos un aspa (75) posicionada dentro de la carcasa del filtro (60) para guiar la corriente de aire desde el lado de escape del filtro (70) al conducto de escape (90) para esparcir la corriente de aire que entra en el conducto de escape en todo el ancho del mismo.

2. Un conjunto de escape según la reivindicación 1 en el que el aspa (75) está posicionada de manera que está separada de las paredes laterales del conducto de escape (90) en una sección transversal a través del extremo proximal del conducto de escape.

3. Un conjunto de escape según la reivindicación 1 o 2 en el que al menos dos aspas (75) están posicionadas dentro de la carcasa del filtro (60) y en el que las aspas están separadas entre sí en una sección transversal a través del extremo proximal del conducto de escape.

4. Un conjunto de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además un filtro (70) y en el que el aspa o las aspas están dimensionadas de manera que quedan adyacentes a una superficie del filtro (70) cuando el filtro está montado dentro de la carcasa (60), definiendo así conductos de salida (76) para la corriente de aire.

5. Un conjunto de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la carcasa del filtro (60) comprende una parte de cubierta (62) y en el que el aspa o las aspas (75) están soportadas por la cubierta (62).

6. Un conjunto de escape según la reivindicación 5 en el que el aspa o las aspas (75) están moldeadas integralmente con la cubierta (62).

7. Un conjunto de escape según la reivindicación 5 o 6 en el que la cubierta (62) es separable de la carcasa del filtro (60) a fin de permitir acceso al fil-
tro (70).

8. Un conjunto de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la carcasa del filtro (60) comprende aberturas (80) para permitir que parte de la corriente de aire de escape salga a la atmósfera sin pasar por el conducto de escape (90).

9. Un conjunto de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el conducto de escape (90) aumenta en superficie de sección transversal en la dirección de la corriente de aire (92) por el conducto de escape.

10. Un conjunto de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además un cuerpo de material amortiguador del sonido montado dentro del conducto de escape (90).

11. Un conjunto de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el conducto de escape (90) se alinea en una dirección que es no perpendicular al plano en el que yace la superficie del filtro.

12. Un aparato que comprende una entrada (14), un conjunto de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores y medios (40, 45) para generar una corriente de aire a través del aparato desde la entrada hasta el conjunto de escape.

13. Un aparato según la reivindicación 12 en forma de una aspiradora (10), en el que la aspiradora (10) comprende además medios (20, 21, 22, 23, 25) para separar material de una corriente de aire.