ES2229097T3 - Aparato de separacion ciclonica. - Google Patents

Abstract

Aparato de separación ciclónica (100) que comprende una pluralidad de ciclones (104)), teniendo cada uno una entrada (146) y estando dispuestos paralelos entre ellos, y un pasadizo (142) dispuesto aguas arriba de los ciclones para transportar un flujo de aire a las entradas (146) de los ciclones (104) caracterizado en que, en el pasadizo (142) van provistos medios divisores (176) para dividir el flujo de aire dentro del pasadizo en cierto número de trayectorias de flujo, siendo el número de trayectorias de flujo igual al número de ciclones, y en que, el área de la sección transversal de cada trayectoria de flujo disminuye en la dirección del flujo a lo largo de la mima.

Description

Aparato de separación ciclónica.

La invención se refiere en particular pero no exclusivamente a aparatos de separación ciclónica para su uso en aspiradoras. La invención se refiere también a un método de funcionamiento de aparatos de separación ciclónica del tipo ya mencionado.

Un aparato de separación ciclónica es bien conocido y tiene su uso en una amplia variedad de aplicaciones. Durante la última década poco más o menos, ha sido desarrollado e introducido en el mercado el uso de aparatos de separación ciclónica para separar partículas de un flujo de aire en una aspiradora Descripciones detalladas de aparatos de separación ciclónica han sido hechas, entre otras, en las Patentes US 3,425,192, US 4,373,228 y EP 0 042 723. A partir de estos y de otros documentos del estado de la técnica, puede verse que disponer dos unidades ciclónicas en serie de tal manera que el flujo de aire pase secuencialmente a través de al menos dos ciclones es conocido. Esto permite que la suciedad y los residuos mayores sean extraídos del flujo de aire en el primer ciclón, dejando el segundo ciclón para funcionar bajo condiciones óptimas y de ese modo eliminar de manera efectiva partículas muy finas de una manera eficiente. Se ha demostrado que este tipo de disposición ha resultado ser efectivo cuando se trata de flujos de aire en los que es arrastrada una diversidad de materia que tienen una distribución amplia de tamaños de partículas. Tal es el caso de las aspiradoras.

También es conocido el proporcionar aparatos de separación ciclónica en los que van dispuestos una pluralidad de ciclones en paralelo entre ellos, como por ejemplo, en la US 2,874,801.

Además, es conocido el disponer tal pluralidad de ciclones en paralelo aguas abajo de un único ciclón, como por ejemplo, en la US 3,425,192. No obstante, las entradas a dichos ciclones en paralelo se realizan normalmente mediante una cámara de sobrepresión con las cuales las entradas a los ciclones en paralelo se comunican directamente. Otras disposiciones de ciclones en paralelo incluyen conductos que conducen desde una cámara de sobrepresión hasta la entrada de cada ciclón: ver, por ejemplo, US 3,682,302.

El paso de aire a través de la cámara de sobrepresión produce a menudo pérdidas de carga innecesarias debido a que las relativamente pequeñas entradas a los ciclones en paralelo ocasionan cambios repentinos y bastante dramáticos en la sección transversal de la trayectoria de flujo del aire a lo largo de la cual está fluyendo el aire. El rendimiento global del aparato de separación ciclónica es por lo tanto inferior al necesario.

Un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato de separación ciclónica que comprende una pluralidad de ciclones dispuestos en paralelo en los que el aire se presenta en las entradas de los ciclones en paralelo con la pérdida de carga mínima. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un aparato de separación ciclónica que comprende una pluralidad de ciclones dispuestos en paralelo y que tiene una disposición de entrada mejorada a los ciclones. Otro objeto de la invención es proporcionar un aparato de separación ciclónica que comprende una pluralidad de ciclones dispuestos en paralelo en los cuales las pérdidas asociadas con las entradas a los ciclones se reducen al mínimo. Otro objeto de la invención es proporcionar un aparato de separación ciclónica que comprende una pluralidad de ciclones dispuestos en paralelo que tienen un rendimiento mejorado.

La invención proporciona un aparato de separación ciclónica que comprende una pluralidad de ciclones, teniendo cada uno una entrada y estando dispuestos en paralelo entre ellos, y un pasadizo dispuesto aguas arriba de los ciclones para transportar un flujo de aire a las entradas de los ciclones, en cuyo pasadizo van provistos medios divisores para dividir el flujo de aire dentro del pasadizo hacia el interior de cierto número de trayectorias de flujos separadas, siendo el número de trayectorias de flujo igual al número de ciclones, y en donde el área de la sección transversal de cada trayectoria de flujo se reduce en la dirección del flujo a lo largo de la misma.

La disposición permite que el área de la sección transversal de las trayectorias de flujo se reduzca gradualmente y de una manera controlada de tal manera que las pérdidas asociadas con los cambios en el área de la sección transversal se reduzcan al mínimo. De este modo las pérdidas previamente asociadas con la disposición de la entrada a una pluralidad de ciclones dispuestos en paralelo puede mantenerse en un mínimo y esto permite que el rendimiento global del aparato de separación ciclónica sea mejorado. Los cambios repentinos del área de la sección transversal son evitados lo que conduce a un flujo menos turbulento y a pérdidas menores.

Resulta ventajoso que cada trayectoria de flujo permanezca separada de las trayectorias restantes entre el punto del pasadizo en el que el flujo de aire se divide y la entrada del ciclón respectivo. Esto frustra el flujo de aire turbulento a lo largo de las trayectorias de flujo. También resulta ventajoso que las trayectorias de flujo tengan la misma longitud entre el punto del pasadizo en el que el flujo de aire se divide y la entrada de los ciclones respectivos, de manera que evite diferencias de presión entre los ciclones.

En una disposición preferida, la longitud de cada trayectoria de flujo es al menos tres, preferiblemente cuatro, más preferiblemente cinco, veces el radio efectivo de la trayectoria de flujo y la entrada al ciclón respectivo. Esto permite que el área de la sección transversal de cada trayectoria de flujo sea reducida gradualmente a lo largo de la longitud de la misma. En una disposición preferida, el área de la sección transversal de cada trayectoria de flujo se reduce en una proporción sustancialmente constante a lo largo de la longitud de la misma.

Resulta ventajoso que el área de la sección transversal de cada trayectoria de flujo a la entrada al ciclón respectivo no sea mayor del 40%, más ventajosamente del 30%, y aún más ventajosamente del 20%, del área de la sección transversal de la trayectoria de flujo en el punto del pasadizo en el que se divide el flujo de aire. Esta disposición garantiza que la velocidad del flujo de aire a la entrada del ciclón respectivo sea lo suficientemente alta para asegurar un buen rendimiento de separación en el ciclón.

Preferentemente, los medios divisores comprenden una pluralidad de porciones de detención dispuestas en el pasadizo. La reducción del área de la sección transversal de las trayectorias de flujo se consigue ventajosamente aproximando mutuamente porciones de detección adyacentes en la dirección del flujo a lo largo del pasadizo. Además, cada porción de detención incorpora un conducto de entrada al ciclón en o adyacente al extremo aguas abajo del mismo. Estas características individualmente y en combinación, permiten fabricar para su uso el aparato según la invención.

El aparato descrito con anterioridad se utiliza ventajosamente en una aspiradora, más preferiblemente en una aspiradora doméstica. Por razones de embalado, el número de ciclones y trayectorias de flujo que puede ser acomodado es limitado: No obstante, es preferible que el número de ciclones y trayectorias de flujo sea al menos cinco, más preferiblemente siete. También es preferible que un ciclón aguas arriba vaya dispuesto aguas arriba de los ciclones. Esto permite que la corriente de aire de entrada sea limpiada previamente mediante el ciclón aguas arriba antes de entrar en los ciclones. De este modo los ciclones son capaces de funcionar bajo condiciones óptimas.

La invención proporciona también un método de funcionamiento del aparato de separación ciclónica que comprende una pluralidad de ciclones, teniendo cada uno una entrada y estando dispuestos en paralelo entre ellos, y un pasadizo dispuesto aguas arriba de los ciclones, el método comprende las etapas de:

a)

introducción de un flujo de aire cargado de suciedad;

b)

división del flujo de aire cargado de suciedad en una pluralidad de trayectorias de flujo, siendo el número de trayectorias de flujo igual al número ciclones ; y

c)

reducción del área de la sección transversal de cada una de la trayectorias de flujo en la dirección del flujo de aire cargado de suciedad.

El método permite que el área de la sección transversal de las trayectorias de flujo se reduzca gradualmente y de una manera controlada de manera que las pérdidas de carga asociadas con los cambios en el área de la sección transversal se reduzcan al mínimo, lo que resulta en un aumento del rendimiento del aparato de separación ciclónica.

Es preferible que el área de la sección transversal de cada trayectoria de flujo se reduzca en al menos un 60%, preferiblemente en al menos un 70%, más preferiblemente en al menos un 80%, antes de que el aire cargado de suciedad alcance la entrada del ciclón respectivo. Esto garantiza que la velocidad del flujo de aire ala entrada del ciclón respectivo sea lo suficientemente alta para asegurar un buen rendimiento de separación en el ciclón. También es preferible, aunque no esencial, que el área de la sección transversal de cada trayectoria de flujo se reduzca en una proporción sustancialmente constante de manera que favorezca un flujo de aire suave a lo largo de cada trayectoria de flujo, lo que da como resultado pérdidas de carga reducidas.

En una realización preferente, el aire cargado de suciedad se hace pasar a través de un ciclón aguas arriba antes de hacerlo entrar en el pasadizo. Esto permite funcionar a los ciclones bajo condiciones óptimas en virtud del hecho de que el ciclón contra corriente eliminará mayor cantidad de suciedad y residuos del aire cargado de suciedad antes de su paso hacia el interior del ciclón.

A continuación se describirá una realización de la invención con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

Las Figuras 1a y 1b son vistas frontal y lateral, respectivamente, de una aspiradora que incorpora un aparato de separación ciclónica según la invención;

Las Figuras 2ª y 2b vista de frente y en planta, respectivamente, del aparato de separación ciclónica que forma parte de la aspiradora de las Figuras 1a y 1b;

La Figura 3 es una vista lateral en corte del aparato de separación ciclónica de las Figuras 2a y 2b, tomada a lo largo de la línea III-III de la Figura 2a; y

La Figura 4 es una vista lateral, a una escala aumentada, de una parte del aparato de separación ciclónica de las Figuras 2a, 2b y 3.

Las Figuras 1a y 1b muestran una aspiradora doméstica 10 que incorpora un aparato de separación ciclónica según la presente invención. La aspiradora 10 comprende un cuerpo recto 12 en cuyo extremo inferior va colocada una carcasa de motor 14. En la carcasa del motor 14 va colocada de manera articulada una cabeza limpiadora 16. En la cabeza 16 de la aspiradora va provista una entrada de aspiración 18 y en la carcasa de motor 14 van montadas con posibilidad de giro ruedas 20 para permitir que la aspiradora 10 sea maniobrada sobre la superficie a limpiar.

El aparato de separación ciclónica 100 va montado en el cuerpo recto 12 por encima de la carcasa de motor 14. El aparato de separación ciclónica 100 va colocado sobre una superficie generalmente horizontal formada por una tapa de filtro 22. La tapa de filtro 22 va situada por encima de la carcasa de motor 14 y proporciona una tapa de un filtro detrás del motor (no mostrado). El aparato de separación ciclónica 100 va además sujeto al cuerpo recto 12 por medio de un clip 24 situado en la parte superior del aparato de separación ciclónica 100. El cuerpo recto 12 incorpora un conducto tubular aguas arriba (no mostrado) para conducir aire sucio a una entrada del aparato de separación ciclónica 100 y un conducto tubular aguas abajo 26 para conducir aire limpio fuera del aparato de separación ciclónica 100.

El cuerpo recto 12 incorpora además un conjunto de tubo flexible y vara 28 que en la configuración mostrada en los dibujos puede mantenerse de manera que funcione a modo de agarradero para maniobrar la aspiradora 10 sobre una superficie a limpiar. Alternativamente, el conjunto tubo flexible y vara 28 puede ser liberado para permitir que el extremo distal 28a sea utilizado junto con una herramienta para el suelo (no mostrada) para realizar una función de limpieza, por ejemplo en escaleras, tapicería, etc. La estructura y funcionamiento del conjunto tubo flexible y vara 28 no es materia de la presente invención y aquí ya no se describirá más.

La estructura general y el funcionamiento del conjunto tubo flexible y vara 28 ilustrado en las Figuras 1a y 1b es similar al descrito en la Patente US número Re 32,257. Además, en el cuerpo recto 12 van montadas de manera desmontable varias herramientas y
accesorios 30a, 30b, 30c, a efectos de almacenamiento entre periodos de uso.

Los detalles precisos de las características de la aspiradora 10 descritos con anterioridad no son materia de la presente invención. La invención tiene que ver con los detalles del aparato de separación ciclónica 100 que forma parte de las aspiradora 10. Para que el aparato de separación ciclónica 100 sea puesto en funcionamiento, el motor situado dentro de la carcasa de motor 14 es activado de manera que sea arrastrado aire hacia el interior de la aspiradora ya sea a través de la entrada de aspiración 18 o del extremo distal 28a del conjunto flexible y vara 28. Este aire sucio (que es aire que tiene retenida suciedad y polvo en el mismo) se hace pasar al aparato de separación ciclónica 100 a través del conducto tubular aguas arriba. Una vez que el aire ha pasado a través del aparato de separación ciclónica 100, es conducido fuera del aparato de separación ciclónica 100 y hacia abajo del cuerpo recto 12 a la carcasa de motor 14 a través del conducto tubular aguas abajo 26. El aire limpio se utiliza para refrigerar el motor situado dentro de la carcasa de motor 14 antes de ser expulsado de la aspiradora 10 a través de la tapa de filtro 22.

A partir del estado de la técnica el principio de funcionamiento de la aspiradora 10 es conocido. Esta invención tiene que ver con el aparato de separación ciclónica 100, el cual se ilustra en las Figuras 2a, 2b y 3 separado de la aspiradora 10.

El aparato de separación ciclónica ilustrado en las Figuras 2a, 2b comprende una unidad ciclónica aguas arriba 101 consistente en un único ciclón aguas arriba 102 y una unidad ciclónica aguas abajo 103 consistente en una pluralidad de ciclones aguas abajo 104. El ciclón aguas arriba 102 consiste esencialmente en un depósito cilíndrico 106 que tiene una base cerrada 108. El extremo superior abierto 110 del depósito cilíndrico se apoya contra un moldeado 112 que define un extremo superior del ciclón aguas arriba 102. En el depósito cilíndrico 106 va provisto una abertura de entrada 114 para permitir que el aire sucio sea introducido en el interior del ciclón aguas arriba 102. La abertura de entrada 114 está formada, posicionada y configurada para comunicarse con el conducto aguas arriba que porta aire cargado de suciedad desde el cabezal 16 de la aspiradora hasta el aparato de separación ciclónica 100. En el depósito cilíndrico 106 y en el moldeado superior respectivamente va provisto un agarradero 116 y un pestillo 118 con objeto de proporcionar medios para liberar el depósito cilíndrico 106 del moldeado superior 112 cuando el depósito cilíndrico 106 requiera ser vaciado. Si es preciso, entre el depósito cilíndrico 106 y el moldeado superior 112 puede disponerse una junta de estanqueidad (no mostrada).

La base 108 del depósito cilíndrico puede acoplarse de forma abisagrada al resto del depósito cilíndrico con objeto de proporcionar ulterior acceso al interior del depósito cilíndrico 106 con fines de vaciado si es preciso. La realización ilustrada aquí incluirá un mecanismo para permitir que la base 108 sea abierta de manera abisagrada con objeto de permitir el vaciado, pero los detalles de dicho mecanismo constituyen el objeto de una solicitud co-pendiente y no serán descritos por ninguna razón distinta de la de explicación de los dibujos.

En la unidad ciclónica 103 van provistos siete ciclones idénticos aguas abajo 104. Los ciclones aguas abajo 104 van separados equiangularmente alrededor del eje longitudinal 150 de la unidad ciclónica aguas abajo 103, la cual es coincidente son el eje longitudinal de la unidad ciclónica aguas arriba 101. La disposición se ilustra en la Figura 3. El ciclón aguas abajo 104 es de forma tronco-cónica en el extremo mayor del mismo situado en la parte más baja y el extremo menor en la parte más alta. Cada ciclón aguas abajo 104 tiene un eje longitudinal 148 (ver Figura 3) que va inclinado ligeramente hacia el eje longitudinal 150 de la unidad ciclónica aguas abajo 103. La característica será descrita debajo con mas detalle. Además, el punto más exterior del extremo más bajo de cada ciclón aguas abajo 104 se extiende radialmente desde el eje longitudinal 150 de la unidad ciclónica aguas abajo 103 más allá de la pared del depósito cilíndrico 106. Los extremos más superiores de los ciclones aguas abajo 104 se prolongan en el interior de un moldeado colector 120 el cual se extiende hacia arriba desde las superficies de los ciclones aguas abajo 104. El moldeado colector 120 soporta un agarradero 122 por medio del cual puede transportarse todo el aparato de separación ciclónica 100. En el agarradero 122 va provisto un pestillo 124 con el fin de sujetar el aparato de separación ciclónica 100 al cuerpo recto 12 por el extremo superior del mismo. En el moldeado superior 112 va provista una abertura 126 para conducir aire limpio fuera del aparato de separación ciclónica 100. La abertura de salida 126 va dispuesta y configurada para cooperar con un conducto tubular aguas abajo 26 para transportar el aire limpio hasta la carcasa de motor 14.

El moldeado colector 120 lleva además una palanca de accionamiento 128 diseñada para accionar un mecanismo de apertura de la base 108 del depósito cilíndrico 106 a efectos de vaciado como se ha mencionado con anterioridad.

Las características internas del ciclón aguas arriba 102 incluyen una pared interior 132 que se extiende en toda la longitud del mismo. El espacio interior definido por la pared interior 132 comunica con el interior del moldeado colector 120 tal como se describirá más abajo. El objeto de la pared interior 132 es definir el espacio colector 134 para el polvo fino. Dentro de la pared interior 132 y en el espacio colector 134 van situados componentes para permitir que la base 108 se abra cuando se accione la palanca de accionamiento 128. Los detalles precisos y el funcionamiento de estos componentes no es materia de la presente invención y no será descrito más aquí.

Montadas externamente a la pared interior 132 van cuatro chapas divisorias o aletas equiseparadas 136 las cuales se prolongan radialmente hacia fuera desde la pared interior 132 hacia el depósito cilíndrico 106. Las chapas divisorias 136 favorecen la deposición de grandes partículas de suciedad y polvo en el espacio colector 138 definido entre la pared interior 132 y el depósito cilíndrico 106 adyacente a la 108. Las características particulares de las chapas divisorias 136 se describen con más detalle en WO 00/04816.

Situada hacia fuera de la pared interior 132 en la parte superior del ciclón aguas arriba 102 se halla una cubierta 140. La cubierta se extiende hacia arriba desde las chapas divisorias 136 y, junto con la pared interior 132, define un pasadizo de aire 142 La cubierta 140 tiene una parte perforada 144 que permite que el aire pase desde el interior del ciclón aguas arriba 102 hasta el pasadizo de aire 142. El pasadizo de aire 142 comunica con la entrada 146 de cada uno de los ciclones aguas abajo 104. Cada entrada 146 va dispuesta al modo de espiral de manera que el aire que entra en cada ciclón aguas abajo 104 sea forzado a seguir una trayectoria helicoidal dentro del respectivo ciclón aguas abajo 104.

En el interior del pasadizo 142 van una pluralidad de miembros de detención 170. Los miembros de detención 170 van dispuestos entre la parte superior de la cubierta 140 y la parte superior de la pared interior 132 y van equi-espaciados alrededor del eje 150. En total van dispuesto siete miembros de detención 170. La Figura 4 es una vista lateral de la parte superior de la pared interior y cuatro de los siete miembros de detención 170 mostrando la relación mutua de los miembros de detención 170 y con respecto a la parte superior de la pared interior 132. La parte superior de la cubierta 140 ha sido omitida de la Figura en consideración a la claridad. No obstante, cuando los miembros de detención 170 están colocados en el aparato de separación 100 tal como se ha descrito, las paredes radialmente más exteriores 172 de cada miembro de detención 170 (mostradas sombreadas en la Figura 4)o bien se apoyarán contra o formarán parte integral de la cubierta 140.

Cada miembro de detención 170 comprende una pared radialmente más exterior 172 (según se ha descrito con anterioridad) y paredes laterales 174a, 174b las cuales se extienden entre la pared radialmente más exterior 172 y la superficie de la pared interior 132. La pared radialmente más exterior 172 es por lo general de forma triangular con el extremo inclinado apuntando hacia abajo. Las paredes laterales 174a, 174b se encuentran para formar una arista viva 176 adyacente al extremo inclinado de la pared radialmente más exterior 172, de manera que a cada miembro de detención 170 le proporcione una configuración generalmente en forma de cuña. Los miembros de detención 170 y su disposición entre la cubierta 140 y la pared interior 132 y alrededor del eje 150 hacen que la parte aguas abajo del pasadizo 142 sea dividida en siete trayectorias de flujo 142a. Cada trayectoria de flujo 142a está situada entre un par de miembros de detención 170 adyacentes y es sustancialmente idéntica en longitud y configuración al resto de las trayectorias de flujo 170. La configuración generalmente en forma de cuña de los miembros de detención 170 significa que el área de la sección transversal de cada trayectoria de flujo 142a disminuye a partir de la arista viva 176. La proporción de la disminución del área de la sección transversal de cada trayectoria de flujo 142a es sustancialmente constante, al menos en la mayoría de la longitud de la misma.

Cada trayectoria de flujo 142a incluye, en su extremo aguas abajo, un conducto 178 de entrada al ciclón que se abre hacia el interior del respectivo ciclón 104 a través de una entrada al ciclón. La entrada al ciclón es el punto del conducto 178 más distante aguas abajo en el que el conducto 178 está definido por todos los lados mediante una pared sólida. Al otro lado de la entrada al ciclón, el flujo de aire que pasa a lo largo del conducto 178 es físicamente libre, al menos en parte. En la realización mostrada, la entrada al ciclón es generalmente paralela a la parte más superior de la pared lateral 174a del miembro de detección 170 que define la trayectoria de flujo 142a la cual conduce a la entrada del ciclón respectivo. El conducto 178 está formado y configurado de manera que fuerce al flujo de aire que pasa a lo largo del mismo a entrar en el ciclón 104 de una manera helicoidal con objeto de efectuar la separación ciclónica dentro del mismo. El conducto 178 puede ir dispuesto de manera que efectúe una entrada tangencial al ciclón 104 o, tal como se ha mencionado con anterioridad, también puede ir dispuesto para efectuar una entrada helicoidal.

La entrada del ciclón requiere no ser de forma circular. Por cierto que, en la realización ilustrada, la entrada del ciclón es aproximadamente en forma de U. No obstante, es posible calcular un radio efectivo de la entrada del ciclón, tomando el área real de la sección transversal y suponiendo que de hecho es de forma circular. Por lo tanto, utilizando la fórmula área = \pi x radio^{2}, puede calcularse el radio efectivo de la entrada del ciclón. En la realización mostrada, el área real de la entrada del ciclón es de 180 mm^{2}, el cual proporciona un radio efectivo de 7,57 mm. La longitud de la trayectoria de flujo 142a, medida desde el punto del pasadizo 142 en el que el flujo de aire es dividido a la entrada del ciclón, es al menos cinco veces el radio efectivo de la entrada del ciclón. Se prefiere que la longitud de la trayectoria de flujo 142a sea al menos siete veces el radio efectivo de la entrada del ciclón. En la realización mostrada, la longitud de la trayectoria de flujo 142a es aproximadamente 68 mm, lo que supone aproximadamente 9 veces el radio efectivo de la entrada del ciclón.

Las dimensiones relativas descritas con anterioridad permiten que la reducción del área de la sección transversal de la trayectoria de flujo 142a sea gradual y que la proporción de la reducción sea sustancialmente constante. El resultado es que el flujo de aire que pasa a lo largo de la trayectoria de flujo 142a aumenta en cuanto a velocidad sin sufrir pérdidas excesivamente elevadas en el proceso.

En la realización, el área de la sección transversal de cada una de las trayectorias de flujo 142a, medida en el punto del pasadizo 142 en el que el flujo de aire se divide, es aproximadamente 985 mm^{2}. Si el área de la sección transversal de la entrada del ciclón es de 180 mm^{2}, entonces esto representa una reducción del área de la sección transversal de aproximadamente 80%. En otras realizaciones que no se han ilustrado aquí, la reducción puede ser algo menor de 80%, 70% y 60% que son reducciones aceptables del área. Por lo tanto, el área de la sección transversal de la entrada del ciclón puede estar entre el 60% y el 80% del área de la trayectoria de flujo 142ª en el punto del pasadizo 142 en el que se divide el flujo de aire.

Como se ha mencionado con anterioridad, el eje longitudinal 148 de cada ciclón aguas abajo 104 va inclinado hacia el eje longitudinal 150 de la unidad ciclónica aguas abajo 103. El extremo superior de cada ciclón aguas abajo 104 está más próximo al eje longitudinal 150 que el extremo inferior del mismo. En esta realización, el ángulo de inclinación del eje relevante 148 es esencialmente 7,5º.

Los extremos superiores de los ciclones aguas abajo 104 sobresalen en el interior del moldeado colector 120, tal como se ha mencionado con anterioridad. El interior del moldeado colector 120 define una cámara 152 con la que se comunican los extremos superiores de los ciclones aguas abajo 104. El moldeado colector 120 y las superficies de los ciclones aguas abajo 104 juntos definen un pasadizo 154 que se extiende axialmente, situado entre los ciclones aguas abajo 104, que comunica con el espacio colector 134 definido por la pared interior 132. De este modo es posible que la suciedad y el polvo que sale por los extremos más pequeños de los ciclones aguas abajo 104 pasen de la cámara 152 al espacio colector 134 a través del pasadizo 154.

Cada ciclón aguas abajo 104 tiene una salida de aire en forma de un buscador vortical 156. Cada buscador vortical 156 va situado en el centro del extremo mayor del respectivo ciclón aguas abajo 104, según la norma. En esta realización, un cuerpo central 158 va colocado en cada buscador vortical 156. Cada buscador vortical comunica con una cámara anular 160 la cual, a su vez, comunica con la abertura de salida 126.

El modo de funcionamiento del aparato descrito con anterioridad es el siguiente. El aire sucio (que es aire en el que son arrastrados suciedad y polvo) entra en el aparato de separación ciclónica 100 a través de la abertura de entrada 114. La disposición de la abertura de entrada 114 va esencialmente tangencial a la pared del depósito cilíndrico 106 lo que hace que el aire que entra siga un recorrido helicoidal alrededor del interior del depósito cilíndrico 106. Las partículas mayores de suciedad y polvo, junto con pelusa y otros residuos mayores, se depositen en el espacio colector 138 adyacente a la base 108 en virtud del efecto de fuerzas centrífugas que actúan sobre las partículas, según es bien conocido. El aire parcialmente limpio circula hacia adentro y hacia arriba lejos de la base 108, saliendo al ciclón aguas arriba 102 a través de la porción perforada 144 de la cubierta 140 y pasando hacia el interior del pasadizo de aire 142.

Una vez en el interior del pasadizo 142, el aire parcialmente limpio se desplaza hacia arriba paralelo al eje 150 y se divide en siete porciones de flujo de aire a medida que pasa por las aristas vivas 176 en los puntos más inferiores de los miembros de detención 170. Cada porción de flujo de aire individual pasa a continuación a lo largo de la respectiva trayectoria de flujo 142a. Al hacer esto, la porción de flujo de aire del área de la sección transversal se reduce en virtud del hecho de que el área de la sección transversal de la respectiva trayectoria de flujo 142a se reduce. La proporción de la reducción es gobernada por la forma y configuración de los miembros de detención 170 y, en el caso de la realización mostrada en los dibujos, la proporción de la reducción es sustancialmente constante, al menos mientras la porción del flujo de aire fluya a lo largo de la mayor parte de la longitud de la trayectoria de flujo 142a.

Dependiendo de la forma y configuración de la trayectoria de flujo 142a, la porción de flujo de aire se reduce en el área de la sección transversal en al menos un 60% entre el momento en que entra en la trayectoria de flujo 142a y la entrada al ciclón. En la realización mostrada, el porcentaje de reducción en el área de la sección transversal es aproximadamente de un 80%. Esto garantiza que la porción de flujo de aire este circulando a una velocidad relativamente alta a según sale de la trayectoria de flujo 142a y entra el ciclón 104 respectivo.

Cada porción de flujo de aire entra a uno de los ciclones aguas abajo 104 a través de la entrada respectiva 146. Tal como ha sido mencionado cono anterioridad, cada entrada 146 es una entrada en espiral que fuerza al aire de entrada a seguir una trayectoria helicoidal dentro del ciclón aguas abajo 104. La forma cónica del ciclón aguas abajo 104 origina además, separación ciclónica intensa que tiene lugar en el interior del ciclón 104 de tal manera que del flujo de aire principal son separadas partículas muy finas de suciedad y polvo. Las partículas de suciedad y polvo salen por el extremo más superior del respectivo ciclón aguas abajo 104 mientras que el aire limpio retorna al extremo inferior del ciclón aguas abajo 104 a lo largo del eje 148 del mismo y sale a través de un buscador vortical 156. El aire limpio pasa del buscador vortical 156 hacia el interior de la cámara anular 160 y desde allí a la abertura de salida 126. Entre tanto la suciedad y el polvo que ha sido separado del flujo de aire en el ciclón aguas abajo 104 cae de la cámara 152 a través del pasadizo 154 al espacio colector 134.

Cuando se desee vaciar el aparato de separación ciclónica 100, la base 108 puede ser liberada de manera abisagrada de la pared lateral del depósito cilíndrico 106 de tal manera que la suciedad y los residuos recogidos en los espacios colectores 134 y 138 puedan caer en un receptáculo apropiado. Según se ha explicado con anterioridad, el funcionamiento detallado del mecanismo de vaciado no forma parte de la presente invención y no serán descritos aquí con más detalle.

Se observará que la invención no requiere ser restringida a los detalles precisos de la realización descrita con anterioridad. Puede realizarse diversas alteraciones y variaciones sin salirse del ámbito de la invención. Por ejemplo, el número de ciclones aguas abajo 104 mostrado en la realización es de siete. No obstante, no hay limitación particular del número de ciclones que pueden ser provistos, o claro está, de su disposición mutua o con respecto al ciclón aguas arriba.

De este modo, los ciclones aguas abajo pueden variar en número y disposición. Además, la manera precisa en la que el flujo de aire se divide dentro del pasadizo no es crítica, aunque la reducción del área de la sección transversal de cada trayectoria del flujo es necesaria con objeto de lograr los propósitos de la invención. Se contempla que la invención pueda tener aplicación en otro campo distinto al de la industria de las aspiradoras.

Claims (23)

1. Aparato de separación ciclónica (100) que comprende una pluralidad de ciclones (104)), teniendo cada uno una entrada (146) y estando dispuestos paralelos entre ellos, y un pasadizo (142) dispuesto aguas arriba de los ciclones para transportar un flujo de aire a las entradas (146) de los ciclones (104) caracterizado en que, en el pasadizo (142) van provistos medios divisores (176) para dividir el flujo de aire dentro del pasadizo en cierto número de trayectorias de flujo, siendo el número de trayectorias de flujo igual al número de ciclones, y en que, el área de la sección transversal de cada trayectoria de flujo disminuye en la dirección del flujo a lo largo de la
misma.

2. aparato de separación ciclónica según lo reivindicado en la reivindicación 1, en el que cada trayectoria de flujo permanece separada del resto de las trayectorias de flujo entre el punto del pasadizo en el que se divide el flujo de aire y la entrada del ciclón respectivo.

3. Aparato de separación ciclónica según lo reivindicado en la reivindicación 2, en el que cada trayectoria de flujo es de la misma longitud que las trayectorias de flujo restantes entre el punto del pasadizo en el que se divide el flujo de aire y la entrada del ciclón respectivo.

4. Aparato de separación ciclónica según lo reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la longitud de cada trayectoria de flujo es al menos cinco veces el radio efectivo de la trayectoria de flujo a la entrada del ciclón
respectivo.

5. Aparato de separación ciclónica según lo reivindicado en la reivindicación 4, en el que la longitud de cada trayectoria de flujo es al menos siete veces el radio efectivo de la trayectoria de flujo a la entrada del ciclón respectivo.

6. aparato de separación ciclónica según lo reivindicado en la reivindicación 5, en el que la longitud de cada trayectoria de flujo es al menos nueve veces el radio efectivo de la trayectoria a la entrada del ciclón respectivo.

7. Aparato de separación ciclónica según lo reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el área de la sección transversal de cada trayectoria de flujo disminuye en una proporción sustancialmente constante a lo largo de la mayor parte de la longitud de la misma.

8. Aparato de separación ciclónica según lo reivindicado en la reivindicación 7, en el que el área de la sección trasversal de cada trayectoria de flujo a la entrada del ciclón respectivo no es mayor del 40% del área de la sección transversal de la trayectoria de flujo en el punto del pasadizo en el que se divide el flujo de aire.

9. Aparato de separación ciclónica según lo reivindicado en la reivindicación 8, en el que el área de la sección transversal de cada trayectoria de flujo a la entrada del ciclón respectivo no es mayor del 30% del área de la sección transversal de la trayectoria de flujo en el punto del pasadizo en el que se divide el flujo de aire.

10. Aparato de separación ciclónica según lo reivindicado en la reivindicación 9, en el que el área de la sección transversal a la entrada del ciclón respectivo no es mayor del 20% del área de la sección transversal de la trayectoria de flujo en el punto del pasadizo en el que se divide el flujo de aire.

11. Aparato de separación ciclónica según lo reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los medios divisores comprenden miembros de detención dispuestos en el
pasadizo.

12. Aparato de separación ciclónica según lo reivindicado en la reivindicación 11, en el que miembros de detención adyacentes se acercan uno al otro en la dirección del flujo a lo largo del pasadizo.

13. Aparato de separación ciclónica según lo reivindicado en la reivindicación 11 o 12, en el que cada miembro de detención incorpora un conducto de entrada al ciclón en o adyacente al extremo aguas abajo del mismo.

14. Aparato de separación ciclónica según lo reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el numero de ciclones y trayectorias de flujo es superior a cinco.

15. Aparato de separación ciclónica según lo reivindicado en la reivindicación 14, en el que el número de ciclones y trayectorias de flujo es siete.

16. Aparato de separación ciclónica según lo reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los ciclones van separados equiangularmente alrededor de un eje longitudinal del aparato de separación ciclónica.

17. Aparato de separación ciclónica según lo reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que un ciclón aguas arriba va dispuesto aguas arriba de los ciclones.

18. Aparato de separación ciclónica según lo reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes y que forma parte de una aspiradora.

19. Un método de accionamiento del aparato de separación ciclónica que comprende una pluralidad de ciclones, incluyendo cada uno una entrada y estando dispuestos paralelos entre ellos, y un pasadizo dispuesto aguas arriba de los ciclones, comprendiendo el método las etapas de:

(a) introducción de un flujo de aire cargado de suciedad en el pasadizo;

(b) División del flujo de aire cargado de suciedad en una pluralidad de porciones de flujo de aire; siendo el número de porciones de flujo de aire igual al número de ciclones; y

(c) Reducción del área de la sección transversal de cada una de las porciones de flujo de aire en la di-
rección del flujo de aire cargado de suciedad.

Un método según lo reivindicado en la reivindicación 19, en el que el área de la sección transversal de cada porción de flujo de aire se reduce en al menos un 60% antes de que el aire cargado de suciedad alcance la entrada del ciclón respectivo.

20. Un método según lo reivindicado en la reivindicación 20, en el que el área de la sección transversal de cada porción de flujo de aire se reduce en al menos un 70% antes de que el aire cargado de suciedad alcance la entrada del ciclón respectivo.

21. Un método según lo reivindicado en la reivindicación 21, en el que el área de la sección transversal de cada porción de flujo de aire se reduce en al menos un 80% antes de que el aire cargado de suciedad alcance la entrada del ciclón respectivo.

22. Un método según lo reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 19 a 22, en donde el área de la sección transversal de cada porción de
flujo de aire reduce en una proporción sustancialmente constante.

23. Un método según lo reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 19 a 23, en el que el aire cargado de suciedad se hace pasar a través del ciclón aguas arriba antes de hacerlo pasar por el pasadizo.