ES2276085T3 - Carcasa de filtro. - Google Patents

Abstract

Carcasa (60) de filtro que comprende una entrada para la recepción del flujo de aire, una cavidad para alojar un filtro (70), un filtro situado en dicha cavidad, un canal de aire que se extiende entre dicha entrada y dicha cavidad del filtro y al menos una aleta (65a, 65b, 65c) ubicada en dicho canal de aire, de modo que parta dicho canal de aire en una pluralidad de conductos (51, 52, 53) alargados separados, extendiéndose cada aleta (65a, 65b, 65c) hacia una superficie anterior del filtro (70), o contactando con la misma, de tal manera que cada conducto (51, 52, 53) comunica con una parte separada de la superficie anterior del filtro (70), en cuya carcasa dicho canal de aire se extiende por los conductos (51, 52, 53) en una dirección inclinada con respecto a dicha superficie anterior del filtro (70).

Description

Carcasa de filtro.

La presente invención concierne a una carcasa de filtro. En particular, pero no de manera exclusiva, la invención concierne a una carcasa de filtro para uso en un electrodoméstico, tal como una aspiradora.

Las aspiradoras han de separar la suciedad y el polvo de un flujo de aire. El aire cargado de suciedad y polvo se aspira hacia el interior del aparato ya sea a través de un cabezal limpiador que contacta con el suelo o mediante una boquilla conectada al extremo de un conjunto de manguera y vara. El aire sucio se introduce en una especie de aparato de separación que intenta separar la suciedad y el polvo del flujo de aire. Muchas aspiradoras aspiran o expulsan el aire sucio a través de una bolsa porosa para que así la suciedad y el polvo se queden retenidos en la bolsa mientras que el aire limpio se libera hacia la atmósfera. En otras aspiradoras, se emplean separadores ciclónicos o centrífugos para separar por centrifugación la suciedad y el polvo del flujo de aire (véase, por ejemplo, el documento EP 0 042 723). Sea cual sea el tipo de separador empleado, suele haber el riesgo de que una pequeña cantidad de polvo atraviese el separador y se conduzca a la unidad de ventilador y motor, que se usa para crear el flujo de aire a través de la aspiradora cuando está en funcionamiento. Además, como la mayoría de ventiladores para aspiradora están accionados por un motor con escobillas de carbón, tal como un motor serie de corriente alterna, dicho motor emite partículas de carbono que se transportan junto con el flujo de aire de escape.

En vista de ello, es común que un filtro se ubique detrás del motor y antes del punto en el que el aire se libera de la máquina. Un filtro de este tipo se suele denominar un filtro postmotor.

Los consumidores cada vez están más concienciados del problema de las emisiones, que puede ser particularmente problemático para la gente asmática. De este modo, los modelos de aspiradora más recientes están equipados con filtros que tienen una gran superficie de material de filtro, y dichos filtros suelen comprender diversos tipos de material de filtro y una almohadilla de espuma. Tales filtros son voluminosos y alojar dichos filtros en la aspiradora es bastante complicado. Una aspiradora llamada Dyson DC05, fabricada y comercializada por Dyson Limited, aloja un filtro postmotor circular por debajo de la cámara de recolección de suciedad. El aire circula hacia una primera cara del filtro, pasa por dicho filtro y se libera de la máquina a través de un conjunto de aberturas situadas en la cubierta de encima del filtro.

La patente US 5,961,677 muestra un filtro de escape de una aspiradora en el que el aire circula hacia el exterior de un conducto central, a través de una serie de aberturas formadas entre unas aletas angulares, antes de pasar por un espacio abierto hasta llegar a un filtro cilíndrico que rodea dicho conducto central.

En el documento EP-A-0 636 337 se describe otra carcasa de filtro conocida.

La presente invención tiene por objeto proporcionar una carcasa de filtro mejorada.

En consecuencia, la presente invención proporciona una carcasa de filtro que comprende una entrada para la recepción del flujo de aire, una cavidad para alojar un filtro, un filtro situado en dicha cavidad, un canal de aire que se extiende entre dicha entrada y dicha cavidad del filtro y al menos una aleta ubicada en dicho canal de aire, de modo que parta dicho canal de aire en una pluralidad de conductos alargados separados, extendiéndose cada aleta hacia una superficie anterior del filtro, o contactando con la misma, de tal manera que cada conducto comunica con una parte separada de la superficie anterior del filtro, en cuya carcasa dicho canal de aire se extiende por los conductos en una dirección inclinada con respecto a dicha superficie anterior del filtro.

Dichas aletas proporcionan la ventaja de que se distribuye de manera más uniforme el flujo de aire por la superficie del filtro cuando el aire de entrada dirigido al filtro sigue un camino que no es perpendicular a dicha superficie del filtro. Las aletas sirven para obligar al flujo de aire a distribuirse por la superficie del filtro de manera más uniforme. La ventaja de esto es que se puede alargar el período que transcurre entre los momentos en los que el usuario necesita reemplazar o limpiar el filtro. Asimismo, las aletas contribuyen a sostener el filtro y pueden aumentar la rigidez de la carcasa.

Esta disposición es particularmente efectiva cuando se restringe el espacio disponible justo antes del filtro y cuando el canal de aire no es simétrico con respecto a la entrada del propio canal de aire, es decir, cuando la entrada tiene su centro desplazado con respecto al canal de aire o la cámara. En este caso, las aletas satisfacen una función importante al reducir los remolinos del flujo de aire que, de lo contrario, podrían aumentar la presión inversa en la totalidad del sistema y/o provocar un desgaste indebido en la superficie del filtro.

Preferiblemente, las aletas tienen una forma no lineal en la dirección del flujo a través del canal de aire. Más preferiblemente, cada aleta tiene una forma arqueada a lo largo de toda su extensión. Esto sirve para reducir las emisiones acústicas de la máquina, ya que se hace que las ondas sonoras emitidas por el ventilador y/o motor reboten en dichas aletas, con lo que las aletas pueden absorber parte de la energía sonora.

Preferiblemente, el área total en sección transversal de la entrada para cada conducto es sustancialmente proporcional al área de la superficie anterior del filtro con la que comunica su conducto correspondiente. Ello fomenta la carga uniforme de polvo a lo largo del filtro.

Aunque la presente invención se describe en relación con una aspiradora cilíndrica (de tubo), es evidente que se puede aplicar a otros tipos de aspiradora, electrodomésticos o máquinas que utilizan filtros de algún tipo.

A continuación se describen unos ejemplos de realización de la invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es una vista en perspectiva de una aspiradora en la que se ejemplifica una carcasa de filtro según la invención;

las figuras 2 y 3 son vistas laterales de la aspiradora de la figura 1, que ilustran algunos de los componentes interiores de dicha aspiradora;

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

la figura 5 ilustra el chasis de la aspiradora y el conducto dirigido hacia la carcasa de filtro de la figura 4;

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

las figuras 7 y 8 ilustran el efecto de las aletas en la reducción de los remolinos en el flujo de aire;

las figuras 9 y 10 ilustran el efecto de la forma de las aletas en la carcasa de filtro de la figura 6, y

la figura 11 es una vista en planta de un ejemplo de realización alternativo de la parte inferior de la carcasa de filtro.

Las figuras 1 a 3 ilustran un ejemplo de una aspiradora 10 que constituye una realización de la presente invención. Dicha aspiradora 10 es de tipo cilíndrico o tubular y comprende un chasis 12 con ruedas 13, 15 para permitir el movimiento de dicho chasis 12 por una superficie que se ha de limpiar. Dicho chasis 12 sostiene una cámara 20 que sirve como separador de suciedad, polvo y otras impurezas del flujo del aire y como depósito para el material separado. Aunque aquí se muestra un separador ciclónico, el separador puede ser de cualquier forma, ya que dicha forma no es relevante para la invención. La cámara 20 se puede extraer del chasis 12 para que así el usuario pueda vaciar dicha cámara 20. Aunque no se muestra en aras de la claridad, una manguera se acopla a la entrada 14 de la aspiradora 10 y el usuario puede encajar una vara u otras boquillas en el extremo distal de la manguera para su uso en la limpieza de varias superficies.

Las figuras 2 y 3 ilustran algunos de los componentes interiores de la aspiradora 10 de la figura 1. La cámara 20 comunica con la entrada 14, a través de la que el flujo de aire puede entrar en la cámara de manera tangencial. Dicha cámara 20 tiene una cubierta 21 con orificios montada en el centro de la misma. La zona 22 exterior de la cubierta 21 constituye una primera etapa de separación ciclónica. Los orificios 23 de la cubierta 21 comunican con una segunda etapa de separación ciclónica que comprende un conjunto de separadores troncocónicos 25 dispuestos en paralelo. Las salidas de dichos separadores 25 que constituyen la segunda etapa están conectadas, a través de un conducto 29, a una carcasa de un filtro 30 premotor. Dicho filtro 30 promotor sirve para atrapar cualquier polvo fino o partículas microscópicas que no se han separado en las dos etapas de separación ciclónica 22, 25. El lado posterior del filtro 30 premotor comunica con un ventilador y con una carcasa 48 del motor. Dicha carcasa 48 aloja un impulsor 45 accionado por un motor 40. La salida de la carcasa 48 comunica, a través de una abertura 50, con una carcasa 60 de filtro. Dicha carcasa 60 de filtro aloja un filtro 70 postmotor que sirve para atrapar cualquier partícula que quede en el flujo de aire, así como las partículas de carbón que surgen del motor 40. La cara posterior de la carcasa de filtro 60 comunica con un tubo de escape 90 que comprende unos orificios 95 de salida en su extremo más lejano.

A continuación se describe la carcasa de filtro 60 en mayor detalle haciendo referencia a la figura 4. Dicha carcasa de 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. Dicha parte superior 62 encaja de manera desmontable en la parte inferior 61 mediante unos salientes 64 y un broche de presión 67. Naturalmente, se pueden utilizar otros tipos de sujeción. La parte inferior 61 define un canal de aire que comunica, en su extremo anterior, 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 ramificación 63 de salida que encaja herméticamente con el extremo inferior del conducto de escape 90.

En el canal de aire se encuentra una pluralidad de aletas 65a, 65b, 65c. Dos de dichas aletas 65a, 65b se extienden desde la abertura 50 y hacia el interior de la zona del canal de aire que es adyacente a la cavidad para recibir el filtro 70. En dicha zona, las aletas 65a, 65b se extienden desde la parte inferior 61 hacia la parte superior 62 de tal modo que sean adyacentes al filtro 70, o incluso contacten con el mismo. Una tercera aleta 65c se extiende desde la abertura 50 hacia la zona del canal de aire que es adyacente a la cavidad para recibir el filtro 70 pero termina inmediatamente antes de dicha zona. Entre las aletas 65a, 65b, 65c están formados tres conductos separados 51, 52, 53.

Las aletas 65a, 65b, 65c sirven para guiar el flujo de aire cuando pasa por la aspiradora 10 hacia y desde el filtro 70. Las aletas 65a, 65b, 65c se extienden desde la salida 50 de la carcasa 48 del motor a lo largo de la superficie inferior de la parte 61. Las aletas 65a, 65b continúan por debajo de la zona en la que está situado el filtro 70. Las aletas 65a, 65b, 65c tienen dos funciones: en primer lugar, sirven para distribuir el flujo de aire a través de la superficie del filtro 70 de manera razonablemente uniforme, y, en segundo lugar, su forma no lineal sirve para atenuar el ruido del impulsor 45. Haciendo referencia a la figura 5, las aletas 65a, 65b, 65c dividen la salida 50 en seis aberturas 51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b. En uso, esto provoca que el flujo de aire procedente del impulsor 45 se divida en seis flujos separados. Cada abertura 51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b forma una entrada hacia uno de los conductos 51, 52, 53. Cada conducto 51, 52, 53 comunica con una parte distinta y separada de la superficie del filtro 70. La altura de cada aleta 65a, 65b se escoge de tal manera que los extremos distales de las mismas queden adyacentes, y preferiblemente toquen, la superficie del filtro 70 cuando dicho filtro se encaja en la carcasa 60 de filtro. De este modo, cada conducto 51, 52, 53 comunica con una parte separada y distinta del filtro 70 para que el aire que circula por cada conducto 51, 52, 53 se limite a circular a través de su parte respectiva del filtro 70.

Haciendo referencia de nuevo a la figura 2, se puede apreciar que la superficie anterior del filtro 70 se sitúa, en uso, a un ángulo agudo (de aproximadamente 10º) con respecto al flujo de aire de entrada procedente de la carcasa 48 del motor. La división del flujo de aire en partes separadas de la manera que se acaba de describir contribuye a distribuir el flujo de aire de manera uniforme a través de la superficie del filtro 70, aunque la disposición del filtro 70 con respecto al flujo de aire de entrada no sea ideal para la distribución uniforme. Es particularmente ventajoso el hecho de que cada conducto 51, 52, 53 sirve a una parte de la superficie del filtro que está a una distancia distinta de la entrada 50, es decir, el conducto 51 sirve a la parte lejana del filtro 70, el conducto 52, a la parte intermedia, y el conducto 53, a la parte más cercana de la superficie del filtro 70.

La figura 6 ilustra la parte inferior 61 de la carcasa 60 de filtro en vista en planta. La flecha 85 indica el camino tomado por el flujo de aire a lo largo de una parte del conducto 52, mientras que la flecha 86 indica el camino tomado por las ondas sonoras. Debido a la forma de las aletas 65a, 65b, se puede observar que las ondas sonoras están obligadas a rebotar entre dichas aletas 65a, 65b en múltiples ocasiones o, como mínimo, proporcionan una obstrucción a las ondas sonoras que surgen de la carcasa 48 del motor. Las aletas 65a, 65b, 65c pueden estar moldeadas o formadas en una única pieza con la parte inferior 61 de la carcasa 60 de filtro, o bien pueden proporcionarse como parte separada de un conjunto que se sitúa dentro de la parte inferior 61 de la carcasa de filtro 60.

La aportación de las aletas 65a, 65b, 65c descrita anteriormente es también particularmente ventajosa porque la entrada 50 del flujo de aire tiene su centro desplazado con respecto a la carcasa 60 de filtro. La figura 7 ilustra el flujo de aire esperado sin la presencia de aletas de este tipo. El aire entra en la carcasa 60 de filtro y se arremolina alrededor de dicha carcasa. Dicho flujo de aire que se arremolina puede provocar más ruido y reducir la potencia de succión. La figura 8 ilustra el efecto de situar las aletas 65a, 65b dentro de la carcasa 60 de filtro. El aire que entra en la carcasa 60 de filtro es ahora incapaz de arremolinarse de manera perceptible.

La forma de las aletas 65a, 65b, 65c asegura una transición suave entre las direcciones y los cambios de sección, lo que contribuye a evitar desviaciones y turbulencias que incrementan el ruido y la presión inversa. Es particularmente deseable mantener al mínimo la presión inversa en una aspiradora, puesto que reduce la potencia de succión. Las figuras 9 y 10 ilustran el efecto del flujo desviado a base de contrastar un conducto de curva suave (figura 9) con un conducto de curva demasiado cerrada (figura 10).

La posición de las aletas 65a, 65b, 65c dentro de la abertura 50 de salida de la carcasa 48 del motor se escoge de tal modo que el área en sección transversal de la entrada a cada conducto 51, 52, 53 sea sustancialmente proporcional a la superficie de la parte de filtro a la que sirve dicho conducto. Esto ayuda a asegurar que el flujo de aire se distribuya de manera uniforme a través de 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 el flujo de aire dirigido hacia el filtro.

El filtro 70 se muestra aquí como un filtro plisado, en el que una caja cilíndrica de plástico aloja una estructura 72 plisada. En lugar de lo que se ha mostrado aquí, se pueden utilizar otros tipos de filtro, como por ejemplo un filtro de almohadilla de espuma simple. Preferiblemente, el filtro postmotor es un filtro de partículas de alta eficacia (filtro HEPA).

La figura 11 muestra una vista en planta de un ejemplo de realización alternativo de la parte inferior 61 de la carcasa 60 de filtro. En dicho ejemplo de realización, un conjunto de aletas 165a - 165e está colocado de manera distinta a la ilustrada en la figura 6. En este caso, las aletas 165a - 165e se extienden hacia fuera desde la abertura 50 de salida de la carcasa 48 del motor, hacia la cara más lejana de la parte inferior 61 de la carcasa 60 de filtro. Como antes, esta disposición de aletas divide la zona situada por debajo del filtro 70 en una pluralidad de conductos 151 - 156, comunicando cada conducto con una parte diferente de la superficie del filtro. Cada aleta tiene una forma no lineal, ondulada, lo que aumenta la probabilidad de que las ondas sonoras choquen con al menos una de las aletas. En uso, el flujo de aire de entrada se divide en una pluralidad de partes separadas, en las que cada parte circula a lo largo de un conducto respectivo. Como antes, la sección transversal de cada entrada es proporcional a la zona de filtro a la que sirve dicha entrada.

A continuación se describe el funcionamiento de la aspiradora. En uso, se aspira aire mediante el impulsor 45 accionado por motor hacia la entrada 14 de la aspiradora 10, a través de una boquilla para suelo cualquiera y de una manguera. El aire sucio pasa por las etapas de separación ciclónica 22, 25, durante las cuales se extraen la suciedad y el polvo del flujo de aire, de una manera bien documentada en otras fuentes. El aire circula desde la salida de los ciclones 25 por el conducto 29, a través del filtro 30 premotor y hacia el interior de la carcasa 48 del motor. Se emite aire de escape hacia la abertura 50 y allí se divide en seis partes mediante los bordes delanteros de las aletas 65a, 65b, 65c. Las partes divididas del flujo de aire circulan a lo largo de los tres conductos 51, 52, 53. Tal como se describe más arriba, las ondas acústicas rebotan a lo largo de los conductos 51, 52, 53 entre aletas opuestas 65a, 65b. A continuación, el flujo de aire procedente de los conductos 51, 52, 53 pasa por la parte del filtro 70 postmotor con el que comunica cada uno de los conductos 51, 52, 53 respectivos. Después de pasar por el filtro 70, el aire se introduce en la entrada del conducto 90 de escape. Parte del aire se expulsa hacia la atmósfera a través de los orificios 80 situados en la cara superior de la parte 62 de la carcasa de filtro (ver flechas 82, figura 3). El resto de aire circula por el conducto 90 de escape. A medida que el aire circula por el conducto de escape 90, decelera porque el conducto 90 de escape se ensancha en la dirección del flujo. Dicho aire se expulsa hacia la atmósfera a través de los orificios 95 (ver flechas 85, figura 3).

Claims (8)

1. Carcasa (60) de filtro que comprende una entrada para la recepción del flujo de aire, una cavidad para alojar un filtro (70), un filtro situado en dicha cavidad, un canal de aire que se extiende entre dicha entrada y dicha cavidad del filtro y al menos una aleta (65a, 65b, 65c) ubicada en dicho canal de aire, de modo que parta dicho canal de aire en una pluralidad de conductos (51, 52, 53) alargados separados, extendiéndose cada aleta (65a, 65b, 65c) hacia una superficie anterior del filtro (70), o contactando con la misma, de tal manera que cada conducto (51, 52, 53) comunica con una parte separada de la superficie anterior del filtro (70), en cuya carcasa dicho canal de aire se extiende por los conductos (51, 52, 53) en una dirección inclinada con respecto a dicha superficie anterior del filtro (70).

2. Carcasa de filtro según la reivindicación 1, en la que el canal de aire está inclinado a un ángulo de aproximadamente 10º con respecto a la superficie anterior del filtro.

3. Carcasa de filtro según la reivindicación 1 ó 2, en la que cada aleta tiene una forma no lineal en la dirección del flujo a través del canal de aire.

4. Carcasa de filtro según la reivindicación 3, en la que cada aleta tiene una forma arqueada a lo largo de toda su extensión.

5. Carcasa de filtro según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que al menos uno de los conductos tiene dos entradas separadas, comunicando ambas entradas con una fuente de flujo de aire.

6. Carcasa de filtro según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el área total en sección transversal de la entrada para cada conducto es sustancialmente proporcional al área de la superficie anterior del filtro con la que comunica su conducto correspondiente.

7. Electrodoméstico que comprende una entrada, una carcasa de filtro según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, un conjunto de escape y unos medios para generar una corriente de aire a través de dicho electrodoméstico desde la entrada hasta el conjunto de escape.

8. Electrodoméstico según la reivindicación 7, en forma de aspiradora, comprendiendo dicha aspiradora además unos medios para separar la suciedad y el polvo del flujo de aire.