ES2281233B1 - Colector de polvo de tipo ciclon y aspiradora que lo incorpora. - Google Patents
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Abstract
Colector de polvo de tipo ciclón y aspiradora que lo incorpora, presentando el colector un cuerpo de ciclón conformado para tener una parte superior relativamente ancha y una parte inferior relativamente estrecha y presentando un orificio de succión y un orificio de descarga, un elemento de rejilla unido a éste, un depósito de polvo unido al cuerpo de ciclón y un elemento de bloqueo para bloquear parcialmente el elemento de rejilla, desplazándose el aire succionado a través del orificio de succión en un recorrido radial cada vez más ancho desplazándose hacia arriba al orificio de descarga, incrementando la fuerza centrífuga sobre las partículas suspendidas mientras se desplazan hacia el orificio de descarga, presentando el cuerpo de ciclón una forma que impide que se genere un flujo turbulento, impidiendo el elemento de bloqueo que el polvo se una al elemento de rejilla antes de ser centrifugado, aumentando el rendimiento de éste.
Description
Colector de polvo de tipo ciclón y aspiradora
que lo incorpora.
La presente solicitud de patente reivindica la
prioridad de la solicitud de patente coreana n°
2004-66367 presentada el 23 de agosto de 2004 ante
la Oficina Coreana de la Propiedad Intelectual, cuyo contenido se
incorpora en su integridad a la presente memoria como
referencia.
La presente invención se refiere a una
aspiradora. Más particularmente, se refiere a un colector de polvo
de tipo ciclón y a una aspiradora que lo incorpora.
En general, un colector de polvo de tipo ciclón
en una aspiradora succiona aire cargado de polvo, forma una
turbulencia o corriente de aire ciclónica que separa polvo desde el
aire cargado de polvo mediante una fuerza centrífuga generada a
partir de la corriente de aire en turbulencia y recoge las
partículas de polvo separadas en un recipiente o bolsa para su
posterior disposición. En general, los colectores de polvo de tipo
ciclón no dejan discurrir el aire cargado de polvo a través de un
elemento de filtración de aire.
Las Figuras 1 y 2 son, respectivamente, una
vista en perspectiva y una vista en sección transversal de un
colector de polvo de tipo ciclón convencional de la técnica
anterior. Como se ilustra en los dibujos, el colector de polvo de
tipo ciclón comprende un cuerpo de ciclón 10, un orificio de
aspiración 11 para succionar aire, un orificio de descarga 12 para
descargar el aire separado del polvo, un elemento de rejilla 13
unido al orificio de descarga 12 y un depósito de polvo 14.
El orificio de aspiración 11 guía el aire
cargado de polvo succionado desde una superficie objeto de limpieza
hacia el interior del cuerpo de ciclón 10. Según se ilustra en la
Figura 2, el orificio de succión 11 está tangencialmente unido a una
circunferencia interior del cuerpo de ciclón 10. El aire succionado
forma una turbulencia, es decir, una corriente de aire ciclónica
que fluye a lo largo de la circunferencia interior del cuerpo de
ciclón 10, según se ilustra por una flecha en la Figura 2. Las
partículas de polvo que están en suspensión en el aire son
centrifugadas. Puesto que se genera una fuerza de aspiración por un
medio de vacuoaspiración (no ilustrado) en el elemento de rejilla
13, sin embargo, el aire extraído del orificio de succión 11 puede
dejar de generar la corriente de aire turbulenta antes de
descargarse a través del orificio de descarga 12. En tal caso, el
polvo centrifugado no puede recogerse en el depósito de polvo 14
sino que, por el contrario, se adhiere al elemento de rejilla 13
deteriorando así la fuerza de succión y reduciendo la eficacia del
colector de polvo de tipo ciclón.
Además, se puede generar, por numerosos motivos,
una turbulencia en el flujo de aire que puede generarse en el
colector de polvo de tipo ciclón. Los cambios de dirección del
flujo de aire y las colisiones de corrientes de aire son dos
factores que pueden debilitar el ciclón, es decir, reducen su
velocidad de rotación, disminuyendo así la fuerza centrífuga
ejercita sobre las partículas de polvo en suspensión. En particular,
puesto que el cuerpo de ciclón 10 presenta una forma
sustancialmente cilíndrica para suavizar el flujo de la corriente
de aire turbulenta, el aire succionado en el cuerpo de ciclón 10 a
través del orificio de succión 11 sufre un cambio brusco en su
recorrido, formando consecuentemente un flujo turbulento por su
propia inercia. Además, a medida que penetra en el colector de
polvo de tipo ciclón, el aire succionado a través del orificio de
succión 11 colisiona con la corriente de aire turbulenta formada en
el colector de polvo de tipo ciclón, haciendo así que se produzca
un flujo turbulento sobre todo en una zona S ilustrada como zona
rayada en la Figura 2.
Además, puesto que el flujo turbulento dispersa
el polvo ya centrifugado, disminuye la capacidad de recogida de
polvo. Un colector de polvo de tipo ciclón que evite los problemas
creados por los elementos de rejilla de la técnica anterior sería
una mejora de dicha técnica anterior.
Un aspecto de la presente invención es resolver
por lo menos los anteriores problemas y/o desventajas y
proporcionar por lo menos las ventajas que se describen a
continuación. En consecuencia, un aspecto de la presente invención
es un colector de polvo de tipo ciclón capaz de impedir que el
polvo ataque a un elemento de rejilla y restringiendo la generación
de un flujo turbulento en el colector de polvo de tipo ciclón.
Para poder conseguir los aspectos mencionados
anteriormente de la presente invención, se refiere a un colector de
polvo de tipo ciclón que comprende un cuerpo de ciclón conformado
para tener una parte superior relativamente ancha y una parte
inferior relativamente estrecha. El colector de polvo de tipo ciclón
comprende también un orificio de succión, un orificio de descarga,
un elemento de rejilla unido al orificio de descarga, un depósito
de polvo unido al cuerpo de ciclón y un elemento de bloqueo para
bloquear parcialmente el elemento de rejilla.
El cuerpo de ciclón presenta una superficie
superior con una parte embridada formada en la dirección del aire
succionado desde el orificio de succión y conificada desde la parte
embridada hacia su superficie inferior. La parte embridada comprende
el borde redondeado.
Para poder conseguir otro aspecto de la presente
invención, un cuerpo de ciclón conformado para tener una parte
superior relativamente ancha y una parte inferior relativamente
estrecha y comprendiendo un orificio de succión y un orificio de
descarga, un depósito de polvo unido al cuerpo de ciclón y un
elemento de bloqueo para bloquear parcialmente un elemento de
rejilla.
El elemento de bloqueo comprende una parte de
bloqueo que impide que el aire cargado de polvo fluya hacia un
elemento de rejilla y por lo menos una ventaja formada en el lado
opuesto de la parte de bloqueo esté expuesta al elemento de
rejilla.
La parte de bloqueo está provista frente a una
circunferencia interior del colector de polvo de tipo ciclón. La
circunferencia interior contigua al orificio de succión está
dimensionada, estructurada y dispuesta, de modo que el aire
succionado no fluya directamente hacia el elemento de rejilla.
Para poder conseguir otro aspecto de la presente
invención, está provista una aspiradora que comprende un cuerpo de
aspiradora que presenta un medio de succión por vacío, un cepillo de
succión montado en el cuerpo de la aspiradora para moverse a lo
largo de la superficie que se va a limpiar y un colector de polvo de
tipo ciclón de forma amovible montado en el cuerpo de la
aspiradora. Caracterizado porque el colector de polvo de tipo
ciclón comprende un colector de polvo de tipo ciclón conformado
para tener una parte superior relativamente ancha y una parte
inferior relativamente estrecha y comprendiendo un orificio de
succión y un orificio de descarga, un elemento de rejilla unido al
orificio de descarga y un depósito de polvo unido al cuerpo de
ciclón.
Para poder conseguir otro aspecto de la presente
invención, está provista una aspiradora que comprende un cuerpo de
aspiradora que presenta un medio de vacuoaspiración, un cepillo de
succión montado en el cuerpo de la aspiradora para moverse a lo
largo de la superficie que se va a limpiar un colector de polvo de
tipo ciclón de forma amovible montado en el cuerpo de la
aspiradora. Caracterizado porque el colector de polvo de tipo
ciclón comprende un colector de polvo de tipo ciclón conformado
para tener una parte superior relativamente ancha y una parte
inferior relativamente estrecha y comprendiendo un orificio de
succión y un orificio de descarga, un elemento de rejilla unido al
orificio de descarga, un depósito de polvo unido al cuerpo de
ciclón y un elemento de bloqueo para bloquear parcialmente el
elemento de rejilla.
En consecuencia, la parte embridada formada en
el cuerpo de ciclón permite la corriente de aire en el orificio de
succión para desplazarse en un movimiento radial más amplio y por
lo tanto, el flujo turbulento se puede restringir de su generación
mejorando así el rendimiento de recogida de polvo.
Además, mediante la existencia del elemento de
bloqueo, el polvo incluido en el aire no se adhiere al elemento de
rejilla antes de ser centrifugado y esto puede impedir el deterioro
del rendimiento de aspiración del elemento de rejilla.
Estos y otros aspectos, características y
ventajas de la presente invención se pondrán claramente de
manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada,
considerada con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 es una vista en perspectiva de un
colector de polvo de tipo ciclón convencional de la técnica
anterior;
La Figura 2 es una vista en sección transversal
del colector de polvo de tipo ciclón de la técnica anterior
ilustrado en la Figura 1;
La Figura 3 es una vista en perspectiva de una
aspiradora de tipo vertical que presenta un colector de polvo de
tipo ciclón según una realización de la presente invención;
La Figura 4 es una vista en perspectiva de un
colector de polvo de tipo ciclón según una realización de la
presente invención
La Figura 5 es una vista superior del colector
de polvo de tipo ciclón ilustrado en la Figura 4 y
La Figura 6 es una vista en perspectiva
explosionada de un colector de polvo de tipo ciclón según se
ilustra en la Figura 4.
A continuación, se describirán algunas
realizaciones preferidas de la presente invención, con mayor
detalle, haciendo referencia a las figuras de los dibujos
adjuntos.
En la siguiente memoria descriptiva, se utiliza
referencias numéricas de los dibujos para los mismos elementos en
diferentes dibujos. Las realizaciones descritas en la presente
memoria son solamente ejemplos y no están previstas para limitar el
alcance de la invención. En cambio, la invención descrita en la
presente se define mediante lo estipulado en las reivindicaciones
adjuntas. Además, no se describen con detalle algunas funciones o
estructuras bien conocidas, puesto que irían en detrimento de la
claridad expositiva de la invención reivindicada mencionar detalles
innecesarios.
La Figura 3 es una vista en perspectiva de una
aspiradora vertical provista de un colector de polvo de tipo ciclón
100 según una realización de la presente invención. La aspiradora
de tipo vertical comprende un cuerpo de aspiradora 1 que presenta un
medio de vacuoaspiración, tal como un ventilador impulsado por
motor (no ilustrado), un cepillo de succión 2 para aspirar el polvo
desde una superficie que se va a limpiar y el colector de polvo de
tipo ciclón 100 para separar el polvo del aire succionado. En la
realización preferida, el colector de polvo de tipo ciclón 100 está
de forma amovible montado en el cuerpo de aspiradora 1 de modo que
pueda retirarse del cuerpo de aspiradora 1, vaciarse y volverse a
instalar en dicho cuerpo de aspiradora 1. Puesto que el
funcionamiento de dicha aspiradora vertical es bien conocido, se
omitirán en la presente su descripción detallada en aras de la
brevedad.
Como se ilustra en la vista en perspectiva
explosionada del colector de polvo de tipo ciclón 100 ilustrado en
la Figura 5, la realización preferida del colector de polvo de tipo
ciclón 100 comprende un cuerpo de ciclón 101, un elemento de rejilla
130, un depósito de polvo 140 y un elemento de bloqueo 200. El
cuerpo de ciclón 101 comprende un orificio de succión 110 para
succionar aire cargado de polvo y un orificio de descarga 120 para
descargar aire limpio, a partir del cual ha sido separado el polvo
desde el aire contaminado con polvo y que en la presente se refiere
como un aire separado del polvo. El cuerpo de ciclón 101 está
conformado para presentar una parte superior que es más ancha que
una parte inferior.
Una superficie superior 102 de la parte superior
del cuerpo de ciclón 101 presenta una protuberancia en la presente
referida como una parte embridada 103 cuya forma se asemeja a un
conocimiento circular recto, truncado e invertido que se extiende
alejándose del eje central 2 del orificio de succión del cuerpo de
ciclón 110 y el orificio de descarga 120 en una dirección que es
sustancialmente paralela a las direcciones del flujo de aire a
través de orificio de succión 110 y del orificio de descarga. Un
borde 150 de la parte embridada 103 está redondeado para reducir las
pérdidas por fricción sostenidas por las corrientes de aire dentro
del cuerpo de ciclón 101. Una superficie inferior sustancialmente
circular 104 del cuerpo de ciclón 101 presenta una abertura
sustancialmente circular para el depósito de polvo 140 que se puede
montar de forma liberable. La parte embridada 103 está
preferentemente conificada hacia la superficie inferior 104 según
se ilustra en las Figuras 4 y 6.
Con referencia ahora a la Figura 6, un elemento
de rejilla 130 presenta una pluralidad de hendiduras o orificios
131, que actúan para filtrar las partículas que están en suspensión
en la corriente de aire del ciclón dentro del cuerpo de ciclón 101.
El aire fluye a través de los orificios del elemento de rejilla
131, hacia arriba al orificio de descarga 120 y como tal, el
elemento de rejilla 130 filtra de forma secundaria y descarga el
aire separado del polvo al exterior del colector de polvo de tipo
ciclón 100. Un elemento de bloqueo 200 impide que las partículas de
polvo ataquen por sí mismas al elemento de rejilla 130 antes de ser
separadas por la fuerza centrífuga. Como se ilustra en las Figuras 5
y 6, el elemento de bloqueo 200 comprende una parte de bloqueo 210
y una ventana 220.
Haciendo referencia a la Figura 6, la parte de
bloqueo 210 del elemento de bloqueo 200 impide que el polvo en el
orificio de succión del aire extraído fluya al elemento de rejilla
130 antes de ser centrifugado en el cuerpo de ciclón 101. Con esta
finalidad, la parte de bloqueo 210 está dimensionada, conformada y
dispuesta para bloquear las hendiduras 131 del elemento de rejilla
130, que está dispuesto bajo el orificio de succión 110. Mediante
la parte de bloqueo 210 que bloquea las hendiduras 131 en la
proximidad del orificio de succión 110, el aire succionado a través
del orificio de succión 110 es capaz de formar la corriente de aire
turbulenta en el cuerpo de ciclón 101 sin ser afectado por una
fuerza de succión generada en el elemento de rejilla 130.
Si la parte de bloqueo 210 presenta un área
superficial grande, puede disminuir la fuerza de aspiración,
deteriorando así el rendimiento de succión. Por lo tanto, el aire
superficial de la parte de bloqueo 210 está adecuadamente
configurada en consideración de la salida de un motor de vacío (no
ilustrado). Preferentemente, el aire superficial de la parte de
bloqueo 210 no excede del 50% de una superficie del elemento de
bloqueo 200.
Aun cuando la parte de bloqueo 210 se ilustre en
la Figura 6 como siendo redonda, la ventana 220 está formada en un
solo "lado" de la parte de bloqueo 210. El aire aspirado forma
una corriente de aire turbulenta dentro del cuerpo de ciclón 101 sin
resultar afectada por la fuerza de aspiración que existe en las
hendiduras 131 del elemento de rejilla 130, que está obstruido por
la superficie sólida de la parte de bloqueo 210. La corriente de
aire turbulento tiende, por lo tanto, a formarse completamente
alejada de la parte de bloqueo 210 y hacia la pared del cuerpo de
ciclón 101 permitiendo que se ejerza una mayor fuerza centrífuga
sobre las partículas de polvo en suspensión en el aire. Es decir,
una fuerza de succión formada en una parte expuesta del elemento de
rejilla 130 no afecta desfavorablemente a las corrientes de aire
turbulentas dentro del cuerpo de ciclón 101.
Por lo menos está provista una ventana 220, en
el elemento de bloqueo 200 a través de la cual puede circular aire
hacia el elemento de rejilla 130 y luego hacia el orificio de
descarga 120. Según se ilustra en la Figura 6, puede formarse una
pluralidad de ventanas 220, seccionadas por un elemento de nervadura
221.
En una realización alternativa que no se
ilustra, el elemento de bloqueo 200 se puede montar dentro del
elemento de rejilla 130.
En otra realización alternativa, el elemento de
rejilla 130 puede configurarse por sí mismo para funcionar como el
elemento de bloqueo 200. En dicha realización, un solo "lado"
del elemento de rejilla 130 está cerrado para funcionar como la
parte de bloqueo 210 mientras que el otro lado del elemento de
rejilla 130 presenta una pluralidad de hendiduras que funcionan
como las hendiduras 131.
En lo sucesivo, el funcionamiento del colector
de polvo de tipo ciclón 100, según una realización de la presente
invención se describirá con detalle haciendo referencia a los
dibujos adjuntos.
Según se ilustra con las flechas de dirección de
flujo de aire 152 de la Figura 5, cuando el aire se succiona a
través del orificio de succión 110, dicho aire genera una corriente
de aire turbulenta que circula a lo largo de la circunferencia
interior del cuerpo de ciclón 101. La corriente de aire turbulenta
centrifuga partículas de polvo en el aire succionado.
Según puede observarse en las Figuras 4, 5 y 6,
el orificio de succión 110 está situado debajo del orificio de
descarga 120 pero sustancialmente tangencial a la pared del cuerpo
de ciclón 101. Como puede observarse también en las Figuras 4, 5 y
6, la circunferencia del cuerpo de ciclón 101 se incrementa desde
el fondo del cuerpo de ciclón 101 a la parte superior del cuerpo de
ciclón 101. Dicho de otro modo, el aire que fluye hacia el interior
del cuerpo de ciclón 101 a través del orificio de succión 110
circula tangencialmente a la pared interior del cuerpo de ciclón 101
y en movimiento radial alrededor de la circunferencia del cuerpo de
ciclón 101.
A medida que el aire que fluye de forma radial
se desplaza hacia arriba en el cuerpo de ciclón 101 hacia el
orificio de descarga 120, el aire fluye a través de una
circunferencia creciente, mediante lo cual las partículas de aire en
suspensión experimentan una mayor fuerza centrífuga. Por lo tanto,
el flujo turbulento, causado a medida que el aire succionado
colisiona con la circunferencia interior del cuerpo de ciclón 101,
es menor que comparado con el colector de polvo de tipo ciclón
convencional caracterizado porque el flujo de aire cambia
bruscamente su recorrido cuando se forma la corriente de aire
turbulenta. Evitando el flujo turbulento en la forma anteriormente
descrita, se puede mejorar la velocidad de la corriente de aire
turbulenta y por lo tanto, se mejora el rendimiento de separación
del polvo. Además, puede evitarse la dispersión del polvo recogido.
Como resultado, el colector de polvo de tipo ciclón 100 puede
separar, de forma más eficiente, las partículas de polvo en
suspensión.
Según se ilustra en las Figuras 4 a 6, debido al
elemento de bloqueo 200 que presenta una forma sustancialmente
cilíndrica y una abertura parcial, provista para el elemento de
rejilla 130, el polvo incluido en el aire succionado no puede
penetrar directamente en el elemento de rejilla 130 sino que debe
"encontrar" la ventana 220 en la parte de bloqueo 210. Es
decir, puesto que la parte de bloqueo 210 del elemento de bloqueo
200 está provista contigua al orificio de succión 110, la fuerza de
aspiración formada en el elemento de rejilla 130 se impide que
afecte al aire succionado.
Por lo tanto, el aire aspirado a través del
orificio de succión 110 es así más capaz de generar la corriente de
aire turbulenta a lo largo de la circunferencia interior del cuerpo
de ciclón 101, que no presenta curvas bruscas, sin resultar influido
por la fuerza de aspiración. En consecuencia, solamente el aire
completamente centrifugado discurre a través de la ventana 220 y se
descarga al exterior del colector de polvo de tipo ciclón 100.
El colector de polvo de tipo ciclón 100
anteriormente configurado, es aplicable a una aspiradora de tipo
vertical, según se ilustra en la Figura 3. Sin embargo, se
apreciará que la adopción de dicho colector de polvo de tipo ciclón
100 no está limitada a la aspiradora de tipo vertical sino que
también puede emplearse en una aspiradora de tipo "canister"
(cartucho) así como también en todas las clases de sistemas de
filtrado de aire/gas.
Como puede apreciarse a partir de la anterior
memoria descriptiva, la parte embridada 103 formada en el cuerpo de
ciclón 101 permite que el aire succionado fluya suavemente hacia
arriba al orificio de descarga 120. La turbulencia en el cuerpo de
ciclón 101 se impide o reduce de esta manera. En consecuencia, la
separación de polvo en el cuerpo de ciclón 101 es mejorada. Además,
el elemento de bloqueo 200 impide que el polvo entre en contacto
por sí mismo con el elemento de rejilla 130 antes de ser
centrifugado. Por lo tanto, se mejora el rendimiento y la duración
del elemento de rejilla 130.
Aunque la invención ha sido ilustrada y descrita
con referencia a algunas de sus realizaciones, podrá deducirse por
los expertos en la materia que se pueden derivar varios cambios en
forma y detalles sin desviarse del espíritu y alcance de la
invención según se define por las reivindicaciones adjuntas.
Claims (6)
1. Colector de polvo de tipo ciclón,
caracterizado porque comprende:
un cuerpo de ciclón conformado para tener una
parte superior y una parte inferior, siendo dicha parte superior
más ancha que la parte inferior, presentando también dicho cuerpo
de ciclón un orificio de succión y un orificio de descarga,
un depósito de polvo unido al cuerpo de ciclón
en la proximidad de la parte inferior;
un elemento de rejilla dentro del cuerpo de
ciclón, estando dicho elemento de rejilla situado en el cuerpo de
ciclón y filtrando partículas del aire en el cuerpo de ciclón antes
de que salga al puerto de descarga; y
un elemento de bloqueo dentro de cuerpo de
ciclón para bloquear parcialmente el elemento de rejilla.
2. Colector de polvo de tipo ciclón según la
reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo de ciclón
presenta una superficie superior que comprende una parte embridada
formada en una dirección de aire succionado desde el orificio de
succión y está conificada desde la parte embridada hacia su
superficie inferior.
3. Colector de polvo de tipo ciclón según la
reivindicación 2, caracterizado porque la parte embridada
presenta un borde redondeado.
4. Colector de polvo de tipo ciclón según la
reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de
bloqueo comprende:
una parte de bloqueo que impide que un aire
cargado de polvo circule hacia el elemento de rejilla; y
por lo menos una ventana formada en posición
opuesta a la parte de bloqueo para exponer el elemento de
rejilla.
5. Colector de polvo de tipo ciclón según la
reivindicación 4, caracterizado porque la parte de bloqueo
está dispuesta enfrentada a una circunferencia interior del colector
de polvo de tipo ciclón, siendo la circunferencia exterior contigua
al orificio de succión.
6. Aspiradora, caracterizada porque
comprende:
un cuerpo de aspiradora que presenta una fuente
de vacío;
un cepillo de succión montado en el cuerpo de
aspiradora y operativamente acoplado a la fuente de vacío; y
un colector de polvo de tipo ciclón de forma
amovible montado en el cuerpo de aspiradora;
en la que el colector de polvo de tipo ciclón
comprende:
- \bullet
- un colector de polvo de tipo ciclón conformado para tener una parte superior relativamente ancha y una parte inferior relativamente estrecha y comprendiendo un orificio de succión y un orificio de descarga;
- \bullet
- un elemento de rejilla unido al orificio de descarga;
- \bullet
- un depósito de polvo unido al cuerpo de ciclón, y
- \bullet
- un elemento de bloqueo para bloquear parcialmente el elemento de rejilla.
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