Brevet FR2051818A1 — publié le 19710409

205181Ê1 la présente inveation a trait à tm aspirateur de poussière et elle vise plus particulièrement un groupe perfectionné de ventilateur aspirant et de moteur pour un tel appareil. Dans la fabrication de tels aspirateurs, il est courant d'u-5 tiliser des ventilateurs centrifuges ou à écoulement .radial pour assurer l'effet d'aspiration nécessaires L'air est introduit par une ouverture disposée au centre du rotor du ventilateur» XI est ensuite entraîné par celui-ci et refoulé vers l'extérieur sous l'effet de la force centrifuge suivant une direction générale cor— 10 respondant au sens de rotation du rotor, pour être évacué par une sortie extérieure. On a utilisé dans l'industrie pendant de nombreuses années des pompes du type dit "à turbine" ou "à tourbillons" (VORTEX) dans les applications exigeant de fortes dépressions sous des débits modérés. 15 Dans de tels appareils un liquide est généralement introduit à une certaine distance dû centre du rotor. Il est ensuite pris par les aubes de celui-ci et repoussé par effet centrifuge en direction de la périphérie d'un canal annulaire ou volute gui entoure les extrémités extérieures des aubes, puis est recyclé vers la base 20 de celles-ci. Ce recyclage, qui se répète à mesure que le fluide intéressé circule sur la périphérie du corps de la pompe, impartit à ce fluide une énergie toujours croissante pour augmenter ainsi sa pression statique. Par comparaison avec une pompe centrifuge de mêmes dimensions, un appareil du type "turbine" détermine une 25 pression statique plus forte. La présente invention utilise un ventilateur de.type "turbiné* dans un aspirateur électrique de poussière en vue d'aspirer l'air et non plus un liquide, et pour le faire fonctionner comme source de vide ou d'aspiration et non pas en générateur de pression sta-30 tique. Ces appareils de type turbine se sont révélés efficaces ; ils assurent un vide élevé. Toutefois on s'est heurté dans leur application au fait qu'ils produisent à l'échappement un courant d'air inadmissible. Conformément à l'une des caractéristiques de 1'invention, une 35 pièce entièrement venue de moulage constitue une fraction, notable d'une volute de pompage annulaire et de la carcasse du moteur é-lectrique du groupe. Une cloison, venue de moulage avec la pièce précitée, est disposée entre la volute du ventilateur et le logement du moteur électrique. Dans cette volute est monté à rotation 40 un rotor comprenant un moyeu solidaire d'un certain nombre d'au- BAO ORIGINAL 70 26504 2 2051818 "bes orientées radiale^ent.» La ^ol-rl-e airiulsire précitée comporte une chambre d8 entrée divergent a pour per^ao^tre à -l'air de s5 écouler librement vers le rotors puis tuie charibr-e d'accélération adjacente à la précédente en vue de détermiaer m écoulement en spira-5 le de l'air à l'intérieur de 15appareil pour- engendrer ainsi une pression statique élevée et par conséquent un vide .notable dans la chambre d'entrée «..Avec la volute aamilaire du ventilateur est venue de moulage une chambre de diffusion comportant une ouverture de sortie divergente en vue de réduire la violence du courant 10 d'air d'échappement» L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide de la description qui suit ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels description et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre indicatif. 15 Fig, 1 est une vue en perspective d'un aspirateur élec trique comportant application d'un groupe moto-ventilateur suivant l'invention» Fig. 2 est une coupe transversale partielle de la partie inférieure de l'aspirateur de fig. 1, certaines pièces étant ar-raehées pour permettre d'apercevoir les détails de construction. Fig. 3 est une vjie en élévation partielle par l'arrière de l8aspirateur de fig® 1, certaines pièces étant là encore arrachées pour la clarté du dessin*, Fig. 4 est une coupe suivant 4-4 (fig. 2) ; 25 Fig. 5 est une coupe transversale partielle du groupe moto-ventilateur suivant l'invention. Fig. 6 est une coupe suivant 6-6 (fig, 4). Fig. 7 est une coupe suivant 7-7 (fig» 6). Fig0 8 est une coupe transversale partielle du groupe 30 montrant comment l'air s'écoiie dans la volute du ventilateur. Fig® 9 est line vue en perspective de la pièce principale moulée, cette vue montrant la volute précitée. Fig. 10 est une autre vue en perspective de la pièce moulée ci-dessus, montrant le logement du moteur électrique. 35 Fig. 11 est ime vue en perspective partielle du rotor du ventilateur. En figq 1 on a représenté l'ensemble d'un aspirateur de poussière désigné par la référence générale 10 et qui comporte application du groupe moto-ventilateur perfectionné suivant l'invention. 40 Comme montré, un manche 12 est monté à articulation sur l'appareil bad ORIGINE 70 26504 3 2051818 pour permettre de le faire avancer et reculer sur le sol à nettoyer. L'appareil lui-même comprend une enveloppe 14 avec des parois avant, arrière et latérales respectivement désignées par les références 16, 18, 20 et 22, ces parois étant combinées avec un 5 fond horizontal 23 (fig. 2). Comme montré en fig. 2,1e groupe moto-ventilateur 24 est monté à l'intérieur de l'enveloppe de manière à obliger l'air à s'écouler à travers une ouverture d'entrée 26, à section rectangulaire divergente, puis dans un sac de filtrage 28 avant d'arriver au groupe 24 et de sortir de l'enveloppe 10 comme montré par les flèches. Ainsi qu'on peut le voir en fig. 2 il est possible de monter dans l'ouverture d'entrée 26 une brosse cylindrique 30 Comme montré plus particulièrement en fig. 4, le groupe 24 comprend un moteur électrique 25, lequel peut être à courant alternatif du type série, avec un induit 36, un collecteur 38 et des 20 balais 40 propres à assurer la liaison entre" l'alimentation, le collecteur et l'induit. Ce dernier est solidaire d'un arbre de sortie 42 sur lequel est monté un rotor de ventilateur 44. L'une des extrémités de l'arbre 42 sort du corps du ventilateur pour entraîner la courroie 32 qui commande la brosse cylindrique 30. 25 Conformément à l'invention, c'est un ventilateur 44 du type turbine qui est incorporé à l'aspirateur et qui est combiné au moteur électrique 25 de manière à réaliser ainsi un groupe ne nécessitant qu'un nombre minimal de pièces susceptibles d'être aisément fabriquées et assemblées les unes avec les autres. Ainsa^u'-30 on le voit plus particulièrement en fig. 9, l'organe le plus important du groupe suivant l'invention, est constitué par une pièce 46, directement venue de moulage, qui est prévue pour constituer une partie importante de la volute annulaire 48 du ventilateur et pour réaliser en même temps le logement 50 du moteur élec-35 trique. Cette pièce 46 est préférablement faite en une matière plastique susceptible d'être aisément moulée avec de nombreuses saillies orientées vers l'intérieur et vers l'extérieur à partir d'une partie centrale. En se référant à fig. 4, 9 e"t "M » 011 voit que la volute 48 40 du ventilateur peut être réalisée sur un côté de la pièce moulée, bad original 70 26504 4 2051818 tandis que fig. 10 montre qu'une partie importante au logement 50 du moteur électrique est état-lie sur l'autre côté de cette même pièce. Ainsi qu'on peut le voir plus particulièrement en fig. 4, la pièce 46 est solidaire par moulage d'une cloison 52 qui sépare 5 la volute de ventilateur 48 du logement 50 du moteur électrique, cette cloison comportant elle-même un bossage axial cylindrique 54 qui constitue une paroi intérieure radiale 55 propre à supporter un roulement 56 de l'arbre 42. Ce roulement est plus particulièrement visible en fig. 4 ; comme le montre cette figure, il 10 peut être retenu à l'intérieur du bossage 54 par un jonc fendu 58 ou de toute autre manière appropriée. Si l'on se réfère plus particulièrement à fig. 10, l'on peut voir que l'autre côté de la pièce moulée 46 constitue une fraction notable du logement du moteur électrique 25. La pièce 46 est soli-15 daire par moulage de cages supérieure et inférieure 60 et 62 propres à recevoir les balais 40 du moteur. Ces cages 60 et 62 s'étendent radialement à partir du bossage porte-palier 54 et elles se raccordent directement, d'une part à la cloison 52, d'autre part à la paroi extérieure 64 du logement 50 du moteur électrique. Com-20 me montré cette paroi 64 est de forme générale cylindrique pour recevoir le moteur 25. Ainsi que le montrent fig. 5 et 10, la pièce 46 comprend encore une chambre 66 propre à recevoir et à supporter un Interrupteur 68 destiné au moteur électrique. Cet interrupteur comprend 25 un boîtier 70 logé dans la chambre 66 et un bouton d'actionnement 72 qui traverse une ouverture 74 pratiquée dans la paroi extérieure 67 cLe cette chambre. Ainsi qu'on peut le voir plus particulièrement en fig. 5, des fils électriques appropriés 76 sont disposés dans la chambre 66 peur aller de l'interrupteur 68 aux balais 40 30 du moteur électrique 25. Grâce à cette disposition l'interrupteur 68 de l'aspirateur peut être aisément et commodément monté sur la pièce moulée 46 à proximité immédiate des balais 40 précités. Comme montré plus particulièrement fig. 4, il est prévu pour fermer l'extrémité gauche du moteur 25 un flasque 80 préférablement 35 établi en tôle métallique. Ce flasque est découpé de fentes appropriées 82 propres à permettre à l'air de circuler dans le moteur peur le refroidir. Ainsi qu'on peut le voir en fig. 10, .la pièce moulée 46 est solidaire de bossages 84 qui dépassent en direction de l'extérieur pour coopérer avec des ouvertures 86 établies dans 40 le flasque 20, par exemple par poinçonnage, de manière à centrer BAD ORIGINAL 70 26504 ' 2051818 celui-ci de fréon corrects et à l'assembler avec la paroi 64 for-saut logement du motevtr0 En eu-re il peut être prévu dans la pièce 46 des oreilles 85 solideires par moulage du logement 50 en vus de recevoir aes vis ou autres organes de liaison destinés à fixer 5 le flasque 80 ù ce logement. Corme on peut le voir en fig. 4, il est possible d'engager sur le flasque métallique 80 un filtre approprié 87 propre à filtrer l'air avant que celui-ci ne traverse les fentes 82. On décrira maintenant le ventilateur à turbine particulier 10 utilisé conformément à l'invention. Comme montré en fig. 4 et 11, ce ventilateur comprend un rotor 88 constitué par un moyeu 90, par un disque 92 qui s'étend radialsment à partir du moyeu 90, par un premier jeu d'aubes Ç-4 partant de l'une' des faces du disque 92, et par un second jeu. d'aubes 96 qui partent de la face oppo-15 sée. Fig. 11 indique que le jeu 94 correspondant à l'une des faces du disque 91 est disposé en quinconce par rapport au jeu 96 de l'autre face. Le rotor est préférablement fait en îTylon ou autre matière susceptible de supporter les fortes accélérations centrifuges qui 20 apparaissent lors du fonctionnement. Gon moyeu 90 comporte un alésage 100, de profil général cylindrique, propre à recevoir l'arbre 42, et il se fixe sur l'arbre par le moyen d'un ensemble de rondelle et d'écrou 102 (fig. 4). En se référant plus spécialement aux fig. 8, 9 et 4, on peut 25 voir que la circulation de l'air dans la volute 48 du ventilateur s'effectue de façon centrifuge en direction de l'extérieur à partir des extrémités des aubes du rotor et en direction de la paroi périphérique de la volute, cet air revenant radialement vers l'intérieur peur.aboutir à la hase des aubes 94 et 96. Il en résulte 30 que, pour assurer un écoulement régulier, cette volute 48, .qui est directement solidaire de la pièce moulée, est profilée à la façon générale d'un tore. Comme le montre fig. 4, la volute 48 se prolonge axialement vers la droite au-delà de l'extrémité des aubes 94. Il en résulte que, pour la compléter en'ce qui concerne les aubes 35 94 précitées et pour coopérer avec sa partie solidaire de la pièce moulée, on a fixé sur la face droite de cette dernière un. couvercle rapporté 104 fait en matière moulée. Ainsi qu'on peut le voir en fig. 4, la face interne 106 de ce couvercle 104 est profilée de manière à définir une partie de la volute. Le couvercle précité est 40 préférablement établi en une matière plastique à base de styrène BAD ORIGNAL 70 26504 6 2051818 ou autre, susceptible d'être aiséinerro-a la forme représentée, On fait venir de moulage avec le coiwercle des oreilles propres à recevoir des vis destinées à coopérer avec des oreilles réceptrices 108 (fige 9) solidaires de la partie 48 de la pièce mou-5 lée, en vue d'assurer la fixation du couvercle à la volute par le moyen de vis 110 (fige 2). Ainsi qu'on peut le noter en fig® 9» la cloison 52 est découpée d'une ouverture d'entrée d'air 112 à profil divergerxt. Grâce à cette disposition l'arrivée d'air à la volute 48 est disposée 10 de manière à ce que l'air aspiré refroidisse le moteur et que l'arrivée de cet air au rotor à turbine 88 s * effectue à 1s. façon voulue® L'air de refroidissement du noteur traverse les fentes 82, passe le long de l'induit 56, puis au droit des "balais 40 et du collecteur 38 pour arriver à la volute 48 à travers l'ouverture 15 112, Comme montré en fig» 2 et 7 il peut encore être prévu une autre entrée 114 dans le couvercle 104 pour assurer une arrivée d'air supplémentaire à la volute 48. On conçoit toutefois qu'on puisse désirer que le. totalité de l'air qui parvient à la volute s'écoule à travers le moteur pour refroidir celui-ci ; en pareil 2C cas l'on peut se dispenser de l'ouverture 114 du couvercle 104. On peut encore voir en fig. 2 et 7 que l'ouverture 114 est disposée substantiellement en face de l'ouverture 112 de la cloison 52. Airsi l'air provenant de l'une ou de l'autre des ouvertures 112 et 114 pénètre à l'intérieur de la volute dans la même zone angu-25 laire de celle-ci. Si l'on se réfère maintenant aux fig. 6, 7 e"fc 9, on peut y voir que la volute 48 comprend une chambre d'entrée 116 de relativement grandes dimensions qui permet à l'air d'accéder aux deux jeux d'aubes 94 et 96 à partir de l'ouverture 112, ou simultanément de 30 celle-ci et de l'ouverture 114, comme l'indiquent les flèches en fig. 7. Après avoir traversé la chambre d'entrée 116, l'air est mis en circulation à l'intérieur de la volute 48 dans une chambre d'accélération adjacente 118 (fig. 6). Fig. 6 et 8 permettent de voir que la section de cette chambre 118 est substantiellement 35 constante et qu'elle est moindre que celle de la chambre d'entrée d'air 116» Les extrémités des aubes 94 et 96 sont disposées relativement près de la paroi de la chambre d'accélération 118, -tandis que la largeur et le diamètre du rotor sont adaptés à l'espace libre disponible dans cette chambre, de sorte que l'air est proje-40 té en direction de l'extérieur contre les parois de la volute et BAD ORIGINAL 70 26504 7 2051818 est: aisément ramené vers la base des aubes avec une énergie cinétique croissante è mesure qu'on se déplace de la chambre d'entrée 116 en direction d'une cloison.déflectrice 120. Cessa e montre en fig. S, la cloison déflectrice 12C agit à la 5 façon d'un obturateur pour isoler efficacement l'entrée, d'air de la sone de refoulement du ventilateur, en empêchant ainsi la remise en circulation de cet air, sauf la petite quantité de celui-ci oui se trouve dans l'espace relativement peu important compris entre deux ou trois aubes successives 94 et 96. Fig. 9 et 3 montrent 10 plus particulièrement ou'une partie notable de la cloison déflectrice 120 est solidaire - de la pièce moulée 46 qui constitue la volute annulaire 48. Le reste de cette cloison est réalisé par le couvercle moulé 104. En se référant à fig. 6 on peut voir que la cloison déflec-15 trice 12'G coopère avec un prolongement 122 de la paroi extérieure de la chambre d * accélération 118 de ranière à déterminer un diffuseur 123 à section transversale croissante. Pour obtenir le rendement maximal, le. cloison 120, ue forme relativement plane, est disposée à peu près tangentiellement par rapport au rotor 88 au 20 point où elle se trouve le plus près des extrémités des aubes de ce dernier, c'est-à-aire au point de d'flexion. En outre et dans le même but, la paroi extérieure 122 du diffuseur 123 se raccorde régulièrement à la paroi extérieure 119 de la chambre d'accélération 118, son rayon allant en augmentant régulièrement. 25 Bien que le diffuseur 125 réduise sensiblement la vitesse du courant d'air sortant de la turbine, l'air qui débouche à son ouverture 124 à grand diamètre se présente scus la forme d'un jet tellement concentré qu'il petit se prolonger au delà de deux mètres. Il en résulte que si ce jet d'air est orienté au voisinage du man-30 che 12 de l'aspirateur, il peut être ressenti par l'usager de ce dernier, ce cui constitue un inconvénient. 3i l'on se réfère maintenant à fig. 3 or peut voir que le débouchél24 est dis];osé au voisinage de la paroi arrière verticale 18 de l'aspirateur. Il est donc nécessaire de prévoir dans cette paroi line ouverture 126 de 35 grandes dimensions de manière que l'air puisse s'écouler à l'extérieur sans être gêné. Toutefois pour dévier le courant d'air par rapport à l'usager, on prévoit préfératlement dans l'ouverture 126 un certain nor.tre de lames de persiennes 128. Comme montré ces lames sont orientées à un angle tel que le courant d'. ir sortant de 40 11 apv.arcil est renvoyé sur la gauche en fig. 3. On peut encore voir bad original 70 26504 8 2051818 dans cette figure que le débouché 124 du diffuseur 123 est disposé au voisinage immédiat du "bouton d'actionnement 72 de l'interrupteur. Grâce à cette disposition l'on peut aisément poinçonner dans la paroi arrière verticale 18 de l'aspirateur une ouverture 5 130 propre à recevoir le "bouton 72, en même temps qu'on réalise l'ouverttire 126 de sortie d'air avec les lames 128. La description qui précède montre "bien que l'invention permet d'incorporer à un aspirateur un ventilateur à turbine de type original à grand rendement, en utilisant à cet effet un nombre mi-10 nimal de pièces susceptible d'être aisément fabriquées et assemblées les unes aux autres. On comprend qu'un élément essentiel de la combinaison suivant l'invention est constitué par la pièce moulée 46 établie de manière à comporter différentes parties susceptibles de jouer une multitude de rôles différents. Cette pièce 15 réalise une frs.ction importante de la volute 48 du ventilateur et du logement 50 du moteur électrique. Les cages 60 destinées à recevoir les balais sont venues de moulage avec elle en même temps que le bossage 54 destiné à recevoir la palier de l'arbre et que la chambre 66 dans laquelle est monté l'interrupteur. En outre 20 cette pièce 46 comporte plusieurs oreilles et bossages 108, 85 et 84 destinés à recevoir des vis, de sorte que les autres parties du moteur électrique et du ventilateur peuvent lui être aisément fixées. On conçoit encore que le groupe moto-ventilateur pour aspirateur suivant l'invention comporte le diffuseur 123 qui amélio-25 re le rendement du ventilateur tout en diminuant l'énergie cinétique du courant d'air de sortie. En outre les lames 128 peuvent ê-tre aisément réalisées dans la paroi arrière de l'enveloppe de l'appareil pour dévier le courant d'air de sortie par rapport à l'usager. Tout cela est réalisé sans gêner substantiellement 1' '-cou-30 lerient de l'air à partir de l'appareil et sans nuire au rei " it du ventilateur aspirant à turbine. Gomme il va de soi, et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation 35 de ses diverses parties ayant été plus spécialement indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. BAD ORIGINAL 70 26504 9 2051818 —RSj2i:DIC;.TIOK3 - '1. Groupe moto-ventilateur pour aspirateur de poussière, caractérisé en ce qu'il compi'end une pièce venue directement de moulage qui constitue une partie notable de la volute du ventilateur 5 et du logement du moteur électrique en même temps qu'une cloison disposée entre ces deux; éléments, tandis que le rotor monté à rotation dans la volute comporte un moyeu solidaire d'un certain nombre d'aubes radiales, la volute comportant de son côté une chambre d'entrée divergente pour permettre à l'air de s'écouler 10 librerent vers l'une et l'autre face du rotor, une chambre d'accélération adjacente à la chambre d'entrée en vue de délimiter deux trajets en spirale pour l'air propulsé, et une chambre de diffusion à débouché divergent, dont une partie notable est venue de moulage avec la volute. 15 2. Groupe suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la .cloison est solidaire par moulage d'un bossage propre à recevoir un palier de l'arbre du groupe. 3. Groupe suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la cloison comporte par moulage une entrée d'air d'aspiration. 20 4. Groupe suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu' il comprend un couvercle moulé propre à constituer une paroi latérale dé la volute et de la chambre de diffusion. 3. Groupe suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le couvercle renferme également une entrée d'air venue de moulage 25 avec lui. 6. Groupe suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'à l'intérieur du logement de moteur sont venues de moulage des cages propres à recevoir des balais et qui s'étendent radialement à partir du bossage porte-palier en étant solidaires de la cloison et 30 de la paroi extérieure du logement précité. 7. Groupe suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre à interrupteur, solidaire du logement du moteur électrique, la paroi extérieure de cette chambre comportant une ouverture de manière à ce qu'elle puisse recevoir un interrup- 35 teur à organe d'actionnement dépassant à l'extérieur. 8. Groupe suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le débouché de la chambre de diffusion est directement prévu dans la pièce de moulage au voisinage immédiat de la chambre d'interrupteur. 40 9. Groupe suivant la revendication 1, caractérisé en ce que bAD ORIGINE 26504 10 2051818 la pièce moulée est solidaire d'oreilles propres à recevoir des vis, en ce que le couvercle de la volute est fixé à ces oreilles, et en ce que ce couvercle est disposé sur la pièce suivant un plan substantiellement parallèle et XcL cloison. 10. Groupe suivait la revendication 6, caractérisé en ce que le moteur électrique est du type à collecteur, les cages recevant des balais propres à porter contre ce collecteur disposé entre elles. 11. Groupe suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le logement du moteur est solidaire par moulage d'oreilles propres à recevoir des vis et auxquelles et fixé un flasque du moteur électrique. 12. Groupe suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'aspirateur comprend une enveloppe découpée d'une ouverture de sortie pourvue de lames de persieimes, cette ouverture étant disposée au voisinage immédiat du débouché de la chambre de diffusion pour dévier l'air par rapport à l'usager de l'aspirateur. BAD ORIGINAL.