Brevet FR2280350A1 — publié le 19760227

La présente invention concerne les aspirateurs, et plus par ticulièrement les aspirateurs brosseurs comprenant un chariot dans lequel sont montés un dispositif de brossage, un groupe d'aspiration destiné à aspirer les matériaux soulevés par le dispositif de brossage, et un dispositif de filtrage des matériaux aspirés. Dans les aspirateurs brosseurs classiques, le groupe d'aspi ration comprend un moteur entraidant une turbine et une brosse qui décolle les poussières. Celles-ci sont aspirées à travers un tube placé en amont de la tur bine d'aspiration et recueillies dans un sac situé soit en amont, soit en aval du groupe d'aspiration. Pour que les aspirateurs présentent une bonne efficacité d'as piration, il est nécessaire qu'ils assurent au flux d'air aspiré une vitesse impor tante au niveau du décollage de la poussière. Dans un aspirateur brosseur clas sique, le passage de ce flux d'air à travers un tube entrainedes pertes de char ges importantes qu'il faut compenser en créant une forte dépression obtenue en entraînant la turbine à vitesse élevée par un moteur électrique à collecteur, généralement un moteur universel. Or, ce type de moteur possède une durée de vie limitée par l'usure des charbons et du collecteur, et présente un prix élevé du fait de sa complexité de fabrication. La présente invention a pour but de-proposer un aspiratetir brosseur de conception nouvelle qui, pour une efficacité d'aspiration identique, ne présente pas les inconvénients des aspirateurs brosseurs classiques. Ce but est atteint avec un aspirateur brosseur comprenant un chariot équipé d'un dispositif de brossage, d'un groupe d'aspiration comportant une turbine centrifuge à axe vertical entraînée par un moteur et montée à l'intérieur d'une volute présèntant une ouverture d'admission des matériaux soulevés par le dispositif de brossage et un conduit d'échappement, et d'un dispositif de filtrage du mélange aspi ré monté à la sortie du conduit d'échappement, caractérisé en ce que l'ouverture d'admission est disposée) co-axialement à la turbine, en regard de la surface à traiter. L'invention sera décrite plus en détail dans la description qui va suivre de différents modes de réalisation, et en se référant aux dessins an nexés, surlesquels sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue schématique en coupe d'un premier mode de réalisation d'un aspirateur brosseur selon l'invention, - la Fig. 2 est une vue schématique en coupe d'un deuxième mode de réalisation d'aspirateur brosseur selon l'invention, - la Fig. 3 est une vue schématique en coupe d'un troisième mode de réalisation d'aspirateur brosseur selon l'invention. L'aspirateur brosseur représenté schématiquement à la Fig. 1 se présente sous la forme d'un chariot 1 comprenant un c arter 2 monté sur une paire de roues avant 3 et une paire de roues arrières 4, et sur lequel est articulé un manche de guidage 5. L'intérieur du carter 2 est cloisonné pour former une volute 6 en forme de spirale dans laquelle est montée rotative une turbine centrifuge 7 à axe vertical ayant un profil du type à réaction. La turbine 7 est calée sur l'arbre 8 d'un moteur électrique 9 fixé contre la paroi supérieure du carter 2. La paroi inférieure 10 du carter 2 est disposée à une faible hauteur au-dessus du sol 11, de 5 à 25 mm et de préférence 15 mm, et comporte, au droit de la partie centrale de la turbine 7, une large ouverture circulaire d'admission 12.La volute 6 se prolonge vers l'arrière par une conduite d'échappement 13 dont l'extrémité est raccordée de manière étanche à un sac de filtrage 14 entouré par un sac de protection 15. Une brosse rectiligne 16, fixe ou rotative et éventuellement réglable en hauteur, en contact avec le sol 11, est disposée diamétralement dans l'ouverture 12 au niveau de la paroi inférieure 10 du carter 2, parallèlement à l'axe des roues 3,4. L'aspirateur brosseur selon l'invention peut également comprendre une brosse rotative 17 disposée transversalement à l'avant du chariot 1 et entrafflée soit par les roues avant 3 par l'intermédiaire d'un dispositif à courroies, à galets flotteurs, ou autre, soit par le moteur 9 à l'aide d'une transmission, par exemple à courroie. Le moteur 9 est un moteur à vitesse relativement lente, un moteur asynchrone à 2 pôles (3000 t/mn) ou 4 pôles (1500 t/mn) étant particulièrement bien adapté en raison de sa fiabilité, de son coft modeste et de sa durée de vie élevée, au moins 10 fois supérieure à celle d'un moteur univer sel. La turbine 7 présente un grand diamètre et une hauteur élevée, comparativement aux turbines équipant les aspirateurs brosseurs classi ques, de minière à assurer un débit d'air important, et elle est disposée très près du sol 11 de façon à obtenir une vitesse d'air importante pour une efficacité d'aspiration équivalente à celle d'un aspirateur brosseur classique. Lorsque l'aspirateur brosseur se déplace sur un sol 11 pous siéreux,les poussières sont décollées par la brosse fixe 16 et éventuellement par la brosse rotative 17, et aspirées avec le flux d'air qui pénètre dans la volute 6 par Itouverture 12, le mélange poussiéreux étant dirigé par la conduite 13 vers le sac de filtrage 14. Ce sac de filtrage 14 est adapté de façon particulière pour répondre aux caractéristiques de l'appareil. En effet, comme l'ouverture 12 est relativement grande et la vitesse de la turbine 7 assez faible, la pression de fonctionnement de l'appareil est peu élevée alors que son débit d'air est très important.A la sortie de la volute 6, la section devient brusquement très importante et, malgré le débit d'air important, la vitesse moyenne sur les parois du sac de filtrage 14 tend à diminuer très rapidement. La pression dynamique étant très faible, le sac 14 est adapté pour avoir un coefficient de fuites élevé de manière à assurer un bon arrêt des poussières tout en évi- tant de créer des pertes de charges importantes qui nuiraient à l'efficacité d'aspiration. Le sac de protection 15 entoure le sac de filtrage 14 pour éviter des fuites de poussières lors de chocs extérieurs ou intérieurs sur le sac principal 14. Le mode de réalisation de la Fig. 2, analogue à celui de la Fig. 1, se différencie de ce dernier en ce que le moteur d'entrainement 20 de la turbine 21 est du type à rotor extérieur, la turbine étant directement fixée sur ce rotor. I1 en résulte, comme le fait apparaître la comparaison des Fig. 1 et 2, une rédue- tion sensible de l'encombrement en hauteur, qui facilite l'utilisation de l'appareil, par exempie,pourasser sous des meubles. Cette réduction de l'encombrement en hauteur est également obtenue avec un appareil conforme au troisième mode de réalisation illustré à la Fig. 3, dans lequel le moteur 30 est monté dans un carter 31, derrière la volute 32 dont la conduite d'échappement 33 contourne le moteur 30. Ce moteur 30 est à axe vertical comme la turbine 34, un dispositif de transmission constitué par une courroie 35 tendue horizontalement entre deux poulies 36 et 37, fixées respectivement sur les extrémités en saillie au-dessus de la volute 32 des arbres de turbine et de moteur, assurant l'entrafnement de la turbine 34 par le moteur 30. Le carter 31 de l'appareil comprend des ouvertures 38 à sa partie inférieure et 39 à sa partie supérieure, respectivement au-dessous et au-dessus du moteur 30, qui permettent, grâce à la dépression crée sous le carter 37 par la turbine 33, la circulation d'un flux d'air de refroidissement ascendant autour du moteur 30. La Fig. 3 montre que l'aspirateur brosseur selon l'invention peut également être appliqué au nettoyage de tapis ou moquettes. A cet effet, l'avant du carter est muni d'un réservoir 40 et d'un conduit 41 débouchant à l'avant de l'appareil, représentés en traits mixtes. Un produit de nettoyage est chargé dans le réservoir 40 et, en service, ce produit est déversé par le conduit 41 sur la surface à nettoyer qui est brossée par la brosse rotative 17. Les poussières et déchets sont ensuite aspirés par l'appareil au niveau de l'admission 12. A titre d'exemple, l'aspirateur brosseur selon l'invention peut être équipé d'un moteur asynchrone à 4 pôles d'une puissance d'environ 120 watts, et d'une turbine d'un diamètre de 240 mm pour un diamètre d'admission de 176mm, d'une hauteur de 65mm,disposée à peu près à 15 mm au-dessus du sol et entraidée à 1200 t/mn. Dans ces conditions, le débit maximal de l'appareil est de 6000 1/mon, la dépression maximale de 20 mm CE, et la vitesse d'air moyenne dans l'admission est de 4, 1 m/s alors que la vitesse d'air à la périphérie de l'admission est de 12 m/s. A titre de comparaison, un aspirateur brosseur classique équipé d'un moteur universel d'une puissance de 400 W entraînant la brosse aux environs de 6000-t/mn et la turbine aux environs de 15000 t/mn fournira en général un débit maximal de l'ordre de 2500 l/mn pour une dépression maximale de l'ordre de 500 mm CE et une vitesse d'air moyenne de 3, 5 m/s. Outre cette vitesse d'air à la périphérie de l'admission sensiblement plus importante que la vitesse d'air moyenne dans un aspirateur brosseur classique,l'aspiration brosseur selon l'invention présente d'autres avantages par rapport à ces derniers - un montage plus économique grâce à la simplicité de l'appareil, - un silence de fonctionnement du fait de la faible vitesse de rotation du moteur et de la turbine, - une faible consommation en regard de l'efficacité de dé poussiérage obtenue. En dehors des applications classiques au depoussiérage et au nettoyage de surfaces, l'appareil selon l'invention peut étre appliqué,par exemple, aux travaux de jardinage, tels que le ramassage de feuilles mortes ou de gazon coupé. On peut d'ailleurs envisager pour ces applications, ou d'autres, l'utilisation d'un moteur autre qu'électrique, par exemple un moteur à explosion, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. - - REVENDICATIONS - 1 - Aspirateur brosseur comprenant un chariot équipé d'un dispositif de brossage, d'un groupe d'aspiration comportant une turbine cen-rifiage à axe vertical entrarnée par un moteur et montée à l'intérieur d'une volute présentant une ouverture d'admission des matériaux soulevés par le dispositif de brossage et un conduit d'échappement, et d'un dispositif de filtrage du mélange aspiré monté à la sortie du conduit d'échappement, caractérisé en ce que l'ouverture d'admission (12) est disposée co-axialement à la hlrDknç (7;21;34), directement en retard de la surface (ii) à traiter. 2 - Aspirateur brosseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la volute (6; 32) est une volute en forme de spirale. 3 - Aspirateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif de brossage comprend une brosse rectiligne (16) disposée diamétralement dans l'ouverture d'admission (12), 4 - Aspirateur brosseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de brossage comprend une brosse rotative (17) disposée transversalement à l'avant du chariot (1). 5 - Aspirateur brosseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moteur (30) d'entrainement de la turbine (34) est monté dans le chariot (1) derrière la volute (32) et latéralement par rapport au conduit d'échappement (33), le moteur (30) et la turbine (34) comportant chacun un arbre vertical dont l'extrémité en saillie par rapport à la volute(32 ), du côté opposé à la surface à traiter(ii), est solidaire d'une poulie (37 > 36), une courroie de transmission (35) étant tendue horizontalement entre les poulies (36, 37). 6 - Aspirateur brosseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'ensemble formé par le moteur (30), les poulies (36, 37) et la courroie de transmission (35) est enfermée dans un carter (31) comportant, respective ment au-dessous et au-dessus du moteur (30),des ouvertures inférieures (38) et des ouverture s supérieures (39) permettant l'écoulement d'un flux d'air de refroidissement autour du moteur (30). 7 - Aspirateur brosseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de filtrage comprend un sac à pous sières (14) à très haute perméabilité. 8 - Aspirateur brosseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouverture d'admission (12)est disposée à une hauteur comprise entre 5 mm et 25mm au-dessus du plan de la surface de roulement (11) des roues (3,4) du chariot (1). 9 - Aspirateur brosseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur (9; 20; 30) d'entrathement de la turbine (7; 21; 34) est un moteur électrique asynchrone.