Brevet FR2279956A1 — publié le 19760220

La présente invention est relative aux aspirateurs d'air dans lesquels un corps de révolution fuselé ou caréné comporte une extrémité large qui délimite, par rapport aune surface adjacente, une fente annulaire et radiale a travers laquelle est émis un jet d'air comprimé qui, en s'écoulant le long du profil fuselé du corps, cré un effet dépressionnaire, ou effet COA'DA Sous leur forme connue, de tels appareils sont alimentés en air comprimé par une source extérieure, ce qui représente une sujétion dont la conséquence est que les aspirateurs à effet COANDA sont d'emploi limité. Pour rendre largement autonone un tel aspirateur et pour cn permettre ainsi une plus large utilisation, l'invention propose une disposition caracté- risée Qn ce que, à l'intérieur du corps, sont montés en ligne un moteur rotatif et un compresseur rotatif entraîné par le moteur, dont le refoulement est relié à la fente annulaire radiale. L'aspirateur ainsi réalisé ntest plus tributaire d'une fourniture extérieure d'air comprimé. Le moteur, qui est de préférence électrique, peut utiliser une énergie très largement disponible, en particulier dans les habitations. On peut même prévoir l'incorporation dans le corps caréné de piles capables de conférer à l'aspiration une autonomie totale. Le moteur électrique et le compresseur doivent présenter un encombrement radial réduit pour pouvoir être logés à l'intérieur du corps caréné, au bulbe. Les techniques modernes de miniaturisation utilisées -dans la construction électrique permettent de trouver facilement sur re marché un moteur répondant à la condition qui précède I1 n'en est pas de même en ce qui concerne le compres- seur. C'est pourquoi l'invention propose, pour résoudre ce problème, l'incorporation au bulbe d'un compresseur conforme à l'enseignement de la demande de brevet français n 74 25 311 .Ce compresseur comporte essentiellemt, selon son mode d'exécution préféré, deux chambres de tramail délimitées chacune par une demi-coquille cylindrique et par une membrane déformable contre laquelle est appliqué un piston qui constitue un corps cylindrique entourant concentriquement un noyau excentré formé sur arbre d; compresseur, les chambres de travail communiquant chacune avec deux canaux d'aspiration et de refoulement, respectivement. La fente radiale. est avantageusement réalisée au moyen dtun plateau rapporté sur la face terminale d'un flasque porte-clapets du compresseur et comportant un canal circulaire relié au refoulement, dont le flanc externe est espacé de la face terminale du flasque. Le carénage peut être formé partiellement par un profil approprié donné à la face externe de la paroi cylindrique du compresseur. Le corps caréné peut être monté dans l'axe et à l'intérieur d'un capotage cylindrique comportant des orifices d'entrée et de sortie pour l'air secondaire appelé, par effet COANDA, sous l'action de l'air comprimé refoulé à tra vers la fente annulaire et radiale. En outre l'air secondaire peut entre épuré par un filtre disposé dans le capotage, à l'amont, au droit ou à l'aval du bulbe. Une forme d'exécution du compresseur-objet de l'invention, ainsi qu'une forme d'exécution d'un aspirateur d'air utilisant ce compresseur, seront main tenant- décrites en référence au dessin annexé, auquel - la fig. 1 est une vue en coupe axiale d'un aspirateur d'air utilisant Iteffet COANDA, avec compresseur inc-orporé; - la fig. 2 est une vue en coupe axiale du compresseur utilisé dans l'as- pirateur de la fig. 1; - les fig. 3, 4, 5 sont des vues en coupe suivant les lignes 3-3, 4-4, 5-5 de la fig. 2, respectivement; - la fig. 6 est une vue éclatée des parties essentielles du compresseur. L'aspirateur d'air représenté à la fig. 1 comporte un capotage cylindrique 1 dans la partie avant duquel est supporté, par des bras radiaux 2, un corps 3 caréné en forme de bulbe fuselé dont la surface externe 4 est une surface de révolution profilée, coaxiale au capotage 1. A l'intérieur du bulbe 3, qui est en deux pièces assemblées, par des moyens non représentés, selon un plan de Joint diamétral 6, est monté vers l'avant un moteur électrique 7 dont l'arbre 8 est accâuplé en 9 avec l'arbre 11 d'un compresseur rotatif 12, qui définit avec le moteur 7 un groupe coaxial au bulbe 3. La pointe du bulbe 3 comporte une cavité 13 dans laquelle peuvent entre logées des piles alimentant le moteur 7.La partie arrière du capotage 3 comporte une grille cylindrique 14 en contact avec laquelle est disposée une masse filtrante annulaire 16 qui entoure une tubulure centrale 17 ouverte à ses deux extrémités et concentrique à un tube axial 18, à travers lequel est admis l'air alimentant, par l'intermédiaire de ltorifice 19, le compresseur 12 dont l'orifice de refoulement 21 communique avec une fente annulaire 22. Le jet d'air primaire émis par la fente 22 crée, en circulant le long du profil fuselé 4 du bulbe 3, un effet dépressionnaire puissant (effet COANDA) qui provoque un appel d'air secondaire à travers les orifices radiaux de la grille 14, la masse filtrante 16 et la tubulure 17, qui crée à l'intérieur du capotage 1 et autour du bulbe 3 un courant débouchant à travers l'extrémité ouverte 25 du capotage 1. Le- volume d'air secondaire peut hêtre de l'ordre de cent fois le volume d'air primaire. Le dispositif de la figure 1 constitue, grâce à la masse filtrante 16, un épurateur d'air particulièrement efficace et de faible encombrement radial. L'action d'épuration pourrait être renforcée par l'insertion dans le capotage 1, à l'aval du corps 3, d'un deuxième filtre. Un filtre unique pourrait également être prévu à l'aval, voire au droit du corps 3. Les figures 2 à 6 représentent un mode d'exécution préféré du compresseur 12 Le compresseur 12 comporte une carcasse fixe 102 formée de deux anneaux circulaires terminaux 103, réunis par deux longerons 104 à faces parallèles 106, 107, qui sont dispcsés diamétralement.Dans les deux anneaux 103 tourillonnent, par l'intermédiaire de roulements à billes 108, les portées cylindriques 109 d'un arbre 11 sur lequel est formé un noyau cylindrique excentré 112 qui supporte, par l'intermédiaire de deux roulements à billes 110, un piston annulaire cylindrique 113 concentrique au noyau excentré, qui est bloqué en rotation au moyen d'un ergot 115 fixé sur l'un des longerons 104 et engagé dans un trou lîsa du piston présentant un Jeu suffisant pour permettre les débattements radiaux du piston sous effet du mouvement de révolution du noyau excentré 112 autour de l'axe de l'arbre 11. Au contact du piston 113 sont appliquées deux membranes 114 qui, à l'état libre, ont une forme générale rectangulaire et qui sont serrées sur leurs bords au contact de la carcasse 102 par deux demi-coquilles semi-cylindriques 116 dont les extrémités et les bords longitudinaux coopèrent respectivement avecles anneaux terminaux 103 de la carcasse et avec les longerons 104 de cette dernière.Des boulons 118, engagés à travers des trous 119 espacés le long des bords longitudinaux des deux demi-coquilles 116, assurent l'assemblage des deux demi-coquilles avec les longerons 104 tout en traversant les bords correspondants des deux membranes 114, conjointement avec des vis 121 qui sont retenues dans des trous radiaux 122 des demi-coquilles respeetives, traversent les membranes et sont vissées dans les anneaux terminaux 103 de la carcasse. Entre chaque membrane 114 et la face interne cylindrique 123 de la demicoquille adjacente 116 est formée une chambre de travail 124, de volume variable, qui communique par des orifices radiaux 126 avec deux canaux axiaux 127, 128 prévus dans l'épaisseur de chaque demi-coquille et qui sont respeetivement un canal d'aspiration 'et un canal de refoulement, dont l'une des extrémités communique avec un canal radial 129 qui se prolonge axialement en 131 dansl'anneau terminal 103 de la carcasse pour déboucher dans des canaux axiaux d'aspiration 132 ou de refoulement 21, avec interposition de clapets 134, prévus dans un flasque d'extrémité 136 assemblé avec l'extrémité de la carcasse 1031 avec interposition d'une rondelle 137. Les clapets 134 sont d'un type classique comportant, à l'intérieur d'un boîtier 138 engagé dans un logement 139 du flasque, un obturateur 141 conJugué avec un orifice 142 et soumis à l'action d'un ressort 143. Sur' le flasque 136 est rapporté un plateau 144 formant couvercle, compor tant orifice axial lu communiquant avec les canaux d'aspiration 132, ainsi qu'urbi canal circulaire périphérique 147 qui, d'une part communique avec les canaux de refoulement 21, et d'autre part délimite, par son flanc externe 148 espacé de la face terminale 150 du flasque 136, une fente radiale continue 22 par où s'échappe l'air refculé. A l'extrémité opposée au flasque porte-clapets 136 est également prévu un flasque 151 fixé au moyen de vis 152 dans l'anneau terminal 103 correspondant de la carcasse. La carcasse 102, les demi-coquilles 116, le piston 113, et les flasques 136, 151,sont avantageusement en matière plastique. Dans la position représentée aux figures 1 à 4 le volume de la chambre de travail inférieur 124 est minimal eut correspond à la fin du refoulement tandis que le volume de la chambre de travail supérieure est maximal et correspond à la fin de l'aspiration. Pour compenser le balourd, que constitue sur l'arbre rotatif 11 le noyau excentré 112, unecu plusieurs masselottes d'équilibrage 120 sont fixées sur ce noyau, dans la cavité interne lî3a du piston annulaire 113. La surface externe des demi-coquilles 116 du compresseur peut, bien entendu, se confondre totalement ou partiellement avec la surface externe 4 du corps fuselé 3. - R-VENDICATIONS - 1 - Aspirateur d'air, dans lequel un corps de révolution fuselé ou caréné comporte une extrémité large qui délimite, par rapport à une surface adjacente, une fente annulaire et radiale à travers laquelle est émis un jet d'air comprimé qui, en s'écoulant le long du profil fuselé du corps, crée un effet dépressionnaire, ou effet COANDA, caractérisé en ce que, à l'intérieur du corps (3), sont montés en ligne un moteur rotatif (7) et un compresseur (12) entraîné par le moteur, dont le refoulement (23) est relié à la fente annulaire radiale (22). 2 - Aspirateur suivant la revendication I, caractérisé en ce que le moteur est un moteur électrique. 3 - Aspirateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le moteur est mQ par des piles contenues dans une cavité (13) du corps caréné. 4 - Aspirateur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le compresseur comporte au moins une chambre de travail (124), délimitée par une paroi externe de forme générale cylindrique, et par une membrane déformable contre laquelle est appliqué un piston qui constitue un corps cylindrique excentré par rapport à Italede rotation d'un arbre (11) sur lequel le piston est porté ou formé. 5 - Aspirateur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le piston est constitué par un corps tubulaire (113) non tournant, qui entoure concentriquement un noyau cylindrique excentré (112) fixé ou formé sur l'arbre (11). 6 - Aspirateur suivant l'une des révendications 4 et 5, caractérisé en ce que la paroi cylindrique externe (116) comporte au moins une paire de canaux axiaux (127, 128) respectivement d'aspiration et de refoulement, qui communiquent avec la.ehambre de travail (124). 7 - Aspirateur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les canaux axiaux (I27, 128) sont reliés respectivement à un clapet d'aspiration (134) et à un clapet de refoulement (134), ces clapets étant disposés en retrait vers l'intérieur par rapport aux canaux axiaux. 8 - Aspirateur suivant l'une des revendications 4 à 7, caractérisé par deux chambres de travail (124) définies chacune par une demi-coquille cylindrique (116) et par une membrane distincte (114). 9 - Aspirateur suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les deux demi-coquilles (116) sont assemblées avec une carcasse (102) comprenant deux anneaux terminaux (103) et deux longerons diamétraux (104) qui réunissent les anneaux. 10 - Aspirateur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les bords des deux membranes (114) sont serrées par les demi-coquilles respectives (116) au contact des anneaux (103) et des longerons (lu4). 11 - Aspirateur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'arbre rotatif (11) tourillonne dans les anneaux terminaux (105) de la carcasse (102). 12 - Aspirateur suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'un flasque (136) contenant deux paires de clapets associées aux chambres de travail respectives (124) est assemblé avec l'un des anneaux terminaux (103) de la carcasse (102). 13 - Aspirateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la fente annulaire radiale (22) est formée entre une face terminale (150) du compresseur et le flanc externe d'un canal circulaire de refoulement (147) prévu dans un plateau ou couvercle (144) rapporté sur la face (150). 14 - Aspirateur suivant les revendications 12 et 13, caractérisé en ce que la face terminale (150) appartient au flasque porte-clapets (136). 15 - Aspirateur suivant l'une des rèvendications 1 à 14, caractérisé en ce que le corps caréné (3) est monté dans l'axe et à l'intérieur d'un capotage tubulaire (1) comportant des orifices d'entrée (14) et de sortie (23) pour l'air secondaire appelé par l'air primaire sortant de la fente annulaire radiale (22) et s'écoulant le long de la surface externe (4) du corps (3). 16 - Aspirateur suivant la revendication 15, caractérisé par au moins un filtre (16) que traverse l'air secondaire. 17 - Aspirateur suivant la revendication 16, caractérisé en ce qu'un filtre (16) est monté à l'amont du corps (3) dans le capotage (1) ou dans un prolongement (14) de ce dernier. 18 - Aspirateur suivant l'une des revendications 16 et 17, caractérisé en ce qu'un filtre est monté à l'aval du corps (3) dans le capotage (1) ou dans un prolongement de ce dernier.