Brevet FR2868933A1 — publié le 20051021

La présente invention concerne d'une façon générale un appareil de type cyclone dépoussiéreur, et plus particulièrement un appareil de type cyclone dépoussiéreur pour un aspirateur, qui présente des caractéristiques améliorées de taille, de masse et d'efficacité d'aspiration initiale. Les aspirateurs qui utilisent un sac à poussière sont souvent gênants du fait de la nécessité de remplacer fréquemment le sac à poussière. C'est pourquoi on a introduit les aspirateurs comportant un appareil de type cyclone dépoussiéreur car ces dispositifs sont recyclables une fois la poussière collectée, par recours à une force centrifuge puis par élimination de la poussière collectée. Cependant, les aspirateurs de type à cyclone occupent un volume relativement important par rapport à des aspirateurs conventionnels utilisant un sac à poussière, et augmentent ainsi leur masse. De plus, les aspirateurs de type à cyclone fonctionnent en faisant circuler un courant d'air dans un cyclone pour générer une force centrifuge. Comme le courant d'air est généré par le moteur d'aspiration, il s'ensuit inévitablement une perte de force d'entraînement du moteur. Par conséquent, si une source de création de vide est utilisée simultanément pour générer une force d'entraînement du courant d'air dans une chambre du cyclone dépoussiéreur et pour générer la force d'aspiration permettant d'aspirer l'air dans l'aspirateur, la force d'aspiration initiale de l'appareil de type cyclone dépoussiéreur est réduite en comparaison avec un appareil collecteur de poussière qui utilise un sac à poussière. Un aspect de la présente invention consiste à résoudre au moins les problèmes et/ou inconvénients susmentionnés et à fournir au moins les avantages décrits par la suite. En conséquence, un aspect de la présente invention consiste à fournir un appareil de type cyclone dépoussiéreur amélioré, qui soit capable de collecter séparément les petites et les grosses particules de poussière, qui soit de taille compact et qui soit léger. Pour parvenir aux aspects précédemment décrits de la présente invention, on propose un appareil de type cyclone dépoussiéreur, comprenant: - un orifice d'air aspiré, - une première chambre collectrice de poussière destinée à collecter des particules de poussière relativement grandes provenant d'un air chargé en poussière aspiré par l'orifice d'air aspiré, - une seconde chambre collectrice de poussière destinée à collecter des particules de poussière relativement petites provenant de l'air qui a traversé la première chambre collectrice de poussière, - une partie de génération cyclonique s'étendant entre les première et seconde chambres collectrices de poussière pour permettre une communication fluidique entre les deux, - un ensemble de séparation des poussières, formé dans la partie de génération cyclonique et configuré de façon à entrer en collision avec la poussière aspirée par l'orifice d'air aspiré et à générer un courant d'air cyclonique dans la seconde chambre collectrice de poussière, et - un tube d'évacuation d'air disposé dans la partie de génération cyclonique et espacé de l'ensemble de séparation des poussières. Suivant d'autres caractéristiques de cet appareil, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles: - la partie de génération cyclonique présente essentiellement une configuration cylindrique ayant, à une extrémité, une entrée d'air cyclonique s'étendant dans la première chambre collectrice de poussière, et, à son autre extrémité, une sortie d'air cyclonique s'étendant dans la seconde chambre collectrice de poussière, les extrémités générant le cyclone ayant essentiellement le même diamètre; - la partie de génération cyclonique est disposée de façon telle qu'une extrémité de celle-ci s'étend dans la première chambre collectrice de poussière sur une distance supérieure à l'extrémité opposée de celle-ci qui s'étend dans la seconde chambre collectrice de poussière; - l'ensemble de séparation des poussières comprend en outre: - un premier séparateur de poussière aligné de façon coaxiale avec respectivement l'orifice d'air aspiré, la partie de génération cyclonique et le tube d'évacuation d'air, et - un second séparateur de poussière ayant deux extrémités et étant attaché, à une extrémité, au premier séparateur de poussière et, à l'autre extrémité, à une périphérie interne de la partie de génération cyclonique, formé et configuré pour générer un courant d'air cyclonique au sein de la partie de génération cyclonique; - le premier séparateur de poussière comprend: une projection faisant saillie vers l'orifice d'air aspiré et ayant globalement la forme d'un cône, et - une ouverture formée sur le côté opposé à 30 la projection, l'ouverture ayant essentiellement le même diamètre que le tube d'évacuation d'air - le second séparateur de poussière comprend plusieurs pales disposées de façon radiale par rapport au premier séparateur de poussière; - la partie de génération cyclonique est espacée d'une paroi latérale de la seconde chambre collectrice de poussière, selon un espace prédéterminé compris entre environ 8 et 12 mm; - les première et seconde chambres collectrices de poussière ont un fond ouvrable défini par un élément de porte à charnière permettant une élimination aisée de la poussière collectée à l'intérieur des chambres. Selon un autre aspect de la présente invention, on 10 propose un aspirateur comportant un appareil de type cyclone dépoussiéreur tel que défini ci-dessus, une brosse d'aspiration destinée à aspirer la poussière entraînée dans un courant d'air depuis une surface en cours de nettoyage et connectée à l'orifice d'air aspiré de l'appareil par un 15 élément formant un chemin, ainsi qu'une partie d'entraînement connectée au tube d'évacuation d'air de l'appareil pour générer une force d'aspiration. Autrement dit, l'invention a également pour objet un aspirateur comprenant. - une brosse d'aspiration destinée à aspirer la poussière entraînée dans un courant d'air depuis une surface en cours de nettoyage, - un orifice d'air aspiré connecté à la brosse d'aspiration par un élément formant un chemin, - une première chambre collectrice de poussière destinée à collecter des particules de poussière relativement grandes provenant de l'air chargé en poussière aspiré par l'orifice d'air aspiré, - une seconde chambre collectrice de poussière 30 destinée à collecter des particules de poussière relativement petites provenant de l'air qui a traversé la première chambre collectrice de poussière, - une partie de génération cyclonique s'étendant à travers les première et seconde chambres collectrices de 25 poussière pour permettre une communication fluidique entre les deux, - un ensemble de séparation des poussières formé dans la partie de génération cyclonique et configuré de façon à entrer en collision avec la poussière aspirée par l'orifice d'air aspiré et à générer un courant d'air cyclonique dans la seconde chambre collectrice de poussière, - un tube d'évacuation d'air espacé de l'ensemble 10 de séparation des poussières, et - une partie d'entraînement connectée au tube d'évacuation d'air pour générer une force d'aspiration. Les aspects précédents et d'autres caractéristiques de la présente invention deviendront plus évidents lors de la description détaillée des modes de réalisation de la présente invention, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un appareil de type cyclone dépoussiéreur selon un mode de 20 réalisation de la présente invention; - la figure 2 est une coupe de l'appareil de type cyclone dépoussiéreur de la figure 1, prise approximativement le long de la ligne II-II; - la figure 3 est une vue de dessus, 25 partiellement en coupe, de l'invention représentée à la figure 1; - la figure 4 est une coupe de l'invention présentée à la figure 3, prise approximativement le long de la ligne IV-IV; et - la figure 5 est une vue en perspective, partiellement éclatée, d'un aspirateur utilisant l'appareil de type cyclone dépoussiéreur selon la présente invention. On décrit par la suite dans le détail un mode de réalisation de la présente invention en faisant référence aux dessins annexés. Dans la description suivante, des numéros de référence de dessin identiques sont utilisés pour désigner des éléments identiques ou similaires repris sur différents dessins. Les éléments définis dans la description détaillée, comme la construction et le fonctionnement des éléments, sont uniquement donnés pour aider à comprendre l'invention. Ainsi, il est évident que l'enseignement de la présente invention peut être mis en uvre sans utiliser spécifiquement certains de ces éléments définis. De même, les fonctions ou constructions bien connues ne sont pas décrites dans le détail, car elles gêneraient la description de l'invention par des détails inutiles. La figure 1 est une vue en perspective d'un appareil 100 de type cyclone dépoussiéreur selon un mode de réalisation de la présente invention. Comme représenté à la figure 1, l'appareil de type cyclone dépoussiéreur 100 comporte un orifice 110 d'air aspiré (représenté en pointillés), une première chambre collectrice de poussière 120, une seconde chambre collectrice de poussière 130, une partie 140 de génération de cyclone (représentée en pointillés), un ensemble 150 de séparation des poussières (non visible à la figure 1) et un tube 160 d'évacuation d'air. L'orifice d'air aspiré 110 aspire l'air chargé en poussières depuis une surface qui est nettoyée, vers l'appareil de type cyclone dépoussiéreur 100. La première chambre collectrice de poussière 120 est connectée à l'orifice 110 d'entrée des poussières et est utilisée pour séparer et collecter des particules de poussière relativement grandes de l'air aspiré. La seconde chambre collectrice de poussière 130 est disposée en aval de la première chambre collectrice de poussière 120, et est séparée de celle- ci par une cloison 121. La seconde chambre collectrice de poussière 130 est utilisée pour collecter des particules de poussière relativement petites, qui sont séparées par une force centrifuge générée par un courant d'air cyclonique généré dans la partie de génération cyclonique 140. En faisant maintenant référence aux figures 2 à 4, la partie de génération cyclonique 140 est formée pour s'étendre à travers la première et la seconde chambres collectrices de poussière 120 et 130 et pour permettre une communication fluidique entre ces deux chambres. La partie de génération cyclonique 140 peut prendre la forme d'un cylindre, à une extrémité duquel une entrée cyclonique 141 s'étend dans la première chambre collectrice de poussière et à l'autre extrémité duquel une sortie cyclonique 142 s'étend dans la seconde chambre collectrice de poussière 130. L'entrée cyclonique 141 et la sortie cyclonique 142, prévues aux deux extrémités du cylindre, ont de préférence le même diamètre. La partie de génération cyclonique 140 chevauche et s'étend dans l'espace définissant les première et seconde chambres collectrices 120 et 130. L'extension de la partie de génération cyclonique 140 dans la première chambre collectrice de poussière 120 est de préférence plus grande que son extension dans la seconde chambre collectrice de poussière 130, comme représenté à la figure 2. La sortie cyclonique 142 de la partie de génération cyclonique 140 est espacée, selon un espace d, d'une paroi latérale 131 de la seconde chambre collectrice de poussière 130, sur laquelle est formé le tube d'évacuation d'air 160. L'espace d a de préférence une dimension comprise entre 8 et 12 mm environ pour permettre aux particules de poussière relativement petites d'être collectées dans la seconde chambre collectrice de poussière 130, ces particules étant séparées par la force centrifuge du courant d'air cyclonique généré par la partie de séparation des poussières 150, comme décrit par la suite. L'ensemble de séparation des poussières 150 est disposé dans la partie de génération cyclonique 140. Il est formé et configuré de façon à entrer en collision avec les particules de poussière aspirées par l'orifice d'aspiration 110, séparant alors les particules de poussière relativement grandes et générant ainsi un courant d'air cyclonique à partir de l'air aspiré dans la seconde chambre collectrice de poussière 130. L'ensemble de séparation des poussières 150 comprend un premier et un second séparateurs 151 et 155, comme représenté à la figure 2. Le premier séparateur de poussière 151 est aligné de façon coaxiale avec la partie de génération cyclonique 140 et le tube d'évacuation d'air 160. Le séparateur de poussière 151 comprend une projection 152, de préférence en forme de cône, qui fait saillie depuis l'entrée cyclonique 141 vers l'orifice d'air aspiré 110, et une ouverture 153 formée sur le côté opposé à la projection 152 et ayant environ le même diamètre que le tube d'évacuation d'air 160. Le second séparateur de poussière 155, comportant des pales, est attaché, à une extrémité de chaque pale, au premier séparateur de poussière 151 et s'étend, à l'autre extrémité de chaque pale, vers une périphérie interne de la partie de génération cyclonique 140 pour générer un courant d'air cyclonique dans la partie de génération cyclonique 140. Le second séparateur de poussière 155 est de préférence défini par plusieurs pales disposées radialement par rapport au premier séparateur de poussière 151. Les pales du second séparateur de poussière 155 sont de préférence disposées en formant un angle par rapport à la direction du courant d'air, si bien que le second séparateur de poussière 155 agit sur l'air le traversant pour générer un courant d'air cyclonique, les pales inclinées déviant cet air lorsqu'il passe à travers le second séparateur de poussière 155. Bien qu'on ne le voit pas à la figure 2, l'autre extrémité des pales peut en option être attachée à la périphérie interne de la partie de génération cyclonique 140, comme représenté à la figure 4. Le tube d'évacuation d'air 160 est connecté à un générateur de force d'entraînement (non représenté) qui génère une force d'aspiration et décharge un air épuré, après que cet air soit passé par les première et seconde chambres collectrices de poussière 120 et 130, vers l'environnement extérieur à l'appareil de type cyclone dépoussiéreur 100. Le tube d'évacuation d'air 160 est disposé et s'étend dans un espace au sein de la partie de génération cyclonique 140, mais y est espacé du premier séparateur de poussière 151 d'une distance prédéterminée. Comme les première et seconde chambres collectrices de poussière 120 et 130 ont un fond ouvrable à charnière utilisant un élément de porte 170, comme représenté à la figure 2, la poussière qui y est collectée peut être facilement éliminée par un utilisateur. En faisant maintenant référence à la figure 5, un aspirateur 200, intégrant l'appareil de type cyclone dépoussiéreur 100 précédemment décrit selon un mode de réalisation de la présente invention, comprend un suceur ou analogue 210, un tube d'extension 220, un flexible 230 et un corps de nettoyeur 240, l'appareil de type cyclone dépoussiéreur 100 étant monté de façon amovible dans le corps de nettoyeur 240. Le suceur 210 aspire l'air et la poussière, entraînés depuis la surface qui est nettoyée. Le tube d'extension 220 est connecté au flexible 230, qui est lui-même connecté au corps de nettoyeur 240, de façon à collecter la poussière dans l'appareil de type cyclone dépoussiéreur 100 monté dans le corps de nettoyeur 240. Les particules de poussière relativement grandes entraînées dans l'air chargé en poussière sont aspirées par le suceur 210 et pénètrent dans la première chambre collectrice de poussière 120. Lorsqu'elles atteignent l'ensemble de séparation des poussières 150, les grandes particules de poussière entrent en collision avec le premier séparateur de poussière 151 et avec le second séparateur de poussière 155 formé par les pales, arrêtant alors leur mouvement vers l'avant, et sont collectées dans la première chambre collectrice de poussière 120. L'air qui passe par le second séparateur de poussière 155 est entraîné de force dans un courant d'air cyclonique par le second séparateur de poussière 155. Les particules de poussière relativement petites, qui ne sont pas collectées par le premier séparateur de poussière 151, sont séparées du courant d'air cyclonique par une force centrifuge, et sont alors collectées dans la seconde chambre collectrice de poussière 130 après être passées d'abord par l'espace d représenté à la figure 2. Le tube d'évacuation d'air 160 est de préférence disposé pour s'étendre au sein de la partie de génération cyclonique 40. Cependant, l'extrémité correspondante de ce tube ne doit pas se trouver immédiatement à proximité du premier séparateur de poussière 151, car l'efficacité d'aspiration dépend dans une certaine mesure de la distance entre le premier séparateur de poussière 151 et le tube d'évacuation d'air 160. L'air qui passe par le tube d'évacuation d'air 160 est évacué vers l'extérieur du corps de nettoyeur 240, vers une chambre d'entraînement du moteur (non représentée) située dans le corps de nettoyeur 240. Grâce à l'appareil de type cyclone dépoussiéreur 100 de la présente invention utilisé dans l'aspirateur 200, la poussière peut être collectée séparément en fonction de sa taille, d'une façon telle que les particules de poussière relativement grandes sont collectées dans la première chambre collectrice de poussière 120, en entrant en collision avec le premier séparateur de poussière 151, tandis que les particules de poussière relativement petites sont collectées par la force centrifuge du courant d'air cyclonique généré par le second séparateur de poussière 155 et sont recueillies dans la seconde chambre collectrice de poussière 130. De plus, attendu que seules les petites particules de poussière, qui sont passées par la première chambre collectrice de poussière 120, sont séparées par centrifugation, la force d'entraînement pour former le courant d'air cyclonique dans la partie de génération cyclonique 140 peut conserver sa puissance. En conséquence, la taille globale de l'aspirateur peut être réduite, avec les avantages correspondants, tels qu'une masse moindre. Alors que l'invention a été montrée et décrite en faisant référence à certains modes de réalisation préférés de celle-ci, les spécialistes de la technique comprendront que différentes modifications dans sa forme et ses détails peuvent être réalisées sans déroger à l'esprit et à l'étendue de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil (100) de type cyclone dépoussiéreur, 5 caractérisé en ce qu'il comprend: - un orifice d'air aspiré (110), - une première chambre collectrice de poussières (120) destinée à collecter des particules de poussière relativement grandes provenant d'un air chargé en poussière 10 aspiré par l'orifice d'air aspiré, une seconde chambre collectrice de poussière (130) destinée à collecter des particules de poussière relativement petites provenant de l'air qui a traversé la première chambre collectrice de poussière, - une partie de génération cyclonique (140) s'étendant entre les première et seconde chambres collectrices de poussière pour permettre une communication fluidique entre les deux, - un ensemble (150) de séparation des poussières, formé dans la partie de génération cyclonique et configuré de façon à entrer en collision avec la poussière aspirée par l'orifice d'air aspiré et à générer un courant d'air cyclonique dans la seconde chambre collectrice de poussière, et - un tube d'évacuation d'air (160) disposé dans la partie de génération cyclonique et espacé de l'ensemble de séparation des poussières. 2. Appareil de type cyclone dépoussiéreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de génération cyclonique (140) présente essentiellement une configuration cylindrique ayant, à une extrémité, une entrée d'air cyclonique (141) s'étendant dans la première chambre collectrice de poussière (120), et, à son autre extrémité, une sortie d'air cyclonique (142) s'étendant dans la seconde chambre collecl.rice de poussière (130), les extrémités générant le cyclone ayant essentiellement le même diamètre. 3. Appareil de type cyclone dépoussiéreur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie de génération cyclonique (140) est disposée de façon telle qu'une extrémité (141) de celle-ci s'étend dans la première chambre collectrice de poussière (120) sur une distance supérieure à l'extrémité opposée (142) de celle-ci qui s'étend dans la seconde chambre collectrice de poussière (130). 4 Appareil de type cyclone dépoussiéreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble de séparation des poussières (150) comprend en outre: - un premier séparateur de poussière (151) aligné de façon coaxiale avec respectivement l'orifice d'air aspiré (110), la partie de génération cyclonique (140) et le tube d'évacuation d'air (160), et un second séparateur de poussière (155) ayant deux extrémités et étant attaché, à une extrémité, au premier séparateur de poussière (151) et, à l'autre extrémité, à une périphérie interne de la partie de génération cyclonique (140), formé et configuré pour générer un courant d'air cyclonique au sein de la partie de génération cyclonique. 5. Appareil de type cyclone dépoussiéreur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier séparateur de poussière (151) comprend: une projection (152) faisant saillie vers 30 l'orifice d'air aspiré (110) et ayant globalement la forme d'un cône, et - une ouverture (153) formée sur le côté opposé à la projection, l'ouverture ayant essentiellement le même diamètre que le tube d'évacuation d'air (160). 6. Appareil de type cyclone dépoussiéreur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second séparateur de poussière (155) comprend plusieurs pales disposées de façon radiale par rapport au premier séparateur de poussière (151). 7. Appareil de type cyclone dépoussiéreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de génération cyclonique (140) est espacée d'une paroi latérale (131) de la seconde chambre collectrice de poussière (130), selon un espace prédéterminé (d) compris entre environ 8 et 12 mm. 8. Appareil de type cyclone dépoussiéreur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie de génération cyclonique (140) est espacée d'une paroi latérale (131) de la seconde chambre collectrice de poussière (130), selon un espace prédéterminé (d) compris entre environ 8 et 12 mm. 9. Appareil de type cyclone dépoussiéreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première et seconde chambres collectrices de poussière (120, 130) ont un fond ouvrable défini par un élément de porte à charnière (170) permettant une élimination aisée de la poussière collectée à l'intérieur des chambres. 10. Aspirateur (200), caractérisé en ce qu'il 25 comprend: - une brosse d'aspiration (210) destinée à aspirer la poussière entraînée dans un courant d'air depuis une surface en cours de nettoyage, - un orifice d'air aspiré (110) connecté à la 30 brosse d'aspiration par un élément (220, 230) formant un chemin, - une première chambre collectrice de poussière (120) destinée à collecter des particules de poussière relativement grandes provenant de l'air chargé en poussières aspiré par l'orifice d'air aspiré, - une seconde chambre collectrice de poussière (130) destinée à collecter des particules de poussière relativement petites provenant de l'air qui a traversé la 5 première chambre collectrice de poussière, - une partie de génération cyclonique (140) s'étendant à travers les première et seconde chambres collectrices de poussière pour permettre une communication fluidique entre les deux, - un ensemble de séparation des poussières (150) formé dans la partie de génération cyclonique et configuré de façon à entrer en collision avec la poussière aspirée par l'orifice d'air aspiré et à générer un courant d'air cyclonique dans la seconde chambre collectrice de poussière, - un tube d'évacuation d'air (160) espacé de l'ensemble de séparation des poussières, et - une partie d'entraînement (240) connectée au tube d'évacuation d'air pour générer une force 20 d'aspiration.