Brevet FR2906449A1 — publié le 20080404

ASPIRATEUR L'invention concerne le domaine électroménager des aspirateurs et plus particulièrement la structure d'un aspirateur. B. 08031 La présente invention a pour but de présenter un dispositif permettant de réduire le bruit lié au fonctionnement de l'aspirateur. De nombreux documents abordent cette problématique, en proposant notamment des solutions de confinement du moteur, associé ou non avec un allongement du parcours de l'air depuis le moteur jusqu'aux ouvertures de sortie ménagées dans le bâti de l'aspirateur. Ainsi, le document EP 0345699 présente un rallongement du trajet de l'air après le moteur à l'aide de chicanes. Un tel dispositif est toutefois volumineux et donc encombrant. Il est également connu de traiter le bruit au niveau de la sortie d'air d'aspirateur. Le document US 4,015,683 décrit ainsi un dispositif composé d'un tube de liaison raccordé à la sortie d'air d'aspirateur. A son extrémité opposée est disposé un tube de même diamètre garni intérieurement de mousse en ménageant un conduit central de section en étoile, des rainures permettant d'accentuer l'effet d'atténuation des sons. A l'extrémité de ce tube est positionnée une plaque plastique reprenant la section en étoile du conduit central. Cet agencement représente une proéminence sur l'appareil qui peut amener une certaine fragilité du dispositif lors du déplacement de l'appareil. De plus, l'effet d'atténuation des sons n'est lié qu'au trajet dans le conduit garni de mousse et à la structure spécifique en étoile de ladite mousse. La dégradation temporelle inévitable de la mousse ne permet donc pas de garantir la pérennité de l'effet. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients cités en proposant un aspirateur comportant un bâti, à l'intérieur duquel est logé un 2906449 2 moteur électrique associé à un ventilateur permettant de créer, en fonctionnement, une aspiration d'air depuis une tubulure, en amont du moteur, terminée par un suceur, jusqu'à une sortie d'air du bâti située en aval du moteur, un dispositif de filtration étant disposé sur le trajet aéraulique, de 5 préférence en amont du moteur, ainsi qu'un dispositif d'atténuation du bruit disposé en aval du moteur, caractérisé en ce que ledit dispositif d'atténuation du bruit comporte une cavité délimitée par une partie du bâti et comprenant, en partie centrale, un conduit de sortie d'air de l'aspirateur sensiblement vertical et débouchant, par l'une de ses extrémités, à l'extérieur de l'aspirateur, son autre 10 extrémité étant disposée à l'intérieur de la cavité, ledit conduit étant libre de tout organe de filtration ou de déflection de l'air. L'association d'une cavité et d'un conduit libre de tout dispositif de filtration ou de déflection d'air permet, notamment par le changement de section de passage de l'air, mais également par la forme continue du conduit, d'obtenir 15 une efficacité importante de réduction de bruit. La présente invention va ainsi à l'encontre des idées et des réalisations de sortie d'air de l'aspirateur où invariablement, une grille et un filtre dit finisseur sont logés au niveau de la sortie d'air du bâti de l'aspirateur. Avantageusement, le conduit de sortie d'air est droit et présente une longueur 20 supérieure à 30 mm. Un conduit linéaire et présentant une longueur conséquente est favorable à calmer les flux d'air pour rendre le flux d'air le plus laminaire possible. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, le conduit de sortie d'air est tubulaire en présentant un diamètre compris entre 20 et 55 mm. 25 Il est connu que la vitesse de l'air joue un rôle important dans la génération du bruit. Selon les caractéristiques de construction de l'aspirateur, et notamment son débit, la section de passage du conduit de sortie d'air doit donc être adaptée, c'est-à-dire être la plus faible possible pour une bonne efficacité, sans toutefois être trop faible, afin d'éviter que des vitesses d'air trop élevées consécutives à cette diminution de section génèrent du bruit. 2906449 3 Par exemple, pour des débits de l'ordre de 28 I/sec, on choisira un diamètre de l'ordre de 35 mm pour le conduit de sortie d'air, soit une section d'environ 10 cm2. Afin d'optimiser l'efficacité du dispositif, le conduit de sortie d'air de l'aspirateur 5 est précédé d'une chambre d'expansion dont la surface de passage de l'air est au moins 10 fois supérieure à la surface de passage de l'air dans le conduit de sortie d'air. Avantageusement, la section du conduit est constante, permettant de garder le flux laminaire. L'absence de marche ou de rupture brusque de section évite les 10 décollements des lames d'air qui peuvent être source de tourbillons et donc de bruit. Avantageusement, le flux d'air entrant dans le conduit de sortie d'air est guidé, afin que la canalisation du flux soit progressive et douce. Ainsi, l'entrée du conduit de sortie d'air est évasée en présentant une ou plusieurs courbures 15 dont le rayon est supérieur à 15 mm. Afin d'améliorer l'efficacité du conduit de sortie d'air, la partie du bâti délimitant la cavité comporte un garnissage intérieur d'un matériau absorbant de type mousse. Cette efficacité est améliorée en disposant le matériau absorbant entre la partie 20 du bâti et une structure interne rigide, ce qui permet, en plus d'éviter toute vibration, d'augmenter globalement l'épaisseur de paroi du dispositif, limitant ainsi la transparence des parois. Dans le but de limiter les ruptures de parois la partie de bâti délimitant la cavité est de forme sensiblement concave. La forme concave, vue par rapport au 25 trajet du flux d'air, permet d'éviter audit flux des chocs frontaux par rapport aux parois délimitant la cavité, ce qui limite les effets de résonance. Avantageusement, l'embouchure extérieure de sortie d'air du conduit présente une arête dont le rayon de courbure est inférieur à 2 mm. 2906449 4 De nombreux essais ont permis de mettre en évidence l'importance de la sortie d'air du conduit du dispositif, et notamment la présence d'une arête présentant un rayon de courbure le plus faible possible. De plus, l'architecture de l'aspirateur est étudiée pour que la sortie d'air du 5 moteur soit sensiblement disposée dans le prolongement du conduit de sortie d'air de l'aspirateur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention vont être donnés par la description qui va suivre, en regard des figures annexées qui ne constituent que des exemples non limitatifs de réalisation. 10 La figure 1 est une vue de dessus en perspective d'un aspirateur pourvu de la présente invention. La figure 2 est une vue de dessous en perspective de l'aspirateur sans le corps inférieur. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale de l'aspirateur selon la figure 2. 15 La figure 4 est un détail en perspective d'un élément de l'aspirateur. La figure 5 est une vue éclatée, en perspective, du moteur de l'aspirateur et de son carénage équipé de la présente invention. La figure 6 est une vue éclatée de dessous de l'objet de l'invention. La figure 7 est une vue éclatée de profil de l'invention. 20 La figure 8 est une vue de dessus de l'objet de l'invention Les figures 9 et 10 sont des vues en coupe, respectivement selon A-A et B-B de la figure 8. La figure 11 est un détail d'une partie de la figure 10. La figure 12 est une vue de face d'un élément présent dans un mode de 25 réalisation de la présente invention. Tel que représenté notamment aux figures 1 à 3, l'aspirateur 1 est constitué d'un corps d'aspirateur composé d'un corps inférieur 2, d'un corps supérieur 4, d'un couvercle 6 fermant le logement 8 d'un sac d'aspirateur. Le logement 8 2906449 5 comporte, sur sa face arrière, des ouvertures de communication aéraulique avec le compartiment moteur. Le couvercle 6 porte également le raccord 10 permettant la liaison entre une tubulure d'aspiration et le logement du sac de filtration de l'air et de stockage 5 des déchets aspirés. La partie arrondie à l'avant du corps supérieur est configurée en une poignée 11. Sur le corps supérieur 4 sont également agencés des organes 12, 14 et 16 commandant respectivement la mise en route et l'arrêt du moteur, le rembobinage du cordon électrique, et la puissance du moteur. L'échappement 10 d'air du moteur est réalisé au travers du sous-ensemble 300 disposé à l'arrière de l'appareil, sur le corps supérieur 4. Le moteur 20 de l'aspirateur est disposé dans un carénage 22 en liaison avec une ouverture de sortie d'air du logement 8 du sac. La figure 5 montre plus précisément la structure de la zone moteur, dans une 15 vue éclatée. Le moteur 20 est ainsi disposé dans un carénage 22 comprenant une partie amont 202 couvrant l'entrée d'air du moteur, réalisée au travers d'ouvertures 203 de la partie haute 202, et une partie aval 210 couvrant la sortie d'air du moteur. Le carénage entoure donc complètement le moteur et permet ainsi de réduire le bruit par le confinement ainsi généré. 20 Un joint 216 permet l'étanchéité d'entrée d'air du moteur à l'intérieur du carénage, tandis qu'un joint 218 permet d'étanchéifier la liaison aéraulique entre le compartiment 8 contenant le sac à déchets, et la zone moteur. De plus, un joint 214 assure l'étanchéité entre les deux parties du carénage. Par ailleurs, la partie basse 210 du carénage est percée d'une multitude 25 d'ouvertures 212 permettant à l'air de sortir du carénage. Face à ces ouvertures est disposé un élément absorbant 230, telle une mousse. Cette mousse est disposée sur sensiblement tout le trajet de l'air depuis la sortie du carénage jusqu'à la sortie du bâti de l'aspirateur, cette sortie étant précédée d'un passage au travers d'un filtre 240, de type HEPA et du sous-ensemble 2906449 300. Avantageusement, et tel que le montrent les figures 3 et 5, le carénage inférieur 210 du moteur, ainsi que la mousse 230 et le filtre HEPA 240 sont disposés dans un support 220 venant se fixer sur le carénage supérieur 202, 5 ledit support constituant ainsi un second carénage, qui, par la paroi présentée, permet de réduire davantage le bruit perçu à l'extérieur de l'appareil. Les ouvertures 212 représentent au total une surface d'au moins 10 cm2, en présentant chacune une surface comprise entre 0,75 mm2 et 40 mm2. Ces ouvertures, tel que le montre la figure 4, sont avantageusement disposées 10 selon un réseau et localisées sur les faces arrière et inférieure de la partie basse du carénage, c'est-à-dire à l'opposé de l'ouverture de sortie d'air du bâti de l'appareil. Selon l'invention, l'aspirateur comporte un dispositif 300 d'atténuation du bruit de sortie d'air de l'aspirateur, comportant un carénage extérieur 310, une 15 mousse intérieure 320, ainsi qu'un profil intérieur 330. Tel qu'il est bien visible sur les figures 6, 7 et 9, les trois pièces 310, 320, 330 sont de forme générale concave. Le carénage 310 comporte des clips 312 coopérant avec une partie du boîtier supérieur 4 pour son maintien à l'aspirateur. 20 Le dispositif 300 d'atténuation du bruit comporte un conduit central 350 débouchant à l'extérieur de l'aspirateur par une ouverture 340 et défini par la réunion des pièces 310 et 330. Ainsi, le carénage 310 comporte une portion de conduit 314 à l'extrémité de laquelle sont ménagées des pattes de maintien 316, au nombre de six pour l'exemple de réalisation présenté. 25 Par ailleurs, le carénage 310 présente une forme en dôme 318 au niveau du conduit, renforçant sa tenue mécanique. Le profil intérieur 330 présente, quant à lui, une portion de conduit 332 comportant deux conduits annulaires : un conduit 3320 coopérant avec la 6 2906449 7 portion de conduit 314, ainsi qu'un conduit 3322 de plus grand diamètre que le conduit 3320, ces deux conduits étant reliés l'un à l'autre par une portion incurvée et évasée 334 définissant l'entrée du conduit 350 de sortie d'air. Par ailleurs, le conduit 3320 présente un décrochement extérieur pour 5 l'ajustement des pattes de maintien 316. Le profil intérieur 330 comporte des crochets 336 de maintien, coopérant avec des méplats ménagés dans la pièce 310 (non représentés). La pièce intermédiaire 320 est un matériau absorbant, telle une mousse, dont la forme est la plus proche de l'enveloppe intérieure du carénage extérieur 310, 10 en ménageant donc une ouverture centrale ainsi qu'un dôme 322, afin que son effet d'atténuation du bruit soit le plus efficace possible, en limitant les zones non couvertes. Les figures 9 et 10 montrent le dispositif 300 d'atténuation du bruit lorsque les trois pièces 310, 320 et 330 sont montées. 15 Ainsi, la mousse 320 est plaquée contre la surface intérieure du carénage extérieur 310 par le profil intérieur 330 qui vient se verrouiller sur la pièce 310 par l'intermédiaire des crochets 336. Afin de bien plaquer la mousse contre la pièce 310, le profil intérieur 330 présente une architecture similaire à l'enveloppe intérieure de la pièce 310, conduisant à la réalisation du double 20 conduit annulaire 3320, 3322 tel que précédemment expliqué. Lors du montage des trois pièces, les pattes de maintien 316 viennent se positionner sur la marche extérieure du conduit 3320, permettant ainsi au conduit 350 ainsi formé de présenter une surface interne lisse, sans rupture de section, ce qui évite de générer du bruit. 25 Selon l'exemple proposé, le rayon de courbure de la forme évasée 334 d'entrée d'air dans le conduit 350 est de l'ordre de 20 mm. La hauteur du conduit est d'environ 45 mm, comprenant une portion droite de hauteur h voisine de 35 mm, ainsi qu'une portion incurvée 334. Le diamètre d de la portion droite est d'environ 35 mm. 2906449 8 La figure 11 présente, en détail, la sortie d'air du conduit 350. Selon cette figure, le conduit comporte une arête 352 présentant un rayon de courbure le plus faible possible compte tenu des moyens mis en oeuvre pour la réalisation de cette pièce. Selon un mode de réalisation avantageux par moulage 5 plastique, le rayon de courbure rest de l'ordre de 1,5 mm. Le dispositif 300 d'atténuation du bruit de sortie d'air est donc disposé sur une partie sensiblement plane du corps supérieur 4, immédiatement au dessus du filtre 240, ménageant ainsi une cavité 302 d'expansion de l'air. Le volume de cette cavité est d'environ 700 cm3, alors que le volume du 10 conduit 350 est de l'ordre de 30 cm3. En fonctionnement, lorsque le moteur est mis en marche, une circulation d'air s'impose dans le circuit aéraulique d'aspiration. L'air, après avoir traversé le sac filtrant puis le moteur, sort de ce dernier selon les flèches indiquées figure 3. II sort ensuite du carénage par les ouvertures 212 qui permettent une 15 répartition plus homogène des flux d'air en sortie de ce carénage, contribuant ainsi à la diminution du bruit aéraulique. Le flux d'air longe l'élément absorbant 230 pour ensuite entrer dans le dispositif d'atténuation du bruit 300 après être passé au travers du filtre 220. L'entrée dans le dispositif 300 d'atténuation du bruit comporte une détente de 20 l'air dans la partie inférieure de la cavité 302, constituant une chambre d'expansion 303 matérialisée en pointillés sur la figure 9. La différence importante de volume entre la cavité 302 et le conduit 350 permet de créer, par la cavité 302, un véritable tampon aéraulique. L'insertion du conduit 350 dans la cavité, sur une hauteur j voisine de 30 mm, soit environ sur les 2/3 de la 25 hauteur totale du conduit, qui correspond également sensiblement aux 2/3 de la hauteur de la cavité 302, est le résultat de nombreux essais pour trouver un bon compromis entre l'encombrement du dispositif et son efficacité. L'air s'échappe ensuite de cette chambre, en un flux doux, essentiellement laminaire et silencieux, par le conduit 350, le passage dans ce conduit étant 30 fluidifié par la courbure 334 donnée à l'entrée du conduit 350. La surface de 2906449 9 passage dans la chambre d'expansion 303 est au moins 10 fois la surface de passage dans le conduit 350. Ces changements de section contribuent fortement à l'effet d'atténuation du bruit. Tel qu'il est bien visible figure 3, la sortie d'air du moteur est sensiblement 5 alignée avec le conduit de sortie d'air 350, évitant ainsi les zones de turbulence, tout en réduisant la longueur des conduits ainsi que le nombre de raccords. Cet alignement est propice à l'obtention d'un flux laminaire ou du moins à un flux présentant un minimum de turbulences. Afin toutefois d'éviter que l'utilisateur, ou ses proches, notamment les enfants, 10 puissent introduire des objets par l'ouverture 340, il peut être prévu de disposer une grille 400 dans le conduit 350, insérée par exemple au niveau de la réunion des conduits 314 et 3320, en ménageant des ouvertures 402 coopérant avec les pattes de maintien 316. Une telle grille devra rester acoustiquement inopérante, n'apportant qu'une fonction mécanique de rétention d'objet 15 provenant de l'extérieur de l'aspirateur. Le type de matériau, la structure de la grille et le maillage seront donc étudiés dans ce sens. Un tel dispositif d'atténuation du bruit de sortie d'air est avantageusement utilisé en complément de moyens déployés pour limiter d'autres sources de bruit, par exemple l'utilisation d'un carénage spécifique du moteur, de mousses 20 présentes sur le trajet aéraulique,... Une augmentation des épaisseurs de paroi des pièces proches du trajet aéraulique peut également être envisagée pour limiter la transparence des parois afin que la majorité du bruit soit véhiculée par les voies aérauliques pour utiliser au mieux le dispositif présenté. Des variantes de réalisation peuvent être envisagées sans sortir du cadre de 25 l'invention. Ainsi, d'autres types d'absorbant peuvent être utilisés, que ce soit au niveau de la matière, la densité, ou la structure. L'association de cavités résonantes, de types résonateurs de Helmholtz ou microperforations sont également envisageables, en association avec le dispositif présenté. REVENDICATIONS 1. Aspirateur (1) comportant un bâti, à l'intérieur duquel est logé un moteur électrique (20) associé à un ventilateur permettant de créer, en fonctionnement, une aspiration d'air depuis une tubulure, en amont du moteur (20), terminée par un suceur, jusqu'à une sortie d'air (340) du bâti située en aval du moteur (20), un dispositif de filtration étant disposé sur le trajet aéraulique, de préférence en amont du moteur (20), ainsi qu'un dispositif (300) d'atténuation du bruit disposé en aval du moteur (20), caractérisé en ce que ledit dispositif (300) d'atténuation du bruit comporte une cavité (302) délimitée par une partie (310, 330) du bâti et comprenant, en partie centrale, un conduit (350) de sortie d'air de l'aspirateur (1) sensiblement vertical et débouchant, par l'une de ses extrémités, à l'extérieur de l'aspirateur (1), son autre extrémité étant disposée à l'intérieur de la cavité (302), ledit conduit (350) étant libre de tout organe de filtration ou de déflection de l'air. 2. Aspirateur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le conduit (350) de sortie d'air est droit et présente une longueur (h) supérieure à 30 mm. 3. Aspirateur (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit (350) de sortie d'air est tubulaire en présentant un diamètre (d) compris entre 20 et 55 mm. 4. Aspirateur (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit (350) de sortie d'air de l'aspirateur (1) est précédé d'une chambre d'expansion (303) dont la surface de passage de l'air est au moins 10 fois supérieure à la surface de passage de l'air dans le conduit (350) de sortie d'air. 5. Aspirateur (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section du conduit (350) est constante. 10 2906449 11 6. Aspirateur (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'entrée du conduit (350) de sortie d'air est évasée en présentant une ou plusieurs courbures (334) dont le rayon est supérieur à 15 mm. 7. Aspirateur (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce 5 que la partie (310) du bâti délimitant la cavité (302) comporte un garnissage intérieur d'un matériau absorbant (320) de type mousse. 8. Aspirateur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le matériau absorbant (320) est disposé entre la partie (310) du bâti et une structure interne rigide (330). 10 9. Aspirateur (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie (310) de bâti délimitant la cavité (302) est de forme sensiblement concave. 10. Aspirateur (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embouchure extérieure de sortie d'air du conduit (350) présente une 15 arête (352) dont le rayon de courbure (r) est inférieur à 2 mm. 11. Aspirateur (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sortie d'air du moteur (20) est sensiblement disposée dans le prolongement du conduit (350) de sortie d'air de l'aspirateur (1). 20