Brevet FR2939809A1 — publié le 20100618

B.09541 APPAREIL DE REPASSAGE COMPORTANT UNE POMPE PIEZOELECTRIQUE La présente invention se rapporte à un appareil de repassage comportant une pompe comprenant une chambre de pompage munie d'un orifice d'entrée et d'un orifice de sortie, la chambre de pompage comprenant une paroi mobile se déplaçant sous l'action d'un actionneur piézoélectrique pour déplacer la membrane afin d'aspirer du fluide au travers de l'orifice d'entrée puis le refouler au travers de l'orifice de sortie. Il est connu, de la demande de brevet JP 62142597, un fer à repasser comportant une pompe piézoélectrique alimentant une chambre de vaporisation avec de l'eau en provenance d'un réservoir. Dans ce document, la pompe piézoélectrique est disposée verticalement et comprend une chambre de pompage comportant un orifice d'entrée et un orifice de sortie disposés verticalement l'un au dessus de l'autre, l'orifice de sortie étant disposé en dessous de l'orifice d'entrée. Cependant, une telle pompe piézoélectrique présente l'inconvénient de ne pas permettre une évacuation rapide et aisée des bulles d'air introduites dans la chambre de pompage, par exemple lors d'un fonctionnement à vide de la pompe en l'absence d'eau dans le réservoir. En particulier, avec un tel agencement de la pompe piézoélectrique, les bulles d'air ont tendance à se coincer dans la partie supérieure de la chambre de pompage et ne peuvent pas être évacuées. Or, une pompe piézoélectrique présente l'inconvénient de posséder une paroi mobile ne présentant qu'un très faible débattement de sorte que les performances de la pompe se trouvent fortement dégradées lorsque des bulles se trouvent dans la chambre de pompage. Aussi, un but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un appareil de repassage dans lequel la pompe piézoélectrique est agencée de telle sorte à favoriser l'évacuation des éventuelles bulles d'air présentes dans la chambre de pompage et obtenir ainsi de bonnes performances 1 de la pompe, même après un fonctionnement à vide. A cet effet, l'invention a pour objet un appareil de repassage comportant une pompe comprenant une chambre de pompage munie d'un orifice d'entrée et d'un orifice de sortie, la chambre de pompage comprenant une paroi mobile comportant une face externe au contact d'un actionneur piézoélectrique prévu pour déplacer la membrane en modifiant le volume de la chambre de pompage sous l'action de l'actionneur piézoélectrique, caractérisé en ce que la pompe est disposée dans l'appareil de repassage de telle sorte que l'orifice de sortie de la chambre de pompage se trouve à un niveau plus élevé que l'orifice d'entrée dans une position de fonctionnement normal de l'appareil. Par position de fonctionnement normal de l'appareil, on entend une position de l'appareil correspondant à un usage habituel et privilégié de l'appareil. Ainsi dans le cas d'un fer à repasser muni d'une semelle chauffante, la position de fonctionnement normal correspond à la position dans laquelle le fer repose sur sa semelle. Selon une autre caractéristique de l'invention, la pompe comporte un support comprenant les orifices d'entrée et de sortie de la chambre de pompage, la chambre de pompage étant orientée verticalement, avec l'orifice de sortie disposé au dessus de l'orifice d'entrée, lorsque l'appareil est dans sa position de fonctionnement normal. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie traversent le support, ce dernier comportant une face interne à la chambre de pompage comprenant une rainure s'étendant entre l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la chambre de pompage présente une forme circulaire, l'orifice d'entrée débouchant à proximité du centre de la chambre de pompage et l'orifice de sortie étant disposé à proximité de la périphérie de la chambre de pompage. Selon une autre caractéristique de l'invention, la pompe comporte un film pris en sandwich entre le support et une embase, cette dernière comportant un conduit d'admission et un conduit de refoulement respectivement en communication avec l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie de la chambre de pompage, le film comportant des clapets en regard des orifices d'entrée et de sortie. Selon une autre caractéristique de l'invention, le film est en matériau silicone, les clapets étant réalisés en effectuant une découpe en forme d'arc de cercle dans le film. Selon une autre caractéristique de l'invention, la découpe en arc de cercle s'étend sur un angle inférieur à 180°C. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'appareil est un fer à repasser comportant un réservoir et une chambre de vaporisation alimentée en eau du 10 réservoir au moyen de la pompe. Selon une autre caractéristique de l'invention, la pompe est reliée à une tour d'accumulation d'eau disposée en aval de la pompe. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, un boisseau goutte-à-goutte est interposé entre la tour d'accumulation d'eau et la chambre de vaporisation. 15 Selon une autre caractéristique de l'invention, la pompe est disposée verticalement à l'arrière du fer, à l'extérieur du réservoir. Selon une autre caractéristique de l'invention, la pompe est disposée à hauteur du fond du réservoir. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, 20 d'après la description donnée ci-après d'un exemple de réalisation de l'invention présenté à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective d'un fer à repasser selon un mode particulier de réalisation de l'invention ; 25 - la figure 2 est une vue en perspective partiellement éclatée du fer à repasser de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de côté du fer à repasser de la figure 1 démunie de sa partie supérieure, de manière à laisser apparaître les éléments disposés à l'intérieur du réservoir ; - la figure 4 est une vue en perspective de la pompe piézoélectrique équipant le fer de la figure 1 ; - La figure 5 est une vue en coupe de la pompe de la figure 4 ; - La figure 6 est une vue en perspective éclatée de la pompe de la figure 4. Seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés. Pour faciliter la lecture des dessins, les mêmes éléments portent les mêmes références d'une figure à l'autre. La figure 1 représente un fer à repasser comportant une semelle 1 de repassage surmontée d'un corps muni d'une poignée 2, le corps renfermant un réservoir 3 d'eau et une pompe 100 piézoélectrique alimentée par le réservoir 3 dont le fonctionnement est contrôlé au moyen d'une gâchette de commande, non visible sur les figures, disposée sous la poignée 2. Conformément à la figure 2, illustrant le fer en vue éclatée, la semelle 1 du fer est en contact thermique avec un corps chauffant 10 qui intègre, de manière connue en soi, une chambre de vaporisation 11 pour la production de vapeur, la chambre de vaporisation 11 étant fermée par un couvercle 12 et étant reliée à un circuit de distribution de vapeur comprenant des trous de sortie de vapeur ménagés dans la semelle 1. Afin de limiter la diffusion de chaleur vers la poignée 2 du fer, le corps chauffant 10 est surmonté d'un écran thermique 4 comportant une partie centrale 40 définissant le fond du réservoir 3 et une partie périphérique constituant une jupe de protection 41 s'étendant sous le fond du réservoir 3 en épousant le contour de la semelle 1 de manière à venir border latéralement le corps chauffant 10. La partie centrale 40 de l'écran thermique 4 est bordée d'une gorge 42 dans laquelle vient s'engager une paroi, non visible sur les figures, définissant la partie supérieure du réservoir 3, cette paroi étant portée par un élément de boitier supérieur 5 rapporté sur l'écran thermique 4. Un tel montage d'un réservoir en deux parties est, par exemple, décrit plus précisément dans la demande de brevet FR 2 770 856 déposée par la demanderesse. L'élément de boitier supérieur 5 comporte la poignée 2 pour la préhension du fer et supporte un dispositif guide cordon 6 permettant d'orienter le cordon d'alimentation électrique du fer. L'élément de boitier 5 comporte également une trappe 7 d'accès à un orifice de remplissage du réservoir 3, un bouton 8 de réglage d'un thermostat associé au corps chauffant 10 et des boutons 51, 52 permettant respectivement l'actionnement de pompes manuelles pour l'émission d'un spray d'eau à partir d'une buse 53 disposée sur la face avant du fer ou l'envoi momentané d'un volume d'eau dans la chambre de vaporisation 11 pour la création d'un surplus de vapeur. Conformément aux figures 3 et 4, l'écran thermique 4 comporte une partie arrière supportant la pompe 100 piézoélectrique, cette dernière étant disposée à l'extérieur du réservoir 3, sensiblement à hauteur du fond du réservoir, et comportant un conduit d'admission 131 et un conduit de refoulement 132 reliés respectivement à un premier manchon 91 et un second manchon 92 de connexion d'un presse-étoupe 9 en caoutchouc traversant une paroi arrière du réservoir 3. A l'intérieur du réservoir 3, le premier manchon 91 de connexion est raccordé à un tube 13 s'étendant à proximité du fond du réservoir, ce tube 13 renfermant un filtre permettant d'éviter que des particules de calcaires ne soient aspirées au travers de la pompe 100. Le second manchon 92 est quant à lui raccordé à un conduit 14 s'étendant le long du réservoir 3 et comportant une extrémité 14A débouchant verticalement dans la partie avant de l'écran thermique 4, au niveau du fond d'une cuvette 15 portée par l'extrémité supérieure d'une tour d'accumulation d'eau 16, la cuvette 15 étant ouverte à son extrémité supérieure de manière à former un déversoir permettant le retour d'un trop plein d'eau vers le réservoir 3. La tour d'accumulation d'eau 16 s'étend verticalement sur une hauteur telle que le fond de la cuvette 15 se trouve environ 4 cm au dessus du niveau du fond du réservoir 3, la cuvette 15 comportant un orifice 15A en communication avec un circuit d'alimentation d'un boisseau goutte-à-goutte 17 disposé dans la partie avant du fer et débouchant classiquement au dessus de la chambre de vaporisation 11. De cette manière, l'eau envoyée par la pompe 100 vers la cuvette 15 peut s'écouler ensuite par gravité au travers de l'orifice 15A dans la tour d'accumulation 16 d'eau de manière à alimenter le boisseau goutte-à-goutte 17 pour la production de vapeur. L'utilisation d'une telle tour d'accumulation d'eau 16 présente donc l'avantage de permettre l'obtention d'une hauteur de colonne d'eau constante en amont du boisseau goutte-à-goutte 17 permettant la production d'un fort débit de vapeur, de l'ordre de 40 à 50 g/mn, quel que soit le niveau de remplissage du réservoir 3. De manière préférentielle, le débit de la pompe 100 piézoélectrique est prévu pour être supérieur au débit nécessaire pour la production de vapeur de 50 g/mn de manière à ce que la production de vapeur ne soit pas limitée par le débit de la pompe 100, le surplus d'eau envoyée par la pompe 100 vers la tour d'accumulation 16 se déversant dans le réservoir par l'ouverture supérieure de la cuvette 15. A titre d'exemple, le débit moyen de la pompe bioélectrique illustrée sur les figures est de l'ordre del 00 ml/mn. De manière connue en soi, l'ouverture du boisseau goutte-à-goutte 17 est contrôlé automatiquement, par un système de commande mécanique non représenté sur les figures, en fonction de la température du thermostat du corps chauffant 10, de sorte que la quantité de vapeur produite par le fer est ajustée automatiquement en fonction de la température, ou du type de textile, sélectionnée par l'utilisateur au moyen du bouton 8. Les figures 4 à 6 illustrent en détail la pompe piézoélectrique équipant le fer à repasser des figures 1 à 3. Conformément aux figures 5 et 6, la pompe 100 piézo-électrique comporte une chambre de pompage 110 définie par un support 101 et une paroi mobile 111 disposée en vis-à-vis, le support 101 présentant une zone centrale circulaire bordée d'une rainure 112 recevant un joint d'étanchéité 113 sur lequel vient reposer la paroi mobile 111. La paroi mobile est avantageusement constituée par une membrane 111 en laiton comportant une face externe, orientée vers l'extérieur de la chambre de pompage 110, sur laquelle est fixé un actionneur piézoélectrique 111A en céramique. Le maintien de la membrane 111 contre le joint d'étanchéité 113 est réalisé au moyen d'un couvercle 102 rapporté sur le support 101, le couvercle 102 comportant une nervure circulaire 120 en saillie s'appliquant contre la face externe de la membrane 111, en regard du joint d'étanchéité 113. Le support 101 reçoit également une embase 103 à l'opposé du couvercle 102, cette embase 103 supportant les conduits d'admission 131 et de refoulement 132 de la pompe. De manière avantageuse, le support 101, le couvercle 102 et l'embase 103 sont réalisés dans un matériau plastique renforcé de fibres de verre, tel qu'un polyarylamide chargé à 30 % de fibres de verre et sont maintenus sous contrainte l'un contre l'autre au moyen d'une agrafe élastique 104 présentant la forme d'une bande métallique à effet ressort s'engageant entre des nervures de guidage 123,134 formées respectivement à la périphérie du couvercle 102 et de l'embase 103. Le couvercle 102 comporte des bornes d'alimentation 121, 122 qui sont reliées électriquement à la membrane 111 et à l'actionneur piézoélectrique 111A, et qui sont alimentées, de manière connue en soi, par une tension électrique alternative provoquant une déformation périodique de l'actionneur piézoélectrique 111A et de la membrane 111 souple dans le sens de l'augmentation puis de la réduction du volume de la chambre de pompage 110. Un circuit d'alimentation de l'actionneur piézoélectrique est par exemple décrit dans la demande de brevet FR 08 01706. Afin d'assurer l'isolation électrique entre les parties de la pompe 100 soumise à un potentiel électrique et le liquide compris dans la chambre de pompage 110, la face inférieure de la membrane 111 est recouverte d'un film isolant 111B constitué par trois films en polyester maintenus l'un sur l'autre au moyen d'un adhésif, tel que cela est décrit plus précisément dans la demande de brevet FR 08 03520. Plus particulièrement selon l'invention, les conduits d'admission 131 et de refoulement 132 débouchent respectivement en regard d'un orifice d'entrée 114 et d'un orifice de sortie 115 traversant le support 101, la pompe 100 étant disposée verticalement dans le fer de manière à ce que l'orifice de sortie 115 de la chambre de pompage 110 soit placé au dessus du niveau de l'orifice d'entrée 114 lorsque le fer se trouve dans une position de fonctionnement courante, c'est-à-dire repose sur sa semelle 1. De manière préférentielle, l'orifice d'entrée 114 est disposé sensiblement au centre de la chambre de pompage 110 de manière à se trouver en regard de la zone de débattement maximum de la membrane 111, où la dépression est la plus importante. L'orifice de sortie 115 est quant à lui préférentiellement disposé à proximité de la périphérie de la chambre de pompage 110, la pompe 100 étant placée verticalement dans le fer de telle sorte que l'orifice de sortie 115 se trouve sensiblement au sommet de la chambre de pompage 110 lorsque le fer repose à plat sur sa semelle 1. Afin de faciliter l'évacuation d'éventuelles bulles d'air présentes dans la chambre de pompage, le volume mort de la chambre de pompage 110 est réduit essentiellement à une rainure 116, d'une profondeur de l'ordre de 1 mm, s'étendant entre les orifices d'entrée 114 et de sortie 115 sur la face du support 101 en regard du couvercle 102, cette rainure 116 permettant de canaliser les bulles d'air en direction de l'orifice de sortie. Conformément à la figure 6, le positionnement correct du couvercle 102 et de l'embase 103 sur le support 101 est assuré au moyen de trois pattes de centrage 117 portées par le support 101, ces pattes de centrage 117 coopérant avec la périphérie du couvercle 102 et avec des encoches 103B à la périphérie de l'embase 103. Un film 105 en silicone est interposé entre le support 101 et l'embase 103 pour réaliser des clapets 151, 152 en regard de l'orifice d'entrée 114 et de l'orifice de sortie 115, le positionnement du film 105 sur l'embase 103 étant assuré au moyen d'échancrures 150 formées à la périphérie du film, ces échancrures 150 s'engageant autour de bossages 130 portés par l'embase 103. De manière préférentielle, le clapet 152 en regard de l'orifice de sortie 115 est réalisé au moyen d'une découpe 152A en forme d'arc de cercle formant un opercule flexible en regard d'un renfoncement 133 circulaire formé dans l'embase 103, le clapet 152 s'ouvrant dans le renfoncement 133 lorsque de l'eau est comprimée dans la chambre de pompage 110 et se fermant lorsque l'actionneur piézoélectrique 111A se déforme dans le sens de l'augmentation du volume de la chambre de pompage 110. Une telle construction combinée avec la présence de la tour d'accumulation d'eau 16 en aval de la pompe 100 présente l'avantage de permettre très simplement la création d'un clapet anti-retour, la présence d'eau dans le conduit 14 créant une pression en aval du clapet 152 générant une force de rappel, fonction de la hauteur de colonne d'eau, tendant à maintenir le clapet 152 fermé. Une telle caractéristique est particulièrement intéressante car elle permet, lorsque la pompe 100 est arrêtée, d'éviter que l'eau en aval du clapet 152 ne s'écoule par gravité au travers de la pompe 100 et du réservoir 3. Le clapet 151 en regard de l'orifice d'entrée 114 est également réalisé au moyen une découpe 151A en forme d'arc de cercle formant un opercule flexible en regard d'un renfoncement 118 circulaire formé dans le support 101, le clapet 151 se fermant lorsque l'eau dans la chambre de pompage 110 est comprimée par la membrane 111 et s'ouvrant lorsque l'actionneur piézoélectrique 111A se déforme dans le sens de l'augmentation du volume de la chambre de pompage 110. La position verticale de la pompe 100 dans le fer, avec l'orifice de sortie 115 disposé au dessus de l'orifice d'entrée 114, présente l'avantage de permettre la formation d'une colonne d'eau en aval du clapet 152 créant ainsi une pression générant une force de rappel tendant à maintenir le clapet 152 fermé. Une telle caractéristique, permet sans faire appel à un ressort de rappel, de maintenir fermé le clapet 152 lorsque la pompe 100 est arrêtée. De manière préférentielle, les découpes 151A, 152A en forme d'arc de cercle s'étendent angulairement sur moins de 180° et sont orientées dans un même sens de sorte qu'une importante bande de matière s'étende entre les découpes 151A, 152A. Une telle caractéristique permet d'obtenir une bonne stabilité du film 105 en bordure des découpes 151A, 152A en réduisant notamment le risque de déformation des clapets 151, 152 dans le sens de l'ouverture lors de la compression du film 105 entre le support 101 et l'embase 103. Le fer à repasser ainsi réalisé présente l'avantage de posséder une pompe-piézoélectrique performante capable d'éliminer les éventuelles bulles d'air pouvant pénétrer dans la chambre de pompage, les bulles d'air ayant naturellement tendance à être chassées vers le haut en direction de l'orifice de sortie par l'eau provenant du réservoir. On obtient ainsi un fer permettant de produire une grande quantité de vapeur pour une grande efficacité de repassage et possédant des performances stables dans le temps. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. Ainsi dans une variante de réalisation de l'invention, la forme de la chambre de pompage ou les moyens d'assemblage des éléments de la pompe pourront être modifiés. REVENDICATIONS1) Appareil de repassage comportant une pompe (100) comprenant une chambre de pompage (110) munie d'un orifice d'entrée (114) et d'un orifice de sortie (115), la chambre de pompage (110) comprenant une paroi mobile (111) comportant une face externe au contact d'un actionneur piézoélectrique (111A) prévu pour déplacer ladite membrane (111) en modifiant le volume de la chambre de pompage (110) sous l'action dudit actionneur piézoélectrique (111A), caractérisé en ce que ladite pompe (100) est disposée dans l'appareil de repassage de telle sorte que l'orifice de sortie (115) de la chambre de pompage (110) se trouve à un niveau plus élevé que l'orifice d'entrée (114) dans une position de fonctionnement normal de l'appareil. 2) Appareil de repassage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe (100) comporte un support (101) comprenant les orifices d'entrée (114) et de sortie (115) de la chambre de pompage (110) et en ce que la chambre de pompage (110) est orientée verticalement, avec l'orifice de sortie (115) disposé au dessus de l'orifice d'entrée (114) lorsque l'appareil est dans sa position de fonctionnement normal. 3) Appareil de repassage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice d'entrée (114) et l'orifice de sortie (115) traversent le support (101) et en ce que le support (101) comporte une face interne à la chambre de pompage (110) comprenant une rainure (116) s'étendant entre l'orifice d'entrée (114) et l'orifice de sortie (115). 4) Appareil de repassage selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que la chambre de pompage (110) présente une forme circulaire et en ce que l'orifice d'entrée (114) débouche à proximité du centre de la chambre de pompage (110), l'orifice de sortie (115) étant disposé à proximité de la périphérie de la chambre de pompage (110). 5) Appareil de repassage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite pompe (100) comporte un film (105) pris en sandwich entre ledit support (101) et une embase (103), ladite embase (103)comportant un conduit d'admission (131) et un conduit de refoulement (132) respectivement en communication avec l'orifice d'entrée (114) et l'orifice de sortie (115), ledit film (105) comportant des clapets (151, 152) en regard des orifices d'entrée (114) et de sortie (115). 6) Appareil de repassage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le film (105) est en matériau silicone et en ce que les clapets (151, 152) sont réalisés en effectuant une découpe (151A, 152A) en forme d'arc de cercle dans ledit film (105). 7) Appareil de repassage selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite découpe (151a, 152A) en arc de cercle s'étend sur un angle inférieur à 180°C. 8) Appareil de repassage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit appareil est un fer à repasser comportant un réservoir (3) et une chambre de vaporisation (11) alimentée en eau du réservoir au moyen de ladite pompe (100). 9) Appareil de repassage selon la revendication 8, caractérisé en que la pompe (100) est reliée à une tour d'accumulation d'eau (16) disposée en aval de ladite pompe (100). 10)Appareil de repassage selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un boisseau goutte à goutte (17) est interposé entre ladite tour d'accumulation d'eau (16) et la chambre de vaporisation (11). 11)Appareil de repassage selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la pompe (100) est disposée verticalement à l'arrière du fer, à l'extérieur du réservoir (3). 12)Appareil de repassage selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que la pompe (100) est disposée à hauteur du fond du réservoir (3).