Brevet FR2948003A1 — publié le 20110121

B.09671 DISPOSITIF DE FILTRATION DES DECHETS POUR ASPIRATEUR L'invention concerne les appareils de récupération des déchets dans la famille des aspirateurs, et plus particulièrement les dispositifs de filtration des déchets 5 utilisant un filtre. L'utilisation d'un filtre, qu'il soit en matériau tissé ou non, est largement connue dans les aspirateurs. Toutefois, le filtre se chargeant de poussières et autres déchets, il devient de moins en moins perméable à l'air et diminue ainsi les performances d'aspiration par son colmatage. Une solution radicale à ce 10 problème consiste alors à un changement du filtre. Un tel phénomène de colmatage pouvant survenir assez rapidement après la première utilisation dudit filtre, il est souvent conseillé de procéder tout d'abord à un décolmatage manuel du filtre, l'utilisateur secouant le filtre pour déloger la poussière. 15 Il est par la suite apparu des dispositifs automatiques ou semi-automatiques, permettant de réaliser un secouage ou un grattage du filtre sans l'intervention de l'utilisateur, à intervalles réguliers, afin que le filtre retrouve sensiblement ses propriétés initiales. II est ainsi connu, par le document FR2027213, un dispositif de décolmatage 20 automatique d'un filtre plissé plan par l'intermédiaire d'un arbre à manivelle portant une pièce en interaction avec les plis du filtre, ledit arbre étant par ailleurs relié à l'enrouleur automatique du cordon d'alimentation électrique de l'aspirateur, de telle sorte que l'enroulement automatique du cordon provoque le mouvement de la pièce contre les plis du filtre, permettant son décolmatage. 25 II est également connu des filtres plissés de forme cylindrique. Le document DE8812615 décrit un tel filtre plissé présentant un dispositif de décolmatage interne par des bras venant en rotation heurter à différents endroits les plis du filtre. II apparaît toutefois que le taux de décolmatage, dans les deux exemples cités, pourrait être amélioré. L'un des buts de la présente invention est ainsi de proposer un média filtrant qui présente notamment des facilités de décolmatage de la poussière améliorées, tout en offrant une surface de filtration importante. La présente invention est atteinte à l'aide d'un dispositif de filtration pour aspirateur comprenant un filtre plissé interposé dans le flux d'air d'aspiration créé par l'aspirateur, le filtre étant de forme tronconique, les plis du filtre constituant les génératrices du tronc de cône. Ainsi, en proposant un filtre, non plus plan mais volumique, sous la forme d'un tronc de cône, on augmente la surface spécifique par rapport à un filtre plan. De plus, l'évasement, lié à la forme tronconique, permet une meilleure efficacité lors du décolmatage du filtre, que ce décolmatage soit réalisé par l'utilisateur, lors de l'entretien du filtre, ou automatiquement par un dispositif approprié, puisqu'il permet aux poussières issues du décolmatage de retomber majoritairement hors du filtre, ce qui permet d'accroître l'efficacité d'un tel dispositif. En effet, lors du décolmatage, les plis du filtre sont secoués ou heurtés par un élément, provoquant un rejet des poussières dans l'air environnant. En proposant une forme évasée au filtre, on minimise la probabilité pour que les poussières relarguées retombent sur une partie du filtre sous-jacente, ce qui améliore donc l'efficacité d'un tel nettoyage. Selon une variante de réalisation, le tronc de cône formé par le filtre est droit. Cette géométrie simplifie la fabrication ainsi que les dispositifs automatiques de décolmatage lorsqu'ils existent Pour les mêmes raisons, il parait économiquement avantageux que le filtre se 25 présente sous la forme d'un tronc de cône de révolution. Selon une autre caractéristique de l'invention, les plis du filtre présentent une largeur a, une longueur b et vérifient l'équation suivante : tan a >_ alb, où a est le demi-angle du tronc de cône. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de filtration comprend en outre 2 une chambre de séparation munie d'une ouverture d'entrée d'air, et à l'intérieur de laquelle est disposé un séparateur primaire par cyclone, ou par inertie, et/ou par une grille à mailles, le séparateur primaire comportant un corps cylindrique muni au moins d'une ouverture de passage d'air, la chambre de séparation comportant également un séparateur secondaire pour les débris fins et poussières, ainsi qu'une ouverture de sortie d'air disposée en aval du séparateur secondaire, le séparateur secondaire comprenant le filtre plissé. La présente invention trouve pleinement son intérêt dans les dispositifs de séparation des déchets pour aspirateur comprenant plusieurs � étages � de séparation, l'un des étages étant constitué d'un ou de plusieurs séparateurs cycloniques ou par inertie, ces dispositifs présentant le principal avantage sur les séparateurs de type sac filtrant d'éviter d'avoir à le remplacer lorsqu'ils sont pleins, ce qui permet notamment des économies de coût de maintenance pour l'utilisateur. Toutefois, de tels séparateurs sont souvent associés à des filtres disposés en aval de ces séparateurs, et permettant de parfaire la séparation des déchets. Il paraît alors avantageux de pouvoir � allonger � la durée de vie de tels filtres, notamment en proposant des dispositifs de décolmatage ou en facilitant l'entretien de tels filtres. Il apparaît ainsi qu'une amélioration de l'efficacité du décolmatage par la forme donnée au filtre s'inscrit pleinement dans le principe des séparateurs dits � sans sacs � qui sous-entendent souvent une absence de consommables, c'est-à-dire de pièces à changer régulièrement, tels des filtres. Selon une autre variante de réalisation, le filtre plissé est disposé à l'intérieur du corps cylindrique du séparateur primaire. Le filtre plissé peut être alors orienté verticalement, la plus petite section du tronc de cône étant disposée vers le bas. Dans un autre mode de réalisation, le dispositif de filtration comporte en outre un bac de récupération des déchets disposé au moins en partie sous les deux séparateurs primaire et secondaire, le bac fermant la chambre de séparation en partie basse. Le bac de récupération des déchets est, par exemple, cylindrique et constitue l'enveloppe de la chambre de séparation des déchets. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, le filtre plissé est associé à un dispositif de décolmatage permettant une sollicitation mécanique du filtre plissé. Ce dispositif de décolmatage est disposé à l'intérieur du filtre plissé et peut être constitué d'une tige verticale mobile en rotation autour d'un axe défini par la tige, cette dernière comportant des bras horizontaux en contact avec les plis du filtre. Dans une configuration particulière, l'axe de symétrie du filtre plissé tronconique disposé verticalement est sensiblement le même que l'axe de la chambre de séparation, ce qui simplifie la conception des différentes pièces du dispositif tout en localisant les poussières issues du décolmatage au centre du bac de récupération des déchets et sur une surface restreinte qui limite les mouvements de poussières lors du maniement du bac à déchets. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue en perspective avant d'un aspirateur comportant la présente invention. La figure 2 est une vue de dessus de l'aspirateur selon l'invention. La figure 3 est une vue en perspective du dispositif de séparation selon l'invention. La figure 4 est une vue en coupe axiale selon le plan P de la figure 3. La figure 5 est une vue éclatée du dispositif de séparation selon l'invention. La figure 6 est une vue en coupe axiale selon le plan P du bac de récupération des déchets. La figure 7 est une vue en coupe axiale selon le plan P de la figure 3 du filtre équipé du dispositif de décolmatage. La figure 8 présente une vue de dessus de ce même filtre. La figure 9 est une figure illustrative schématique du principe de l'invention. Les figures 1 et 2 illustrent un aspirateur de type cyclonique équipé de la présente invention. L'appareil comprend un bâti 1 supporté par des roues arrière 2 et une roulette avant permettant le déplacement et l'orientation de l'aspirateur lors de son fonctionnement. L'aspirateur comporte un ensemble de séparation et de filtration 4 détaillé par la suite. Un suceur, non représenté, est associé à un tube télescopique relié au bâti 1 de l'appareil par un conduit flexible 6 maintenu en deux points à l'appareil. L'extrémité du conduit flexible pénètre dans l'ensemble de séparation 4 par un conduit rigide 8. Un conduit aéraulique 10 relie l'ensemble de séparation 4 au bloc moteur disposé à l'arrière de l'appareil. Ce conduit peut effectuer un mouvement de pivotement en étant articulé selon un axe transversal disposé vers l'arrière de l'appareil afin de libérer l'ensemble de séparation 4. Ce mouvement de pivotement est commandé par le bouton 11 disposé sur l'un des côtés de l'appareil, et visible figure 2. En partie supérieure de l'appareil se trouvent une large poignée articulée 12 de 20 portage ainsi que des boutons 14, 16 respectivement de mise en marche / arrêt de l'appareil et de rembobinage du cordon électrique. L'ensemble de séparation 4 est présenté aux figures 3 à 6, et notamment à la figure 5 qui montre une vue éclatée de cet ensemble. Ce dernier est ainsi composé d'une chambre de séparation primaire constituée d'un bac 40 qui 25 constitue l'enveloppe de la chambre de séparation, et d'un séparateur 50. Le bac 40 est de forme cylindrique à section circulaire. Il est ouvert en partie supérieure et comporte un fond 400. Il dispose d'une poignée 42 latérale de préhension ainsi qu'une entrée d'air en partie supérieure formée par le conduit rigide 8 qui débouche tangentiellement dans le bac 40. Le séparateur 50 comporte un corps 52 de forme générale cylindrique de section circulaire constante, disposant d'une collerette périphérique 54 en partie supérieure. Le corps 52 se prolonge vers le bas par une forme conique 56 à section décroissante. Un joint 58 annulaire est disposé à l'extrémité ouverte de la forme 56, ce joint présentant une section en L. Ce joint est avantageusement lié au corps 52, par exemple par collage. La collerette 54 comporte une nervure sur sa périphérie, correspondant à la forme supérieure du bac 40, de manière à réaliser un ajustement des deux parties sans fuite aéraulique, tout en définissant un espace 500 de forme sensiblement torique entre le corps 52 et la paroi interne du bac 40. Par ailleurs, le corps 52 comporte des ouvertures 60 de passage d'air, régulièrement réparties sur sa périphérie, ces ouvertures se présentant sous la forme de fenêtres de plusieurs cm2, pourvues de grilles à maille fine, permettant un passage d'air de l'extérieur vers l'intérieur du corps 52. La partie intérieure du corps 52 définit ainsi la chambre de filtration secondaire et abrite un dispositif de filtration 70 composé d'un filtre plissé 72. Selon l'invention, le filtre est de forme tronconique, en présentant un diamètre plus important dans sa partie haute, et étant maintenu et rigidifié en partie basse par une collerette 74, et en partie haute par une pièce 76 en forme de disque formant le support du filtre. Cette pièce 76 définit un espace en liaison avec l'intérieur du filtre plissé, cet espace étant en liaison aéraulique avec une portion du conduit aéraulique 10 menant au moteur. Par ailleurs, la pièce 76 comprend une bague annulaire 78, ainsi que des 25 zones 80 de préhension, dans lesquelles l'utilisateur peut glisser les doigts afin de retirer le dispositif 70. Une échancrure 82 est réalisée sur la collerette 78, cette échancrure coopérant avec un renflement interne d'un loquet 62, monté en rotation élastique contre la force de rappel d'un ressort, afin de permettre le maintien du dispositif de 30 filtration 70 sur le séparateur 50, tout en facilitant une séparation des deux éléments par l'utilisateur, par exemple en vue d'un nettoyage approfondi. La pièce 76 comporte également des bras radiaux menant à un anneau central 84 recevant un dispositif 90 de décolmatage du filtre. Un tel dispositif de décolmatage est semblable à celui décrit dans la demande FR 2894449 au nom du demandeur. II comprend ainsi une tige 92 comportant des bras perpendiculaires 94, ainsi qu'un organe de manoeuvre 96, actionnable par l'utilisateur. L'anneau central 84 contient la tige 92 en translation, en étant disposé entre l'organe de manoeuvre 96 et une rondelle 98, laissant la possibilité à ladite tige de tourner sur elle-même. Par ailleurs, l'extrémité de la tige, opposée au bouton de manoeuvre, est guidée dans une cavité ménagée dans la collerette 74, tel qu'il est visible figure 4. Cette figure montre une coupe de l'ensemble de séparation et de filtration 4, où les différents éléments constitutifs qui viennent d'être présentés sont 15 assemblés. Ainsi, le séparateur 50 est positionné sur la partie supérieure du bac 40, dans une rainure spécifique, ledit séparateur 50 recevant le dispositif 70 de filtration en le maintenant par le loquet 62, le dispositif 70 portant le moyen de décolmatage 90, dont les bras 94 sont alors en interaction avec les plis du filtre 20 72. Cette disposition ménage ainsi l'espace 500 entre le corps 52 du séparateur 50 et la paroi circulaire verticale du bac 40. Cet espace 500 présente la forme d'un tore, de section constante dans sa partie haute, puis s'élargissant en partie basse, afin de constituer le lieu de stockage des déchets les plus gros. 25 Par ailleurs, l'extrémité de la forme conique 56 du corps 52 définit, avec le joint 58 et la partie sous-jacente au filtre du fond 400 du bac 40, un espace de stockage 510 des poussières issues du décolmatage, le filtre plissé 72 étant localisé à l'aplomb de cette zone. Ainsi, en fonctionnement, lorsque le moteur est mis en marche, une tubulure d'aspiration terminée par un suceur positionné sur un sol à nettoyer étant reliée au conduit 8, l'air chargé de déchets pénètre, de façon tangentielle, dans le bac 40, et plus exactement dans l'espace torique 500. La rotation à haute vitesse provoque une séparation partielle des déchets les plus lourds qui s'accumulent dans cet espace, et plus particulièrement vers le fond 400 du bac. Les grilles à maille fine disposées dans les ouvertures 60 permettent à l'air de pénétrer dans le corps 52 tout en aidant à la filtration des particules. L'air, après cette première filtration, traverse le filtre plissé 72 où la grande majorité des particules les plus fines est arrêtée. L'air ressort du dispositif de séparation par la partie haute centrale du filtre où il est acheminé vers le moteur par le conduit 10 représenté figure 1. Lorsque l'utilisateur désire retirer l'ensemble de séparation, il fait pivoter le conduit aéraulique 10 en actionnant le bouton 11, le conduit se dégageant ainsi de l'ensemble de séparation 4 qui peut alors être extrait de l'appareil par la poignée 42. Lorsque l'utilisateur désire décolmater le filtre 72, après avoir fait pivoter le conduit 10, il fait tourner sur elle-même la tige 92 grâce au bouton de manoeuvre 96, ce qui induit un frottement des bras 94 sur les plis du filtre, et qui permet de remettre en suspension une partie des poussières prises dans le tissage du filtre. Ces poussières tombent alors dans l'espace 510 sous-jacent tel que précédemment défini. Un tel décolmatage permet à l'aspirateur de retrouver de bonnes performances d'aspiration, allongeant ainsi la durée de vie du filtre. Il peut être prévu, dans le cadre de la présente invention, un décolmatage automatique du filtre, par un mécanisme approprié et une gestion adéquate du colmatage du filtre, soit par un capteur spécifique, soit en fonction du temps d'utilisation. Un moto-réducteur, tel que décrit dans la demande FR2894448, peut être utilisé à cette fin. Par ailleurs, en variante de réalisation, le dispositif de décolmatage peut 30 consister en une rotation du filtre, la tige 92 restant fixe. Une des particularités de la présente invention est de présenter un filtre plissé de forme tronconique, disposé verticalement, et dont la section la plus faible est orientée vers le bas. L'air sort du filtre en partie haute, de sorte que l'extrémité inférieure du filtre est fermée. Autrement dit, chaque pli du filtre, tel que le montre la figure 7, présente une inclinaison d'un angle a par rapport à la verticale, cette inclinaison étant dirigée radialement vers l'extérieur du filtre, du côté entrant de l'air dans le filtre. Par ailleurs, chaque pli du filtre est sensiblement orienté radialement, tel qu'illustré figure 8. La figure 9 permet de mieux comprendre l'intérêt de la présente invention. Cette figure montre schématiquement un pli PL du filtre, de forme générale rectangulaire, de largeur a et de longueur b. Le demi-angle a du tronc de cône du filtre représente l'inclinaison de chaque pli du filtre par rapport à l'axe du tronc de cône. Par ailleurs une collerette B ferme l'extrémité inférieure du filtre, tel que précédemment expliqué. Lorsque la valeur de la tangente de cet angle a est égale au rapport entre a et b, alors l'inclinaison du filtre 72 est telle qu'une parallèle à l'axe du tronc de cône sépare fictivement chaque pli en deux surfaces égales, à savoir AI et A2 sur la figure. Selon l'exemple de réalisation proposé, l'axe du filtre est vertical. Ainsi, lorsque le tronc de cône est disposé verticalement, seule la partie A2 du filtre est disposée à l'aplomb de la base B. Ainsi, les poussières relarguées par la partie A, du filtre lors du décolmatage sont plus aptes à tomber hors du filtre que les poussières relarguées de la partie A2, puisque la gravité simple les fait se diriger vers la collerette B, donc toujours dans le filtre, réduisant alors l'efficacité du décolmatage. Ainsi, les dimensions des plis du filtre pour lequel au moins la moitié de la surface de chaque pli se trouve hors de l'aplomb de la collerette B sont définies 30 par la formule suivante : tan a >_ a/b. Tel que le montre la figure 7, la collerette 74 comporte une composante latérale, de sorte que la valeur de la tangente de l'angle a, nécessaire pour que la surface S1 du pli en dehors de l'aplomb de la collerette soit égale à la surface S2 située à l'aplomb de la collerette, soit légèrement supérieur à a/b. Bien entendu, des valeurs beaucoup plus importantes de l'angle du tronc de cône peuvent être envisagées, mais un angle très ouvert est plus difficile à réaliser et modifie considérablement la géométrie du dispositif et l'architecture de l'aspirateur. Il peut être prévu une disposition du filtre tel que l'axe du filtre ne soit pas vertical, mais légèrement incliné. Dans ce cas, le décolmatage sera plus efficace sur une partie du filtre, mais restera acceptable sur l'autre partie du filtre, de sorte que la qualité du décolmatage sera peu altérée, pour autant que l'inclinaison du filtre reste faible. Dans ce cas de figure, il peut être prévu avantageusement un décolmatage par rotation du filtre, la tige 92 étant fixe, avec préférentiellement des bras 94 s'étendant vers l'avant du bac, afin de tirer profit de l'inclinaison supplémentaire des plis du filtre. Lorsque l'utilisateur désire vider le bac de récupération des déchets, il saisit la pièce 76 par les ouvertures 80, ce qui lui permet de retirer à la fois le 20 séparateur 50 et le dispositif 70 de filtration. Le bac est alors vide de tout élément, comme le montre la figure 6, puisque les différentes zones de stockage des déchets, soit séparées par le dispositif cyclonique, soit issues du décolmatage, sont définies, outre par les parois du bac 40, par des pièces amovibles au bac, ainsi que par le joint 58. 25 Cet aspect lisse du bac 40, et notamment le fond 400, tel que bien visible figure 6, facilite le vidage des déchets, mais également son nettoyage. L'utilisateur peut également facilement séparer le dispositif 70 de filtration du séparateur 50, en agissant sur le loquet 62, notamment dans le but de nettoyer chaque sous-ensemble. Ainsi, la présente invention propose un dispositif compact de séparation des déchets qui offre de bonnes performances de séparation, tout en facilitant le vidage et l'entretien du bac, avec un minimum de pièces à démonter. Le filtre associé dans ce dispositif de séparation est optimisé pour que le décolmatage soit efficace et que le filtre retrouve de bonnes propriétés de filtration. Il peut également être envisagé, à titre de variante de l'invention, que l'air issu de la séparation cyclonique des déchets soit amené au dispositif de filtration par un conduit spécifique. II peut alors être envisagé de faire pénétrer l'air par l'intérieur d'un filtre plissé tronconique tel qu'illustré dans la présente invention. Il conviendra alors d'orienter les plis du filtre vers l'intérieur, avec le diamètre le plus important du filtre en bas du filtre, afin que le décolmatage des plis par un dispositif approprié permette d'obtenir le même effet en éloignant les parois du filtre des zones de relarguage. Par ailleurs, la présente invention couvre également des dispositifs de filtration primaire différents de celui présenté, où notamment les ouvertures 60 peuvent se présenter sous une forme différente, comme par exemple des fentes ou des trous précédé(e)s de parois inclinées. REVENDICATIONS1. Dispositif de filtration pour aspirateur caractérisé en ce qu'il comprend un filtre plissé (72) interposé dans le flux d'air d'aspiration créé par l'aspirateur, le filtre étant de forme tronconique, les plis (PL) du filtre constituant les génératrices du tronc de cône. 2. Dispositif de filtration pour aspirateur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le tronc de cône est droit. 3. Dispositif de filtration pour aspirateur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le tronc de cône est de révolution. 4. Dispositif de filtration pour aspirateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plis (PL) du filtre présentent une largeur a, une longueur b et vérifient l'équation suivante : tan a ? a/b, où a est le demi-angle du tronc de cône. 5. Dispositif de filtration pour aspirateur selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre une chambre de séparation munie d'une ouverture d'entrée d'air, et à l'intérieur de laquelle est disposé un séparateur primaire (50) par cyclone, ou par inertie, et/ou par une grille à mailles, le séparateur primaire (50) comportant un corps cylindrique muni au moins d'une ouverture de passage d'air (60), la chambre de séparation comportant également un séparateur secondaire (70) pour les débris fins et poussières, ainsi qu'une ouverture de sortie d'air disposée en aval du séparateur secondaire (70), le séparateur secondaire comprenant le filtre plissé (72). 6. Dispositif de filtration pour aspirateur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le filtre plissé (72) est disposé à l'intérieur du corps cylindrique du séparateur primaire (50). 7. Dispositif de filtration pour aspirateur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le filtre plissé (72) est orienté verticalement, la plus petite section du tronc de cône étant disposée vers le bas. 8. Dispositif de filtration pour aspirateur selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un bac de récupération (40) des déchets disposé au moins en partie sous les deux séparateurs primaire et secondaire, le bac (40) fermant la chambre de séparation en partie basse. 9. Dispositif de filtration pour aspirateur selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le bac de récupération (40) des déchets est cylindrique et constitue l'enveloppe de la chambre de séparation des déchets. 10. Dispositif de filtration pour aspirateur selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que l'axe de symétrie du filtre plissé (72) est sensiblement le même que l'axe de la chambre de séparation. 11. Dispositif de filtration pour aspirateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le filtre plissée (72) est associé à un dispositif de décolmatage (90) permettant une sollicitation mécanique du filtre pissé (72). 12. Dispositif de filtration pour aspirateur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de décolmatage (90) est disposé à l'intérieur du filtre plissé (72) et est constitué d'une tige verticale (92) mobile en rotation autour d'un axe défini par la tige, cette dernière comportant des bras horizontaux (94) en contact avec les plis du filtre (72).