Brevet FR2950676A1 — publié le 20110401

Dispositif d'aspiration, et buse d'aspiration correspondante. 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui de la collecte et le stockage par aspiration de produits légers, en particulier mais non exclusivement des résidus de combustion (cendres) de matériaux, tels que le bois. L'invention peut ainsi s'appliquer en particulier au nettoyage de dispositifs de chauffage et/ou de cuisson, tels que les cheminées, barbecues ou poêles. On entend par la suite par produits légers, les déchets et particules légères tels que les poussières, plâtre, poudres, sciures, copeaux, morceaux de papier, feuilles, mais aussi les liquides. 2. Art antérieur Pour assurer le nettoyage d'une cheminée chez un particulier, il est connu d'utiliser une pelle, un balai et un seau. Cette solution s'avère toutefois peu pratique dans la mesure où la collecte des cendres génère des poussières. On peut également utiliser un aspirateur. Cependant, l'utilisation d'un aspirateur traditionnel pour collecter des cendres présente un risque d'encrassement et d'endommagement des filtres et des pièces mécaniques de l'aspirateur, provoquant alors une dégradation de la puissance d'aspiration. Une telle utilisation présente en outre un risque d'incendie provoqué par l'aspiration et le stockage de cendres chaudes. Il est également connu, dans le domaine industriel, des dispositifs d'aspiration de produits légers, tels que des copeaux de bois. Ces dispositifs nécessitent toutefois une alimentation externe en air comprimé, de l'ordre de 5 à 6 bars, et ne sont donc pas adaptés à une utilisation chez les particuliers, qui ne disposent pas, dans la plupart des cas, d'un réseau en air comprimé dans leur habitation. 3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir un dispositif pour aspirer et stocker des particules légères, en particulier mais non exclusivement des cendres, adapté notamment à une utilisation chez les particuliers. Un objectif supplémentaire de l'invention est de permettre l'aspiration d'autres déchets légers tels que des poussières, plâtre, poudres, sciures, copeaux, morceaux de papier, feuilles, particules obstructives, liquides, etc. Un autre objectif de l'invention est de fournir un dispositif d'aspiration qui ne nécessite pas d'alimentation externe en air comprimé. L'invention a aussi pour objectif de fournir un dispositif d'aspiration qui soit simple à mettre en oeuvre, peu coûteux, de faible niveau sonore et qui offre 10 une puissance d'aspiration quasiment constante. 4. Résumé de l'invention L'invention propose une solution nouvelle qui ne présente pas l'ensemble de ces inconvénients de l'art antérieur, sous la forme d'un dispositif d'aspiration de cendres et/ou de particules similaires, équipé de moyens de génération d'un 15 flux d'air comprenant une turbine alimentée par un moteur, et d'une buse d'aspiration présentant une entrée d'air dans laquelle ledit flux d'air est injecté et une sortie d'air pouvant être reliée à des moyens de récupération de cendres. Selon l'invention, lesdits moyens de génération d'un flux d'air sont portés par lesdits moyens de récupération de cendres, et une première extrémité d'un 20 conduit d'aspiration débouche à l'intérieur de la buse. Le dispositif d'aspiration de l'invention est ainsi muni d'une source d'air qui permet d'éviter l'utilisation d'un réseau d'air comprimé externe. Une telle solution est par conséquent moins encombrante. Un tel dispositif d'aspiration est particulièrement adapté pour un usage chez 25 des particuliers, par exemple pour le nettoyage des cendres présentes dans les cheminées, poêles à bois ou à granulés, barbecue, etc. Le dispositif d'aspiration de l'invention comprend une buse dans laquelle débouche un conduit d'aspiration des cendres. La configuration de la buse et du conduit d'aspiration permet, lorsque de l'air produit par la source d'air est dirigé à 30 une extrémité de la buse, la création d'une dépression qui provoque l'aspiration des cendres par le conduit d'aspiration et leur acheminement vers l'autre extrémité de la buse à laquelle est reliée une cuve de réception des cendres. Un tel dispositif d'aspiration évite les pertes de charge liées aux filtres utilisés dans les aspirateurs classiques par exemple et empêche les particules aspirées d'entrer en contact avec les pièces mécaniques de l'aspirateur. Un tel dispositif d'aspiration permet en outre de garder une puissance d'aspiration suffisante et constante quel que soit l'état de remplissage de la cuve de réception des cendres. Par ailleurs, le dispositif d'aspiration de l'invention est simple à mettre en oeuvre, peu coûteux et de faible niveau sonore. Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, la buse comprend une portion intermédiaire présentant une section rétrécie, appelée col, par rapport à la section d'une portion d'entrée et/ou d'une portion de sortie de ladite buse. Un tel rétrécissement de la buse provoque une augmentation de la vitesse d'écoulement de l'air qui traverse la buse de l'entrée vers la sortie, et par conséquent une diminution de la pression statique de l'air au niveau de ce rétrécissement. Cette diminution de pression entraîne une dépression qui permet l'aspiration des cendres dans la buse par le biais du conduit d'aspiration. Une telle configuration de la buse permet d'obtenir une puissance d'aspiration suffisante et ne nécessite pas un flux d'air en entrée de la buse aussi important que dans les solutions de l'art antérieur. Dans un autre mode particulier de réalisation de l'invention, le col est compris entre une portion de section convergente et une portion de section divergente. Préférentiellement, la portion de section convergente forme un angle compris entre 0 et 90° avec l'axe de la buse. La portion de section divergente peut également former un angle compris entre 0 et 90° avec l'axe de la buse. Ainsi, dans d'autres modes de réalisation de l'invention, on peut également envisager de chaque côté du col des portions à angle droit et plus généralement des portions dont l'angle convergent ou divergent est compris entre 0 et 90°. Un autre mode de réalisation de l'invention met en oeuvre une buse de section de diamètre sensiblement constant. Une telle buse est simple et peu coûteuse à fabriquer. Selon un mode de réalisation avantageux, la première extrémité du conduit d'aspiration débouche dans la portion intermédiaire ou col de la buse. Une extrémité du conduit d'aspiration débouche ainsi dans le rétrécissement de la buse permettant, lorsque de l'air est injecté en entrée de la buse, l'expulsion des cendres aspirées par l'autre extrémité du conduit d'aspiration vers la sortie de la buse qui est reliée à une cuve de stockage des cendres. Selon un autre mode de réalisation, la première extrémité du conduit d'aspiration pénètre à l'intérieur de la buse de façon à créer un rétrécissement pour le passage du flux d'air entre l'entrée de la buse et la sortie de la buse. Ainsi, une portion du conduit d'aspiration peut pénétrer dans la buse, au niveau du rétrécissement de la buse ou, par exemple, sensiblement à mi-chemin entre l'entrée d'air et la sortie d'air de la buse lorsque la buse est de section constante. Par conséquent, le conduit d'aspiration obstrue partiellement le conduit de la buse et réduit le passage de l'air, provoquant ainsi la dépression voulue pour l'aspiration des cendres dans le conduit d'aspiration. Avantageusement, le conduit d'aspiration forme un angle compris entre 30° et 90° avec l'axe de la buse, de préférence un angle sensiblement égal à 45°. Dans un mode de réalisation particulier, les moyens de récupération des cendres sont aptes à contenir de l'eau. L'invention concerne également une buse d'aspiration destinée à être montée dans le dispositif d'aspiration de l'invention. Selon l'invention, la buse comprend une entrée d'air dans laquelle un flux d'air peut être injecté et une sortie d'air pouvant être reliée à des moyens de récupération de cendres, et en ce qu'elle comprend un conduit d'aspiration débouchant à l'intérieur de la buse par une première extrémité. Une telle configuration de la buse permet de créer un appel d'air suffisant 30 pour aspirer tout type de particule provenant du conduit d'aspiration lorsque de l'air est injecté en entrée de la buse vers la sortie de la buse. Selon un mode de réalisation particulier, la buse d'aspiration comprend une portion intermédiaire présentant une section rétrécie, appelée col, par rapport à la section d'une portion d'entrée et/ou d'une portion de sortie de ladite buse. Selon un autre mode de réalisation particulier, le col du conduit d'aspiration est compris entre une portion de section convergente et une portion de section divergente. Selon encore un autre mode de réalisation particulier, la section de la buse d'aspiration est de diamètre sensiblement constant. Une telle buse est ainsi simple et peu coûteuse à fabriquer. 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 présente le dispositif d'aspiration de l'invention, selon un mode de réalisation particulier ; - la figure 2 est une vue en coupe d'une buse du dispositif d'aspiration de l'invention selon un mode de réalisation particulier de l'invention ; - la figure 3 est une vue en perspective de la buse de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue en coupe selon B-B de la buse de la figure 2 ; - la figure 5 est une vue en coupe d'une buse d'aspiration selon un autre mode de réalisation de l'invention . 6. Description d'un mode de réalisation de l'invention 6.1 Dispositif d 'aspiration Dans le mode de réalisation décrit en relation avec la figure 1, le dispositif de l'invention est un aspirateur vertical 2 comprenant une cuve de stockage 4 (ou récipient collecteur) dont l'intérieur est soumis à la pression atmosphérique. La cuve de stockage 4 peut être montée sur des roues 8 qui permettent le déplacement de l'aspirateur 2. Le dispositif de l'invention comprend une buse d'aspiration 16 reliée par une première extrémité, dite entrée d'air, à un tuyau flexible 10 et à une deuxième extrémité, dite sortie d'air, à la cuve 4 (éventuellement par le biais d'un conduit). Par ailleurs, un conduit d' aspiration 11 de cendres est relié à la buse d' aspiration 16 et débouche par une de ses extrémités à l'intérieur de la buse d'aspiration 16. L'aspirateur comprend également une turbine d'aspiration 12 et un moteur électrique d'entraînement 14, montés par exemple sur la cuve de stockage 4 et qui permettent de générer un flux d'air. Comme cela sera décrit en détail ci-après, le flux d'air généré par la turbine 12 et le moteur 14 est dirigé dans le tuyau flexible 10, puis injecté dans l'entrée d'air de la buse d'aspiration 16. La configuration de la buse 16 et du conduit d'aspiration 11 permet la création d'une dépression dans la buse 16 qui provoque l'aspiration des cendres situées à proximité de l'orifice d'entrée 110 du conduit d'aspiration 11 vers la sortie d'air de la buse d'aspiration 16, et par conséquent vers la cuve de stockage 4. 6.2 Buse d'aspiration selon un premier mode de réalisation Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 2 à 4, la buse d'aspiration 15 16 comprend un corps de forme sensiblement cylindrique comprenant une entrée d'air 19 à une extrémité et une sortie d'air 21 à l'autre extrémité. Cette buse 16 présente : - une portion d'entrée 161, reliée au tuyau 10 et présentant une section d'un premier diamètre ; 20 - un col intermédiaire 163, relié au conduit d'aspiration 11 et présentant une section d'un deuxième diamètre inférieur au premier diamètre ; - une portion de sortie 165, reliée à la cuve de stockage 4 et présentant une section d'un troisième diamètre supérieur au deuxième diamètre et sensiblement égal au premier diamètre (dans d'autres modes de réalisation, 25 le troisième diamètre pourra être inférieur ou supérieur au premier diamètre); - une portion convergente 162 reliant la portion d'entrée 161 et le col 163; - une portion divergente 164 reliant le col 163 et la portion de sortie 165. Les portions 162, 163, 164 forment ainsi un premier niveau de 30 rétrécissement de la buse d'aspiration 16 sur une partie de sa longueur. La buse d'aspiration 16 comprend ainsi, dans ce mode de réalisation, une portion convergente 162, par laquelle est acheminé le flux d'air (flèche E) généré par la turbine 12 et le moteur 14. Cette portion convergente 162 est reliée à une portion cylindrique 163 (ou col) de section sensiblement constante, elle-même reliée à une portion divergente 164 par laquelle le flux d'air (flèche S) comprenant les cendres aspirées (flèche C) est acheminé permettant ainsi l'éjection des cendres dans la cuve de stockage 4. Les portions convergente 162 et divergente 164 peuvent être modifiées, voire supprimées, selon les modes de réalisation. Dans le mode de réalisation illustré, la longueur de la portion divergente 164 est sensiblement égale à la longueur de la portion convergente 162. La longueur et l'angle de ces portions peuvent varier selon les modes de réalisation. Ainsi, un angle compris entre 0 et 90° par rapport à l'axe A de la buse peut être envisagé. D'autres formes, non circulaires, de la buse d'aspiration 16 sont envisageables telle qu'une forme carré ou polygonale par exemple. Comme représenté sur les figures 2 à 4, le conduit ou tuyau d'aspiration 11 traverse la paroi du corps de la buse 16 de façon à ce que l'orifice de sortie biseauté 111 du conduit 11 débouche dans la buse d'aspiration 16 au niveau du col. Plus précisément, une portion du conduit d'aspiration 11 pénètre à l'intérieur de la buse d'aspiration 16 au niveau du col de façon à créer un deuxième niveau de rétrécissement pour le passage du flux d'air de l'entrée 19 de la buse 16 vers la sortie 21 de la buse 16. Une telle configuration réduit le passage de l'air dans la buse 16 de façon à augmenter la vitesse d'écoulement du flux d'air au niveau du col 163 et donc diminuer la pression statique à cet endroit. Cette diminution de pression permet la création d'un appel d'air dans la buse 16 et l'aspiration des cendres par l'orifice d'entrée 110 du conduit d'aspiration 11. Ces cendres sont transportées dans la buse 16 au niveau du col, puis vers la cuve de stockage. Dans le mode de réalisation des figures 2 à 4, l'orifice de sortie 111 du conduit d'aspiration 11 et le col 163 de la buse d'aspiration 16 sont concentriques autour de l'axe A. L'orifice de sortie 111 du conduit d'aspiration 11 est biseautée, lui donnant ainsi une forme ellipsoïdale, et est orienté vers la portion divergente 164 et la sortie d'air 21 de la buse d'aspiration 16. Dans le mode de réalisation illustré, le tuyau d'aspiration 11 est incliné d'environ 45° par rapport à l'axe A de la buse 16. D'autres valeurs d'inclinaison permettant d'obtenir le même effet sont envisageables, par exemple un angle d'inclinaison compris entre 30 à 90 °. Lorsque l'aspirateur est mis en marche, le flux d'air généré par le moteur 14 et la turbine 12 est dirigé, par le biais du tuyau flexible 10, dans la portion d'entrée 161 de la buse d'aspiration 16 (flèche E des figures 2 et 3). Le premier niveau de rétrécissement de la buse 16, constitué par les deux étranglements formés par la portion convergente 162, le col 163 et la portion divergente 164 de la buse d'aspiration 16, et le deuxième niveau de rétrécissement de la buse 16 constitué par l'obstruction partielle du col 163 par l'extrémité 111 du conduit 11, provoquent alors la création d'un courant d'air (ou appel d'air, ou écoulement d'air, ou dépression d'air) entre la portion d'entrée 161 et la portion de sortie 165 de la buse 16. En d'autres termes, les deux niveaux de rétrécissement permettent la création d'un flux d'air aspirant en direction de la portion de sortie 165 reliée à la cuve de stockage 4 (flèche S). Ainsi, pour un débit de 40 dm3/s, la dépression est d'environ 40 KPa. L'air extérieur est alors inspiré dans le conduit d'aspiration 11 en entraînant les cendres qui se trouvent au voisinage de l'orifice d'entrée 110 du conduit d'aspiration 11 (flèche C). Les cendres sont alors entraînées dans le conduit 11 puis dans la buse 16 par le biais de l'orifice de sortie 111 du conduit 11, puis elles sont éjectées ou refoulées dans la cuve de stockage 4 (flèche S). Dans ce mode de réalisation, la cuve de stockage 4 est constituée d'un seau contenant ou non de l'eau, et dans lequel débouchent la buse d'aspiration 16 et un filtre à air en mousse (non représenté). La cuve de stockage 4 est, de préférence, constituée d'un matériau résistant à la chaleur, de façon à éviter tout risque de détérioration, voire d'incendie, dû à des cendres chaudes, en particulier lorsque la cuve ne contient pas d'eau. 6.3 Buse d'aspiration selon un deuxième mode de réalisation Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5, la buse d'aspiration 16' présente une forme cylindrique de section constante, le conduit d'aspiration Il' ayant un diamètre relativement proche du diamètre de la buse 16'. L'extrémité 111' du conduit d'aspiration 1l' pénètre à l'intérieur de la buse 16' de façon à obstruer en partie l'intérieur de la buse 16' et ainsi réduire le passage de l'air de l'entrée 19' de la buse 16' (flèche E') vers la sortie 21' de la buse 16' (flèche S'). Cet unique niveau de rétrécissement du passage de l'air dans la buse 16' provoque un appel d'air (flèche C') permettant l'aspiration des cendres situées à proximité de l'orifice d'entrée 110' du conduit d'aspiration 1l' et leur acheminement vers la sortie d'air 21' de la buse 16' reliée à la cuve de stockage des cendres. 6.4 Variantes Selon des modes de réalisation non représentés, d'autres géométries du conduit d'aspiration relié à la buse peuvent être utilisées. Le conduit d'aspiration peut par exemple prendre la forme d'un tuyau coudé. En outre, le conduit d'aspiration peut être rigide ou flexible, voir rigide sur une partie et flexible sur l'autre de façon à faciliter sa manipulation par un utilisateur. Dans une variante du premier mode de réalisation décrit en relation avec les figures 2 à 4, le conduit d'aspiration débouche dans la buse au niveau du col mais ne pénètre pas à l'intérieur de la buse. La buse comprend dans ce cas un unique niveau de rétrécissement constitué par les portions 162, 163, 164 qui permet la création d'une dépression dans le buse et l'aspiration des cendres par le conduit d'aspiration. Le dispositif de l'invention est destiné, en particulier, au nettoyage des cendres présentes dans les cheminées, poêles à bois ou à granulés, barbecue, etc. Le conduit d'aspiration de la buse peut être adapté de façon à permettre l'aspiration d'autres déchets légers tels que des poussières (de ponçage par exemple), plâtre, poudres, sciures, copeaux, morceaux de papier, feuilles, particules obstructives, liquides, etc.30 REVENDICATIONS1. Dispositif d'aspiration de cendres et/ou de particules similaires, équipé de moyens de génération d'un flux d'air comprenant une turbine (12) alimentée par un moteur (14), et d'une buse d'aspiration (16) présentant une entrée d'air (19) dans laquelle ledit flux d'air est injecté et une sortie d'air (21) pouvant être reliée à des moyens de récupération de cendres (4), caractérisé en ce que lesdits moyens de génération d'un flux d'air (12, 14) sont portés par lesdits moyens de récupération de cendres (4), et en ce qu'une première extrémité (111) d'un conduit d'aspiration (11) débouche à l'intérieur de la buse (16). 2. Dispositif d'aspiration selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite buse (16) comprend une portion intermédiaire (163) présentant une section rétrécie, appelée col, par rapport à la section d'une portion d'entrée (161) et/ou d'une portion de sortie (165) de ladite buse (16). 3. Dispositif d'aspiration selon la revendication 2, caractérisé en ce que le col est compris entre une portion de section convergente (162) et une portion de section divergente (164). 4. Dispositif d'aspiration selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la première extrémité (111) du conduit d'aspiration (11) débouche dans la portion intermédiaire (163). 5. Dispositif d'aspiration selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première extrémité (111) du conduit d'aspiration (11) pénètre à l'intérieur de la buse (16) de façon à créer un rétrécissement pour le passage du flux d'air entre l'entrée (19) de la buse (16) et la sortie (21) de la buse (16). 6. Dispositif d'aspiration selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le conduit d'aspiration (11) forme un angle compris entre 30 et 90° avec l'axe (A) de la buse (16), de préférence un angle sensiblement égal à 45°. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite portion de section convergente (162) forme un angle compris entre 0et 90° avec l'axe (A) de la buse (16). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que ladite portion de section divergente (164) forme un angle compris entre 0 et 90° avec l'axe (A) de la buse (16). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de récupération des cendres (4) sont aptes à contenir de l'eau. 10. Buse d'aspiration (16) destinée à être montée dans un dispositif d'aspiration selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend une entrée d'air (19) dans laquelle un flux d'air peut être injecté et une sortie d'air (21) pouvant être reliée à des moyens de récupération de cendres (4), et en ce qu'elle comprend un conduit d'aspiration (11) débouchant à l'intérieur de la buse (16) par une première extrémité (111). 11. Buse d'aspiration (16) selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle comprend une portion intermédiaire (163) présentant une section rétrécie, appelée col, par rapport à la section d'une portion d'entrée (161) et/ou d'une portion de sortie (165) de ladite buse (16). 12. Buse d'aspiration (16) selon la revendication 11, caractérisée en ce que le col du conduit d'aspiration (18) est compris entre une portion de section convergente (162) et une portion de section divergente (164). 13. Buse d'aspiration (16) selon la revendication 10, caractérisée en ce que la section de la buse (16) est de diamètre sensiblement constant.