Brevet FR2950941A1 — publié le 20110408

POMPE ELECTRIQUE DOUBLE POUR L'ENTRETIEN DES PISCINES [01] L'invention concerne une pompe électrique double destinée à l'entretien des piscines. L'invention a notamment pour but de proposer une pompe économique dont l'étanchéité est simple à garantir. [02] On sait que l'entretien des piscines nécessite la circulation de divers courants d'eau. Ainsi, l'eau circule dans un ensemble de filtration, de l'eau est transmise à un robot de nettoyage de la piscine, de l'eau est utilisée pour aspirer les débris, feuilles et autres déposés à la surface de la piscine, de l'eau est prélevée par une bonde en fond de piscine, etc ... Ces diverses io circulations d'eau sont à assurer par des pompes respectives, adaptées chacune au débit et à la pression nécessaires. [3] La multiplicité des pompes, et donc des moteurs qui les entraînent, complique l'ensemble de l'équipement des piscines et l'invention a pour objet une réduction de cette complication. Plus précisément, l'invention a pour 15 objet une pompe double ayant un seul moteur électrique, destinée à jouer le rôle de deux pompes habituellement utilisées pour l'entretien des piscines. [4] Bien que l'utilisation d'une telle pompe double puisse correspondre à différents courants circulant dans la piscine, on décrit l'invention dans son application à la circulation du courant de filtration et à la circulation du 20 courant d'alimentation du robot de nettoyage. [5] Plus précisément, l'invention concerne une pompe double à moteur électrique. L'installation d'entretien de piscine est ainsi simplifiée, puisqu'un seul moteur électrique, et donc un seul branchement électrique, est nécessaire, et la programmation des temps de filtration et de 25 fonctionnement du robot de nettoyage est simplifiée. [6] On connaît une pompe de ce type décrite dans le document WO2004/040144 ayant un arbre dont chaque extrémité entraîne une pompe respective. Toutefois, il s'est avéré qu'il était très difficile d'obtenir une étanchéité entre les chambres des turbines et le moteur électrique puisqu'il 30 faut que cette étanchéité soit assurée des deux côtés du moteur, ce qui multiplie donc le risque de fuite. [7] L'invention vise notamment à résoudre ce problème d'étanchéité. [8] A cet effet, la pompe double selon l'invention comprend un moteur électrique ayant un arbre d'entraînement à une de ses extrémités sur lequel sont installées une première turbine à haut débit et basse pression et une deuxième turbine à bas débit et haute pression. [9] La première turbine centrifuge aspire en entrée le liquide issu de l'extérieur de la pompe vers une première sortie débouchant vers l'extérieur de la pompe de manière à créer un courant de haut débit et de faible pression, et vers une deuxième sortie débouchant vers l'entrée de la io deuxième turbine, cette deuxième turbine ayant une sortie débouchant vers l'extérieur de la pompe de manière à créer un courant de bas débit et de forte pression. [10] Etant donné que dans cette configuration, les deux turbines sont montées en série d'un même côté du moteur, on assure l'étanchéité 15 uniquement d'un côté de la pompe au niveau de la séparation entre le moteur électrique et la deuxième turbine, ce qui facilite sa réalisation. [11] En outre, la pompe selon l'invention est une pompe à deux étages capable de donner les débits et pressions nécessaires à la filtration et au fonctionnement d'un robot de nettoyage avec un excellent rendement. 20 [012] L'invention concerne donc une pompe double pour l'entretien des piscines caractérisée en ce qu'elle comprend : - un moteur électrique ayant un arbre d'entraînement à une de ses extrémités, - une première turbine à haut débit et basse pression et une deuxième 25 turbine à bas débit et haute pression installées en série l'une par rapport à l'autre sur l'arbre d'entraînement d'un même côté du moteur, - la première turbine aspirant en entrée le liquide issu de l'extérieur de la pompe vers deux sorties distinctes, - une première sortie débouchant vers l'extérieur de la pompe de manière à 30 créer un courant de haut débit et de basse pression, - une deuxième sortie débouchant vers l'entrée de la deuxième turbine, cette deuxième turbine ayant une première sortie débouchant vers l'extérieur de la pompe de manière à créer un courant de bas débit et de haute pression. [13] Selon une réalisation, la première turbine est une turbine centrifuge aspirant le liquide de manière axiale et le refoulant à sa périphérie vers les deux sorties, tandis que la deuxième turbine est une turbine à accélération périphérique. [14] Selon une réalisation, la deuxième turbine présente une deuxième sortie reliée à une entrée d'un conduit de refroidissement s'étendant le long io du moteur, ce conduit de refroidissement ayant de préférence une forme en serpentin. [15] Selon une réalisation, le conduit de refroidissement est fermé à l'extrémité opposée de son entrée, de sorte que le liquide est renvoyé après parcours le long du moteur vers l'entrée du conduit de refroidissement et 15 donc vers la sortie de la deuxième turbine. [16] Selon une réalisation, la deuxième turbine étant disposée à l'intérieur d'une chambre, la deuxième sortie de la première turbine est mise en relation avec la chambre de la deuxième turbine par l'intermédiaire d'une pièce intermédiaire ayant des ouvertures axiales débouchant du côté de la 20 chambre et de la première turbine. [17] Selon une réalisation, la chambre présente une zone située en regard des ouvertures axiales ayant une forme de virgule qui s'étend dans un plan transversal autour d'un volume à l'intérieur duquel tourne la deuxième turbine, la paroi délimitant ce volume ayant une première ouverture radiale 25 correspondant à l'entrée de la deuxième turbine, la zone débouchant vers cette entrée, la zone ayant une section transversale s'agrandissant au fur et à mesure que l'on s'approche de l'entrée, la chambre ayant une deuxième ouverture pour évacuer le liquide une fois qu'il a été accéléré par la turbine, cette deuxième ouverture étant en relation avec la première sortie de la 30 deuxième turbine. [18] Selon une réalisation, elle comporte une volute positionnée autour de la première turbine, la première sortie de la première turbine correspondant à la sortie de la volute. [19] Selon une réalisation, la solidarisation du corps de la pompe basse pression formé par la volute avec l'ensemble moteur formé notamment par le moteur et les turbines est assurée par des languettes solidaires de l'ensemble moteur amovible insérées sous des doigts dépassant du corps de la pompe à basse pression, ces ensembles à languettes et doigts étant régulièrement répartis autour de la pompe, afin que l'ensemble moteur io puisse être fixé au corps par rotation autour de son axe, les languettes et les doigts formant un ensemble de blocage du type à baïonnette. [20] Selon une réalisation, le corps de la pompe basse pression comporte en outre un crochet apte à tourner autour d'une tige axiale destiné à entrer en coopération avec un rebord solidaire du carter du moteur, afin 15 d'éviter des mouvements intempestifs de rotation lorsque le corps de la pompe basse pression est verrouillé avec l'ensemble moteur. [21] Selon une réalisation, le moteur électrique présente une puissance de 1500W, ce moteur électrique entraînant - une première turbine fournissant un débit de 14m3/h à une pression de 1.3 20 bar pour le fonctionnement d'un ensemble de filtration de la piscine et - une deuxième turbine fournissant un débit de 2m3/h à une pression de 2.5 bar notamment pour le fonctionnement d'un robot de nettoyage. [24] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en 25 référence aux dessins annexés selon lesquels : [25] - la Figure 1 est une vue en perspective d'une pompe selon l'invention assemblée ; [26] - la Figure 2 est une vue en perspective du côté du moteur d'une pompe selon l'invention dont on a retiré la volute ; 30 [025] - la Figure 3 est une vue de la pompe de la Figure 2 du côté de la première turbine ; [26] - la Figure 4 est une vue éclatée de la pompe selon l'invention sans la volute ; [27] Les éléments identiques conservent la même référence d'une figure à l'autre. [028] Les Figures 1 à 4 montrent une vue d'une pompe 1 double selon l'invention comprenant un moteur 2 électrique ayant un arbre 3 d'entraînement à une de ses extrémités sur lequel sont installées en série une première turbine 5 à haut débit et basse pression et une deuxième turbine 7 à bas débit et haute pression. Ainsi, la première 5 et la deuxième 7 io turbines sont installées d'un même côté de la pompe 1. [29] La première turbine 5 est une turbine centrifuge qui aspire au niveau de son entrée 8 le liquide issu de l'extérieur de la pompe 1 suivant l'axe de la pompe 1 et le rejette à sa périphérie via une première sortie 10 débouchant vers l'extérieur de la pompe 1. A cet effet, la turbine 5 présente 15 des pales 6.1 espacées régulièrement sur sa périphérie et inclinées par rapport à la direction radiale délimitant des ouvertures 6.2 par lesquelles est évacué le liquide. [30] De préférence, une volute 12 présentant intérieurement une forme de spirale est installée autour de la première turbine 5, de sorte que le 20 courant généré par la turbine 5, pénètre par une entrée 9 de la volute 12 et est refoulé par la sortie 10 de liquide de la volute 12 (correspondant à la première sortie 10 de la turbine 5) vers l'extérieur de la pompe 1, après parcours à l'intérieur de la volute 12 de manière à fournir un courant de haut débit et de basse pression destiné notamment aux systèmes de filtration de 25 la piscine. [31] La première turbine 5 présente également une deuxième sortie 13 distincte de la première sortie 10 débouchant dans une chambre 15 à l'intérieur de laquelle est installée la deuxième turbine 7 qui est de préférence une turbine à accélération périphérique. La chambre 15 est délimitée par un 30 étage 16 solidaire du corps du moteur 2 et une pièce 19 assurant la séparation entre la première turbine 5 et la deuxième turbine 7. La turbine 7 comprend à sa périphérie des cavités de section triangulaire, chaque cavité étant séparée de ses voisines par des ailettes radiales. [032] Le liquide issu de la sortie 13 de la première turbine 5 est injecté sur l'entrée 18 de la deuxième turbine 7. A cet effet, la pompe 1 comporte une pièce 20 intermédiaire présentant à sa périphérie des ouvertures 22 axiales régulièrement espacées mettant en relation la deuxième sortie 13 de la première turbine 5 et la chambre 15 de la deuxième turbine 7, ces ouvertures 22 débouchant du côté de la chambre 15 et du côté de la première turbine 5. io [033] La chambre 15 présente une zone 17 située en regard des ouvertures 22 axiales ayant une forme de virgule qui s'étend dans un plan transversal autour d'un volume à l'intérieur duquel tourne la deuxième turbine 7, la paroi 21 délimitant ce volume ayant une première ouverture radiale correspondant à l'entrée 18 de la deuxième turbine 7, la zone 17 débouchant 15 vers l'entrée 18, la zone 17 ayant une section transversale s'agrandissant au fur et à mesure que l'on s'approche de l'entrée 18, la chambre 15 ayant une deuxième ouverture 21.2 pour évacuer le liquide une fois qu'il a été accéléré par la turbine 7, cette deuxième ouverture 21.2 étant en relation avec une première sortie 23 de la deuxième turbine 7. 20 [034] La deuxième turbine 7 accélère ainsi à sa périphérie le liquide provenant de la première turbine 5 et le refoule vers une première sortie 23 débouchant vers l'extérieur de la pompe 1 de manière à fournir un courant de bas débit et de haute pression. [035] En outre, la deuxième turbine 7 présente également une deuxième 25 sortie 24 aussi en relation avec l'ouverture 21.2 reliée à une entrée 27 d'un conduit 28 de refroidissement s'étendant le long du moteur 2. De préférence, ce conduit 28 de refroidissement présente une forme de serpentin. Ce conduit 28 est fermé à l'extrémité opposée 29 de l'entrée 27, de sorte que l'eau est redirigée vers l'entrée 27 du conduit 28 après avoir circulé le long 30 de la paroi du moteur 2. Une telle configuration permet d'obtenir un refroidissement excellent de la pompe 1, ce qui permet de faire fonctionner le moteur 2 avec un bon rendement dans toutes les conditions d'utilisation et de s'assurer que la température des parties tournantes, paliers, joints et autres pièces d'usure reste faible si bien que la durée d'utilisation de la pompe 1 est considérablement allongée. [36] De préférence, la première sortie 23 de la deuxième turbine 7 est réalisée au niveau de la liaison entre la deuxième sortie 24 de la deuxième turbine et l'entrée 27 du conduit 28 de refroidissement. [37] Dans un exemple, on utilise un moteur électrique de 1500W alimenté par exemple en courant alternatif à 220V entraînant une première turbine 5 fournissant en sortie de la volute 12 un débit de 14m3/h à une pression de 1.3 bar pour le fonctionnement de l'ensemble de filtration de la io piscine et une deuxième turbine 7 fournissant à la sortie un débit de 2m3/h à une pression de 2.5 bars notamment pour le fonctionnement du robot. La seconde turbine 7 élève donc la pression du liquide destiné au fonctionnement du robot de 1.3 à 2.5 bars. [38] Les exemples donnés pour la puissance du moteur 2 et pour les 15 débits et pressions des turbines 5, 7 utilisées pour la filtration et pour le fonctionnement du robot ne sont données qu'à titre illustratif et pourront être modifiés en fonction des caractéristiques techniques de la piscine et notamment des dimensions du bassin. Lorsque le robot de piscine n'est pas utilisé, l'eau de la seconde turbine 7 peut être transmise directement au 20 bassin de la piscine ou utilisé dans un autre but. [39] On note que le montage de la pompe 1 selon l'invention est très simple car il suffit de fixer la pièce 20 intermédiaire à la pièce 16 solidaire du carter du moteur 2 à l'aide de vis 31 de fixation, de monter la deuxième turbine 7 sur l'arbre 3 du moteur 2, de fixer la pièce 19 de séparation au 25 carter du moteur à l'aide de vis 32 de fixation via des ouvertures 35 traversantes ménagées à la périphérie interne de la pièce 20 intermédiaire, et de monter la première turbine 5 sur l'arbre 3. Avantageusement, l'ensemble formé par le moteur 2, les deux turbines 5 et 7, et les pièces 19 et 20 (dit ensemble moteur) est monté de manière amovible avec le corps de la 30 pompe 1 à basse pression formé par la volute 12. [40] A cet effet, comme montré sur la Figure 2, la solidarisation du corps 12 de la pompe basse pression avec l'ensemble moteur est assurée par des languettes 37 solidaires de l'ensemble moteur amovible insérées sous des doigts 38 dépassant du corps 12 de la pompe à basse pression. Ces ensembles à languettes 37 et doigts 38 sont régulièrement répartis autour de la pompe 1, afin que l'ensemble moteur puisse être fixé au corps 12 par rotation autour de son axe, les languettes 37 et les doigts 38 formant un ensemble de blocage du type à baïonnette. [41] En outre, le corps 12 de la pompe basse pression comporte un crochet 39 apte à tourner autour d'une tige 40 axiale destiné à entrer en coopération avec un rebord 41 solidaire du carter du moteur 2, afin d'éviter io des mouvements intempestifs de rotation lorsque le corps 12 de la pompe basse pression est verrouillé avec l'ensemble moteur à l'aide du système à baïonnette formé par l'ensemble languettes 37/doigts 38. [42] Dans ce cas, le corps 12 de la pompe basse pression peut être raccordé de manière robuste à l'ensemble de filtration de la piscine ou à 15 d'autres éléments, le tout étant coulé dans du béton. Les parties qui peuvent nécessiter un entretien, c'est-à-dire l'ensemble moteur formé par le moteur 2 et les turbines 5 et 7, peut être facilement séparé du corps 12 de pompe à basse pression qui est alors intégré au bloc de béton contenant le système de filtration de la piscine. REVENDICATIONS1. Pompe (1) double pour l'entretien des piscines caractérisée en ce qu'elle comprend : - un moteur (2) électrique ayant un arbre (3) d'entraînement à une de ses extrémités, - une première turbine (5) à haut débit et basse pression et une deuxième turbine (7) à bas débit et haute pression installées en série l'une par rapport à l'autre sur l'arbre d'entraînement d'un même côté du moteur, io - la première turbine (5) aspirant en entrée le liquide issu de l'extérieur de la pompe (1) vers deux sorties (10, 13) distinctes, - une première sortie (10) débouchant vers l'extérieur de la pompe (1) de manière à créer un courant de haut débit et de basse pression, - une deuxième sortie (13) débouchant vers l'entrée (18) de la 15 deuxième turbine (7), cette deuxième turbine (7) ayant une première sortie (23) débouchant vers l'extérieur de la pompe (1) de manière à créer un courant de bas débit et de haute pression. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la première 20 turbine (5) est une turbine centrifuge aspirant le liquide de manière axiale et le refoulant à sa périphérie vers les deux sorties (10, 13), tandis que la deuxième turbine (7) est une turbine à accélération périphérique. 3. Pompe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la 25 deuxième turbine (7) présente une deuxième sortie (24) reliée à une entrée (27) d'un conduit (28) de refroidissement s'étendant le long du moteur (2), ce conduit (28) de refroidissement ayant de préférence une forme en serpentin. 4. Pompe selon la revendication 3, caractérisée en ce que le conduit 30 (28) de refroidissement est fermé à l'extrémité opposée (29) de son entrée (27), de sorte que le liquide est renvoyé après parcours le long du moteur (2) vers l'entrée (27) du conduit (28) de refroidissement et donc vers la sortie (24) de la deuxième turbine (7). 5. Pompe selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la deuxième turbine (7) étant disposée à l'intérieur d'une chambre (15), la deuxième sortie (13) de la première turbine (5) est mise en relation avec la chambre (15) de la deuxième turbine (7) par l'intermédiaire d'une pièce (20) intermédiaire ayant des ouvertures (22) axiales débouchant du côté de la chambre (15) et de la première turbine (5). 6. Pompe selon la revendication 5, caractérisée en ce que : - la chambre (15) présente une zone (17) située en regard des io ouvertures (22) axiales ayant une forme de virgule qui s'étend dans un plan transversal autour d'un volume à l'intérieur duquel tourne la deuxième turbine, - la paroi (21) délimitant ce volume ayant une première ouverture radiale correspondant à l'entrée (18) de la deuxième turbine (7), la zone (17) 15 débouchant vers cette entrée (18), la zone (17) ayant une section transversale s'agrandissant au fur et à mesure que l'on s'approche de l'entrée (18), la chambre (15) ayant une deuxième ouverture (21.2) pour évacuer le liquide une fois qu'il a été accéléré par la turbine (7), cette deuxième ouverture (21.2) étant en relation avec la première sortie (23) de la 20 deuxième turbine (7). 9. Pompe selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte une volute (12) positionnée autour de la première turbine (5), la première sortie (10) de la première turbine (5) correspondant à la 25 sortie de la volute (12). 10. Pompe selon la revendication 7, caractérisée en ce que la solidarisation du corps de la pompe basse pression formé par la volute (12) avec l'ensemble moteur formé notamment par le moteur (2) et les turbines 30 (5, 7) est assurée par des languettes (37) solidaires de l'ensemble moteur amovible insérées sous des doigts (38) dépassant du corps (12) de la pompe à basse pression, ces ensembles à languettes (37) et doigts (38) étant régulièrement répartis autour de la pompe (1), afin que l'ensemble moteur puisse être fixé au corps (12) par rotation autour de son axe, les languettes 35 (37) et les doigts (38) formant un ensemble de blocage du type à baïonnette.9. Pompe selon la revendication 8, caractérisée en ce que le corps (12) de la pompe basse pression comporte en outre un crochet (39) apte à tourner autour d'une tige (40) axiale destiné à entrer en coopération avec un rebord (41) solidaire du carter du moteur (2), afin d'éviter des mouvements intempestifs de rotation lorsque le corps (12) de la pompe basse pression est verrouillé avec l'ensemble moteur. 10. Pompe selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce io que le moteur (2) électrique présente une puissance de 1500W, ce moteur (2) électrique entraînant - une première turbine (5) fournissant un débit de 14m3/h à une pression de 1.3 bar pour le fonctionnement d'un ensemble de filtration de la piscine et 15 - une deuxième turbine (7) fournissant un débit de 2m3/h à une pression de 2.5 bar notamment pour le fonctionnement d'un robot de nettoyage.