Brevet FR3024830A1 — publié le 20160219

Embout de refroidissement et dispositif d'aspiration comprenant l'embout de refroidissement La présente invention concerne les aspirateurs et plus particulièrement les dispositifs d'aspiration de déchets tels que des cendres. La présente invention propose plus particulièrement un embout de refroidissement ainsi qu'un dispositif d'aspiration comprenant l'embout de refroidissement. Les déchets tels que les cendres peuvent être produits par la combustion de combustible dans des cheminées, des inserts, des barbecues, des poêles à bois ou à granulés, etc. Le nettoyage de certains déchets tels que des cendres peut poser un problème. En effet, il existe déjà des aspirateurs de cendres qui permettent d'aspirer des cendres. Ces aspirateurs comprennent généralement un moyen générateur de dépression qui provoque l'aspiration des cendres, un collecteur des cendres aspirées et une gaine d'aspiration connectée au collecteur de cendres. Mais, ces aspirateurs ne peuvent aspirer ces cendres que lorsqu'elles ont eu le temps de refroidir afin de ne pas détériorer l'aspirateur. Les cendres, lorsqu'elles sont chaudes, peuvent atteindre des températures allant jusqu'à 250°C lorsqu'elles sont mélangées à de l'air. Elles peuvent alors provoquer la détérioration de plusieurs parties de l'aspirateur telles que la gaine. La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients de l'art antérieur en proposant un embout permettant de pouvoir aspirer des cendres encore chaudes sans détériorer l'aspirateur. À cet effet, l'invention concerne un embout de refroidissement caractérisé en qu'il comprend au moins : 3024830 2 - un tube d'aspiration destiné à prolonger une gaine d'un dispositif d'aspiration, une extrémité de connexion du tube d'aspiration étant destinée à se connecter à la gaine, l'autre extrémité étant l'extrémité d'aspiration des cendres, 5 - un déflecteur cylindrique entourant au moins une portion du tube d'aspiration étant fixé sur la paroi externe du tube d'aspiration, - au moins une ouverture dans la paroi du tube d'aspiration pour aspirer de l'air frais, la ou les ouvertures étant adjacentes de l'endroit où est fixé le déflecteur sur la portion du tube d'aspiration qui est entourée par le 10 déflecteur. Selon une autre particularité, le déflecteur comprend au moins : - un tube tronconique coaxial au tube d'aspiration, la base la plus grande du tube tronconique étant dirigée vers l'extrémité de connexion du tube d'aspiration et forme une ouverture annulaire par laquelle l'air frais 15 alimente la ou les ouvertures d'aspiration de la paroi du tube d'aspiration, - une partie circulaire fixant le sommet du tube tronconique à la paroi externe du tube d'aspiration. Selon une autre particularité, le déflecteur comprend au moins : - un tube cylindrique droit, coaxial au tube d'aspiration, 20 - une partie circulaire fixant le sommet du tube cylindrique droit à la paroi externe du tube d'aspiration. Selon une autre particularité, la partie circulaire a une section de portion de cercle. Selon une autre particularité, la partie circulaire a une section droite. 25 Selon une autre particularité, les ouvertures sont au nombre de quatre régulièrement espacées dans un plan transversal au tube d'aspiration. 3024830 3 Selon une autre particularité, la ou les ouvertures sont des ouvertures rectangulaires dont les axes longitudinaux sont compris dans un plan transversal au tube d'aspiration. Selon une autre particularité, la distance Ddef séparant l'extrémité 5 d'aspiration des cendres et le déflecteur est comprise dans un intervalle allant de 10 cm à 20 cm. Selon une autre particularité, la longueur Ld du déflecteur est comprise dans un intervalle allant de 35 mm à 55 mm. Selon une autre particularité, la portion de cercle de la section de la 10 partie circulaire a un rayon compris dans un intervalle allant de 2 mm à 7 mm Selon une autre particularité, l'extrémité de connexion comprend un moyen de connexion destiné à connecter l'embout à une gaine d'un dispositif d'aspiration. 15 Selon une autre particularité, le déflecteur est détachable du tube d'aspiration. L'invention concerne également un dispositif d'aspiration caractérisé en ce qu'il comprend un moyen générateur de dépression apte à provoquer l'aspiration de déchets, un collecteur de déchets aspirés par le moyen de 20 dépression, une gaine d'aspiration connectée au collecteur de déchets et un embout de refroidissement selon l'invention. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en 25 référence aux dessins annexés : la figure 1 représente une section longitudinale de l'embout selon une première configuration ; la figure 2 représente une vue en perspective du profil de l'embout ; 3024830 4 la figure 3 représente une vue en perspective de l'embout ; la figure 4 représente une autre vue en perspective de l'embout ; la figure 5 représente une vue en perspective de l'embout coupé selon un plan longitudinal ; 5 la figure 6 représente une vue de profil d'un dispositif d'aspiration muni de l'embout selon l'invention ; la figure 7 représente une coupe longitudinale de l'embout ; la figure 8 représente une section longitudinale d'un embout inefficace ; la figure 9 représente une section longitudinale de l'embout selon une 10 variante de la première configuration ; la figure 10 représente une section longitudinale de l'embout selon une variante de la deuxième configuration ; la figure 11 représente une section longitudinale de l'embout avec une répartition de la température dans l'embout lors d'une aspiration de 15 cendres chaudes. L'invention va être décrite en référence aux figures énumérées ci-dessus. La présente invention est un embout de refroidissement pour dispositif (8) d'aspiration. 20 L'embout comprend au moins un tube (1) d'aspiration destiné à prolonger une gaine (84) du dispositif (8) d'aspiration. Le tube (1) d'aspiration est par exemple cylindrique. Le diamètre D du tube (1) d'aspiration a une valeur assez petite pour filtrer les déchets trop gros qui pourraient refroidir trop lentement avec 25 l'embout. Ainsi, le diamètre D du tube a une valeur comprise entre 25 mm et 45 mm, de préférence 28 mm ou 40 mm. Une extrémité (5) de connexion du tube (1) d'aspiration est destinée à se connecter à la gaine (84) du dispositif (8) d'aspiration. L'autre extrémité est une extrémité (4) d'aspiration par laquelle les déchets sont aspirés. 3024830 5 Les déchets tels que des cendres chaudes sont par exemple mélangées à de l'air ambiant lors de leur aspiration. Ce mélange (6) d'air et de cendres peut avoir une température d'environ 250°C. L'embout comprend également un déflecteur (2) cylindrique entourant 5 au moins une portion du tube (1) d'aspiration. Le déflecteur (2) est fixé sur la paroi externe du tube (1) d'aspiration. Selon une première configuration représentée sur la figure 1, le déflecteur (2) comprend au moins un tube (21) tronconique coaxial au tube (1) d'aspiration. La base la plus grande du tube (21) tronconique est dirigée 10 vers l'extrémité (5) de connexion du tube (1) d'aspiration. Le tube (21) tronconique fait un angle 13 avec la paroi du tube (1) d'aspiration. De façon non limitative, l'angle 13 est égal à 10°. Le tube tronconique forme ainsi une ouverture annulaire par laquelle l'air frais alimente l'ouverture d'aspiration de la paroi du tube d'aspiration. Le tube (21) tronconique est fixé sur la paroi 15 externe du tube (1) d'aspiration par l'intermédiaire d'une partie (22) circulaire. Le déflecteur (2) peut avoir une forme générale parabolique. La partie (22) circulaire a une section de portion de cercle de rayon compris entre 2 mm et 7 mm, préférentiellement 5 mm. Selon une variante de la première configuration représentée sur la 20 figure 9, la partie (22) circulaire a une section droite. La section droite fait un angle cc avec la paroi du tube d'aspiration. Cet angle cc a une valeur plus grande que l'angle 13 du tube tronconique. Selon une deuxième configuration, le déflecteur (2) comprend au moins un tube (21) cylindrique droit coaxial au tube (1) d'aspiration. 25 L'extrémité libre du tube cylindrique droit forme ainsi une ouverture annulaire par laquelle l'air frais alimente l'ouverture d'aspiration de la paroi du tube d'aspiration. Le tube (21) est fixé sur la paroi externe du tube (1) d'aspiration par l'intermédiaire d'une partie (22) circulaire. La partie (22) circulaire peut avoir une section de portion de cercle de rayon compris entre 3024830 6 2 mm et 7 mm, préférentiellement 5 mm de telle manière que le déflecteur (2) a une section de forme générale de demi U. Selon une variante de la deuxième configuration représentée sur la figure 10, la partie (22) circulaire a une section droite. La section droite fait 5 un angle cc avec la paroi du tube d'aspiration. Dans un mode de réalisation, la partie (22) circulaire et le tube tronconique ou le tube cylindrique droit sont monobloc. De façon non limitative, le déflecteur et/ou le tube d'aspiration sont fabriqués dans une matière qui résiste aux températures émises par les 10 cendres chaudes. De façon non limitative, la matière est une matière métallique. De façon non limitative, le métal est l'acier ou un alliage tel que le zamac ou zamak. La distance Ddef entre le déflecteur (2) et l'extrémité (4) d'aspiration est assez grande pour que l'air de refroidissement qui entre par la ou les 15 ouvertures ne soit pas trop réchauffé par les cendres chaudes. Le déflecteur (2) peut être configuré pour qu'un utilisateur puisse saisir l'embout au niveau du déflecteur (2). Ainsi, la distance Ddef doit être assez grande pour que l'utilisateur puisse saisir l'embout sans qu'il ne se brûle lorsque les cendres sont aspirées. 20 De façon non limitative, la distance Ddef entre le déflecteur (2) et l'extrémité (4) d'aspiration est comprise dans un intervalle allant de 10 cm à 20 cm, préférentiellement 15 cm. De façon non limitative, le déflecteur a une longueur Ld comprise dans un intervalle allant de 35 mm à 55 mm, préférentiellement 45 mm. 25 De façon non limitative, le déflecteur (2) est monté en force sur le tube (1) d'aspiration. Une collerette située autour de la partie (22) circulaire épouse la paroi externe du tube (1) d'aspiration, le déflecteur (2) étant emmanché sur le tube (1) d'aspiration par l'extrémité (4) d'aspiration. 3024830 7 Au moins une ouverture est réalisée dans la paroi du tube (1) d'aspiration pour aspirer de l'air frais ou, autrement appelé, de l'air de refroidissement. La ou les ouvertures (3) sont adjacentes à l'endroit où est fixé le déflecteur (2). En outre, le ou les ouvertures (3) sont réalisées sur la 5 portion du tube (1) d'aspiration qui est entourée par le déflecteur (2). Ainsi, en vue de profile de l'embout, la ou les ouvertures (3) sont cachées par le déflecteur (2). La ou les ouvertures (3) sont réalisées de telle manière que le débit d'air (7) entrant par cette ou ces ouvertures (3) ne dépasse pas le débit d'air 10 (6) entrant par l'extrémité (4) d'aspiration de l'embout. De plus, le nombre d'ouvertures n'est pas trop élevé pour ne pas fragiliser le tube (1) d'aspiration. Le tube (1) d'aspiration comprend au moins une ouverture, préférentiellement entre deux et six ouvertures régulièrement espacées 15 autour du tube (1) d'aspiration dans un plan P transversal au tube (1) d'aspiration.. Encore préférentiellement, les ouvertures (3) sont au nombre de quatre et son régulièrement espacées dans un plan P transversal au tube (1) d'aspiration. Le nombre de quatre ouvertures est optimisé pour que le 20 brassage soit efficace sans que le tube (1) d'aspiration ne soit fragilisé. Le fait que les ouvertures soient régulièrement espacées autour du tube d'aspiration permet un brassage plus efficace de l'air de refroidissement et du mélange d'air et de cendres. Selon une configuration, la ou les ouvertures (3) sont des ouvertures 25 (3) rectangulaires dont les axes longitudinaux sont compris dans un plan transversal au tube (1) d'aspiration. Selon une configuration, la surface totale de toutes les ouvertures est proportionnelle au diamètre du tube (1) d'aspiration. 3024830 8 Dans un exemple non limitatif, pour un tube cylindrique ayant un diamètre D de 28 mm, la ou les ouvertures (3) sont en forme de rectangle de largeur I de 3 mm et de longueur L de 12 mm. 5 Afin de pouvoir connecter l'embout à la gaine (84) du dispositif (8) d'aspiration, l'extrémité (5) de connexion comprend un moyen de connexion. Selon une configuration, le déflecteur (2) est détachable du tube (1) d'aspiration. Selon une configuration, le déflecteur (2) et le tube (1) d'aspiration 10 sont monoblocs. La configuration de l'embout permet un refroidissement efficace du mélange (6) d'air et de cendres aspirés par l'extrémité (4) d'aspiration. Le déflecteur (2) permet d'augmenter la vitesse de l'air (7) entrant dans les ouvertures (3) pour le refroidissement du mélange (6) d'air et de 15 cendre pour effet Venturi. En faisant une expérience représentée sur la figure 11 avec une telle configuration et un mélange (6) d'air et de cendres de chaudes ayant une température de Te = 250°C, la température du mélange (6) descend à Ti = 45°C au niveau des parois internes du tube (1) d'aspiration et de T2 = 92°C 20 au centre du mélange (6). Ce résultat est très important car il montre que grâce au déflecteur (2) et aux ouvertures (3), il est possible d'abaisser la température du mélange (6) d'air et de cendres de plus de 60%. Ainsi deux paramètres sont importants pour définir l'efficacité de l'embout de refroidissement : la température du mélange (6) d'air et des 25 cendres à la sortie de l'embout au niveau de l'extrémité (5) de connexion avec la gaine (84) du dispositif (8) d'aspiration et le rapport entre la quantité de mélange (6) d'air et de cendre et la quantité d'air (7) de refroidissement. 3024830 9 Si on augmente la quantité d'air (7) de refroidissement, autrement dit en augmentant le nombre d'ouvertures (3) ou la taille des ouvertures (3), on obtient un air bien refroidi à la sortie de l'embout mais la quantité d'air chaud sera proportionnellement abaissée causant ainsi une diminution significative 5 de la capacité d'aspiration à l'extrémité (4) d'aspiration de l'embout. Avec la configuration de l'embout selon l'invention, le volume d'air et de cendres chaudes (6) est égal à 8,4 fois le volume d'air (7) de refroidissement. Autrement dit, 10,63% seulement de la puissance de l'aspiration est dédiée au refroidissement et les 89,36% restant servent à aspirer le mélange (6) 10 d'air et de cendres chaudes. L'utilisation d'un tel embout a montré que l'on peut abaisser significativement la température de mélange (6) d'air et de cendres chaudes en utilisant des ouvertures (3) adjacentes à un déflecteur (2) aérodynamique, que le déflecteur (2) améliore la vitesse de l'air (7) de refroidissement et que la température du mélange (6) d'air et de cendres a 15 été diminuée de plus de 50% au centre du mélange (6) et de plus de 80% au voisinage des parois internes de l'embout. Un embout n'ayant ni ouverture, ni déflecteur (2), le mélange (6) d'air et de cendres aspirés par l'extrémité (4) d'aspiration ne refroidissent pas et 20 restent à la même température en sortant de l'embout en entrant dans la gaine (84) du dispositif (8) d'aspiration. Un embout ayant des ouvertures (3) et n'ayant pas de déflecteur (2)s ne refroidit pas suffisamment le mélange (6) d'air et de cendres. Par exemple, des expériences ont été réalisées pour un tel embout comprenant 25 quatre ouvertures (3) rectangulaires de 3 mm de largeur et de 12 mm de longueur réalisées dans le cylindre d'aspiration de l'embout. Les ouvertures (3) ont été réalisées à 40 mm de l'extrémité (4) d'aspiration afin d'être suffisamment éloignées de l'extrémité (4) d'aspiration autour de laquelle l'air ambiant est encore très chaud pour être efficace. Avec un tel type d'embout, 3024830 10 le mélange (6) d'air et de cendres est légèrement abaissé grâce aux ouvertures (3) qui laissent entrer de l'air à une température normale de 20°C. À l'extrémité (4) d'aspiration, la température du mélange (6) est proche de 250°C et à l'extrémité (5) de connexion, la température du 5 mélange (6) est proche de 180°C sur les zones adjacentes à la surface interne de l'embout. Cependant, la température reste très élevée dans la zone proche de l'axe du tube de l'ordre de plus de 200°C. La température est encore trop élevée en sortie d'embout pour lequel une température d'au plus 50°C est idéalement recherchée. De plus, ces ouvertures (3) sont 10 sources de bruits supplémentaires aux bruits produits par l'aspiration du mélange (6) d'air et de cendres entrant par aspiration par l'extrémité (4) d'aspiration. Un embout (figure 8) ayant un déflecteur (2a) ayant une section de forme générale ellipsoïdale et ayant plusieurs rangées d'ouvertures (3a) qui 15 ne sont pas adjacent au déflecteur (2a) n'est pas non plus assez efficace. Par exemple, des expériences ont été réalisées avec un tel agencement. Étant donné que le déflecteur (2a) empêche l'air chaud autour de l'extrémité (4a) d'aspiration d'aller vers les ouvertures (3a), les ouvertures (3a) ont pu être réalisées plus proche de l'extrémité (4a) d'aspiration à environ 8 mm. 20 Avec un tel embout, l'air très chaud parcourt encore une grande distance à l'intérieur de l'embout. La température de l'air à la sortie de l'embout est de l'ordre de 145°C. Le volume d'air aspiré à l'extrémité (4a) d'aspiration est équivalent à 1,5 fois le volume d'air entrant par les ouvertures (3a) pour le refroidissement. Ainsi, 40% de la puissance de l'aspiration est dédiée au 25 refroidissement. Les 60% de la puissance restante servent à aspirer le mélange d'air et de cendres chaudes. En fait, une partie de l'air entrant par les ouvertures (3a) ne se mélange pas de manière homogène avec l'air chaud car elle reste au voisinage de la paroi interne du cylindre (1a) d'aspiration de l'embout. La forme du déflecteur (2a) et le nombre d'ouvertures (3a) sont donc des paramètres importants. On pourrait penser 3024830 11 que l'augmentation du nombre d'ouvertures (3a) rectangulaires améliorerait le refroidissement du mélange d'air et de cendres chaudes. Cependant, l'augmentation du nombre d'ouvertures (3a) s'accompagne d'une basse du volume d'aspiration à l'extrémité (4a) d'aspiration de l'embout. Par 5 conséquent, le volume de cendres chaudes aspirées diminue significativement et rend le dispositif (8) d'aspiration inutilisable. L'invention concerne également un dispositif (8) d'aspiration. Le dispositif (8) d'aspiration comprend un moyen (81) de dépression apte à 10 provoquer l'aspiration de déchets, un collecteur (82) de déchets aspirés par le moyen (81) de dépression, une gaine (84) d'aspiration connecté au collecteur (82) de déchets et un embout de refroidissement selon l'invention. Le collecteur (82) de déchets est par exemple un bidon collectant les cendres. Un filtre peut par exemple empêcher que les cendres aspirées 15 entre dans le moyen (81) de dépression. L'embout peut être adapté pour tout type de dispositif (8) d'aspiration. Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses 20 autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus. REVENDICATIONS1. Embout de refroidissement caractérisé en qu'il comprend au moins : - un tube (1) d'aspiration destiné à prolonger une gaine (84) d'un dispositif (8) d'aspiration, une extrémité (5) de connexion du tube (1) d'aspiration étant destinée à se connecter à la gaine (84), l'autre extrémité étant l'extrémité (4) d'aspiration des cendres, - un déflecteur (2) cylindrique entourant au moins une portion du tube (1) d'aspiration étant fixé sur la paroi externe du tube (1) d'aspiration, - au moins une ouverture dans la paroi du tube (1) d'aspiration pour aspirer de l'air frais, la ou les ouvertures (3) étant adjacentes de l'endroit où est fixé le déflecteur (2) sur la portion du tube (1) d'aspiration qui est entourée par le déflecteur (2). 2. Embout de refroidissement selon la revendication 1, caractérisée en ce que le déflecteur (2) comprend au moins : - un tube (21) tronconique coaxial au tube (1) d'aspiration, la base la plus grande du tube (21) tronconique étant dirigée vers l'extrémité (5) de connexion du tube (1) d'aspiration et forme une ouverture annulaire par laquelle l'air frais alimente la ou les ouvertures d'aspiration de la paroi du tube d'aspiration, - une partie (22) circulaire fixant le sommet du tube (21) tronconique à la paroi externe du tube (1) d'aspiration. 3. Embout de refroidissement selon la revendication 1, caractérisée en ce que le déflecteur (3) comprend au moins : - un tube (21) cylindrique droit, coaxial au tube (1) d'aspiration, - une partie (22) circulaire fixant le sommet du tube (21) cylindrique droit à la paroi externe du tube (1) d'aspiration. 4. Embout selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la partie (22) circulaire a une section de portion de cercle. 3024830 13 5. Embout selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la partie (22) circulaire a une section droite. 6. Embout selon au moins une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les ouvertures (3) sont au nombre de quatre 5 régulièrement espacées dans un plan transversal au tube (1) d'aspiration. 7. Embout selon au moins l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la ou les ouvertures (3) sont des ouvertures (3) rectangulaires dont les axes longitudinaux sont compris dans un plan transversal au tube (1) d'aspiration. 10 8. Embout selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance Ddef séparant l'extrémité (4) d'aspiration des cendres et le déflecteur (2) est comprise dans un intervalle allant de 10 cm à 20 cm. 9. Embout selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur du déflecteur (2) est comprise dans un intervalle allant de 35 mm à 15 55 mm. 10. Embout selon la revendication 4, caractérisé en ce que la portion de cercle de la section de la partie (2) circulaire a un rayon compris dans un intervalle allant de 2 mm à 7 mm 11. Embout selon au moins une des revendications précédente, 20 caractérisé en ce que l'extrémité (5) de connexion comprend un moyen de connexion destiné à connecter l'embout à une gaine (84) d'un dispositif (8) d'aspiration. 12. Embout selon au moins une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le déflecteur (2) est détachable du tube (1) 25 d'aspiration. 13. Dispositif (8) d'aspiration caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (81) générateur de dépression apte à provoquer l'aspiration de déchets, un collecteur (82) de déchets aspirés par le moyen (81) de 3024830 14 dépression, une gaine (84) d'aspiration connectée au collecteur (82) de déchets et un embout de refroidissement selon la revendication 1.