Brevet FR3072347A1 — publié le 20190419

Dispositif de lavage de véhicule par projection de liquide de lavage à haute pression La présente invention concerne un dispositif de lavage de véhicule par projection de liquide de lavage à haute pression sur le véhicule, comprenant un ensemble de buse(s) haute pression et un axe comprenant au moins un premier canal de circulation comprenant une entrée, et un ensemble d'ouverture(s), ledit canal étant adapté pour recevoir, à ladite entrée, du liquide de lavage à haute pression et canaliser sa circulation au moins jusqu'à l'ensemble d'ouverture(s). Les véhicules, auxquels un tel dispositif de lavage est destiné, sont par exemple les automobiles, motos, camionnettes, camions, tracteurs, vélos, trains, avions ... Le liquide de lavage est par exemple de l'eau ou un produit moussant nettoyant. De tels dispositifs de lavage sont par exemple des lances haute pression manipulées par des opérateurs, par exemple en stations de lavage en self-service, ou encore des portiques haute pression, comme décrit dans FR 2999506. Certains de ces dispositifs de lavage comportent des buses non rotatives à jet crayon ou à jet plat. Ces buses sont choisies, en fonction de trous calibrés qu'elles présentent, et selon la pression et le débit du liquide de lavage qui est fourni au dispositif de lavage par la pompe haute pression en amont. Une augmentation du pouvoir nettoyant des dispositifs de lavage de véhicule est souhaitable. Par ailleurs, il existe des dispositifs de lavage de terrasses ou de façades utilisant des buses rotatives à jet crayon, avec ou sans roulement. La rotation de ces buses crée une surface de lavage de la forme d'un cône. Toutefois ces dispositifs ne conviennent pas pour laver ou rincer une carrosserie : un tel lavage génère beaucoup trop de bruit, de manière incompatible avec les normes en vigueur, lave en faisant des cercles, ce qui nécessite beaucoup de passages pour avoir une surface complète nettoyée, donc une consommation de liquide très importante et il donne lieu à un phénomène de résonance acoustique résultante de l'effet mécanique de la pression du jet, concentrée en un point, sur la tôle de la carrosserie. Le but de l'invention est alors de proposer un dispositif de lavage de véhicule qui permette d'offrir un lavage de bonne qualité d'un véhicule, en utilisant peu de liquide et sans nécessiter de moyens lourds, encombrants ou peu compatibles avec l'environnement. A cet effet, suivant un premier aspect, l'invention propose un dispositif de lavage de véhicule du type précité caractérisé en ce qu'il comprend en outre un corps engagé sur 2 l'axe, libre en rotation autour de l'axe et comprenant un ensemble de deuxièmes canaux de circulation de liquide sous pression ; et en ce que l'ensemble de buse(s) haute pression comprend au moins deux buses haute pression solidaires dudit corps ; 5 ledit corps étant adapté pour être entraîné en rotation autour de l'axe par du liquide sous haute pression sortant dudit ensemble d'ouverture(s), lesdits deuxièmes canaux de circulation du corps étant adaptés pour recueillir en entrée du liquide à haute pression sortant dudit ensemble d'ouvertures et le fournir en sortie aux buses fixées sur le corps ; chaque buse étant adaptée pour projeter ledit liquide fourni par les deuxièmes canaux du 10 corps en un jet à haute pression respectif ; ledit dispositif de lavage comprenant en outre un cache disposé autour du corps et des buses, ledit cache comportant un fond, une ouverture de sortie face audit fond et adaptée pour laisser passer le jet de chaque buse et une portion intermédiaire qui s'étend entre le fond et l'ouverture de sortie, un espacement étant ménagé entre le corps et la portion 15 intermédiaire pour permettre le passage, vers l'ouverture de sortie, d'échappements, en amont des buses, de liquide de lavage à haute pression, dans lequel la longueur de la portion intermédiaire est telle que lesdits échappements de liquide se réinjectent, avant qu'ils n'aient dépassé l'ouverture de sortie, dans lesdits jets. L'invention propose ainsi une solution de lavage de véhicules permettant, à même 20 quantité d'eau consommée, d'obtenir un véhicule mieux lavé, et sans nécessiter de moyens lourds ou encombrants, de type roulements, moteurs, asservissements... Dans des modes de réalisation, le dispositif de lavage de véhicule suivant l'invention comporte en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : les jets des buses se recouvrent partiellement ; 25 la pression du liquide est supérieure ou égale à 6 bars et inférieure à 20 bars ; les buses sont des buses à jet triangle ; l'angle décrit par le jet d'au moins une desdites buses est de 10 à 25 ° minimum ; les jets des buses heurtent la portion intermédiaire (12b) ; les jets des buses tangentent ladite portion intermédiaire au niveau de l'ouverture 30 de sortie (12c) ; le dispositif de lavage de véhicule comprend un disque solidaire en rotation du corps, disposé à l'intérieur du cache et comprenant des ouvertures au niveau de la sortie des buses pour laisser passer le jet des buses, un élément de fixation à l'axe et une ouverture centrale permettant par le retrait de l'élément de fixation de 35 retirer le disque et le corps, ledit disque étant un élément de sécurité limitant l'introduction d'une main d'opérateur depuis l'ouverture du cache. 3 Suivant un autre aspect, l'invention propose une lance de lavage manuel de véhicule, comportant un bras destiné à être manipulé par un opérateur pour diriger le liquide de lavage, ledit bras étant fixé à un dispositif de lavage suivant le premier aspect de l'invention. 5 Suivant un autre aspect, l'invention propose un portique de lavage automatique de véhicule comportant une ossature en U inversé, déplaçable le long d'une piste de lavage lors du lavage et comportant une poutre transversale déplaçable en hauteur lors du lavage pour suivre le profil du véhicule, dans lequel les bords latéraux de l'ossature en U inversé et la poutre transversale du portique sont équipés de dispositif(s) de lavage 10 suivant le premier aspect de l'invention. Ces caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente une vue d'une lance de lavage à haute pression de 15 véhicule dans un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue de face d'un dispositif de lavage de véhicule dans un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue de côté et en coupe du dispositif de lavage de véhicule de la figure 3 ; 20 - la figure 4 est une vue en vue de dessus et en coupe du dispositif de lavage de véhicule de la figure 3 ; - la figure 5 est une vue en perspective du dispositif de lavage de véhicule de la figure 3 ; - la figure 6 est une représentation schématique d'un dispositif de lavage dans 25 un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 représente une vue d'une lance 51 manuelle de lavage à haute pression de véhicules dans un mode de réalisation de l'invention. Cette lance 51 comporte un dispositif de lavage 50 dans un mode de réalisation de l'invention et un bras 53 d'arrivée de liquide de lavage sous haute pression fournissant ce liquide au dispositif 30 50. Le bras 53 est relié, à son extrémité distante du dispositif 50, à une pompe haute pression (non représentée). Lors d'une opération de lavage, un opérateur (non représenté) tient ainsi à la main le bras 53 et dirige ainsi le liquide projeté par le dispositif de lavage 50 successivement sur des endroits différents du véhicule 52 à laver. 35 On entend par haute pression ici une pression supérieure ou égale à 6 bars. 4 Dans un mode de réalisation, la pression du liquide haute pression utilisé par le dispositif de lavage est supérieure ou égale à 6 bars et est inférieure à 110 bars. Dans un mode de réalisation, elle est inférieure à 50 bars. Dans un mode de réalisation, elle est inférieure à 20 bars. 5 La figure 2 est une vue de face du dispositif de lavage 50. Les figures 3, 4 et 5 représentent respectivement la vue en coupe en coupe IV-IV et en perspective du dispositif 50 représenté en figure 2. Ainsi le dispositif de lavage 50 comporte un élément d'axe 1, un corps tournant 3, un ensemble de buses à jets triangle, ici 2 buses 2a, 2b et un cache 9. 10 L'axe 1, s'étendant le long d'un axe X, est adapté pour être engagé, à une de ses extrémités, avec le bras 53 de la lance 51. L'axe 1 est cylindrique et comporte un canal intérieur la comportant une extrémité fermée 1c et une extrémité ouverte 13 par laquelle il reçoit le liquide haute pression fourni par le bras 53. A un niveau intermédiaire de l'axe 1 entre ces deux extrémités 13 et 1c 15 sont ménagées, dans la paroi cylindrique de l'axe 1, un ensemble d'ouvertures 14, ici 4 ouvertures circulaires, disposées dans le cas considéré le long d'un même cercle autour de l'axe X. L'axe 1 est engagé dans un évidemment du corps tournant 3. Il existe un jeu, par exemple d'environ 50 microns, dans les directions perpendiculaires à l'axe X, entre la 20 paroi du corps tournant 3 délimitant cet évidemment et l'axe 1 une fois engagé. Le corps tournant 3 est ainsi monté tournant autour de l'axe 1. Dans le cas considéré, le corps tournant 3 est monobloc et il est symétrique par rapport à l'axe X. Le corps tournant 3 comprend, au niveau de l'axe X correspondant aux ouvertures 25 14 de l'axe 1, un canal 3a d'un côté de l'axe X, et un autre canal 3b de l'autre côté de l'axe X. Chacun de ces canaux 3a, 3b comprend une première portion sensiblement perpendiculaire à l'axe X, puis un coude (obturé par un bouchon 3c) suivi d'une deuxième portion sensiblement parallèle à l'axe X ou comme dans le cas considéré, la deuxième portion fait un léger angle avec l'axe X, ici de 11° (les angles de 11 °étant réalisés dans 30 des sens de rotation opposés pour les 2 deuxièmes portions). Une extrémité filetée de la buse 2a, respectivement 2h, est vissée dans l'extrémité libre taraudée de la deuxième portion du canal 3a, respectivement 3b. Ainsi les buses 2a, 2b, tournent avec le corps tournant 3. La buse 2a, respectivement 2b, est ainsi, dans le cas particulier considéré, coaxiale à la deuxième portion du canal 3a, respectivement 3b 35 Dans le mode de réalisation considérée, les buses ne sont pas parallèles entre elles et font un angle par exemple de 11° par rappert à l'axe X (cf. l'angle de la buse 2a 5 sur la figure 4). Dès que le liquide sous pression circule (au minimum à 6 bars de pression), les buses se mettent en rotation. L'angle entre chaque buse et l'axe X favorise la rotation et détermine le sens de rotation. Les extrémités du canal 3a, respectivement 3b, sont ouvertes et permettent la 5 circulation du liquide sous pression depuis l'ensemble d'ouvertures 14 de l'axe 1 jusqu'à l'entrée de la buse 2a, 2b vissée à l'extrémité du canal 3a, 3b. Le cache 12 comporte un fond 12a, une paroi 12b sensiblement cylindrique délimitant une cavité et une ouverture 12c opposée au fond selon l'axe X. Le fond 12a est perpendiculaire à l'axe X et comporte un passage dans lequel l'axe 1 est engagé serré. 10 Le cache 12 est étanche : son fond et sa paroi latérale ne laisse pas passer le liquide qui doit forcément s'écouler hors du cache par l'ouverture 12c. Le cache est réalisé par exemple en polyéthylène. Le cache 12 est sensiblement symétrique par rapport à l'axe X. Le corps tournant 3 monté tournant sur l'axe 1 est logé au sein de la cavité 15 délimitée par la paroi 12b. Dans le mode de réalisation considéré, un disque 9, par exemple en PVC, est en outre appliqué, perpendiculairement à l'axe X, contre l'extrémité des buses par laquelle le jet de liquide sort. Un évidemment est pratiqué dans le disque 9 au niveau de chaque buse 2a, 2b pour permettre le passage du jet sans être perturbé. Le disque 9 est fixé à 20 l'axe 1 par un rivet 9a et une vis 9c, et au corps tournant 3 par des supports 9b et rondelles 9d. Il comporte une petite ouverture centrale afin de pouvoir à l'aide d'un petit outil dévisser la vis centrale 9c et retirer l'ensemble du corps 3 (avec son disque), pour atteindre l'axe 1. La fonction du disque 9, qui tourne autour de l'axe 1, est de protéger la main d'un 25 opérateur si ce dernier l'introduisait par l'ouverture 12c du cache 12. Dans un autre mode de réalisation, le cache 9 est remplacé par une grille en fil d'inox par exemple fixée perpendiculairement à l'axe X au niveau de l'ouverture 12c. Ainsi le liquide de lavage à haute pression extrémité en provenance de la pompe est fourni par le bras 53 à l'extrémité ouverte 13 du canal au sein de l'axe 1. Le liquide est 30 guidé par le canal la jusqu'à l'ensemble d'ouvertures 14 par lesquelles il jaillit. L'écoulement du liquide haute pression donne lieu à la mise en rotation du corps tournant 3 autour de l'axe X (pas besoin de pièce mécanique intermédiaire, c'est l'eau qui joue le rôle de coussinet, il n'y a pas besoin de retenue mécanique, tel que roulement, palier...) Les buses 2a, 2b, solidaires du corps tournant 3, se trouvent donc également mises en 35 rotation autour de l'axe X. Une partie du liquide haute pression jaillissant ainsi des ouvertures 4 pénètre dans les canaux 3a, respectivement 3b et est ainsi conduit jusqu'à 6 l'entrée des buses 2a, respectivement 2b. Chacune des buses 3a, 3b projette le liquide haute pression selon un jet triangle d'angle d'ouverture par exemple compris par exemple entre 15° et 60°. Dans le mode de réalisation considéré en référence aux figures 1 à 5, la longueur 5 des canaux 3a, 3b est de 20 à 30 mm. La figure 6 est une représentation schématique illustrant le fonctionnement du dispositif de lavage 50 dans un mode de réalisation de l'invention. Lors de l'injection depuis le bras 53 dans l'axe 1 de liquide haute pression, une partie de ce liquide parvient par les canaux 3a et 3b jusqu'aux buses 2a et 2b. Une autre 10 partie de ce liquide haute pression, appelée échappements d'eau, ne parvient pas jusqu'à l'entrée des buses. Ces échappements de liquide sont nécessaires à la lubrification des pièces en rotation. Une partie de ces échappements provient des ouvertures 14 et sourd de part et d'autre de l'évidemment du corps tournant 3 logeant l'axe 1. Les échappements haute pression provenant de l'amont de l'évidemment du corps 3 sont ainsi guidés par le 15 fond du cache 12 (trajet indiqué par les flèches 20) jusqu'à la paroi latérale du cache qu'ils suivent (trajet indiqué par les flèches 21). En effet, un espacement est ménagé entre le corps 3 et la paroi 12b pour permettre le passage des échappements. Les échappements en provenance de l'amont du corps 3 sont alors grossis par les échappements haute pression provenant de l'aval de l'évidemment du corps 3 (trajet indiqué par les flèches 22) 20 et les échappements résultant (trajet indiqué par les flèches 23) sont guidés le long de la paroi latérale 12b du cache 12. Le jet triangle haute pression 24a, respectivement 24b, est projeté par la buse 2a, respectivement 2b. Selon l'invention, la longueur de la paroi latérale 14b selon l'axe X est calculée 25 pour que ces échappements de liquide se dirigeant vers l'ouverture 12c soient réinjectés dans le jet triangle projeté par la buse le plus proche (trajet indiqué par les flèches 25a vers le jet triangle de la buse 2a et trajet indiqué par les flèches 25b vers le jet triangle de la buse 2b), et ce avant que les jets ne soient sortis du cache. En fonction de la longueur du cache, de l'angle du jet de la buse et de la rotation, 30 les échappements de liquide sont brassés, mélangés, et emmenés par les jets coniques en rotation. Dans le mode de réalisation considéré, chaque jet 24a, 24b tangente l'extrémité de la paroi cylindrique 12b délimitant l'ouverture 12c du cache 12. Dans d'autres modes de réalisation, moins efficaces, au moins un jet de buse heurte la paroi cylindrique 12b en 35 amont de cette extrémité. 7 Les jets 24a, 24b enrichis des échappements d'eau se croisent, se recoupent partiellement : ils se combinent alors à leur tour en un flux global, dit encore jet global, 30. Le recoupement des jets est à l'extérieur du cache ou non, suivant le choix de l'angle des jets. 5 Dans la configuration des schémas présentés, il a ainsi été choisi pression minimum de 6 bars, un angle de jet des buses de 10 à 25° maximum, et une tangence entre la sortie du cache et des jets. Le jet global 30 résultant présente des turbulences, du fait de la rencontre des deux angles de jet en rotation et des échappements liquides. 10 Dans le mouvement du jet global 30, le mélange des 2 jets 24a et 24b et des échappements présentent des mouvements cycloniques saccadés en fonction de la densité/ viscosité du mélange eau/produit de lavage, de la pression, et du débit, et qui peuvent être différents en phase « Lavage » et Rinçage. La plage des longueurs du cache permettant cette recombinaison des 15 échappements et des jets triangles des buses en un flux cohérent dépend notamment de la pression du liquide, du type de buse, des dimensions du dispositif de lavage. La présente invention permet ainsi la fourniture d'un dispositif de lavage fournissant un jet résultant de liquide haute pression particulièrement efficace en termes de consommation de liquide et de nettoyage. Les échappements sont réintégrés aux jets 20 issus des buses. Dans le cas décrit ci-dessus, deux buses à jet triangle, fixées au corps tournant sont alimentées en liquide. Mais le nombre de buses utilisé peut bien sûr varier selon les modes de réalisation et être strictement supérieur à deux. Dans un mode de réalisation, le jet d'au moins une buse (ou de plusieurs ou de chaque) 25 est plat, et décrit un triangle. Dans un mode de réalisation, l'angle de ce triangle en sortie de la buse est de 10 à 25° minimum. Dans des modes de réalisation, le diamètre du cache 12 est fixé en fonction de l'angle des jets des buses et de la distance des buses et de la sortie du cache 12, pour atteindre certaines au moins des conditions décrites ci-dessus. 30 Exemple : si la distance entre la buse 2a (ou 2b) et l'ouverture 12 c diminue, il faut diminuer le diamètre de sortie du cache 12. Si on diminue l'angle des jets des buses 2a et 2b, le diamètre de sortie du cache 12 doit diminuer et réciproquement. L'invention permet de s'affranchir de l'utilisation de moteurs ou de roulements pour 35 faire tourner les buses. En particulier, les buses d'un dispositif selon l'invention tournent à partir d'une pression du liquide de lavage de 6 bars, alors qu'avec un roulement sur l'axe, 8 une pression beaucoup plus importante serait nécessaire, par exemple de l'ordre de 70 à 100 bars. L'invention permet de laver, à consommation d'eau constante, une surface beaucoup plus grande de carrosserie (dans un mode de réalisation, 6 fois plus de surface 5 lavée qu'avec un dispositif de lavage comportant une simple buse à jet plat) et donc de gagner aussi en temps de lavage. Un dispositif de lavage selon l'invention a été décrit ci-dessus dans le cas d'une lance haute pression. Il peut être implémenté dans d'autres applications par exemple un portique de lavage automatique à haute pression de véhicules. Un tel portique comprend 10 par exemple une ossature en U inversé, déplaçable le long d'une piste de lavage lors de l'opération de lavage. Cette ossature comporte également une poutre transversale déplaçable en hauteur lors du lavage pour suivre le profil du véhicule. Les bords latéraux de l'ossature en U inversé et la poutre transversale du portique sont équipés, dans un mode de réalisation, de multiples dispositifs de lavage tels que celui décrit plus haut en 15 référence aux figures (les caches pouvant être de forme différente). Suivant un autre aspect, l'invention concerne un procédé de lavage de véhicule par projection de liquide de lavage à haute pression comprenant une étape de lavage d'un REVENDICATIONS1.- Dispositif de lavage de véhicule (50) par projection de liquide de lavage à haute pression sur le véhicule, comprenant un ensemble de buse(s) (2a, 2b) haute pression et un axe (1) comprenant au moins un premier canal de circulation (1a) comprenant une entrée (13), et un ensemble d'ouverture(s) (14), ledit canal étant adapté pour recevoir, à ladite entrée, du liquide de lavage à haute pression et canaliser sa circulation au moins jusqu'à l'ensemble d'ouverture(s) ; ledit dispositif de lavage de véhicule étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un corps (3) engagé sur l'axe, libre en rotation autour de l'axe et comprenant un ensemble de deuxièmes canaux de circulation (3a) de liquide sous pression ; et en ce que l'ensemble de buse(s) haute pression comprend au moins deux buses haute pression solidaires dudit corps ; ledit corps étant adapté pour être entraîné en rotation autour de l'axe par du liquide sous haute pression sortant dudit ensemble d'ouverture(s), lesdits deuxièmes canaux de circulation du corps étant adaptés pour recueillir en entrée du liquide à haute pression sortant dudit ensemble d'ouvertures et le fournir en sortie aux buses fixées sur le corps ; chaque buse (2a, 2b) étant adaptée pour projeter ledit liquide fourni par les deuxièmes canaux du corps en un jet à haute pression respectif (24a, 24b) ; ledit dispositif de lavage comprenant en outre un cache (12) disposé autour du corps et des buses, ledit cache comportant un fond (12a), une ouverture de sortie (12c) face audit fond et adaptée pour laisser passer le jet (24a, 24b) de chaque buse et une portion intermédiaire (12b) qui s'étend entre le fond et l'ouverture de sortie, un espacement étant ménagé entre le corps et la portion intermédiaire pour permettre le passage, vers l'ouverture de sortie, d'échappements, en amont des buses, de liquide de lavage à haute pression, dans lequel la longueur de la portion intermédiaire est telle que lesdits échappements de liquide se réinjectent, avant qu'ils n'aient dépassé l'ouverture de sortie, dans lesdits jets. 2.- Dispositif de lavage de véhicule (50) selon la revendication 1, dans lequel les jets des buses se recouvrent partiellement. 3.- Dispositif de lavage de véhicule (50) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la pression du liquide est supérieure ou égale à 6 bars et inférieure à 20 bars. 10 4.- Dispositif de lavage de véhicule (50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les buses sont des buses à jet triangle. 5.- Dispositif de lavage de véhicule (50) selon la revendication 4, dans lequel l'angle décrit 5 par le jet d'au moins une desdites buses est de 10 à 25 ° minimum. 6.- Dispositif de lavage de véhicule (50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les jets des buses heurtent la portion intermédiaire (12b). 10 7.- Dispositif de lavage de véhicule (50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les jets des buses tangentent ladite portion intermédiaire au niveau de l'ouverture de sortie (12c). 8.- Dispositif de lavage de véhicule (50) selon l'une quelconque des revendications 15 précédentes, comprenant un disque (9) solidaire en rotation du corps (3), disposé à l'intérieur du cache (12) et comprenant des ouvertures au niveau de la sortie des buses pour laisser passer le jet des buses, un élément de fixation (9c) à l'axe (1) et une ouverture centrale permettant par le retrait de l'élément de fixation de retirer le disque et le corps (3), ledit disque étant un élément de sécurité limitant l'introduction d'une main 20 d'opérateur depuis l'ouverture du cache. 9.- Lance (51) de lavage manuel de véhicule, comportant un bras (53) destiné à être manipulé par un opérateur pour diriger le liquide de lavage, ledit bras étant fixé à un dispositif de lavage selon l'une des revendications précédentes. 25 10.- Portique de lavage automatique de véhicule comportant une ossature en U inversé, déplaçable le long d'une piste de lavage lors du lavage et comportant une poutre transversale déplaçable en hauteur lors du lavage pour suivre le profil du véhicule, dans lequel les bords latéraux de l'ossature en U inversé et la poutre transversale du portique 30 sont équipés de dispositif (s) de lavage selon l'une des revendications précédentes 1 à 9. 35