Brevet FR3133203A1 — publié le 20230908

L’invention concerne une cuve pour véhicule de voirie du type composé d’un châssis (1), recevant une cabine (2), une cuve (3) de collecte, un conduit d’aspiration (4), comportant des moyens d’aspiration et d’évacuation de l’air soufflé par une turbine (7) centrifuge actionnée par un moteur (11), ladite turbine (7) étant disposée dans la cuve (3) avec une inclinaison par rapport à l’horizontale selon un angle compris entre 0 et 45° pour orienter l’air soufflé vers le haut ou vers le bas de la cuve, à l’intérieur d’une coquille de protection (8) ne permettant la circulation de l’air que par ses extrémités supérieure (8e) et inférieure (8s), l’air pénétrant par l’extrémité supérieure (8e) comportant deux entrées (8ed, 8eg) de dimension différenciée et étant refoulé par l’extrémité inférieure (8s). Les moyens d’évacuation de l’air soufflé par la turbine (7) comportent au moins un clapet (6) ouvert ou fermé en alternance, pour pour contrôler l’évacuation de l’air aspiré soit vers le haut soit vers le bas. Figure pour l’abrégé : 5 CUVE DE VEHICULE DE VOIRIE COMPORTANT DES MOYENS D’ASPIRATION ET D’EVACUATION DE L’AIR SOUFFLE PAR UNE TURBINE La présente invention concerne une cuve comportant des moyens d’aspiration et d’évacuation de l’air soufflé par une turbine, prévue pour être utilisé sur des véhicules de voirie, tels que par exemple des balayeuses urbaines ou des véhicules de dépoussiérage. Les véhicules de ce type se composent pour l’essentiel d’un châssis articulé ou non, comportant au moins deux essieux et auxquels peuvent être reliés des moyens de nettoyage tels des brosses ou des balais, des moyens d’aspiration, un réceptacle pour recevoir les résidus aspirés, éventuellement un réservoir d’eau de capacité suffisante et un poste de commande. Le châssis est en fait composé de deux demi-châssis, la partie avant recevant les moyens d’aspiration et la partie arrière recevant la cuve et des éléments de motorisation, et ainsi que le cas échéant des moyens permettant d’associer d’autres outils en arrière du châssis. Les moyens d’aspiration comportent un conduit d’aspiration muni à son extrémité inférieure d’une buse dirigée vers le sol et dont l’extrémité supérieure coopère avec la turbine d’aspiration du véhicule. De manière connue, lorsqu’il s’agit d’aspirer des déchets ou des poussières présents sur le sol ou sur la zone que doit traiter le véhicule, on crée une dépression à l’intérieur du réceptacle. Les déchets ou les poussières sont en général humidifiés juste avant leur aspiration, afin de faciliter leur transfert jusqu’au fond de la cuve, ce qui permet par ailleurs de les lier et d’éviter un rejet de ces poussières à travers la turbine. Un exemple de cuve de ce type est illustré dans le document EP2299000, qui décrit une cuve de réception des déchets collectés par un véhicule de voirie, du type comportant un châssis, une cabine, des moyens de nettoyage et des moyens d'aspiration constitués d’une turbine et d’un conduit d'aspiration associés à des moyens de filtration et de séparation des particules, disposés à l'intérieur de la cuve. Dans les véhicules de type connu, la circulation de l’air qui est aspiré par la turbine puis évacué de cette turbine, n’est pas optimale. En premier lieu, l’air chargé en poussière, qui doit nécessairement être évacué vers l’extérieur, n’est pas réutilisable dans le circuit d’aspiration après filtration, par exemple pour refroidir le moteur de la turbine. Or, en cas d’usage prolongé du véhicule, le rendement diminue avec sa durée d’utilisation, et il devient nécessaire de prévoir des moyens de refroidissement de ce moteur, ce qui complique la conception du véhicule et en augmente le coût de réalisation. En second lieu, dans tous les véhicules connus, l’air est rejeté soit vers le haut, soit vers le bas sur la base d’un circuit aéraulique qui a été prédéfini au stade de la conception du véhicule, et qui ne peut pas être modifié, ce qui peut poser difficulté en fonction de la configuration des lieux, voire obliger à interrompre temporairement l’évacuation de l’air si il n’est pas possible de le souffler à certains endroits. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus en réalisant une cuve pour un véhicule de voirie urbaine comportant des moyens d’aspiration et d’évacuation de l’air n’obérant pas les capacités ni le rendement de la turbine, et dont l’aéraulique interne peut être modifiée. Dans ce but, la cuve selon l’invention est associée à une turbine qui est disposée dans une coquille de protection à géométrie améliorée logée à l’intérieur de la cuve, laquelle est obturée sur le dessus par un couvercle en deux parties, l’évacuation de l’air aspiré pouvant se faire au moyen de clapets, soit vers le haut, soit vers le bas, et l’air ressoufflé pouvant le cas échéant en générant un effet vortex pour refroidir le moteur. L’invention sera mieux comprise en référence aux figures annexées dans lesquelles : est une vue schématique d’un véhicule de voirie avec ses éléments composants. montre une cuve de collecte des déchets selon la présente invention. est une vue du dessus de la cuve. est une vue en coupe latérale de la cuve montrant la circulation de l’air dans la cuve avec une évacuation vers le haut, est une vue identique à celle représentée à la , mais avec évacuation vers le bas. est une vue du dessus de la turbine, montrant la circulation de l’air ressoufflé soumis à un effet vortex. La représente un véhicule de voirie de type classique sur lequel est montée une cuve selon la présente invention. De manière connue, le véhicule est composé d’un châssis (1) qui est ici articulé en deux parties, une partie avant (1a) et une partie arrière (1b). Par parties avant et arrière du châssis, on se réfère au sens de déplacement du véhicule lorsqu’il est en mode de fonctionnement normal. On notera cependant que la cuve selon l’invention pourrait parfaitement être disposée sur un châssis non articulé moyennant quelques adaptations. La partie avant (1a) du châssis (1) reçoit une cabine (2) à partir de laquelle l’opérateur peut piloter et diriger le véhicule et commander différents accessoires afin de remplir la fonction de nettoyage d’une zone déterminée. En avant de la cabine (2) dans la partie inférieure du châssis (1) et à proximité du sol, se trouvent des moyens de nettoyage qui ne sont ni détaillés ni représentés ici et qui sont montés sur une structure qui permet de les déplacer. Il peut s’agir, par exemple, de brosses rotatives. La partie arrière (1b) du châssis reçoit une cuve (3) ainsi que les moyens d’aspiration des déchets ou des poussières prélevés sur le sol, lesdits moyens d’aspiration coopérant avec la cuve (3) par l’intermédiaire d’un conduit (4) d’aspiration. La est une vue isolée de la cuve selon la présente invention. La cuve (3) est composée d’un volume trapézoïdal qui est fermé sur le haut par un couvercle (5). La cuve (3) est séparée en deux parties, respectivement avant (3a) et arrière (3b) et comporte une entrée d’air (10) et deux orifices d’évacuation d’air (12). Par partie avant de la cuve, on entend la partie de la cuve à l’intérieur de laquelle seront logés la turbine et les moyens d’aspiration, et qui se trouve en regard de la cabine du véhicule de voirie. Par partie arrière de la cuve, on entend la partie qui se trouve à l’opposé, et dans laquelle seront collectés les résidus aspirés. On remarquera que si dans l’exemple de réalisation illustré par les figures, la cuve (3) a une forme trapézoïdale, ceci ne constitue pas une caractéristique déterminante de l’invention. Le couvercle (5) est constitué de deux parties (5a, 5b), recouvrant la partie avant (3a), respectivement la partie arrière (3b), de la cuve (3). Comme on peut le voir sur la , la partie avant (5a) du couvercle (5) est fixe. La partie arrière (5b) du couvercle est articulée autour d’une charnière (5c) pour basculer vers le haut autour d’un axe perpendiculaire à l’axe longitudinal de la cuve, et permettre l’accès à un réceptacle de collecte des déchets et poussières prélevés. La partie arrière (3b) de la cuve (3) constitue le réceptacle qui est destiné à recevoir les déchets ou poussières collectés lors des opérations de nettoyage. La partie avant (3a) de la cuve comporte sur sa paroi avant, vers le bas, un orifice pour le passage du conduit d’aspiration (4) dont l’extrémité inférieure, c’est-à-dire celle débouchant sur l’extérieur, pourra être reliée à une buse d’aspiration (non représentée). La montre de manière schématique le dessus de la cuve (3) et les différents éléments qui permettent de faire rentrer les déchets ou poussières prélevés jusqu’à la partie arrière (3b) de la cuve servant de réceptacle pour les déchets et poussières collectés. Une turbine circulaire (7) centrifuge inclinée selon un angle compris entre 0 et 45° par rapport à l’horizontale, est logée à l’intérieur de la cuve (3), dans sa partie avant (3a), dans une coquille de protection (8) qui l’isole de l’extérieur et du reste de la cuve avec laquelle elle ne communique que par ses extrémités (8e, 8s) pour permettre la circulation de l’air. Plus particulièrement, l’air pénétrant par l’extrémité supérieure (8e) comportant deux entrées (8ed, 8eg) est refoulé par l’extrémité inférieure (8s), comme on peut le voir sur les figures 3 et 4. Par « supérieur » et « inférieur », on se réfère à la position dans le plan horizontal de la cuve et de la coquille de protection qu’elle abrite. La turbine (7) est actionnée par un moteur (11) visible sur les figures 4 et 5. La coquille de protection (8) permet de remonter le seuil d’aspiration de la turbine et donc d’améliorer les performances d’aspiration. Pour ce faire, sa géométrie a été améliorée pour en augmenter le rendement. Les deux entrées en extrémité (8e) de la coquille (8), l’une étant à droite (8ed) et l’autre à gauche (8eg), sont de dimensions différentes pour générer à l’intérieur de la coquille (8) une rotation de l’air prélevé en entrée. Par « droite » et « gauche », on se réfère aux côtés du véhicule lorsqu’il est en mouvement vers l’avant. Le sens de rotation de l’air qui est ainsi généré sera fonction du sens de rotation de la turbine (7), la surface de l’entrée correspondant au sens de rotation de la turbine étant plus importante que celle de l’autre entrée. Bien entendu, si le sens de rotation de la turbine est inversé, le rapport de dimension entre les entrées (8ed, 8eg) sera lui aussi inversé. Cette géométrie améliorée permet d’augmenter sensiblement le rendement de la turbine. Pour aspirer les déchets, on crée une dépression à l’intérieur de la partie avant (3a) de la cuve (3), ce qui permettra qu’ils soient collectés et introduits à l’intérieur de la cuve. Les poussières sont aspirées à l’extrémité inférieure du conduit (4) pour être transportées jusqu’à son extrémité supérieure à l’opposé, qui débouche à l’intérieur de la partie arrière (3b) de la cuve servant de réceptacle de collecte. Une caractéristique importante de l’invention est la présence d’au moins un clapet (6) permettant d’orienter la circulation de l’air refoulé de la coquille (8) après y avoir été aspiré, ledit clapet étant disposé en-dessous de la sortie d’air (8s) dans un carter de refoulement (13) prolongeant la coquille (8). Dans l’exemple représenté sur les figures 4 et 5, on a prévu deux clapets (6, 6’), l’un étant ouvert quand l’autre est fermé, pour permettre de commander l’évacuation de l’air soit vers le haut au travers des orifices d’évacuation (12), soit vers le bas. Le deuxième clapet (6’) est positionné au-dessus de la sortie d’air (8s). La montre en coupe latérale la circulation de l‘air à l’intérieur de la cuve (3), le clapet (6’) étant ouvert et le clapet (6) fermé, pour permettre l’évacuation de l’air aspiré vers le haut. La montre cette fois-ci l’évacuation de l’air aspiré vers le bas au travers du clapet (6), le clapet (6’) étant fermé pour empêcher le passage de l’air aspiré vers le haut de la cuve (3) et les orifices d’évacuation (12). Le ressoufflement de l’air aspiré en avant de la cuve (3) pourra être effectué vers le bas ou vers le haut en actionnant un levier (non représenté) qui commandera l’ouverture, respectivement la fermeture, des clapets (6) et (6’) selon le sens d’évacuation souhaité. Selon une variante avantageuse, on pourra ne prévoir qu’un seul clapet (6). Lorsque le clapet (6) sera ouvert, l’air refoulé de la coquille à sa sortie (8s) qui se situe au-dessus dudit clapet pourra passer et être évacué vers le sol. A l’inverse, lorsque le clapet (6) sera fermé, l’air refoulé en sortie (8s) sera nécessairement repoussé vers le haut en rebondissant sur le clapet fermé. Le choix d’une évacuation de l’air aspiré et filtré vers le haut ou vers le bas peut être dicté, soit par la nature des déchets prélevés, soit par la configuration des lieux. Ainsi, si le véhicule circule dans une zone d’habitation ou comportant des branches d’arbre ou des éléments de mobiliers urbains dans la zone située au-dessus de celle qui est à traiter, il pourra être opportun d’utiliser l’option d’évacuation vers le bas, pour éviter toute dégradation, qui pourrait être liée par exemple en automne à la chute de feuilles sèches provoquée par le ressoufflement et qu’il faudra alors ramasser, ou pour ne pas projeter vers des lieux d’habitation des poussières résiduelles contenues dans l’air évacué. A l’inverse, un rejet vers le bas selon la nature du sol à traiter, pourra augmenter la réverbération du bruit et la quantité de poussière soulevée. La cuve selon l’invention permet donc d’adapter le ressouflement de l’air aspiré en fonction des contraintes environnementales. Lorsque de telles particularités ne sont pas présentes, il pourra être opportun de choisir l’option d’une évacuation vers le haut, l’air ainsi évacué après filtration pouvant remplir une fonction de refroidissement du moteur de la turbine, comme décrit plus loin. Pour permettre la séparation des poussières prélevées de l’air introduit dans la turbine, il est nécessaire de réduire la vitesse de l’air aspiré en générant un effet gyroscopique mécanique et d’alourdir les déchets ou les poussières par un brouillard d’eau que l’on vaporise sur les déchets prélevés. L’air est aspiré par l’intermédiaire d’une buse (non représentée) disposée en extrémité de la partie libre du conduit (4), dite inférieure, qui débouche à l’air libre depuis la partie inférieure de la cuve (3). Du fait de l’aspiration qui est générée au moyen de la turbine (7), l’air ainsi prélevé est convoyé jusqu’à l’autre extrémité du conduit (4), dite supérieure, qui débouche vers le haut à l’intérieur de la partie arrière de la cuve (3b) servant de réceptacle. A ce niveau, on met en œuvre des moyens pour permettre de générer un brouillard d’eau, ces moyens n’étant pas ici représentés car connus. Les poussières humides forment un brouillard en rotation qui accentue l’effet d’alourdissement et les fait retomber vers le bas, c’est-à-dire sur le fond de la partie de la cuve (3) servant de réceptacle pour les déchets prélevés. Après séparation des poussières et de l’air aspiré, il subsiste néanmoins des particules qui devront être filtrées avant rejet vers l’extérieur. Pour ce faire, l’air en suspension après dépose des poussières est filtré au travers de grilles de filtration (9) qui ont été pliées en accordéon afin d’augmenter leur surface utile ce qui permet ainsi de diminuer le diamètre de l’orifice de sortie. Les grilles (9) communiquent avec l’intérieur de la coquille (8), comme on le voit sur les figures 4 et 5. L’air ainsi filtré est ensuite soufflé à l’intérieur la coquille (8) et l’opérateur choisira alors de l’évacuer vers le haut ou vers le bas de la cuve. Comme détaillé ci-dessus, si l’air est dirigé vers le haut ( ), il sera évacué au travers des orifices d’évacuation (12) et si l’air est dirigé vers le bas ( ), il sera évacué vers l’extérieur sous le châssis du véhicule. Une caractéristique essentielle de l’invention est la possibilité d’utiliser l’air sale aspiré pour refroidir le moteur (11) de la turbine (7). La configuration et la disposition de la turbine circulaire (7) centrifuge permettent en créant un appel d’air de générer un effet vortex à sa sortie, pour provoquer la réintroduction de l’air par l’orifice d’entrée d’air (10) pour refroidir le moteur (11) de la turbine (7). L’effet vortex correspond à un tourbillon que l’on va générer dans le flux d’air qui est aspiré vers l’intérieur de la cuve, avec une vitesse angulaire constante. La illustre la circulation de l’air soumis à cet effet vortex. L’air sale qui est soufflé de part et d’autre de la turbine (7) le long son pourtour circulaire est dirigé pour être évacué au travers de deux orifices (14) ménagés de part et d’autre dans sa partie arrière, et disposés de telle sorte qu’un effet vortex est généré pour provoquer l’aspiration d’un air propre au travers de la grille (9), qui peut alors être utilisé pour refroidir le moteur (11) de la turbine (7). Liste des repères numériques 1. Châssis 1a. Partie avant 1b. Partie arrière 2. Cabine 3. Cuve 3a Partie avant de la cuve 3b Partie arrière de la cuve 4. Conduit d’aspiration 5. Couvercle 5a. Partie avant du couvercle 5b. Partie arrière du couvercle 5c. Charnière du couvercle 6. Clapet inférieur 6’. Clapet supérieur 7. Turbine 8. Coquille de protection 8e. Entrée d’air de la coquille 8ed. Entrée d’air droite 8eg. Entrée d’air gauche 8s. Sortie d’air de la coquille 9. Grilles de filtration 10. Entrée d’air de la cuve 11. Moteur 12. Evacuation d’air de la cuve 13. Carter de refoulement 14. Orifice de refoulement Cuve pour véhicule de voirie du type composé d’un châssis (1), recevant une cabine (2), une cuve (3) de collecte, un conduit d’aspiration (4), comportant des moyens d’aspiration et d’évacuation de l’air sale soufflé par une turbine (7) circulaire actionnée par un moteur (11), caractérisé en ce que la turbine (7) est disposée dans la cuve (3) à l’intérieur d’une coquille de protection (8), avec une inclinaison par rapport à l’horizontale selon un angle compris entre 0 et 45° pour orienter l’air soufflé vers le haut ou vers le bas de la cuve, la coquille (8) ne permettant la circulation de l’air que par ses extrémités supérieure (8e) et inférieure (8s), l’air pénétrant par l’extrémité supérieure (8e) qui comporte deux entrées (8ed, 8eg) étant refoulé par l’extrémité inférieure (8s). Cuve selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d’aspiration et d’évacuation de l’air sale soufflé de part et d’autre de la turbine (7) le long son pourtour circulaire comportent deux orifices (14) ménagés de part et d’autre dans la partie arrière de ladite turbine, disposés de telle sorte qu’un effet vortex est généré pour provoquer la réintroduction de l’air par l’orifice (10) pour refroidir le moteur (11) de ladite turbine. Cuve selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que les deux entrées (8ed, 8eg) en extrémité (8e) de la coquille (8), sont de dimensions différentes pour générer à l’intérieur de ladite coquille une rotation de l’air prélevé en entrée, en fonction du sens de rotation de la turbine (7), la surface de l’entrée correspondant au sens de rotation de la turbine étant plus importante que celle de l’autre entrée. Cuve selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens d’évacuation de l’air soufflé par la turbine (7) comportent au moins un clapet (6) disposé en dessous de la sortie d’air (8s) dans un carter de refoulement (13) prolongeant la coquille (8). Cuve selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d’évacuation de l’air soufflé par la turbine (7) comportent un deuxième clapet (6’) positionné au-dessus de la sortie d’air (8s), le clapet (6’) étant fermé lorsque le clapet (6) est ouvert et inversement. Cuve selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’intérieur de la coquille (8) communique avec la partie arrière de la cuve (3) par des grilles de filtration (9). Cuve selon la revendication 6, caractérisée en ce que les grilles de filtration (9) sont pliées en accordéon.