EP2255049A2 - Appareil nettoyeur de surface immergée a protubérance accélératrice du flux d'entrée - Google Patents

Appareil nettoyeur de surface immergée a protubérance accélératrice du flux d'entrée

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Publication number
EP2255049A2
EP2255049A2 EP09730914A EP09730914A EP2255049A2 EP 2255049 A2 EP2255049 A2 EP 2255049A2 EP 09730914 A EP09730914 A EP 09730914A EP 09730914 A EP09730914 A EP 09730914A EP 2255049 A2 EP2255049 A2 EP 2255049A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
liquid inlet
accelerating
protuberance
hollow body
Prior art date
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Granted
Application number
EP09730914A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP2255049B1 (fr
Inventor
Philippe Pichon
Emmanuel Mastio
Robert Rey
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zodiac Pool Care Europe SAS
Original Assignee
Zodiac Pool Care Europe SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Zodiac Pool Care Europe SAS filed Critical Zodiac Pool Care Europe SAS
Publication of EP2255049A2 publication Critical patent/EP2255049A2/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP2255049B1 publication Critical patent/EP2255049B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H4/00—Swimming or splash baths or pools
    • E04H4/14—Parts, details or accessories not otherwise provided for
    • E04H4/16—Parts, details or accessories not otherwise provided for specially adapted for cleaning
    • E04H4/1654—Self-propelled cleaners

Definitions

  • the invention relates to a surface cleaner device immersed in a liquid, in particular a swimming pool.
  • a surface cleaner device immersed in a liquid, in particular a swimming pool.
  • Many types of submerged surface cleaners are already known.
  • such an immersed surface cleaner comprises a hollow body and guide members on the immersed surface, with said hollow body having a base extending above and away from said immersed surface, at least a liquid inlet being provided at the base of said hollow body so as to collect a stream of liquid carrying debris to extract the liquid and the immersed surface.
  • a liquid pumping device is provided (integrated in the hollow body of the apparatus or on the contrary at least partially disposed outside the apparatus and the basin containing the liquid) to generate a suction of liquid in each inlet of liquid, and this suction is adapted to be able to drive debris through the corresponding liquid inlet.
  • the known submerged surface cleaners are in most cases equipped with a drive device that allows them to be automatically moved to the immersed surface.
  • This displacement can be caused by specific motorized drive members (for example by one or more onboard drive motor (s)), or on the contrary be of the hydraulic type, that is to say ie to be caused at least in part by the hydraulic flow (suction or discharge) generated by the pumping device associated with the device, or be of mixed type.
  • the problem arises of the effectiveness of the cleaning, related on the one hand to the ability of the device to take off the debris from the immersed surface and, on the other hand, to the quality of the suction of debris through each liquid inlet.
  • each liquid inlet must be dimensioned to allow the passage of the largest debris.
  • the greater the cross sectional area of each liquid inlet the higher the suction energy required for the operation of the device is also important, which costs its cost to manufacture and use.
  • the object of the invention is to provide an immersed surface cleaning apparatus whose cleaning efficiency is considerably improved, and all else being equal, in particular without any modification of the pumping device or, if appropriate, the drive device associated with this device.
  • the invention aims to provide a submerged surface cleaner device whose cleaning efficiency is considerably improved at a negligible cost to manufacture.
  • the invention relates to a submerged surface cleaning apparatus comprising:
  • a liquid pumping device adapted to generate a liquid suction in each liquid inlet adapted to be able to cause debris through said liquid inlet, characterized in that it comprises at least one protrusion, said accelerating protrusion, s' extending:
  • an apparatus according to the invention is adapted so that each accelerating protrusion receives a relative flow of liquid flowing between the base of the hollow body and the immersed surface under the effect of the advancement of the apparatus.
  • the base of the hollow body has a shape adapted to allow the flow of the relative flow resulting from the displacement of the apparatus directly in contact with each accelerating protrusion, and at least the most forward accelerating protuberance of the apparatus with respect to the direction of advancement.
  • Such an accelerating protrusion is adapted to receive the relative flow of liquid resulting from the advancement of the apparatus and suction through the liquid inlet under the effect of the pumping device, and such an accelerating protrusion has the following effect. effect of accelerating the speed of the liquid thus sucked into said liquid inlet from the front of the apparatus.
  • such an accelerating protrusion decreases the passage cross section for the liquid formed between the base of the hollow body and the immersed surface, accelerates locally, especially under the effect of the advancement of the apparatus, the liquid relative to the hollow body (the speed of the liquid downstream of this accelerating protrusion being greater than that of the liquid upstream of the accelerating protuberance), and thus the solid particles, and makes it possible to take off the debris.
  • such an accelerating protrusion generally causes a turbulent regime in an area immediately downstream and behind this accelerating protrusion (which may be specifically designed for this purpose), immediately upstream of the liquid inlet. The swirls thus created have the effect of removing debris from the ground.
  • an accelerating protrusion is adapted to be able to generate, under the effect of the advance of the apparatus, a turbulent regime between this accelerating protrusion and said corresponding liquid inlet, and to cause an acceleration of the flow of liquid in the inlet of liquid.
  • at least one accelerating protrusion has at least one convex end forming at least one discontinuity of curvature adapted to be able to generate a turbulent regime in an area immediately downstream of this end.
  • Such an end (which is the part of the accelerating protrusion farthest from the base, that is to say its lower end when the immersed surface is substantially horizontal) having at least one curvature discontinuity forming a turbulent regime can make the subject of many different embodiments.
  • this convex end has a very small radius of curvature and / or is generally tapered and / or has surface irregularities ...
  • the reduction in cross-sectional area induced by the protrusion leads to a decrease in local static pressure and a venturi effect which improves the suction of the debris.
  • the suction speed, and therefore the flow rate of the liquid flow at this liquid inlet is considerably increased.
  • the large debris are not blocked in the liquid inlet and are moved at high speed to be sucked by the device.
  • the height of liquid allowing suction being determined by the distance between the end of an accelerating protuberance furthest from the base and the immersed surface, the other portions of the base
  • the hollow body may be at a greater distance from the submerged surface, to the benefit of an average ground clearance (considered out of each thrust protrusion) improved.
  • the occasional decrease in ground clearance induced by such a protuberance not only does not entail additional blockage risks, but, on the contrary, reduces these risks.
  • such an accelerating protrusion is disposed in the vicinity of contact areas of drive members of the apparatus with the immersed surface (for example example in a transverse plane located at a short distance behind a transverse plane containing an axle of the apparatus).
  • An apparatus according to the invention may comprise one or more accelerating protrusion (s) adjacent to the same liquid inlet, and the shapes and dimensions of each accelerating protrusion may be various. Nevertheless, the inventors have found that a simple rigid rib can serve as an accelerating protrusion according to the invention with a very high efficiency. Thus, advantageously in an apparatus according to the invention, at least one accelerating protrusion is in the general shape of a rib extending over at least one periphery portion in front of said liquid inlet, preferably only along an front edge of said liquid inlet.
  • said rib forming an accelerating protrusion has an extreme edge.
  • This extreme edge of an accelerating protuberance rib constitutes the portion of the rib which is furthest from the base of the hollow body, and which is therefore closest to the immersed surface.
  • said rib extends at least substantially parallel to at least one peripheral edge portion before-in particular only parallel to a peripheral edge portion before- said liquid inlet.
  • said rib forms at least a peripheral edge portion before said liquid inlet.
  • an accelerating protuberance rib which extends parallel to a peripheral edge portion before the liquid inlet, at a distance from the latter.
  • at least for a generally rectangular liquid inlet at least one accelerating protrusion has a constant height.
  • an apparatus according to the invention may also comprise at least one accelerating protrusion of constant height in the vicinity of the periphery of a non-rectangular liquid inlet.
  • an apparatus according to the invention may comprise at least one accelerating protuberance whose height varies increasingly according to the width of said adjacent liquid inlet.
  • each accelerating protrusion extends:
  • each accelerating protrusion extends projecting from the base over a height less than half the distance between the base and the immersed surface.
  • the height of the accelerating protuberance is less than the height separating the base of the immersed surface imposed by guide members (for example the wheels) of the apparatus on the immersed surface.
  • each accelerating protrusion extends relative to the projecting base over a height greater than 5 mm, and so as to preserve a liquid height of at least 7 mm. relative to the immersed surface.
  • Other embodiments are possible, in particular in which the notion of height of the protrusion relative to the base would in fact not make sense, these two elements being in continuous extension from one another to the before the entrance.
  • at least one accelerating protrusion is rigid (so as not to bend under the effect of the relative velocity of the liquid and the advancement of the apparatus).
  • At least one accelerating protrusion is oriented generally in a direction at least substantially normal (at least locally) to the base, in particular at least substantially orthogonal to the immersed surface.
  • Other orientations are possible, without however that the accelerating protuberance limits the passage section of the liquid inlet of the base of the hollow body adjacent to this accelerating protrusion.
  • the accelerating protrusion extends so as not to mask the liquid inlet of the hollow body and not to modify the passage section.
  • At least one accelerating protrusion is connected to a portion of said base extending at least substantially parallel to the immersed surface on the side opposite to said liquid inlet, by a zone of concave bond forming a discontinuity of curvature.
  • at least one accelerating protuberance rib is connected by a concave edge to said base on the opposite side to said liquid inlet.
  • at least one accelerating protrusion can be connected, on the opposite side to a liquid inlet, to a portion of the base which is concave and contoured with a predetermined curvature adapted to improve efficiency.
  • At least one accelerating protuberance rib has a transverse cross section in the general shape of a triangle. This embodiment has the advantage of simplicity and low manufacturing cost, combined with high efficiency from a hydrodynamic point of view. Other embodiments are possible (e.g., blade-shaped rib extending orthogonally to the base).
  • an apparatus comprises, for each liquid inlet, a single accelerating protrusion extending along at least a portion of the periphery in front of said liquid inlet.
  • the invention applies to all kinds of cleaning devices, self-propelled or not.
  • the apparatus comprises driving members of this hollow body in at least one direction of advancement, called the longitudinal direction, and according to at least one preferred direction of advancement in this longitudinal direction. , and is characterized in that it comprises at least one accelerating protrusion in front, with respect to said preferred direction of advancement, of each liquid inlet. More particularly, advantageously, an apparatus according to the invention comprises at least one accelerating protrusion in front of a front liquid inlet (that is disposed in the front half of the base of the hollow body).
  • the apparatus comprises at least one rear guide wall extending rearward (with respect to said preferred direction of advance) of a liquid inlet, this rear guide wall. projecting from the base of said hollow body over a height greater than the height of an accelerating protrusion extending in front of said liquid inlet (and of course on a height less than the ground clearance defined between the hollow body base and the rolling plane).
  • a guide rear wall preferably extends over most of the height extending between the base and the immersed surface. It makes it possible to confine the suction zone to the front and to the right of the inlet of liquid while avoiding a suction of liquid coming from the back of the liquid inlet.
  • Such a rear guide wall may or may not have scraping or scanning members of the immersed surface, for example tongues or flexible filaments that can rub on the immersed surface.
  • an apparatus is also advantageously characterized in that at least one liquid inlet is extended in said hollow body by an inlet duct extending inside the body, each inlet duct having one end at the base of said body forming said liquid inlet, and an opposite end opening into a filter device, and in that said inlet conduit has an effective hydraulic section whose area varies from said inlet of liquid, up to a maximum value at its opposite end opening into the filter device.
  • the invention applies in particular advantageously to an apparatus which comprises: a filtration chamber formed in said body and having:
  • At least one liquid inlet At least one liquid inlet
  • At least one liquid outlet out of the hollow body located at a distance from the base of said hollow body, an on-board pumping device, A hydraulic circuit adapted to ensure, when said pumping device is active, a circulation of liquid between at least one liquid inlet and at least one liquid outlet, called the pumping outlet, through at least one filtering device; rolling members having areas of contact with the submerged surface defining a rolling plane of the hollow body on the immersed surface and at least one electric drive motor on board at least a portion of said rolling members.
  • the apparatus comprises front rolling members (for example a front axle carrying front wheels), a front liquid inlet, and adjacent and in front of this front liquid inlet, a accelerating protuberance extending a short distance rearward contact areas of the rolling bodies before the device.
  • front rolling members for example a front axle carrying front wheels
  • front liquid inlet for example a front liquid inlet
  • accelerating protuberance extending a short distance rearward contact areas of the rolling bodies before the device.
  • the invention nevertheless also applies to other types of apparatus, for example to an apparatus whose hollow body does not incorporate a filtering device, the filtering being for example carried out in a device disposed outside the basin and connected to the device.
  • the invention also relates to an apparatus characterized in combination by all or some of the characteristics mentioned above or below.
  • FIG. 1 is a diagrammatic perspective view of a cleaning apparatus according to one embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a diagrammatic view in vertical longitudinal section of a cleaning apparatus according to an embodiment of the invention. invention
  • FIG. 3 is a diagrammatic view in simplified longitudinal longitudinal section of FIG. 2 showing the apparatus in operation on a submerged surface
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of a filtering device of an apparatus according to one embodiment of the invention comprising two shells assembled to one another,
  • FIG. 5 is a schematic perspective view of the filter device of FIG. 4 showing the two shells separated from one another
  • FIG. 6 is a diagrammatic view in vertical longitudinal section of the filter device of FIG. 4, the two shells being assembled to one another,
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the device of FIG. 4 at the inlet duct of this device
  • FIG. 8 is a diagrammatic perspective view from below of the apparatus of FIGS. 1 to 3,
  • FIG. 9a is a vertical longitudinal section diagram illustrating the circulation of the liquid at a liquid inlet of a device according to the state of the art
  • FIG. 9b is a similar diagram illustrating the circulation of the liquid. at the level of a liquid inlet of an apparatus according to the invention.
  • An apparatus according to the invention comprises, in the embodiment shown, a hollow body 1 and rolling bodies 2, 3, 4 for guiding and driving the hollow body 1 on a surface immersed in a main direction of advancement, said longitudinal direction, parallel to the immersed surface.
  • This hollow body 1 is formed mainly of a concave casing delimiting a main enclosure. This concave casing is for example made by molding or rotational molding.
  • This housing is preferably made of a thermoplastic material, such as polyethylene, polypropylene, ABS, PMMA or any equivalent material.
  • This hollow body 1 has a central chamber adapted to receive a filtration chamber 8.
  • This central chamber is delimited by a bottom wall, said base 16, extending in a substantially horizontal plane; by sidewalls 17 extending generally in vertical planes; by a front wall 21 extending generally in a vertical plane, orthogonal to the planes of the vertical side walls; and by a rear wall 22 extending generally in a vertical plane orthogonal to the planes of the vertical side walls.
  • the base 16 of the body 1 has an opening extending transversely to the vicinity of the front wall so that liquid can enter the central chamber through this lower transverse opening. This opening forms an inlet 9 of liquid in the hollow body 1.
  • the rear wall comprises a cylindrical opening forming a liquid outlet out of the hollow body 1.
  • This liquid outlet 10 formed in the rear wall of the housing is longitudinally offset from the inlet 9 of liquid formed in the bottom wall.
  • this liquid outlet 10 is arranged in the upper part of the casing so that it is also vertically offset from the inlet 9 of liquid.
  • this central chamber, this liquid inlet 9 and this liquid outlet 10 form a filtration chamber 8.
  • This filtration chamber 8 further comprises a hydraulic circuit adapted to ensure a flow of liquid between the inlet 9 of liquid and the outlet 10 of liquid through a filtering device 11.
  • the inlet 9 of liquid and the outlet 10 of liquid are centered on a same longitudinal vertical plane of the apparatus.
  • the central chamber of the hollow body 1 is adapted to receive a device 1 1 filtering.
  • the filtering device 11 comprises, as represented in particular in FIGS. 4 and 5, two shells, a first shell 55 forming a debris recovery pocket and a second shell 49 adapted to be assembled to the first shell 55.
  • the first shell 55 which forms a debris recovery pocket of the filtering device 11 has filtering walls 56, 57, 58, 59 extending rearwardly from an opening 64 before. These walls 56, 57, 58, 59 filtering are adapted to retain any debris carried by the liquid and to allow the flow of liquid out of this first shell 55.
  • the second shell 49 forms a conduit 15 for entering the liquid in the body 1 hollow.
  • This liquid inlet duct 15 extends inside the hollow body 1 and has an end, said lower end 81, located substantially at the base 16 of the hollow body 1, and an opposite end, said end 82 upper, which opens, when the shells 49 and 55 are assembled, in the first shell 55.
  • This inlet duct 15 has a cross section whose area varies from its lower end 81 to a maximum value to its upper end 82.
  • the inlet conduit 15 has a longitudinal profile which is generally divergent from its lower end 81 to its upper end 82, and a transverse profile of convergent shape / diverge.
  • the inlet conduit 15 has a first section 83 converging from its lower end 81 to a neck 85 area of minimum area, and a second diverging section 84 extending the first section 83 from this neck 85 up to its upper end 82.
  • the first section 83 extends over less than 20% of the total length of the inlet duct 15 and the second section 84 extends over more than 80% of the total length.
  • the inlet duct 15 has, at its upper end 82, a cross section twice the area of the cross section at its lower end 81.
  • the area of the section at pass 85 is the order of 20% less than the area of the section at the lower end 81.
  • the assembly between the first shell 55 and the second shell 49 can be achieved by various means.
  • the first shell 55 comprises, at its lower front end, pins 68 which project from the plane of the opening 64 of the first shell 55.
  • These tenons 68 have shapes and dimensions shaped and conjugated with lights 69 formed in tabs 70 integral with the lower rear end of the inlet duct 15, and substantially perpendicular to the rear wall of the duct, so that these pins 68 can to snap into the lights 69 and allow a mechanical connection of the lower ends of the first shell 55 and the second shell 49.
  • the first shell 55 has at its upper front end a member 71 adapted to be housed in a cleat 72 formed at the upper end of the front wall of the conduit 15 so as to allow the assembly between the upper ends of the e the first shell 55 and the second shell 49.
  • This element 71 protrudes relative to the plane of the opening 64 and has a strip which extends downwards, not shown in the figures, and adapted to come s' nesting in the cleat 72.
  • the end of the cleat 72 oriented towards the first shell 55 is further bevelled to facilitate the insertion of the rule of the element 71 into the cleat 72.
  • this cleat 72 is flexible in compression such that it can deform slightly downwardly during engagement between member 71 and cleat 72.
  • This compression flexibility also allows a user to exert downward pressure on cleat 72, for example with his thumb, which disengages the ruler of the element 71 of the cleat 72, thus causing a separation of the upper ends of the first shell 55 and the duct 15.
  • the assembly between the first shell 55 and the second hull 49 is achieved by first assembling the lower ends to one another and then fitting the upper ends into one another.
  • the separation of the hulls is carried out by first disengaging the ends from each other and then disengaging the lower extremities from each other. Assembly and separation of the first 55 and the second shell 49 can therefore be easily performed without tools by a user.
  • This relative assembly between the first shell 55 and the second shell 49 is adapted so that once assembled, the second shell 49 closes said opening 64 before the first shell 55, with the exception of a liquid inlet passage. constituting an inlet opening 54 of the liquid in the first shell 55, the section of this inlet opening 54 is smaller than that of the opening 64 before the first shell 55.
  • the first shell 55 which forms the pocket of debris recovery is formed of a rigid frame 26 and a filtering web -particularly a filter cloth- extending into openings provided by this framework.
  • the filtering device 11 is therefore self-supporting and can be easily manipulated by a user.
  • this filter device 1 1 forms an extractable filter housing whose lower end defined by the lower end of the inlet duct 15 forms the inlet 9 of liquid in the hollow body 1.
  • the first shell 55 has a decreasing transverse cross section from the front opening 64 towards the liquid outlet 10 so as to form a convergent filtration chamber of the tangential type of the liquid flowing between the opening 64 and the outlet 10 of the liquid.
  • the first shell 55 has a bottom filter wall 56 inclined backwards and upwards from a bottom portion of the first shell 55.
  • This lower inclined wall 56 forms with the longitudinal direction an angle which in the example shown is of the order of 45 °.
  • This first shell 55 further comprises a generally horizontal upper wall 57 and extending rearwardly from the front opening 64.
  • This filtering upper wall 57 is connected to the filtering lower wall 56 by a portion 61 upper extreme rear curve.
  • the rearwardly curved portion 61 has a minimum cross sectional cross section while the portion of the first shell 55 at the opposite of this curved portion 61, that is to say at the opening 64 before, has a maximum cross section.
  • the first shell 55 has a decreasing transverse cross section from the front opening 64 to the rearwardly curved portion 61, that is, towards the rear exit 10.
  • the first shell 55 has a cross section having the shape of a right triangle, the lower wall 56 inclined forming the hypotenuse.
  • the apparatus also comprises, as represented in FIG. 1, a hatch 6 for access to this filtering device 1 1.
  • This access hatch 6 forms an upper wall of the hollow body 1 and covers the latter.
  • this hatch 6 is formed on the top of the device so that a user of the device can easily open the hatch 6 and extract the filter device 11.
  • the access hatch 6 is articulated to the body 1 of the apparatus by hinges 23 arranged at the rear of the apparatus.
  • the filtering device 1 1 is a device mounted in the filtration chamber 8 of the hollow body 1 in the manner of a drawer.
  • the rigid frame 26 of the filtering device 1 1 also has two ribs 25 extending laterally on each side of the filtering device 11. These ribs are preferably formed on the side walls of the inlet duct 15 since this duct has no filter walls. However, they could according to other embodiments be arranged on the side walls of the filter walls, for example on the frame 26 of the first shell. Wherever they are, these ribs 25 have shapes and dimensions shaped and conjugate to the shapes and dimensions of grooves integral with the hollow body 1. These grooves integral with the hollow body 1 extend vertically along the inner faces of the vertical side walls of the hollow body 1.
  • the ribs 25 of the filtering device 11 are therefore adapted to cooperate with the grooves of the hollow body 1 of the apparatus.
  • the extraction of the filtering device 11 results from a translational movement of the filtering device 1 1 along the grooves of the hollow body 1.
  • a user can therefore easily remove the filtering device 11 from the body
  • I hollow for example to proceed to its cleaning.
  • a user can easily, as indicated above, separate the two shells forming this device. This user can thus clean the first shell which forms the debris recovery pocket, as well as the second shell 49 which forms the inlet duct 15 and the liquid inlet 9 arranged at the lower end of the inlet duct 15 .
  • the user can easily assemble these shells 49, 55, as indicated above, and reintroduce without difficulty the filtering device 11 in one piece in the hollow body 1 by orienting the filter device 11 so that the ribs 25 of the filtering device 11 are opposite the grooves of the hollow body, then sliding the filtering device 11 into the hollow body 1.
  • the filtering device 11 further comprises a handle 28 formed on an upper portion of the filtering device 1 1 so as to facilitate the handling of the filtering device 11.
  • a user can easily assemble / disassemble the filtering device 11 via this handle 28 when the device is out of the liquid and rests on a horizontal surface.
  • the handle 28 is an extension of the rear portion of the element 71.
  • This inlet 9 of liquid is, in the example shown, generally rectangular, extending transversely over most of the width of the base 16 of the hollow body.
  • This inlet 9 of liquid is delimited by a border extending in a plane, preferably at least substantially horizontal, that is to say at least substantially parallel to the immersed surface.
  • the liquid enters the inlet duct via this liquid inlet 9 in a direction corresponding to that of the inlet duct at this liquid inlet 9, and this direction is at least substantially vertical, that is, to say at least substantially orthogonal to the submerged surface.
  • the lower end 81 of the duct 15 is furthermore provided with an end lining forming a flux guide 27 mounted on the lower end 81 by mechanical assembly according to any appropriate assembly means (resilient locking engagement; bonding, welding ).
  • the flux guide 27 has, at the front of the liquid inlet 9, a front rib 31 extending along the front edge 32 of the rectangular opening formed by the lower end 81.
  • the rib 31 constitutes an accelerating protrusion extending projecting from the base 16 of the hollow body 1 towards the immersed surface (that is to say towards the rolling plane 50 of the apparatus described hereinafter) on a certain height hl less than the height h2 separating the base 16 from the submerged surface and the rolling plane 50.
  • a height h3 of liquid is preserved between the lower end portion 33 of the rib 31 and the immersed surface (plane of rolling 50). And this height h3 is greater than the height hl projecting from the rib 31 relative to the base 16 of the hollow body.
  • the rib 31 is rigid and has a height h1 which is constant along its length, that is to say all along the front edge of the inlet 9 of liquid.
  • h1 is less than h3, and more preferably less than h3 / 2.
  • hl is preferably greater than 5 mm
  • h3 is preferably greater than 7 mm.
  • hl is of the order of 7 mm
  • h3 is of the order of 15 mm
  • h2 h3 + hl being of the order of 22 mm.
  • other values are possible, their choice resulting from an optimization according to the performance of the device, its shapes and dimensions and its use.
  • the lower end portion 33 of the rib 31 is a convex edge 33 forming a discontinuity of curvature capable of generating, under the effect of the advance of the apparatus, a turbulent regime downstream of this edge 33.
  • a discontinuity of curvature has the effect of imposing a detachment of the boundary layer downstream of the edge 33.
  • the radius of curvature of the edge 33 is made as small as possible taking into account the constraints of manufacture (including molding) and use (to avoid any injury to the user during manipulation). It is for example less than 1 mm, especially less than hl / 10.
  • this extreme edge 33 of the accelerating protrusion 31 is in front of the front edge 32 of the liquid inlet 9, in particular so as not to mask, even partially, this inlet 9 of liquid.
  • the entire section S1 of the liquid inlet 9 is preserved (that is to say remains the same in the absence and in the presence of the accelerating protrusion 31) and allows the passage of debris.
  • the rib 31 has, at the front of the edge 33, a substantially planar inclined face 37 connected to the front portion 36 of the base 16 of the hollow body 1 located immediately at the end. before the entry 9 of liquid.
  • the inclined face 37 is connected to the front portion 36 of the base 16 by a concave edge 38 also forming a discontinuity of curvature between said front portion 36 and the inclined face 37.
  • the rib 31 has a transverse cross-section (in section through a vertical longitudinal plane of the apparatus) in the general shape of an isosceles triangle whose apex is oriented downwards (formed by the ridge 33).
  • the rib 31 thus also has a rear inclined portion 39 connected to the front edge 32 of the lower end 81 of the inlet duct.
  • Other forms of sections are possible (right triangle, blade, ).
  • the flux guide 27 also has, at the rear of the liquid inlet 9, a rear guide wall 34 which protrudes from the base 16 of the hollow body 1 over a height h4 greater than the height. hl of rib 31 before.
  • the height h4 of the rear guide wall 34 is preferably slightly smaller than the height h2 separating the base 16 from the rolling plane 50, that is to say that the rear guide wall 34 extends over the greater part the height h2 of liquid passing under the base 16 of the hollow body 1.
  • the guiding rear wall 34 has the function of preventing, or in any case limiting, the unwanted liquid suction leaks from the rear of the liquid inlet 9, and of improving the guiding of the liquid by diverting it towards the top in the inlet duct 15. She is of preferably slightly bent forward and downward to facilitate the deflection of the liquid.
  • the rear guide wall 34 has an extreme lower edge 35 which is advantageously provided with bristles or tongues or other scraping or sweeping members (not shown) of the immersed surface.
  • the extreme lateral walls of the flux guide 27 may be formed to make a connection between the front rib 31 forming an accelerating protrusion and the rear guide wall 34. In a variant, nothing prevents the flow guide 27 from being free of side walls. It should be noted that in any event, the end edge formed by the flux guide 27 forming its leading edge with respect to the hydraulic flow does not extend in a plane.
  • the end 33 of the front rib 31 forming a protruding protruding protrusion constitutes a portion of this leading edge and has, relative to the immersed surface, a height different from the rest of the other edge portions of this leading edge. .
  • the apparatus comprises a motorized liquid pumping device comprising an electric pumping motor 12 having a rotating motor shaft 13 coupled to a pumping propeller 14 interposed in the hydraulic circuit so as to generate a flow rate therefrom.
  • liquid between the inlet 9 of liquid and the outlet 10 of liquid.
  • the liquid outlet 10 is directly opposite the pumping propeller so that the liquid flows out of the liquid outlet 10 in a direction corresponding to the flow of liquid generated by the pumping propeller, this flow having a speed oriented along the axis 51 of rotation of the propeller 14.
  • the pumping propeller 14 has an orientation for generating a liquid flow with a horizontal component to the rear.
  • the pumping propeller 14 interposed in the hydraulic circuit between the liquid inlet 9 and the liquid outlet 10 has an inclined axis of rotation making, with said longitudinal direction and with the theoretical rolling plane 50, an angle ⁇ different from 90 °.
  • This propeller 14 is driven in rotation by the electric pumping motor 12 which preferably has a rotating motor shaft 13 parallel to the axis of rotation of the propeller 14.
  • the electric pumping motor 12 is arranged under the hydraulic circuit, entirely outside this hydraulic circuit which entirely bypasses the pump motor 12 from above.
  • the rotary shaft 13 of the pump motor 12 passes through an inclined lower wall defining the hydraulic circuit.
  • the seal is provided by an O-ring 18.
  • Figures 3 and 9b show the flow of liquid at the inlet of the apparatus according to the invention and in the hollow body 1 of the apparatus. This circulation is represented schematically by the arrows 66.
  • the flow of liquid sucked from the front of the apparatus as it moves is deflected by the rib 31 which has the effect of generating, under the effect of the advancement of the apparatus, a zone 40 of turbulent regime downstream of the rib 31, and to tighten the effective hydraulic section of the flow entering the inlet 9 of liquid, without, however, obscuring or restricting the total effective section Sl of passage of the inlet 9 of liquid.
  • the effective hydraulic section S2 of the liquid flow in the liquid inlet 9 is less than the total effective section S1 of the liquid inlet 9, which allows the passage of bulky debris.
  • the deviation of the liquid in the liquid inlet 9 is furthermore favored by the rear guide wall 34.
  • the speed and the dynamic pressure the flow of liquid entering the apparatus are increased, and, on the other hand, the ground clearance h2 of the base 16 of the hollow body is increased.
  • a device not according to the invention which has a lower base 16 of the hollow body free of accelerating protrusion and at a height h3 of the rolling plane equivalent to that of the accelerating protrusion of a device according to the invention, has a much lower suction capacity.
  • the suction performance of an apparatus according to the invention are significantly better.
  • the ground clearance of the apparatus according to the invention at the level of the accelerating protuberance 31 is localized punctually, which limits and even reduces the risk of blocking on bottom obstacles of the basin. This is particularly the case when the accelerating protrusion 31 is close to a transverse plane containing an axle (particularly as in the embodiment shown where the protuberance 31 is close to the transverse plane containing the contact zones of the front wheels 2 with the submerged surface).
  • the liquid enters the hollow body 1 through the inlet 9 of liquid arranged under the apparatus. This liquid passes into the second shell 49 forming the liquid inlet duct 15 to reach the first shell 55 which forms a debris recovery pocket. This debris recovery pouch allows the liquid to pass through the filter cloth and retains solid debris.
  • the filtered liquid then reaches the liquid outlet 10 and is ejected at the rear of the apparatus, in the basin from which it comes.
  • the liquid outlet 10 facing the pumping propeller 14 the liquid flows out of the apparatus through this outlet with a speed V oriented along the axis 51 of the pumping propeller 14 and having a component longitudinally rearward which induces by reaction forces, whose resultant has a longitudinal component of forward drive which participates in driving the apparatus on the immersed surface.
  • the orientation of the hydraulic reaction force created by this output flow, and therefore the amplitude of its longitudinal component, depend on the inclination ⁇ , relative to the theoretical rolling plane 50, of the axis 51 of rotation. of the propeller and the liquid outlet.
  • this inclination ⁇ is between 15 ° and 45 °.
  • the electric pumping motor is disposed under the hydraulic circuit, entirely outside this hydraulic circuit, so that the filtering device 11 of the hydraulic circuit can be removed from the apparatus from the top of the apparatus as before mentioned, without being bothered by the pumping motor.
  • Only the pumping propeller 14 is arranged in the hydraulic circuit so as to ensure the flow of liquid.
  • This pumping propeller 14 is arranged at the rear of the apparatus, close to the liquid outlet 10. In other words, the pump propeller 14 and the liquid outlet 10 form the end portion of the hydraulic circuit.
  • the rolling members for guiding and driving the apparatus comprise a front axle comprising front-wheel drive wheels, one on each side, and a rear axle comprising wheels. 3 non-drive rear, one on each side.
  • the apparatus comprises brushes 4 arranged at the front of the apparatus. These brushes 4 are intended to ensure a brushing of the immersed surface and to move the brushed debris towards the rear of the apparatus in the direction of the inlet 9 of liquid arranged under the device.
  • the apparatus further comprises at least one electric motor for driving the front 2-wheel drive wheels.
  • the apparatus comprises two drive motors, one on each side, respectively for the independent drive of each of the front wheels.
  • each front wheel 2 has an internal toothing 5 cooperating with a pinion driven by the corresponding drive motor 20.
  • the apparatus comprises two coaxial front brushes 4.
  • Each brush 4 is adapted to be rotated about an axis extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction.
  • Each brush 4 comprises a plurality of fins 41 extending radially from a brush shaft forming the axis of rotation of the brush 4.
  • the fins 41 are for example made of rubber made of a resistant plastic material.
  • the brushes 4 are preferably also rotated from at least one electric drive motor 2 of the front wheels 2 via a gear system.
  • the rolling members consist of the front wheels 2 driving, rear wheels 3 non-driving and brushes 4 which participate in driving and guiding the apparatus on the immersed surface.
  • the rolling members 2, 3, 4 have areas intended to come into contact with the immersed surface which are coplanar and define a theoretical rolling plane 50.
  • the longitudinal direction of advancement of the apparatus is parallel to this theoretical plane of rolling.
  • the front wheels 2 preferably have a diameter of between 100 mm and 500 mm, in particular between 150 mm and 250 mm.
  • the front wheels 2 have a diameter of the order of 200 mm. In this way, these front wheels 2 facilitate the crossing of obstacles and have improved motor skills.
  • front wheels 2 and the brushes 4 constitute front driving members 2, 4 which extend projecting forwardly with respect to the other components of the apparatus, in particular the hollow body, so as to form the end part. before the aircraft and coming first into contact with an obstacle encountered during the forward movement.
  • the electric motors for driving and pumping can be of all types known. According to a preferred embodiment, these electric motors are low voltage motors. They can be powered by a power supply external to the device via an electric cable, not shown in the figures, which is connected to the device at an input zone 19 of the electrical cable in the apparatus, as shown in FIG.
  • the apparatus shown also comprises a maneuvering handle 7 allowing a user to carry the device to immerse in a liquid and out of the latter.
  • This handle 7 is preferably arranged opposite the outlet 10 of liquid so that when the hollow body 1 is suspended by this handle, the apparatus switches spontaneously under the effect of gravity in a position in which the outlet 10 liquid is located under the inlet 9 of liquid, which allows a drain of the device.
  • the appliance is moved from the cleaning position to the emptying position, the debris sucked by the appliance is held in the filtering device and is not likely to come out of the appliance.
  • the filtering device 11 comprises several convergent / divergent liquid inlet ducts 15.
  • the design and design of the device are subject to infinite variants.
  • the invention applies to a bidirectional device capable of movement retrograde.
  • the invention applies to all other categories of motorized devices or not. It can be provided several liquid inlets, and for each liquid inlet, one or more protrusion (s) accelerator (s).
  • Each accelerating protrusion may be formed of a plurality of elements interposed in the flow (upstream of the corresponding liquid inlet forming an edge thereof or at a distance from an edge thereof) with some height, for example arranged staggered or otherwise, having the effect of creating a turbulent regime, and, above all, to increase the speed of the liquid and its dynamic pressure at the entrance of the hollow body of the apparatus.
  • each accelerating protuberance may not be constant along the upstream edge of the liquid inlet.
  • the height h1 of each accelerating protuberance at each point may depend on the width of the liquid inlet downstream from that point. More generally, this height hl is optimized according to the design and performance of the device, in particular according to the size of the liquid inlet, the suction flow rate of the pump (pumping propeller 14 and associated engine). .. Increasing the height hl of each accelerating protrusion of course enhances the effects produced by this accelerating protrusion as indicated above, but increases the induced pressure drop and reduces the passage section under the device.
  • the base 16 of the hollow body 1, and more particularly its front portion 36 is not necessarily flat as shown, but may be profiled with a suitable curvature, for example concave, so as to facilitate the flow of the flow upstream of the accelerating protrusion 31.
  • the accelerating protuberance may be formed by the base 16, and not by the lower end 81 of the filter device 11. The same is true of the rear guide wall.

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Abstract

L'invention concerne un appareil nettoyeur de surface immergée comprenant un corps (1) creux, et au moins une entrée (9) de liquide à la base (16) dudit corps (1) creux, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une protubérance accélératrice (31) s' étendant vers la surface immergée en préservant une hauteur de liquide, et à l'avant, par rapport à un sens d'avancement de l'appareil, d'une entrée (9) de liquide, en formant au moins une discontinuité de courbure adaptée pour pouvoir générer un régime- turbulent dans une zone (40) immédiatement à l'aval de cette protubérance accélératrice (31).

Description

APPAREIL NETTOYEUR DE SURFACE IMMERGEE A PROTUBERANCE ACCÉLÉRATRICE DU FLUX D'ENTRÉE
L'invention concerne un appareil nettoyeur de surface immergée dans un liquide, en particulier de piscine. On connaît déjà de nombreux types d'appareils nettoyeurs de surface immergée. Dans la plupart des cas, un tel appareil nettoyeur de surface immergée comprend un corps creux et des organes de guidage sur la surface immergée, avec ledit corps creux présentant une base s'étendant au-dessus et à distance de ladite surface immergée, au moins une entrée de liquide étant ménagée à la base dudit corps creux de façon à pouvoir recueillir un flux de liquide véhiculant des débris à extraire du liquide et de la surface immergée. Un dispositif de pompage de liquide est prévu (intégré dans le corps creux de l'appareil ou au contraire au moins partiellement disposé à l'extérieur de l'appareil et du bassin contenant le liquide) pour générer une aspiration de liquide dans chaque entrée de liquide, et cette aspiration est adaptée pour pouvoir entraîner des débris à travers l'entrée de liquide correspondante.
Les appareils nettoyeurs de surface immergée connus sont dans la plupart des cas dotés d'un dispositif d'entraînement qui permet de les déplacer automatiquement sur la surface immergée. Ce déplacement peut être provoqué par des organes d'entraînement spécifiques motorisés (par exemple par un ou plusieurs moteur(s) électrique(s) d'entraînement embarqué(s)), ou au contraire être de type hydraulique, c'est-à-dire être provoqué au moins en partie par le flux hydraulique (à l'aspiration ou au refoulement) généré par le dispositif de pompage associé à l'appareil, ou encore être de type mixte. Quoi qu'il en soit, le problème se pose de l'efficacité du nettoyage, liée d'une part à la capacité de l'appareil à décoller les débris de la surface immergée et, d'autre part, à la qualité de l'aspiration des débris à travers chaque entrée de liquide. À ce titre, il est à noter que chaque entrée de liquide doit être dimensionnée de façon à permettre le passage des débris les plus volumineux. À l'inverse, plus la section efficace de passage de chaque entrée de liquide est importante, plus l'énergie d'aspiration nécessaire au fonctionnement de l'appareil est également importante, ce qui grève son coût à la fabrication et à l'utilisation.
Dans ce contexte, l'invention vise à proposer un appareil nettoyeur de surface immergée dont l'efficacité de nettoyage est considérablement améliorée, et ce toutes choses étant égales par ailleurs, en particulier sans modification du dispositif de pompage ni, le cas échéant, du dispositif d'entraînement associé(s) à cet appareil.
Plus particulièrement, l'invention vise à proposer un appareil nettoyeur de surface immergée dont l'efficacité de nettoyage est considérablement améliorée à un coût négligeable à la fabrication.
Pour ce faire, l'invention concerne un appareil nettoyeur de surface immergée comprenant :
- un corps creux et des organes de guidage sur la surface immergée, avec ledit corps creux présentant une base s'étendant au-dessus et à distance de ladite surface immergée,
- au moins une entrée de liquide dans le corps creux située à la base dudit corps creux,
- un dispositif de pompage de liquide apte à générer une aspiration de liquide dans chaque entrée de liquide adaptée pour pouvoir entraîner des débris à travers ladite entrée de liquide, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une protubérance, dite protubérance accélératrice, s'étendant :
- à l'avant, par rapport à un sens d'avancement de l'appareil, et au voisinage d'une entrée de liquide, - vers la surface immergée en préservant une hauteur de liquide entre ladite protubérance accélératrice et la surface immergée,
- en formant au moins une discontinuité de courbure adaptée pour pouvoir générer, sous l'effet de l'avancement de l'appareil, un régime turbulent dans une zone immédiatement à l'aval de cette protubérance accélératrice, en préservant la section de passage de ladite entrée de liquide. Avantageusement un appareil selon l'invention est adapté pour que chaque protubérance accélératrice reçoive un flux relatif de liquide s'écoulant entre la base du corps creux et la surface immergée sous l'effet de l'avancement de l'appareil. En particulier, la base du corps creux présente une forme adaptée pour permettre l'écoulement du flux relatif résultant du déplacement de l'appareil directement au contact de chaque protubérance accélératrice, et au moins de la protubérance accélératrice située le plus vers l'avant de l'appareil par rapport au sens d'avancement. Une telle protubérance accélératrice est adaptée pour recevoir le flux relatif de liquide résultant de l'avancement de l'appareil et de l'aspiration à travers l'entrée de liquide sous l'effet du dispositif de pompage, et une telle protubérance accélératrice a pour effet d'accélérer la vitesse du liquide ainsi aspiré dans ladite entrée de liquide depuis l'avant de l'appareil.
Contrairement à toutes les prévisions, les inventeurs ont constaté qu'une telle protubérance accélératrice ménagée à l'avant au voisinage d'une entrée de liquide a pour effet non pas de détourner le flux de liquide passant au droit de cette protubérance accélératrice en l'éloignant de l'entrée de liquide, mais au contraire permet d'améliorer considérablement d'une part le décollement des débris de la surface immergée, d'autre part, l'aspiration de ces débris à travers l'entrée de liquide correspondante. En effet, une telle protubérance accélératrice diminue la section efficace de passage pour le liquide ménagée entre la base du corps creux et la surface immergée, accélère localement, notamment sous l'effet de l'avancement de l'appareil, le liquide par rapport au corps creux (la vitesse du liquide à l'aval de cette protubérance accélératrice étant supérieure à celle du liquide à l'amont de la protubérance accélératrice), et donc les particules solides, et permet de décoller les débris. Au demeurant, une telle protubérance accélératrice provoque en général un régime turbulent dans une zone située immédiatement à l'aval et à l'arrière de cette protubérance accélératrice (qui peut-être spécifiquement conçue à cet effet), immédiatement à l'amont de l'entrée de liquide. Les tourbillons ainsi créés ont pour effet de décoller les débris du sol. Ainsi, avantageusement, dans un appareil selon l'invention, au moins une protubérance accélératrice est adaptée pour pouvoir générer, sous l'effet de l'avancement de l'appareil, un régime turbulent entre cette protubérance accélératrice et ladite entrée de liquide correspondante, et pour provoquer une accélération du flux de liquide dans l'entrée de liquide. Plus particulièrement, avantageusement et selon l'invention, au moins une protubérance accélératrice présente au moins une extrémité convexe formant au moins une discontinuité de courbure adaptée pour pouvoir générer un régime turbulent dans une zone immédiatement à l'aval de cette extrémité. Une telle extrémité (qui est la partie de la protubérance accélératrice la plus éloignée de la base, c'est-à-dire son extrémité inférieure lorsque la surface immergée est sensiblement horizontale) présentant au moins une discontinuité de courbure formant un régime turbulent peut faire l'objet de très nombreux modes de réalisation différents. En particulier, cette extrémité convexe présente un très faible rayon de courbure et/ou est de forme générale effilée et/ou présente des irrégularités de surface...
De surcroît, la réduction de section efficace de passage hydraulique induite par la protubérance entraîne une baisse de pression statique locale et un effet de venturi qui améliore l'aspiration des débris. Ainsi, pour une même section efficace de passage de l'entrée de liquide, et pour un même dispositif de pompage, on augmente considérablement la vitesse d'aspiration, et donc le débit du flux de liquide au niveau de cette entrée de liquide. Ainsi, les gros débris ne sont pas bloqués dans l'entrée de liquide et sont déplacés à grande vitesse pour être aspirés par l'appareil.
Par ailleurs, dans un appareil selon l'invention, la hauteur de liquide permettant l'aspiration étant déterminée par la distance entre l'extrémité d'une protubérance accélératrice la plus éloignée de la base et la surface immergée, les autres portions de la base du corps creux peuvent être à une distance de la surface immergée qui est plus importante, au bénéfice d'une garde au sol moyenne (considérée hors de chaque protubérance accélératrice) améliorée. De surcroît, la diminution ponctuelle de garde au sol induite par une telle protubérance, non seulement n'entraîne pas de risques de blocage supplémentaires, mais, au contraire, réduit ces risques. Cela est d'autant plus le cas que, conformément à un mode de réalisation préférentiel selon l'invention, une telle protubérance accélératrice est disposée au voisinage de zones de contact d'organes d'entraînement de l'appareil avec la surface immergée (par exemple dans un plan transversal situé à faible distance à l'arrière d'un plan transversal contenant un essieu de l'appareil).
Un appareil selon l'invention peut comporter une ou plusieurs protubérance(s) accélératrice(s) adjacente(s) à une même entrée de liquide, et les formes et dimensions de chaque protubérance accélératrice peuvent être diverses. Néanmoins, les inventeurs ont constaté qu'une simple nervure rigide peut faire office de protubérance accélératrice conformément à l'invention avec une très grande efficacité. Ainsi, avantageusement dans un appareil selon l'invention, au moins une protubérance accélératrice est en forme générale de nervure s'étendant sur au moins une portion de périphérie à l'avant de ladite entrée de liquide, de préférence uniquement le long d'un bord avant de ladite entrée de liquide.
En outre, avantageusement et selon l'invention, ladite nervure formant protubérance accélératrice présente une arête extrême. Cette arête extrême d'une nervure formant protubérance accélératrice constitue la portion de la nervure qui est la plus éloignée de la base du corps creux, et qui donc est la plus proche de la surface immergée.
De préférence, avantageusement et selon l'invention, ladite nervure s'étend au moins sensiblement parallèlement à au moins une portion de bord périphérique avant -notamment uniquement parallèlement à une portion de bord périphérique avant- de ladite entrée de liquide. Dans un mode de réalisation, avantageusement et selon l'invention, ladite nervure forme au moins une portion de bord périphérique avant de ladite entrée de liquide. En variante, il est possible de prévoir une nervure formant protubérance accélératrice qui s'étend parallèlement à une portion de bord périphérique avant de l'entrée de liquide, à une certaine distance de cette dernière. Par ailleurs, avantageusement dans un appareil selon l'invention, au moins pour une entrée de liquide globalement rectangulaire, au moins une protubérance accélératrice présente une hauteur constante. Cela étant, un appareil selon l'invention peut également comporter au moins une protubérance accélératrice de hauteur constante au voisinage de la périphérie d'une entrée de liquide non rectangulaire.
Rien n'empêche cependant de prévoir au moins une protubérance accélératrice s'étendant sur une hauteur qui n'est pas constante. Par exemple, la hauteur de la protubérance accélératrice peut dépendre de la forme de l'ouverture de la base formant l'entrée de liquide adjacente. En particulier, un appareil selon l'invention peut comporter au moins une protubérance accélératrice dont la hauteur varie de façon croissante en fonction de la largeur de ladite entrée de liquide adjacente.
Dans un appareil selon l'invention, avantageusement, chaque protubérance accélératrice s'étend :
- en saillie vers la surface immergée par rapport à une portion de ladite base s'étendant au moins sensiblement parallèlement à la surface immergée à l'avant de ladite entrée de liquide,
- sur une hauteur, par rapport à la base, inférieure à la hauteur de liquide préservée entre ladite protubérance accélératrice et la surface immergée.
Ainsi, de préférence, dans un appareil selon l'invention, chaque protubérance accélératrice s'étend en saillie par rapport à la base sur une hauteur inférieure à la moitié de la distance entre la base et la surface immergée. Autrement dit, la hauteur de la protubérance accélératrice est inférieure à la hauteur séparant la base de la surface immergée imposée par des organes de guidage (par exemples les roues) de l'appareil sur la surface immergée.
Par exemple, dans un appareil selon l'invention, chaque protubérance accélératrice s'étend par rapport à la base en saillie sur une hauteur supérieure à 5 mm, et de façon à préserver une hauteur de liquide d'au moins 7 mm par rapport à la surface immergée. D'autres modes de réalisation sont possibles, notamment dans lesquels la notion de hauteur de la protubérance par rapport à la base n'aurait en fait pas de sens, ces deux éléments étant en prolongement continu l'un de l'autre à l'avant de l'entrée. Par ailleurs, avantageusement, dans un appareil selon l'invention, au moins une protubérance accélératrice est rigide (de façon à ne pas fléchir sous l'effet de la vitesse relative du liquide et de l'avancement de l'appareil).
En outre, avantageusement, dans un appareil selon l'invention, au moins une protubérance accélératrice est orientée globalement selon une direction au moins sensiblement normale (au moins localement) à la base, notamment au moins sensiblement orthogonale à la surface immergée. D'autres orientations sont possibles, sans néanmoins que la protubérance accélératrice ne restreigne la section de passage de l'entrée de liquide de la base du corps creux adjacente à cette protubérance accélératrice. Autrement dit, la protubérance accélératrice s'étend de façon à ne pas masquer l'entrée de liquide du corps creux et à ne pas en modifier la section de passage.
Par ailleurs, avantageusement, dans un appareil selon l'invention, au moins une protubérance accélératrice est reliée à une portion de ladite base s'étendant au moins sensiblement parallèlement à la surface immergée du côté opposé à ladite entrée de liquide, par une zone de liaison concave formant une discontinuité de courbure. En particulier, avantageusement et selon l'invention, au moins une nervure formant protubérance accélératrice est reliée par une arête concave à ladite base du côté opposé à ladite entrée de liquide. En variante, dans un appareil selon l'invention, au moins une protubérance accélératrice peut être reliée, du côté opposé à une entrée de liquide, à une portion de la base qui est concave et profilée avec une courbure prédéterminée adaptée pour améliorer l'efficacité de la déviation du flux de liquide et maintenir une couche limite en régime laminaire jusqu'à la portion d'extrémité de la protubérance accélératrice à l'aval de laquelle un régime turbulent est créé. Dans un mode de réalisation avantageux conforme à l'invention, au moins une nervure formant protubérance accélératrice présente une section droite transversale en forme générale de triangle. Ce mode de réalisation présente l'avantage d'une simplicité et d'un faible coût de fabrication, combinés à une grande efficacité du point de vue hydrodynamique. D'autres modes de réalisation sont possibles (par exemple, nervure en forme de lame s'étendant orthogonalement à la base).
De préférence, un appareil selon l'invention comprend, pour chaque entrée de liquide, une unique protubérance accélératrice s'étendant selon au moins une portion de la périphérie à l'avant de ladite entrée de liquide. L'invention s'applique à toutes sortes d'appareils nettoyeurs, automoteurs ou non.
Dans une application particulièrement avantageuse de l'invention, l'appareil comprend des organes d'entraînement de ce corps creux selon au moins une direction d'avancement, dite direction longitudinale, et selon au moins un sens d'avancement privilégié selon cette direction longitudinale, et est caractérisé en ce qu'il comprend au moins une protubérance accélératrice à l'avant, par rapport audit sens d'avancement privilégié, de chaque entrée de liquide. Plus particulièrement, avantageusement, un appareil selon l'invention comporte au moins une protubérance accélératrice à l'avant d'une entrée de liquide avant (c'est à dire disposée dans la moitié avant de la base du corps creux).
En outre, avantageusement et selon l'invention, l'appareil comprend au moins une paroi arrière de guidage s'étendant à l'arrière (par rapport audit sens d'avancement privilégié) d'une entrée de liquide, cette paroi arrière de guidage s'étendant en saillie par rapport à la base dudit corps creux sur une hauteur supérieure à la hauteur d'une protubérance accélératrice s'étendant à l'avant de ladite entrée de liquide (et bien sûr sur une hauteur inférieure à la garde au sol définie entre la base corps creux et le plan de roulage). Une telle paroi arrière de guidage s'étend de préférence sur la majeure partie de la hauteur s'étendant entre la base et la surface immergée. Elle permet de confiner la zone d'aspiration à l'avant et au droit de l'entrée de liquide en évitant une aspiration de liquide en provenance de l'arrière de l'entrée de liquide. En outre elle permet dans une certaine mesure d'améliorer le guidage du liquide dans l'entrée de liquide. Une telle paroi arrière de guidage peut être dotée ou non d'organes de raclage ou de balayage de la surface immergée, par exemple des languettes ou des filaments souples pouvant frotter sur la surface immergée.
Rien n'empêche, en variante ou en combinaison, de prévoir une protubérance accélératrice à l'arrière d'une entrée de liquide par rapport à un sens d'avancement, voire même sur toute la périphérie d'une entrée de liquide adjacente (sans néanmoins restreindre la section de passage de cette entrée de liquide, comme indiqué ci-dessus). Dans le cas d'un appareil de type souvent improprement qualifié de « bidirectionnel », adapté pour être entraîné dans les deux sens d'une même direction longitudinale, une entrée de liquide est dotée de deux protubérances accélératrices, une à l'avant de cette entrée pour chaque sens d'entraînement. Par ailleurs, un appareil selon l'invention est également avantageusement caractérisé en ce qu'au moins une entrée de liquide est prolongée dans ledit corps creux par un conduit d'entrée s'étendant à l'intérieur du corps, chaque conduit d'entrée présentant une extrémité à la base dudit corps formant ladite entrée de liquide, et une extrémité opposée débouchant dans un dispositif de filtrage, et en ce que ledit conduit d'entrée présente une section hydraulique efficace dont l'aire varie à partir de ladite entrée de liquide, jusqu'à une valeur maximum à son extrémité opposée débouchant dans le dispositif de filtrage.
L'invention s'applique en particulier avantageusement à un appareil qui comprend : - une chambre de filtration ménagée dans ledit corps et présentant :
• au moins une entrée de liquide,
• au moins une sortie de liquide hors du corps creux, située à distance de la base dudit corps creux, • un dispositif de pompage embarqué, • un circuit hydraulique adapté pour assurer, lorsque ledit dispositif de pompage est actif, une circulation de liquide entre au moins une entrée de liquide et au moins une sortie de liquide, dite sortie de pompage, à travers au moins un dispositif de filtrage, - des organes roulants présentant des zones de contact avec la surface immergée définissant un plan de roulage du corps creux sur la surface immergée et au moins un moteur électrique d'entraînement embarqué d'au moins une partie desdits organes roulants. De préférence, dans ce mode de réalisation, l'appareil comprend des organes roulants avant (par exemple un essieu avant portant des roues avant), une entrée de liquide avant, et adjacente et à l'avant de cette entrée de liquide avant, une protubérance accélératrice s'étendant à faible distance vers l'arrière des zones de contact des organes roulants avant de l'appareil.
L'invention s'applique néanmoins également à d'autres types d'appareils, par exemple à un appareil dont le corps creux n'incorpore pas de dispositif de filtrage, le filtrage étant par exemple réalisé dans un dispositif disposé à l'extérieur du bassin et relié à l'appareil.
L'invention concerne également un appareil caractérisé en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci- après. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles :
- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un appareil nettoyeur selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale verticale d'un appareil nettoyeur selon un mode de réalisation de l'invention,
- la figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale verticale simplifiée de la figure 2 représentant l'appareil en fonctionnement sur une surface immergée, - la figure 4 est une vue schématique en perspective d'un dispositif de filtrage d'un appareil selon un mode de réalisation de l'invention comprenant deux coques assemblées l'une à l'autre,
- la figure 5 est une vue schématique en perspective du dispositif de filtrage de la figure 4 représentant les deux coques séparées l'une de l'autre,
- la figure 6 est une vue schématique en coupe longitudinale verticale du dispositif de filtrage de la figure 4, les deux coques étant assemblées l'une à l'autre,
- la figure 7 est une vue schématique en coupe transversale du dispositif de la figure 4 au niveau du conduit d'entrée de ce dispositif,
- la figure 8 est une vue schématique en perspective de dessous de l'appareil des figures 1 à 3,
- la figure 9a est un schéma en coupe longitudinale verticale illustrant la circulation du liquide au niveau d'une entrée du liquide d'un appareil conforme à l'état de la technique, et la figure 9b est un schéma similaire illustrant la circulation du liquide au niveau d'une entrée de liquide d'un appareil selon l'invention.
Sur les figures, les échelles et les proportions ne sont pas strictement respectées et ce, à des fins d'illustration et de clarté. Dans toute la description détaillée qui suit en référence aux figures, sauf indication contraire, chaque pièce de l'appareil nettoyeur est décrite telle qu'elle est agencée lorsque l'appareil est en déplacement normal sur une surface immergée horizontale selon un sens privilégié d'avancement, par rapport auquel l'avant et l'arrière sont définis. Un appareil selon l'invention comprend, dans le mode de réalisation représenté, un corps 1 creux et des organes 2, 3, 4 roulants de guidage et d'entraînement du corps 1 creux sur une surface immergée selon une direction principale d'avancement, dite direction longitudinale, parallèle à la surface immergée. Ce corps 1 creux est formé principalement d'un carter concave délimitant une enceinte principale. Ce carter concave est par exemple réalisé par moulage ou rotomoulage. Ce carter est de préférence réalisé en un matériau thermoplastique, tel que le polyéthylène, le polypropylène, l'ABS, le PMMA ou tout matériau équivalent. Ce corps 1 creux présente une enceinte centrale adaptée pour recevoir une chambre 8 de filtration. Cette enceinte centrale est délimitée par une paroi inférieure, dite base 16, s'étendant dans un plan sensiblement horizontal ; par des parois latérales 17 s'étendant globalement dans des plans verticaux ; par une paroi avant 21 s'étendant globalement dans un plan vertical, orthogonale aux plans des parois latérales verticales ; et par une paroi arrière 22 s'étendant globalement dans un plan vertical orthogonal aux plans des parois latérales verticales.
La base 16 du corps 1 présente une ouverture s'étendant transversalement au voisinage de la paroi avant de telle sorte que du liquide peut rentrer dans l'enceinte centrale par cette ouverture inférieure transversale. Cette ouverture forme une entrée 9 de liquide dans le corps 1 creux.
La paroi arrière comprend une ouverture cylindrique formant une sortie 10 de liquide hors du corps 1 creux. Cette sortie 10 de liquide ménagée dans la paroi arrière du carter est longitudinalement décalée de l'entrée 9 de liquide ménagée dans la paroi inférieure. De plus, cette sortie 10 de liquide est agencée dans la partie haute du carter de telle sorte qu'elle est également verticalement décalée de l'entrée 9 de liquide.
Comme représenté notamment sur la figure 2, cette enceinte centrale, cette entrée 9 de liquide et cette sortie 10 de liquide forment une chambre 8 de filtration. Cette chambre 8 de filtration comprend en outre un circuit hydraulique adapté pour assurer une circulation de liquide entre l'entrée 9 de liquide et la sortie 10 de liquide à travers un dispositif 11 de filtrage.
De préférence, l'entrée 9 de liquide et la sortie 10 de liquide sont centrées sur un même plan longitudinal vertical médian de l'appareil.
L'enceinte centrale du corps 1 creux est adaptée pour recevoir un dispositif 1 1 de filtrage. Le dispositif 11 de filtrage comprend, tel que représenté notamment sur les figures 4 et 5, deux coques, une première coque 55 formant une poche de récupération des débris et une deuxième coque 49 adaptée pour être assemblée à la première coque 55.
La première coque 55 qui forme une poche de récupération des débris du dispositif 11 de filtrage présente des parois 56, 57, 58, 59 périphériques filtrantes s'étendant vers l'arrière à partir d'une ouverture 64 avant. Ces parois 56, 57, 58, 59 filtrantes sont adaptées pour retenir les éventuels débris véhiculés par le liquide et pour autoriser l'écoulement du liquide hors de cette première coque 55. La deuxième coque 49 forme un conduit 15 d'entrée de liquide dans le corps 1 creux. Ce conduit 15 d'entrée de liquide s'étend à l'intérieur du corps 1 creux et présente une extrémité, dite extrémité 81 inférieure, située sensiblement au niveau de la base 16 du corps 1 creux, et une extrémité opposée, dite extrémité 82 supérieure, qui débouche, lorsque les coques 49 et 55 sont assemblées, dans la première coque 55. Ce conduit 15 d'entrée présente une section droite dont l'aire varie à partir de son extrémité 81 inférieure jusqu'à une valeur maximum à son extrémité 82 supérieure.
Pour ce faire, et tel que représenté sur les figures 6 et 7, le conduit 15 d'entrée présente un profil longitudinal qui est globalement divergent depuis son extrémité 81 inférieure jusqu'à son extrémité 82 supérieure, et un profil transversal de forme convergent/divergent. Le conduit 15 d'entrée présente un premier tronçon 83 convergent à partir de son extrémité 81 inférieure jusqu'à une zone formant un col 85 d'aire minimum, et un second tronçon 84 divergent prolongeant le premier tronçon 83 à partir de ce col 85 jusqu'à son extrémité 82 supérieure. Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, le premier tronçon 83 s'étend sur moins de 20% de la longueur totale du conduit 15 d'entrée et le second tronçon 84 s'étend sur plus de 80% de la longueur totale du conduit 15. En outre, le conduit 15 d'entrée présente, au niveau de son extrémité 82 supérieure, une section droite d'aire deux fois supérieure à l'aire de la section droite au niveau de son extrémité 81 inférieure. L'aire de la section au niveau du col 85 est de l'ordre de 20% inférieure à l'aire de la section au niveau de l'extrémité 81 inférieure.
L'assemblage entre la première coque 55 et la deuxième coque 49 peut être réalisé par divers moyens. Par exemple, et tel que représenté sur la figure 5, la première coque 55 comprend, au niveau de son extrémité inférieure avant, des tenons 68 qui s'étendent en saillie du plan de l'ouverture 64 de la première coque 55. Ces tenons 68 présentent des formes et dimensions conformées et conjuguées à des lumières 69 ménagées dans des languettes 70 solidaires de l'extrémité inférieure arrière du conduit 15 d'entrée, et sensiblement perpendiculaire à la paroi arrière du conduit, de telle sorte que ces tenons 68 peuvent s'enchâsser dans les lumières 69 et permettre une liaison mécanique des extrémités inférieures de la première coque 55 et de la deuxième coque 49. En outre, la première coque 55 présente au niveau de son extrémité supérieure avant un élément 71 adapté pour venir se loger dans un taquet 72 ménagé au niveau de l'extrémité supérieure de la paroi avant du conduit 15 de manière à permettre l'assemblage entre les extrémités supérieures de la première coque 55 et de la seconde coque 49. Cet élément 71 fait saillie par rapport au plan de l'ouverture 64 et présente une réglette qui s'étend vers le bas, non représentée sur les figures, et adaptée pour venir s'emboîter dans le taquet 72. L'extrémité du taquet 72 orientée vers la première coque 55 est en outre biseautée pour faciliter l'insertion de la réglette de l'élément 71 dans le taquet 72. De plus, ce taquet 72 est flexible en compression de telle sorte qu'il peut se déformer légèrement vers le bas lors de l'emboîtement entre l'élément 71 et ce taquet 72. Cette flexibilité en compression permet également à un utilisateur d'exercer une pression vers le bas sur le taquet 72, par exemple avec son pouce, ce qui permet de désengager la réglette de l'élément 71 du taquet 72, entraînant ainsi une séparation des extrémités supérieures de la première coque 55 et du conduit 15. L'assemblage entre la première coque 55 et la seconde coque 49 est réalisé en assemblant d'abord les extrémités inférieures l'une à l'autre, puis en emboîtant les extrémités supérieures l'une dans l'autre. La séparation des coques est réalisée en désengageant d'abord les extrémités supérieures l'une de l'autre, puis en désengageant les extrémités inférieures l'une de l'autre. L'assemblage et la séparation de la première 55 et de la seconde coque 49 peuvent donc être aisément réalisés sans outil par un utilisateur.
Cet assemblage relatif entre la première coque 55 et la seconde coque 49 est adapté pour qu'une fois assemblées, la seconde coque 49 referme ladite ouverture 64 avant de la première coque 55, à l'exception d'un passage d'entrée du liquide constituant une ouverture 54 d'entrée du liquide dans la première coque 55, la section de cette ouverture 54 d'entrée étant plus petite que celle de l'ouverture 64 avant de la première coque 55. La première coque 55 qui forme la poche de récupération des débris est formée d'une ossature 26 rigide et d'une nappe filtrante -notamment un tissu filtrant- s'étendant dans des ouvertures ménagées par cette ossature. Le dispositif 11 de filtrage est donc autoporteur et peut être aisément manipulé par un utilisateur. En outre, ce dispositif 1 1 de filtrage forme un boîtier filtrant extractible dont l'extrémité inférieure définie par l'extrémité inférieure du conduit 15 d'entrée forme l'entrée 9 de liquide dans le corps 1 creux.
De plus, la première coque 55 présente une section droite transversale décroissante de l'ouverture 64 avant vers la sortie 10 de liquide de façon à former une enceinte convergente de filtration du type tangentielle du liquide circulant entre l'ouverture 64 et la sortie 10 de liquide.
Selon le mode de réalisation des figures, la première coque 55 présente une paroi 56 inférieure filtrante inclinée vers l'arrière et vers le haut depuis une portion de fond de la première coque 55. Cette paroi 56 inférieure inclinée forme avec la direction longitudinale un angle, qui dans l'exemple représenté, est de l'ordre de 45°.
Cette première coque 55 comprend en outre une paroi 57 supérieure globalement horizontale et s'étendant vers l'arrière à partir de l'ouverture 64 avant. Cette paroi 57 supérieure filtrante est reliée à la paroi 56 inférieure filtrante par une portion 61 courbe extrême arrière supérieure. La portion 61 courbe extrême arrière présente une section droite transversale minimale alors que la portion de la première coque 55 à l'opposée de cette portion 61 courbe, c'est-à-dire au niveau de l'ouverture 64 avant, présente une section droite transversale maximale. Ainsi, la première coque 55 présente une section droite transversale décroissante de l'ouverture 64 avant vers la portion 61 courbe extrême arrière, c'est- à-dire vers la sortie 10 arrière. En d'autres termes, la première coque 55 présente une section droite transversale ayant la forme d'un triangle rectangle, la paroi 56 inférieure inclinée formant l'hypoténuse.
L'appareil comprend également, tel que représenté sur la figure 1, une trappe 6 d'accès à ce dispositif 1 1 de filtrage. Cette trappe 6 d'accès forme une paroi supérieure du corps 1 creux et recouvre ce dernier. Dans le mode de réalisation représenté, cette trappe 6 est ménagée sur le dessus de l'appareil de telle sorte qu'un utilisateur de l'appareil peut aisément procéder à l'ouverture de la trappe 6 et extraire le dispositif 11 de filtrage. De préférence, la trappe 6 d'accès est articulée au corps 1 de l'appareil par des charnières 23 agencées à l'arrière de l'appareil.
De préférence, le dispositif 1 1 de filtrage est un dispositif monté dans la chambre 8 de filtration du corps 1 creux à la façon d'un tiroir. Pour ce faire, l'ossature 26 rigide du dispositif 1 1 de filtrage présente en outre deux nervures 25 s'étendant latéralement de chaque côté du dispositif 1 1 de filtrage. Ces nervures sont de préférence ménagées sur les parois latérales du conduit 15 d'entrée étant donné que ce conduit ne présente pas de parois filtrantes. Néanmoins, elles pourraient selon d'autres modes de réalisation être aménagées sur les parois latérales des parois filtrantes, par exemple sur l'ossature 26 de la première coque. Où qu'elles soient, ces nervures 25 présentent des formes et dimensions conformées et conjuguées aux formes et dimensions de rainures solidaires du corps 1 creux. Ces rainures solidaires du corps 1 creux s'étendent verticalement le long des faces intérieures des parois latérales verticales du corps 1 creux. Les nervures 25 du dispositif 11 de filtrage sont donc adaptées pour coopérer avec les rainures du corps 1 creux de l'appareil Ainsi, l'extraction du dispositif 11 de filtrage résulte d'un déplacement en translation du dispositif 1 1 de filtrage le long des rainures du corps 1 creux. Un utilisateur peut donc aisément retirer le dispositif 11 de filtrage du corps
I creux en vue par exemple de procéder à son nettoyage. Une fois le dispositif 11 de filtrage extrait, un utilisateur peut aisément, comme indiqué précédemment, séparer les deux coques formant ce dispositif. Cet utilisateur peut donc nettoyer la première coque qui forme la poche de récupération des débris, ainsi que la seconde coque 49 qui forme le conduit 15 d'entrée et l'entrée 9 de liquide agencée à l'extrémité inférieure du conduit 15 d'entrée. Une fois la première coque 55 et la seconde coque 49 nettoyées, l'utilisateur peut aisément assembler ces coques 49, 55, comme indiqué précédemment, et réintroduire sans difficultés le dispositif 11 de filtrage d'un seul tenant dans le corps 1 creux en orientant le dispositif 11 de filtrage de sorte que les nervures 25 du dispositif 11 de filtrage soient en regard des rainures du corps creux, puis en coulissant le dispositif 11 de filtrage dans le corps 1 creux.
Le dispositif 11 de filtrage comprend en outre une poignée 28 ménagée sur une portion supérieure du dispositif 1 1 de filtrage de manière à faciliter les manipulations du dispositif 11 de filtrage. En particulier, un utilisateur peut aisément monter/démonter le dispositif 11 de filtrage par l'intermédiaire de cette poignée 28 lorsque l'appareil est hors du liquide et repose sur une surface horizontale. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, la poignée 28 est le prolongement de la portion arrière de l'élément 71.
L'extrémité 81 inférieure du conduit 15 d'entrée du dispositif
I I de filtrage est située au niveau de la base 16 du corps 1 creux, de sorte qu'elle forme l'entrée 9 de liquide. Cette entrée 9 de liquide est, dans l'exemple représenté, globalement rectangulaire, s'étendant transversalement sur la majeure partie de la largeur de la base 16 du corps creux. Cette entrée 9 de liquide est délimitée par une bordure s'étendant dans un plan, de préférence au moins sensiblement horizontale, c'est-à-dire au moins sensiblement parallèle à la surface immergée. Le liquide pénètre dans le conduit 15 d'entrée via cette entrée 9 de liquide selon une direction correspondant à celle du conduit 15 d'entrée au niveau de cette entrée 9 de liquide, et cette direction est au moins sensiblement verticale, c'est-à-dire au moins sensiblement orthogonale à la surface immergée.
L'extrémité 81 inférieure du conduit 15 est par ailleurs dotée d'une garniture d'extrémité formant un guide-flux 27, montée sur l'extrémité 81 inférieure par assemblage mécanique selon tous moyens d'assemblage appropriés (engagement élastique à verrouillage ; vissage ; collage ; soudure...).
Le guide-flux 27 présente, à l'avant de l'entrée 9 de liquide, une nervure 31 avant s'étendant le long du bord avant 32 de l'ouverture rectangulaire formée par l'extrémité 81 inférieure. La nervure 31 constitue une protubérance accélératrice s'étendant en saillie par rapport à la base 16 du corps 1 creux vers la surface immergée (c'est-à-dire vers le plan de roulage 50 de l'appareil décrit ci-après) sur une certaine hauteur hl inférieure à la hauteur h2 séparant la base 16 de la surface immergée et du plan de roulage 50. Ainsi, une hauteur h3 de liquide est préservée entre la portion extrême inférieure 33 de la nervure 31 et la surface immergée (plan de roulage 50). Et cette hauteur h3 est supérieure à la hauteur hl en saillie de la nervure 31 par rapport à la base 16 du corps creux.
La nervure 31 est rigide et présente une hauteur hl qui est constante tout le long de sa longueur, c'est-à-dire tout le long du bord avant de l'entrée 9 de liquide. De préférence, hl est inférieure à h3, et plus préférentiellement inférieure à h3/2. Plus particulièrement, hl est de préférence supérieure à 5 mm, et h3 est de préférence supérieure à 7 mm. Par exemple, hl est de l'ordre de 7 mm et h3 est de l'ordre de 15 mm, h2=h3+hl étant de l'ordre de 22 mm. Bien sûr, d'autres valeurs sont possibles, leur choix résultant d'une optimisation en fonction des performances de l'appareil, de ses formes et dimensions et de son utilisation.
La portion extrême inférieure 33 de la nervure 31 est une arête convexe 33 formant une discontinuité de courbure apte à générer, sous l'effet de l'avancement de l'appareil, un régime turbulent à l'aval de cette arête 33. En effet, une telle discontinuité de courbure a pour effet d'imposer un décollement de la couche limite à l'aval de l'arête 33. Le rayon de courbure de l'arête 33 est réalisé aussi faible que possible compte tenu des contraintes de fabrication (notamment par moulage) et d'utilisation (pour éviter toute blessure de l'utilisateur lors des manipulations). Il est par exemple inférieur à 1 mm, notamment inférieur à hl/10.
En outre, cette arête 33 extrême de la protubérance accélératrice 31 est à l'avant du bord avant 32 de l'entrée 9 de liquide, de façon en particulier à ne pas masquer, même partiellement cette entrée 9 de liquide. Ainsi, toute la section Sl de l'entrée 9 de liquide est préservée (c'est-à-dire reste la même en l'absence et en présence de la protubérance accélératrice 31) et permet le passage des débris.
Par ailleurs, dans le mode de réalisation représenté, la nervure 31 présente, à l'avant de l'arête 33, un pan incliné 37 sensiblement plan relié à la portion 36 avant de la base 16 du corps 1 creux située immédiatement à l'avant de l'entrée 9 de liquide. Le pan incliné 37 est relié à la portion 36 avant de la base 16 par une arête concave 38 formant également une discontinuité de courbure entre ladite portion 36 avant et le pan incliné 37.
Dans le mode de réalisation représenté à titre d'exemple, la nervure 31 présente une section droite transversale (en coupe par un plan longitudinal vertical de l'appareil) en forme générale de triangle isocèle dont le sommet est orienté vers le bas (formé par l'arête 33). La nervure 31 présente donc également un pan incliné arrière 39 relié au bord avant 32 de l'extrémité 81 inférieure du conduit 15 d'entrée. D'autres formes de sections sont envisageables (triangle rectangle, lame, ...).
Le guide-flux 27 présente aussi, à l'arrière de l'entrée 9 de liquide, une paroi arrière de guidage 34 qui s'étend en saillie par rapport à la base 16 du corps 1 creux sur une hauteur h4 supérieure à la hauteur hl de la nervure 31 avant. La hauteur h4 de la paroi arrière de guidage 34 est de préférence légèrement inférieure à la hauteur h2 séparant la base 16 du plan de roulage 50, c'est-à-dire que la paroi arrière de guidage 34 s'étend sur la majeure partie de la hauteur h2 de liquide passant sous la base 16 du corps 1 creux. La paroi arrière de guidage 34 a pour fonction de prévenir, ou en tout cas limiter, les fuites intempestives d'aspiration de liquide depuis l'arrière de l'entrée 9 de liquide, et d'améliorer le guidage du liquide en le déviant vers le haut dans le conduit d'entrée 15. Elle est de préférence légèrement courbée vers l'avant et vers le bas de façon à faciliter la déviation du liquide.
La paroi arrière de guidage 34 présente un bord inférieur extrême 35 qui est avantageusement doté de poils ou languettes ou autre organes de raclage ou de balayage (non représentés) de la surface immergée.
Les parois latérales extrêmes du guide-flux 27 peuvent être formées pour réaliser une liaison entre la nervure 31 avant formant protubérance accélératrice et la paroi arrière de guidage 34. En variante, rien n'empêche de prévoir que le guide-flux 27 soit exempt de parois latérales. II est à noter qu'en tout état de cause, la bordure d'extrémité formée par le guide-flux 27 formant son bord d'attaque par rapport au flux hydraulique ne s'étend pas dans un plan. L'extrémité 33 de la nervure 31 avant formant une protubérance accélératrice en saillie constitue une portion de ce bord d'attaque et présente, par rapport à la surface immergée, une hauteur différente du reste des autres portions de bordure de ce bord d'attaque.
Dans l'exemple représenté, l'appareil comprend un dispositif motorisé de pompage de liquide comprenant un moteur 12 électrique de pompage présentant un arbre 13 rotatif moteur accouplé à une hélice 14 de pompage interposée dans le circuit hydraulique de façon à y générer un débit de liquide entre l'entrée 9 de liquide et la sortie 10 de liquide. La sortie 10 de liquide est directement en regard de l'hélice de pompage de sorte que le liquide s'écoule hors de la sortie 10 de liquide selon une direction correspondant au débit de liquide généré par l'hélice de pompage, ce débit ayant une vitesse orientée selon l'axe 51 de rotation de l'hélice 14. L'hélice 14 de pompage présente une orientation permettant de générer un débit de liquide avec une composante horizontale vers l'arrière.
De préférence, l'hélice 14 de pompage interposée dans le circuit hydraulique entre l'entrée 9 de liquide et la sortie 10 de liquide présente un axe de rotation incliné faisant, avec ladite direction longitudinale et avec le plan 50 théorique de roulage, un angle α différent de 90°. Cette hélice 14 est entraînée en rotation par le moteur 12 électrique de pompage qui présente, de préférence, un arbre 13 rotatif moteur parallèle à l'axe de rotation de l'hélice 14.
Selon l'invention, le moteur 12 électrique de pompage est disposé sous le circuit hydraulique, entièrement à l'extérieur de ce circuit hydraulique qui contourne entièrement le moteur 12 de pompage par le dessus. L'arbre 13 rotatif du moteur 12 de pompage traverse une paroi 30 inférieure inclinée délimitant le circuit hydraulique. L'étanchéité est assurée par un joint 18 torique.
Les figures 3 et 9b représentent la circulation de liquide à l'entrée de l'appareil selon l'invention et dans le corps 1 creux de l'appareil. Cette circulation est représentée schématiquement par les flèches 66.
Comme on le voit, le flux de liquide aspiré depuis l'avant de l'appareil au fur et à mesure de son déplacement est dévié par la nervure 31 qui a pour effet de générer, sous l'effet de l'avancement de l'appareil, une zone 40 de régime turbulent à l'aval de la nervure 31, et de resserrer la section hydraulique efficace du flux entrant dans l'entrée 9 de liquide, sans néanmoins masquer ou restreindre la section totale efficace Sl de passage de l'entrée 9 de liquide. Autrement dit, la section hydraulique efficace S2 du flux de liquide dans l'entrée 9 de liquide est inférieure à la section totale efficace Sl de passage de l'entrée 9 de liquide, qui permet le passage de débris volumineux. Il en résulte que, au niveau de l'entrée 9 de liquide, le liquide est accéléré, et que sa pression dynamique est augmentée. La déviation du liquide dans l'entrée 9 de liquide est par ailleurs favorisée par la paroi arrière de guidage 34. Pour une même hauteur hors-tout h3 de passage du liquide sous l'appareil, d'une part la vitesse et la pression dynamique du flux de liquide entrant dans l'appareil sont augmentées, et, d'autre part, la garde au sol h2 de la base 16 du corps creux est augmentée.
Des simulations numériques corroborées par des essais ont démontré qu'en l'absence de la garniture formant le guide-flux 27 à l'extrémité 81 du conduit 15, et donc en l'absence de protubérance accélératrice, comme représenté figure 9a, avec un appareil conforme à l'état de la technique, on peut obtenir pour une garde au sol avant h2 de 15 mm, une pression dynamique de 125 Pa et une vitesse moyenne de 0,64 m/s à l'entrée 9 de liquide. Dans la configuration conforme à l'invention représentée figure 9b, avec une nervure 31 présentant une hauteur hl de 7 mm, une garde au sol avant de la base h2 de 22 mm, et une hauteur h3 de passage de liquide de 15 mm, on obtient une pression dynamique de 320 Pa (soit une augmentation de 156 %) et une vitesse moyenne de 0,80 m/s (soit une augmentation de 25%) à l'entrée 9 de liquide. Des essais réalisés ont aussi montré que des débris de taille importante sont aspirés par un appareil selon l'invention comprenant une protubérance accélératrice 31 conformément au mode de réalisation représenté sur les figures, alors que ces débris ne sont pas aspirés par un appareil similaire mais non doté de cette protubérance accélératrice.
Par ailleurs, il est à noter qu'un appareil non conforme à l'invention qui présente une base 16 inférieure du corps creux exempte de protubérance accélératrice et à une hauteur h3 du plan de roulage équivalente à celle de la protubérance accélératrice d'un appareil selon invention, présente une capacité d'aspiration bien moindre. Ainsi, pour une même garde au sol hors tout (h3), les performances d'aspiration d'un appareil selon invention sont nettement meilleures.
De surcroît, la garde au sol de l'appareil selon invention au niveau de la protubérance accélératrice 31 est localisée ponctuellement, ce qui limite et même diminue les risques de blocage sur des obstacles de fond de bassin. Tel est en particulier le cas lorsque la protubérance accélératrice 31 est proche d'un plan transversal contenant un essieu (notamment comme dans le mode de réalisation représenté où la protubérance 31 est proche du plan transversal contenant les zones de contact des roues avant 2 avec la surface immergée). Le liquide entre dans le corps 1 creux par l'entrée 9 de liquide agencée sous l'appareil. Ce liquide passe dans la seconde coque 49 formant le conduit 15 d'entrée de liquide pour atteindre la première coque 55 qui forme une poche de récupération des débris. Cette poche de récupération des débris laisse passer le liquide par le tissu filtrant et retient les débris 60 solides. Le liquide filtré atteint alors la sortie de liquide 10 et est éjectée à l'arrière de l'appareil, dans le bassin d'où il provient.
La sortie 10 de liquide étant en regard de l'hélice 14 de pompage, le liquide s'écoule hors de l'appareil par cette sortie avec une vitesse V orientée selon l'axe 51 de l'hélice 14 de pompage et ayant une composante longitudinale vers l'arrière qui induit par réaction des efforts, dont la résultante présente une composante longitudinale d'entraînement orientée vers l'avant qui participe à l'entraînement de l'appareil sur la surface immergée.
L'orientation de l'effort de réaction hydraulique créé par ce flux de sortie, et donc l'amplitude de sa composante longitudinale, dépendent de l'inclinaison α, par rapport au plan 50 théorique de roulage, de l'axe 51 de rotation de l'hélice et de la sortie 10 de liquide. De préférence, cette inclinaison α est comprise entre 15° et 45°.
Le moteur électrique de pompage est disposé sous le circuit hydraulique, entièrement à l'extérieur de ce circuit hydraulique, de telle sorte que le dispositif 11 de filtrage du circuit hydraulique peut être retiré de l'appareil par le haut de l'appareil comme précédemment mentionné, sans être gêné par le moteur de pompage. Seule l'hélice 14 de pompage est agencée dans le circuit hydraulique de manière à pouvoir assurer le débit de liquide. Cette hélice 14 de pompage est agencée à l'arrière de l'appareil, à proximité de la sortie 10 de liquide. En d'autres termes, l'hélice 14 de pompage et la sortie 10 de liquide forment la partie terminale du circuit hydraulique.
Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures, les organes roulants de guidage et d'entraînement de l'appareil comprennent un essieu avant comprenant des roues 2 avant motrices, une de chaque côté, et un essieu arrière comprenant des roues 3 arrière non motrices, une de chaque côté.
En outre, tel que représenté sur les figures, l'appareil comprend des brosses 4 agencées à l'avant de l'appareil. Ces brosses 4 sont destinées à assurer un brossage de la surface immergée et à déplacer les débris brossés vers l'arrière de l'appareil en direction de l'entrée 9 de liquide agencée sous l'appareil.
L'appareil comprend en outre au moins un moteur 20 électrique d'entraînement des roues avant 2 motrices. De préférence, l'appareil comprend deux moteurs d'entraînement, un de chaque côté, respectivement pour l'entraînement indépendant de chacune des roues 2 avant. Pour ce faire, chaque roue 2 avant présente une denture 5 interne coopérant avec un pignon entraîné par le moteur 20 d'entraînement correspondant.
Ces brosses 4 peuvent être de tous types. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'appareil comprend deux brosses 4 avant coaxiales. Chaque brosse 4 est adaptée pour être mise en rotation autour d'un axe s'étendant selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale. Chaque brosse 4 comprend une pluralité d'ailettes 41 s'étendant radialement d'un arbre de brosse formant l'axe de rotation de la brosse 4. Les ailettes 41 sont par exemple en caoutchouc en un matériau plastique résistant. En outre, les brosses 4 sont de préférence également entraînées en rotation à partir d'au moins un moteur 20 électrique d'entraînement des roues 2 avant par l'intermédiaire d'un système à engrenages.
Ainsi, dans le mode de réalisation représenté, les organes roulants sont constitués des roues avant 2 motrices, des roues 3 arrière non motrices et des brosses 4 qui participent à l'entraînement et au guidage de l'appareil sur la surface immergée. Quoi qu'il en soit, les organes roulants 2, 3, 4 présentent des zones destinées à venir au contact avec la surface immergée qui sont coplanaires et définissent un plan 50 théorique de roulage. La direction longitudinale d'avancement de l'appareil est parallèle à ce plan 50 théorique de roulage. Les roues avant 2 présentent de préférence un diamètre compris entre 100 mm et 500 mm, notamment compris entre 150 mm et 250 mm. Selon le mode de réalisation des figures, les roues avant 2 présentent un diamètre de l'ordre de 200 mm. De la sorte, ces roues avant 2 facilitent le franchissement d'obstacles et présentent une motricité améliorée. Avantageusement, leur bande de roulement périphérique est formée ou revêtue d'un matériau antidérapant Les roues 2 avant et les brosses 4 constituent des organes roulants avant moteurs 2, 4 qui s'étendent en saillie vers l'avant par rapport aux autres éléments constitutifs de l'appareil, notamment le corps creux, de façon à former la partie extrême avant de l'appareil et à venir en premier en contact avec un obstacle rencontré au cours du déplacement vers l'avant.
Les moteurs électriques d'entraînement et de pompage peuvent être de tous types connus. Selon un mode préférentiel de réalisation, ces moteurs électriques sont des moteurs basse tension. Ils peuvent être alimentés par une alimentation électrique extérieure à l'appareil par l'intermédiaire d'un câble électrique, non représenté sur les figures, qui est relié à l'appareil au niveau d'une zone 19 d'entrée du câble électrique dans l'appareil, tel que représenté sur la figure 1.
De plus, l'appareil représenté comprend également une poignée 7 de manœuvre permettant à un utilisateur de porter l'appareil pour l'immerger dans un liquide et le ressortir de ce dernier. Cette poignée 7 est de préférence agencée à l'opposée de la sortie 10 de liquide de façon que lorsque le corps 1 creux est suspendu par cette poignée, l'appareil bascule spontanément sous l'effet de la gravité dans une position dans laquelle la sortie 10 de liquide est située sous l'entrée 9 de liquide, ce qui permet une vidange de l'appareil. Lors du passage de l'appareil de la position de nettoyage à la position de vidange, les débris aspirés par l'appareil sont maintenus dans le dispositif de filtrage et ne sont pas susceptibles de ressortir de l'appareil.
Il va de soi que l'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation et applications. Par exemple, selon un mode de réalisation non représenté sur les figures, le dispositif 11 de filtrage comprend plusieurs conduits 15 d'entrée de liquide convergent/divergent.
En outre, le dimensionnement et la conception de l'appareil, notamment de son circuit hydraulique, sont sujets à des infinités de variantes. En outre, l'invention s'applique à un appareil bidirectionnel capable de mouvement rétrograde.
Plus généralement, l'invention s'applique à toutes autres catégories d'appareils motorisés ou non. Il peut être prévu plusieurs entrées de liquide, et, pour chaque entrée du liquide, une ou plusieurs protubérance(s) accélératrice(s). Chaque protubérance accélératrice peut être formée d'une pluralité d'éléments interposés dans le flux (à l'amont de l'entrée de liquide correspondante en formant un bord de cette dernière ou à distance d'un bord de cette dernière) avec une certaine hauteur, par exemple disposés en quinconce ou autrement, ayant pour effet de créer un régime turbulent, et, surtout, d'augmenter la vitesse du liquide et sa pression dynamique à l'entrée du corps creux de l'appareil.
Lorsque la forme de l'entrée de liquide n'est pas rectangulaire, mais par exemple est ovale, la hauteur en saillie de chaque protubérance accélératrice peut ne pas être constante le long du bord amont de l'entrée de liquide. Par exemple, la hauteur hl de chaque protubérance accélératrice en chaque point peut dépendre de la largeur de l'entrée de liquide à l'aval de ce point. Plus généralement, cette hauteur hl est optimisée en fonction du dimensionnement et des performances de l'appareil, en particulier selon la taille de l'entrée de liquide, le débit d'aspiration de la pompe (hélice 14 de pompage et moteur associé)... Le fait d'augmenter la hauteur hl de chaque protubérance accélératrice améliore bien sûr les effets produits par cette protubérance accélératrice tels qu'indiqués ci-dessus, mais augmente la perte de charge induite et réduit la section de passage sous l'appareil.
Par ailleurs, la base 16 du corps 1 creux, et plus particulièrement sa partie avant 36, n'est pas nécessairement plane comme représenté, mais peut-être profilée avec une courbure appropriée, par exemple concave, de façon à faciliter l'écoulement du flux à l'amont de la protubérance accélératrice 31. La protubérance accélératrice peut être formée par la base 16, et non par l'extrémité inférieure 81 du dispositif 11 de filtrage. Il en va de même de la paroi arrière de guidage.

Claims

REVENDICATIONS
1/ - Appareil nettoyeur de surface immergée comprenant :
- un corps (1) creux et des organes (2, 3, 4) de guidage sur la surface immergée, avec ledit corps (1) creux présentant une base (16) s'étendant au-dessus et à distance de ladite surface immergée,
- au moins une entrée (9) de liquide dans le corps (1) creux située à la base (16) dudit corps (1) creux,
- un dispositif (12, 13, 14) de pompage de liquide apte à générer une aspiration de liquide dans chaque entrée (9) de liquide adaptée pour pouvoir entraîner des débris à travers ladite entrée (9) de liquide, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une protubérance, dite protubérance accélératrice (31), s'étendant :
- à l'avant, par rapport à un sens d'avancement de l'appareil, et au voisinage d'une entrée (9) de liquide, - vers la surface immergée en préservant une hauteur de liquide entre ladite protubérance accélératrice (31) et la surface immergée,
- en formant au moins une discontinuité de courbure adaptée pour pouvoir générer, sous l'effet de l'avancement de l'appareil, un régime turbulent dans une zone (40) immédiatement à l'aval de cette protubérance accélératrice (31), en préservant la section de passage de ladite entrée (9) de liquide.
2/ - Appareil selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il est adapté pour que chaque protubérance accélératrice (31) reçoive un flux relatif de liquide s'écoulant entre la base (16) du corps creux et la surface immergée sous l'effet de l'avancement de l'appareil. 3/ - Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins une protubérance accélératrice (31) est en forme générale de nervure rigide s'étendant sur au moins une portion de périphérie à l'avant de ladite entrée (9) de liquide.
4/ - Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite nervure (31) formant protubérance accélératrice (31) présente une arête extrême.
5/ - Appareil selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite nervure (31) s'étend au moins sensiblement parallèlement à au moins une portion de bord périphérique avant de ladite entrée (9) de liquide. 6/ - Appareil selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ladite nervure (31) forme au moins une portion de bord périphérique avant de ladite entrée (9) de liquide.
Il - Appareil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'au moins une protubérance accélératrice (31) s'étend : - en saillie vers la surface immergée par rapport à une portion (36) de ladite base (16) s'étendant au moins sensiblement parallèlement à la surface immergée,
- sur une hauteur (hl), par rapport à la base (16), inférieure à la hauteur (h3) de liquide préservée entre ladite protubérance accélératrice (31) et la surface immergée.
8/ - Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque protubérance accélératrice (31) s'étend par rapport à la base (16) en saillie sur une hauteur (hl) supérieure à 5 mm, et de façon à préserver une hauteur
(h3) de liquide d'au moins 7 mm par rapport à la surface immergée. 9/ - Appareil selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'au moins une protubérance accélératrice (31) est reliée à ladite portion (36) de ladite base (16) s'étendant au moins sensiblement parallèlement à la surface immergée du côté opposé à ladite entrée (9) de liquide, par une zone de liaison (38) concave formant une discontinuité de courbure. 10/ - Appareil selon la revendication 3 et l'une des revendications
1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins une nervure (31) formant protubérance accélératrice (31) est reliée par une arête (38) concave à ladite base (16) du côté opposé à ladite entrée (9) de liquide.
11/ - Appareil selon la revendication 3 et l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'au moins une nervure (31) formant protubérance accélératrice (31) présente une section droite transversale en forme générale de triangle.
12/ - Appareil selon l'une des revendications 1 à 1 1, caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque entrée (9) de liquide, une unique protubérance accélératrice (31) s'étendant selon au moins une portion de la périphérie à l'avant de ladite entrée (9) de liquide.
13/ - Appareil selon l'une des revendications 1 à 12, comprenant des organes d'entraînement de ce corps (1) creux selon au moins une direction d'avancement, dite direction longitudinale, et selon au moins un sens d'avancement privilégié selon cette direction longitudinale, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une protubérance accélératrice (31) à l'avant, par rapport audit sens d'avancement privilégié, de chaque entrée (9) de liquide.
14/ - Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une protubérance accélératrice (31) à l'avant d'une entrée (9) de liquide avant.
15/ - Appareil selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une paroi arrière de guidage (34) s'étendant à l'arrière d'une entrée (9) de liquide, cette paroi arrière de guidage (34) s'étendant en saillie par rapport à la base (16) dudit corps (1) creux sur une hauteur (h4) supérieure à la hauteur (hl) d'une protubérance accélératrice (31) s'étendant à l'avant de ladite entrée (9) de liquide.
16/ - Appareil selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'au moins une entrée (9) de liquide est prolongée dans ledit corps (1) creux par un conduit d'entrée (15) s'étendant à l'intérieur du corps (1), chaque conduit d'entrée (15) présentant une extrémité (81) à la base (16) dudit corps formant ladite entrée (9) de liquide, et une extrémité opposée débouchant dans un dispositif (1 1) de filtrage, et en ce que ledit conduit d'entrée (15) présente une section hydraulique efficace dont l'aire varie à partir de ladite entrée (9) de liquide, jusqu'à une valeur maximum à son extrémité opposée débouchant dans le dispositif (11) de filtrage. 17/ - Appareil selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend :
- une chambre (8) de filtration ménagée dans ledit corps (1) et présentant :
• au moins une entrée (9) de liquide, • au moins une sortie (10) de liquide hors du corps (1) creux, située à distance de la base (16) dudit corps (1) creux,
• un dispositif (12, 13, 14) de pompage embarqué,
• un circuit hydraulique adapté pour assurer, lorsque ledit dispositif (12, 13, 14) de pompage est actif, une circulation de liquide entre au moins une entrée (9) de liquide et au moins une sortie (10) de liquide, dite sortie de pompage, à travers au moins un dispositif (11) de filtrage,
- des organes (2, 3, 4) roulants présentant des zones de contact avec la surface immergée définissant un plan (50) de roulage du corps (1) creux sur la surface immergée et au moins un moteur électrique d'entraînement embarqué d'au moins une partie desdits organes (2, 3, 4) roulants.
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