EP2321483B1

EP2321483B1 - Appareil roulant nettoyeur de surface immergée à flux d'entraînement orientable

Info

Publication number: EP2321483B1
Application number: EP09740427.1A
Authority: EP
Inventors: Philippe Pichon; Emmanuel Mastio
Original assignee: Zodiac Pool Care Europe SAS
Current assignee: Zodiac Pool Care Europe SAS
Priority date: 2008-08-04
Filing date: 2009-08-03
Publication date: 2017-07-19
Anticipated expiration: 2029-08-03
Also published as: FR2934630A1; FR2934630B1; US8595880B2; WO2010015774A3; WO2010015774A2; EP2321483A2; ES2637427T3; US20110203060A1

Description

L'invention concerne un appareil roulant nettoyeur de surface immergée à entraînement au moins partiellement hydraulique, c'est à dire, un appareil dont le déplacement sur la surface immergée résulte au moins en partie d'un effort de réaction hydraulique à un jet hydraulique qui s'échappe de l'appareil nettoyeur, la direction du jet déterminant la direction de déplacement de l'appareil roulant sur la surface immergée.
Selon une première famille de robots nettoyeurs, le jet hydraulique sous pression est généré par un dispositif motorisé de pompage agencé dans l'appareil roulant et destiné également à assurer un débit de liquide entre une entrée de liquide dans l'appareil et une sortie de liquide hors de l'appareil à travers au moins un dispositif de filtrage.
Selon une autre famille de robots nettoyeurs, le jet hydraulique est généré par un dispositif motorisé de pompage externe à l'appareil qui envoie du liquide sous pression vers l'appareil.
FR 2 635 068 décrit un robot adapté pour se déplacer alternativement dans deux directions sensiblement opposées. Ce robot comprend un dispositif de pompage agencé dans l'appareil et adapté pour acheminer du liquide aspiré vers une tuyère auto-rotative de sortie montée au centre de l'appareil et par laquelle ce liquide est expulsé. Cette tuyère auto-rotative est adaptée pour prendre deux positions angulaires opposées désalignées qui sont définies par des butées qui s'escamotent au contact d'un obstacle tel qu'une paroi de piscine.
Ce robot présente plusieurs inconvénients parmi lesquels la nécessité de subir un choc frontal avec un obstacle pour activer le changement de direction du robot par escamotage des butées de maintien de la tuyère auto-rotative. Dès lors, ce robot ne permet pas un changement de direction au milieu du bassin en l'absence d'un obstacle. En outre, un tel robot présente une maniabilité faible et ne permet pas d'optimiser le temps nécessaire au nettoyage d'un bassin. Il en résulte notamment une absence totale d'économie d'énergie.
EP 1 022 411 décrit un appareil roulant nettoyeur de surface immergée selon le préambule de la revendication 1. EP 1 022 411 décrit un appareil roulant nettoyeur de surface immergée comprenant un moteur de pompage intégré et des sorties de liquide hors de l'appareil. Cet appareil est adapté pour diriger au moins une partie d'un flux hydraulique pompé par le moteur de pompage vers deux sorties opposées de l'appareil. Le flux hydraulique est utilisé pour assurer les changements de sens avant/arrière de l'appareil sur la surface immergée. Cet appareil présente une tuyère présentant deux sorties opposées, une vers l'arrière et l'autre vers l'avant, et s'étendant parallèlement à la surface immergée au droit d'un canal de montée du liquide aspiré. Un clapet mobile agencé à l'extrémité du canal de montée et manoeuvré par un dispositif de programmation dirige le liquide vers une des deux extrémités opposées de la tuyère de sortie formant les deux sorties opposées de l'appareil. Le changement de position du clapet n'est possible que lorsque le dispositif de pompage est arrêté de telle sorte que l'appareil ne peut changer de sens d'entraînement sous l'effet du flux hydraulique que par un arrêt de la pompe et une remise en route de cette dernière. Il est à noter à ce titre que ce document assimile systématiquement les termes « direction » et « sens », en indiquant que l'appareil peut changer de direction, alors qu'en réalité il ne peut que changer de sens d'entraînement selon une même direction longitudinale (au sens mathématique du terme). Lorsque l'appareil est entraîné en sens rétrograde, il adopte une trajectoire inclinée selon un angle fixe prédéterminé par rapport à sa direction longitudinale, ce qui permet de parcourir la surface immergée par des allers-retours transversaux en zigzag.
Un tel appareil est donc particulièrement consommateur en énergie électrique étant donné que chaque changement de direction impose un arrêt du moteur de pompage et un redémarrage du moteur dès que le clapet a changé de position. Or, l'appel de courant est maximal lors du redémarrage de la pompe. En outre, cet appareil est peu maniable du fait de son procédé de changement de sens d'avancement qui ne permet pas de le diriger à volonté sur la surface immergée.
FR 2 896 005 décrit également un appareil roulant nettoyeur comprenant une tuyère de propulsion adaptée pour diriger un jet de liquide dans une direction opposée à la direction de déplacement du robot. Cette tuyère est montée rotative autour d'un axe. Le robot comprend en outre des moyens d'arrêt de la tuyère rotative et des moyens de commande de ces moyens d'arrêt adaptés pour être actionnés par une force hydrodynamique créée par le déplacement du robot de sorte que lorsque le robot s'arrête, la force hydrodynamique s'annule, ce qui libère la tuyère des moyens d'arrêt en rotation et entraîne sa rotation.
L'un des inconvénients d'un tel appareil réside dans le fait que la rotation de la tuyère a lieu uniquement quand le robot est à l'arrêt. Dès lors, la rotation de la tuyère peut se produire uniquement quand le robot est en butée contre un obstacle, tel qu'une paroi de la piscine, ou quand la pompe est arrêtée. Un tel appareil souffre donc des mêmes inconvénients que l'appareil décrit par EP 1 022 411 , à savoir faible maniabilité et consommation d'énergie peu optimisé.
Les appareils de l'état de la technique qui utilisent une partie du flux hydraulique de sortie pour assurer l'entraînement de l'appareil et ses changements de direction présentent des bilans énergétiques peu satisfaisants. En outre, ces appareils nécessitent une interruption de l'opération de pompage et/ou de déplacement pour permettre un changement de sens et/ou de direction du flux hydraulique de sortie, ce qui les rend peu maniables et peu réactifs.
Dès lors, l'invention vise à proposer un appareil roulant nettoyeur de surface immergée qui présente une meilleure maniabilité que les appareils de l'art antérieur.
En particulier, l'invention vise à proposer un appareil roulant nettoyeur de surface immergée dont le déplacement et les changements de direction résultent au moins en partie d'un effort de réaction hydraulique à un jet hydraulique qui s'échappe de l'appareil nettoyeur sans nécessiter néanmoins d'interrompre les moteurs de pompage et/ou d'entraînement.
L'invention vise également à fournir un appareil dont les dépenses énergétiques sont rationalisés, c'est à dire dont les dépenses énergétiques sont ajustées au plus juste des besoins de l'appareil.
L'invention vise également à fournir un tel appareil qui puisse utiliser, à performances égales, voire supérieures, aux appareils de l'art antérieur, un moteur de traction de coût plus faible.
L'invention vise également un appareil roulant nettoyeur de surface immergée dont le rapport performances/coût est amélioré par rapport à celui des appareils antérieurs. Plus particulièrement, l'invention vise à proposer un tel appareil dont le coût peut être sensiblement abaissé, pour des performances équivalentes, voire supérieures à celles des appareils connus.
Dans tout le texte, l'expression « direction » désigne la direction au sens commun du terme et non au sens mathématique du terme. Autrement dit, le terme « direction » désigne ici la « direction orientée » au sens mathématique du terme. Des composantes horizontales de directions distinctes opposées peuvent dont définir la même droite, chaque direction définissant alors une orientation (sens) sur cette droite.
Pour ce faire, l'invention concerne un appareil roulant nettoyeur de surface immergée comprenant :

un corps creux adapté pour être entraîné en déplacement sur la surface immergée au moins dans un sens d'avancement et selon une direction principale d'avancement, dite direction longitudinale,
des organes roulants présentant des zones de contact avec la surface immergée définissant un plan de roulage du corps creux sur la surface immergée,
une chambre de filtration ménagée dans le corps creux et présentant :
- au moins une entrée de liquide dans le corps creux située à la base dudit corps creux,
- au moins une sortie de liquide hors du corps creux située à distance de la base dudit corps creux,
- au moins un circuit hydraulique de circulation de liquide ladite au moins une entrée de liquide ladite au moins une sortie de liquide à travers au moins un dispositif de filtrage,
au moins un dispositif motorisé de pompage, au moins partiellement interposé dans ledit circuit hydraulique, et adapté pour générer un débit de liquide entre chaque entrée de liquide et chaque sortie de liquide reliées par ledit circuit hydraulique,
un guide-flux monté sur une sortie de liquide, dite sortie de propulsion, ledit guide-flux présentant un organe déflecteur mobile pour orienter le courant de liquide qui s'échappe par cette sortie de propulsion à travers ce guide-flux de sorte qu'il crée, par réaction, au niveau d'une sortie du guide-flux, des efforts dont la résultante, dite effort de réaction hydraulique, présente une composante d'entraînement de l'appareil parallèle au plan de roulage non nulle, dite composante horizontale,
un actionneur d'entraînement en rotation dudit organe déflecteur mobile dudit guide-flux,
une unité de commande dudit actionneur,

Un appareil selon l'invention peut changer de direction par un déplacement d'un organe déflecteur mobile du guide-flux directionnel. En particulier, un déplacement dudit organe déflecteur mobile du guide-flux directionnel entraîne un changement de direction de la composante horizontale de l'effort de réaction hydraulique, ce qui entraîne un changement de trajectoire de l'appareil, qui peut ainsi tourner et être dirigé sur la surface immergée. En pratique, l' organe déflecteur mobile du guide-flux est maintenu dans une première position pour assurer un déplacement de l'appareil selon la direction longitudinale principale d'avancement. Un déplacement -notamment une rotation- de l' organe déflecteur mobile du guide-flux vers une deuxième position correspondant à une deuxième direction distincte de la direction longitudinale (et non à une simple inversion de sens dans la même direction) place l'appareil sur une trajectoire curviligne. L'appareil suit cette trajectoire curviligne aussi longtemps que ledit organe déflecteur mobile du guide-flux est maintenu dans cette deuxième position. Un retour dudit organe déflecteur mobile du guide-flux vers la première position correspondant la direction longitudinale permet à l'appareil de reprendre un déplacement rectiligne sur la surface immergée selon cette direction longitudinale principale d'avancement. Le déplacement de chaque organe déflecteur mobile du guide-flux permet donc d'orienter la trajectoire de l'appareil sur la surface immergée, c'est-à-dire de le diriger en le faisant tourner dans un sens ou dans l'autre.
En outre, ce changement de direction ne nécessite pas une interruption du dispositif de pompage de telle sorte qu'un appareil selon l'invention présente une maniabilité améliorée par rapport aux appareils de l'art antérieur.
De plus, l' organe déflecteur mobile du guide-flux est entraîné en déplacement- notamment en rotation- par un actionneur commandé par une unité de commande. Dès lors, un appareil selon l'invention peut changer de direction en tout point d'un bassin à nettoyer, ce qui autorise la mise en place de programmes de nettoyage spécifiques à chaque type de bassin à nettoyer. En particulier, un bassin qui présente une forme atypique à recoins peut être aisément nettoyé par un appareil selon l'invention étant donné qu'il permet tout type de changement de direction. L'appareil de l'invention présente trois trajectoires privilégiées, chaque trajectoire correspondant à une direction de la composante horizontale de l'effort de réaction hydraulique définie par la position de l' organe déflecteur mobile du guide-flux -notamment du guide-flux autour de son axe de rotation-. Les trois directions étant distinctes, au moins deux trajectoires sont sécantes de telle sorte que l'appareil peut être déplacé suivant n'importe quelle trajectoire définie comme une somme de déplacement le long de chacune des trajectoires privilégiées.Selon une première variante de réalisation de l'invention, ledit guide-flux est un guide-flux directionnel tubulaire monté rotatif sur la sortie de propulsion autour d'un axe de rotation, et ce guide-flux tubulaire présente au moins une paroi déflectrice non perpendiculaire au plan d'ouverture de ladite sortie de propulsion sur laquelle il est monté, de sorte que le courant de liquide qui s'échappe par cette sortie de propulsion puisse être dévié par cette paroi déflectrice. Et ledit actionneur est adapté pour entraîner en rotation ledit guide-flux dans son ensemble autour dudit axe de rotation. Dans cette variante, ledit organe déflecteur mobile est donc formé du guide-flux tubulaire lui-même dans son ensemble.
Selon une deuxième variante de réalisation qui peut être combinée à la précédente, ledit guide-flux comprend, à titre d'organe déflecteur mobile, au moins une ailette déflectrice montée mobile à l'intérieur du guide-flux de façon à s'étendre :

dans une première direction correspondant à une première orientation, dite orientation nominale, du flux issu de ladite sortie de propulsion pour une première valeur de débit, dite débit nominal, du flux émis par le dispositif motorisé de pompage,
dans au moins une deuxième direction correspondant à une deuxième orientation, distincte de l'orientation nominale, du flux issu de ladite sortie de propulsion pour au moins une deuxième valeur de débit du flux émis par le dispositif motorisé de pompage, distincte du débit nominal.

Avantageusement, ladite première direction correspond à la direction longitudinale vers l'arrière de l'appareil, de sorte que ce dernier est entraîné selon la direction longitudinale principale d'avancement vers l'avant par la composante hydraulique du flux orienté selon cette première direction.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de cette deuxième variante, ladite ailette déflectrice est articulée autour d'un axe de rotation à l'intérieur du guide-flux, et rappelée élastiquement dans une première position non-alignée avec l'orientation du flux dans le guide-flux, l'ensemble étant adapté pour que l'orientation de l'ailette par rapport à son axe d'articulation soit dépendante de la valeur du débit du flux dans le guide-flux. Lorsque le dispositif de pompage émet le flux avec le débit nominal, ladite ailette est alignée avec l'orientation générale du guide-flux, l'appareil est entraîné selon sa direction principale d'avancement. Lorsque le débit du flux dans le guide-flux est différent du débit nominal, les efforts hydrodynamiques sur l'ailette sont modifiés de sorte qu'elle n'est plus alignée avec l'orientation générale du guide-flux. Par exemple, lorsque le flux est inférieur au débit nominal, l'ailette est rappelée élastiquement à proximité de la paroi interne du guide-flux, et lorsque le flux est supérieur au débit nominal, l'ailette est déplacée au-delà de sa position d'alignement avec l'orientation du guide-flux, à l'encontre de son rappel élastique (la paroi interne du guide-flux pouvant être dotée d'une aube fixe déflectrice en regard de l'ailette mobile déflectrice pour provoquer ce pivotement supplémentaire de l'ailette déflectrice à l'encontre des moyens de rappel élastique en cas d'augmentation du flux au-delà du débit nominal). Dans cette deuxième variante, ledit actionneur d'entraînement est formé de la combinaison du dispositif de pompage et des moyens de rappel élastique de l'ailette déflectrice.
Avantageusement l'actionneur est adapté pour orienter et maintenir l' organe déflecteur mobile du guide-flux dans n'importe quelle position -notamment pour orienter et maintenir ledit guide-flux dans n'importe quelle position autour de l'axe de rotation- de sorte que la composante horizontale correspondante puisse présenter n'importe quelle direction -notamment autour de l'axe de rotation-.
Selon un mode avantageux de réalisation, le guide-flux peut être déplacé et maintenu en position en tout point autour de l'axe de rotation. Le guide-flux peut subir une rotation de 360° autour de son axe de rotation de sorte que le flux de sortie peut être orienté sur 360° autour de l'axe de rotation du guide-flux. Un appareil selon l'invention peut donc pivoter sur 360° en tout point de la surface immergée pour atteindre n'importe quel autre point de la surface immergée en ligne droite (dans le cas d'un bassin de forme convexe au sens mathématique du terme). Un appareil selon ce mode avantageux de réalisation est donc particulièrement maniable. Cette maniabilité permet à un appareil selon l'invention d'assurer le nettoyage des surfaces qui présentent des formes tourmentées telles que les surfaces des piscines imitant les lagons, et de manière générale les surfaces des piscines de formes libres. En outre, un appareil selon ce mode avantageux de réalisation est particulièrement adapté aux programmes de nettoyage complexes qui imposent des changements de direction fréquents, notamment sur des petites distances. Un appareil selon l'invention est également particulièrement adapté au nettoyage des piscines présentant des formes simples, notamment des piscines rectangulaires, en permettant un déplacement méthodique et optimisé de l'appareil sur la surface de la piscine. Le déplacement du guide-flux peut être continu autour de son axe de rotation de sorte que le flux de sortie peut également être orienté continûment sur 360° autour de l'axe de rotation du guide-flux.
Pour obtenir le maximum d'effets de l'effort de réaction hydraulique, avantageusement et selon l'invention, ledit guide-flux fait saillie par rapport aux parois supérieures de l'appareil opposées au plan de roulage de sorte que le courant de liquide qui s'échappe du guide-flux puisse se propager librement sans rencontrer d'organes de l'appareil.
La forme du guide-flux et son agencement sur la sortie de propulsion peuvent être de tous types adaptés pour permettre l'orientation du courant de liquide qui s'échappe par cette sortie de propulsion à travers ce guide-flux de sorte qu'il crée un effort de réaction hydraulique qui présente une composante horizontale non nulle.
Avantageusement le guide-flux présente au moins une paroi non perpendiculaire au plan d'ouverture de ladite sortie de propulsion sur laquelle il est monté de sorte que le courant de liquide qui s'échappe par cette sortie de propulsion puisse être dévié par cette paroi. En outre, le guide-flux étant pivotant autour de son axe de rotation, cette paroi non perpendiculaire au plan d'ouverture de la sortie de propulsion est également pivotante autour de l'axe de rotation du guide-flux, ce qui permet de dévier le flux hydraulique de sortie dans toutes les directions, la direction de la déviation dépendant de la position de cette paroi.
Avantageusement le guide-flux est coudé. Selon un mode de réalisation, le guide-flux présente une portion inférieure qui s'étend dans l'axe du plan d'ouverture de la sortie de propulsion et une portion supérieure qui s'étend selon un axe incliné par rapport à l'axe du plan d'ouverture de la sortie de propulsion, ces deux portions étant reliées par une portion intermédiaire coudée. La sortie de propulsion peut par exemple présenter une ouverture circulaire et la portion inférieure du guide-flux présenter une forme cylindrique de section droite circulaire de même dimension que l'ouverture circulaire de la sortie de propulsion et de même axe de symétrie. La sortie de propulsion peut être aménagée à une des extrémités longitudinales de l'appareil ou n'importe où entre ces extrémités, notamment au centre des parois supérieures de l'appareil. Néanmoins, avantageusement et selon l'invention, la sortie de propulsion sur laquelle est monté le guide-flux est décalée vers l'arrière selon la direction longitudinale de chaque entrée de liquide avec laquelle elle est en communication via un circuit hydraulique.
Avantageusement l'axe de rotation du guide-flux forme avec le plan de roulage un angle compris entre 30° et 150°.
Selon un mode réalisation avantageux de l'invention, le guide-flux présente une forme adaptée pour que le courant de liquide qui s'échappe par ladite sortie arrière à travers ce guide-flux puisse, en outre, créer par réaction un effort de réaction hydraulique qui présente une composante verticale de l'appareil vers le bas non nulle. Cette composante verticale non nulle de l'effort de réaction hydraulique concourt à maintenir l'appareil plaqué contre la surface immergée.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'appareil comprend au moins un moteur électrique d'entraînement d'au moins un organe roulant, dit organe roulant moteur, de façon à former un dispositif additionnel d'entraînement apte à entraîner, par l'intermédiaire de ce(s) organe(s) roulant(s) moteur(s), le corps creux en déplacement sur la surface immergée.
Le moteur électrique d'entraînement peut être utilisé constamment de manière concomitante à l'entraînement hydraulique ou uniquement comme moyen d'entraînement additionnel spécifique à certaines situations spécifiques. Par exemple, chaque moteur électrique d'entraînement des organes roulants moteurs peut être mis en route uniquement lorsque l'appareil rencontre une paroi verticale pour l'aider à gravir cette paroi. En particulier, selon un mode de réalisation avantageux, un organe roulant moteur est une roue agencée sur un flanc latéral de l'appareil qui comprend une couronne à denture intérieure adaptée pour être engrenée par un pignon, dit pignon de roue entraîné en rotation par un moteur électrique d'entraînement. Le pignon de roue peut être solidaire ou non de l'axe d'entraînement du moteur électrique. De préférence, l'appareil comprend un mécanisme de débrayage pour que l'entraînement de la roue motrice par le moteur électrique ne se produise que lorsque l'appareil rencontre une paroi ou toute autre situation spécifique. Ce mécanisme de débrayage est avantageusement commandé par une unité de commande.
Un appareil équipé d'une sortie de liquide arrière associé à des roues susceptibles d'être motrices sur commande d'une unité de commande -notamment des roues avant- peut présenter de nombreux programmes spécifiques à de nombreuses situations couramment rencontrées au cours de l'évolution normale d'un appareil nettoyeur dans un bassin, tel qu'une piscine. En particulier, lorsqu'un tel appareil rencontre une paroi verticale à la fin d'une trajectoire sur une paroi horizontale ou sensiblement horizontale, les roues avant de l'appareil sont plaquées contre cette paroi verticale en raison de la composante horizontale de l'effort de réaction hydraulique, de sorte que l'avant de l'appareil s'élève le long de la paroi verticale. Pour faciliter cette montée, les moteurs électriques d'entraînement additionnels peuvent être engrenés dans les roues. Dès lors, les roues motrices associées au flux hydraulique permettent l'ascension de l'appareil le long de la paroi verticale.
Un appareil selon l'invention permet également de gérer de manière particulièrement efficace, les passages de nez de marche, c'est-à-dire des arêtes connexes de jonction entre une paroi verticale et une paroi horizontale. De la même manière que pour la rencontre d'une paroi verticale, la composante horizontale du jet hydraulique assure le placage des organes roulants moteurs contre les parois, de telle sorte que l'appareil s'élève contre la paroi verticale. Lorsque les organes roulants moteurs sont décollés de la paroi verticale et ne permettent donc plus d'entraîner l'appareil, l'entraînement hydraulique fournit la puissance nécessaire pour permettre le pivotement de l'appareil vers le sens du retour du contact de ses organes roulants avec la paroi horizontale formant le nez de marche.
Avantageusement un appareil comprend un essieu avant portant au moins un organe roulant moteur monté par rapport au corps creux rotatif autour d'un axe transversal.
Avantageusement l'essieu avant porte deux organes roulants moteurs montés respectivement à chacune des extrémités de l'essieu, chaque organe roulant moteur étant entraîné en rotation par un moteur électrique d'entraînement
Les moteurs électriques de l'appareil peuvent être alimentés par une alimentation électrique extérieure à l'appareil par l'intermédiaire d'un câble électrique ou par une alimentation électrique interne à l'appareil tels que des accumulateurs d'énergie électrique.
Selon une variante avantageuse de l'invention, les moteurs électriques sont alimentés par une batterie embarquée dans l'appareil.
Une telle batterie peut alimenter aussi bien un moteur électrique d'entraînement que l'actionneur d'entraînement en rotation du guide-flux d'un appareil selon l'invention.
Avantageusement le dispositif de pompage comprend un moteur électrique de pompage comprenant un arbre rotatif moteur couplé à une hélice de pompage axial interposée dans un circuit hydraulique dont l'axe de rotation est incliné par rapport à la direction longitudinale et distinct de l'axe de rotation dudit guide-flux.
Avantageusement l'unité de commande est programmable de manière à permettre un paramétrage de la commande de l'actionneur d'entraînement en déplacement de chaque organe déflecteur mobile-notamment en rotation du guide-flux- spécifique à chaque surface à nettoyer par l'appareil.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre uniquement non limitatif et qui se réfère aux figures annexées, dans lesquelles :

la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un appareil selon un mode de réalisation de l'invention,
la figure 2 est une vue schématique de profil de l'appareil de la figure 1,
la figure 3 est une vue schématique en coupe par un plan longitudinal vertical de l'appareil de la figure 1,
la figure 4 est une vue schématique en perspective d'un appareil selon un autre mode de réalisation de l'invention,
la figure 5 est une vue schématique en perspective d'un mécanisme d'entraînement additionnel de l'appareil sur la surface immergée,
la figure 6 est une vue schématique de dessus d'une trajectoire possible suivie par un appareil selon l'invention,
la figure 7 est une vue schématique en coupe d'un appareil selon l'invention en cours de déplacement sur une surface immergée.

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.
Un appareil selon l'invention comprend un corps 1 creux et des organes roulants de guidage du corps 1 creux sur une surface immergée dans au moins un sens privilégié d'avancement et selon une direction principale d'avancement, dite direction longitudinale, parallèle à la surface immergée.
Ce corps 1 creux est formé selon un mode de réalisation de 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 de filtration. Selon le mode de réalisation de la figure 1, cette enceinte centrale est délimitée par une paroi inférieure s'étendant dans un plan sensiblement horizontal ; par des parois latérales s'étendant globalement dans des plans verticaux ; par une paroi avant s'étendant globalement dans un plan vertical, orthogonale aux plans des parois latérales verticales ; et par une paroi arrière s'étendant globalement dans un plan vertical orthogonal aux plans des parois latérales verticales. En outre, le corps 1 creux comprend une paroi supérieure 90 arrière jointive à la paroi arrière et jointive partiellement aux parois latérales.
La paroi inférieure 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.
La paroi supérieure 90 arrière comprend une ouverture circulaire. Cette ouverture ménagée dans la paroi arrière supérieure du carter est longitudinalement décalée de l'ouverture inférieure transversale ménagée dans la paroi inférieure. Cette ouverture est verticalement décalée de l'ouverture inférieure transversale.
Comme représenté notamment sur la figure 3, ce corps 1 creux comprend une chambre 8 de filtration présentant une entrée 9 de liquide située à la base du corps 1 creux, c'est-à-dire dans la partie basse de l'appareil, une sortie de liquide, dite sortie 10 de propulsion, située à l'opposé de la base du corps 1, et un circuit hydraulique adapté pour assurer une circulation de liquide entre l'entrée 9 de liquide et la sortie de liquide à travers un dispositif 11 de filtrage.
L'ouverture transversale ménagée dans la paroi inférieure du carter forme l'entrée 9 de liquide de l'appareil et l'ouverture ménagée dans la paroi supérieure 90 arrière de l'appareil forme la sortie 10 de propulsion de l'appareil.
Le dispositif 11 de filtrage est agencé entre l'entrée 9 de liquide et la sortie 10 de propulsion. Ce dispositif 11 de filtrage peut être de tous types connus. Par exemple, le dispositif 11 de filtrage comprend une armature rigide et un tissu filtrant porté par cette armature rigide. Un tel dispositif 11 de filtrage est donc autoporteur et peut être aisément manipulé par un utilisateur.
L'appareil comprend également une trappe 6 d'accès à ce dispositif 11 de filtrage. Cette trappe 6 d'accès forme une paroi supérieure du corps 1 creux qui, une fois fermée, prolonge la paroi supérieure 90 arrière du corps 1 creux. 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. La trappe 6 d'accès est articulée au corps 1 de l'appareil par des charnières 23 agencées à l'arrière de l'appareil.
Un appareil selon un mode de réalisation de l'invention comprend en outre un guide-flux 91 directionnel monté rotatif sur la sortie 10 de propulsion. Le guide-flux 91 présente une forme adaptée pour pouvoir orienter le courant de liquide qui s'échappe par cette sortie 10 de propulsion puis à travers ce guide-flux de sorte qu'il crée par réaction, au niveau de la sortie 92 du guide-flux, des efforts dont la résultante, dite effort de réaction hydraulique, présente une composante d'entraînement de l'appareil parallèle au plan 50 de roulage non nulle, dite composante horizontale. Le liquide sort de l'appareil par la sortie 92 du guide-flux après avoir quitté le corps 1 creux par la sortie 10 de propulsion et avoir été dévié par le guide-flux 91 de sorte qu'il présente une composante horizontale non nulle. Le guide-flux 91 est monté rotatif sur la sortie 10 de propulsion de sorte que l'axe 52 de rotation du guide-flux 91 est confondu avec l'axe normal au plan d'ouverture de la sortie 10 de propulsion. Sur la figure 3, l'axe 52 définit donc à la fois l'axe normal au plan d'ouverture de la sortie 10 de propulsion et l'axe de rotation du guide-flux 91.
Selon le mode de réalisation des figures et tel que représenté notamment sur la figure 3, le guide-flux 91 est coudé. L'angle β formé par le coude, c'est à dire l'angle entre l'axe 52 normal au plan d'ouverture de la sortie 10 de propulsion et l'axe 53 normal au plan d'ouverture de la sortie 92 du guide-flux, est de préférence compris entre 30° et 60°. Cet angle β dépend notamment de l'angle α formé entre l'axe 52 normal au plan d'ouverture de la sortie 10 de propulsion et le plan 50 de roulage étant donné que le guide-flux 91 doit présenter une forme adaptée pour que le liquide qui s'échappe du guide-flux 91 présente une composante horizontale non nulle. Ce plan 50 de roulage est horizontal lorsque la surface immergée est plane horizontale.
Le liquide s'écoule hors de l'appareil par le guide-flux 91 avec une vitesse V orientée selon l'axe 53 normal du plan d'ouverture de la sortie 92 du guide-flux 91 et ayant une composante horizontale qui induit par réaction un effort de réaction hydraulique Fe qui présente une composante horizontale Feℓ d'entraînement orientée selon la direction opposée et qui entraîne l'appareil en déplacement sur la surface immergée.
Un appareil selon le mode de réalisation de l'invention comprend en outre un actionneur 95 d'entraînement en rotation du guide-flux 91 autour de son axe 52 de rotation. Selon un mode préférentiel de réalisation, cet actionneur est adapté pour orienter et maintenir le guide-flux 91 dans n'importe quelle position autour de l'axe 52 de rotation de sorte que la composante horizontale puisse présenter n'importe quelle direction autour de l'axe 52 de rotation et donc entraîner l'appareil dans n'importe quelle direction. Cet actionneur 95 est un actionneur électrique de type connu et n'est pas décrit ici en détail.
Cet actionneur 95 est selon le mode de réalisation de l'invention commandé par une unité 96 de commande adaptée pour commander la rotation du guide-flux 91 autour de son axe 52 de rotation. Une telle unité de commande peut présenter des programmes spécifiques de commande préenregistrés dans une mémoire associée à l'unité 96 de commande et/ou recevoir des signaux en provenance d'un émetteur externe à l'appareil, telle qu'une télécommande actionnée par un utilisateur qui se tient à côté du bassin à nettoyer ou un moyen équivalent. L'unité 96 de commande peut également recevoir des informations en provenance de dispositifs de détection d'au moins un signal de consigne représentatif d'au moins un état prédéterminé de l'appareil. Ce dispositif de détection de signaux de consigne comprend par exemple des capteurs de paroi avant ou arrière de telle sorte que leurs activations révèlent que l'appareil est dans un état de blocage avant ou arrière contre une paroi. L'unité de commande 96 peut alors, suivant un programme préenregistré, commander le pivotement du guide-flux 91 autour de son axe 52 de rotation selon un angle prédéterminé pour permettre à l'appareil de s'écarter de la paroi détectée.
Un capteur de paroi avant ou de paroi arrière peut être de tous types connus. Par exemple, un tel capteur peut être un capteur à contact.
L'unité 96 de commande peut selon un mode de réalisation particulier commander la puissance du moteur 12 électrique du dispositif de pompage et/ou la puissance des moteurs électriques 20a, 20b d'entraînement des roues 2 avant motrices, dans le cas d'un appareil comprenant un tel dispositif d'entraînement additionnel.
Dans le mode de réalisation de la figure 1 notamment, les organes roulants de guidage de l'appareil comprennent un essieu avant comprenant des roues 2 avant, une de chaque côté, et un essieu arrière comprenant des roues 3 arrière, une de chaque côté.
Selon un autre mode de réalisation représenté sur la figure 4, les organes roulants de guidage de l'appareil comprennent un essieu avant comprenant des roues 2 avant, une de chaque côté, et une roulette 33 arrière. Cette roulette 33 arrière est de préférence alignée verticalement avec le guide-flux 91.
En outre, de préférence et 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.
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, dite direction transversale, 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 ou en un matériau plastique résistant.
Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, l'appareil comprend un dispositif additionnel d'entraînement de l'appareil sur la surface immergée. Pour ce faire, l'appareil comprend des roues 2 avant motrices et le dispositif d'entraînement comprend par exemple un moteur 20 électrique d'entraînement de ces roues avant 2 motrices. De préférence et tel que représenté sur la figure 5, l'appareil comprend deux moteurs 20a, 20b d'entraînement, un de chaque côté, respectivement pour l'entraînement indépendant de chacune des deux roues 2 avant. Pour ce faire et selon un mode de réalisation, chaque moteur 20a, 20b électrique comprend un arbre moteur comprenant un pignon 44 moteur. Ce pignon 44 moteur est engrené dans un pignon 21 intermédiaire, solidaire d'un arbre 22 intermédiaire. Cet arbre 22 intermédiaire comprend à l'extrémité de l'arbre opposée au pignon 21 intermédiaire, un pignon 45 de roue engrené dans une couronne 5 périphérique à denture intérieure solidaire d'une roue 2 avant. Le pignon 45 de roue, le pignon 21 intermédiaire, l'arbre 22 intermédiaire et chaque pignon 44 moteur forment une transmission adaptée pour transmettre aux roues 2 un couple permettant le déplacement de l'appareil sur la surface immergée. La structure de cette transmission est telle que chaque moteur 20a, 20b électrique entraîne un arbre moteur en rotation selon un sens inverse au sens de rotation des roues 2.
Selon un mode de réalisation préférentiel, la couronne 5 périphérique à denture interne de chaque roue 2 avant motrice coopère avec un pignon 42 de brosse fixé à une extrémité de l'arbre d'une brosse 4 de telle sorte qu'une rotation de la roue 2 entraîne par l'intermédiaire de la couronne 5 à denture interne et du pignon 42 de brosse, la rotation de l'arbre de la brosse 4, et donc la rotation de la brosse 4.
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 avant 2 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, par exemple une paroi verticale.
Un appareil un mode de réalisation de l'invention 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 axial entraînée en rotation par le moteur 12 autour d'un axe 51. L'hélice 14 est 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 propulsion. La sortie 10 de propulsion est directement en regard de l'hélice de pompage de sorte que le liquide s'écoule hors de la sortie 10 de propulsion 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. Ce liquide est ensuite dévié par le guide-flux 91.
La figure 7 représente une surface immergée et un appareil selon un mode de réalisation de l'invention comprenant un guide-flux orientable sur 360°. En position A, l'appareil amorce un virage sur sa gauche par le pivotement du guide-flux vers l'intérieur du virage souhaité de sorte que l'effort de réaction hydraulique puise faire pivoter l'appareil. La position du guide-flux peut être maintenue selon la même orientation pendant tout le virage ou être plus pivotée par rapport à la direction longitudinale selon la courbe du virage souhaitée. En position B, le guide-flux est orienté selon la direction longitudinale de sorte que la composante horizontale de l'effort de réaction hydraulique s'étende longitudinalement vers l'arrière de l'appareil, ce qui conduit l'appareil à se déplacer selon une ligne droite rectiligne. En position C, le guide-flux est pivoté de sorte que l'appareil puisse amorcer un virage vers la droite.
Un appareil selon l'invention peut ainsi être piloté selon n'importe quel programme spécifique de telle sorte qu'il présente une grande maniabilité, ce qui permet non seulement d'améliorer le nettoyage des surfaces immergées, mais également d'optimiser les trajectoires et donc de diminuer les ressources nécessaires en énergie électrique.
L'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation par rapport au mode de réalisation préférentiel représenté sur les figures et décrit ci-dessus. En particulier, il est possible de prévoir le montage d'au moins une ailette déflectrice articulée autour d'un axe transversal à l'intérieur du guide-flux 91, cette ailette étant rappelée élastiquement, par exemple par un ressort de traction interposé entre l'ailette et la paroi interne du guide-flux 91. Au moins une aube déflectrice peut être montée fixe à l'intérieur de la paroi interne du guide-flux 91 en regard de l'ailette et à l'opposé du ressort de traction. De la sorte, la position angulaire de l'ailette déflectrice dans le guide-flux 91, dépend de la valeur du débit du flux délivré par le dispositif de pompage, qui dépend elle-même de la vitesse de rotation de la pompe 12. Il est donc possible de prévoir que pour une valeur nominale du débit du flux, l'ailette déflectrice soit alignée avec la direction nominale 53 du guide-flux 91, que pour une valeur du flux inférieure à la valeur nominale du débit, l'ailette déflectrice soit rappelée par le ressort de traction vers la paroi interne du guide-flux 91, générant une composante directionnelle horizontale entraînant l'appareil en rotation dans un sens, et pour une valeur du flux supérieure à la valeur nominale du débit, l'ailette déflectrice soit entraînée, sous l'effet de l'aube fixe déflectrice, au-delà de la position d'alignement nominal à l'encontre du ressort de traction de façon à générer une composante directionnelle horizontale entraînant l'appareil selon un autre sens de rotation. Dans cette variante de réalisation, qui peut être combinée à la précédente, l'actionneur est constitué de la pompe elle-même et du ressort de traction. Ainsi, il est possible de prévoir un appareil qui ne contient qu'un seul moteur, ou plus précisément dans lequel il n'est pas nécessaire de prévoir un moteur spécifique pour réaliser l'actionneur permettant de diriger l'appareil.
D'autres variantes de réalisation sont possibles.

Claims

Appareil roulant nettoyeur de surface immergée comprenant :
- un corps (1) creux adapté pour être entraîné en déplacement sur la surface immergée au moins dans un sens d'avancement et selon une direction principale d'avancement, dite direction longitudinale,

- 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,

- une chambre de filtration ménagée dans le corps creux et présentant :
· au moins une entrée (9) de liquide dans le corps (1) creux située à la base dudit corps (1) creux,

· au moins une sortie de liquide hors du corps (1) creux située à distance de la base dudit corps (1) creux,

· au moins un circuit hydraulique de circulation de liquide entre ladite au moins une entrée (9) de liquide et ladite au moins une sortie de liquide à travers au moins un dispositif (11) de filtrage,

- au moins un dispositif (12, 13, 14) motorisé de pompage, au moins partiellement interposé dans ledit circuit hydraulique, et adapté pour générer un débit de liquide entre chaque entrée (9) de liquide et chaque sortie (10) de liquide reliées par ledit circuit hydraulique,

- un guide-flux (91) monté sur une sortie de liquide, dite sortie (10) de propulsion, ledit guide-flux (91) présentant un organe déflecteur mobile pour orienter le courant de liquide qui s'échappe par cette sortie (10) de propulsion à travers ce guide-flux (91) de sorte qu'il crée par réaction, au niveau d'une sortie (92) du guide-flux, des efforts dont la résultante, dite effort de réaction hydraulique, présente une composante d'entraînement de l'appareil parallèle au plan de roulage non nulle, dite composante horizontale,

- un actionneur (95) d'entraînement dudit organe déflecteur mobile dudit guide-flux (91),

- une unité (96) de commande dudit actionneur (95),
caractérisé en ce que ledit actionneur (95) est adapté pour orienter et maintenir ledit organe déflecteur mobile dans au moins trois positions distinctes correspondant à trois composantes horizontales de directions distinctes aptes à entraîner l'appareil selon au moins trois directions distinctes, dont une au moins correspond à la direction longitudinale, et une autre est différente à la fois de la direction longitudinale et de la direction opposée à la direction longitudinale.
Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit guide-flux (91) est un guide-flux (91) directionnel tubulaire monté rotatif sur la sortie (10) de propulsion autour d'un axe (52) de rotation, en ce que ledit guide-flux (91) présente au moins une paroi déflectrice non perpendiculaire au plan d'ouverture de ladite sortie (10) de propulsion sur laquelle il est monté, de sorte que le courant de liquide qui s'échappe par cette sortie (10) de propulsion puisse être dévié par cette paroi déflectrice et en ce que ledit actionneur (95) est adapté pour entraîner en rotation ledit guide-flux (91) dans son ensemble autour dudit axe (52) de rotation.
Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit axe (52) de rotation forme avec ledit plan (50) de roulage un angle (α) compris entre 30° et 150 °.
Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit guide-flux (91) est coudé.
Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit guide-flux (91) comprend au moins une ailette déflectrice montée (25) mobile à l'intérieur du guide-flux (91) de façon à s'étendre :
- dans une première direction correspondant à une première orientation, dite orientation nominale, du flux issu de ladite sortie (10) de propulsion pour une première valeur de débit, dite débit nominal, du flux émis par le dispositif motorisé de pompage,

- dans au moins une deuxième direction correspondant à une deuxième orientation, distincte de l'orientation nominale, du flux issu de ladite sortie (10) de propulsion pour au moins une deuxième valeur de débit du flux émis par le dispositif motorisé de pompage, distincte du débit nominal.
Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit actionneur (95) est adapté pour orienter et maintenir ledit organe déflecteur dudit guide-flux (91) dans n'importe quelle position de sorte que la composante horizontale correspondante puisse présenter n'importe quelle direction.
Appareil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite sortie (10) de propulsion sur laquelle est monté le guide-flux (91) est décalée vers l'arrière selon la direction longitudinale de chaque entrée de liquide avec laquelle elle est en communication via un circuit hydraulique, et en ce que ledit guide-flux (91) fait saillie par rapport aux parois supérieures de l'appareil opposées au plan (50) de roulage de sorte que le courant de liquide qui s'échappe du guide-flux (91) puisse se propager librement sans rencontrer d'organes de l'appareil.
Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite unité (96) de commande est programmable de manière à permettre un paramétrage de la commande de l'actionneur (95) spécifique à chaque surface à nettoyer par l'appareil.
Appareil selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit guide-flux (91) présente une forme adaptée pour que le courant de liquide qui s'échappe de l'appareil par la sortie (92) dudit guide-flux (91) puisse en outre créer par réaction un effort de réaction hydraulique qui présente une composante verticale de l'appareil vers le bas non nulle.
Appareil selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un moteur (20) électrique d'entraînement d'au moins un organe (2) roulant, dit organe roulant moteur, de façon à former un dispositif additionnel d'entraînement apte à entraîner, par l'intermédiaire de ce(s)organe(s) roulant(s) moteur(s), le corps (1) creux en déplacement sur la surface immergée.
Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un essieu avant portant au moins un organe (2) roulant moteur monté par rapport au corps (1) creux rotatif autour d'un axe transversal.
Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'essieu avant porte deux organes (2) roulants moteurs montés respectivement à chacune des extrémités de l'essieu, chaque organe (2) roulant moteur étant entraîné en rotation par un moteur (20a, 20b) électrique d'entraînement.
Appareil selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que chaque moteur (20a, 20b) électrique est alimentée par une batterie embarquée dans l'appareil.
Appareil selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que ledit dispositif (12, 13, 14) de pompage comprend un moteur (12) électrique de pompage comprenant un arbre (13) rotatif moteur couplé à une hélice (14) de pompage axial interposée dans un circuit hydraulique dont l'axe de rotation est incliné par rapport à la direction longitudinale et distinct de l'axe (52) de rotation dudit guide-flux (91).