EP2793673A1 - Aspirateur cyclonique avec redresseur de flux - Google Patents

Aspirateur cyclonique avec redresseur de flux

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EP2793673A1
EP2793673A1 EP12816779.8A EP12816779A EP2793673A1 EP 2793673 A1 EP2793673 A1 EP 2793673A1 EP 12816779 A EP12816779 A EP 12816779A EP 2793673 A1 EP2793673 A1 EP 2793673A1
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EP
European Patent Office
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vacuum cleaner
outlet tube
cleaner according
central outlet
stage
Prior art date
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EP12816779.8A
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German (de)
English (en)
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EP2793673B1 (fr
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Fabien David
Patrick Morin
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SEB SA
Original Assignee
SEB SA
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Publication date
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    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/0081—Means for exhaust-air diffusion; Means for sound or vibration damping
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    • A47L9/10—Filters; Dust separators; Dust removal; Automatic exchange of filters
    • A47L9/16—Arrangement or disposition of cyclones or other devices with centrifugal action
    • A47L9/165—Construction of inlets
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    • A47L9/16—Arrangement or disposition of cyclones or other devices with centrifugal action
    • A47L9/1658—Construction of outlets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/12—Construction of the overflow ducting, e.g. diffusing or spiral exits
    • B04C5/13—Construction of the overflow ducting, e.g. diffusing or spiral exits formed as a vortex finder and extending into the vortex chamber; Discharge from vortex finder otherwise than at the top of the cyclone; Devices for controlling the overflow
    • B04C2005/136—Baffles in the vortex finder

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of vacuum cleaners used for the suction cleaning of a flow of air causing dust and other waste in the vicinity of a suction head.
  • the invention relates more particularly to the field of bagless vacuum cleaners in which the separation between the exhaust air and the aspirated particles is essentially carried out by means of a cyclone system as opposed to vacuum cleaners in which the separation is carried out by filtration. .
  • a bagless vacuum cleaner generally comprises, as described in EP 1 361 815, a primary cyclonic separation stage followed by a cyclonic secondary separation stage.
  • the recovery of the separated waste at the primary stage takes place at the separation chamber of said primary stage, the outer body serves as a recovery tank.
  • the primary stage comprises a cyclonic separator while the secondary stage comprises several cyclonic separators.
  • Each cyclonic separator comprises a separation chamber with at least one lateral tangential air inlet and a longitudinal axis outlet central tube which extends inside the separation chamber.
  • the invention relates to an aspirator comprising a waste separation assembly which comprises at least one cyclonic separation stage comprising at least one cyclone separator which comprises a separation chamber with at least one inlet a lateral tangential air outlet and a longitudinal central outlet tube ⁇ 'which extends inside the separation chamber.
  • at least one separator comprises, at the end of the central outlet tube located inside the chamber, means for rectifying the air flow which comprise:
  • At least one main fin which extends from the core towards the peripheral wall of the central outlet tube and which comprises, on the one hand, a leading edge which converges from the peripheral wall of the tube towards the core and the inside the separation chamber and on the other hand, a trailing edge located inside the central outlet tube.
  • the implementation of the recovery means can reduce the turbulence of the air in the central outlet pipe and in the ducts that follow.
  • the straightening means therefore make it possible to reduce the noise of the vacuum cleaner, since the latter is partly generated by the turbulent flow of air within the vacuum cleaner.
  • each main fin may extend radially from the core or on the contrary extend in curve from the core according to, for example a spiral shape with a variable radius of curvature.
  • the rectifying means comprise at least one secondary fin which is connected to a main fin by a substantially coaxial portion of the core and the central outlet tube and which extends from the cylinder portion to the wall of the outlet central tube.
  • the implementation of such a secondary fin increases the surfaces contributing to calm the flow of air and make it as laminar as possible while not reducing too much the air passage section and therefore by not putting too much loss of load that would be detrimental to the performance of the vacuum cleaner.
  • each main fin is associated with a secondary fin.
  • each secondary fin may extend radially from the corresponding portion of the cylinder or, on the contrary, extend in a curve from said portion of a cylinder according to, for example, a spiral shape with a radius of variable curvature.
  • each secondary fin comprises, on the one hand, a leading edge which converges from the peripheral wall of the tube towards the core and the inside of the separation chamber and, d on the other hand, a trailing edge located inside the central outlet tube.
  • the leading edge of the secondary fin is recessed, in the direction of air flow, relative to the leading edge of the main fin which carries it.
  • This variant embodiment makes it possible to prevent the leading edge of the secondary fin from forming, with respect to the leading edge of the main fin, a protuberance capable of retaining filaments or wires conveyed by the sucked air. .
  • each fin extends outside the central outlet tube. This feature in combination with the convergent nature of the leading edge avoids the risk of accumulation of fibrous waste on the recovery means.
  • each fin comprises, from the leading edge, a proximal portion inclined with respect to the ⁇ axis followed by a radial distal portion parallel to the ⁇ axis.
  • the proximal portion forms with the distal portion an angle of between 90 ° and 180 °. Such value of the angle ensures the progressivity of the action of the fin.
  • the value of the angle between the intrados of the distal portion and the intrados of the proximal portion is different from the value of the angle between the extrados of the distal portion and the extrados of the proximal portion.
  • the proximal portion is substantially planar. This configuration of the proximal portion facilitates the manufacture of molded plastic straightening means in the measurement where flat shapes are easier to obtain and avoid the implementation of a mold too complicated.
  • the proximal portion is inclined so as to place the leading edge upstream of the distal portion relative to the direction of rotation of the air.
  • the proximal portion is inclined in the direction of rotation of the air so as to direct the air progressively towards the distal portion.
  • each leading edge is part of a cone of axis ⁇ .
  • the portion of the rectifying means which is outside the central outlet tube is frustoconical so that it offers no roughness likely to retain the fibrous waste.
  • the frustoconical character of the inlet section of the rectifying means makes it possible to increase the air passage surface and thus to reduce the pressure drops.
  • the rectifying means comprise between three and six main fins. Such a number of main fins makes it possible to obtain a good compromise between the recovery efficiency and the pressure drops generated by the fins.
  • the distance between two consecutive fins is between 1 and 5 mm.
  • the vacuum cleaner comprises:
  • a first cyclonic separation stage comprising a cyclone separator
  • each separator of the second stage comprising means for rectifying the flow of air.
  • the second stage comprises at least two separators and the vacuum cleaner comprises between the first separation stage and the second separation stage a flow distributor which comprises as many channels as the second stage separator count and a flow divider that spans inside the outlet tube of the separator of the first stage to define therein conduits each connected to a channel of the flow splitter.
  • FIG. 1 is a schematic perspective of a bagless vacuum cleaner according to the invention.
  • FIG. 1 is a partially cut elevation of the bagless vacuum cleaner illustrated in Figure 1.
  • FIG. 3 is a schematic axial section of two cyclonic separators of the second separation stage.
  • FIG. 4 is a perspective view in plan view partially broken away showing a flow distributor between the first and second cyclonic separation stages of the vacuum cleaner illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 5 is a bottom view of the air flow rectifying means according to the invention.
  • FIG. 6 is a perspective view from below of the air flow rectifying means according to the invention.
  • FIG. 7 is a schematic view of the section along the line VII-VII of FIG. 5.
  • a vacuum cleaner according to the invention comprises a frame 1 supported by wheels 2 facilitating the movement of the vacuum cleaner during use.
  • the frame comprises a motor-fan unit 3 for generating a vacuum, an electric cable winder and control electronics as well as manual control members for controlling the operation of the vacuum cleaner.
  • the vacuum cleaner comprises a duct 4 providing a ventilation link between the motor-fan 3 and a separation assembly 5 so that the motor-fan there establishes a depression during operation.
  • the duct 4 may comprise, upstream of the fan motor, a filtering medium 6, such as a foam, intended to trap the finest particles that would not have been separated from the air sucked by the separation assembly 5.
  • the separating assembly 5 comprises a connecting mouth 7 of a suction accessory chain, not shown, generally comprising a suction head adapted to the end of a rigid telescopic tube connected to the mouth 7 by a flexible tube so that the suction head is in aeration link with the motorcycle fan 3 via the separation assembly 5 and the duct 4.
  • the separation assembly 5 implements a principle of cyclonic separation of the waste and the sucked air.
  • the separation assembly 5 comprises downstream of the mouth 7, according to the illustrated example, two stages 8 and 9 of cyclonic separation.
  • the first stage 8 comprises a primary cyclone separator 10 while the second stage 9 comprises four secondary separators 11 located downstream of the primary separator 10 and outside the latter. Only three of the four secondary separators 11 are visible in FIG. 1.
  • the second cyclonic separation stage 9 could comprise more than four secondary separators or, on the contrary, fewer than four cyclonic secondary separators.
  • the secondary separator (s) 11 could also be located inside the primary separator and not outside the latter, as illustrated.
  • the longitudinal axes ⁇ 'of the secondary separators 11 are parallel to the longitudinal axis ⁇ of the primary separator 10.
  • the primary separator 10 comprises a tubular body 15 which delimits a separation chamber 16 of generally frustoconical shape of revolution axis ⁇ whose outer wall diverges downwards.
  • the mouth 7 of connection of the blade is then connected to the body 15 by a conduit 17 which opens tangentially into the primary separator 10.
  • the first stage 8 also comprises at the center of the tubular body 15 an outlet tube 18 axis ⁇ .
  • the outlet tube 18 has a symmetrical bottom portion of revolution axis ⁇ whose lower end is substantially frustoconical and converges downwards.
  • Each secondary separator 11 comprises, as shown in Figure 3, a tubular body 20 which delimits a separation chamber 21 of cylindrical general shape of revolution of axis ⁇ 'at the top and, in the lower part, frustoconical of revolution of axis ⁇ 'converging downwards.
  • the separation chamber 21 comprises at the top a tangential air inlet 22.
  • Each secondary separator 11 also comprises a central outlet tube 23 of longitudinal axis ⁇ 'which is connected by the duct 4 to the motor-fan 3.
  • the air leaving the separation chamber 16 through the outlet tube 18 is then conveyed by a flow distributor 25, illustrated in FIG. 4, to the four secondary separators 11.
  • the flow distributor 25 comprises as many channels 26 that the second separation stage 9 comprises secondary separators 11 or in this case four channels 26.
  • the flow distributor 25 comprises a flow divider 27 which extends inside the outlet tube 18.
  • the flow divider 27 is in the form of a cross-member comprising four cross-shaped walls 28 dividing the interior of the outlet tube 18 into four equal channels 29.
  • the divider flow 27 helps to block the rotation of the air inside the outlet tube 18 and reduces the swirling nature of the flow.
  • the flux divider 27, in addition to ensuring a balancing of the air supply of the secondary separators 11, makes it possible to reduce the a Vogellic noise at the output of the primary separator 10.
  • the air flow of each channel 26 enters the corresponding secondary separator through the tangential air inlet 22 to form in the chamber 21 a vortex for separating the air from small dust particles contained therein again.
  • the air is then discharged from the separation chamber 21 through the central outlet tube 23 to be collected by the duct 4 and conveyed to the motor fan 3.
  • each central outlet tube 23 At the inlet of each central outlet tube 23, the air has a swirling flow which is at the origin of a fairly large airflow noise.
  • the invention proposes to equip at least one of the central outlet tubes 23 and, according to the illustrated example, each of the outlet tubes 23 of the secondary separators 11 of the straightening means 30 of the flow of air that hinder the swirling motion of the air to make it laminar.
  • the rectifying means 30 comprises a central core 31 of cylindrical general shape of axis revolution coincides with the longitudinal axis ⁇ 'of the corresponding outlet tube.
  • the rectifying means 30 further comprise at least one, and preferably, between 3 and 7 main fins 32 which extend radially from the core 31.
  • the rectifying means 30 comprise six main fins 32 which extend radially from the core 31 to a peripheral wall 33 of the central outlet tube 23 being distributed regularly around the latter.
  • the number of fins depends on the diameter of the central outlet tube, the more it is larger the more the number of fins increases.
  • the maximum number of fins is determined by leaving the distance between each fin preferably included; between 1 mm and 5 mm.
  • Each main fin 32 comprises, as shown in FIG. 7, a leading edge 34 located outside the central outlet tube 23 and inside the separation chamber 21.
  • each fin 32 comprises a trailing edge 35 which is located towards the inside of the central outlet pipe 23.
  • the thickness of the main fin decreases from the inside of the main fin to the end of the leading edge 34 or the trailing edge 35.
  • the leading edge 34 converges from the peripheral wall 33 to the core 31 and inwardly of the separation chamber 21.
  • This configuration of the attacking edges of the main fins 32 confers on the part of the rectifying means 30 located in the separation chamber 21, a frustoconical shape of axis ⁇ 'and converging towards the inside of the chamber of separation 21. This form prevents cling airborne fibers and thus limit the risk of obstruction means of recovery.
  • trailing edges 35 are perpendicular to the longitudinal axis ⁇ 'so that they together define a flat surface normal to the axis ⁇ '.
  • each main fin is bent against the direction F3 air flow as shown in Figures 6 and 7.
  • Each main fin 32 then comprises from the edge of attacking a proximal portion 36 inclined relative to the axis ⁇ 'and followed by a radial distal portion 37 parallel to the axis ⁇ '.
  • the proximal portion 36 is substantially planar and forms an angle ⁇ between 90 ° and 180 ° with the distal portion 37.
  • the distal portion 37 is also substantially planar.
  • the rectifying means 30 comprise, according to the illustrated example, in association with each main fin 32 a secondary fin 40.
  • Each secondary vane 40 is bonded to the corresponding main vane 32 by a cylinder portion 41 coaxial with the core 31.
  • the secondary vane 40 then extends radially from this cylinder portion 41 to the wall
  • the edge of each secondary vane 40 oriented towards the separation chamber 21 forms a leading edge 42 which converges from the peripheral wall 33 of the central outlet tube towards the core. and the inside of the separation chamber 21.
  • the leading edge 42 and the edge of the cylinder portion 41 located towards the separation chamber 21 are placed slightly behind the leading edge 34 of the main fin 32 so as to form no obstacle likely to retain fibers.
  • Each secondary fin 40 comprises, opposite to the leading edge 42, a trailing edge 43 which is substantially perpendicular to the axis ⁇ 'of the core 31.
  • each secondary fin 40 is also curved as the main fin 32 which carries it.
  • each secondary fin 40 then comprises from the leading edge 42 a proximal portion 45 inclined relative to the axis ⁇ 'and followed by a radial distal portion 46 parallel to the axis ⁇ '.
  • the proximal portion 45 is substantially planar and forms an angle ⁇ between 90 ° and 180 ° with the distal portion 46.
  • the distal portion 46 is also substantially planar.
  • the air of the separation chamber 21 will be progressively guided by the proximal portions 36 and 45 of the fins 32 and 40 to be directed to the distal portions 37 and 46 which extend parallel to the axis ⁇ ', so that at the outlet of the rectifying means 30 the air flow is substantially laminar.
  • the implementation of the recovery means 30 thus makes it possible to obtain a reduction of the aerial noise of the vacuum cleaner according to the invention of the order of several decibels compared to an operation of this same vacuum cleaner without the rectifying means 30.
  • the rectifying means 30 are held in place by means of a bracket 50 extending inside the corresponding central outlet tube.
  • fixing of the rectifying means 30 is not strictly necessary for carrying out the invention.
  • fixing of the rectifying means 30 could be provided by elastic fitting or gluing at the end of the central outlet tube 23 in the separation chamber 21.
  • the main and secondary fins extend radially from their support to the peripheral wall of the central outlet tube.
  • the main and secondary fins may be shaped so that the projection of their leading edge, on a plane normal to the axis of the central outlet tube, is curved and, for example, has a spiral portion shape with a variable radius of curvature.
  • the proximal and distal portions of each fin are straight and connect at a sharp angle or break.
  • the zone of connection between the proximal and distal portions of each fin may be radiated or curved so as to reduce the "break" to promote a laminar flow of air.
  • the proximal and distal portions of each fin may be curved and shaped such that the radii of curvature of the intrados and extrados vary gradually and continuously between the leading edge and the trailing edge.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Filters For Electric Vacuum Cleaners (AREA)

Abstract

Aspirateur comprenant un ensemble de séparation (5) des déchets qui comprend au moins un étage de séparation cyclonique (9) comportant au moins un séparateur par cyclone (11) qui comprend une chambre de séparation (21) avec au moins une entrée d'air (22) tangentielle latérale et un tube central de sortie (23) d'axe longitudinal (Δ') qui s'étend à l'intérieur de la chambre de séparation (21); dont au moins un des séparateurs (11) comprend des moyens de redressement (30) du flux d'air qui comprennent un noyau (31) sensiblement coaxial au tube central de sortie (23) d'axe longitudinal (Δ'), et au moins une ailette principale (32) qui s'étend depuis le noyau (31) vers la paroi périphérique (33) du tube central de sortie (23), et qui comprend, d'une part, un bord d'attaque (34) qui converge depuis la paroi périphérique (33) du tube (23) vers le noyau (31) et l'intérieur de la chambre de séparation (21), et, d'autre part, un bord de fuite (35) situé à l'intérieur du tube central de sortie (23).

Description

ASPIRATEUR CYCLONIQUE AVEC REDRESSEUR DE FLUX
[01] La présente invention concerne le domaine technique des aspirateurs utilisés pour le nettoyage par aspiration d'un flux d'air entraînant les poussières et autres déchets se trouvant à proximité d'une tête d'aspiration. L'invention concerne plus particulièrement le domaine des aspirateurs sans sac dans lesquels la séparation entre l'air rejeté et les particules aspirées est essentiellement réalisée au moyen d'un système de cyclones par opposition aux aspirateurs avec sac dans lesquels la séparation est effectuée par filtration.
[02] Un aspirateur sans sac comprend généralement, comme cela est décrit par le document EP 1 361 815, un étage primaire de séparation cyclonique suivi d'un étage secondaire de séparation cyclonique. La récupération des déchets séparés au niveau de l'étage primaire s'effectue au niveau de la chambre de séparation dudit étage primaire dont le corps externe fait office de bac de récupération. L'étage primaire comprend un séparateur cyclonique tandis que l'étage secondaire comprend plusieurs séparateurs cycloniques. Chaque séparateur cyclonique comprend une chambre de séparation avec au moins une entrée d'air tangentielle latérale et un tube central de sortie d'axe longitudinal qui s'étend à l'intérieur de la chambre de séparation. Un tel aspirateur donne plutôt satisfaction en ce qui concerne sa fonction première d'aspiration mais présente toutefois l'inconvénient d'être bruyant.
[03] Il est donc apparu le besoin d'un aspirateur sans sac qui soit moins bruyant à efficacité équivalente que les aspirateurs sans sac selon l'art antérieur.
[04] Afin d'atteindre cet objectif, l'invention concerne un aspirateur comprenant un ensemble de séparation des déchets qui comprend au moins un étage de séparation cyclonique comportant au moins un séparateur par cyclone qui comprend une chambre de séparation avec au moins une entrée d'air tangentielle latérale et un tube central de sortie d'axe longitudinal Δ' qui s'étend à l'intérieur de la chambre de séparation. [05] Selon l'invention, au moins un séparateur comprend, au niveau de l'extrémité du tube central de sortie située à l'intérieur de la chambre, des moyens de redressement du flux d'air qui comprennent :
- un noyau sensiblement coaxial au tube central d'axe longitudinal Δ',
- au moins une ailette principale qui s'étend depuis le noyau vers la paroi périphérique du tube central de sortie et qui comprend, d'une part, un bord d'attaque qui converge depuis la paroi périphérique du tube vers le noyau et l'intérieur de la chambre de séparation et d'autre part, un bord, de fuite situé à l'intérieur du tube central de sortie.
[06] La mise en œuvre des moyens de redressement permettent de réduire les turbulences de l'air dans le tube central de sortie et dans les conduits qui lui font suite. Les moyens de redressement permettent donc de réduire le bruit de l'aspirateur dans la mesure où ce dernier est en partie généré par l'écoulement turbulent de l'air au sein de l'aspirateur.
[07] Selon l'invention chaque ailette principale peut s'étendre radialement à partir du noyau ou au contraire s'étendre en courbe à partir du noyau selon, par exemple une forme de spirale avec un rayon de courbure variable.
[08] Selon une forme de réalisation de l'invention, les moyens de redressement comprennent au moins une ailette secondaire qui est liée à une ailette principale par une portion sensiblement de cylindre coaxiale au noyau et au tube central de sortie et qui s'étend à partir de la portion de cylindre jusqu'à la paroi du tube central de sortie. La mise en œuvre d'une telle ailette secondaire permet d'augmenter les surfaces contribuant à calmer l'écoulement de l'air et à le rendre aussi laminaire que possible tout en ne réduisant pas trop la section de passage de l'air et donc en n'enduisant pas trop de pertes de charge qui seraient préjudiciables aux performances de l'aspirateur.
[09] Selon une caractéristique de cette forme de réalisation, chaque ailette principale est associée à une ailette secondaire.
[10] Selon l'invention chaque ailette secondaire peut s'étendre radialement à partir de la portion de cylindre correspondante ou au contraire s'étendre en courbe à partir de ladite portion de cylindre selon, par exemple une forme de spirale avec un rayon de courbure variable. [11] Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque ailette secondaire comprend, d'une part, un bord d'attaque qui converge depuis la paroi périphérique du tube vers le noyau et l'intérieur de la chambre de séparation et, d'autre part, un bord de fuite situé à l'intérieur du tube central de sortie.
[12] Selon une variante de cette caractéristique, le bord d'attaque de l'ailette secondaire est en retrait, dans le sens de circulation de l'air, par rapport au bord d'attaque de l'ailette principale qui la porte. Cette variante de réalisation permet d'éviter que le bord d'attaque de l'ailette secondaire ne forme, par rapport au bord d'attaque de l'ailette principale, une protubérance susceptible de retenir des filaments ou fils véhiculés par l'air aspiré.
[13] Selon une caractéristique de l'invention, le bord d'attaque de chaque ailette s'étend à l'extérieur du tube central de sortie. Cette caractéristique en combinaison avec le caractère convergeant du bord d'attaque permet d'éviter les risques d'accumulation de déchets fibreux sur les moyens de redressement.
[14] Selon une forme de réalisation de l'invention, chaque ailette comprend à partir du bord d'attaque une portion proximale inclinée par rapport à l'axe Δ suivie d'une portion distale radiale parallèle à l'axe Δ. Une telle configuration de l'ailette permet d'agir sur le caractère tourbillonnant du flux d'air à l'entrée du tube central de sortie en le redressant progressivement de manière à le rendre sensiblement laminaire en sortie des moyens de redressement et à l'intérieur du tube central de sortie. Le caractère progressif de l'action de l'ailette limite les pertes de charge et les bruits aériens.
[15] Selon une variante de cette forme de réalisation, la portion proximale forme avec la portion distale un angle a compris entre 90° et 180°. De telle valeur de l'angle permet d'assurer la progressivité de l'action de l'ailette.
[16] Selon une caractéristique de cette variante, la valeur de l'angle entre l'intrados de la portion distale et l'intrados de la portion proximale est différente de la valeur de l'angle entre l'extrados de la portion distale et l'extrados de la portion proximale.
[17] Selon une autre variante de cette forme de réalisation, la portion proximale est sensiblement plane. Cette configuration de la portion proximale permet de faciliter la fabrication des moyens de redressement en matière plastique moulée dans la mesure où des formes plates sont plus faciles à obtenir et évitent la mise en œuvre d'un moule trop compliqué.
[18] Selon encore une autre variante de cette forme de réalisation, la portion proximale est inclinée de manière à placer le bord d'attaque en amont de la portion distale par rapport au sens de rotation de l'air. Ainsi, la portion proximale est inclinée dans le sens de rotation de l'air de manière à diriger l'air progressivement vers la portion distale.
[19] Selon une caractéristique de l'invention, chaque bord d'attaque s'inscrit dans un cône d'axe Δ. Ainsi, la partie des moyens de redressement qui se trouve à l'extérieur du tube central de sortie est tronconique de sorte qu'elle n'offre aucune aspérité susceptible de retenir les déchets fibreux. De plus, le caractère tronconique de la section d'entrée des moyens de redressement permet d'augmenter la surface de passage de l'air et donc de réduire les pertes de charge.
[20] Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de redressement comprennent entre trois et six ailettes principales. Un tel nombre d'ailettes principales permet d'obtenir un bon compromis entre l'efficacité de redressement et les pertes de charge engendrées par les ailettes.
[21] Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la distance entre deux ailettes consécutives est comprise entre 1 et 5 mm.
[22] Selon une forme de réalisation de l'invention, l'aspirateur comprend :
- un premier étage de séparation cyclonique comportant un séparateur par cyclone,
- et un deuxième étage de séparation cyclonique comportant au moins un séparateur par cyclone, chaque séparateur du deuxième étage comprenant des moyens de redressement du flux d'air.
[23] La mise en œuvre de deux étages de séparation permet de réduire au maximum la quantité de particules solides présentes dans l'air en sortie du deuxième étage.
[24] Selon une variante de cette forme de réalisation, le deuxième étage comprend au moins deux séparateurs et l'aspirateur comprend entre le premier étage de séparation et le deuxième étage de séparation un répartiteur de flux qui comprend autant de canaux que le deuxième étage compte de séparateurs et un diviseur de flux qui s'étend à l'intérieur du tube de sortie du séparateur du premier étage pour y définir des canalisations chacune raccordée à un canal du répartiteur de flux.
[25] Bien entendu, les différentes variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
[26] Par ailleurs, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée, effectuée en référence aux dessins qui illustrent une forme non limitative de réalisation d'un aspirateur à système de séparation cyclonique conforme à l'invention.
- La figure 1 est une perspective schématique d'un aspirateur sans sac selon l'invention.
- La figure 2 est une élévation partiellement coupée de l'aspirateur sans sac illustré à la figure 1.
- La figure 3 est une coupe axiale schématique de deux séparateurs cycloniques du deuxième étage de séparation.
- La figure 4 est une perspective en vue de dessus partiellement arrachée montrant un répartiteur de flux entre les premier et deuxième étages de séparation cyclonique de l'aspirateur illustré aux figures 1 et 2.
- La figure 5 est une vue de dessous des moyens de redressement du flux d'air selon l'invention.
- La figure 6 est une perspective en vue de dessous des moyens de redressement du flux d'air selon l'invention.
- La figure 7 est une vue schématique de la section selon la ligne VII-VII de la figure 5.
[27] Un aspirateur conforme à l'invention, tel qu'illustré aux figures 1 et 2, comprend un bâti 1 supporté par des roues 2 facilitant les déplacements de l'aspirateur lors de son utilisation. De façon connue, le bâti comprend un bloc moto-ventilateur 3 destiné à générer une dépression, un enrouleur de câble électrique et une électronique de commande ainsi que des organes de commande manuelle permettant de piloter le fonctionnement l'aspirateur. Ces différents éléments, qui ne constituent pas l'objet de l'invention en elle-même, n'ont pas tous été représentés afin d'alléger la figure 1. [28] L'aspirateur comprend un conduit 4 assurant une liaison aéraulique entre le moto-ventilateur 3 et un ensemble de séparation 5 de sorte que le moto-ventilateur y établit une dépression pendant son fonctionnement. Le conduit 4 peut comprendre en amont du moto-ventilateur un média filtrant 6, tel qu'une mousse, destiné à piéger les particules les plus fines qui n'auraient pas été séparées de l'air aspiré par l'ensemble de séparation 5.
[29] L'ensemble de séparation 5 comprend une bouche de raccordement 7 d'une chaîne d'accessoires d'aspiration, non représentée, comprenant généralement une tête d'aspiration adaptée à l'extrémité d'un tube télescopique rigide raccordé à la bouche 7 par un tube flexible de sorte que la tête d'aspiration se trouve en liaison aéraulique avec le moto ventilateur 3 via l'ensemble de séparation 5 et le conduit 4.
[30] Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, l'ensemble de séparation 5 met en œuvre un principe de séparation cyclonique des déchets et de l'air aspiré. Ainsi, l'ensemble de séparation 5 comprend en aval de la bouche 7, selon l'exemple illustré, deux étages 8 et 9 de séparation cyclonique. Le premier étage 8 comporte un séparateur primaire 10 par cyclone tandis que le deuxième étage 9 comprend quatre séparateurs secondaires 11 situés en aval du séparateur primaire 10 et à l'extérieur de ce dernier. Seuls trois des quatre séparateurs secondaires 11 sont visibles à la figure 1. Il est à noter que le deuxième étage de séparation cyclonique 9 pourrait comprendre plus de quatre séparateurs secondaires ou au contraire moins de quatre séparateurs secondaires cycloniques. Par ailleurs, le ou les séparateurs secondaires 11 pourraient également être situés à l'intérieur du séparateur primaire et non pas à l'extérieur de ce dernier comme cela est illustré. Selon l'exemple illustré, les axes longitudinaux Δ' des séparateurs secondaires 11 sont parallèles à l'axe longitudinal Δ du séparateur primaire 10.
[31] Le séparateur primaire 10 comprend un corps tubulaire 15 qui délimite une chambre de séparation 16 de forme générale tronconique de révolution d'axe Δ dont la paroi externe diverge vers le bas. La bouche 7 de raccordement du balai est alors reliée au corps 15 par un conduit 17 qui débouche de manière tangentielle dans le séparateur primaire 10. Le premier étage 8 comprend également au centre du corps tubulaire 15 un tube de sortie 18 d'axe Δ. Le tube de sortie 18 présente une partie basse à symétrie de révolution d'axe Δ dont l'extrémité inférieure est sensiblement tronconique et converge vers le bas.
[32] Chaque séparateur secondaire 11 comprend, comme le montre la figure 3, un corps tubulaire 20 qui délimite une chambre de séparation 21 de forme générale cylindrique de révolution d'axe Δ' en partie haute et, en partie basse, tronconique de révolution d'axe Δ' convergeant vers le bas. La chambre de séparation 21 comprend en partie haute une entrée d'air 22 tangentielle. Chaque séparateur secondaire 11 comprend également un tube central de sortie 23 d'axe longitudinal Δ' qui est relié par le conduit 4 au moto-ventilateur 3.
[33] Lors du fonctionnement de l'aspirateur, l'air et les déchets aspirés arrivent par le conduit 17 tangentiellement à l'intérieur du séparateur primaire 10 comme le montre la flèche Fl. Il se crée alors un vortex descendant autour du tube de sortie 18 comme le montre la flèche F2. Les déchets contenus dans l'air, et notamment les plus lourds, ont alors tendance à s'accumuler vers l'extérieur en partie basse du corps 15 sous l'effet combiné des forces centrifuges, du sens de circulation de l'air et de la pesanteur. L'air aspiré par l'ouverture basse du tube de sortie 18 se trouve alors débarrassé d'une grande partie des déchets qu'il contenait jusqu'à présent.
[34] L'air sortant de la chambre de séparation 16 par le tube de sortie 18 est ensuite acheminé par un répartiteur de flux 25, illustré figure 4, vers les quatre séparateurs secondaires 11. Ainsi le répartiteur de flux 25 comprend autant de canaux 26 que le deuxième étage de séparation 9 comprend de séparateurs secondaire 11 soit dans le cas présent quatre canaux 26. Afin de répartir le flux d'air de manière équilibrée entre les quatre canaux 26, le répartiteur de flux 25 comprend un diviseur de flux 27 qui s'étend à l'intérieur du tube de sortie 18. Le diviseur de flux 27 présente la forme d'un croisillon comprenant quatre parois 28 en croix qui divisent en quatre canalisations 29 égales l'intérieur du tube de sortie 18. Le diviseur de flux 27 contribue à bloquer la rotation de l'air à l'intérieur du tube de sortie 18 et atténue le caractère tourbillonnaire de l'écoulement. Ainsi, le diviseur de flux 27, en plus d'assurer un équilibrage de l'alimentation en air des séparateurs secondaires 11, permet de réduire les bruits aérauliques en sortie du séparateur primaire 10. [35] Le flux d'air de chaque canal 26 pénètre dans le séparateur secondaire correspondant par l'entrée d'air 22 tangentielle pour former dans la chambre 21 un vortex permettant de séparer l'air des petites particules de poussière qu'il contient encore. L'air est ensuite évacué de la chambre de séparation 21 par le tube central de sortie 23 pour être collecté par le conduit 4 et acheminé vers le moto-ventilateur 3.
[36] En entrée de chaque tube central de sortie 23, l'air possède un écoulement tourbillonnaire qui est à l'origine d'un bruit aéraulique assez important. Afin de réduire ce bruit, l'invention propose d'équiper l'un au moins des tubes centraux de sortie 23et, selon l'exemple illustré, chacun des tubes de sortie 23 des séparateurs secondaires 11 de moyens de redressement 30 du flux d'air qui font obstacle au mouvement tourbillonnaire de l'air pour le rendre laminaire.
[37] Comme le montre les figures 5 et 6, les moyens de redressement 30 comprennent un noyau central 31 de forme générale cylindrique de révolution d'axe confondu avec l'axe longitudinal Δ' du tube de sortie correspondant.
[38] Les moyens de redressement 30 comprennent en outre au moins une, et de manière préférée, entre 3 et 7 ailettes principales 32 qui s'étendent radialement à partir du noyau 31. Selon l'exemple illustré, les moyens de redressement 30 comprennent six ailettes principale 32 qui s'étendent radialement à partir du noyau 31 jusqu'à une paroi périphérique 33 du tube central de sortie 23 en étant réparties régulièrement autour de ce dernier. Le nombre d'ailettes dépend du diamètre du tube central de sortie, plus celui-ci est grand plus le nombre d'ailettes augmente. Le nombre maximum d'ailettes est déterminé en laissant la distance entre chaque ailette comprise, de préférence ; entre 1 mm et 5 mm.
[39] Chaque ailette principale 32 comprend, comme le montre la figure 7, un bord d'attaque 34 situé à l'extérieur du tube central de sortie 23 et à l'intérieur de la chambre de séparation 21. A l'opposé du bord d'attaque 34, chaque ailette 32 comprend un bord de fuite 35 qui est situé à vers l'intérieur du tube central de sortie 23. Afin d'éviter les pertes de charge et de favoriser un écoulement laminaire de l'air, l'épaisseur de l'ailette principale décroit de l'intérieur de l'ailette principale jusqu'à l'extrémité du bord d'attaque 34 ou du bord de fuite 35. Par ailleurs, le bord d'attaque 34 converge depuis la paroi périphérique 33 jusqu'au noyau 31 et vers l'intérieur de la chambre de séparation 21.
[40] Cette configuration des bords d'attaques des ailettes principales 32 confère, à la partie des moyens de redressement 30 située dans la chambre de séparation 21, une forme tronconique d'axe Δ' et convergeant vers l'intérieur de la chambre de séparation 21. Cette forme permet d'éviter un accrochage des fibres véhiculées par l'air et donc de limiter les risques d'obstruction des moyens de redressement.
[41] Par ailleurs, les bords de fuite 35 sont perpendiculaires à l'axe longitudinal Δ' de sorte qu'ils définissent ensemble une surface plane normale à l'axe Δ'.
[42] Afin de redresser progressivement le flux d'air, chaque ailette principale est courbée à rencontre du sens F3 de circulation de l'air comme le montre les figures 6 et 7. Chaque ailette principale 32 comprend alors à partir du bord d'attaque une partie proximale 36 inclinée par rapport à l'axe Δ' et suivie par une partie distale 37 radiale parallèle à l'axe Δ'. Selon l'exemple illustré, la partie proximale 36 est sensiblement plane et forme un angle a compris entre 90° et 180° avec la partie distale 37. La partie distale 37 est également sensiblement plane.
[43] Dans la mesure où les ailettes principales 32 s'étendent radialement à partir du noyau 31, la distance qui sépare deux ailettes principales 32 adjacentes est plus importante à proximité de la paroi 33 du tube central de sortie 23 qu'à proximité du noyau de sorte que le guidage de l'air est moins efficace à proximité de la paroi 33. Afin de remédier à ce déficit de guidage en périphérie, les moyens de redressement 30 comprennent, selon l'exemple illustré, en association avec chaque ailette principale 32 une ailette secondaire 40.
[44] Chaque ailette secondaire 40 est liée à l'ailette principale 32 correspondante par une portion de cylindre 41 coaxiale au noyau 31. L'ailette secondaire 40 s'étend alors radialement à partir de cette portion de cylindre 41 jusqu'à la paroi 33 du tube central de sortie 23. Comme les ailettes principales 32, le bord de chaque ailette secondaire 40 orienté vers la chambre de séparation 21 forme un bord d'attaque 42 qui converge depuis la paroi périphérique 33 du tube central de sortie vers le noyau et l'intérieur de la chambre de séparation 21. Le bord d'attaque 42 ainsi que le bord de la portion de cylindre 41 situé vers la chambre de séparation 21 sont placés légèrement en retrait du bord d'attaque 34 de l'ailette principale 32 de manière à ne former aucun obstacle susceptible de retenir des fibres. Chaque ailette secondaire 40 comprend à l'opposé du bord d'attaque 42 un bord de fuite 43 qui est sensiblement perpendiculaire à l'axe Δ' du noyau 31. Le bord de fuite 43 est situé à l'intérieur du tube central de sortie 23. Chaque ailette secondaire 40 est également recourbée comme l'ailette principale 32 qui la porte. Ainsi, chaque ailette secondaire 40 comprend alors à partir du bord d'attaque 42 une partie proximale 45 inclinée par rapport à l'axe Δ' et suivie par une partie distale 46 radiale parallèle à l'axe Δ'. Selon l'exemple illustré la parte proximale 45 est sensiblement plane et forme un angle a compris entre 90° et 180° avec la partie distale 46. La partie distale 46 est également sensiblement plane.
[45] Lors du fonctionnement de l'aspirateur, l'air de la chambre de séparation 21 va être guidé progressivement par les parties proximales 36 et 45 des ailettes 32 et 40 pour être dirigé vers les parties distales 37 et 46 qui s'étendent parallèlement à l'axe Δ', de sorte qu'en sortie des moyens de redressement 30 le flux d'air est sensiblement laminaire. La mise en œuvre des moyens de redressement 30 permet ainsi d'obtenir une réduction des bruits aériens de l'aspirateur selon l'invention de l'ordre de plusieurs décibels par rapport à un fonctionnement de ce même aspirateur sans les moyens de redressement 30.
[46] Selon l'exemple illustré aux figures et décrit précédemment, les moyens de redressement 30 sont maintenus en place par l'intermédiaire d'une potence 50 s'étendant à l'intérieur du tube central de sortie correspondant. Toutefois, un tel mode de fixation des moyens de redressement 30 n'est pas strictement nécessaire à la réalisation de l'invention. Ainsi, la fixation des moyens de redressement 30 pourrait être assurée par emmanchement élastique ou collage au niveau de l'extrémité du tube central de sortie 23 dans la chambre de séparation 21.
[47] Selon l'exemple illustré aux figures et décrit précédemment, les ailettes principales et secondaires s'étendent radialement à partir de leur support vers la paroi périphérique du tube central de sortie. Toutefois, une telle conformation « rectiligne » n'est pas strictement nécessaire à la réalisation de l'invention. Ainsi, les ailettes principales et secondaires peuvent être conformées de manière que la projection de leur bord d'attaque, sur un plan normal à l'axe du tube central de sortie, soit courbe et, par exemple, possède une forme de portion de spirale avec un rayon de courbure variable.
[48] Par ailleurs, selon l'exemple illustré aux figures et décrit précédemment, les parties proximale et distale de chaque ailette sont droites et se raccordent en formant un angle marqué ou une cassure. Toutefois, selon l'invention la zone de raccordement entre les parties proximale et distale de chaque ailette peut être rayonnée ou courbe de manière à réduire la « cassure » pour favoriser un écoulement laminaire de l'air. De même, les portions proximale et distale de chaque ailette peuvent être courbes et conformées de manière que les rayons de courbure de l'intrados et de l'extrados varient de manière progressive et continue entre le bord d'attaque et le bord de fuite.
[49] Bien entendu, diverses autres modifications peuvent être apportées à l'invention dans le cadre des revendications annexées.

Claims

REVENDICATIONS
1. Aspirateur comprenant un ensemble de séparation des déchets qui comprend au moins un étage (8,9) de séparation cyclonique comportant au moins un séparateur (11) par cyclone qui comprend une chambre de séparation (21) avec au moins une entrée d'air tangentielle latérale et un tube central de sortie (23) d'axe longitudinal Δ' qui s'étend à l'intérieur de la chambre de séparation (21),
caractérisé en ce qu'au moins un séparateur (11) comprend, au niveau de l'extrémité du tube central de sortie (23) située à l'intérieur de la chambre, des moyens de redressement (30) du flux d'air qui comprennent :
- un noyau (31) sensiblement coaxial au tube central de sortie d'axe longitudinal Δ,
- au moins une ailette principale (32) qui s'étend depuis le noyau (31) vers la paroi périphérique (33) du tube central de sortie (23) et qui comprend, d'une part, un bord d'attaque (34) situé à l'extérieur du tube central de sortie (23) et qui converge depuis la paroi périphérique (33) du tube vers le noyau (31) et l'intérieur de la chambre de séparation (21) et d'autre part, un bord de fuite situé à l'intérieur du tube central de sortie (23).
2. Aspirateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de redressement comprennent au moins une ailette secondaire (40) qui est liée à une ailette principale (32) par une portion sensiblement de cylindre (41) coaxiale au noyau (31) et au tube central de sortie (23) et qui s'étend à partir de la portion de cylindre (41) jusqu'à la paroi (33) du tube central de sortie (23).
3. Aspirateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque ailette principale (32) est associée à une ailette secondaire (40).
4. Aspirateur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque ailette secondaire (40) comprend, d'une part, un bord d'attaque (42) qui converge depuis la paroi périphérique (33) du tube vers le noyau (31) et l'intérieur de la chambre de séparation et, d'autre part, un bord de fuite (43) situé à l'intérieur du tube central de sortie (23).
5. Aspirateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bord d'attaque de l'ailette secondaire (40) est en retrait, dans le sens de circulation de l'air, par rapport au bord d'attaque (34) de l'ailette principale (32) qui la porte.
6. Aspirateur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bord de d'attaque (34,42) de chaque ailette (32,40) s'étend à l'extérieur du tube central de sortie (23).
7. Aspirateur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque ailette (32,40) comprend à partir du bord d'attaque (34,42) une portion proximale (36,45) inclinée par rapport à l'axe Δ' suivie d'une portion distale (37,46) radiale parallèle à l'axe Δ'.
8. Aspirateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la portion proximale (36,45) forme avec la portion distale (37,46) un angle a compris entre 90° et 180°.
9. Aspirateur selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la portion proximale (36,45) est sensiblement plane.
10. Aspirateur selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que la portion proximale est inclinée de manière à placer le bord d'attaque (34,42) en amont de la portion distale par rapport au sens de rotation de l'air
11. Aspirateur selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que chaque bord d'attaque (34,42) s'inscrit dans un cône d'axe Δ.
12. Aspirateur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la distance entre deux ailettes consécutives (32, 40) est comprise entre 1 et 5mm.
13. Aspirateur selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend : - un premier étage (8) de séparation cyclonique comportant un séparateur (10) par cyclone,
- et un deuxième étage (9) de séparation cyclonique comportant au moins un séparateur (11) par cyclone, chaque séparateur (11) du deuxième étage comprenant des moyens de redressement (30) du flux d'air.
14. Aspirateur selon la revendication 13, caractérisé en ce que le deuxième étage (9) comprend au moins deux séparateurs (11) et en ce qu'il comprend entre le premier étage (8) et le deuxième étage (9) un répartiteur de flux (25) qui comprend autant de canaux (26) que le deuxième étage (9) compte de séparateurs (11) et un diviseur de flux (27) qui s'étend à l'intérieur du tube de sortie (18) du séparateur du premier étage (8) pour y définir des canalisations (29) chacune raccordée à un canal (26) du répartiteur de flux (25).
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