EP3356621A1 - Appareil nettoyeur de piscine comprenant des moyens de réglage de la pression interne audit appareil - Google Patents

Appareil nettoyeur de piscine comprenant des moyens de réglage de la pression interne audit appareil

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EP3356621A1
EP3356621A1 EP16785236.7A EP16785236A EP3356621A1 EP 3356621 A1 EP3356621 A1 EP 3356621A1 EP 16785236 A EP16785236 A EP 16785236A EP 3356621 A1 EP3356621 A1 EP 3356621A1
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EP
European Patent Office
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valve
cleaning apparatus
hydraulic circuit
circulation pump
pressure
Prior art date
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Granted
Application number
EP16785236.7A
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German (de)
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EP3356621B1 (fr
Inventor
Philippe BLANC TAILLEUR
Louis FAVIE
Philippe Pichon
Thierry Michelon
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Zodiac Pool Care Europe SAS
Original Assignee
Zodiac Pool Care Europe SAS
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Publication date
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Publication of EP3356621A1 publication Critical patent/EP3356621A1/fr
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Publication of EP3356621B1 publication Critical patent/EP3356621B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H4/00—Swimming or splash baths or pools
    • E04H4/14—Parts, details or accessories not otherwise provided for
    • E04H4/16—Parts, details or accessories not otherwise provided for specially adapted for cleaning
    • E04H4/1654—Self-propelled cleaners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/14—Removing waste, e.g. labels, from cleaning liquid; Regenerating cleaning liquids

Definitions

  • the present invention relates to the field of swimming pool equipment. It relates more particularly to an autonomous pool cleaner robot type. Preamble and prior art
  • the invention relates to a device for cleaning a surface immersed in a liquid, such as a surface formed by the walls of a pool, in particular a swimming pool.
  • a mobile pool cleaning robot Such a cleaning robot carries out said cleaning by traversing the bottom and walls of the pool of the pool, brushing these walls, and sucking the debris to a filter.
  • Debris means all the particles present in the basin, such as pieces of leaves, microalgae, etc., these debris being normally deposited at the bottom of the basin or glued on the side walls thereof.
  • the robot is powered by an electrical cable connecting the robot to an outdoor control unit and power supply.
  • patent FR 2 929 31 1 is a submerged surface cleaner device pump pressure regulation.
  • Such devices comprise a body, drive members of said body on the immersed surface, a filtration chamber formed within the body and comprising a liquid inlet, a liquid outlet, a hydraulic circuit for liquid circulation between the input and output through a filter device.
  • the filter device is removable to allow emptying the leaves and other debris without having to return the cleaning device.
  • These devices have automatic programs for cleaning the bottom of the basin and possibly the side walls of the basin.
  • Such a program determines a cleaning of the pool in a predetermined time, for example an hour and a half.
  • the robot is removed from the water by the user at the end of the cycle or at regular intervals, when the filter is too full of particles (leaves, microparticles etc.), to be cleaned.
  • the robot's external control and power unit emits a light signal when this filter cleaning operation is to be performed.
  • Some of these cleaning robots are suitable for also cleaning the vertical walls of the pool. It has been found that, frequently, these robots have difficulties to climb along these walls when their filter is loaded with cleaning debris. This difficulty to climb the walls is then detrimental to a good cleaning of the pool.
  • the object of the invention is to overcome this drawback.
  • the invention aims in a first aspect a swimming pool cleaning apparatus comprising:
  • a fluid circulation pump installed in the hydraulic circuit downstream of the circulation pump.
  • the apparatus also comprises:
  • the means for adjusting the pressure comprise:
  • At least one secondary liquid inlet connected to the hydraulic circuit, upstream of the circulation pump, said at least one secondary shutter inlet being provided with a valve mounted to rotate around an axis of rotation, and means for driving the valve from an open position to a closed position,
  • valve drive means comprising a float, whose orientation and / or force is a function of the orientation of the cleaning device relative to a horizontal plane.
  • pool cleaning apparatus is intended to mean an apparatus for cleaning a submerged surface, that is to say typically a device, mobile within or at the bottom of a swimming pool, and adapted to carry out the filtration. Debris deposited as long as the bottom only on a wall. Such an apparatus is commonly known as a pool cleaning robot, when it comprises means of automated management of movements at the bottom and on the walls of the pool to cover the entire surface to be cleaned.
  • open position and "closed position”, respectively, in the present text means that the valve occupies a position in which it opens and closes at least one secondary liquid inlet.
  • the means for adjusting the pressure comprise means for driving the valve from an open position to a closed position, said valve driving means comprising a return spring, whose force is predetermined.
  • the pressure setting means is operative when the apparatus is tilted at a value greater than a value. predetermined.
  • the aim here is to obtain a flow rate that is constant or greater than the minimum flow rate necessary for the robot to climb along a vertical wall.
  • a minimum pump flow is necessary to ensure proper plating of the robot on the wall, and thus allow its wheels to drive along the wall.
  • This pump flow is reflected directly by the pressure difference between the area upstream of the pump but downstream of the filter, and the outside of the robot body.
  • Low flow means that the pump draws little water and thus creates a low vacuum in the robot body.
  • a high flow rate of the pump means that the pump sucks a lot and creates a strong depression in the robot's body.
  • Knowing the pressure prevailing in the area upstream of the pump but downstream of the filter is sufficient to determine the flow rate of the pump, which is an important control variable here.
  • the pressure adjustment means are active when the filter of the apparatus has a clogging greater than a predetermined threshold.
  • the return spring has sufficient stiffness to keep the valve closed, despite the vertical force of opening of the valve connected to the vacuum prevailing upstream of the circulation pump.
  • the cleaning apparatus comprises, in a particular embodiment, means for detecting complete opening of the valve, and means of communication. a need to clean the filter to a user of the device.
  • the pool cleaning apparatus also comprises:
  • At least one secondary liquid inlet connected to the hydraulic circuit, upstream of the circulation pump, and provided with a valve that can be controlled between an open position and a closed position
  • the invention also relates to a method for controlling a pool cleaning device as described, the method comprising a step of controlling the valve so as to maintain the pressure measured in the hydraulic circuit upstream of the circulation pump, equal to a previously chosen value.
  • the invention also relates to an immersed surface cleaning apparatus characterized in combination by all or some of the characteristics mentioned above or below.
  • FIG. 1 illustrates a perspective view of a swimming pool cleaning device implementing a filtration system as described
  • FIG. 2 illustrates a sectional view of the same apparatus along a longitudinal vertical plane
  • FIG. 3 is a diagrammatic sectional view of the same apparatus, provided with a secondary water inlet provided with a valve,
  • FIG. 4 schematically illustrates the operating principle of the valve, when the robot is in a horizontal position,
  • FIG. 5 shows the circulation of water in the cleaning robot, when said robot is in a horizontal position with a non-clogged filter
  • FIG. 6 shows the same situation as FIG. 5 with a clogged filter
  • FIG. 7 shows the circulation of water in the cleaning robot, when said robot is in a vertical position along a wall, with a non-clogged filter
  • FIG. 8 diagrammatically illustrates the operating principle of the valve, when the robot is in a vertical position, filter not clogged, valve closed,
  • FIG. 9 shows the same situation as FIG. 8 with a clogged filter
  • FIG. 10 schematically illustrates the operating principle of the valve, when the robot is in the vertical position, filter clogged, valve partially open,
  • FIG. 11 illustrates a flowchart of the steps of a method of implementing the robot in an implementation of the invention.
  • the invention finds its place in a swimming pool technical environment, for example a family-type buried pool.
  • a submerged surface cleaning system comprises, in the present embodiment, a cleaning apparatus 10, hereinafter referred to as a pool cleaning robot, and a feeding and control unit of said pool cleaning robot (not shown on the figures).
  • this power supply and control unit can be integrated into the cleaning apparatus.
  • the cleaning apparatus 10 is shown according to an embodiment given here by way of example, in FIGS. 1 and 2.
  • the type of apparatus is here water ejection inclined towards the rear of the chamber. device, relative to the running plane of the robot.
  • the pool cleaning apparatus comprises a body 11 and drive and guide members 12 of the body 1 1 on a submerged surface.
  • these driving and guiding members 12 comprise wheels arranged laterally to the body (see FIG. 1).
  • the drive and guide members define a guide plane on a surface immersed by their points of contact with said immersed surface.
  • Said guide plane is generally substantially tangential to the immersed surface at point where the device is located.
  • Said guide plane is for example substantially horizontal when the device moves on a submerged surface of the pool bottom.
  • the pool cleaning apparatus further comprises a motor driving said driving and guiding members, said motor being, in the present example, supplied with energy by the control and control unit via a sealed flexible cable.
  • the pool cleaner has at least one liquid inlet 13 and one liquid outlet 14.
  • the liquid inlet 13 is located at the base of the body (in other words, below it), it is ie immediately facing a submerged surface on which the device moves in order to suck debris accumulated on said immersed surface.
  • the liquid outlet 14 is located here on the hood at the rear of the apparatus.
  • the liquid outlet is in a direction towards the rear of the apparatus.
  • This provision is not however limiting, and a water outlet substantially perpendicular to the guide plane, that is to say vertically if the cleaning device rests on the bottom of the pool, is also possible.
  • the apparatus comprises a hydraulic circuit connecting the liquid inlet 13 to the liquid outlet 14.
  • the hydraulic circuit is adapted to be able to ensure a circulation of liquid from the liquid inlet 13 to the liquid outlet 14.
  • the apparatus comprises for this purpose a circulation pump comprising an electric motor 15 and a propeller 16 (see Figure 2), said electric motor 15 driving the propeller 16 in rotation, said propeller 16 being disposed in the hydraulic circuit.
  • the apparatus comprises a filtration chamber 17 interposed on the hydraulic circuit between the liquid inlet 13 and the liquid outlet 14.
  • the filtration chamber is in particular supplied with liquid via at least one upstream channel 18 connecting the liquid inlet 13 to the filtration chamber 17.
  • the filtration chamber 17 comprises a filtration basket 20.
  • This filter basket 20 is advantageously but not necessarily removable.
  • the swimming pool cleaning apparatus further comprises, in addition to the liquid inlet 13 already mentioned, at least one secondary liquid inlet 21 (see FIG. 3).
  • This liquid inlet secondary 21 is provided with a valve 22.
  • the secondary liquid inlet 21 is here placed at the upper surface of the body 1 1 of the cleaning robot 10, which reduces the density of debris floating in the pool opposite said secondary inlet 21, in comparison with the liquid inlet 13 located on the underside of the same robot.
  • This secondary inlet 21 may however, alternatively, be placed on another face of this cleaning robot.
  • This secondary liquid inlet 21 is also connected to the hydraulic circuit, upstream of the circulation pump. In this way, it is possible to introduce more or less water into the circulation pump through the secondary inlet 21.
  • the valve 22 preferentially forms a continuity of shape with the outer surface of the body 1 1 of the cleaning robot 10, when in the closed position. It is here of substantially flat shape.
  • valve 22 is articulated in rotation about an axis of rotation 23.
  • a return spring 24 tends to bring the valve 22 back to the closed position (pressed against the secondary liquid inlet 21 formed in the body 1 1 of the robot).
  • this return spring 24 is arranged perpendicularly to the secondary liquid inlet 21 to be closed, and comes to bear on the valve between the secondary liquid inlet 21 and the axis of rotation 23.
  • valve is finally secured to a float 26, disposed here at the end of the valve opposite to the axis of rotation 23.
  • dB is the distance between the axis of rotation 23 and the center of the secondary liquid inlet 21. This center is here defined as the center of gravity of the shape of the liquid inlet.
  • dC is the distance between the axis of rotation 23 and the thrust center of the float 26, this distance being measured perpendicularly to the vertical (see Figure 4 and 10 for example).
  • This center of thrust is here defined as the center of gravity of the shape of said float 26.
  • F A is noted the restoring force exerted by the return spring 24 on the valve towards its closed position.
  • F B the urging force exerted by the secondary inlet 21 of the liquid valve towards its opening position when a vacuum prevails inside the filter chamber 17, under the action of the pump flow 16.
  • F c the urging force exerted by the float 26 on the valve in a vertical direction under the action of the buoyancy force.
  • the valve 22 can thus be opened or closed according to the combination of the moments of the forces F A , F B , F c exerted around the axis of rotation 23.
  • the filter 20 of this device is gradually filled with debris floating in the pool water or deposited on the bottom thereof.
  • the force F B i increases and takes a value F B2 .
  • the situation is then illustrated in FIG. 6.
  • the valve 22 also remains closed.
  • the return spring 24 is indeed calibrated here to have sufficient stiffness to keep the valve 22 closed, despite the vertical force F B2 related to the depression prevailing upstream of the circulation pump 16.
  • the lever arm F c x dC1 exerted by the float 26 comes here to support the lever arm F A x dA, exerted by the force F A generated by the spring, to maintain the valve 22 closed.
  • the circulation of water is then reduced in the circulation pump 17 due to the partial clogging of the filter.
  • FIG. 7 similarly illustrates the operation of the robot, when it climbs along a vertical wall, typically a side wall of the pool, in the case where the filter is not yet loaded with debris.
  • the pressure upstream of the circulation pump 16 is normal and the pool water enters the hydraulic circuit only through the liquid inlet 13.
  • FIG. 8 then details the situation at the level of the valve 22. In this situation, the force exerted by the float 26 is directed along the local vertical, ie perpendicular to the other two forces.
  • the lever arm F c x DC2 exerted by the float 26 is significantly reduced compared to the case of horizontal operation of the robot (DC2 distance being substantially less than the distance dc1) and is of opposite sense, which in that it comes here to support the lever arm F B1 x dB exerted by the force F B1 generated by the depression in the body of the robot, and thus tends to facilitate the opening of said valve 22.
  • the return spring 24 is however tared so that in this situation, the valve remains closed.
  • the float 26 amplifies the opening of the valve 22, water enters the hydraulic circuit and thus reduces the negative pressure in said circuit upstream of the circulation pump 16.
  • the valve 22 then takes a partially open equilibrium position, in which the lever arm generated by the force exerted by the water pressure is counterbalanced by the lever arms of the return spring 24 and the float 26.
  • valve 22 comes to a fully open position.
  • a visual display is triggered on the power and control unit to warn the user of an imminent need to clean the filter.
  • the device does not have a float 26, and the valve 22 opens when the filter 20 is clogged, regardless of the vertical or horizontal attitude of the body 1 1 of the cleaning robot 10.
  • valve 22 comprises means automatic opening according to a predetermined threshold of depression in the hydraulic circuit between the filtration chamber 17 and the circulation pump 16. This threshold typically corresponds to a level of fouling of the predetermined filter 20.
  • the cleaning apparatus 10 further comprises means for measuring the liquid pressure in the hydraulic circuit upstream of the circulation pump.
  • These measuring means are of a nature known per se to those skilled in the art. They include, for example, means for measuring the electric current at the terminals of the circulation pump 16.
  • the cleaning apparatus advantageously then comprises means for controlling the opening of the valve 22 according to measurements of the pressure in the hydraulic circuit.
  • the open or closed position of the valve 22 may advantageously be controlled remotely, for example by means of the power supply and control unit.
  • the position of the valve 22 may optionally be adjusted to any position between a fully open position and a fully closed position.
  • control method of the swimming pool cleaning device comprises a step 100 of recurrent acquisition of pressure measurements in the hydraulic circuit upstream of the circulation pump. , and a step 1 10 of modifying the opening of the valve 22 as a function of this pressure measurement, for example to maintain the constant pressure at a previously chosen constant value.
  • the cleaning apparatus 10 also comprises means for detecting the attitude of said apparatus, in particular for detecting its angular position with respect to a horizontal plane.
  • these means are known per se. It may be for example an accelerometer or a gyroscope.
  • the method also comprises a repetitive step 120 for monitoring that the cleaning robot is going through a vertical wall, thanks to the attitude detection means, and a step 130 for opening the valve. 22 in this case, to facilitate the rise of the cleaning robot 10 along the wall, and maintain the constant suction pressure in the hydraulic circuit, even if the filter 20 begins to be fouled.
  • the device comprises only a float 26 and is not provided with a return spring.
  • the float 26 is arranged and dimensioned so that it closes the valve 22 when the filter 20 is not clogged, and let water through the secondary inlet of liquid 21 when the filter 20 is clogged beyond a certain threshold, or when the robot 10 is oriented vertically.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
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  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Abstract

L'appareil de nettoyage de piscine comprend : - un corps, - au moins un circuit hydraulique de circulation de liquide entre au moins une entrée de liquide et au moins une sortie de liquide, et à travers un dispositif de filtration de l'appareil de nettoyage, - une pompe de circulation de fluide installée dans le circuit hydraulique en aval du dispositif de filtration, - des moyens de réglage de la pression régnant dans le circuit hydraulique en amont de la pompe de circulation, en réponse à une variation détectée de cette pression, lesdits moyens de réglage de la pression comprenant : - au moins une entrée secondaire de liquide (21) reliée au circuit hydraulique, en amont de la pompe de circulation, ladite au moins une entrée secondaire de liquide (21) étant dotée d'un clapet (22) monté mobile en rotation autour d'un axe de rotation, et de moyens d'entraînement du clapet d'une position ouverte à une position fermée lesdits moyens d'entraînement du clapet, comprenant un flotteur (26), dont l'orientation et/ou la force est fonction de l'orientation de l'appareil de nettoyage relativement à un plan horizontal.

Description

APPAREIL NETTOYEUR DE PISCINE COMPRENANT DES MOYENS DE RÉGLAGE DE LA PRESSION INTERNE AUDIT APPAREIL
La présente invention relève du domaine des équipements pour piscines. Elle concerne plus particulièrement un appareil de nettoyage de piscine autonome de type robot. Préambule et art antérieur
L'invention concerne un appareil nettoyeur de surface immergée dans un liquide, telle qu'une surface formée par les parois d'un bassin, notamment d'une piscine. Il s'agit notamment d'un robot mobile de nettoyage de piscine. Un tel robot de nettoyage réalise ledit nettoyage en parcourant le fond et les parois du bassin de la piscine, en brossant ces parois, et en aspirant les débris vers un filtre. On désigne par débris toutes les particules présentes au sein du bassin, telles que morceaux de feuilles, microalgues, etc., ces débris étant normalement déposés au fond du bassin ou collés sur les parois latérales de celui-ci.
Le plus couramment, le robot est alimenté en énergie par un câble électrique reliant le robot à une unité extérieure de commande et d'alimentation.
On connaît, par exemple, dans ce domaine, le brevet FR 2 929 31 1 , de la demanderesse, qui vise un appareil nettoyeur de surface immergée à régulation de pression de pompe. De tels dispositifs comprennent un corps, des organes d'entraînement dudit corps sur la surface immergée, une chambre de filtration ménagée au sein du corps et comportant une entrée de liquide, une sortie de liquide, un circuit hydraulique de circulation de liquide entre l'entrée et la sortie à travers un dispositif de filtrage. Dans ces deux brevets, le dispositif de filtrage est amovible pour permettre de vider les feuilles et autres débris sans devoir retourner l'appareil de nettoyage.
Ces appareils disposent de programmes automatiques de nettoyage du fond du bassin et éventuellement des parois latérales du bassin. Un tel programme détermine un nettoyage de la piscine en un temps prédéterminé, par exemple d'une heure et demie. Généralement, le robot est retiré de l'eau par l'utilisateur à la fin du cycle ou à intervalles réguliers, lorsque le filtre est trop plein de particules (feuilles, microparticules etc.), pour être nettoyé. Dans les modèles récents, l'unité extérieure de commande et d'alimentation du robot émet un signal lumineux lorsque cette opération de nettoyage du filtre doit être réalisée.
Certains de ces robots de nettoyage sont adaptés à nettoyer également les parois verticales de la piscine. Il a été constaté que, fréquemment, ces robots présentent des difficultés à monter le long de ces parois lorsque leur filtre se charge de débris de nettoyage. Cette difficulté à grimper les parois est alors préjudiciable à un bon nettoyage de la piscine.
L'invention a pour but de remédier notamment à cet inconvénient.
Exposé de l'invention
L'invention vise sous un premier aspect un appareil de nettoyage de piscine comprenant :
- un corps,
- au moins un circuit hydraulique de circulation de liquide entre au moins une entrée de liquide et au moins une sortie de liquide, et à travers un dispositif de filtration de l'appareil de nettoyage,
- une pompe de circulation de fluide installée dans le circuit hydraulique en aval de la pompe de circulation.
L'appareil comporte également :
- des moyens de réglage de la pression régnant dans le circuit hydraulique en amont de la pompe de circulation, en réponse à une variation détectée de cette pression.
Les moyens de réglage de la pression comprennent :
- au moins une entrée secondaire de liquide reliée au circuit hydraulique, en amont de la pompe de circulation, ladite au moins une entrée secondaire d'obturation étant dotée d'un clapet monté mobile en rotation autour d'un axe de rotation, et de moyens d'entraînement du clapet d'une position ouverte à une position fermée,
- des moyens d'entraînement du clapet, comprenant un flotteur, dont l'orientation et/ou la force est fonction de l'orientation de l'appareil de nettoyage relativement à un plan horizontal.
On appelle "appareil de nettoyage de piscine" un appareil pour le nettoyage d'une surface immergée, c'est-à-dire typiquement un appareil, mobile au sein ou au fond d'un bassin de piscine, et adapté à effectuer la filtration de débris déposés tant que le fond que sur une paroi. Un tel appareil est communément connu sous le nom de robot de nettoyage de piscine, lorsqu'il comporte des moyens de gestion automatisée des déplacements au fond et sur les parois de la piscine pour couvrir toute la surface à nettoyer.
On nomme ici par abus de langage "liquide" le mélange d'eau et de débris en suspension dans la piscine ou dans le circuit de circulation de fluide au sein de l'appareil de nettoyage.
On entend respectivement par « position ouverte » et « position fermée », dans le présent texte, que le clapet occupe une position dans laquelle il ouvre et il ferme au moins une entrée secondaire de liquide.
Dans un mode de réalisation de l'invention, les moyens de réglage de la pression comprennent des moyens d'entraînement du clapet d'une position ouverte à une position fermée, lesdits moyens d'entraînement du clapet comprenant un ressort de rappel, dont la force est prédéterminée. Dans un mode de réalisation permettant de maintenir une pression sensiblement inchangée lorsque le robot grimpe le long d'une paroi, facilitant ainsi son ascension, les moyens de réglage de la pression sont actifs lorsque l'appareil est soumis à une inclinaison supérieure à une valeur prédéterminée.
On comprend qu'on cherche ici à obtenir un débit constant ou supérieur au débit minimum nécessaire à l'ascension du robot le long d'une paroi verticale. En effet, un débit de pompe minimum est nécessaire pour assurer un plaquage correct du robot sur la paroi, et donc permettre à ses roues de l'entraîner le long de cette paroi. Ce débit de pompe se traduit directement par la différence de pression régnant entre la zone située en amont de la pompe mais en aval du filtre, et l'extérieur du corps du robot. Un débit faible signifie que la pompe aspire peu d'eau et créé donc une dépression faible dans le corps du robot. Un débit élevé de la pompe signifie au contraire que la pompe aspire beaucoup et créé une dépression forte dans le corps du robot.
La connaissance de la pression régnant dans la zone située en amont de la pompe mais en aval du filtre suffit donc à déterminer le débit de la pompe, qui est une variable de pilotage importante ici.
Dans un autre mode de réalisation éventuellement mis en œuvre en conjonction avec le précédent, les moyens de réglage de la pression sont actifs lorsque le filtre de l'appareil présente un colmatage supérieur à un seuil prédéterminé.
Dans un mode de réalisation particulier, le ressort de rappel présente une raideur suffisante pour maintenir le clapet fermé, malgré la force verticale d'ouverture du clapet liée à la dépression régnant en amont de la pompe de circulation.
Dans le but de prévenir un usager de l'appareil de l'état de colmatage du filtre, l'appareil de nettoyage comporte, dans un mode particulier de réalisation, des moyens de détection d'ouverture complète du clapet, et des moyens de communication d'un besoin de nettoyage du filtre à un usager de l'appareil. Dans un mode de réalisation particulier, l'appareil de nettoyage de piscine comporte également :
- des moyens de mesure de la pression régnant dans le circuit hydraulique en amont de la pompe de circulation,
- au moins une entrée secondaire de liquide reliée au circuit hydraulique, en amont de la pompe de circulation, et dotée d'un clapet pilotable entre une position ouverte et une position fermée,
- des moyens de pilotage de l'ouverture dudit clapet selon la pression mesurée dans le circuit hydraulique en amont de la pompe de circulation.
L'invention vise également un procédé de pilotage d'un appareil de nettoyage de piscine tel qu'exposé, le procédé comportant une étape de pilotage du clapet de manière à maintenir la pression mesurée dans le circuit hydraulique en amont de la pompe de circulation, égale à une valeur préalablement choisie.
Il apparaît ainsi, que lorsque le clapet est fermé, l'aspiration d'eau se fait par l'entrée d'eau principale, ce qui permet une collecte normale des débris déposés sur la paroi. Au contraire, lorsque le clapet est ouvert, le maintien du débit de la pompe au dessus d'un certain seuil permet de maintenir le mouvement du robot, notamment sur une paroi verticale, quitte à réduire la capacité d'aspiration sur ladite paroi.
L'invention concerne également un appareil nettoyeur de surface immergée caractérisé en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci- dessus ou ci-après.
Présentation des figures
Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux appréciés grâce à la description qui suit, description qui expose les caractéristiques de l'invention au travers d'un exemple non limitatif d'application.
La description s'appuie sur les figures annexées dans lesquelles :
La figure 1 illustre une vue en perspective d'un appareil de nettoyage de piscine mettant en œuvre un système de filtration tel qu'exposé,
La figure 2 illustre une vue en coupe du même appareil selon un plan vertical longitudinal,
La figure 3 illustre une vue schématique en coupe d'un même appareil, doté d'une entrée d'eau secondaire dotée d'un clapet, La figure 4 illustre de façon schématique le principe de fonctionnement du clapet, lorsque le robot est en position horizontale,
La figure 5 montre la circulation d'eau dans le robot de nettoyage, lorsque ledit robot est en position horizontale avec un filtre non colmaté,
La figure 6 montre la même situation que la figure 5 avec un filtre colmaté,
La figure 7 montre la circulation d'eau dans le robot de nettoyage, lorsque ledit robot est en position verticale le long d'une paroi, avec un filtre non colmaté,
La figure 8 illustre de façon schématique le principe de fonctionnement du clapet, lorsque le robot est en position verticale, filtre non colmaté, clapet fermé,
La figure 9 montre la même situation que la figure 8 avec un filtre colmaté,
La figure 10 illustre de façon schématique le principe de fonctionnement du clapet, lorsque le robot est en position verticale, filtre colmaté, clapet partiellement ouvert,
La figure 1 1 illustre un organigramme des étapes d'un procédé de mise en œuvre du robot dans une mise en œuvre de l'invention.
Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention
L'invention trouve sa place au sein d'un environnement technique de piscine, par exemple une piscine enterrée de type familial.
Un système de nettoyage de surface immergée comporte, dans le présent exemple de réalisation, un appareil de nettoyage 10, appelée plus loin robot de nettoyage de piscine, et une unité d'alimentation et de commande dudit robot de nettoyage de piscine (non illustrée sur les figures). Dans une variante, cette unité d'alimentation et de commande peut être intégrée à l'appareil de nettoyage.
L'appareil de nettoyage 10 est représenté selon un mode de réalisation donné ici à titre d'exemple, en figures 1 et 2. Sur ces figures, le type d'appareil est ici à éjection d'eau inclinée vers l'arrière de l'appareil, relativement au plan de roulement du robot.
L'appareil de nettoyage de piscine comprend un corps 11 et des organes d'entraînement et de guidage 12 du corps 1 1 sur une surface immergée. Dans le présent exemple, ces organes d'entraînement et de guidage 12 comprennent des roues disposées de façon latérale au corps (voir figure 1 ).
Les organes d'entraînement et du guidage définissent un plan de guidage sur une surface immergée par leurs points de contact avec ladite surface immergée. Ledit plan de guidage est généralement sensiblement tangent à la surface immergée au point auquel se trouve l'appareil. Ledit plan de guidage est par exemple sensiblement horizontal lorsque l'appareil se déplace sur une surface immergée de fond de piscine.
Dans tout le texte les notions « haut » et « bas » sont définies le long d'une droite, perpendiculaire audit plan de guidage, un élément « bas » étant plus proche du plan de guidage qu'un élément haut.
L'appareil de nettoyage de piscine comprend en outre un moteur entraînant lesdits organes d'entraînement et de guidage, ledit moteur étant, dans le présent exemple, alimenté en énergie par l'unité de commande et de contrôle via un câble souple étanche.
L'appareil de nettoyage de piscine présente au moins une entrée de liquide 13 et une sortie de liquide 14. L'entrée de liquide 13 est située à la base du corps (en d'autres termes sous celui-ci), c'est-à-dire immédiatement en regard d'une surface immergée sur laquelle se déplace l'appareil afin de pouvoir aspirer les débris accumulés sur ladite surface immergée.
La sortie de liquide 14 se situe ici sur le capot, à l'arrière de l'appareil. Dans le présent exemple, la sortie de liquide se fait dans une direction orientée vers l'arrière de l'appareil. Cette disposition n'est cependant pas limitative, et une sortie d'eau sensiblement perpendiculaire au plan de guidage, c'est-à-dire verticalement si l'appareil de nettoyage repose sur le fond de la piscine, est également envisageable.
L'appareil comprend un circuit hydraulique reliant l'entrée de liquide 13 à la sortie de liquide 14. Le circuit hydraulique est adapté pour pouvoir assurer une circulation de liquide depuis l'entrée de liquide 13 vers la sortie de liquide 14. L'appareil comprend à cet effet une pompe de circulation comprenant un moteur électrique 15 et une hélice 16 (voir figure 2), ledit moteur électrique 15 entraînant l'hélice 16 en rotation, ladite hélice 16 étant disposée dans le circuit hydraulique.
L'appareil comprend une chambre de filtration 17 interposée, sur le circuit hydraulique, entre l'entrée de liquide 13 et la sortie de liquide 14. La chambre de filtration est en particulier alimentée en liquide via au moins un canal amont 18 reliant l'entrée de liquide 13 à la chambre de filtration 17.
La chambre de filtration 17 comprend un panier de filtration 20. Ce panier de filtration 20 est avantageusement mais non nécessairement amovible.
Dans le mode de réalisation décrit ici à titre d'exemple, l'appareil de nettoyage de piscine comporte, par ailleurs, outre l'entrée de liquide 13 déjà mentionnée, au moins une entrée de liquide secondaire 21 (voir figure 3). Cette entrée de liquide secondaire 21 est dotée d'un clapet 22.
L'entrée de liquide secondaire 21 est ici placée au niveau de la surface supérieure du corps 1 1 du robot de nettoyage 10, ce qui réduit la densité de débris flottant dans la piscine en face de ladite entrée secondaire 21 , par comparaison notamment avec l'entrée de liquide 13 située sur la face inférieure du même robot. Cette entrée secondaire 21 peut cependant, alternativement, être placée sur une autre face de ce robot de nettoyage.
Cette entrée de liquide secondaire 21 est également reliée au circuit hydraulique, en amont de la pompe de circulation. De la sorte, il est possible de faire entrer plus ou moins d'eau dans la pompe de circulation par l'entrée secondaire 21 .
Le clapet 22 forme préférentiellement une continuité de forme avec la surface extérieure du corps 1 1 du robot de nettoyage 10, lorsqu'il est en position fermée. Il est ici de forme sensiblement plane.
Dans le présent mode de réalisation, illustré par les figures 3 à 10, le clapet 22 est articulé en rotation autour d'un axe de rotation 23. Un ressort de rappel 24 tend à ramener le clapet 22 en position fermée (plaqué contre l'entrée de liquide secondaire 21 ménagée dans le corps 1 1 du robot). Dans le présent exemple, ce ressort de rappel 24 est disposé perpendiculairement à l'entrée secondaire de liquide 21 à obturer, et vient prendre appui sur le clapet entre l'entrée secondaire de liquide 21 et l'axe de rotation 23.
Le clapet est enfin solidarisé à un flotteur 26, disposé ici à l'extrémité du clapet opposée à l'axe de rotation 23.
On note, pour la suite de la description, dA la distance entre l'axe de rotation 23 et le point d'appui du ressort de rappel 24 (voir figure 4). De même, on note dB la distance entre l'axe de rotation 23 et le centre de l'entrée secondaire de liquide 21 . Ce centre est ici défini comme le centre de gravité de la forme de l'entrée de liquide.
De même, on note dC la distance entre l'axe de rotation 23 et le centre de poussée du flotteur 26, cette distance étant mesurée perpendiculairement à la verticale (voir figure 4 et 10 par exemple). Ce centre de poussée est ici défini comme le centre de gravité de la forme dudit flotteur 26.
On note FA la force de rappel exercée par le ressort de rappel 24 sur le clapet vers sa position de fermeture. On note FB la force de poussée exercée par l'entrée secondaire de liquide 21 sur le clapet vers sa position d'ouverture lorsqu'une dépression règne à l'intérieur de la chambre de filtration 17, sous l'action de la pompe de circulation 16. On note Fc la force de poussée exercée par le flotteur 26 sur le clapet dans une direction verticale, sous l'action de la force d'Archimède. Le clapet 22 peut ainsi être ouvert ou fermé selon la combinaison des moments des forces FA, FB, Fc exercées autour de l'axe de rotation 23.
Mode de fonctionnement
Dans le présent exemple de mise en œuvre, lors de la mise en fonctionnement du robot, le filtre 20 est initialement libre de débris, la pression dans le circuit hydraulique en amont de la pompe de circulation 16 prend une première valeur liée à l'aspiration créée par ladite pompe de circulation, et la situation est celle illustrée par la figure 5. Comme on le voit sur cette figure, le clapet 22 reste fermé. La résultante des moments exercés sur le clapet 22 s'écrit : FA x dA + Fc x dC1≥ FBi x dB.
Au fur et à mesure du fonctionnement du robot de nettoyage, le filtre 20 de cet appareil vient progressivement se remplir de débris flottant dans l'eau de la piscine ou déposés sur le fond de celle-ci. De ce fait, le colmatage progressif du filtre entraine une baisse de puissance de pompage, qui se traduit par une dépression croissante dans le circuit hydraulique en amont du filtre. La force FBi augmente et prend une valeur FB2. La situation est alors illustrée par la figure 6. Comme on le voit sur cette figure, le clapet 22 reste également fermé. Le ressort de rappel 24 est en effet taré ici pour présenter une raideur suffisante pour maintenir le clapet 22 fermé, malgré la force verticale FB2 liée à la dépression régnant en amont de la pompe de circulation 16. En d'autres termes : FA x dA + Fc x dC1 ≥ FB2 x dB. Le bras de levier Fc x dC1 exercé par le flotteur 26 vient ici seconder le bras de levier FA x dA, exercé par la force FA générée par le ressort, pour maintenir le clapet 22 fermé.
La circulation d'eau est alors réduite dans la pompe de circulation 17 du fait du colmatage partiel du filtre.
La figure 7 illustre de même le fonctionnement du robot, lorsque celui-ci monte le long d'une paroi verticale, typiquement une paroi latérale de la piscine, dans le cas où le filtre n'est pas encore chargé de débris. Dans cette situation, la pression en amont de la pompe de circulation 16 est normale et l'eau de la piscine entre dans le circuit hydraulique uniquement par l'entrée de liquide 13. La figure 8 détaille alors la situation au niveau du clapet 22. Dans cette situation, la force exercée par le flotteur 26 est dirigée selon la verticale locale, c'est à dire perpendiculairement aux deux autres forces. Le bras de levier Fc x dC2 exercé par ce flotteur 26 est nettement réduit par rapport au cas d'un fonctionnement horizontal du robot (la distance dC2 étant sensiblement inférieure à la distance dC1 ), et est de sens opposé, ce qui fait qu'il vient ici seconder le bras de levier FB1 x dB exercé par la force FB1 générée par la dépression dans le corps du robot, et tend donc à faciliter l'ouverture dudit clapet 22. Le ressort de rappel 24 est cependant taré de sorte à ce que, dans cette situation, le clapet reste fermé. On se trouve donc ici dans une situation où la résultante des moments s'écrit : FA x dA≥ FBi x dB + Fc x dC2.
Lorsque filtre 20 se charge de débris, la dépression augmente dans le circuit hydraulique entre la chambre de filtration 17 et la pompe de circulation 16. Cette situation est illustrée par les figures 9 et 10. Dans ce cas, la dépression augmente sensiblement en amont de la pompe de circulation 16, et la valeur de la force FB2 créée par cette dépression est donc sensiblement augmentée par rapport au cas d'un filtre non colmaté. On a FA x dA < FB2 x dB + Fc x dC2. La force due au flotteur étant initialement verticale lorsque le clapet 22 est fermé, celui-ci s'ouvre sous l'effet de la résultante des moments exercés sur lui. Le bras de levier exercé par le flotteur 26 vient alors augmenter, au fur et à mesure que la distance horizontale entre l'axe de rotation 23 et le centre de poussée du flotteur dC2 augmente et prend une valeur dC3. Dans cette situation, le flotteur 26 amplifie l'ouverture du clapet 22, de l'eau entre dans le circuit hydraulique et vient ainsi réduire la dépression régnant dans ledit circuit en amont de la pompe de circulation 16. Le clapet 22 vient alors prendre une position partiellement ouverte d'équilibre, dans laquelle le bras de levier généré par la force exercée par la pression de l'eau est juste contrebalancé par les bras de levier du ressort de rappel 24 et du flotteur 26.
Au delà d'une valeur prédéterminée de colmatage du filtre 20, qui détermine une dépression importante dans le circuit hydraulique en amont de la pompe 16, le clapet 22 vient prendre une position complètement ouverte. Dans le présent exemple, dans ce cas, un affichage visuel est déclenché sur l'unité d'alimentation et de commande pour avertir l'usager d'un besoin imminent de nettoyage du filtre.
Les considérations ci-dessus ont été détaillées pour un clapet 22 disposé sous une ouverture horizontale. La modification de ces équations dans le cas ou l'entrée secondaire de liquide est disposée sur une paroi inclinée au lieu d'une paroi horizontale sont à la portée de l'homme du métier. Elles ne sont donc pas décrites plus avant ici.
Variantes
Dans une variante de réalisation, le dispositif ne comporte pas de flotteur 26, et le clapet 22 s'ouvre lorsque le filtre 20 est colmaté, indépendamment de l'attitude verticale ou horizontale du corps 1 1 du robot de nettoyage 10.
Dans une variante de réalisation, le clapet 22 comporte des moyens d'ouverture automatique selon un seuil prédéterminé de dépression dans le circuit hydraulique entre la chambre de filtration 17 et la pompe de circulation 16. Ce seuil correspond typiquement à un niveau d'encrassement du filtre 20 prédéterminé.
Dans une variante de réalisation, l'appareil de nettoyage 10 comporte par ailleurs des moyens de mesure de pression de liquide dans le circuit hydraulique en amont de la pompe de circulation. Ces moyens de mesure sont de nature connue en soi de l'homme de l'art. Ils comprennent par exemple des moyens de mesure du courant électrique aux bornes de la pompe de circulation 16.
L'appareil de nettoyage comporte avantageusement alors des moyens de pilotage de l'ouverture du clapet 22 selon des mesures de la pression dans le circuit hydraulique. La position ouverte ou fermée du clapet 22 peut être avantageusement commandée à distance, par exemple par l'intermédiaire de l'unité d'alimentation et de commande. La position du clapet 22 peut éventuellement être réglée à toute position comprise entre une position complètement ouverte et une position complètement fermée.
Dans cette variante, le procédé de pilotage de l'appareil de nettoyage de piscine, tel qu'illustré par la figure 1 1 , comporte une étape 100 d'acquisition récurrente de mesures de pression dans le circuit hydraulique en amont de la pompe de circulation, et une étape 1 10 de modification de l'ouverture du clapet 22 en fonction de cette mesure de pression, par exemple pour maintenir la pression constante à une valeur constante préalablement choisie.
Dans une variante, l'appareil de nettoyage 10 comporte également des moyens de détecter l'attitude dudit appareil, notamment de détecter sa position angulaire vis à vis d'un plan horizontal. Ces moyens sont connus en soi. Il peut s'agir par exemple d'un accéléromètre ou d'un gyroscope.
Dans cette variante de réalisation, le procédé comporte également une étape 120 récurrente de surveillance de ce que le robot de nettoyage est en train de parcourir une paroi verticale, grâce aux moyens de détection d'attitude, et une étape 130 d'ouverture du clapet 22 dans ce cas, pour faciliter la montée du robot de nettoyage 10 le long de la paroi, et maintenir la pression d'aspiration constante dans le circuit hydraulique, même si le filtre 20 commence à être encrassé.
Dans une autre variante de réalisation, le dispositif comprend uniquement un flotteur 26 et n'est pas doté de ressort de rappel. Dans ce cas, le flotteur 26 est disposé et dimensionné de telle sorte qu'il ferme le clapet 22 lorsque le filtre 20 n'est pas colmaté, et laisse entrer de l'eau par l'entrée secondaire de liquide 21 lorsque le filtre 20 est colmaté au delà d'un certain seuil, ou lorsque le robot 10 est orienté à la verticale.

Claims

REVENDICATIONS
1. Appareil de nettoyage de piscine comprenant :
- un corps (1 1 ),
- au moins un circuit hydraulique de circulation de liquide entre au moins une entrée de liquide (13) et au moins une sortie de liquide (14), et à travers un dispositif de filtration (17) de l'appareil de nettoyage,
- une pompe de circulation (16) de fluide installée dans le circuit hydraulique en aval du dispositif de filtration (17),
- des moyens de réglage de la pression régnant dans le circuit hydraulique en amont de la pompe de circulation, en réponse à une variation détectée de cette pression, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage de la pression comprennent :
- au moins une entrée secondaire de liquide (21 ) reliée au circuit hydraulique, en amont de la pompe de circulation (16), ladite au moins une entrée secondaire de liquide (21 ) étant dotée d'un clapet (22) monté mobile en rotation autour d'un axe de rotation (23), et de moyens d'entraînement du clapet d'une position ouverte à une position fermée, lesdits moyens d'entraînement du clapet, comprenant un flotteur (26), dont l'orientation et/ou la force est fonction de l'orientation de l'appareil de nettoyage (10) relativement à un plan horizontal.
2. Appareil de nettoyage de piscine selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens d'entraînement du clapet comprennent un ressort de rappel (24), dont la force est prédéterminée.
3. Appareil de nettoyage de piscine selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de réglage de la pression sont actifs lorsque l'appareil est soumis à une inclinaison supérieure à une valeur prédéterminée.
4. Appareil de nettoyage de piscine selon l'une quelconque des revendications
1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de réglage de la pression sont actifs lorsque le filtre de l'appareil présente un colmatage supérieur à un seuil prédéterminé.
5. Appareil de nettoyage de piscine selon l'une quelconque des revendications
2 à 4, caractérisé en ce que le ressort de rappel (24) présente une raideur suffisante pour maintenir le clapet (22) fermé, malgré la force verticale d'ouverture du clapet (22) liée à la dépression régnant en amont de la pompe de circulation (16).
6. Appareil de nettoyage de piscine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détection d'ouverture complète du clapet, et des moyens de communication d'un besoin de nettoyage du filtre (20) à un usager de l'appareil.
7. Procédé de pilotage d'un appareil de nettoyage de piscine, ledit appareil étant conforme à la revendication 1 , caractérisé en ce que le procédé comporte une étape de pilotage du clapet (22) de manière à maintenir la pression mesurée dans le circuit hydraulique en amont de la pompe de circulation, égale à une valeur préalablement choisie.
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