EP3673126A1 - Appareil nettoyeur de piscine à dispositif de séparation de débris par centrifugation et filtration - Google Patents

Appareil nettoyeur de piscine à dispositif de séparation de débris par centrifugation et filtration

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EP3673126A1
EP3673126A1 EP18778879.9A EP18778879A EP3673126A1 EP 3673126 A1 EP3673126 A1 EP 3673126A1 EP 18778879 A EP18778879 A EP 18778879A EP 3673126 A1 EP3673126 A1 EP 3673126A1
Authority
EP
European Patent Office
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debris
liquid
filtration
chamber
cleaning apparatus
Prior art date
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Application number
EP18778879.9A
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German (de)
English (en)
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EP3673126B1 (fr
Inventor
Philippe Pichon
Philippe BLANC TAILLEUR
E. Keith MC QUEEN
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Zodiac Pool Care Europe SAS
Original Assignee
Zodiac Pool Care Europe SAS
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3673126B1 publication Critical patent/EP3673126B1/fr
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    • 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
    • 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
    • E04H4/12—Devices or arrangements for circulating water, i.e. devices for removal of polluted water, cleaning baths or for water treatment
    • E04H4/1209—Treatment of water for swimming pools
    • E04H4/1245—Recirculating pumps for swimming pool water

Definitions

  • the present invention relates to the field of swimming pool equipment. It relates more particularly to a robot-type autonomous pool cleaning apparatus comprising a water circuit to be cleaned and at least one debris filtering means present in suspension in water.
  • 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. More specifically, the invention refers to a mobile pool cleaning robot. Such a cleaning robot performs said cleaning by browsing and brushing the walls of the pool, and sucking any debris to a filter adapted to collect said debris.
  • Debris here means all the particles present in the basin and having a surface or volume measurement within a predetermined interval whose terminals are functions of the technical characteristics of the robot, so that, on the one hand, the lower limit allows the entry of said particles into the filter device, and, on the other hand, the upper terminal prevents the output of said particles from the filter device.
  • Such debris may comprise, for example, pieces of leaves, microalgae, etc., these debris being normally deposited at the bottom of the basin or glued to the side walls thereof.
  • the robot is powered by an electrical cable connecting the robot to an outdoor control unit and power supply.
  • immersed surface cleaning devices including removable filter device.
  • 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 filtering device is removable and extractable from the body of the device 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.
  • the robot is removed from the water by the user at the end of the cycle or at regular intervals, when the filter can no longer perform its functions due to an excess of particles (leaves, microparticles, etc.), and needs to be cleaned.
  • the robot's external control and power unit emits a light signal when this filter cleaning operation is to be performed.
  • the object of the invention is to overcome this drawback.
  • the invention aims in a first aspect a device, or housing, separation of debris suspended in a liquid, for swimming pool cleaning apparatus, said pool cleaning apparatus comprising:
  • At least one liquid circulation hydraulic circuit between at least one liquid inlet and at least one liquid outlet, and through the debris separation device suspended in the liquid
  • the device for separating debris suspended in a liquid comprises:
  • centrifugation means of debris suspended in the liquid and means for collecting these centrifuged debris.
  • 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 both at the bottom and on a wall.
  • 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.
  • liquid Abbreviated as “liquid”, the term “liquid” is used to describe the mixture of water and debris, or particles, suspended in the pool or in the fluid circulation circuit within the cleaning apparatus.
  • Debris separation means any form of segregation of suspended debris to produce at the outlet of the separation device a liquid free of debris.
  • the segregation means can in particular comprise means for centrifugation or filtration.
  • the centrifugation means advantageously allow mechanical separation of the particles, via the centrifugal force.
  • the separation device comprises a supply channel, or intake, liquid opening in a tangential direction in a debris separation chamber, or filtration chamber, defining a substantially cylindrical volume, said communicating filtration chamber with the centrifuged debris collection tank.
  • the liquid supply channel opens tangentially to a cylindrical wall of the filtration chamber.
  • the liquid supply channel is configured, shaped and sized, so as to drive a high speed of the liquid laden with debris.
  • the invention also fulfills the following characteristics, implemented separately or in each of their technically operating combinations.
  • the filtration chamber and the centrifuged debris collection tank communicate through an opening in the cylindrical wall of the filtration chamber.
  • the opening is preferably arranged in the lower part of the cylindrical volume of the filtration chamber, when the separation device is in place in the body of the robot.
  • the centrifuged debris collection tank forms a radial outgrowth external to the cylindrical volume defined by the filtration chamber, from the cylindrical wall.
  • the centrifuged debris collection tank extends radially outside the filtration chamber from the cylindrical wall.
  • the axis of the filtration chamber is preferably parallel to a horizontal plane XY of the cleaning apparatus.
  • the centrifuged debris collection tank is at the bottom of the separation device when said separation device is inserted into the robot body.
  • the separation device also comprises a filtration device.
  • the filtration device is arranged in the center of the filtration chamber.
  • lighter and smaller debris those that are not centrifuged, are filtered.
  • the filtration device comprises a tangential filtration device.
  • the filtration device comprises a front filtration device.
  • the front filtration device is inserted into the tangential filtration device removably, which allows easy cleaning and compactness of the device.
  • the separation device is such that the filtration device is removable from said debris separation device. This is also favorable for easy cleaning of the pool cleaner.
  • the separating device comprises two lateral faces, one of the faces forming a cover and being hermetically mounted, removably, on the filtration chamber.
  • the filter device forms a predominantly cylindrical volume coaxially mounted in the central portion of the filtration chamber, and configured to separate the internal volume of said chamber from at least one filtered liquid outlet port.
  • the separation device comprises, between the filtration chamber and the centrifuged debris collection tank, a baffle formed by a portion of the cylindrical wall of the filtration chamber that extends over the tank of collection of centrifuged debris.
  • the separation device comprises, between the filtration chamber and the debris collection tank, a baffle forming a wall of continuity convex with the cylindrical wall of the chamber.
  • a baffle creates a zone in which the speed of the liquid is low compared with its speed in the centrifugal filtration chamber. As a result, the debris naturally settle in said collection tank and remain there.
  • this baffle makes it possible to homogenize the peripheral speed in the filtration chamber and thus improve the centrifugation of the debris. It also makes it possible to generate reverse circulation in the trap zone, thus preventing debris from returning to the filtration chamber.
  • the baffle determines an angular aperture (a) of about 60 ° from the filtration chamber to the collection pan.
  • the invention aims in a second aspect a swimming pool cleaning apparatus having a separating device as explained above, the separating device being removably mounted in the pool cleaning apparatus. More particularly in this case, the axis of the cylindrical filtration chamber is parallel to a horizontal plane XY of the apparatus.
  • the axis of the cylindrical filtration chamber is parallel to a transverse axis Y of the apparatus.
  • the invention also relates to a modification kit for swimming pool cleaning apparatus, said kit comprising a separation device as explained, and means for adapting this separation device to the body of the pool cleaning apparatus .
  • 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 apparatus implementing a debris separation device as described
  • FIG. 2 illustrates a front view of the same apparatus
  • FIG. 3 illustrates a view from above of the same apparatus
  • FIG. 4 is a sectional view of the cleaning apparatus, in a longitudinal vertical plane
  • FIG. 5 illustrates the disassembly of the filter assembly of said separation box
  • FIG. 6 illustrates the disassembly of the separation box extracted from the body of the apparatus
  • FIG. 7 is a sectional view of the cleaning apparatus, in a longitudinal vertical plane
  • FIG. 8 illustrates in more detail the constituent elements of the filter assembly
  • FIG. 9 illustrates the current lines within the cleaning device when it is operating in a swimming pool
  • Figure 10 illustrates two delimitation curves between the particles that will be centrifuged and those that will not be obtained, for two examples of cleaning devices.
  • 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 pool cleaning robot 10 is shown according to an embodiment given here by way of example, in FIGS. 1, 2 and 3.
  • the type of pool cleaning robot 10 is here with water ejection tilted towards the rear of the cleaning apparatus, relative to the running surface of the pool cleaning robot.
  • the pool cleaning robot 10 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 consist of wheels arranged laterally to the body January 1 (see in particular Figure 1).
  • the driving and guiding members define an XY guide plane on a surface immersed by their points of contact with said immersed surface.
  • Said guide plane is generally substantially tangent to the immersed surface at the point where the pool cleaning robot is located.
  • Said XY guide plane is for example substantially horizontal when the pool cleaning robot moves on a submerged surface of the pool floor.
  • 10 further comprises a motor 13 driving said driving and guiding members 12, said motor 13 being, in the present example, supplied with energy by the control and control unit via a flexible flexible cable 14, a part of which is visible in Figures 1 to 4, the insertion point of this cable 14 in the body 1 1 of the pool cleaning robot 10.
  • the pool cleaning robot 10 has at least one liquid inlet 15 and one liquid outlet 16.
  • the liquid inlet 15 is located at the base of the body 1 1 (in others terms below it along the vertical axis Z), that is to say immediately facing a submerged surface on which moves the pool cleaning robot 10 in order to suck debris accumulated on said submerged surface .
  • the pool cleaning robot 10 usually comprises a brush, for example with multiple concentric lamellae, intended to come off the particles, or debris, deposited on the walls of the pool.
  • the liquid outlet 16 is located at the rear and in the upper part of the pool cleaning robot 10 in the longitudinal direction X.
  • the liquid outlet 16 is in a rearward direction of the pool cleaning robot 10. the device.
  • This provision is however not limiting, and a water outlet substantially perpendicular to the XY guide plane, that is to say oriented vertically (Z direction) if the pool cleaning robot 10 rests on the bottom of the pool, is also possible.
  • the apparatus comprises a hydraulic circuit connecting the liquid inlet 15 to the liquid outlet 16.
  • the hydraulic circuit is adapted to be able to ensure a circulation of liquid from the liquid inlet 15 to the liquid outlet 16.
  • the apparatus comprises for this purpose a circulation pump comprising the motor 13 of the electric type already mentioned, and a propeller 17 (see FIG. 4), said motor 13 driving the propeller 17 in rotation, said propeller 17 being arranged in the hydraulic circuit.
  • the apparatus comprises a liquid-suspended debris separation device, hereinafter referred to as the separation housing 18.
  • the separation housing 18 disposed on the hydraulic circuit downstream of the liquid inlet 15. separation 18 is advantageously, but not necessarily, of the extractable type of the body 1 1 of the pool cleaning robot 10. This arrangement is illustrated in FIG.
  • the separation box 18 firstly comprises a substantially cylindrical volume whose internal part forms a filtration chamber 22.
  • the axis of this cylindrical volume is, in the present non-limiting embodiment, parallel to the transverse axis Y of the pool cleaning robot 10.
  • the separation housing 18 is completed in the lower part by a storage bin 23, or collection tank, debris, said tray 23 coming in continuity of the cylindrical volume in the lower part thereof. In other words, the tray 23 for collecting debris is not contained in the cylindrical volume.
  • the debris collection bin is communicating with the cylindrical volume.
  • the separation box 18 is completed in the front part by an inlet channel, or supply, liquid 24 in said cylindrical filtration chamber 22, this liquid inlet channel 24 being connected to the liquid inlet 15 .
  • the separation housing 18 is disassembled in the form of a housing body 20 and a filter assembly 21.
  • the housing body 20 comprises in its upper part a handle 19, here made integrally with said housing body 20, and adapted to allow the extraction of the separation housing 18 of the body 1 1 of the pool cleaning robot 10.
  • the handle 19 is movable relative to the housing body 20.
  • the substantially cylindrical volume forming the filtration chamber 22 consists of a cylindrical wall 201 (of axis here parallel to the transverse axis Y when the housing separation device 18 is mounted on the body 1 1 of the robot 10), and two lateral faces (perpendicular to this transverse axis Y), the cylindrical wall 201 and a first lateral face, said external lateral face, of the cylindrical volume forming a chamber.
  • filtration 22 being included in the housing body 20, while the second side face, said internal side face, is included in the filter assembly 21.
  • the cylindrical wall 201 has two openings:
  • the liquid inlet channel 24 and the filtration chamber 22 partly form the debris centrifuge means.
  • the liquid inlet channel 24 has in the horizontal plane XY an elongated substantially rectangular section.
  • the water inlet channel which connects the liquid inlet 15 to the filtration chamber 22 in the front portion thereof , present in the vertical plane XZ a slightly curved profile ending in the upper part 24a of said liquid inlet channel 24 by a direction of substantially vertical water flow.
  • the liquid inlet duct 24 is thus disposed at its upper part 24a tangentially to the cylindrical wall 201 of the filtration chamber 22.
  • the liquid inlet duct 24 then merges with the filtration chamber 22, the wall of which cylindrical present in this place an opening, said mouth, allowing the liquid inlet almost tangentially to the cylindrical wall 201 in its inner face.
  • the flow of liquid in the filtration chamber 22 is tangential to the wall, which gives the liquid a rotational movement within said filter chamber 22, the speed of this flow being determined by various parameters of which the power of the fluid circulation pump, the section of the liquid inlet 15 and the pressure drops in the liquid circuit.
  • a centrifugation effect of predetermined intensity is generated for the densest particles, present in the liquid and thus driven in circular motion in the cylindrical volume of the filtration chamber 22.
  • the centrifuged particles are recovered in the tray 23 for collecting debris.
  • the centrifugation effect is also obtained from a suitable geometry of the liquid admission channel 24 and the filtration chamber 22, and of a suitable size of the mouth.
  • the skilled person is able, in view of his knowledge, to define the conditions and particular geometries to allow centrifugation of debris suspended in a liquid.
  • the tray 21 for collecting debris arranged under the filtration chamber 22, has in the longitudinal vertical plane XZ a section formed in the front part by the curved wall of the liquid inlet channel 24, in the rear part by a flat surface, here both tangential to the cylindrical wall 201 of the housing body 20.
  • these two walls are arranged in substantially perpendicular planes.
  • this section of the collection tank 23 is thus open on the filtration chamber 22 over at most a quarter of the circumference of said cylindrical filtration chamber 22.
  • the precise angle ⁇ (FIG. 9) of angular opening of the cylindrical chamber towards the collection tank 23 is determined by the choice of the length of a portion of the cylindrical wall of the filtration chamber 22 which extends above the collection tank 23 and thus forming a baffle 34 which constrains the circulation of the liquid.
  • the angular aperture a of the cylindrical filtration chamber 22 towards the debris collection tank 23 is about 60 ° of the circumference of said cylindrical filtration chamber 22.
  • lower or higher values of this opening angle ⁇ can be envisaged.
  • the effect of the baffle 34 is to create within the collection tank a zone of almost zero velocity of the liquid, which allows debris centrifuged in the cylindrical filtration chamber 22 to be deposited in the collection tank 23 and to remain there without being again dragged into the flow by the rapid movement of the liquid in the filtration chamber 22.
  • the filter assembly 21 is removable from the housing body 20, for allow the user to clean the inside of the housing body 20 and the filter assembly 21. In the closed position, the filter assembly 21 is hermetically assembled on the housing body 20.
  • the hermetic fastening means of the filter assembly 21 on the case body 20 are of a type known to those skilled in the art and come out as such from the scope of the present invention. The same is true of the fixing means of the separation box 18 on the body 1 1 of the pool cleaning robot 10.
  • the filter assembly 21 comprises a support plate 25, forming the second lateral face of the filtration chamber 22 mentioned above, and two coaxial filters 26, 27.
  • the external filter 26 is of the mesh filter type supported by a filter structure. support, here represented by three circles connected by four spacers.
  • This filter is made of material adapted to retain particles larger than 300 microns. This value is given for information only; it can vary between 200 and 700 ⁇ .
  • This filter is used to collect large non-centrifuged particles (pieces of leaves or grass). This filter can be used alone outside the period of use of the pool to remove large debris such as leaves.
  • the internal filter 27 is of accordion cartridge filter type. It is adapted to retain particles suspended in the liquid having dimensions greater than 50 microns. The folds make it possible to significantly increase the filtering surface and thus to limit the clogging of this filter
  • the diameter of the internal filter 27 is adapted to be inserted into the outer filter 26 with a clearance of less than a few millimeters.
  • the water inlet to be filtered is through the outside of the filter and the water outlet filtered by the inner portion of said filter. In this way, the outlet of the water having passed through the two coaxial filters 26, 27 is through the axial zone of the filter assembly 21.
  • the support plate 25 has in its central part an axial opening 28, intended to come opposite the axial zone of the filters 26, 27, when they are assembled in the separation housing 18 and to allow the filtered water outlet out of the separation housing by this second side end wall.
  • the diameter of this axial opening is substantially identical to the internal diameter of the filter cartridge 27, in order to limit the pressure drops in the hydraulic circuit.
  • the housing body 20 has an axial opening (28 in FIGS. 4, 7 and 9) in the central part of the first end wall of the cylindrical volume, in order to provide another filtered liquid outlet at the other end of the coaxial filters 26, 27, when these are assembled in the separation housing 18.
  • the two coaxial filters 26, 27 are clamped between, on one side, the lateral face of the body of the casing 20 forming the first lateral face of the separation casing 18 and, on the other hand, the support plate 25 forming a second lateral face of the separation housing 18, when the filter assembly 21 is mounted in the housing body 20 to form the separation housing 18.
  • This assembly of the two coaxial filters 26, 27 on the side faces of the separation housing 18 is hermetic to avoid as much as possible the passage of unfiltered water to the water circulation pump.
  • the housing body 20 and the support plate 25 are made of plastic or other suitable material, by techniques known to those skilled in the art, for example molding, gluing, etc.
  • the separation housing 18 is inserted, when assembled on the body 1 1 of the pool cleaning robot 10, between two flat walls 29 shaped discs (only one of these planar walls being visible in Figures 5 and 6). These flat walls 29 here protect the lateral faces of the body of the housing 20 and allow a better guidance when placing the separation housing 18.
  • planar walls 29 have attachment points 31 (see FIG. 1) on the frame of the body 11 which determine the positioning of the separation box 18 with respect to the body 11 of the robot 10 and in particular positioning the water intake channel 24 above the water inlet 15 (see FIGS. 4 and 8) to ensure continuity of the liquid flow.
  • Each of these flat walls 29 comprises at its center an opening 30 (see FIG. 5) intended for the passage of the filtered water, said opening 30 coming opposite the corresponding axial opening 28 of the body of the casing 20 when this latter is assembled on the body 1 1 of the robot 10.
  • each of the flat walls 29 has a seal adapted to provide a seal of the filtered water circuit, when the robot 10 is in use.
  • the robot 10 comprises a filtered water collection tube 31.
  • This filtered water collection tube 31 which is substantially U-shaped, is disposed at the rear of the container. 1 1 body of the robot, and has two lateral arms 32, each of these arms 32 being connected to a side wall 29 at the axial opening 30.
  • the two lateral arms 32 meet above a water intake zone 33 of the propeller 17 of the fluid circulation pump. In this way, the water collected at the outlet of the two lateral faces of the separation housing 18, through the side walls 29, is brought back to the circulation pump and evacuated at the rear of the pool cleaning robot 10.
  • the filtered water collection tube 31 has a geometry such that the water outlet of the tube is located at look the water inlet of the liquid circulation pump.
  • the side walls 29 and the filtered water collection tube 31 are therefore specific to the robot model 10, while the separation box 18 is unchanged for a set of robots.
  • a rapid circulation movement of the liquid to be filtered is set up within the cylindrical filtration chamber 22 around the axis of the latter. As seen above, the heavier particles are centrifuged and gradually settle in the collection bin 23.
  • the other particles, suspended in the liquid continue to rotate in the cylindrical chamber and are progressively sucked towards the filter assembly by the effect of the depression created by the liquid circulation pump.
  • the largest particles (diameter greater than 300 microns) are retained by the external filter 26, they sweep permanently tangentially under the effect of the flow of fluid in the filtration chamber 22.
  • This external filter can be assimilated 26 to a tangential filtration device. They thus contribute to continuously decolouring this external filter 26.
  • the smaller particles (dimensions less than 300 microns) pass through the external filter 26, and the liquid flow is then substantially frontal at the outlet of the external filter 26 and at the inlet of the filter internal 27 with filter cartridge, which constitutes favorable conditions of use of this type of filter.
  • This internal filter 27 can be likened to a front filtration device. As the internal filter 27 becomes clogged, the suction pressure decreases in the liquid circuit, at unchanged pumping power, and the circulation velocity decreases in the filtration chamber 22, which reduces the effect of sweeping of the external filter by the large particles and thus increases the clogging of this external filter. During all this time, the largest debris remains in the debris collection tank 23, whose internal liquid speed is very low compared to the speed in the chamber Filtration 22.
  • an alert signal is sent to the user of the pool cleaning robot 10, which then leaves it from the pool, extracts the housing 18, opens to extract the filter assembly 21, disassembles the external filter 26 and the internal filter 27, and cleans them with large water, and the collection tank 23.
  • the filtration efficiency is significantly improved by the use of centrifugation and segregation of centrifuged debris together with a two-level filtration device, tangential and frontal, which reduces the number of filter cleanings to be performed by the user for the same total amount of debris extracted from the liquid.
  • Figure 10 illustrates two curves obtained for two cleaning devices that differ only in the size of the mouth. Each curve is a delimitation curve between the particles that will be centrifuged and those that will not, depending on the density and size (diameter) of the particles.
  • Curve 1 was obtained for a cleaning apparatus with a rectangular mouth 38 mm high, inducing a fluid velocity of about 0.75 ms -1 in the filtration chamber 22 for a liquid flow of 15 m 3 hr. "1 .
  • Curve 2 was obtained for a cleaning apparatus with a rectangular mouth height of 20 mm, inducing a speed of fluid of about 1 .15 ms -1 in the filtration chamber 22 for a liquid flow rate of 15 m 3 h -1 .
  • the particles in the area below the curve can not be centrifuged. Those in the upper zone can be centrifuged. It is found that with the cleaning apparatus having the mouth of the smallest dimension, more particles are centrifuged.
  • a liquid-type check valve known per se is disposed at the top of the water admission channel 24.
  • the axis of the cylindrical filtration chamber is not parallel to the transverse axis Y, but takes another orientation, parallel to the horizontal plane XY or not.
  • the arrangement in which the cylindrical chamber has an axis parallel to the transverse axis Y of the robot is however advantageous in that it minimizes the effects of gyro during robotic turns in the basin.
  • each outlet 28 is connected to an independent collecting tube 31 which conveys clean water to a water intake zone 33 of each fluid circulation propeller 17.
  • Each propeller 17 is driven by an independent pump motor 13 and pushes the water to an independent outlet located at the rear of the pool cleaning robot 10.

Landscapes

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Abstract

L'invention vise un dispositif de séparation (18) de débris en suspension dans un liquide, pour appareil de nettoyage de piscine, ledit appareil de nettoyage comprenant : - un corps (11), - au moins un circuit hydraulique de circulation de liquide entre au moins une entrée de liquide (15) et au moins une sortie de liquide (16), et à travers le boîtier de séparation (18) de débris en suspension dans le liquide, - une pompe de circulation de fluide installée dans le circuit hydraulique. Le dispositif de séparation (18) de débris en suspension dans un liquide comporte des moyens de centrifugation de débris en suspension dans le liquide et un bac de collecte de ces débris centrifugés. Le dispositif de séparation (18)_comporte un canal d'amenée du liquide (24) débouchant dans une chambre (22) de filtration définissant un volume sensiblement cylindrique, tangentiellement à une paroi cylindrique (201) de ladite chambre de filtration, ladite chambre de filtration (22) communicant avec le bac de collecte (23) de débris centrifugés.

Description

APPAREIL NETTOYEUR DE PISCINE À DISPOSITIF DE SÉPARATION DE DÉBRIS PAR CENTRIFUGATION ET FILTRATION
La présente invention relève du domaine des équipements pour piscines. Elle concerne plus particulièrement un appareil de nettoyage de piscine autonome de type robot comprenant un circuit d'eau à nettoyer et au moins un moyen de filtrage de débris présents en suspension dans l'eau.
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. Plus spécifiquement, l'invention fait référence à un robot mobile de nettoyage de piscine. Un tel robot de nettoyage réalise ledit nettoyage en parcourant et brossant les parois de la piscine, et en aspirant les débris éventuels vers un filtre adapté à collecter lesdits débris. On entend ici par débris toutes les particules présentes au sein du bassin et ayant une mesure de surface ou de volume comprise dans un intervalle prédéterminé dont les bornes sont fonctions des caractéristiques techniques du robot, de sorte que, d'une part, la borne inférieure autorise l'entrée desdites particules dans le dispositif de filtration, et, d'autre part, la borne supérieure empêche la sortie desdites particules du dispositif de filtration. De tels débris peuvent comprendre par exemple des 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.
Actuellement, il existe différents appareils nettoyeurs de surface immergée, notamment à dispositif de filtrage démontable. De tels appareils 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. En outre, dans ces dits appareils de nettoyage, le dispositif de filtrage est amovible et extractible du corps de l'appareil sans devoir retourner l'appareil de nettoyage. De tels appareils de nettoyage sont décrits notamment dans les documents WO 2016/181065 et FR 2 989 596 de la demanderesse.
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. Généralement, le robot est retiré de l'eau par l'utilisateur à la fin du cycle ou à intervalles réguliers, lorsque le filtre ne peut plus assurer ses fonctions en raison d'un trop plein de particules (feuilles, microparticules etc.), et nécessite d'être nettoyé. Dans certains 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.
L'action de nettoyage du filtre par l'utilisateur impose à ce dernier de sortir le robot de la piscine pour extraire le filtre logé au sein de son corps, puis de vider le filtre et enfin de le laver à grande eau, par exemple au moyen d'un tube d'arrosage. Ces opérations sont potentiellement salissantes pour l'utilisateur dans la mesure où le risque de contact avec les débris et boues de filtration est non négligeable. Ces opérations de nettoyage constituent donc pour l'utilisateur une source de désagréments.
L'invention a pour but de remédier notamment à cet inconvénient.
Exposé de l'invention
L'invention vise sous un premier aspect un dispositif, ou boîtier, de séparation de débris en suspension dans un liquide, pour appareil de nettoyage de piscine, ledit 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 le dispositif de séparation de débris en suspension dans le liquide,
- au moins une pompe de circulation de fluide installée dans le circuit hydraulique. Le dispositif de séparation de débris en suspension dans un liquide comporte:
- des moyens de centrifugation de débris en suspension dans le liquide et des moyens de collecte de ces débris centrifugés.
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 au 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, ou particules, en suspension dans la piscine ou dans le circuit de circulation de fluide au sein de l'appareil de nettoyage.
On désigne par « séparation de débris » toute forme de ségrégation des débris en suspension pour produire en sortie du dispositif de séparation un liquide débarrassé de ses débris. Les moyens de ségrégation peuvent notamment comporter des moyens de centrifugation ou de filtration.
Les moyens de centrifugation permettent avantageusement une séparation mécanique des particules, via la force centrifuge.
De préférence, le dispositif de séparation comporte un canal d'amenée, ou d'admission, du liquide débouchant selon une direction tangentielle dans une chambre de séparation des débris, ou chambre de filtration, définissant un volume sensiblement cylindrique, ladite chambre de filtration communicant avec le bac de collecte de débris centrifugés.
En d'autres termes, le canal d'amenée du liquide débouche tangentiellement à une paroi cylindrique de la chambre de filtration.
Le canal d'amenée du liquide est configuré, en forme et taille, de sorte à conduire une vitesse importante du liquide chargée en débris.
Selon des modes de réalisation particuliers, l'invention répond en outre aux caractéristiques suivantes, mises en œuvre séparément ou en chacune de leurs combinaisons techniquement opérantes. Dans un mode de réalisation, la chambre de filtration et le bac de collecte de débris centrifugés communique par une ouverture présente dans la paroi cylindrique de la chambre de filtration. L'ouverture est préférentiellement disposée en partie basse du volume cylindrique de la chambre de filtration, lorsque le dispositif de séparation est en place dans le corps du robot.
En d'autres termes, le bac de collecte de débris centrifugés forme une excroissance radiale externe au volume cylindrique défini par la chambre de filtration, depuis la paroi cylindrique. Le bac de collecte de débris centrifugés s'étend radialement à l'extérieur de la chambre de filtration, depuis la paroi cylindrique. L'axe de la chambre de filtration est préférentiellement parallèle à un plan horizontal XY de l'appareil de nettoyage.
Le bac de collecte de débris centrifugés est en partie basse du dispositif de séparation lorsque ledit dispositif de séparation est inséré dans le corps du robot.
Avec un tel dispositif de séparation, les débris dont la taille et la masse volumique sont importantes vis-à-vis du liquide sont centrifugés et poussés contre la paroi périphérique de la chambre de filtration en continuant leur mouvement circulaire induit par le mouvement du liquide puis sont expulsées vers le bac de collecte lorsqu'ils arrivent à sa proximité.
Dans un mode de réalisation particulier permettant une très bonne séparation des débris dans le liquide, le dispositif de séparation comporte également un dispositif de filtration.
Dans un exemple de réalisation, le dispositif de filtration est agencé au centre de la chambre de filtration. Ainsi, les débris plus légers et plus petits, ceux qui ne sont pas centrifugés, sont filtrés.
Dans ce cas, dans un mode plus particulier de réalisation, le dispositif de filtration comporte un dispositif de filtration tangentielle.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de filtration comporte un dispositif de filtration frontale.
Plus particulièrement dans ce cas, le dispositif de filtration frontale est inséré dans le dispositif de filtration tangentielle de façon amovible, ce qui permet un nettoyage aisé et une grande compacité du dispositif.
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif de séparation est tel que le dispositif de filtration est amovible dudit dispositif de séparation de débris. Ceci est également favorable à un nettoyage aisé de l'appareil de nettoyage de piscine.
Dans ce cas, dans un mode de réalisation plus particulier, le dispositif de séparation comporte deux faces latérales, une des faces formant couvercle et étant montée hermétiquement, de façon amovible, sur la chambre de filtration.
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif de filtration forme un volume principalement cylindrique monté coaxialement dans la partie centrale de la chambre de filtration, et configuré pour séparer le volume interne de ladite chambre d'au moins un orifice de sortie de liquide filtré.
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif de séparation comporte, entre la chambre de filtration et le bac de collecte de débris centrifugés, une chicane formée par une partie de la paroi cylindrique de la chambre de filtration venant se prolonger au dessus du bac de collecte de débris centrifugés.
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif de séparation comporte, entre la chambre de filtration et le bac de collecte de débris, une chicane formant paroi de continuité convexe avec la paroi cylindrique de la chambre.
Une chicane créée une zone dans laquelle la vitesse du liquide est faible au regard de sa vitesse dans la chambre de filtration par centrifugation. De ce fait, les débris viennent naturellement se déposer dans ledit bac de collecte et y demeurer. De plus, cette chicane permet d'homogénéiser la vitesse périphérique dans la chambre de filtration et ainsi améliorer la centrifugation des débris. Elle permet également de générer une circulation inverse dans la zone piège évitant ainsi que les débris ne repartent dans la chambre de filtration.
Plus particulièrement, la chicane détermine une ouverture angulaire (a) d'environ 60° de la chambre de filtration vers le bac de collecte.
L'invention vise sous un second aspect un appareil de nettoyage de piscine comportant un dispositif de séparation tel qu'exposé ci-dessus, le dispositif de séparation étant monté de façon amovible dans l'appareil de nettoyage de piscine. Plus particulièrement dans ce cas, l'axe de la chambre de filtration cylindrique est parallèle à un plan horizontal XY de l'appareil.
Alternativement, l'axe de la chambre de filtration cylindrique est parallèle à un axe transversal Y de l'appareil.
L'invention vise également un kit de modification pour appareil de nettoyage de piscine, ledit kit comportant un dispositif de séparation tel qu'exposé, et des moyens d'adaptation de ce dispositif de séparation sur le corps de l'appareil de nettoyage de piscine.
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 dispositif de séparation de débris tel qu'exposé, La figure 2 illustre une vue de face du même appareil,
La figure 3 illustre une vue de dessus du même appareil,
La figure 4 est une vue en coupe de l'appareil de nettoyage, selon un plan vertical longitudinal,
La figure 5 illustre le démontage de l'ensemble filtre dudit boîtier de séparation,
La figure 6 illustre le démontage du boîtier de séparation extrait du corps de l'appareil,
La figure 7 est une vue en coupe de l'appareil de nettoyage, selon un plan vertical longitudinal,
La figure 8 illustre plus en détails les éléments constitutifs de l'ensemble filtre,
La figure 9 illustre les lignes de courant au sein de l'appareil de nettoyage, lorsque celui-ci est en fonctionnement au sein d'une piscine, La figure 10 illustre deux courbes de délimitation entre les particules qui seront centrifugées et celles qui ne le seront pas obtenues, pour deux exemples d'appareils de nettoyage. 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, appelé 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.
Le robot de nettoyage de piscine 10 est représenté selon un mode de réalisation donné ici à titre d'exemple, en figures 1 , 2 et 3. Sur ces figures, le type de robot de nettoyage de piscine 10 est ici à éjection d'eau inclinée vers l'arrière de l'appareil de nettoyage, relativement au plan de roulement du robot de nettoyage de piscine.
Le robot de nettoyage de piscine 10 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 sont constitués de roues disposées de façon latérale au corps 1 1 (voir notamment figure 1 ).
Les organes d'entraînement et de guidage définissent un plan de guidage XY 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 le robot de nettoyage de piscine. Ledit plan de guidage XY est par exemple sensiblement horizontal lorsque le robot de nettoyage de piscine 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 Z, perpendiculaire audit plan de guidage XY, un élément « bas » étant plus proche du plan de guidage qu'un élément haut. Par abus de langage, le plan de guidage est dit horizontal, et la direction perpendiculaire à ce plan est dite verticale. L'axe de déplacement du robot est dit axe longitudinal X, et l'axe perpendiculaire à cette direction dans le plan de guidage est dit axe transversal Y.
Comme on le voit mieux sur la figure 4, le robot de nettoyage de piscine
10 comprend en outre un moteur 13 entraînant lesdits organes d'entraînement et de guidage 12, ledit moteur 13 étant, dans le présent exemple, alimenté en énergie par l'unité de commande et de contrôle via un câble souple étanche 14, dont une partie est visible sur les figures 1 à 4, au point d'insertion de ce câble 14 dans le corps 1 1 du robot de nettoyage de piscine 10.
Toujours en référence à la figure 4, le robot de nettoyage de piscine 10 présente au moins une entrée de liquide 15 et une sortie de liquide 16. L'entrée de liquide 15 est située à la base du corps 1 1 (en d'autres termes sous celui-ci selon l'axe vertical Z), c'est-à-dire immédiatement en regard d'une surface immergée sur laquelle se déplace le robot de nettoyage de piscine 10 afin de pouvoir aspirer les débris accumulés sur ladite surface immergée. Comme on le voit sur la figure 1 notamment, le robot de nettoyage de piscine 10 comporte usuellement une brosse, par exemple à multiples lamelles concentriques, destinée à venir décoller les particules, ou débris, déposées sur les parois de la piscine.
La sortie de liquide 16 se situe ici à l'arrière et en partie haute du robot de nettoyage de piscine 10 selon la direction longitudinale X. Dans le présent exemple, la sortie de liquide 16 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 XY, c'est-à-dire orientée verticalement (direction Z) si le robot de nettoyage de piscine 10 repose sur le fond de la piscine, est également envisageable.
L'appareil comprend un circuit hydraulique reliant l'entrée de liquide 15 à la sortie de liquide 16. Le circuit hydraulique est adapté pour pouvoir assurer une circulation de liquide depuis l'entrée de liquide 15 vers la sortie de liquide 16. L'appareil comprend à cet effet une pompe de circulation comprenant le moteur 13 de type électrique déjà cité, et une hélice 17 (voir figure 4), ledit moteur 13 entraînant l'hélice 17 en rotation, ladite hélice 17 étant disposée dans le circuit hydraulique.
L'appareil comprend un dispositif de séparation de débris en suspension dans un liquide, appelé par la suite boîtier de séparation 18. Le boîtier de séparation 18 disposé, sur le circuit hydraulique, en aval de l'entrée de liquide 15. Ce boîtier de séparation 18 est avantageusement, mais non nécessairement, de type extractible du corps 1 1 du robot de nettoyage de piscine 10. Cette disposition est illustrée par la figure 5.
Comme il apparaît sur les figures 1 à 4, le boîtier de séparation 18 comprend en premier lieu un volume sensiblement cylindrique dont la partie interne forme chambre de filtration 22. Lorsque le boîtier de séparation 18 est inséré dans le corps 1 1 du robot 10, l'axe de ce volume cylindrique est, dans le présent exemple non limitatif de réalisation, parallèle à l'axe transversal Y du robot de nettoyage de piscine 10. Le boîtier de séparation 18 est complété en partie inférieure par un bac 23 de stockage, ou bac de collecte, de débris, ledit bac 23 venant en continuité du volume cylindrique en partie basse de celui-ci. En d'autres termes, le bac 23 de collecte de débris n'est pas contenu dans le volume cylindrique. Le bac de collecte de débris est communicant avec le volume cylindrique.
Le boîtier de séparation 18 est complété en partie avant par un canal d'admission, ou d'amenée, de liquide 24 dans ladite chambre de filtration 22 cylindrique, ce canal d'admission de liquide 24 étant relié à l'entrée de liquide 15.
Comme on le voit sur la figure 6, le boîtier de séparation 18 se démonte sous la forme, d'une part, d'un corps de boîtier 20, et, d'autre part, d'un ensemble filtre 21 . Dans le mode de réalisation décrit ici à titre d'exemple non limitatif, le corps de boîtier 20 comporte en sa partie haute une poignée de préhension 19, ici réalisée de manière monobloc avec ledit corps de boîtier 20, et adaptée à permettre l'extraction du boîtier de séparation 18 du corps 1 1 du robot de nettoyage de piscine 10. Alternativement, la poignée 19 est mobile par rapport au corps de boîtier 20.
Toujours en référence à la figure 6, on constate que le volume sensiblement cylindrique formant chambre de filtration 22 se compose d'une paroi cylindrique 201 (d'axe ici parallèle à l'axe transversal Y lorsque le boîtier de séparation 18 est monté sur le corps 1 1 du robot 10), et de deux faces latérales (perpendiculaires à cet axe transversal Y), la paroi cylindrique 201 et une première face latérale, dite face latérale externe, du volume cylindrique formant chambre de filtration 22 étant comprises dans le corps de boîtier 20, tandis que la seconde face latérale, dite face latérale interne, est comprise dans l'ensemble filtre 21 . Une fois assemblé l'ensemble filtre 21 sur le corps de boîtier 20 de façon hermétique, on détermine effectivement ainsi un volume cylindrique pour la chambre de filtration 22.
La paroi cylindrique 201 présente deux ouvertures :
- une ouverture pour permettre l'entrée de liquide dans la chambre de filtration,
- une ouverture pour permettre le passage des débris vers le bac de collecte des débris.
Le canal d'admission de liquide 24 et la chambre de filtration 22 forment en partie les moyens de centrifugation de débris. Le canal d'admission de liquide 24 présente dans le plan horizontal XY une section sensiblement rectangulaire allongée. Dans le présent exemple de réalisation, du fait de la forme du corps 1 1 du robot, le canal d'admission d'eau, qui relie l'entrée de liquide 15 à la chambre de filtration 22 en la partie avant de celle-ci, présente dans le plan vertical XZ un profil légèrement incurvé se terminant en partie haute 24a dudit canal d'admission de liquide 24 par une direction du flux d'eau sensiblement verticale. Le canal d'admission de liquide 24 est ainsi disposé en sa partie haute 24a tangentiellement à la paroi cylindrique 201 de la chambre de filtration 22. Le canal d'admission de liquide 24 vient alors fusionner avec la chambre de filtration 22, dont la paroi cylindrique présente en cet endroit une ouverture, dite bouche, permettant l'entrée de liquide presque tangentiellement à la paroi cylindrique 201 en sa face interne. De cette manière, le flux de liquide dans la chambre de filtration 22 est tangentiel à la paroi, ce qui confère au liquide un mouvement de rotation au sein de la dite chambre de filtration 22, la vitesse de ce flux étant déterminée par divers paramètres dont la puissance de la pompe de circulation de fluide, la section de l'entrée de liquide 15 et les pertes de charge dans le circuit de liquide. On génère ainsi un effet de centrifugation d'intensité prédéterminée pour les particules, les plus denses, présentes dans le liquide et donc entraînées en mouvement circulaire dans le volume cylindrique de la chambre de filtration 22. Les particules centrifugées sont récupérées dans le bac 23 de collecte de débris.
L'effet de centrifugation est également obtenu à partir d'une géométrie adaptée du canal d'admission de liquide 24 et de la chambre de filtration 22, et d'une dimension adaptée de la bouche.
L'homme du métier est en mesure, au vu de ses connaissances, de définir les conditions et les géométries particulières pour permettre une centrifugation des débris en suspension dans un liquide.
Le bac 23 de collecte de débris, disposé sous la chambre de filtration 22, présente dans le plan vertical longitudinal XZ une section formée en partie avant par la paroi incurvée du canal d'admission de liquide 24, en partie arrière par une surface plane, ici disposée de façon tangentielle à la paroi cylindrique 201 du corps de boîtier 20. Ces deux parois sont dans le présent exemple disposées dans des plans pratiquement perpendiculaires.
En sa partie supérieure, cette section du bac de collecte 23 est donc ouverte sur la chambre de filtration 22 sur au maximum un quart de la circonférence de ladite chambre de filtration 22 cylindrique. L'angle précis a (figure 9) d'ouverture angulaire de la chambre cylindrique vers le bac de collecte 23 est déterminé par le choix de la longueur d'une partie de la paroi cylindrique de la chambre de filtration 22 venant se prolonger au-dessus du bac de collecte 23 et formant ainsi une chicane 34 qui contraint la circulation du liquide. Dans le présent exemple de réalisation, l'ouverture angulaire a de la chambre de filtration 22 cylindrique vers le bac de collecte de débris 23 est de 60° environ de la circonférence de ladite chambre de filtration 22 cylindrique. Des valeurs inférieures ou supérieures de cet angle d'ouverture a sont cependant envisageables.
L'effet de la chicane 34 est de créer au sein du bac de collecte une zone de vitesse presque nulle du liquide, ce qui permet aux débris centrifugés dans la chambre de filtration 22 cylindrique de venir se déposer dans le bac de collecte 23 et d'y demeurer sans être à nouveau entraînés dans le flux par le mouvement rapide du liquide dans la chambre de filtration 22.
L'ensemble filtre 21 est démontable du corps de boîtier 20, pour permettre à l'utilisateur de nettoyer l'intérieur du corps de boîtier 20 et l'ensemble filtre 21 . En position fermée, l'ensemble filtre 21 est assemblé de façon hermétique sur le corps de boîtier 20.
Les moyens de fixation hermétique de l'ensemble filtre 21 sur le corps de boîtier 20 sont de type connu de l'homme du métier et sortent en tant que tels du cadre de la présente invention. Il en va de même des moyens de fixation du boîtier de séparation 18 sur le corps 1 1 du robot de nettoyage de piscine 10.
L'ensemble filtre 21 comprend une platine de support 25, formant la seconde face latérale de la chambre de filtration 22 citée plus haut, et deux filtres coaxiaux 26, 27. Le filtre externe 26 est de type filtre à mailles soutenu par une structure de support, ici figurée par trois cercles reliés par quatre entretoises. Ce filtre est réalisé en matériau adapté à retenir des particules de dimensions supérieures à 300 microns. Cette valeur est donnée à titre indicatif ; elle peut varier entre 200 et 700 μηπ. Ce filtre permet de collecter les grosses particules non centrifugées (morceaux de feuilles ou d'herbe). Ce filtre peut être utilisé seul en dehors de la période d'utilisation de la piscine pour éliminer les gros débris tels que les feuilles.
Le filtre interne 27 est de type filtre cartouche en accordéon. Il est adapté à retenir des particules en suspension dans le liquide ayant des dimensions supérieures à 50 microns. Les plis permettent d'augmenter significativement la surface filtrante et ainsi de limiter le colmatage de ce filtre
Le diamètre du filtre interne 27 est adapté à venir s'insérer au sein du filtre externe 26 avec un jeu inférieur à quelques millimètres. Pour chacun de ces deux filtres 26, 27, l'entrée d'eau à filtrer se fait par la partie extérieure au filtre et la sortie d'eau filtrée par la partie intérieure audit filtre. De la sorte, la sortie de l'eau ayant traversé les deux filtres coaxiaux 26, 27 se fait par la zone axiale de l'ensemble filtre 21 .
A cet effet, la platine de support 25 présente en sa partie centrale une ouverture axiale 28, destinée à venir au regard de la zone axiale des filtres 26, 27, lorsque ceux-ci sont assemblés dans le boîtier de séparation 18 et à permettre la sortie d'eau filtrée hors du boîtier de séparation par cette seconde paroi d'extrémité latérale. Le diamètre de cette ouverture axiale est sensiblement identique au diamètre interne de la cartouche filtrante 27, de manière à limiter les pertes de charge dans le circuit hydraulique. De même, de façon symétrique par rapport au plan vertical longitudinal XZ, le corps de boîtier 20 présente une ouverture axiale (28 sur les figures 4, 7 et 9) en la partie centrale de la première paroi d'extrémité du volume cylindrique, de manière à ménager une autre sortie de liquide filtré à l'autre bout des filtres coaxiaux 26, 27, lorsque ceux-ci sont assemblé dans le boîtier de séparation 18.
On comprend que les deux filtres coaxiaux 26, 27 sont serrés entre, d'un côté, la face latérale du corps du boîtier 20 formant première face latérale du boîtier de séparation 18 et, d'un autre côté, la platine support 25 formant seconde face latérale du boîtier de séparation 18, lorsque l'ensemble filtre 21 est monté dans le corps du boîtier 20 pour former le boîtier de séparation 18. Cet assemblage des deux filtres coaxiaux 26, 27 sur les faces latérales du boîtier de séparation 18 est hermétique pour éviter autant que possible le passage d'eau non filtrée vers la pompe de circulation d'eau.
Dans le présent exemple de réalisation, le corps du boîtier 20 et la platine de support 25 sont réalisés en matière plastique ou autre matériau adapté, par des techniques connues de l'homme du métier, par exemple moulage, collage etc.
Comme on le voit notamment sur les figures 5 et 6 qui illustrent un mode non limitatif de réalisation, le boîtier de séparation 18 vient s'insérer, lorsqu'il est assemblé sur le corps 1 1 du robot de nettoyage de piscine 10, entre deux parois planes 29 en forme de disques (une seule de ces parois planes étant visible sur les figures 5 et 6). Ces parois planes 29 viennent ici protéger les faces latérales du corps du boîtier 20 et permettre un meilleur guidage lors du placement du boîtier de séparation 18.
Par ailleurs, ces parois planes 29 comportent des points de fixation 31 (voir figure 1 ) sur le châssis du corps 1 1 qui déterminent le positionnement du boîtier de séparation 18 vis-à-vis du corps 1 1 du robot 10 et permettent en particulier le positionnement du canal d'admission d'eau 24 au-dessus de l'entrée d'eau 15 (voir figures 4 et 8) pour assurer une continuité du flux liquide.
On comprend qu'il est alors possible de concevoir des jeux de parois planes 29 différents selon des modèles de robots divers, tout en conservant un seul modèle de boîtier de séparation 18, de manière à permettre d'adapter a posteriori un tel nouveau boîtier de séparation 18 sur un robot préexistant, en démontant la partie filtrante préexistante du châssis d'un robot de nettoyage de piscine 10, puis en y fixant des parois latérales adaptées 29 dont la géométrie aura été adaptée à cet effet. Il est ainsi possible de définir un ensemble de kits d'adaptation du nouveau boîtier de séparation 18 sur un certain nombre de modèles antérieurs, par exemple, dans le cas de la géométrie du boîtier de séparation 18 décrite ici à titre non limitatif, des modèles de robot présentant une arrivée d'eau 15 s'étendant latéralement, et une sortie d'eau 16 disposée en partie arrière du corps 1 1 du robot, le filtre d'origine étant retiré par le dessus du robot. Cette disposition confère une plus grande flexibilité d'usage du boîtier de séparation, et permet d'améliorer les performances de filtration de robots préexistants.
Chacune de ces parois planes 29 comporte en son centre une ouverture 30 (voir figure 5) destinée au passage de l'eau filtrée, ladite ouverture 30 venant en regard de l'ouverture axiale 28 correspondante du corps du boîtier 20 lorsque celui-ci est assemblé sur le corps 1 1 du robot 10. De même, chacune des parois planes 29 comporte un joint adapté à assurer une étanchéité du circuit d'eau filtrée, lorsque le robot 10 est en cours d'utilisation. Ces joints sont de matériau et de géométrie connus en soi de l'homme du métier.
Comme on le voit notamment sur les figures 1 à 3, 5 et 6, le robot 10 comporte un tube collecteur d'eau filtrée 31. Ce tube collecteur d'eau filtrée 31 conformé sensiblement en « U », est disposé en partie arrière du corps 1 1 du robot, et comporte deux bras latéraux 32, chacun de ces bras 32 se raccordant à une paroi latérale 29 au niveau de l'ouverture axiale 30.
Les deux bras latéraux 32 se réunissent au-dessus d'une zone d'admission d'eau 33 de l'hélice 17 de la pompe de circulation de fluide. De la sorte, l'eau collectée en sortie des deux faces latérales du boîtier de séparation 18, à travers les parois latérales 29, est ramenée vers la pompe de circulation et évacuée à l'arrière du robot de nettoyage de piscine 10.
Ainsi qu'il a été cité plus haut, dans le cas de l'adaptation du boîtier de séparation nouveau à un robot préexistant, le tube collecteur d'eau filtrée 31 présente une géométrie telle que la sortie d'eau du tube est située au regard de l'entrée d'eau de la pompe de circulation de liquide. Dans ce cas d'une adaptation d'un boîtier de séparation 18 à un robot préexistant, les parois latérales 29 et le tube collecteur d'eau filtrée 31 sont donc spécifiques au modèle de robot 10, alors que le boîtier de séparation 18 est inchangé pour un ensemble de robots.
Mode de fonctionnement
Dans le présent exemple de mise en œuvre, lors de la mise en fonctionnement du robot, un mouvement de circulation rapide du liquide à filtrer se met en place au sein de la chambre de filtration 22 cylindrique autour de l'axe de celle-ci. Comme on l'a vu plus haut, les particules les plus lourdes sont centrifugées et viennent progressivement se déposer au sein du bac de collecte 23.
Par contre, les autres particules, en suspension dans le liquide, continuent à tourner dans la chambre cylindrique et sont progressivement aspirées vers l'ensemble filtre par l'effet de la dépression crée par la pompe de circulation de liquide. Les particules les plus grosses (diamètre supérieur à 300 microns) sont retenues par le filtre externe 26, qu'elles viennent balayer en permanence tangentiellement sous l'effet de la circulation de fluide dans la chambre de filtration 22. On peut assimiler ce filtre externe 26 à un dispositif de filtration tangentielle. Elles viennent ainsi contribuer à décolmater continuellement ce filtre externe 26. Les particules les plus petites (dimensions inférieures à 300 microns) traversent le filtre externe 26, et le flux de liquide est alors sensiblement frontal en sortie du filtre externe 26 et en entrée du filtre interne 27 à cartouche filtrante, ce qui constitue des conditions favorables d'utilisation de ce type de filtre. On peut assimiler ce filtre interne 27 à un dispositif de filtration frontale. Au fur et à mesure du colmatage du filtre interne 27, la pression d'aspiration diminue dans le circuit de liquide, à puissance de pompage inchangée, et la vitesse de circulation diminue dans la chambre de filtration 22, ce qui diminue l'effet de balayage du filtre externe par les grosses particules et augmente donc le colmatage de ce filtre externe. Pendant tout ce temps, les plus gros débris restent dans le bac de collecte de débris 23, dont la vitesse liquide interne est très faible au regard de la vitesse dans la chambre de filtration 22.
Au-delà d'un seuil de baisse de pression prédéterminé dans le circuit de fluide, un signal d'alerte est envoyé à l'utilisateur du robot de nettoyage de piscine 10, qui sort alors celui-ci de la piscine, extrait le boîtier de séparation 18, l'ouvre pour en extraire l'ensemble filtre 21 , démonte le filtre externe 26 et le filtre interne 27, et les nettoie à grande eau, ainsi que le bac de collecte 23. Le rendement de filtration est nettement amélioré par l'utilisation de centrifugation et ségrégation de débris centrifugés conjointement à un dispositif de filtration à deux niveaux, tangentiel et frontal, ce qui réduit le nombre de nettoyages de filtres à réaliser par l'utilisateur pour une même quantité totale de débris extrait du liquide.
Des simulations, au moyen d'un logiciel de modélisation CFD (Computational Fluid Dynamic), ont été réalisées pour déterminer si une particule sera centrifugée ou non. En paramétrant la densité et la taille de la particule, on résout les équations de quantité de mouvement de la particule (les forces prises en compte étant le poids, la poussée d'Archimède, la force de traînée et la force de masse ajoutée).
En analysant la trajectoire de la particule, il est possible de déterminer si celle-ci rentrera en contact avec le filtre externe 26, et donc le traversera ou viendra s'y plaquer, ou si celle-ci sera centrifugée et restera en rotation et/ou viendra se piéger dans le bac de collecte.
La figure 10 illustre deux courbes obtenues pour deux appareils de nettoyage qui se différentient uniquement au niveau de la dimension de la bouche. Chaque courbe est une courbe de délimitation entre les particules qui seront centrifugées et celles qui ne le seront pas, selon la densité et la taille (diamètre) des particules.
La courbe 1 a été obtenue pour un appareil de nettoyage avec une bouche de forme rectangulaire de hauteur 38 mm, induisant une vitesse du fluide d'environ 0.75 m s"1 dans la chambre de filtration 22 pour un débit de liquide de 15 m3 h"1.
La courbe 2 a été obtenue pour un appareil de nettoyage avec une bouche de forme rectangulaire de hauteur 20 mm, induisant une vitesse du fluide d'environ 1 .15 m s"1 dans la chambre de filtration 22 pour un débit de liquide de 15 m3 h"1.
Pour chaque appareil de nettoyage et courbe associée, les particules se trouvant dans la zone inférieure à la courbe ne peuvent pas être centrifugées. Celles se trouvant dans la zone supérieure peuvent être centrifugées. On constate qu'avec l'appareil de nettoyage présentant la bouche de dimension la plus faible, on centrifuge plus de particules.
Variantes
Dans une variante de réalisation, non limitatif, un clapet anti-retour de liquide de type connu en soi est disposé en partie haute du canal d'admission d'eau 24.
Dans une autre variante de réalisation, l'axe de la chambre de filtration cylindrique n'est pas parallèle à l'axe transversal Y, mais prend une autre orientation, parallèle au plan horizontal XY ou non. La disposition dans laquelle la chambre cylindrique présente un axe parallèle à l'axe transversal Y du robot est cependant avantageuse en ce qu'elle minimise les effets de gyroscope lors des virages du robot dans le bassin.
Dans une autre variante de réalisation, chaque sortie 28 est mise en relation avec un tube collecteur 31 indépendant qui conduit l'eau propre vers une zone d'admission d'eau 33 de chaque hélice 17 de circulation de fluide. Chaque hélice 17 est entraînée par un moteur de pompe indépendant 13 et pousse l'eau vers une sortie indépendante située à l'arrière du robot de nettoyage de piscine 10.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de séparation (18) de débris en suspension dans un liquide, pour appareil de nettoyage de piscine, ledit appareil de nettoyage comprenant :
- un corps (1 1 ),
- au moins un circuit hydraulique de circulation de liquide entre au moins une entrée de liquide (15) et au moins une sortie de liquide (16), et à travers le dispositif de séparation (18) de débris en suspension dans le liquide,
- au moins une pompe de circulation de fluide installée dans le circuit hydraulique,
le dispositif de séparation (18) de débris en suspension dans un liquide comportant des moyens de centrifugation de débris en suspension dans le liquide et un bac de collecte (23) de ces débris centrifugés,
caractérisé en ce que le dispositif de séparation (18)_comporte un canal d'amenée du liquide (24) débouchant dans une chambre (22) de filtration définissant un volume sensiblement cylindrique, tangentiellement à une paroi cylindrique (201 ) de ladite chambre de filtration, ladite chambre de filtration (22) communicant avec le bac de collecte (23) de débris centrifugés.
2. Dispositif de séparation (18) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la chambre (22) de filtration et le bac de collecte (23) de débris centrifugés communique par une ouverture présente dans la paroi cylindrique de la chambre de filtration.
3. Dispositif de séparation (18) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte également un dispositif de filtration (21 ).
4. Dispositif de séparation (18) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de filtration (21 ) comporte un dispositif de filtration tangentielle (26).
5. Dispositif de séparation (18) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de filtration (21 ) comporte un dispositif de filtration frontale (27). 6. Dispositif de séparation (18) selon la revendication 4 et 5, caractérisé en ce que le dispositif de filtration frontale (27) est inséré dans le dispositif de filtration tangentielle (26) de façon amovible.
7. Dispositif de séparation (18) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de filtration (21 ) est amovible dudit dispositif de séparation
(18) de débris.
8. Dispositif de séparation (18) selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte deux faces latérales, une des faces (25) formant couvercle et étant montée hermétiquement, de façon amovible, sur la chambre de filtration (22).
9. Dispositif de séparation (18) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le dispositif de filtration (21 ) forme un volume principalement cylindrique monté coaxialement dans la partie centrale de la chambre de filtration (22), et configuré pour séparer le volume interne de ladite chambre (22) d'au moins un orifice (28) de sortie de liquide filtré.
10. Dispositif de séparation (18) selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte, entre la chambre de séparation (20) de débris et le bac de collecte de débris centrifugés (23), une chicane (34) formée par une partie de la paroi cylindrique (201 ) de la chambre (22) de filtration venant se prolonger au dessus du bac (23) de collecte de débris centrifugés . 11. Dispositif de séparation (18) selon la revendication 10, caractérisé en ce que la chicane (34) détermine une ouverture angulaire (a) d'environ 60° de la chambre de filtration (22) vers le bac de collecte (23).
12. Appareil de nettoyage de piscine (10) caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de séparation (18) selon l'une des revendications 1 à 1 1 , le dispositif de séparation (18) étant monté de façon amovible dans l'appareil de nettoyage de piscine (10).
13. Appareil de nettoyage de piscine (10) selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'axe de la chambre de filtration (22) cylindrique est parallèle à un plan horizontal XY de l'appareil (10). 14. Appareil de nettoyage de piscine (10) selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'axe de la chambre de filtration (22) cylindrique est parallèle à un axe transversal Y de l'appareil (10).
15. Kit de modification pour appareil de nettoyage de piscine (10), ledit kit comportant un dispositif de séparation (18) selon l'une des revendications 1 à 1 1 , et des moyens d'adaptation (29, 31 ) de ce dispositif de séparation (18) sur le corps (1 1 ) de l'appareil de nettoyage de piscine (10).
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