FR2493184A1 - Electrode destinee notamment a des domaines d'utilisation electrostatiques - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE ELECTRODE CONSTITUEE PAR UN VOILE POLYMERE OU TEXTILE 1 A FAIBLE CONDUCTANCE DES FIBRES QUI EST RELIE DU COTE DU RACCORDEMENT A LA CONDUITE D'AMENEE OU DE SORTIE DU COURANT PAR L'INTERMEDIAIRE D'UNE RESISTANCE A COUCHE MIXTE 2, 3 A FORTE VALEUR OHMIQUE. CETTE RESISTANCE A COUCHE MIXTE 2, 3 PEUT EGALEMENT FAIRE FONCTION DE COLLE ET ETRE DISPOSEE EN FONCTION DE L'UTILISATION DE L'ELECTRODE 8, 9, 10, 15, 19, 20, 22, 24, 25 SUR UN ISOLATEUR RIGIDE OU FLEXIBLE CONFORME DE FACON APPROPRIEE. L'ELECTRODE EST DESTINEE A ETRE UTILISEE SURTOUT DANS DES DOMAINES ELECTROSTATIQUES TELS QUE DES INSTALLATIONS DE PURIFICATION DE GAZ, DES FILTRES A AIR, LA BIOELECTRONIQUE, LA CLIMATISATION ELECTRIQUE DE LOCAUX, DES APPAREILS DE DECHARGE ELECTROSTATIQUE DE MATERIAUX CHARGES, ET AUTRES.

Description

- Electrode La présente invention concerne une électrode destinée surtout

à des domaines d'utilisation électrostatiques, tels que des installations de purification de gaz, des filtres à air, la bioélectronique, la climatisation électrique de locaux, des appareils de décharge électrostatique de maté-

riaux chargés, et autres.

L'invention concerne la fabrication et l'utilisation d'électrodes permettant l'application ou le retrait de charges électriques, telles qu'elles existent par exemple dans les installations de purification de gaz ainsi que dans les domaines de la bioélectronique et de la climatisation de

locaux. L'électrode peut également être utilisée dans d'au-

tres domaines orientés surtout vers l'électrostatique, tels que l'élimination de charges électrostatiques de surfaces en matière plastique ou dans des applications de nettoyage diverses.

On utilise de façon croissante des filtres électrostati-

ques pour la purification de gaz et de l'air. Les électrofil-

tres présentent certains avantages par rapport aux filtres

mécaniques. Les éléments de filtre ne deviennent plus inutili-

sables et n'ont plus besoin d'être échanges. Ce qui caracté-

rise surtout les filtres électrostatiques est qu'ils peuvent retenir des particules dont la grandeur des grains est inférieure au micron. Ces particules traverseraient sans obstacle les filtres mécaniques habituels. Ceci concerne non seulement les fines particules de poussière, les vapeurs et

les particules d'odeurs, mais également les micro-organismes.

De façon générale, les appareils électriques de purifica-

tion des gaz sont constitués en deux étages. Les particules que l'on désire retenir (suie, poussières fines, gaz, vapeurs,

etc.) sont ionisées au cours d'une première étape, c'est-à-

dire chargées électriquement. Les particules chargées sont ensuite précipitées par des forces électrostatiques sur des électrodes de séparation de polarité correspondante et elles peuvent être éliminées au moyen de procédés divers tels que

par secouage ou rinçage.

L'ionisation est réalisée le plus souvent à l'aide d'électrodes d'émission qui sont connues sous les formes les plus diverses. On met alors à profit l'effet de pointe électrostatique ou de décharge par effet de couronne, ce qui dépend simplement, en dehors d'une tension suffisamment élevée, d'un rayon de courbure aussi petit que possible de l'électrode ou d'éléments de l'électrode. En conséquence, on utilise des pointes, des rebords ou des coins métalliques, ou encore des fils minces disposés de façons diverses. Les charges émises par les pointes et les ions formés par les

chocs se déposent sur les particules d'impuretés. Les parti-

cules chargées se déposent ensuite sur la contre-électrode.

Du fait que les champs formés par de telles électrodes sont fortement hétérogènes, des particules électriquement neutres

peuvent également être influencées par l'effet de polarisa-

tion (formation de dipôles et forces électrostatiques sur le dipÈle). D'autres particules sont chargées par contact

direct avec l'électrode.

Mais dans ce type d'ionisation, il est également inévita-

ble que se forme de l'ozone par le processus de chocs du fait de la vitesse élevée des électrons et des ions dans l'environnement des pointes. Du fait de-la toxicité de

l'ozone, cet effet secondaire est particulièrement indésira-

ble dans les locaux habités et les lieux de travail et il constitue un inconvénient. Comme en outre la tension de service favorable de ces appareils est située juste en dessous de la tension de claquage, des circuits compliqués

de stabilisation de la tension des électrodes sont nécessai-

res pour obtenir une utilisation optimale. Les forces élec-

trostatîques nocives qui apparaissent entre les éléments individuels des électrodes entraînent en outre la nécessité d'utiliser des dispositifs de fixation et de suspension coûteux, car des écarts différents augmentent fortement les possibilités ce claquage. Du fait des tensions élevées que l'on utilise, il convient également de veiller à réaliser une protection contre les contacts accidentels au moyen de

circuits de limitation du courant et par des boîtiers pro-

tecteurs fiables. Dans l'ensemble, ces appareils sont de

constitution très compliquée. Quand il s'agit de la purifi-

cation de l'air de locaux d'habitation ou de travail, le problème est simplifié dans la mesure o les aérosols à éliminer sont déjà chargés dans leur plup grande partie. Les ions et les électrons légers qui sont produits par le pro- cessus d'ionisation du rayonnement terrestre radioactif, du rayonnement cosmique et autres se déposent en fait très rapidement sur de gros noyaux, des particules de poussière

et des particules d'odeurs.

Récemment, on a également utilisé pour la climatisation électrique de locaux des électrodes du type des électrodes d'émission et des électrodes à pointe. On a pu en fait établir que l'électricité de l'air, c'est-àdire le nombre d'ions contenus dans l'air et le champ créé par eux, et dans ce cas et en particulier le rapport entre le nombre des ions positifs et le nombre des ions négatifs, a une influence sur le bien-être et la santé. Dans l'atmosphère naturelle règne, en conditions normales, un excédent d'ions négatifs et un champ électrique avec le pôle positif dans la ionosphère, pour une intensité db champ d'environ 130 V/m à proximité du sol. On sait que des déviations par rapport à ces conditions

sont nocives et provoquent un affaiblissement de la concen-

tration, l'apparition plus rapide de la fatigue, un danger plus important d'infection, et autres. C'est ainsi que l'on attribue, du moins en partie, les syndromes du vent du midi (ou du fZ5ehn) aux effets électriques de l'air. Les conditions électriques régnant dans les locaux fermés et les véhicules sont toujours plus ou moins perturbées. Dans la plupart des

cas, il y a un surplus d'ions positifs; on réalise un bou-

chier contre le champ électrique au moyen de cages de Faraday

(par exemple par des constructions en béton armé). La recons-

titution de conditions électriques naturelles constitue donc

le but des appareils de bioclimatisation et des ionisateurs.

Le gros inconvénient des deux appareils déjà connus est

toujours et avant tout la formation d'ozone, et en particu-

lier naturellement par les électrodes à pointe, mais égale-

ment sur les rebords des électrodes à surface.

L'invention vise à fournir une électrode au moyen de laquelle il soit possible de former un champ électrique aussi uniforme que possible,-ou une ionisation homogène même sur une surface importante. En outre, l'invention vise aussi à réduire les frais de fabrication et les mesures de sécurité tout en assurant une utilisation universelle de l'électrode. Selon l'invention, ces buts sont atteints en reliant un voile ou tissu polymère ou textile à faible conductance des fibres sur le côté de raccordement par l'intermédiaire d'une résistance à couche mixte de forte valeur ohmique, qui peut également faire fonction de colle, avec la conduite d'amenée ou de sortie du courant, et en disposant éventuellement cette résistance à couche mixte, en fonction de l'utilisation de l'électrode, sur un isolateur de forme appropriée, rigide

ou flexible.

Les avantages surprenants des électrodes constituées selon l'invention viennent du fait que bien que chaque fibre individuelle oppose une résistance interne très élevée à la

partie' de l'électrode laissant passer le courant, la conduc-

tance totale de l'électrode à grande surface est cependant

maintenue par la somme des nombreuses conductances indivi-

duelles. Alors que les électrodes classiques produisent essentiellement des charges seulement dans les zones de pourtour (effet de pointe), on obtient avec l'électrode de l'invention et du fait de la structure de surface du voile

des charges régulières provenant de la totalité de la surface.

En raison des valeurs de résistance des fibres, on ne cons-

tate pas de décharge par effet de couronne aux extrémités des fibres; on évite donc la production d'ozone. En outre, la résistance interne élevée évite, même pour des tensions de service très élevées, l'apparition de perturbations inadmissibles de l'intensité du courant. Une résistance élevée de la colle ou de la résistance à couche mixte apporte

une sécurité supplémentaire. Des mesures de sécurité complé-

mentaires deviennent donc superflues. Pour les mêmes raisons', il n'existe aucun danger de claquages. Les circuits de stabilisation qui sont par ailleurs habituels, par exemple

pour les électrofîltres, n'ont plus d'utilité.

Selon une autre forme de réalisation de l'invention très avantageuse, il est proposé d'utiliser pour constituer le voile des matériaux naturels présentant des propriétés électriques appropriées, tels que des peaux naturelles, du fait qu'elles présentent par leur nature même des propriétés électriques appropriées et également un grand nombre de fibres par lesquelles les charges peuvent être émises selon l'invention. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, il est prévu d'utiliser comme voile des fibres polymères, et en particulier celles convenant au flocage électrostatique, ou des étoffes réalisées au moyen de ces fibres. Quand on utilise des fibres polymères, il est avantageux d'amener la conductance de leurs fibres à une valeur désirée au moyen d'un prétraitement chimique et de déterminer ainsi la

quantité de charge émise par l'électrode.

Mais selon l'invention il est également possible d'utili-

ser, pour réaliser le voile, des fibres hautement polymères,

et en particulier celles convenant à un flocage électrostati-

que, ou encore des étoffes réalisées au moyen de ces fibres, qui se caractérisent surtout par leur propriété d'inversion de la polarisation, ce qui permet de multiplier la charge et

également d'augmenter plusieurs fois l'efficacité de l'élec-

trode quand un courant d'air passe sur elle.

Une autre forme de réalisation de l'électrode de l'inven-

tion est également avantageuse quand on utilise pour réali-

ser le voile des matériaux ou des étoffes mélangés, ou de déterminer la conductance électrique du voile ou des fibres du voile de manière qu'elle présente une valeur déterminée, et de préférence par un traitement chimique. Grâce à cette constitution de l'électrode selon l'invention, on peut modifier de façon simple l'émission de charges de l'électrode

dans des zones très étendues.

Tout en restant dans le cadre de l'invention, une autre forme de réalisation possible consiste à disposer une autre couche isolante sur le côté arrière de l'isolateur sur lequel est disposée la résistance à couche mixte. On peut alors utiliser l'électrode en tant que condensateur et elle peut simultanément servir au lissage ou filtrage d'impulsions superposées, ou bien encore, quand on exploite symétriquement (en push- pull) les électrodes selon l'invention, en doubler

leur effet.

Selon une autre forme de réalisation de l'électrode de l'invention, il est prévue que la résistance à couche mixte est déposée sous la forme d'une laque conductrice sur le

voile, et de préférence sur une étoffe textile ou un tapis.

Grâce à cette solution, en particulier avec les appareils pour locaux d'habitation, les revêtements textiles déjà existants tels que des tapis ou analogues peuvent être utilisés pour constituer le champ électrique ou pour émettre

la charge.

Selon une autre forme encore de l'invention, il est possible de raccorder le voile, et de préférence une étoffe rigide de fibres artificielles, à un second matériau en forme de grille, de réseau ou de feuille, et traité avec une

laque conductrice, avec lequel le voile est amené en contact.

Ce mode de réalisation se caractérise, dans le cas d'électro-

filtres d'installations de traitement de l'air ambiant, en ce qu'on peut adapter rapidement le champ électrique à des conditions différentes simplèment en échangeant le voile ou

l'étoffe de fibres artificielles.

Selon une forme de réalisation de l'invention qui est particulièrement avantageuse, le voile est déposé sur une grille et des traverses, alors que des récipients situés à l'arrière, par exemple de même polarité, servent à recevoir

les dépôts électrostatiques.

Ainsi, on peut séparer de façon simple les substances nocives à éliminer, du fait que les particules contenues dans le récipient ne peuvent plus s'échapper de celui-ci en raison des processus d'inversion de charge auxquels elles sont soumises et du fait qu'elles reçoivent, au passage des traverses pourvues d'une couche, une charge de même signe que celle de l'électrode. Elles sont en fait repoussées des parois du récipient qui ont toutes le même potentiel que les

particules des substances nocives.

Un mode de réalisation de l'invention qui est avantageux consiste dans le fait que deux électrodes, dont l'une au

moins comprend un voile déposé sur une grille ou des traver-

ses et à laquelle est associé par exemple un récipient de même polarité pour recevoir le dépôt électrostatique, sont rassemblées dans un électrofiltre de manière à augmenter sensiblement le rendement des électrofiltres. Selon l'inven- tion, une électrode peut également être sensiblement plus petite que l'autre ou être constituée par des bandes étroites situées loin l'une de l'autre, de manière à produire un champ aussi hétérogène que possible. On peut alors exploiter complètement les avantages des électrodes selon l'invention dans des cas d'utilisation spéciaux qui exigent des champs

hétérogènes pour des raisons techniques.

En outre, il est également possible, selon l'invention, que l'électrode serve d'électrode de séparation dans un électrofiltre dans lequel l'ionisation est réalisée par des

procédés connus tels que par le procédé par pulvérisation.

On peut donc équiper des installations d'électrofiltres déjà existantes et sans dépenses importantes en exploitant les

avantages de l'électrode de l'invention.

Une autre forme de réalisation avantageuse est celle

dans laquelle on incorpore au moins deux ou plusieurs élec-

trodes de ce type dans un appareil mobile, de manière que l'appareil puisse retenir des poussières et autres petites

particules de la même façon qu'un aspirateur de poussières.

Dans ce cas, on peut également utiliser l'effet du champ électrique pour le transport des particules et on peut faire l'économie de soufflantes ou analogues qui sont coûteuses et gênantes. Dans ce cas, il est avantageux qu'au moins une

électrode soit constituée sous la forme d'un rouleau suscep-

tible de tourner.

En outre, d'autres modes de réalisation sont possibles,

les électrodes étant utilisées pour la climatisation élec-

trique d'un local en produisant un champ électrostatique, et pour l'ionisation de l'air, modes de réalisation selon

lesquels les électrodes sont constitués sous forme d'appa-

reils muraux, de plafond ou de bureaux. C'est là o l'on constate le grand nombre de possibilités d'utilisation

avantageuses de l'électrode selon l'invention.

Selon une autre forme de réalisation, il est prévu que les électrodes qui sont constituées par exemple sous forme

de surfaces, ont une polarité opposée sur leurs zones péri-

phériques, la partie centrale des électrodes et leurs parties périphériques étant séparées électriquement. On évite ainsi le dépôt de particules ionisées autour de l'électrode du fait qu'elles sont repoussées par la partie de polarité opposée. En outre, il est possible selon l'invention que les électrodes soient utilisées pour abaisser le nombre de micro-organismes nocifs existant dans l'air ambiant ou sur la surface d'objets, ou pour favoriser la croissance de plantes, un champ puissant et hétérogène étant produit de préférence par des électrodes de polarité positive disposées sous le toit de serres ou en raison de la forme géométrique

des électrodes, champ provoquant la mort des insectes.

Toujours dans le cadre de l'invention, il est possible d'éliminer par la conduite d'amenée du courant à l'électrode des charges électrostatiques provenant par exemple d'une électricité par frottement, ceci aussi bien à partir du matériau de l'électrode elle-même que de matériaux qui sont

amenés dans ce but en contact avec l'électrode ou à proximi-

té de celle-ci. Les électrodes selon l'invention peuvent donc être utilisées simultanément pour éviter la formation de charges statiques. Ceci est intéressant en particulier dans des locaux contenant des appareils électroniques ou dans

des locaux d'haoitation.

Il est en outre avantageux d'entraîner un ventilateur électrostatique avec deux électrodes en faisant en sorte qu'une pale susceptible d'être chargée effectue le transfert de la charge entre les électrodes, car on peut ainsi obtenir une circulation de l'air sans parties rotatives et sans

entraînement mécanique.

Selon l'invention, l'électrode peut être montée sur le côté inférieur du bras de lecture d'un tourne-disques pour

dépoussiérer et éliminer les charges du disque.

Finalement, il est également possible dans le cadre de l'invention que la tension continue appliquée à l'électrode dans des buts électroniques soit modulée, et de préférence à des fréquences basses comprises dans la gamme de 5 à 10 Hertz. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la

description ci-après de modes d'exécution de l'invention

donnés à titre purement illustratifs. Dans les dessins: la figure 1 est une coupe transversale d'une électrode selon l'invention, la figure 2 est une variante d'exécution d'une électrode selon l'invention, la figure 3 est un schéma de principe du fonctionnement d'une électrode selon la figure 2, la figure 4 est une-variante d'exécution d'un schéma de principe lorsqu'on utilise la seconde électrode selon la figure 2, la figure 5 représente une électrode selon l'invention, comprenant un boîtier qui lui est associé, et représentée en coupe latérale, la figure 6 est une vue schématique d'un électrofiltre utilisant deux électrodes selon la figure 2, la figure 7 représente une disposition des électrodes selon l'invention utilisée pour un épurateur d'air, sous une forme fortement simplifiée, la figure 8 représente une disposition des électrodes selon l'invention utilisées pour capter des particules à éliminer, dans un appareil mobile et représenté de façon schématique, la figure 9 représente une électrode selon l'invention montée dans un appareil épurateur d'air, la figure 10 représente une variante d'exécution d'un

appareil épurateur d'air comprenant des électrodes consti-

tuées selon l'invention, la figure Il représente schématiquement une disposition des électrodes selon l'invention en vue de la décharge électrostatique au cours de la fabrication de bandes de matière synthétique, la figure 12 représente une disposition schématique des électrodes selon l'invention en vue d'éliminer des particules

d'impuretés et de créer en même temps un courant d'air.

A la figure 1, la partie de l'électrode qui émet ou qui reçoit la charge est constituée par un voile polymère ou textile 1. Sur le côté collé, ce voile est alimenté par l'intermédiaire d'une résistance à couche multiple 2 à forte valeur ohmique et par une amenée de courant conductrice en métal ou à résistance à couche multiple 3. Le matériau isolant 4 sert de couche inférieure ou de support mécanique, et il peut être soit rigide soit flexible en fonction de l'utilisation envisagée. En utilisant une sous-couche isolante correspondante sur laquelle doit être montée l'électrode ou

en ayant recours à une suspension appropriée et à une rigidi-

té suffisante du tissu qui peut être par exemple en textile, on peut également éliminer cette couche. Naturellement la plaque de la figure 1 peut avoir toute forme quelconque. Le voile 1 de la couche peut être constitué aussi bien par des fibres polymères semi-conductrices que par des matériaux naturels, dans la mesure o ils présentent les propriétés électriques nécessaires, tels qu'une peau naturelle. On peut également envisager des matériaux mélangés. Un exemple de réalisation préféré est constitué par une électrode dite à flocage électrostatique dans laquelle une colle conductrice appropriée sert d'amenée du courant. Pour exploiter de façon optimale la tension appliquée, la valeur de la conductibilité des fibres du voile 1 peut être réglée sur la valeur désirée au moyen d'un pré-traitement de préférence chimique, ce qui

permet de déterminer la quantité de charge émise par l'élec-

trode. Les polymères élevés offrent un autre avantage du fait de leur propriété d'inversion de polarisation. Le courant d'air passant sur l'électrode et provoqué par exemple par un ventilateur détermine une multiplication de la charge

et une multiplication de l'efficacité de l'électrode.

Dans les.électrodes constituées selon l'invention, il est vrai que chaque fibre individuelle oppose une résistance interne très élevée à la partie de l'électrode laissant passer le courant, mais la valeur de la conductibilité totale de l'électrode à grande surface se maintient du fait de la somme des nombreuses valeurs individuelles de conductioilité. Alors que les électrodes classiques n'émettent

des charges qu'essentiellement dans leur zone périphérique -

effet de pointe -, les charges sont émises régulièrement à partir de la totalité de la surface du fait de la structure de surface du voile 1 de l'électrode selon l'invention. En raison des valeurs de résistance des fibres, il n'y a pas de

décharges par effet de couronne aux extrémités des fibres.

On évite ainsi la production d'ozone. La résistance interne élevée évite en outre, même pour des tensions de service

très élevées, l'apparition de courants de contact inadmissi-

bles. Une résistance élevée de la colle ou de la résistance à couche mixte 2 offre une sécurité supplémentaire. Des

mesures de sécurité complémentaires sont de ce fait super-

flues. Pour les mêmes raisons, il n'y a pas de danger de claquages. Les circuits de stabilisation qui sont par ailleurs habituels dans les électrofiltres par exemple deviennent inutiles. A la figure 2, une autre couche isolante 5 est disposée sur le côté arrière du matériau d'isolation 4. La résistance à couche mixte 3, le matériau d'isolation 4 et la couche 5

constituent un condensateur.

La figure 3 représente à l'aide d'un circuit de principe la façon dont on peut utiliser l'électrode, en même temps

que son effet capacitif, par exemple pour le lissage d'impul-

sions superposées.

A la figure 4 est représentée la façon dont deux électro-

des selon l'invention et montées de façon appropriée fonc-

tionnent de façon symétrique (en push-pull), ce qui permet

de doubler leur effet.

Un domaine d'utilisation essentiel des électrodes est constitué par les installations de purification d'air et de

gaz. En ce qui concerne les filtres à air, c'est la disposi-

tion suivante qui s'est avérée particulièrement favorable.

Une tension négative élevée est appliquée à une électrode

selon l'invention. Un récipient d'eau constitue la contre-

électrode et simultanément la cuvette réceptrice qui est

reliée à la terre ou à la masse et est de ce fait électrique-

ment positive par rapport à la première électrode. Un venti-

lateur fait passer l'air à purifier entre les électrodes. Du fait du champ régnant entre les deux électrodes et des processus d'inversion de charge au niveau de l'électrode

négative, les aérosols se déposent dans le bain d'eau.

L'addition dans l'eau d'huile de paraffine ou d'huiles organiques telles que de l'huile alimentaire habituelle pour en éviter l'évaporation et pour détendre la surface de l'eau s'avère nécessaire car autrement seule une fraction des particules serait captée par l'eau et la plus grande partie serait réfléchie. A la place de la cuvette d'eau constituant

la seconde électrode, on peut également utiliser une électro-

de percée de trous et réalisée selon l'invention directement au-dessus de la surface de l'eau et constituant le pôle opposé. Dans ce cas, l'eau peut être au même potentiel que l'électrode, mais cela n'est pas nécessaire. Grâce à cette disposition, les plus fines particules de poussière, les particules d'odeurs, la fumée de tabac et pratiquement tous les aérosols et micro-organismes sont efficacement séparés

de l'air. En donnant aux électrodes une disposition géométri-

que appropriée, les électrodes négatives étant par exemple plus longues au niveau de leur ouverture de sortie que la cuvette d'eau, il est possible d'enrichir le courant d'air

purifié avec des ions négatifs et ainsi améliorer la clima-

tisation électrique des locaux.

La figure 5 montre comment on peut constituer des fil-

tres de façon encore plus économique. Le voile 1 est monté sur une grille 6, des traverses ou analogues, qui sont soit conductrices, soit pourvues d'une résistance à couche mixte à forte valeur ohmique constituée éventuellement sous forme de plusieurs couches de conductibilité différente. L'espace situé à l'arrière et qui est à l'intérieur d'un boîtier 7 en forme de cassette sert à capter les aérosols inclus dans le gaz. Pour les retenir dans l'enceinte de séparation, on utilise le procédé suivant. On applique au boîtier le même potentiel qu'à l'électrode. Les aérosols reçoivent lors de leur passage par les traverses ou la grille 6 recouverte d'un voile et par un processus d'inversion de charge une charge de même signe que celle de l'électrode. Ceci signifie que les particules contenues à l'intérieur de l'enceinte de

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séparation sont repoussées par toutes les parois qui sont toutes au même potentiel. Les particules sont captées dans la cassette. La boîtier 7 peut être lui-même soit conducteur soit recouvert d'une résistance à couche mixte seulement ou par des fibres polymères ou textiles à résistance à couche mixte. La figure 6 représente un mode d'exécution grâce auquel on peut augmenter le rendement d'un filtre de ce type. Le filtre est constitué sur ce schéma par trois électrodes 8, 9, 10, le boîtier 11 et le ventilateur 12. Les électrodes 8 et 9 sont de polarité positive, l'électrode 10 de polarité négative. Les électrodes 8 et 9 peuvent également être reliées de façon électriquement conductrice. Le ventilateur 12 fait passer le courant d'air entre les électrodes 9 et 10. Des aérosols sont envoyés par le champ électrique et en passant par l'électrode percée de trous 9 dans l'enceinte de séparation entre 8 et 9, et ils sont retenus en vertu du même principe que ci-dessus. Par ailleurs, les électrodes à

l'intérieur du boîtier 11 n'ont pas besoin d'être nécessaire-

ment couvertes du voile conducteur. Selon une autre forme de réalisation, l'électrode 10 peut également être munie de façon symétrique d'une cassette séparatrice.

Dans les locaux o l'air n'est que peu pollué, il suffit d'un appareil sans ventilateur pour éliminer les poussières,

la fumée de tabac et les micro-particules.

La figure 7 représente un autre exemple de réalisation.

L'appareil est avantageusement fixé à mi-hauteur sur le mur 13. La partie haute tension 14 est située à l'arrière de l'électrode négative 15 légèrement inclinée. Ldes aérosols

dont la polarisation a été inversée sont déposés dans l'en-

ceinte 16 à l'arrière de l'électrode poreuse 17 qui est positive ou reliée à la terre. L'électrode négative qui est plus importante envoie par ailleurs des ions négatifs dans

le local et améliore de ce fait la climatisation électrique.

Si-le gaz à purifier contient une fraction élevée de particules électriquement neutres, ce qui est le cas en général pour les locaux normaux d'habitation et de travail, on peut alors procéder selon les méthodes suivantes. Le

courant gazeux peut être par exemple dévié par un ventila-

teur et des canalisations de manière que l'on soit certain que chaque particule rencontre au moins une fois l'électrode et soit de ce fait chargée. Une autre méthode consiste à régler le champ électrique entre les électrodes de manière

qu'il soit fortement hétérogène par une déformation appro-

priée des électrodes, et à filtrer les particules par effet de polarisation. Au cours d'une seconde étape, comme c'est le cas d'installations industrielles de purification de gaz, îU on peut utiliser les électrodes à pointe connues ou encore

des atomiseurs à fluide, à effet Lénard, pour l'ionisation.

L'électrode selon l'invention est alors utilisée en tant qu'électrode séparatrice, par exemple selon une forme de

réalisation telle que représentée à la figure 5.

Selon le principe décrit ci-dessus pour retenir les particules séparées entre des électrodes de même polarité, on peut également réaliser des appareils mobiles remplissant

la fonction d'un aspirateur de poussière.

La figure 8 est un schéma d'un appareil de ce type. La partie haute tension 14 est alimentée au choix par le réseau ou par des batteries ou des accumulateurs qui ont leur place dans la poignée 18. L'électrode 19 est constituée selon l'invention et polarisée négativement, et elle "aspire" les

particules de salissures, les fragments de papier, la pous-

sière, les microbes, etc. La charge de ces derniers est inversée au niveau de l'électrode 19, et ils sont attirés par une électrode 20 de polarité opposée et percée de trous et retenus dans l'enceinte de dépôt 21 dont toutes les

parois sont au même potentiel.

Un aspirateur de poussière de ce type fonctionne totale-

ment sans bruit, sans pièces susceptibles de s'user et il élimine surtout les particules les plus petites qui sont renvoyées dans le local par les aspirateurs habituels après avoir traversé le sac d'aspiration. I1 peut être utilisé indépendamment du réseau et on peut l'employer dans des

endroits o il est impossible de travailler avec des aspira-

teurs normaux, par exemple pour dépoussiérer des plantes d'appartements ou des surfaces de travail sur lesquelles sont disposées des feuilles de papier et autres petits éléments du fait que fondamentalement ils ne peuvent aspirer que des particules petites et légères. Le dépoussiérage de livres, de disques et autres matériaux fragiles appartient également à leur domaine potentiel. Partant du même principe, on peut aussi réaliser des rouleaux à vêtements. L'électrode 19 peut être constituée dans ce but sous forme d'un rouleau, d'une nrosse susceptible de tourner, faisant un peu saillie par rapport au rebord du bottier. En dehors du filtrage et comme déjà mentionné plusieurs fois, les électrodes peuvent

être également utilisées avantageusement pour la climatisa-

tion électrique de locaux, c'est-à-dire pour la production d'un champ électrostatique correct avec un surplus d'ions négatifs dans l'air. Les appareils simples destinés à ce but sont semblables au filtre de la figure 7, qui est en fait un appareil combiné avec filtre et ionisateur. L'enceinte de séparation 16 et l'électrode 17 ne sont pas utilisées pour

de simples appareils de climatisation.

Les figures 9 et 10 représentent les modes de réalisation les plus simples. L'.électrode de la figure 10 n'est chargée négativement que dans sa partie centrale et elle est chargée positivement sur ses rebords. On évite ainsi les effets

marginaux résiduels et une forte pollution des zones périphé-

riques et de la paroi environnante. Si on utilise les élec-

trodes des figures 9 et 10 en tant qu'électrodes de plafond pour simuler des conditions de champ naturelles dans le local, elles doivent naturellement être de polarisation

positive. De telles électrodes simples fonctionnent égale-

ment en partie en tant que filtres à air, du fait que les aérosols ionisés par le champ électrostatique produit par l'électrode se déposent directement sur l'électrode ou sur

les parois et composants du dispositif.

Au cours d'essais, on a constaté dans les locaux o le champ a une polarité correcte et un surplus d'ions négatifs, que le nombre de germes nocifs est nettement inférieur à celui de locaux non traités. De ce fait, les appareils ioniseurs et générateurs de champ peuvent être utilisés par exemple dans les hôpitaux. Ils pourraient alors remplacer des appareils habituels utilisés jusqu'ici et qui ont la plupart du temps des effets secondaires nocifs, tels que les

émetteurs de rayons ultra-violets ou les appareils produi-

sant de l'ozone. Dans les locaux de stockage, on peut ainsi prolonger la durée pendant laquelle on peut conserver des

produits alimentaires--qui y sont stockés.

Quand il s'agit de serres, il est avantageux d'utiliser une électrode de forme tubulaire montée sous le toit et excitée positivement. Le cadre métallique de la serre sert lu de contre-électrode. L'effet de cage de Faraday de la serre est ainsi compensé et on obtient à l'intérieur de la serre

des conditions de champ semblables à celles de l'extérieur.

On favorise ainsi la croissance des plantes et en outre on évite de nombreuses maladies telles que l'envahissement par

des champignons et autres.

Naturellement, le plus fort gradient de champ se situe entre l'électrode et le toit du fait de la distance plus réduite. Le gradient de champ est alors si fort que de petits insectes y sont attirés et tués. Selon ce principe,

c'est-à-dire quand on utilise des champs fortement hétérogè-

nes, on peut également utiliser avec succès des capteurs efficaces de moucherons pour des locaux d'habitation et également des terrains de camping, même dans des régions

fortement infestées de moucherons.

Du fait que des conditions d'ionisation correctes contri-

buent non seulement à protéger contre des maladies mais également à combattre la fatigue et l'affaiblissement de la concentration, on pourrait également les appliquer à de grandes salles de travail et aussi à des moyens de transport publics. Grâce à l'électrode nouvelle conforme à l'invention, des appareils de ce type sont plus faciles et moins coûteux à fabriquer, et ils ne dégagent pas le sous-produit nocif qu'est l'ozone. On pourrait maintenant fabriquer de petits appareils d'ionisation très simples pouvant se disposer sur des bureaux ou des tables de nuit. Le moyen le plus simple serait d'utiliser des boîtiers en matière synthétique de forme quelconque, enduits d'une colle conductrice et pourvus électrostatiquement d'un flocage. L'élément électronique destiné à la haute tension négative pourrait être logé dans

le boîtier.

On peut obtenir un autre perfectionnement de la climati-

sation électrique de locaux en modulant sur une basse fréquen-

ce le potentiel statique élevé. Une modulation de 10 Hertz qui est également celle de l'atmosphère naturelle donne les meilleurs résultats, soit pour augmenter la capacité de concentration, soit pour améliore le bien-être, soit encore pour accélérer la croissance des plantes. En fonction de la constitution du générateur- d'impulsions électroniques, le mode de réalisation de l'électrode sous forme du condensateur représenté à la figure 2 peut être alors particulièrement utile. En dehors de la forme de réalisation de l'électrode à flocage électrostatique qui a été mentionnée à plusieurs reprises, le voile peut être réalisé au moyen de fibres textiles et de tissus du commerce, de préférence en matière synthétique. Le matériau textile tissé tel qu'un morceau de tapis en fibres artificielles doit seulement être enduit sur son côté arrière d'une laque électriquement conductrice et il suffit d'établir un contact avec cette laque. Il suffit également de mettre en contact étroit avec le morceau de textile un matériau en forme par exemple de grille ou de réseau, ou une feuille, traité avec une laque. Le fait de disposer les deux parties l'une sur l'autre suffit dans de

nombreux cas.

En dehors de son utilisation dans des électrofiltres et des appareils d'ionisation, l'autre forme de réalisation spéciale de l'électrode qui a été décrite ci-dessus offre un autre domaine d'application important du procédé: on connaît

le phénomène selon lequel la plupart des matériaux synthéti-

ques se chargent électrostatiquement par frottement <par

exemple quand on marche avec des semelles en matière synthé-

tique sur des sols en matière plastique ou quand on s'assied sur des sièges recouverts de matières synthétiques, par exemple dans des automobiles). Quand on établit un contact avec des parties métalliques telles que des poignées de porte, des rampes de fer et autres, il se produit des décharges ou la formation d'étincelles désagréables. Si on dispose sous ces matériaux et de la manière conforme à l'invention une couche de matière synthétique électriquement conductrice ou si on la recouvre d'une laque conductrice, et si on établit un contact avec cette couche, et si on la met à la terre ou si on lui applique un potentiel correspondant, la charge électrostatique est immédiatement éliminée ou compensée. L'électrode ainsi réalisée peut également servir à la climatisation électrique de locaux. On obtient déjà une amélioration du fait que les champs perturbateurs qui sont produits par des matières synthétiques chargées statiquement disparaissent. Un tapis en matière synthétique traité de la manière décrite remplit idéalement plusieurs fonctions: la charge électrostatique du matériau par l'électricité de frottement devient impossible; le tapis polarisé négativement établit dans le local les mêmes conditions de champ que celles régnant à l'air libre (130 V/m du haut vers le bas); l'électrode fonctionne comme un appareil d'ionisation et

produit le rapport désiré entre le nombre d'ions, c'est-à-

dire un excès d'ions négatifs. Finalement, le tapis fonc-

tionnant en tant qu'électrode d'un filtre à air diminue de la façon décrite la quantité d'aérosols ionisés contenus dans l'air. Du fait de sa faible conductance il n'y a aucun

risque pour la sécurité et il n'y a aucune formation d'ozone.

Naturellement, on peut également superposer une modulation à

basse fréquence (par exemple de 10 Hertz).

En dehors des buts mentionnés, l'électrode selon l'inven-

tion peut également être utilisée dans de nombreux autres domaines spéciaux dont seuls quelques-uns ont été choisis dans ce qui suit: si on dispose l'électrode sur le côté inférieur du bras de lecture d'un tournedisque, le disque qui tourne en dessous est dépoussiéré et débarrassé de ses charges. La figure 11 représente une électrode 22 réalisée pour la fabrication de bandes de matière synthétique (vue en

coupe schématisée), dans laquelle la charge fortement électro-

* statique est très gênante. Dans ce cas, on peut également utiliser avec avantage l'électrode 22. On fait passer la bande 23 à fabriquer sous une électrode 22 selon l'invention

en vue de la décharger.

La figure 12 représente un ventilateur électrostatique que l'on peut facilement réaliser au moyen des électrodes ci-dessus. Entre les deux électrodes 24, 25 est disposée une feuille 26 constituée en un matériau pouvant être chargé et par exemple un matériau semiconducteur, suspendu de façon mobile au niveau d'un rebord 27. La feuille 26 est chargée par exemple par l'électrode négative 24, repoussée du fait de la charge de même polarité et attirée par l'électrode positive 25 o il y a inversion de la charge. La feuille 16 qui est désormais chargée positivement revient en direction de l'électrode négative 24, et ainsi de suite. Ce mouvement pendulaire, au moyen duquel la charge est naturellement transportée, c'est-à-dire-qui laisse passer un courant, comprime l'air entre les électrodes 24, 25 et contribue

ainsi à un mouvement de convexion et de ventilation.

Claims (25)

REVENDICATIONS

1. Electrode destinée surtout à des domaines d'utilisa-

tion électrostatiques, tels que des installations de purifica-

tion de gaz, des filtres à air, la bioélectronique, la climatisation électrique de locaux, des appareils de décharge électrostatique de matériaux charges, et autres, caractéri- sée en ce qu'un voile ou tissu (1) polymère ou textile à faible conductance des fibres est relié sur le côté de raccordement par l'intermédiaire d'une résistance à couche mixte (2, 3) de forte valeur ohmique, qui peut également faire fonction de colle, avec le conducteur d'amenée ou de sortie du courant, et en ce que cette résistance à couche mixte (2, 3) est disposée éventuellement en fonction de l'utilisation de l'électrode (8, 9, 10, 15, 17, 19, 20, 22, 24, 25), sur un isolateur de forme appropriée, rigide ou

flexible.

2. Electrode selon la.revendication 1, caractérisée en

ce que le voile (1) comporte des matériaux naturels présen-

tant des propriétés électriques appropriées, tels que des

peaux naturelles.

3. Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que le voile (1) comporte des fibres polymères, et en particulier celles convenant à un flocage électrostatique,

ou des tissus constitués à partir de ces fibres.

4. Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que le voile (1) comporte des fibres hautement polymères,

et en particulier celles convenant à un flocage électrosta-

tique, ou des tissus constitués par de telles fibres.

5. Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que le voile (1) comporte des matériaux mélangés ou des

tissus mélangés.

6. Electrode selon l'une quelconque des revendications 1

à 4, caractérisée en ce que la conductivité électrique du voile (1) ou des fibres du voile (1) est établie à une

valeur déterminée, de préférence par un traitement chimique.

7. Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'est appliquée sur le côté arrière de l'isolateur sur lequel est disposée la résistance à couche mixte (2, 3) une

autre couche conductrice (5).

8. Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que la résistance à couche mixte (2, 3) est déposée sous

forme d'une laque conductrice sur le voile (1), et de préfé-

rence sous forme d'une étoffe textile ou d'un tapis.

9. Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que le raccordement du voile (1), qui est de préférence un tissu de fibres artificielles rigide, est réalisé par l'intermédiaire d'un matériau en forme de grille, de réseau ou de feuille traité au moyen d'une laque conductrice, et

amené en contact avec le voile (1).

10. Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que le voile (1) est disposé sur une grille (6) et des traverses, et en ce que le réservoir situé en dessous, dont la polarité est par exemple la même, sert à la réception des

dépôts électrostatiques.

11. Electrode selon les revendications 1 et 10, caracté-

risée en ce que deux-électrodes (9, 10), dont une au moins

comprend un voile (1) disposé sur une grille ou des traver-

ses et auquel est associé un réservoir qui est par exemple

de même polarité en vue de la réception des dépôts électrosta-

tiques, sont rassemblées pour constituer un électrofiltre.

12. Electrode selon les revendications 1 et 11, caracté-

risée en ce qu'une électrode (8, 9, 10, 15, 17, 19, 20, 22,

24, 25) est nettement plus petite que l'autre ou est consti-

tuée avec des branches étroites et fortement séparées de

manière à produire des champs aussi hétérogènes que possible.

13. Electrode selon les revendications 1 et 10, caracté-

risée en ce qu'elle sert d'électrode séparatrice dans un électrofiltre dans lequel l'ionisation est réalisée au moyen

de méthodes connues, par exemple par un procédé d'atomisation.

14. Electrode selon les revendications 1 et 10, caracté-

risée en ce qu'au moins deux ou plusieurs électrodes (19, ) sont montées dans un appareil mobile de manière que l'appareil puisse aspirer la poussière et autres petites

particules de la même manière qu'un aspirateur de poussière.

15. Electrode selon les revendications 1, 10 et 14,

caractérisée en ce qu'au moins l'une des électrodes est

constituée sous forme d'un rouleau pouvant tourner.

16. Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que les électrodes (15, 17) sont utilisées pour la clima- tisation électrique d'un local par production d'un champ

électrostatique et pour l'ionisation de l'air.

17. Electrode selon la revendication 16, caractérisée en ce que les électrodes sont constituées sous forme d'appareils

muraux, de plafond ou de bureau.

18. Electrode selon les revendications 1 et 16, caracté-

risée en ce que les électrodes qui sont constituées par exemple selon une forme-plate, sont polarisées en sens contraire dans leur zone périphérique, la partie centrale de

l'électrode et la partie périphérique étant séparées électri-

quement.

19. Electrode selon les revendications 1 et 16, caractéri-

sée en ce que les électrodes (8, 9, 10, 15, 17, 24, 25) sont utilisées pour réduire le nombre de micro-organismes nocifs

dans l'air ambiant et sur la surface d'objets.

20. Electrode selon les revendications 1 et 16, caracté-

risée en ce que les électrodes sont utilisées pour favoriser

la croissance de plantes, de préférence au moyen d'électro-

des à polarité positive situées au-dessous du toit de serres.

21. Electrode selon les revendications 1 et 12, caracté-

risée en ce qu'un champ fortement hétérogène est produit par la forme géométrique de l'électrode, champ dans lequel sont

tués les insectes.

22. Electrode selon les revendications 1, 8 et 9, carac-

térisée en ce que les charges électrostatiques, provenant par exemple de l'électricité de frottement, sont évacuées par la conduite d'amenée du courant de l'électrode, ceci aussi bien à partir du matériau lui-même de l'électrode qu'à

partir de matériaux qui sont amenés en contact avec l'élec-

trode ou à proximité de celle-ci dans ce but.

23. Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un ventilateur électrostatique est entraîné par deux électrodes (24, 25) du fait qu'une feuille susceptible d'être chargée détermine un transport de charge entre les

électrodes (24, 25).

24. Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'électrode est montée sur le côté inférieur du bras de lecture d'un tourne-disques pour dépoussiérer et déchar-

ger le disque.

25. Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tension continue appliquée à l'électrode dans des buts de bioélectronique est modulée, et ceci de préférence à des fréquences faibles comprises dans la zone de 5 à 10 Hertz.