FR3060717B1 - Dispositif de traitement de l'air - Google Patents

Abstract

L'invention porte sur un dispositif 9 de traitement de l'air comprenant un dispositif 10 d'entraînement de l'air à travers le dispositif 9 de traitement et un pulvérisateur 12 de liquide 26 tels que des gouttelettes dudit liquide 26 pulvérisées s'agglomèrent avec des particules portées par l'air entrant et entraîné dans le dispositif 9 de traitement caractérisé en ce que le pulvérisateur 12 comprend une turbine 62.

Description

DISPOSITIF DE TRAITEMENT DE L’AIR

[0001] L’invention porte sur un dispositif de traitement de l’air provenant de l’extérieur, destiné à alimenter une enceinte ou une installation de chauffage, de climatisation et / ou d’aération d’une enceinte tel qu’un habitacle de véhicule.

[0002] Il est connu de par le document FR2781725 d’avoir un dispositif de filtrage de l’air extérieur en amont d’une installation de climatisation et/ou chauffage. Le dispositif de filtrage comporte un système de passe-bande, un filtre à poussière sous forme de planche et un filtre à odeurs sous forme de charbon actif qui sont traversés en série par l’air provenant de l’extérieur du véhicule lorsque le ventilateur est en fonctionnement et génère l’aspiration et la traversée des filtres par l’air extérieur avant d’alimenter l’installation de climatisation et/ou chauffage.

[0003] Hélas, plus la concentration des particules présentes dans l’air est importante, plus les filtres vont s’encrasser rapidement et donc plus cela va induire une perte de charge qui nuit au rendement de l’installation de chauffage/climatisation. Dans les environnements très pollués en particules indésirables, les conducteurs des véhicules sont donc contraints de remplacer fréquemment chaque filtre de dépollution, ce qui génère des frais réguliers et une perte de temps (du fait du temps passé pour prendre un rendez-vous dans un service après-vente, puis pour apporter et aller rechercher le véhicule, sans compter le temps d’immobilisation).

[0004] Il est connu de par le document JP2006068690 de séparer l’air de particules en tirant profit de la force centrifuge générée par une centrifugeuse, et force subie par un air extérieur humidifié préalablement à sa pénétration dans le boîtier de la centrifugeuse. Lorsque le ventilateur 22 fonctionne, l’air extérieur traverse un rideau de douche de gouttelettes d’eau pulvérisées depuis le tuyau 24b. L’air extérieur est humidifié par un pulvérisateur à l’extérieur de la centrifugeuse, des particules s’agglomèrent aux gouttelettes d’eau sous le rideau de douche et puis pénètrent tangentiellement dans le haut du boîtier. Il semble que l’axe 28 entraîne en rotation le cône 40. L’air extérieur ayant été préalablement humidifié, est alors entraîné en rotation. Les gouttelettes d’eau de par leur poids sont projetées par centrifugation sur les parois du cône 40, qui servent de déshumidificateur. L’air extérieur purifié pénètre alors par le conduit d’aspiration 32 du ventilateur et ressort tangentiellement vers une enceinte. Les gouttelettes d’eau les plus lourdes étant projetées, elles entraînent avec elles les particules agglomérées le long les parois du cône 40. L’élément 42 semble servir à gratter les parois du cône 40. Les gouttelettes ruissellent le long des parois du cône 40 vers le réservoir d’eau extérieur au boîtier. Et les particules précédemment agglomérées redeviennent libres et retombent sous l’effet gravitationnel dans un réservoir à poussières 44. L’air épuré dans le boîtier de la centrifugeuse remonte alors dans le tuyau 26c d’alimentation du ventilateur qui sert à l’évacuer vers l’enceinte. L’efficacité du dispositif de filtrage dépend de l’agglomération des particules avec les gouttelettes. Or cette agglomération ne se produit que dans la zone d’humidification et étant donné que l’humidification est réalisée par pulvérisation sous forme de douche, l’humidification se fait dans la zone de douche qui est très réduite. Les gouttelettes rencontrent les particules uniquement sur un chemin limité et il est probable que certaines gouttelettes ne s’agglomèrent avec aucune particule avant de retomber. L’humidification de l’air extérieur étant réalisée à l’extérieur de la centrifugeuse, les particules peuvent également se séparer des gouttelettes à nouveau avant de pénétrer dans le boîtier du fait de la longueur du tuyau 19. Par ailleurs, l’implantation du système est complexe et nécessite des mises en place de chaque composant : centrifugeuse, pulvérisateur sous forme de rideau de douche ...et leurs raccordements. Il faut prévoir un volume libre important pour pouvoir implanter le dispositif de pré-filtrage en amont de l’installation de chauffage et/ou climatisation alors que l’environnement sous capot est déjà très densément occupé.

[0005] Selon l’invention, on résout ces problèmes en proposant un dispositif de filtrage plus compact et avec un meilleur rendement de par l’augmentation de l’agglomération des particules de l’air provenant de l’extérieur avec un liquide dans un état favorisant l’agglomération.

[0006] Plus précisément, l’invention porte donc sur un dispositif de traitement de l’air comprenant un dispositif d’entraînement de l’air à travers le dispositif de traitement et un pulvérisateur de liquide tels que des gouttelettes dudit liquide pulvérisées s’agglomèrent avec des particules portées par l’air entrant et entraîné dans le dispositif de traitement et dont le pulvérisateur comprend une turbine. La turbine du pulvérisateur en fonctionnement transforme le liquide en gouttelettes plus ou moins fines. Ces gouttelettes sont en rotation sous l’effet du pulvérisateur et immédiatement disponibles pour être agglomérées par centrifugation avec des particules présentes dans l’air pénétrant dans le dispositif de traitement. Ainsi le risque de dissociation des particules et des gouttelettes entre le pulvérisateur et la centrifugeuse est réduit.

[0007] De préférence, l’invention porte sur un dispositif de traitement de l’air dont le dispositif d’entraînement de l’air est coaxial avec la première turbine. Ainsi les axes de rotation sont confondus, il y a une plus grande proximité entre le ventilateur et la turbine ce qui augmente le rendement du lavement par une aspiration de l’air purifié au plus près de sa genèse, et la compacité du dispositif de traitement. Il est possible de mutualiser les éléments de mise en rotation de l’hélice du ventilateur et de la turbine du pulvérisateur, procurant un allègement du dispositif de traitement.

[0008] De préférence, l’invention porte sur un dispositif de traitement de l’air qui comprend un boîtier relié à une arrivée d’air du ventilateur, comprenant le pulvérisateur et une entrée d’air au fond du boîtier prolongée par un conduit tubulaire coaxial avec ladite turbine, et dont ladite turbine ayant une forme de cloche avec une pince couvre ledit conduit sans le toucher, et présente un moyeu avec des jours au niveau de ladite pince en vis-à-vis dudit conduit. Ainsi le dispositif de traitement ne laisse pas d’air extérieur non préfiltré pénétré dans l’installation. De plus, cette configuration permet de profiter de l’effet de la gravité sur les particules pour les récolter au fond du boîtier.

[0009] De préférence, l’invention porte sur un dispositif de traitement de l’air dont ladite turbine présente à l’intérieur de son moyeu des portions de pâles. Ces portions de pâles participent à l’aspiration de l’air extérieur devant pénétrer dans le conduit. Elles permettent d’augmenter le débit de l’air extérieur traité sans augmenter le volume du dispositif d’entraînement, sans alourdir le dispositif de traitement, voire même elles l’allègent puisqu’elles exploitent les équipements de rotation de la turbine cloche déjà présents.

[0010] L’invention porte également sur un dispositif de traitement de l’air qui présente une alimentation et une purge en liquide du pulvérisateur. Il n’y a pas de stagnation du liquide dans le pulvérisateur, grâce à un renouvellement du liquide. Le liquide disponible dans le véhicule et destiné à d’autres usages peut aussi servir au fonctionnement du dispositif de traitement. Il est aussi possible de prévoir un réservoir plus facile d’accès en vue de remettre la quantité de liquide nécessaire à niveau.

[0011] L’invention porte également sur un dispositif de traitement de l’air dont le boîtier présente un trou d’alimentation et de purge. Ainsi il y a mutualisation de certains éléments pour alimenter et purger le dispositif de traitement. Cela allège le dispositif de traitement.

[0012] L’invention est décrite plus en détail ci-après et en référence aux figures 2 à 6 représentant schématiquement le dispositif de traitement de l’air dans son mode de réalisation préférentiel, la figure 1 présentant l’art antérieur d’une l’installation de chauffage, de climatisation et/ou aération/ventilation embarquée dans un véhicule.

[0013] La figure 1 présente une vue de l’installation de chauffage, de climatisation et/ou aération/ventilation implantée sous le capot d’un véhicule.

[0014] La figure 2 présente une vue selon une section transversale du dispositif de traitement de l’air réalisé d’après un mode préférentiel de l’invention sans liquide d’immersion.

[0015] La figure 3 présente une vue des itinéraires de l’air à travers le dispositif de traitement de l’air selon un mode préférentiel de réalisation de l’invention.

[0016] La figure 4 présente une vue de la turbine-cloche du dispositif selon un mode préférentiel de réalisation de l’invention.

[0017] La figure 5 présente une vue instantanée selon une section transversale du dispositif de traitement réalisé d’après un mode préférentiel de l’invention illustré en figure 2 avec la turbine-cloche présentée en figure 3 partiellement immergée de liquide et en fonctionnement.

[0018] La figure 6 présente un dispositif de traitement de l’air avec une alimentation en liquide selon un mode préférentiel de réalisation de l’invention.

[0019] La figure 1 illustre une représentation en perspective partielle de la zone avant d’un véhicule équipée d’une installation 1 de climatisation, de chauffage et/ou d’aération/ventilation déjà connue pour maîtriser la température de l’air à l’intérieur de l’enceinte 2 ou l’aération de l’enceinte 2, que représente l’habitacle 2 occupé par les passagers du véhicule. L’habitacle 2 et le bloc avant 3 sont séparés par une paroi frontale 4 et le pare-brise non représenté, sépare l’habitacle 2 de l’environnement extérieur au véhicule. Dans la zone du pied 5 de pare-brise et sous le capot 6, est positionné une installation 1 de chauffage, de climatisation et / ou d’aération/ventilation. L’air extérieur destiné à l’habitacle 2 pénètre dans le bloc avant 3 par la grille 7 d’auvent. Il est canalisé vers un filtre 8 sous forme de tamis non représenté pour pénétrer dans l’installation 1 de chauffage, de climatisation et / ou d’aération/ventilation avant d’être diffusé dans l’habitacle 2 par des buses non représentées.

[0020] Il est visible que l’espace disponible est très limité dans le bloc avant 3 et il est impératif d’avoir un dispositif 9 de traitement par filtration qui soit compact.

[0021] La figure 2 présente une vue du dispositif 9 de traitement de l’air, de forme générale cylindrique selon une coupe longitudinale passant par l’axe de révolution du cylindre.

[0022] Le dispositif 9 de traitement de l’air présente un dispositif 10 d’entraînement de l’air, une centrifugeuse 11 et un pulvérisateur 12.

[0023] Le dispositif 10 d’entraînement de l’air comprend un ventilateur 13.

[0024] Le ventilateur 13 est enfermé dans un carter 14 de forme cylindrique avec une arrivée 15 d’air axiale et une sortie 16 d’air tangentielle. Le carter 14 est réalisé en deux demi-coques supérieure 17 et inférieure 18 qui se rejoignent selon une section transversale du cylindre. L’air circule dans le carter 14 et approche de la sortie 16 entre les deux demi-coques 17 et 18 pour être expulsé tangentiellement par rapport au cylindre du carter 14.

[0025] Le dispositif 9 de traitement comprend une centrifugeuse 11 qui filtre les corpuscules les plus lourds par centrifugation et qui est enfermée dans un boîtier 19 de forme générale cylindrique, coaxial au carter 14 du ventilateur 13. Le boîtier 19 présente un rétrécissement 20 vers son sommet à proximité du carter 14, rétrécissement 20 par lequel l’air sortira du boîtier 19. A sa base 21, le boîtier 19 présente une entrée 22 d’air extérieur. Cette entrée 22 d’air est centrée par rapport au cylindre du boîtier 19 et a un diamètre très inférieur à celui du cylindre même rétréci. L’air entre dans le boîtier 19 par l’entrée 22 d’air qui est coaxiale avec l’axe de révolution du boîtier 19. Le boîtier 19 est également équipé à sa base 21 d’un déflecteur 23. Le déflecteur 23 est un disque 24 relié à la base 21 par trois plots 25.

[0026] L’air extérieur passe donc à travers l’espace interstitiel entre les plots 25, le disque 24 et la base 21 du boîtier 19. Ainsi l’air extérieur ne pénètre pas directement dans l’entrée 22 du boîtier 19 mais après avoir cheminé tangentiellement à la base 21 du boîtier 19 cylindrique.

[0027] Le boîtier 19 ne contient pas de liquide 26 sur cette figure 2.

[0028] Le ventilateur 13 comprend un moteur 27 relié à un arbre 28 d’entraînement. La demi-coque supérieure 17 du carter 14 présente un renfoncement 29 pour accueillir le moteur 27 en appui sur la surface externe de la demi-coque supérieure 17 du carter 14 et un orifice 30 pour laisser passer partiellement le moteur 27 prolongé par l’arbre 28 d’entrainement. Un cache-moteur 31 est assemblé à la surface externe de la demi-coque supérieure 17 pour cacher le moteur 27. L’arbre 28 d’entraînement est ensuite associé à l’hélice 32 du ventilateur 13 avant l’assemblage de la seconde demi-coque, demi-coque inférieure 18. Les deux demi-coques 17 et 18 sont jointes l’une à l’autre sur leur périmètre par clipage selon une direction tangentielle. L’hélice 32 du ventilateur 13 est maintenue entre les deux demi-coques 17 et 18 et entraînée en rotation par l’arbre 28 d’entraînement lors du fonctionnement du moteur 27.

[0029] La demi-coque inférieure 18 du carter 14 présente une ouverture 33 qui est traversée par l’arbre 28 d’entraînement L’ouverture 33 est suffisamment large pour constituer l’arrivée 15 d’air du ventilateur 13.

[0030] Le ventilateur 13 est ensuite fixé sur le boîtier 19 par un clipage du pourtour 34 de l’ouverture 33 de la demi-coque inférieure 18 de son carter 14 dans le rétrécissement 20 du boîtier 19. L’arbre 28 d’entraînement s’étend vers l’intérieur du boîtier 19.

[0031] L’ouverture 33 est en vis-à-vis du rétrécissement 20 de sorte que l’hélice 32 aspire l’air provenant du boîtier 19, l’ouverture 33 est l’issue pour l’air du boîtier 19.

[0032] Le boîtier 19 renferme un conduit 35 tubulaire sur le fond 36 du boîtier 19 et une turbine 37 telle une cloche au-dessus du conduit 35.

[0033] Le conduit 35 tubulaire s’étend vers l’intérieur du boîtier 19 depuis l’entrée 22 d’air à la base 21 du boîtier 19.

[0034] La turbine-cloche 37 se compose d’un cerveau 38, d’une panse 39 et d’une pince 40 selon une définition communément admise pour une cloche. La turbine-cloche 37 est fixée à l’arbre 28 d’entraînement au niveau de son cerveau 38 et est ouverte au niveau de la pince 40, et elle vient couvrir le conduit 35 telle une cloche suspendue au-dessus.

[0035] La turbine-cloche 37 a une forme conique qui se rétrécit depuis son cerveau 38 jusqu’à la pince 40, qui sera la plus proche du fond 36 du boîtier 19 et entourera le conduit 35. La turbine-cloche 37 est fermée par un support 41 circulaire au niveau de son cerveau 38. Le support 41 est traversé par l’arbre 28 d’entrainement auquel la turbine-cloche 37 est fixée de façon à ce que la turbine-cloche 37 soit suspendue dans le boîtier 19 par l’arbre 28 d’entrainement, sans toucher le conduit 35. La traversée du support 41 par l’arbre 28 est réalisée de façon hermétique pour limiter les pertes de charges des aspirations avec les moyens d’étanchéités habituels.

[0036] La turbine-cloche 37 est entraînée en rotation par l’arbre 28 d’entrainement traversant le carter 14 du ventilateur 13, autour du conduit 35 tubulaire.

[0037] A la base 21, le disque 24 et les plots 25 du déflecteur 23 sont venus de matière. Les plots 25 pénètrent dans des cavités 42 présentes sur la base 21 pour réaliser l’assemblage de la base 21 et du déflecteur 23.

[0038] Sur la figure 3, nous décrivons ici deux itinéraires poursuivis par l’air provenant de l’extérieur, dans le dispositif 9 de traitement en direction de l’enceinte 2 en absence d’obstacle (obstacle que nous expliciterons ultérieurement). L’itinéraire principal est représenté par la flèche 43, l’itinéraire bis, minoritaire se distingue de l’itinéraire principal au sein du boîtier par la dérivation 44.

[0039] L’air extérieur chemine selon les itinéraires fléchés 43 et 44, à travers le dispositif 9 de traitement en pénétrant par l’espace interstitiel entre le déflecteur 23 et la base 21, puis en entrant par l’entrée 22 d’air à la base 21 dans le conduit 35 du boîtier 19. L’air extérieur est guidé par le conduit 35 vers l’intérieur de la turbine-cloche 37. Puis l’air occupe l’espace entre le conduit 35 et la pince 40 de la turbine-cloche 37. Ensuite l’air se faufile dans les passages dans la turbine-cloche 37 elle-même c’est le flux principal de la flèche 43, et des passages minoritaires selon la dérivation 44 entre la turbine-cloche 37 et le fond 36 du boîtier 19. Il se retrouve alors dans l’espace du boîtier 19 entourant le conduit 35 et la turbine-cloche 37. L’air présent dans cet espace, pénètre dans le ventilateur 13 à travers de l’arrivée 15 d’air, il traverse le dispositif 10 d’entraînement d’air pour déboucher vers l’enceinte 2.

[0040] Le ventilateur 13 en fonctionnement aspire l’air présent dans le boîtier 19 et le projette tangentiellement entre les deux demi-coques 17 et 18 du carter 14 et l’évacue jusqu’à la sortie 16 d’air tangentielle par rapport au carter 14 vers l’enceinte 2.

[0041] La figure 4 représente la turbine-cloche 37 seule en perspective. Le corps de la turbine-cloche 37, est composé d’un moyeu 45 et de pâles 46.

[0042] Le moyeu 45 est de forme conique avec un bord supérieur 47 qui a le plus grand diamètre, un bord inférieur 48 qui a le plus petit diamètre et un bord intermédiaire 49 qui a un diamètre de dimension intermédiaire entre le plus petit diamètre et le plus grand diamètre. Entre le bord supérieur 47 et le bord intermédiaire 49, le moyeu 45 est plein, cette partie totalement pleine est désignée par le terme « jupe >> 50. Entre le bord intermédiaire 49 et le bord inférieur 48, le moyeu 45 est évidé mais il y a suffisamment de matière pour relier le bord inférieur 48 et le bord intermédiaire 49. Les pâles 46 servent à cela dans ce mode de réalisation préférentielle. Le moyeu 45 est ajouré, les jours 51 constituent des passages selon l’itinéraire principal 43 entre l’espace au cœur de la turbine-cloche 37 et l’espace autour de la turbine-cloche 37.

[0043] Le moyeu 45 est fermé du côté du bord supérieur 47 par le support 41 circulaire. Le support 41 circulaire dépasse radialement par rapport au bord supérieur 47 formant ainsi un rebord 52. Le moyeu 45 est ouvert du côté opposé au support 41, au niveau de la pince 40. Le support 41 est situé au niveau du cerveau 38 de la turbine-cloche 37.

[0044] La turbine-cloche 37 présente des pâles 46 qui sont réparties uniformément autour du moyeu 45. Chaque pâle 46 comprend une portion interne 53 présente à l’intérieur, au cœur du moyeu 45 et une portion externe 54 présente à l’extérieur du moyeu 45. Selon une même section transversale par rapport au moyeu 45, la portion interne 53 et la portion externe 54 d’une même pâle 46 se prolongent de part et d’autre du moyeu 45 sous forme d’arc de cercle avec le même rayon de courbure. Chaque pâle 46 s’étend du bord supérieur 47 au bord inférieur 48, du cerveau 38 à la pince 40.

[0045] La portion interne 53 de chaque pâle 46 présente une découpe en biseau 55 qui s’amincit au fur et à mesure de l’approche du bord inférieur 48. La largeur présente à l’intérieur du moyeu 45 d’une pâle 46 décroît au fur et à mesure de l’approche du bord inférieur 48.

[0046] La figure 5 présente une vue instantanée et en coupe du dispositif 9 décrit précédemment avec une quantité de liquide 26 dans le boîtier 19. La coupe est réalisée selon un plan vertical passant par l’arbre 28 d’entraînement en rotation de la turbine 37 mais ne passant pas par les pâles 46 de la turbine-cloche 37. La figure 5 présente une vue instantanée du dispositif 9 de traitement en fonctionnement après un temps suffisant pour faire apparaître une surface du liquide 26 en forme de siphon 56. Cette forme est obtenue après un certain temps de fonctionnement. Nous considérons que cette figure 5 présente l’état extrême de centrifugation de liquide 26.

[0047] La turbine-cloche 37 peut se décomposer en quatre zones : une première zone 57 correspondant aux portions externes 54 des pâles 46, qui sont émergées, une seconde zone 58 correspondant à la portion externe 54 qui est immergée, une troisième zone 59 correspondant à la portion interne 53 qui est immergée, et une quatrième zone 60 correspondant à la portion interne 53 qui est émergée.

[0048] La rotation de la turbine-cloche 37 déclenche la rotation des pâles 46 qui mettent en mouvement le liquide 26 dans leurs zones immergées 58 et 59 et l’air dans leurs zones émergées 57 et 60.

[0049] Le liquide 26 réagit alors à l’effet centrifuge. Le liquide 26 se répartit dans le boîtier 19 pour former un siphon 56 dans un premier temps. Le liquide 26 a une surface qui adopte une forme elliptique. Le liquide 26 immerge partiellement le conduit 35, la turbine-cloche 37 et les parois internes du boîtier 19. Dans l’état extrême de centrifugation, la position du liquide 26 mouille le conduit 35 jusqu’à un niveau dit niveau minimum de rotation et mouille les parois internes du boîtier 19 jusqu’à une hauteur maximale. La turbine-cloche 37 elle est partiellement immergée.

[0050] La position du liquide 26 au niveau du moyeu 45 et des pâles 46, est à une hauteur par rapport au fond 36 du boîtier 19 inférieure à celle du bord intermédiaire 49. De ce fait, les jours 51 sont partiellement émergés et il se dégage un passage pour l’air entre le bord intermédiaire 49 et la hauteur du liquide 26 pour que l’air circule depuis le cœur de la turbine-cloche 37 vers l’espace entre la turbine-cloche 37 et le boîtier 19.

[0051] En comparaison, lorsque la turbine-cloche 37 n’est plus en rotation et que le liquide 26 en quantité suffisante pour la pulvérisation, est à son état étale, statique ou de repos, la surface du liquide 26 est plane et la hauteur du liquide 26 par rapport au fond 36 du boîtier 19 est comprise entre celle du bord intermédiaire 49 et celle du haut du conduit 35. Les jours 51 sont complètement immergés. Il n’y a donc pas d’issue pour l’air qui entre depuis le conduit 35 dans le cœur de la turbine-cloche 37. Ceci représente un obstacle à la traversée de la centrifugeuse 11 par l’air extérieur car l’air ayant pénétré par le conduit 35 ne peut être évacué de la turbine-cloche 37 fermée par l’immersion totale des jours 51 dans le liquide 26. Ceci garantit par ailleurs, qu’il n’y a pas d’air provenant de l’extérieur qui ne soit pas filtré puisqu’il ne traverse pas la centrifugeuse 11 tant que l’état de centrifugation sans passage d’air n’est pas atteint.

[0052] Pour revenir au fonctionnement du filtrage par centrifugation, la mise en rotation du liquide 26 est facilitée par la forme en biseau 55, la réduction de la largeur de la portion interne 53 des pâles 46 au niveau de la pince 40, à proximité du bord inférieur 48 du moyeu 45. En effet, cette réduction de la surface immergée de la turbine-cloche 37 participe à la création de la forme cyclonique du siphon 56, et à amoindrir la résistance au mouvement des pâles 46 dans le liquide 26. Ainsi il est possible d’avoir un moteur 27 moins puissant une fois la centrifugation du liquide 26 d’immersion amorcée, la puissance du moteur 27 ayant à vaincre majoritairement la résistance de l’air sur le mouvement des pâles 46 émergeantes.

[0053] Une fois la vitesse de croisière atteinte pour la turbine-cloche 37, le liquide 26 subit la force centrifuge exercée par la rotation des secondes zones 58, le siphon 56 d’eau est formé et des gouttelettes 61 apparaissent entre la turbine-cloche 37 et le boîtier 19. Les secondes zones 58 des pâles 46 jouent le rôle de turbine créant les gouttelettes 61 d’eau non représentées, pulvérisées. Le liquide n’est pas encore dans un état de centrifugation avec passage d’air à travers les jours 51.

[0054] Puis les jours 51 sont découverts par le liquide 26. De l’air soufflé de la turbine-cloche 37 ayant traversé la turbine-cloche 37 par les jours 51 se trouve alors projeté dans l’espace entre le boîtier 19 et la turbine-cloche 37 au-dessus du siphon 56. L’air soufflé évolue dans le même espace que les gouttelettes 61 non représentées. Les premières zones 57 de pâles 46 brassent l’air et les gouttelettes 61 entraînés dans un cyclone, un tourbillon non représenté. Les particules non représentées transportées par l’air soufflé rencontrent les gouttelettes 61. Il y a agglomération des particules dont celles non désirées avec les gouttelettes 61. Le phénomène d’agglomération apparaît. Les premières zones 57 servent à entraîner les gouttelettes et l’air dans un tourbillon qui les projettent vers l’extérieur.

[0055] Les secondes zones 58 des pâles 46 jouent le rôle des pâles de la première turbine 62 du pulvérisateur 12, de la première turbine 62 du dispositif 9 de traitement. Le pulvérisateur 12 est logé dans le boîtier 19.

[0056] Les premières zones 57 des pâles 46 brassent ce qui est présent dans l’espace entre le boîtier 19 et la turbine-cloche 37 au-dessus du siphon 56. Elles jouent le rôle de la turbine de la centrifugeuse 11 qui filtre les corpuscules les plus lourds par centrifugation, elles assurent le rôle de la deuxième turbine 63 du dispositif 9. L’air présent et les gouttelettes 61 subissent la centrifugation.

[0057] Les portions externes 54 des pâles 46 servent à pulvériser le liquide 26 ou à centrifuger selon la hauteur d’immersion des pâles 46.

[0058] La première turbine 62 du pulvérisateur 12 et la deuxième turbine 63 de la centrifugeuse 11 sont non seulement coaxiales et entraînées par le même arbre 28, mais surtout elles sont bien regroupées dans la turbine-cloche 37. La turbine-cloche 37 réunit la turbine 62 du pulvérisateur 12 et la turbine 63 de la centrifugeuse 11.

[0059] La mise en rotation de la turbine-cloche 37 déclenche également la rotation des portions internes 53 de pâles 46. La rotation de ces portions internes 53 émergées, de la quatrième zone 60 des pâles 46 a pour effet principal d’aspirer l’air extérieur qui va pénétrer à l’intérieur du boîtier 19 par les jours 51 dévoilés par le siphon 56 créé. Ces quatrièmes zones 60 en rotation se comportent comme une troisième turbine 64. Ceci peut compléter l’aspiration de l’air extérieur au travers du dispositif 9 de traitement par la mise en fonctionnement de l’hélice 32 du ventilateur 13. Il est possible de réduire la puissance du moteur 27 entraînant le dispositif 9 de traitement. La turbine-cloche 37 rassemble donc les turbines du pulvérisateur 12, de la centrifugeuse 11 et du dispositif 10 d’entraînement de l’air [0060] La force centrifuge de la deuxième turbine 63 projette les particules et les gouttelettes 61 les plus lourdes sur les parois du boîtier 19 ou sur le cône du siphon 56. Les particules associées aux gouttelettes 61 sont également projetées. Les gouttelettes 61 non chargées de particules continuent d’être entraînées par centrifugation. Cela augmente les chances qu’elles rencontrent des particules encore solitaires. Ceci améliore l’effet de lavement des particules présentes dans l’air provenant de l’extérieur, avec un brassage amplifié par les gouttelettes 61 de liquide 26 présentes au sein même du boîtier 19.

[0061] Les gouttelettes 61 sont majoritairement projetées vers la pointe du cône du siphon 56. Les gouttelettes 61 qui pourraient être projetées vers le ventilateur 13 sont en fait rabattues vers la pointe du cône du siphon 56 par le rebord 52 de la turbine-cloche 37 qui sert de pare-goutte pour ne pas éclabousser vers le haut.

[0062] Au fil du temps, chaque gouttelette 61 réalise un parcours circulaire plus long dans ce boîtier 19, ce qui augmente les chances de rencontrer au moins une particule. La quantité de gouttelettes en contact avec l’air ayant pénétré est plus importante dans ce dispositif avec un pulvérisateur avec turbine que celle fournie par une douche. Et par ailleurs, le tourbillon d’air et de gouttelettes amplifie le brassage de l’air et des gouttelettes, créé plus de rencontres entre les gouttelettes et les particules dans un espace réduit. Au bout d’un certain temps, le liquide 26 formant le siphon 56 a absorbé toutes les gouttelettes 61 chargées de particules, ces dernières tombent vers le fond 36 du boîtier 19 et vont se concentrer dans les nappes de liquide 26 au fond 36 du boîtier 19. Le liquide 26 présent en surface du siphon 56, vers le haut des parois du boîtier 19 est déchargé de particules et il est à nouveau soumis à la force centrifuge pour être pulvérisé, pour créer de nouvelles gouttelettes prêtes à s’agglomérer. De même, l’air présent vers le haut du boîtier 19 s’en trouve purifié et se concentre plus tôt vers le haut du boîtier 19. Le ventilateur 13 qui lui aussi est en fonctionnement, aspire cet air purifié et le diffuse vers l’enceinte 2.

[0063] Du fait de la mutualisation du moteur 27 d’entraînement et de l’arbre 28 d’entraînement, toutes les turbines 62, 63 et 64 et l’hélice 32 ont les mêmes sens et vitesse de rotation.

[0064] Si le liquide 26 est de l’eau, le boîtier 19 avec le pulvérisateur 12 et la centrifugeuse 11, se comporte alors comme une boîte à eau dynamique.

[0065] Nous observons sur les différentes figures : soit le boîtier 19 ne contient pas de liquide 26 (Cf. Figure 2), soit il contient du liquide 26 en quantité suffisante pour créer le phénomène d’agglomération recherché (cf. Figures 5 et 6).

[0066] La figure 5 présente une vue selon une section transversale du boîtier 19 réalisé d’après un mode préférentiel de l’invention dans l’état de fonctionnement créant le phénomène d’agglomération, avec le boîtier 19 rempli dès l’origine d’une quantité de liquide 26 suffisante. Mais dans certains cas, il est préférable de l’alimenter selon le besoin. Cela permet de réduire la masse du dispositif 9 de traitement critère important lorsqu’il est embarqué dans un véhicule. Pour se faire, il faut prévoir un système 65 d’alimentation et de purge en liquide 26 du dispositif 9 de traitement.

[0067] La figure 6 détaille un mode de réalisation préférentiel du dispositif 9 de traitement avec un système 65 d’alimentation et de purge en liquide 26 du boîtier 19.

[0068] Pour se faire, le fond 36 du boîtier 19 est percé d’un trou 66 en regard d’une cavité 42 et qui se prolonge dans le plot 25 du disque 24 du déflecteur 23 pour permettre l’installation d’un tuyau 67 dans le trou 66. Le tuyau 67 sert à alimenter le boîtier 19 en liquide 26 et à évacuer le liquide 26 du boîtier 19 en direction d’un réservoir 68. Le trou 66 sert donc aussi bien à l’alimentation en liquide 26 du boîtier 19 qu’à la purge du liquide 26.

[0069] Le mécanisme 69 d’alimentation en liquide 26 comprend entre le tuyau 67 et le réservoir 68 de liquide 26 une première vanne 70, une seconde vanne 71, un bac 72 d’arrivée de liquide 26, une motopompe 73 captant le liquide 26 présent dans le réservoir 68 et le déversant dans le bac 72 et un capteur 74 de niveau de liquide 26 dans le réservoir 68. La première vanne 70 est reliée au tuyau 67, au bac 72 d’arrivée de liquide 26 et à la seconde vanne 71. La seconde vanne 71 est reliée à la première vanne 70 donc et à l’évacuation 75 du liquide 26 souillé par les particules provenant du boîtier 19.

[0070] Lorsque le capteur 74 de niveau de liquide 26 dans le réservoir 68 indique une quantité insuffisante de liquide, alors la seconde vanne 71 s’ouvre, la première vanne 70 reste fermée et le liquide 26 contenu dans le boîtier 19 s’évacue par le trou 66, le tuyau 67, la première vanne 70, la seconde vanne 71 jusqu’à l’évacuation 75. La purge du liquide 26 souillé est réalisée. Cela permet d’être sûr de disposer ensuite uniquement de liquide 26 « propre >> sans particules ayant stagnées depuis le dernier usage du dispositif 9.

[0071] Ensuite le système 65 d’alimentation et de purge procède à la fermeture de la seconde vanne 71 de l’arrivée de liquide 26 provenant du bac 72. La motopompe 73 s’alimente à partir du réservoir 68, elle remplit le bac 72 d’arrivée de liquide 26. Puis la première vanne 70 s’ouvre, le liquide 26 s’écoule alors dans le tuyau 67 pour remplir le boîtier 19 jusqu’au niveau nécessaire au bon fonctionnement du dispositif 9 de traitement. Ce niveau dit « étale» est atteint quand le liquide 26 est dans son état stable entre le bord intermédiaire 49 et le bord supérieur 47 du moyeu 45 de la turbine-cloche 37.

[0072] En variante, le liquide 26 pourrait être de l’eau par exemple.

[0073] En variante, il pourrait y avoir des ailettes entre les pâles 46 au niveau de leur quatrième zone 60 pour accroître l’aspiration de l’air dans la turbine-cloche 37 ou bien au niveau de leur première zone 57 pour accroître la centrifugation des gouttelettes 61 agglomérées aux particules ou pour accroître la centrifugation des particules seules.

[0074] En variante, soit le réservoir 68 est alimenté par un second réservoir soit le réservoir 68 est à alimenter par l’utilisateur.

[0075] Quand il s’agit d’eau, le réservoir 68 peut être alimenté par les eaux de condensât de la climatisation ou par l’utilisateur.

[0076] En variante, le ventilateur 13 pourrait être implanté non accolé au boîtier 19. Le moteur 27 et l’arbre d’entraînement 28 seraient consacrés à la turbine-cloche 37 et indépendants des moyens de rotation de l’hélice 32 du ventilateur 13. Le ventilateur 13 pourrait être implanté en aval de l’enceinte 2.

[0077] En variante, il pourrait y avoir un arbre d’entrainement motorisé différent pour la centrifugeuse 11, le pulvérisateur 12 ou les éléments du dispositif 10 d’entrainement de l’air.

[0078] En variante, le déflecteur 23 pourrait être additionnel.

[0079] En variante, l’assemblage du déflecteur 23 et du boîtier 19 pourrait reposer sur des plots 25 solidaires du boîtier 19 et des cavités 42 présentes sur le disque 24 du déflecteur 23.

[0080] En variante, le tuyau 67 pourrait aussi passer à travers l’espace interstitiel et le fond 36 du boîtier 19 sans traverser le plot 25 et le disque 24 du déflecteur 23.

[0081] En variante, il pourrait y avoir un circuit de purge distinct du mécanisme 69 d’alimentation.

[0082] L’invention propose ainsi un dispositif offrant de multiples avantages. Il est ainsi possible filtrer l’air provenant de l’extérieur dans un espace minimum en consommant peu d’énergie, en recyclant du liquide, et/ou réduisant les interventions mécaniques de l’utilisateur. Le fait que la turbine-cloche soit hermétique quand le liquide est en quantité suffisante et n’est pas dans son état de centrifugation avec passage, permet de garantir qu’aucun air extérieur ne soit pas préfiltré avant de pénétrer dans l’installation de chauffage, de climatisation et / ou d’aération/ventilation. Le rendement de pré-filtrage étant intégral, le risque d’encrassement de l’installation est quasi nul, il est possible d’augmenter le débit d’air extérieur pénétrant dans installation de chauffage, de climatisation et / ou d’aération/ventilation. Le pulvérisateur avec turbine immergée évite toute manipulation de changement de tamis de filtrage.

Claims (3)

1. Revendications :

   1. Dispositif (9) de traitement de l’air comprenant un dispositif (10) d’entraînement de l’air à travers le dispositif (9) de traitement et un pulvérisateur (12) de liquide (26) tels que des gouttelettes (61) dudit liquide (26) pulvérisées s’agglomèrent avec des particules portées par l’air entrant et entraîné dans le dispositif (9) de traitement, ledit pulvérisateur (12) comprenant une turbine (62), ledit dispositif (10) d’entraînement de l’air comprenant un ventilateur (13) qui est coaxial avec ladite turbine (62) ; ledit dispositif (9) de traitement de l’air comprenant en outre un boîtier (19) relié à une arrivée (15) d’air du ventilateur (13), comprenant le pulvérisateur (12) et une entrée (22) d’air au fond (36) du boîtier (19) prolongée par un conduit (35) tubulaire coaxial avec ladite turbine (62), et dans lequel ladite turbine (62) ayant une forme de cloche avec une pince (40): o couvre ledit conduit (35) sans le toucher, o présente un moyeu (45) avec des jours (51) au niveau de ladite pince (40) en vis-à-vis dudit conduit (35), caractérisé en ce que ladite turbine (62) présente à l’intérieur de son moyeu (45) des portions de pâles (46).
2. 2. Dispositif (9) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il présente une alimentation et une purge en liquide (26) du pulvérisateur (12).
3. 3. Dispositif (9) selon la revendication 2 caractérisé en ce que le boîtier (19) présente un trou (66) d’alimentation et de purge.