FR3111079A3 - Dispositif de traitement et de purification d'air par photocatalyse - Google Patents
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Abstract
Le dispositif de traitement et de purification d'air concerné comprend : - un caisson à un orifice d'entrée d'air et orifice de sortie d'air ; - un ensemble filtrant et de photocatalyse (8, 9, 12, 14) apte à être mis en place dans le caisson entre lesdites ouvertures d'écoulement d'air, incluant : - un châssis central (9) en forme de cadre, délimitant, entre les côtés de ce cadre, deux ouvertures respectives, ce châssis (9) supportant, entre ces ouvertures, des lampes UV (14) et des appareils électriques d'alimentation de ces lampes ; et - deux filtres latéraux (8, 12), situés de part et d'autre du châssis central (9), dont chacun supporte un substrat fibreux de filtration de l'air contenant un agent photocatalyseur, et présente au moins une grille reliée à ce cadre, de soutien dudit substrat. Figure pour l’abrégé : Fig. 11
Description
Domaine technique de l’invention.
La présente invention concerne un dispositif de traitement et de purification d'air par photocatalyse, l'air s'écoulant dans des gaines de ventilation standards.
État de la technique antérieure.
Les appareils connus qui réalisent de la filtration d'air, sont munis de filtres standards de type G4, F7, F8, HEPA, à charbon actif, etc.
Ces systèmes et ces filtres ont pour inconvénient de ne faire que de la filtration et de stocker les polluants en eux, ce qui implique un entretien régulier.
Il est par ailleurs connu d'opérer un traitement et une purification d'air par photocatalyse. Schématiquement, la réaction photocatalytique est initiée en activant un solide semi-conducteur dénommé "agent photocatalyseur", par exemple du dioxyde de titane (TiO2), par des rayonnements UV d'une longueur d'onde allant de 100 nm à 400 nm ; cette activation provoque des changements électroniques au sein du semi- conducteur et conduit, en présence d'air ou d'eau, à la création de radicaux oxygénés à la surface du semi-conducteur. Ces radicaux attaquent les composés organiques adsorbés sur le semi-conducteur et, par des successions de réactions chimiques impliquant l'oxygène de l'air et de l'eau, dégradent les composés organiques ou chimiques jusqu'à ce que le carbone des chaînes carbonées soit complètement transformé en dioxyde de carbone (CO2).
Pour une telle application de la photocatalyse, il existe des supports dénommés également "média filtrant" associant un support fibreux proprement dit et un agent photocatalyseur au moyen d'un agent liant. Cette technologie est plus particulièrement décrite dans la publication de demande de brevet N° EP-A-1 069 950.
Des supports photocatalytiques perfectionnés ont été développés, dans lesquels l'agent photocatalyseur est associé à du charbon actif. Le charbon actif, de par sa surface spécifique élevée, permet en effet d'adsorber les agents polluants, tandis que l'agent photocatalyseur, sous l'effet du rayonnement ultra-violet, dégrade les polluants ainsi fixés et régénère le support carboné. De tels supports sont décrits dans les publications de demandes de brevet internationales N° WO 00/13950 et WO 04/033069.
Les techniques existantes ne sont cependant pas adaptées au traitement et à la purification d'air par photocatalyse, cet air circulant dans une gaine de ventilation.
La présente invention a pour objectif de remédier à cette lacune.
Objet de l’invention.
Le dispositif selon l'invention est destiné à équiper des gaines de ventilation standards dans lesquelles l'air à traiter et à purifier s'écoule.
Selon l'invention, le dispositif comprend :
- un caisson ayant deux côtés opposés dont un comprend un orifice d'entrée d'air et l'autre comprend un orifice de sortie d'air ;
- un ensemble filtrant et de photocatalyse apte à être mis en place dans le caisson entre lesdites ouvertures d'écoulement d'air, cet ensemble incluant :
- un châssis central en forme de cadre, délimitant, entre les côtés de ce cadre, deux ouvertures respectives, ce châssis supportant, entre ces ouvertures, des lampes UV et des appareils électriques d'alimentation de ces lampes ; et
- deux filtres latéraux, situés de part et d'autre du châssis central, et superposés auxdites ouvertures respectives formées par le cadre de ce châssis central ; chacun de ces filtres comprend un châssis en forme de cadre qui supporte, sur l'ensemble de l'ouverture que délimite ce cadre, un substrat fibreux de filtration de l'air, contenant un agent photocatalyseur, et présente au moins une grille reliée à ce cadre, de soutien dudit substrat.
L'invention consiste donc en un dispositif apte à être installé sur une conduite d'écoulement d'air, qui intègre un système de photocatalyse ayant comme propriété de détruire les polluants d'origines organiques ou chimiques. La grille précitée qu'inclut chaque filtre permet de soutenir le substrat que comprend également ce filtre afin que le substrat puisse résister à la pression générée par la circulation de l'air au travers du caisson.
Selon une possibilité, le caisson est dimensionné de telle sorte que l'ensemble filtrant s'étende dans un plan perpendiculaire à la direction d'écoulement de l'air entre l'orifice d'entrée d'air et l'orifice de sortie d'air.
Un dispositif selon cette première possibilité est utilisable lorsqu'il n'existe pas de contrainte de dimensions imposées par l'environnement de l'installation du caisson.
Selon une autre possibilité, le caisson est dimensionné de telle sorte que l'ensemble filtrant s'étende dans un plan parallèle à la direction d'écoulement de l'air entre l'orifice d'entrée d'air et l'orifice de sortie d'air ; le caisson comprend alors :
- une première cloison interne, située du côté de l'orifice d'entrée d'air, reliée au caisson de façon à former une ouverture d'écoulement d'air se trouvant sur un premier côté dudit plan dans lequel s'étend l'ensemble filtrant ;
- une deuxième cloison interne, située du côté de l'orifice de sortie d'air, reliée au caisson de façon à former une ouverture d'écoulement d'air se trouvant sur un deuxième côté dudit plan, opposé audit premier côté de ce plan.
La première cloison permet de diriger le flux d'air d'un côté de l'élément filtrant, de façon que l'air s'écoule au travers de l'élément filtrant depuis ce côté, tandis que la deuxième cloison permet de diriger le flux d'air sortant de l'autre côté de l'élément filtrant vers l'orifice de sortie d'air.
De préférence, le caisson du dispositif selon cette deuxième possibilité présente, selon une direction perpendiculaire audit plan dans lequel s'étend l'élément filtrant, une hauteur allant de 20 à 60 cm.
Le dispositif peut ainsi être intégré dans un faux plafond.
De préférence, le caisson présente, un manchon de raccordement en regard de chaque orifice précité, facilitant le raccordement du dispositif à une conduite dans laquelle l'air circule.
De préférence, chaque filtre comprend deux grilles de soutien du substrat précité que comprend le filtre, une grille s'étendant sur un côté de ce substrat et l'autre grille s'étendant sur l'autre côté de ce substrat.
Chaque filtre peut donc recevoir de l'air selon un premier sens de passage ou selon un deuxième sens de passage opposé au premier sens de passage, de sorte que le dispositif selon l'invention est apte à être installé sur la conduite d'écoulement de l'air de façon réversible, c'est-à-dire avec possibilité d'intervertir la position du caisson par rapport au sens d'écoulement de l'air au travers du caisson. Le caisson ne nécessite donc pas de vérifier le sens de passage de l'air à traiter.
De préférence, chaque substrat est à pliures parallèles multiples de sorte qu'il présente une forme en soufflet d'accordéon, afin d'augmenter la surface du média.
Les dessins annexés illustrent une forme de réalisation du dispositif concerné, à titre d'exemple non limitatif.
Description détaillée
Sur les dessins,
Le repère 1 désigne une tôle latérale du caisson, qui est démontable de façon à permettre un accès à un ensemble filtrant décrit plus loin, placé à l'intérieur du caisson. Dans l'exemple représenté, cet ensemble filtrant est positionné dans le caisson de telle sorte qu'il s'étende dans un plan parallèle à la direction d'écoulement de l'air entre un orifice d'entrée d'air que forme le caisson et un orifice de sortie d'air.
Le repère 2 désigne la trappe pour le passage du câble électrique permettant l'alimentation d'appareils électriques et de lampes UV situés sur un cadre central 9 décrit plus loin, que comprend l'ensemble filtrant.
Le repère 3 désigne le manchon d'entrée d'air permettant de connecter le caisson à une conduite d'arrivée d'air.
Le repère 4 désigne le manchon de sortie d'air permettant de connecter le caisson à une conduite d'écoulement d'air en aval du caisson.
Il apparaît sur les figures 1 à 3 que les manchons 3 et 4 sont situés sur deux côtés opposés du caisson, avec décalage en hauteur de l'un par rapport à l'autre. Le manchon 3 d'entrée d'air est donc situé en majeure partie en dessous d'un plan médian longitudinal du caisson s'étendant selon une direction amont/aval d'écoulement de l'air au travers du caisson, tandis que le manchon 4 de sortie d'air est situé en majeure partie en dessus de ce plan médian longitudinal du caisson.
Un plan médian d'extension de l'ensemble filtrant est positionné en coïncidence dudit plan médian du caisson.
Le repère 5 désigne une tôle du caisson s'étendant entre la tôle latérale 1 et une tôle latérale opposée 6. La tôle 5 est, dans l'exemple représenté, la tôle supérieure du caisson.
Le repère 6 désigne ladite tôle latérale opposée, qui est démontable pour permettre l'accès à l'ensemble filtrant depuis l'autre côté du caisson.
Le repère 7 désigne une autre trappe pour le passage du câble électrique précité.
Le repère 8 désigne un filtre faisant partie de l'ensemble filtrant et de photocatalyse. Ce filtre 8 comprend un châssis en forme de cadre et, sur l'ensemble de l'ouverture que délimite ce cadre, comprend un substrat fibreux de filtration de l'air, contenant un agent photocatalyseur tel que précité. Le filtre 8 présente en outre deux grilles reliées à son cadre, de soutien du substrat, ces grilles s'étendant de part et d'autre des faces du substrat. Ces grilles permettent de soutenir ce substrat afin qu'il puisse résister à la pression générée par la circulation de l'air au travers du caisson, quel que soit le sens de passage de l'air au travers du substrat.
Le substrat est à pliures parallèles multiples de sorte qu'il présente une forme en soufflet d'accordéon.
Le repère 9 désigne un châssis central en forme de cadre que comprend l'ensemble filtrant et de photocatalyse. Le cadre que forme ce châssis 9 délimite, entre ses côtés, deux ouvertures respectives, entre lesquelles le châssis 9 supporte des lampes UV et des appareils électriques d'alimentation de ces lampes.
Le repère 12 désigne un filtre homologue au filtre 8, comprenant également un châssis en forme de cadre, un substrat fibreux et des grilles tels que précités.
Comme cela apparaît sur les figures 4, 8 et 9, le cadre du filtre 8 et le cadre du filtre 12 recouvrent entièrement les ouvertures respectives précitées délimitées par le cadre que forme le châssis central 9, de sorte que l'ensemble de l'air qui traverse ces filtres 8, 12 est exposé aux lampes à UV 14 qui sont situées dans l'espace délimité par ce châssis central 9. Les cadres des filtres 8 et 12 s'interrompent cependant à distance de côtés latéraux du cadre du châssis 9 de façon à former des épaulements de montage de l'ensemble à l'intérieur du caisson, en étant supporté par des parois 13 et 15 que contient le caisson à l'intérieur de lui.
Le repère 13 désigne une première cloison interne au caisson, située du côté de l'orifice d'entrée d'air délimité par le manchon 3, qui est reliée au caisson de façon à former une ouverture d'écoulement d'air se trouvant en dessous dudit plan médian longitudinal du caisson. Le passage de l'air est ainsi forcé sur ce côté du caisson situé en-dessous de ce plan médian longitudinal, ainsi que cela est visible sur la figure 11, et est donc dirigé du côté du filtre 8.
Le repère 14 désigne les lampes UV portées par le châssis central 9.
Le repère 15 désigne une deuxième cloison interne au caisson, située du côté de l'orifice de sortie d'air délimité par le manchon 4, qui est reliée au caisson de façon à former une ouverture d'écoulement d'air se trouvant en dessus dudit plan médian longitudinal du caisson. Le passage de l'air est ainsi forcé sur ce côté du caisson situé en dessus de ce plan médian longitudinal, ainsi que cela est visible sur la figure 11, afin d'évacuer l'air sortant du filtre 12 vers l'orifice de sortie d'air.
Des connecteurs de type IEC mâle et femelle sont installés de chaque côté du châssis central 9 contenant les parties électriques afin de faciliter le raccordement électrique lors du montage en série de ce dernier.
CIRCULATION DE L'AIR DANS LE CAISSON Figure 12.
A- Entrée de l'air
B- L'air est dirigé dans la partie basse
C- L'air traverse l'ensemble filtrant et de photocatalyse
D- L'air purifié sort de l'ensemble filtrant et de photocatalyse
E- L'air est dirigé vers le raccord de sortie
F- Sortie de l'air
L'air arrive par l'entrée A dans le manchon 3 puis est dévié B grâce à la tôle 13, l'air traverse C sur le premier filtre photocatalytique 8, il est traité et traverse la chambre ou se trouve les lampes UV 14, traverse D le deuxième filtre photocatalytique 12 et est redirigé E par la tôle 15 vers la sortie F au travers du manchon 4.
Le passage de l'air est dévié afin de limiter la hauteur du caisson.
Claims (7)
- Dispositif de traitement et de purification d'air par photocatalyse, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un caisson ayant deux côtés opposés dont un comprend un orifice d'entrée d'air et l'autre comprend un orifice de sortie d'air ;
- un ensemble filtrant et de photocatalyse (8, 9, 12, 14) apte à être mis en place dans le caisson entre lesdites ouvertures d'écoulement d'air, cet ensemble incluant :
un châssis central (9) en forme de cadre, délimitant, entre les côtés de ce cadre, deux ouvertures respectives, ce châssis (9) supportant, entre ces ouvertures, des lampes UV (14) et des appareils électriques d'alimentation de ces lampes ; et
- deux filtres latéraux (8, 12), situés de part et d'autre du châssis central (9), et superposés auxdites ouvertures respectives formées par le cadre de ce châssis central ; chacun de ces filtres (8, 12) comprend un châssis en forme de cadre qui supporte, sur l'ensemble de l'ouverture que délimite ce cadre, un substrat fibreux de filtration de l'air, contenant un agent photocatalyseur, et présente au moins une grille reliée à ce cadre, de soutien dudit substrat. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le caisson est dimensionné de telle sorte que l'ensemble filtrant s'étende dans un plan perpendiculaire à la direction d'écoulement de l'air entre l'orifice d'entrée d'air et l'orifice de sortie d'air.
- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le caisson est dimensionné de telle sorte que l'ensemble filtrant s'étende dans un plan parallèle à la direction d'écoulement de l'air entre l'orifice d'entrée d'air et l'orifice de sortie d'air ; le caisson comprend alors :
- une première cloison interne (13), située du côté de l'orifice d'entrée d'air, reliée au caisson de façon à former une ouverture d'écoulement d'air se trouvant sur un premier côté dudit plan dans lequel s'étend l'ensemble filtrant ;
- une deuxième interne cloison (15), située du côté de l'orifice de sortie d'air, reliée au caisson de façon à former une ouverture d'écoulement d'air se trouvant sur un deuxième côté dudit plan, opposé audit premier côté de ce plan. - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le caisson présente, selon une direction perpendiculaire audit plan dans lequel s'étend l'élément filtrant, une hauteur allant de 20 à 60 cm.
- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le caisson présente, un manchon de raccordement (3, 4) en regard de chaque orifice précité, facilitant le raccordement du dispositif à une conduite dans laquelle l'air circule.
- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque filtre comprend deux grilles de soutien du substrat que comprend ce filtre, une grille s'étendant sur un côté de ce substrat et l'autre grille s'étendant sur l'autre côté de ce substrat.
- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque substrat est à pliures parallèles multiples de sorte qu'il présente une forme en soufflet d'accordéon.
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