FR3111569A1 - Appareil de traitement de l’air et des surfaces intérieures d’un local comprenant une turbine et un réservoir de composition liquide décontaminante pour mélange avec l’air à traiter aspiré par la turbine. - Google Patents
Appareil de traitement de l’air et des surfaces intérieures d’un local comprenant une turbine et un réservoir de composition liquide décontaminante pour mélange avec l’air à traiter aspiré par la turbine. Download PDFInfo
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Abstract
Appareil de traitement de l’air et des surfaces intérieures d’un local comprenant une turbine et un réservoir de composition liquide décontaminante pour mélange avec l’air à traiter aspiré par la turbine. L’invention concerne un appareil dont les composants ont pour fonction dans un premier temps de nettoyer l’air par ionisation et/ou filtration puis de mélanger cet air désinfecté avec des gouttelettes d’une substance liquide dépolluante/décontaminante, soit par mise en contact de l’air nettoyé avec une surface libre de la substance, soit au moyen d’un atomiseur. Figure pour l’abrégé : Fig.3
Description
La présente invention concerne le domaine de la purification de l’air et des surfaces intérieures et extérieures, l’air étant susceptible de contenir en suspension tous types de pollution, contamination, bactériennes, chimique, particulaire, tels que des champignons et spores, des composés organiques volatils (COV), et formaldéhydes, des particules PM 10 et PM 2,5…
La présente invention vise à améliorer les purificateurs d’air, de particules et épurateurs d’aérosols existants, notamment afin de diminuer leurs coûts de fabrication et de fonctionnement tout en garantissant une efficacité constante et durable au cours du temps.
Bien que décrite en référence à une application de purification d’air, l’invention s’applique à toute épuration d’aérosols, de microorganismes et de particules.
La qualité de l’air à l’intérieur des bâtiments constitue un enjeu de santé publique en France et dans le monde entier, dont la population est de plus en plus consciente.
En effet, l’environnement intérieur offre une grande diversité de situations d’exposition à de nombreux agents physiques et contaminants particulaire, chimiques ou microbiologiques, dont les conséquences sur la santé varient notamment selon la nature des polluants, contaminants, les caractéristiques des expositions, …
Différentes sources peuvent être à l’origine de la présence de polluants dans l’air intérieur : des sources propres au bâti, à son environnement, à ses équipements ou aux comportements de ses occupants.
En France, des dispositions existent dans les Codes de l’Environnement, de la Construction et de la Santé publique, qui définissent la politique pour la qualité de l’air intérieur. Pour réduire l’exposition aux polluants de l’air intérieur, les recommandations actuelles des pouvoirs publics portent en priorité sur la limitation des émissions à la source, l’aération et la ventilation.
Depuis ces dernières années le marché de l’épuration de l’air intérieur se développe avec la commercialisation d’équipements revendiquant des propriétés d’épuration de l’air intérieur sous forme d’appareils autonomes, ainsi que des matériaux de construction et de décoration mettant en avant leurs propriétés dépolluantes.
Ces dispositifs et produits sont destinés à toute la population, mais peuvent cibler particulièrement les sujets sensibles ou sensibilisés.
Cependant la question de leur efficacité et surtout celle de leur innocuité se pose.
L’épuration de l’air repose sur deux grands principes : le piégeage des contaminants ou leur destruction. Les techniques mettant en œuvre ces deux grands principes sont intégrées dans des appareils autonomes ou des systèmes de chauffage, ventilation, conditionnement de l’air (HVAC acronyme anglo saxon pour « Heating, ventilation, air conditioning »).
En ce qui concerne le piégeage des contaminants, de nombreuses techniques de filtration de l’air destinées à répondre au problème croissant de la pollution atmosphérique ont été mises au point notamment pour le secteur industriel. Le principe général des filtres consiste à recycler l’air en aspirant, filtrant puis rejeter l’air ainsi épuré de ses polluants.
Pour piéger les particules ou poussières, on peut notamment citer les filtres mécaniques, les filtres hydrauliques, les filtres à couches filtrantes, les filtres électriques : [1].
Généralement, on trouve plusieurs filtres disposés les uns à la suite des autres dans le flux de l’air à filtrer. Un seul filtre regroupant différentes couches fonctionnelles peut également être mis en œuvre.
Les filtres électriques, connus aussi sous les noms de précipitateurs électrostatiques, filtres électrostatiques et électrofiltres (ESP, acronyme anglais pour «ElectroStatic Precipitator») sont des procédés de filtration utilisés depuis le début du 20èmesiècle pour épurer les fumées issues notamment d'installations industrielles (sidérurgie, incinération des déchets, cimenteries, unités de production d’énergie…).
La précipitation ou collection électrostatique est une méthode de choix qui permet la collecte de particules d’aérosols pour une large gamme granulométrique.
Un type de purificateur d’air ou épurateur d’aérosols peut comprendre un ioniseur et en aval, un précipitateur/collecteur électrostatique.
L’ionisation est la transformation d’un atome ou d’une molécule électriquement neutre en ion, par la perte ou le gain d'un ou plusieurs électrons.
La précipitation électrostatique consiste à précipiter les particules préalablement chargées de l’air par l’ioniseur sur des électrodes portant une charge électrique opposée à celle des particules ionisées.
Les particules de charges opposées peuvent également s’attirer et former des particules plus lourdes qui vont se déposer sur les surfaces plus rapidement.
Il existe plusieurs procédés permettant d’ioniser un atome ou une molécule. On distingue par exemple l’ionisation par impact électronique selon laquelle un faisceau d’électrons accélérés rencontre un atome ou une molécule et lui arrache lors du choc un ou plusieurs électrons, et l’ionisation par l’action de rayonnements qui consiste à soumettre un atome ou une molécule à l’action d’un rayonnement de longueur d’onde suffisamment énergétique pour éjecter un électron périphérique.
Les épurateurs d’aérosols à ioniseur mettent en œuvre le plus souvent des procédés d’ionisation par impact électronique, soit par décharge couronne (effet corona) et soit par décharge à barrière diélectrique (BDD). Si les particules sont la cible principale de l’ionisation, une action sur les molécules gazeuses peut également être observée. Les interactions entre les composés organiques volatiles (COV) et des radicaux formés lors de la génération d’ions conduisent à une suite de réactions chimiques en chaîne qui doit conduire à une minéralisation lorsque la réaction est complète.
Un ioniseur en tant que tel ne détruit pas les particules précipitées qui doivent donc être aspirées par un autre moyen, sinon, elles risquent de repartir dans le local où est implanté l’ioniseur.
En outre, des études ont montré que certains ioniseurs produisaient une pollution à l'ozone, qui même en très petite quantité est très nocive pour la santé, provoquant des douleurs de poitrines, de l'asthme et des difficultés respiratoires. Ces appareils sont jugés dangereux pour la santé, notamment par l'Agence américaine de protection de l'environnement.
Les principales techniques d’oxydation ou destructrices de contaminants peuvent se résumer à l’utilisation d’un plasma, l’ozonation ou la mise en œuvre d’une photocatalyse.
La formation d’un plasma (gaz composé d’un mélange de particules neutres, d’ions positifs et d’électrons libres) est obtenue lorsqu’un gaz est soumis à un champ électrique de forte intensité, à un champ électromagnétique intense ou à des températures suffisamment élevées, ou lorsqu’il est bombardé par des particules. Il en résulte une ionisation du gaz. Lorsque celle-ci est assez importante pour que le nombre d’électrons par unité de volume soit comparable à celui des molécules, le gaz devient alors un fluide très conducteur appelé plasma.
Dans le domaine de l’épuration de l’air intérieur, c’est la technologie du plasma « froid » ou plasma non-thermique, c’est-à-dire lorsque la température moyenne du gaz est proche de la température initiale, qui est utilisée afin de générer des espèces actives, comme les radicaux libres, qui sont capables de décomposer par oxydation certains polluants présents dans l’air.
L’épuration de l’air par l’ozone repose sur l’émission dans l’air, d’ozone par des générateurs d'ozone ou ozoneurs. La molécule d’ozone (O3), très réactive et relativement instable, a une tendance naturelle à se décomposer en dioxygène (O2) et oxygène atomique (O) qui vont réagir avec d’autres composés chimiques jusqu’à les décomposer. Cette capacité à céder facilement un atome d’oxygène lui confère un très fort pouvoir oxydant. La technique de l’épuration par ozonation repose sur cette propriété de l’ozone à pouvoir générer des réactions de décomposition.
Le principe de la photocatalyse repose sur la décomposition de molécules par une succession de réactions chimiques, jusqu’à la minéralisation, suite à l’activation d’un catalyseur par un rayonnement lumineux d’énergie suffisante.
Ainsi, de manière simplifiée, le principe de la photocatalyse repose sur un processus électronique qui se produit à la surface d’un catalyseur, qui est souvent du dioxyde de titane (TiO2) du fait de son faible coût et de ses performances élevées.
Lorsque le catalyseur est soumis à un rayonnement d’intensité lumineuse suffisante, des charges se créent à la surface de celui-ci. Des réactions d’oxydo-réductions successives se produisent alors entre les molécules adsorbées sur le photocatalyseur et ces charges jusqu’à, en théorie, une minéralisation complète du polluant organique en eau et dioxyde de carbone (CO2). Il se forme également des dérivés réactifs de l’oxygène (OH, O2 -, H2O2…) qui contribuent à la dégradation des polluants organiques.
D’autres techniques d’épuration de l’air existent comme la filtration biologique (biofiltration) ou les ultraviolets.
La biofiltration repose sur la capacité de certains microorganismes à métaboliser les polluants. Elle n’est cependant pas encore mise en œuvre pour l’épuration de l’air intérieur. Les ultraviolets peuvent avoir une action germicide et une action photo catalytique sur les COV. Leur application commerciale porte aujourd’hui essentiellement sur l’élimination des aérosols microbiens, cependant cette technologie n’est recensée que dans peu de dispositifs.
Enfin, des sprays ont déjà utilisés pour réaliser un assainissement de l’air intérieur.
Deux types de produits ont été identifiés : les produits pulvérisés sont à base d’huiles essentielles ou d’autres substances actives qui peuvent avoir une action (bactéricide, virucide, fongicide, acaricide et insecticide) contre les bio contaminants de l’air intérieur, et les désodorisants qui revendiquent une neutralisation des odeurs, au-delà du masquage, sans que le principe ne soit toutefois bien défini.
Tous les dispositifs précités, de coût très variables, sont exclusivement dédiés à l’épuration de l’air et ils le réalisent avec plus ou moins d’efficacité et dangerosité.
Ils ne sont pas vraiment conçus pour réaliser le traitement en tant que telles des surfaces intérieures d’un local, en particulier les murs et plafonds.
Pour ces surfaces intérieures, peu de techniques ont été mises en œuvre jusqu’à présent.
Bien entendu, le traitement des sols par aspiration est largement répandu.
Des nettoyeurs à la vapeur ont également fait leur apparition.
Il est connu également l’incorporation de particules à propriétés photo catalytiques dans des matériaux de construction ou de décoration comme des vitrages, des peintures, des carrelages, ….
Des industriels développent également des matériaux de revêtement qui présentent au moins une action bactéricide, virucide, fongicide, acaricide ou insecticide. En particulier, la société française Serge Ferrari a annoncé très récemment avoir mis au point des membranes composites incorporant des particules d’argent qui permettent de réduire très significativement la charge virale d’un virus tel que le Covid-19. D’autres sociétés ont indiqué avoir réalisé un vernis virucide à appliquer sur les papiers imprimés.
Toutes ces solutions peuvent être efficaces mais à un prix très élevé, et sont donc exclusivement dédiées au traitement des surfaces intérieures sans vraiment se soucier du traitement de l’air intérieur avant son contact avec lesdites surfaces.
Il existe un besoin pour améliorer encore les appareils existants, notamment afin de proposer une solution efficace et peu coûteuse qui puisse réaliser le traitement à la fois de l’air intérieur d’un local et de ses surfaces intérieures.
Le but général de l'invention est alors de répondre au moins en partie à ce besoin.
Pour ce faire, l’invention a tout d’abord pour objet selon une première alternative, un appareil de traitement d’air et des surfaces intérieures d’un local, comprenant :
- une enveloppe aéraulique comprenant :
un orifice d’entrée de l’air à traiter,
un orifice de sortie de l’air traité,
un conduit comprenant une partie convergente et une partie divergente en aval de la partie convergente, le conduit étant conformé pour créer un effet venturi par passage d'un écoulement de l’air à traiter travers le conduit, l’orifice d’entrée étant relié à la partie convergente du conduit tandis que l’orifice de sortie est relié à la partie divergente du conduit
- au moins un premier ioniseur et/ou au moins un filtre agencé(s) dans l’enveloppe aéraulique entre l’orifice d’entrée et la partie convergente du conduit, le(s) ioniseur(s) et le(s) filtre(s) étant apte(s) respectivement à ioniser et à retenir au moins une partie des poussières et des particules en suspension dans l’air à traiter;
- un premier réservoir contenant une composition décontaminante sous forme liquide;
- un deuxième réservoir relié au premier réservoir, le deuxième réservoir étant agencé dans l’enveloppe aéraulique de telle sorte que la surface libre de la composition liquide qu’il contient, constitue au moins une zone de la partie convergente du conduit afin que l’air qui s’écoule vienne balayer ladite surface libre; le deuxième réservoir étant alimenté par le premier réservoir lorsque la surface libre de la composition liquide que ce dernier contient, est en dessous d’une hauteur prédéterminée;
- une turbine maintenue dans l’enveloppe aéraulique en aval du premier et du deuxième réservoir, la turbine étant adaptée pour créer une dépression dans le conduit entre l’orifice d’entrée et l’orifice de sortie.
Avantageusement, le deuxième réservoir est agencé de telle sorte que la surface libre de la composition liquide qu’il contient, constitue au moins une zone de la partie convergente du conduit, le col entre les parties convergente et divergente, et au moins une zone de la partie divergente du conduit.
Selon une variante avantageuse, l’appareil comprend un capteur de niveau pour mesurer le niveau de la composition décontaminante dans le deuxième réservoir. La connaissance en temps réel du niveau de la composition décontaminante permet d’ajuster précisément sa surface libre.
L’invention a encore pour objet selon une deuxième alternative, un appareil de traitement d’air et des surfaces intérieures d’un local, comprenant :
- une enveloppe aéraulique comprenant :
un orifice d’entrée de l’air à traiter,
un orifice de sortie de l’air traité,
un conduit comprenant une partie convergente et une partie divergente en aval de la partie convergente, le conduit étant conformé pour créer un effet venturi par passage d'un écoulement de l’air à traiter travers le conduit, l’orifice d’entrée étant relié à la partie convergente du conduit tandis que l’orifice de sortie est relié à la partie divergente du conduit
- au moins un premier ioniseur et/ou au moins un filtre agencé(s) dans l’enveloppe aéraulique entre l’orifice d’entrée et la partie convergente du conduit, le(s) ioniseur(s) et le(s) filtre(s) étant apte(s) respectivement à ioniser et à retenir au moins une partie des poussières et des particules en suspension dans l’air à traiter;
- un premier réservoir contenant une composition décontaminante sous forme liquide;
- au moins un atomiseur agencé dans le conduit en aval de(s) l’ioniseur(s) et/ou du(des) filtre(s), l’atomiseur étant alimenté par le premier réservoir pour projeter des micro et/ou nano gouttes de la composition liquide décontaminante;
- une turbine maintenue dans l’enveloppe aéraulique en aval du pulvérisateur, la turbine étant adaptée pour créer une dépression dans le conduit entre l’orifice d’entrée et l’orifice de sortie.
Selon une variante avantageuse, les filtres comprennent au moins un filtre de composés organiques volatils (COV) et au moins un filtre à membrane pour piéger les particules en suspension dans l’air autres que les COV.
Avantageusement, l’appareil comprend au moins un préfiltre maintenu dans l’enveloppe aéraulique, en amont des filtres, le préfiltre étant apte à retenir les poussières en suspension dans l’air à traiter.
Selon un mode de réalisation avantageux, la partie du conduit dans le prolongement de l’orifice d’entrée comprend deux troncs de cône imbriqués l’un dans l’autre en délimitant un espace annulaire de passage du flux d’air à traiter, chacun des deux troncs de cônes supportant ou formant une partie des électrodes du premier ioniseur et des électrodes de collecte d’un filtre électrostatique.
Selon ce mode, l’un et/ou l’autre des troncs de cônes est(sont) monté(s) rotatif(s), de sorte à générer lors de leur rotation une ionisation du flux d’air à traiter qui circule.
Selon un mode de réalisation avantageux, comprenant en aval de la turbine, au moins un deuxième ioniseur.
Selon ce mode avantageux, la partie du conduit débouchant sur l’orifice de sortie étant un cylindre fixe, le deuxième ioniseur comprend une électrode d’ionisation supportée ou formée par le cylindre fixe et une pluralité d’électrodes d’ionisation supportées par un arbre qui s’étend selon l’axe du cylindre et monté rotatif autour de celui-ci. De manière alternative, on peut envisager que l’arbre supportant la pluralité d’électrodes d’ionisation soit fixe et l’électrode d’ionisation supportée ou formée soit rotative autour de l’arbre. De manière cumulative, on peut aussi mettre en œuvre à la fois l’arbre et le cylindre rotatifs ensemble, dans le même sens ou en sens opposé, selon les besoins constatés par capteurs et/ou par mesures.
Selon un autre mode de réalisation avantageux, l’appareil comprend un atomiseur relié au premier réservoir et agencé en parallèle de l’orifice de sortie pour projeter au plus près des surfaces intérieures du local des gouttelettes de la composition liquide décontaminante.
Le(s) filtre(s) peu(ven)t être imbibé(s) d’une composition décontaminante sous forme liquide.
Avantageusement, la composition liquide décontaminante est celle décrite et revendiquée dans la demande internationale déposée le 22 novembre 2019 sous le n° PCT/EP2019/082236. Cette composition décontaminante présente à la fois des propriétés bactéricides, fongicides et virucides et comporte comme composants actifs :
- au moins 1 % en poids d’argiles ;
- au moins 1 % en poids d’algues ;
- au moins 5 % en poids d’eugénol ;
- au moins 0,5 % en poids d’acétate d’eugénol ;
- au moins 0,01 % en poids de vanilline ;
- au moins 0,1 % en poids de carvacrol ;
par rapport au poids total de la composition.
L’appareil peut comprendre des roulettes pour déplacer l’appareil.
L’enveloppe aéraulique peut être fixée sur une paroi ou au plafond d’un local ou posé sur un support fixe à l’intérieur d’un local.
Selon un mode de réalisation avantageux, l’appareil comprend une unité électronique de contrôle-commande programmée pour commander le fonctionnement de la turbine d’aspiration et le cas échéant de l’atomiseur, et du(des) ioniseur(s) selon des plages horaires prédéfinies et/ou par asservissement de capteurs de mesure de polluants - contaminants de l'air ambiant.
L’appareil peut comprendre une prise d’alimentation électrique et/ou des moyens de stockage d’énergie électrique pour alimenter électriquement la turbine d’aspiration, et le cas échéant l’atomiseur et le(s) ioniseur(s).
Ainsi, l’invention consiste essentiellement en un appareil dont les composants ont pour fonction dans un premier temps de nettoyer l’air par ionisation et/ou filtration puis de mélanger cet air désinfecté avec des gouttelettes d’une substance liquide dépolluante/décontaminante, soit par mise en contact de l’air nettoyé avec une surface libre de la substance, soit au moyen d’un atomiseur.
Ce mélange est expulsé dans l’air ambiant ce qui permet le traitement complet d’un volume donné clos, ventilé ou non d’un local, y compris la totalité de ses surfaces intérieures.
Selon un mode avantageux, l’appareil comprend juste avant son orifice de sortie un ioniseur pour ioniser le mélange air nettoyé/gouttelettes de composition décontaminante. Il est largement admis aujourd’hui que l’ionisation de l’air (anions) présente des avantages sur son assainissement. Mais les ions négatifs sont très vite attirés par les parois avoisinantes et de ce fait, ils ne peuvent agir de manière isotrope dans un volume donné. Le fait d’associer les ions négatifs de l’air aux gouttelettes de substance décontaminante fait que ces dernières agissent comme un véhicule qui va amener l’air nettoyé le plus loin possible dans l’espace clos d’un local.
L’activité décontaminante des gouttelettes est renforcée par leur ionisation et leur taille fait qu’elles se répartissent dans tout le volume de l’air à traiter. Typiquement, le diamètre des gouttelettes que l’appareil selon l’invention produit peut être entre 0,1 et 30 micromètres, selon les réglages effectués. Avantageusement, le diamètre des gouttelettes peut être réduit à des gouttes, de dimensions nanométriques (nanogouttes) voire picométriques (picogouttes).
L’avantage de réaliser une dépression pour entrainer l’air permet à celui-ci de traverser l’enveloppe aéraulique, de façon cohérente et non désordonnée. En effet, le fait de créer une dépression tire l’air, qui traverse toute l’enveloppe aéraulique de façon ordonnée. Lorsqu’on créé une surpression, principe largement utilisé jusqu’à présent, un désordre est créé et amplifié à chaque obstacle rencontré par l’air surpressé. Au final, l’air est profondément déstructuré, ce qui ne peut être néfaste pour un traitement d’assainissement.
L’avantage de réaliser une ionisation en entrée d’appareil permet d’ioniser les poussières et de les faire retomber au sol immédiatement. Ces poussières sont traitées par la suite par le mélange air nettoyé/gouttelettes de composition décontaminante qui sort de l’appareil. Cette caractéristique apporte une réduction importante de la consommation d’énergie comparativement aux aspirateurs selon l’état de l’art et permet d’envisager un appareil autonome qui embarque sa source d’énergie.
Une variante est d’introduire un préfiltre en entrée pour filtrer au moins la majeure partie des poussières contenues dans l’air à traiter, afin que rien ne puisse venir encrasser le reste de l’appareil, et que le traitement de la pollution et de la contamination soit effectué avec la plus grande optimisation de l’efficacité, l’air étant débarrassé de toute perturbation du type poussières.
Quelle que soit l’option retenue, c’est-à-dire filtre(s) et/ou ioniseur en entrée d’appareil, il s’agit de débarrasser l’air entrant d’au moins toutes poussières et contamination particulaire dès l’entrée du flux d’air. Selon les applications et/ou environnement, un seul ioniseur peut suffire si ses performances permettent de remplacer les fonction de(s) filtre(s) usuels et donc de les supprimer. La présence du(des) filtre(s) peut être ainsi rendue inutile.
L’appareil selon l’invention permet donc un assainissement de la totalité à la fois de l’air intérieur d’un volume clos d’un local et de l’ensemble des surfaces intérieurs, c’est-à-dire les plafonds, parois, sols, mais aussi toutes les surfaces de mobiliers ou d’objets d’intérieur, comme les tables, meubles, équipements, éclairages, etc…
L’appareil selon l’invention présente peu de pièces, un faible encombrement et un poids réduit. La facilité d’utilisation et les possibilités d’utilisation sont quasiment infinie et sans limite.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée d’exemples de mise en œuvre de l’invention faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes.
Description détaillée
Dans l’ensemble de la présente demande, les termes « entrée », « sortie », « amont » et « aval » sont à comprendre par référence par rapport au sens du flux d’air à traiter au travers d’un appareil selon l’invention. Ainsi, l’orifice d’entrée désigne l’orifice de l’appareil par lequel l’air à traiter est aspiré tandis que celui de sortie désigne celui par lequel le flux d’air sort.
On a représenté en figures 1 et 2 deux alternatives d’un appareil selon l’invention globalement désigné par la référence numérique 1, destiné à réaliser le traitement d’air et des surfaces intérieures d’un local.
L’appareil 1 comprend un corps 10 qui forme un boitier logeant l’ensemble des composants de l’appareil.
Le boitier 10 intègre tout d’abord une enveloppe aéraulique 2 comprenant un orifice d’entrée 20 de l’air à traiter, un orifice de sortie 21 de l’air traité, et un conduit 22.
Le conduit 22 comprend une partie convergente 220 et une partie divergente 221 en aval de la partie convergente, le conduit étant conformé pour créer un effet venturi par passage d'un écoulement de l’air à traiter travers le conduit 22. La partie convergente 220 du conduit peut comprendre un tronc de cône immédiatement en aval de l’orifice d’entrée 20.
L’orifice d’entrée 20 relié à la partie convergente 220 du conduit 22.
L’orifice de sortie 21 est relié à la partie divergente 221 du conduit 22.
Immédiatement en aval de l’orifice d’entrée 20 est agencé au moins un ioniseur 3 et/ou au moins un filtre 4. L’ioniseur 3 et le(s) filtre(s) 4 sont aptes respectivement à ioniser et à retenir au moins une partie substantielle des poussières et des particules en suspension dans l’air à traiter.
Un mode de réalisation avantageux d’un ioniseur 3 est montré en .
Dans ce mode, la partie du conduit 22 dans le prolongement de l’orifice d’entrée 20 comprenant deux troncs de cône imbriqués l’un dans l’autre en délimitant un espace annulaire 222 de passage du flux d’air à traiter, chacun des deux troncs de cônes supportant ou formant une partie des électrodes 30, 31 de l’ioniseur et des électrodes de collecte 30, 31 d’un filtre électrostatique. On peut prévoir l’un et/ou l’autre des troncs de cônes 30, 31 soi(en)t monté(s) rotatif(s), de sorte à générer lors de leur rotation une ionisation du flux d’air à traiter qui circule.
Les filtres 4 peuvent être avantageusement constitués d’un filtre de composés organiques volatils (COV), d’un filtre à membrane pour piéger les particules en suspension dans l’air autres que les COV et d’un préfiltre maintenu dans l’enveloppe aéraulique, en amont des filtres, le préfiltre étant apte à retenir les poussières en suspension dans l’air à traiter.
Le boitier 10 loge en outre un réservoir de stockage 5 contenant une composition décontaminante sous forme liquide.
Selon une première alternative illustrée en , il est prévu un autre réservoir 6 relié au réservoir de stockage 5. Ce réservoir 6 est agencé dans l’enveloppe aéraulique 2 de telle sorte que la surface libre de la composition liquide qu’il contient, constitue au moins une zone de la partie convergente 220 du conduit, le col 223 entre les parties convergente 220 et divergente 221, et au moins une zone de la partie divergente du conduit.
Lorsque la surface libre de la composition liquide que le réservoir 6 contient, est en dessous d’une hauteur prédéterminée, alors une quantité de composition liquide décontaminante est envoyée au réservoir 6 depuis le réservoir 5. Un capteur de niveau peut être agencé pour mesurer le niveau de la composition décontaminante dans le réservoir 6 et, ce qui permet de connaître en temps réel le niveau de la composition décontaminante et d’ajuster précisément sa surface libre.
Selon une deuxième alternative illustrée en , il est prévu en lieu et place du réservoir 6 à surface libre, un atomiseur 7 agencé dans le conduit 22 en aval de l’ioniseur 3 et/ou du(des) filtre(s) 4. L’atomiseur 7 est alimenté par le réservoir de stockage 5 pour projeter des micro et/ou nano gouttes de la composition liquide décontaminante.
Quelle que soit l’alternative, le boitier loge enfin une turbine 8 pour créer une dépression dans le conduit 22 entre l’orifice d’entrée 20 et l’orifice de sortie 21.
Un mode de réalisation avantageux est illustré en : un ioniseur 9 est agencé en aval de la turbine 8 juste avant l’orifice de sortie 21.
L’ioniseur 9 est avantageusement réalisé comme illustré en . La partie du conduit débouchant sur l’orifice de sortie 21 est un cylindre. L’ioniseur 9 comprend une électrode d’ionisation 90 supportée ou formée par le cylindre et une pluralité d’électrodes d’ionisation 91 supportées par un arbre 92 qui s’étend selon l’axe du cylindre et monté autour de celui-ci. Le cylindre et/ou l’arbre 92 peu(ven)t être fixe(s) ou monté(s) rotatif(s). En fonction des applications et/ou de l’environnement du local, on peut mettre en rotation l’arbre 92 et/ou le cylindre, tournant dans le même sens ou en sens inverse l’un de l’autre.
Le fonctionnement d’un appareil 1 qui vient d’être décrit est le suivant :
L’appareil 1 est positionné dans une pièce à traiter.
Après vérification du niveau de remplissage de composition liquide dans le réservoir de stockage 5, la turbine 8 ainsi que le cas échéant les ioniseurs 3, 9 sont mis en marche.
L’air à traiter est aspiré par l’orifice d’entrée 20. Les poussières sont retenues dans le(s) filtre(s) 4 et/ou ionisées par l’ioniseur 3. Les poussières les plus lourdes retombent par gravité sur le sol. Les autres poussières sont collectées par le(s) filtre(s) ou le précipitateur électrostatique et sont évacués ultérieurement par raclage.
L’air ainsi nettoyé est mélangé avec les micro ou nano gouttelettes assainissantes soient issues du réservoir 6 soit de l’atomiseur 7.
L’ioniseur 9 ionise le mélange air nettoyé/gouttelettes de composition décontaminante. Ainsi l’activité décontaminante des gouttelettes est renforcée par cette ionisation. Les gouttelettes de la solution décontaminante mélangées à l’air nettoyé et ionisé se répartissent dans tout le volume du local à traiter. Typiquement, l’air dépollué et mélangé aux gouttelettes d’assainissant est expulsé sous la forme d’un nuage à une vitesse comprise entre 1 et 10km/h dans le volume.
La illustre des variantes et agencements de composants avantageux.
Un autre atomiseur 11 relié au réservoir de stockage 5 peut être implanté en parallèle de l’orifice de sortie 21 pour projeter au plus près des parois du local des gouttelettes de la composition liquide décontaminante.
Une unité électronique de contrôle-commande 12 peut être implantée dans l’espace du dessus entre l’enveloppe aéraulique 2 et la paroi du boitier 10. Cette unité 12 est avantageusement programmée pour commander le fonctionnement de la turbine 8, de l’(es) atomiseur(s) 7, 11 et du(des) ioniseur(s) 3, 9 selon des plages horaires prédéfinies et/ou par asservissement de capteurs de mesure de polluants de l'air ambiant.
Des moyens de stockage d’énergie électrique 13 peuvent être implantés dans l’espace du dessous entre l’enveloppe aéraulique 2 et la paroi du boitier 10. Ces moyens 1 peuvent alimenter électriquement la turbine 8, le réservoir de stockage 5, l’(es) atomiseur(s) 7 et 11 et le(s) ioniseur(s) 3, 9. L’appareil 1 peut ainsi être complètement autonome.
L’appareil 1 peut être prévu avec des roulettes 14 pour le déplacer aisément dans le local à traiter.
L’appareil 1 peut être très compact avec typiquement des dimension HxL de l’ordre de 10x5cm à 20x10cm. La consommation d’énergie de l’appareil 1 peut être très faible, typiquement de 72 à 100 Watt.
D’autres variantes et améliorations peuvent être envisagées sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
Tout d’abord, on peut doter l’appareil d’une tête de sortie orientable pour amener l’air traité dans une zone souhaitée.
Par ailleurs, on peut agencer dans l’appareil une pluralité de capteurs configurés pour déterminer, en temps réel, notamment la puissance d’ionisation à appliquer en entrée, la densité de charge de l’air par la solution liquide décontaminante, la puissance d’ionisation à appliquer en sortie, la valeur de dépression à fournir par la turbine. L’ensemble de ces capteurs sera relié à l’unité de contrôle-commande de l’appareil pour un fonctionnement par asservissement en fonction de consignes préétablies.
En fonction des locaux à traiter par l’appareil, on peut prévoir d’agencer en aval de l’ioniseur en sortie d’appareil, un piège à ozone, éventuellement relié aux capteurs précités.
On peut intégrer au sein de l’appareil un système radar et/ou de cartographie afin de déplacer l’appareil de manière autonome dans un volume déterminé de local sans intervention humaine, et éventuellement, en dehors des heures d’occupation du local.
Pour déplacer l’appareil, on peut prévoir des roulettes 14 comme illustré en . De manière alternative, on peut aussi prévoir un système de déplacement suspendu par câble, ou sur rail, afin d’initier le traitement du volume du local préférentiellement en hauteur.
L’unité de contrôle-commande de l’appareil pourra être pilotée à distance, par un système de communication sans fil, de type Wifi ou Bluetooth®.
Référence citée :
[1]: R. Gouri, «Optimisation électrique et géométrique d’un électrofiltre à barrière diélectrique en configuration fil-tube carré. Application aux particules submicroniques», thèse de l’Université de Poitiers, 2012.
Claims (17)
- Appareil (1) de traitement d’air et des surfaces intérieures d’un local, comprenant :
- une enveloppe aéraulique (2) comprenant:
un orifice de sortie (21) de l’air traité,
un conduit (22) comprenant une partie convergente (220) et une partie divergente (221) en aval de la partie convergente, le conduit étant conformé pour créer un effet venturi par passage d'un écoulement de l’air à traiter travers le conduit, l’orifice d’entrée étant relié à la partie convergente du conduit tandis que l’orifice de sortie est relié à la partie divergente du conduit;- au moins un premier ioniseur (3) et/ou au moins un filtre (4) agencé(s) dans l’enveloppe aéraulique entre l’orifice d’entrée et la partie convergente du conduit, le(s) ioniseur(s) et le(s) filtre(s) étant apte(s) respectivement à ioniser et à retenir au moins une partie des poussières et des particules en suspension dans l’air à traiter;
- un premier réservoir (5) contenant une composition décontaminante sous forme liquide;
- un deuxième réservoir (6) relié au premier réservoir, le deuxième réservoir étant agencé dans l’enveloppe aéraulique de telle sorte que la surface libre de la composition liquide qu’il contient, constitue au moins une zone de la partie convergente du conduit afin que l’air qui s’écoule vienne balayer ladite surface libre; le deuxième réservoir étant alimenté par le premier réservoir lorsque la surface libre de la composition liquide que ce dernier contient, est en dessous d’une hauteur prédéterminée;
- une turbine (8) maintenue dans l’enveloppe aéraulique en aval du deuxième réservoir, la turbine étant adaptée pour créer une dépression dans le conduit entre l’orifice d’entrée et l’orifice de sortie.
- Appareil (1) de traitement selon la revendication 1, le deuxième réservoir étant agencé de telle sorte que la surface libre de la composition liquide qu’il contient, constitue au moins une zone de la partie convergente du conduit, le col (222) entre les parties convergente (220) et divergente (221), et au moins une zone de la partie divergente du conduit.
- Appareil (1) de traitement selon l’une des revendications 1 ou 2, comprenant un capteur de niveau pour mesurer le niveau de la composition liquide dans le deuxième réservoir.
- Appareil (1) de traitement d’air et des surfaces intérieures d’un local, comprenant :
- une enveloppe aéraulique (2) comprenant :
un orifice de sortie (21) de l’air traité,
un conduit (22) comprenant une partie convergente et une partie divergente en aval de la partie convergente, le conduit étant conformé pour créer un effet venturi par passage d'un écoulement de l’air à traiter travers le conduit, l’orifice d’entrée étant relié à la partie convergente du conduit tandis que l’orifice de sortie est relié à la partie divergente du conduit;- au moins un premier ioniseur (3) et/ou au moins un filtre (4) agencé(s) dans l’enveloppe aéraulique entre l’orifice d’entrée et la partie convergente du conduit, le(s) ioniseur(s) et le(s) filtre(s) étant apte(s) respectivement à ioniser et à retenir au moins une partie des poussières et des particules en suspension dans l’air à traiter;
- un premier réservoir (5) contenant une composition décontaminante sous forme liquide ;
- au moins un atomiseur (7) agencé dans le conduit en aval de(s) l’ioniseur(s) et/ou du(des) filtre(s), l’atomiseur étant alimenté par le premier réservoir pour projeter des micro et/ou nanogouttes de la composition liquide décontaminante;
- une turbine (8) maintenue dans l’enveloppe aéraulique en aval du pulvérisateur, la turbine étant adaptée pour créer une dépression dans le conduit entre l’orifice d’entrée et l’orifice de sortie.
- Appareil (1) de traitement selon l’une des revendications précédentes, les filtres comprenant au moins un filtre de composés organiques volatils (COV) et au moins un filtre à membrane pour piéger les particules en suspension dans l’air autres que les COV.
- Appareil (1) de traitement selon la revendication 5, comprenant au moins un préfiltre maintenu dans l’enveloppe aéraulique, en amont des filtres, le préfiltre étant apte à retenir les poussières en suspension dans l’air à traiter.
- Appareil (1) de traitement selon l’une des revendications précédentes, la partie du conduit dans le prolongement de l’orifice d’entrée comprenant deux troncs de cône imbriqués l’un dans l’autre en délimitant un espace annulaire (223) de passage du flux d’air à traiter, chacun des deux troncs de cônes supportant ou formant une partie des électrodes (30, 31) du premier ioniseur et des électrodes de collecte (30, 31) d’un filtre électrostatique.
- Appareil (1) de traitement selon la revendication 7, l’un et/ou l’autre des troncs de cônes étant monté(s) rotatif(s), de sorte à générer lors de leur rotation une ionisation du flux d’air à traiter qui circule.
- Appareil (1) de traitement selon l’une des revendications précédentes, comprenant en aval de la turbine, au moins un deuxième ioniseur (9).
- Appareil (1) de traitement selon la revendication 9, la partie du conduit débouchant sur l’orifice de sortie étant un cylindre, le deuxième ioniseur comprenant une électrode d’ionisation (90) supportée ou formée par le cylindre et une pluralité d’électrodes d’ionisation (91) supportées par un arbre (92) qui s’étend selon l’axe du cylindre et monté autour de celui-ci, le cylindre et/ou l’arbre étant fixes ou montés rotatifs.
- Appareil (1) de traitement selon l’une des revendications précédentes, comprenant un atomiseur (11) relié au premier réservoir (5) et agencé en parallèle de l’orifice de sortie (21) pour projeter au plus près des surfaces intérieures du local des gouttelettes de la composition liquide décontaminante.
- Appareil (1) de traitement selon l’une des revendications précédentes, le(s) filtre(s) étant imbibés d’une composition décontaminante sous forme liquide.
- Appareil (1) de traitement selon l’une des revendications précédentes, la composition liquide décontaminante présentant à la fois des propriétés bactéricides, fongicides et virucides et comportant comme composants actifs :
- au moins 1 % en poids d’argiles ;
- au moins 1 % en poids d’algues ;
- au moins 5 % en poids d’eugénol ;
- au moins 0,5 % en poids d’acétate d’eugénol ;
- au moins 0,01 % en poids de vanilline ;
- au moins 0,1 % en poids de carvacrol ;
par rapport au poids total de la composition. - Appareil (1) de traitement selon l’une des revendications précédentes, comprenant des roulettes (14) pour déplacer l’appareil.
- Appareil (1) de traitement selon l’une des revendications 1 à 14, l’enveloppe aéraulique étant fixée sur une paroi ou au plafond d’un local ou posé sur un support fixe à l’intérieur d’un local.
- Appareil (1) de traitement selon l’une des revendications précédentes, comprenant une unité électronique de contrôle-commande programmée pour commander le fonctionnement de la turbine d’aspiration et le cas échéant de l’atomiseur, et du(des) ioniseur(s) selon des plages horaires prédéfinies et/ou par asservissement de capteurs de mesure de polluants de l'air ambiant.
- Appareil de traitement selon l’une des revendications précédentes, comprenant une prise d’alimentation électrique et/ou des moyens de stockage d’énergie électrique pour alimenter électriquement la turbine d’aspiration, et le cas échéant l’atomiseur et le(s) ioniseur(s).
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021259951A1 (fr) | 2021-12-30 |
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