Appareil de neutralisation et d'épuration
d'air.
La présente invention est relative à un appareil de neutralisation et d'épuration d'air. Cet appareil sert spécialement à équiper des hôpitaux, bien que cette utilisation ne soit pas limitée.
Cn sait que l'air des chambres de malade et des salles d'opération contient des matières d'origine extrinsèques telles que bactéries, virus, poussières ou analogues, présentant de trop faibles dimensions pour pouvoir être filtrées. Cn sait aussi que cet air renferme des constituants nocifs à l'état gazeux ou liquide non encore éliminés.
L'objet de l'invention actuelle est un nouvel appareil de neutralisation et d'épuration d'air capable de fournir un débit d'air épuré et éventuellement conditionné utilisable sans danger dans les hôpitaux comme d'ailleurs dans tout autre lieu nécessitant une atmosphère particulièrement pure et contrôlée.
A cet effet, le nouvel appareil de neutralisation et d'épuration d'air comprend un filtre à air, un présécheur deux sécheurs fonctionnant en alternance, une turbine, un ensemble de refroidissement intensif, éventuellement un ensemble de chauffage intensif, éventuellement un humidificateur, éventuellement un conditionneur et des moyens de raccordement à une utilisation de l'air traité.
Le filtre à air, de préférence rotatif,est capable d'éliminer de l'air à traiter, les particules de dimensions prédéterminées.
Le présécheur comprend un tunnel de refroidissement qui est traversé par l'air filtré. Le présécheur est équipé d'abord d'un serpentin faisant partie d'une machine frigorifique à haute tension et ensuite de plusieurs déflecteurs
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liquides existantes ou formées dans l'air à traiter par son refroidissement jusqu'à leur point de rosée.
Les deux sécheurs présentent chacun un tunnel de refroidissement qui est traversé par l'air préséché. Le tunnel est équipé d'abord d'un serpentin faisant partie d'une autre machine frigorifique à basse pression et ensuite de plusieurs déflecteurs éliminant complètement les gouttelettes et les particules liquides restant dans l'air préséché ou formées lors du refroidissement subséquent de cet air jusqu'à des températures de -20 à -40[deg.]C. Le tunnel est également pourvu de résistances électriques de dégivrage.
La turbine déplace le débit d'air à traiter dans son circuit.
L'ensemble de refroidissement intensif recevant j l'air séché comprend essentiellement d'abord un échangeur
de chaleur coopérant avec une machine frigorifique pour re- ! froidir l'air sec intensément à des temératures allant jusqu' ' au-delà de -212[deg.]C, ensuite un réparateur de gouttelettes ou
de particules'de gaz solidifié formées lors du refroidissement de l'air sec, ensuite un séparateur de particules solides existantes ou formées lors du même refroidissement de cet air
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air sec et traité jusqu'à environ la température d'entrée du premier échangeur.
L'ensemble de chauffage intensif recevant l'air sec sortant de l'ensemble de refroidissement comprend un
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pour Chauffer brusquement l'air sec jusqu'à 250 à 450[deg.]C environ et un autre échangeur de chaleur pour le refroidir brusquement ensuite.
L'humidificateur recevant l'air sec sortant de l'ensemble de chauffage intensif comprend un moyen d'injection d'eau distillée et déminéralisée.
Le conditionneur éventuel recevant l'air éventuellement humidifié comprend un moyen d'injection d'au moins un additif appropriée
Pour fonctionner avec le minimum de temps mort,
<EMI ID=4.1>
<EMI ID=5.1> par un thermostat influencé par une sonde thermique placée
à sa sortie.
Selon des caractéristiques constructives et fonctionnelles du nouvel appareil, chaque sécheur comprend des guillotines d'entrée et de sortie commandées en synchronisme par un organe moteur contrôlé par un servo-moteur influençé notamment par le circuit de dégivrage du sécheur actif. En outre, chaque sécheur est pourvu d'un détecteur de givre influençant un servo-moteur qui permet l'enclenchement de 1' alimentation des résistances électriques et qui assure en outre, après le dégivrage, l'alimentation de son circuit frigorifique pour le replacer en régime normal de refroidissement et d'attente.
Pour assurer leur évacuation en eau, dans le nouvel appareil, le présécheur et chaque sécheur sont pourvus d' un collecteur d'eau éliminée de l'air, ce collecteur étant prolongé par une conduite pourvue d'une vanne actionnée sous le contrôle d'un détecteur d'un niveau d'eau.
Afin de présenter une capacité de fonctionnement souple et étendue, la turbine du nouvel-appareil est pourvue d'un variateur de vitesse.
Selon des caractéristiques constructives du nouvel appareil, les échangeurs de chaleur de l'ensemble de refroidissement intensif sont équipés de guillotines d'entrée et de sortie déplacées en synchronisme par un organe.moteur contrôlé par un régulateur influencé par une sonde thermique
<EMI ID=6.1> interne à cet ensemble. En outre, ces échangeurs peuvent former un échangeur tubulaire délimitant un creux central dans lequel sont contés axialement le séparateur des parti- cules liquides et le séparateur des particules solides.
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ensemble de refroidissement intensif est contrôlée psr une sonde thermique interne à cet ensemble.
En pratique, dans le nouvel appareil, le séparateur des particules liquides comprend un support tubulaire perforé renfermant des déflecteurs tronconiques percés d'une multitude de petits trous de passage d'air, ces déflecteurs canalisant les particules liquides arrêtées vers le support pour les faire passer à travers les ouvertures de ce support ' et les collecter dans une gaine externe. En outre, le séparateur des particules solides est constitué d'une enceinte comprenant des éléments allongés d'épaisseur variable formant entre eux des fentes de passage d'air de manière à produire des étranglements successifs dans le circuit d'air provoquant des changements continus de la vitesse et de la direction de cet air..
Selon d'autres caractéristiques constructives du
<EMI ID=8.1>
ble de chauffage intensif présente un creux central dans le-
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autre part, cet échangeur comporte au moins deux parties dis-
-posées de part et d'autre de la source de chaleur et présen-
<EMI ID=10.1>
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l'extérieur vers l'axe, l'une des parties servant au chauffage de l'air et l'autre à son refroidissement subséquent.
D'autres détails et particularités de l'invention apparaîtront au cours de la description et des dessins annexés au présent mémoire qui représentent schématiquement et à ti- tre d'exemple seulement une forme de réalisation de l'inven- tion.
La figure 1 est un schéma général d'un appareil de neutralisation et d'épuration d'air conforme à l'invention. La figure 2 est une coupe horizontale partielle du présécheur du nouvel appareil. La figure 3 est une coupe verticale partielle du présécheur. La figure 4 est une vue en perspective d'un déflecteur du présécheur. <EMI ID=12.1>
un sécheur du nouvel appareil.
La figure 6 est une coupe verticale partielle du présécheur. <EMI ID=13.1>
une guillotine équipant le présécheur ou le sécheur.
La figure 8 est une vue latérale avec coupe partielle de la guillotine. La figure 9 est une coupe axiale de l'ensemble de refroidissement intensif du nouvel appareil.
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Les -figures 10, 11, 12, 13 sont des vues en,1,61,6 <EMI ID=15.1>
<EMI ID=16.1>
intensif.
La figure 14 est une coupe axiale du serpentin du circuit frigorifique de l'ensemble de refroidissement intensif. La figure 15 est une vue latérale de ce serpentin. La figure 16 est une vue en élévation du support tubulaire du séparateur des particules liquides de l'ensemble de refroidissement intensif. La figure 17 est une vue latérale de ce support tubulaire. La figure 18 représente la tige axiale du séparateur des particules liquides. La figure 19 est une vue en élévation d'un déflecteur tronconique du séparateur des particules liquides. La figure 20 est une vue en plan de ce déflecteur tronconique. La figure 21 est une vue en perspective d'un élément de déflection du séparateur des particules solides de l'ensemble de refroidissement intensif. La figure 22 est une vue latérale de cet élément de déflection.
La figure 23 est une coupe axiale de l'ensemble de chauffage intensif. La figure 24 est un diagramme des températures de l'air le long de son circuit dans l'appareil. La figure 25 est un diagramme des vitesses de 1' air le long de son circuit dans l'appareil.
Dans ces différentes figures, des mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
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d'air médical ayant pour but de débiter un flux d'air séché, épuré et conditionné en fonction de l'applica- tion à laquelle il peut être destiné.
Le neutralisateur d'air présente essentiellement un circuit d'air traversé par un débit d'air déterminé sous l'action d'une turbine 1 avec régulateur de vitesse.
Le circuit d'air comporte d'abord un filtre rotatif 2 permettant de filtrer le débit d'air soutiré du milieu ambiant ou extérieur par une conduite 3.
Le filtre 2 élimine les particules et les corps divers
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Le filtre est contrôlé par un dépressiostat 4 branché
à son entrée et à sa sortie et relevant la perte
de charge créée progressivement par l'élément filtrant. Cette perte de charge est indiquée à un indicateur 5 permettant de connaître l'état de saturation du
filtre 2.
Le débit d'air filtré sortant du filtre 2 est repris par une conduite 6 pourvue d'une vanne de régulation 7 comportant une guillotine progressive. La vanne 7 est commandée par un moteur de régulation 8 fonctionnant sous le contrôle d'un anémomètre 9 auquel il est relié par des conducteurs 10.
Après le filtre 2, le circuit d'air comprend une batterie frigorifique de préséchage ou un présécheur
11 permettant de descendre la température de l'air mis en oeuvre en dessous du point de rosée lui-même fonction de la température de l'air ambiant. En pratique, le présécheur 11 ramène la température de l'air entre 2 à 5[deg.]C et permet d'enlever une grande partie de l'eau contenue préalablement sous forme de vapeur dans cet air.
En fait, le présécheur 11 comporte un tunnel
12 de refroidissement progressif de l'air. Le tunnel
12 est thermiquement isolé par une gaine externe 13 en une matière thermiquement isolante. Le tunnel 12 constitué d'une gaine d'acier comporte dans sa partie antérieure, c'est-à-dire située en amont eu égard au sens d'écoulement du débit d'air, un serpentin 14 s'étendant transversalement dans la gaine. Le serpentin 14 est traversé en service par un débit de fluide frigorifique nécessaire aux frigories devant être transmises au débit d'air. Le tunnel 12 présente dans sa partie postérieure un ensemble de corps déflecteurs
15 sous forme de socs de charrue dirigés vers l'avant. Les déflecteurs 15 s'étendent transversalement à la gaine susdite et sont disposés en quinconce les uns par rapport aux autres.
Chaque déflecteur 15 présente au moins sur chacune de ses ailes 16 et 17 une série de trous perforés 18 traversés par l'air circulant
en service dans le tunnel 12. En outre, la face postérieure de chaque déflecteur 15 est rugueuse et sert à collecter l'eau et les liquides condensés dans l'air et à ramener cette eau et ces liquides vers le bas où ils traversent des ouvertures inférieures 19 de la partie inférieure du tunnel 12 pour tomber
dans un collecteur tronconique 20 prolongé par une conduite 21 et pourvu d'une sonde de niveau d'eau 22.
Le circui.t frigorifique du présécheur 11 et en particulier le serpentin 14, est parcouru par un fluide frigorifique véhiculé sous l'action d'un compresseur 23 à haute pression capable d'assurer une puissance de 25% supérieure à la puissance normalement demandée. Le circuit frigorifique comporte d'une manière connue en soi un condenseur 24 et un détendeur
25 du fluide frigorifique, ainsi que des conduites
26 de liaison des constituants de ce circuit. Le moteur de commande du compresseur 23 est contrôlé par un thermostat de régulation 27 influencé par les informations provenant d'une sonde thermique 28 et transmises par des conducteurs 29. La sonde 28 est montée à la sortie du présécheur 11, c'est-à-dire
en aval des déflecteurs 15. Il est à noter que le fluide frigorifique traverse le serpentin 14 à contrecourant du débit d'air circulant dans le tunnel 12.
L'eau et les autres liquides collectés dans le collecteur 20 sont évacués à travers la conduite
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élément moteur 31 est commandé par l'indicateur de niveau 22. La conduite 21 est équipée avantageusement d'un clapet antiretour 32.
Après le présécheur 11, le circuit d'air comprend deux batteries frigorifiques de séchage
ou sécheurs identiques 33 et 34 branchés en parallèle.
Les sécheurs 33 et 34 fonctionnent alternativement pour descendre la température de l'air du point de rosée à une valeur comprise entre -20 et -40[deg.]C.
Les sécheurs 33 et 34 communiquent avec le présécheur
11 par une conduite 35 divisée en deux conduites dérivées aboutissant respectivement à leurs entrées.
En fait, chaque sécheur 33 ou 34 est pratiquement identique au présécheur 11. Comme ce dernier, chaque sécheur 33 ou 34 comporte un tunnel 36 entouré par une gaine thermiquement isolante 37. Le tunnel
36 renferme encore à l'avant un serpentin 38 du circuit frigorifique et à l'arrière des défecteurs
39 en forme de socs de charrue retenant l'eau et les liquides résultant de la condensation des gaz inclus dans l'air mis en oeuvre. L'eau et les liquides condensés sont encore collectés dans un collecteur 40 d'où ils sont évacués de la même façon que pour le <EMI ID=20.1>
Cependant, le sécheur 33 ou 34 est équipé d'une part, de résistances électriques 41 traversant transversalement le tunnel 36 entre les éléments du serpentin 38, et d'autre part, de résistances électriques identiques ou analogues 42 disposées en dessous du tunnel. 36 et au-dessus du collecteur 40. Ces résistances électriques 41 et 42 servent
<EMI ID=21.1> de glace au niveau des ouvertures 43 de la partie inférieure du tunnel 36 au-dessus du collecteur 40.
En outre, chaque sécher 33 ou 34 est équipé d'une guillotine d'entrée 44 et d'une guillotine
de sortie 45 permettant la distribution et le passage du débit d'air à traiter, sélectivement dans le sécheur 33 ou dans le sécheur 34. En fait, les guillotines antérieures 44 peuvent être constituées de préférence d'une plaque coulissante 46, déplacées par des vis sans fin parallèles 47 commandées par un organe moteur 48 et des pignons de transmission 49.
De même, les guillotines postérieures 45 peuvent être formées de préférence par une plaque analogue 50, déplacées par des vis sans fin parallèles 51, actionnées par un organe moteur 52 et des pignons de transmission
53. Chaque plaque 46 ou 50 présente deux ouvertures circulaires 54, l'une étant en regard du passage d'un sécheur et l'autre hors du passage de l'autre sécheur et vice versa.
Les organes moteurs 48 et 52 de commande des guillotines 44 et 45 agissent ainsi en synchronisme en fonction de la formation du givre dans le sécheur
33 ou 34 opérationnel. À cet effet, chaque organe moteur 47 ou. 51 est contrôlé par un servo-moteur 55 . par 1* intermédiaire des conducteurs 56. De plus, un détecteur de -givre 57 monté sur le serpentin 38 / du sécheur 33 ou 34 permet par des conducteurs 58
<EMI ID=22.1> électrique lorsque la couche de givre atteint une valeur limite sur ce serpentin 38. Dès lors, le servo-moteur 59 transmet un signal adéquat au servo-moteur 55 qui, après avoir vérifié si le sécheur à mettre en service est en position d'attente, inverse alors la circulation du débit d'air dans
les sécheurs 33 ou 34 par déplacement des guillotines
44 et 45. Simultanément, le servo-moteur 59 assure par des conducteurs 60 l'alimentation en énergie électrique des résistances 41 et 42 pour pouvoir réchauffer le serpentin 38 du sécheur givré et assurer son dégivrage. A la fin du dégivrage du sécheur givré, le détecteur de givre 57 permet la coupure du courant circulant dans les résistances électriques 41 et 43.
Aussitôt après le dégivrage, le sécheur en question est reconditionné pour y rétablir un régime de température identique au régime normal de fonctionnement.
Ainsi, dès qu'un sécheur 33 ou 34 doit être dégivré, les serve-moteurs 55 et 59 assurent d'une part, l'inversion du positionnement des guillotines
44 et 45, et d'autre part, l'alimentation des résistances électriques 41 et 43. De ce fait, le sécheur givré est immédiatement soumis au dégivrage tandis que l'autre sécheur est immédiatement traversé par le débit d'air à traiter. De la sorte, le débit d'air à traiter est refroidi sans discontinuité par les
<EMI ID=23.1> dégivrage, le sécheur qui est alors arrêté est soumis à l'action du fluide frigorifique traversant son serpentin pour rétablir une distribution des températures comme dans l'autre sécheur en activité et pour le mettre en ordre de marche normale.
Il est à noter que les serpentins 38 des deux sécheurs 33 et 34 sont intégrés de préférence dans un circuit frigorifique comprenant d'une manière connue en soi un compresseur 61 et un condenseur 62 ainsi que des conduites 63. Le compresseur 61 est contrôlé par un thermostat 64 lui-même conditionné
à l'aide de conducteurs 65 par une sonde thermique
66 placée à la sortie des sécheurs 33 et 34.
Ainsi, à la sortie du sécheur 33 ou 34, le débit d'air filtré, séché et à -20 à -40[deg.]C est repris par une conduite 67 branchée à l'entrée de la turbine 1.
En aval de la turbine 1 la conduite 67 est équipée d'une vanne 68 à trois voies. En amont de la turbine 1 une conduite latérale 69 permet l'introduction éventuelle d'un appoint d'air séché. En outre, le régulateur de vitesse de la turbine 1 reçoit des signaux de fonctionnement de la sonde 9 précitée.
La voie latérale de la vanne 68 est branchée par une conduite 70 sur la conduite 6 à l'aval de
la vanne 7 en amont du présécheur 11. La vanne 68 permet donc éventuellement le retour d'au moins une
<EMI ID=24.1> <EMI ID=25.1> présécheur 11. Il en est ainsi en cas d'avarie de l'équipement situé après la turbine 1. La vanne 68 en question est commandée par un moteur de régulation
71 sous le contrôle d'une sonde thermique 72 disposée avant l'entrée de la turbine 1.
Au-delà de la vanne 68 le circuit d'air passe dans un ensemble de refroidissement intensif et
<EMI ID=26.1>
complètement.
En substance, l'ensemble en question comprend essentiellement un échangeur de températures 73,
un séparateur de liquide 74 et un séparateur de particules solides 75.
L'échangeur thermique 73 est monté dans une virole cylindrique 76 entre deux flasques 77 et 78 parallèles entre elles. L'échangeur thermique 73 comporte un circuit tubulaire 79 parcouru par l'air et un autre circuit tubulaire 80 parcouru par le fluide frigorifique. Le circuit tubulaire 79 comporte plusieurs tubes parallèles délimitant des zones successives de passage de l'air entre les flasques 77
et 78. Le débit d'air est introduit par une entrée 81 prévue dans la flasque antérieure 77 et amenant l'air dans le passage extérieur supérieur. De là, l'air passe dans les passages successifs en se rapprochant du circuit tubulaire 80. Ensuite, l'air traverse l'espace central creux prévu dans l'alésage du circuit
80 et passe alors dans les séparateurs 74 et 75. Par après, le débit d'air est repris par un raccordement
82 présenté par la flasque postérieure 78 en sorte d'être amené dans le passage inférieur et intérieur
et à circuler successivement dans les autres passages inférieurs jusqu'à dernier, d'où il est repris
par une sortie 83 prévue dans la flasque antérieure 77.
Pour sa part, le circuit tubulaire 80 du
fluide frigorifique est constitué par une rainure hélicoïdale 84 délimitée par un tube externe 85 et
un tube interne 86 dans lequel elle est fraisée.
L'échange thermique entre l'air et le fluide frigorifique se fait progressivement dans la partie supérieure du circuit 79 et par le circuit 80 de manière à refroidir l'air jusqu'à une température pouvant aller au-delà de -212[deg.]C. Ainsi, le débit d'air qui traverse l'espace central creux précité et qui
est soumis aux séparateurs 74 et 75 se trouve à une température très basse produisant une condensation complète et une modification appropriée des impuretés gazeuses ou liquides, biologiques ou non, lesquelles impuretés sont éliminées par lesdits séparateurs 74
et 75. Par contre, l'échange thermique entre l'air
et le fluide frigorifique se fait progressivement
en sens inverse dans la partie inférieure du circuit
79 de manière à réchauffer l'air jusqu'à une température de l'ordre de celle d'entrée.
Il est à noter que l'échangeur thermique 73 est divisé transversalement en quatre parties alimentées
par quatre entrées 81 raccordées par quatre raccordements
82 et branchées sur quatre sorties 83, les flasques
77 et 78 étant aménagées à cet effet.
Le séparateur de liquide 74 est constitué essentiellement d'un support tubulaire 87 prenant
appui contre la flasque antérieure 77 et entouré
par une gaine cylindrique métallique 88. Le long de l'axe du support 87 s'étend une barre 89 sur laquelle sont enfilés successivement plusieurs déflecteurs tronconiques 90 dont la face antérieure est rainurée pyramidalement. Les déflecteurs tronconiques 90 sont percés d'une multitude de petits trous pour le passage de l'air. En outre, ces déflecteurs 90 sur lesquels
les particules liquides sont retenues, acheminent celles-ci vers le support tubulaire 87 présentant aussi plusieurs fentes ou ouvertures analogues. Ces particules liquides traversent les fentes ou ouvertures du support
87 et tombent par gravité sur la face intérieure de
la gaine 88 pour s'écouler vers l'arrière. De la sorte, le liquide ainsi collecté par la gaine 88 tombe à son tour sur le fond du tube interne 86 pour s'écouler
par gravité vers l'arrière d'où il est repris par
un collecteur général, l'ensemble de l'échangeur 73
et des séparateurs 74 et 75 étant légèrement incliné
à cet effet par rapport à l'horizontale vers l'arrière, c'est-à-dire du côté opposé à la turbine 1.
Le circuit frigorifique 80 du fluide frigorifique agissant dans l'échangeur thermique 73 est intégré dans un circuit général comportant outre des conduites 91, une pompe de circulation 92 du fluide réfrigérant et un échangeur frigorifique 93. La
pompe 92 est entraînée par un moteur 94 contrôlé par un régulateur 95 agissant par des conducteurs 96 en réponse à une sonde thermique 97 placée dans le circuit de passage d'air à l'entrée du séparateur de liquide
74. Par ailleurs, la sonde thermique 97 conditionne également le fonctionnement d'un servo-moteur 98
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<EMI ID=28.1>
échangeur frigorifique 93 permet l'échange de frigories entre le fluide réfrigérant circulant dans le circuit général précité et un autre fluide réfrigérant circulant dans un circuit cryogénérateur particulier 100 servant de source de froid efficace. L'ensemble des circuits frigorifiques général et particulier en question est capable d'appliquer au débit d'air un puissant choc frigorifique abaissant nettement sa température aux valeurs indiquées ci-avant.
Le séparateur de liquide 74 permet ainsi de séparer de l'air, les particules liquides existantes ou formées à cause de la chute de la température de cet air. Ces particules liquides sont recueillies
dans un collecteur 101 duquel le liquide est prélevé par une pompe 102 à travers une conduite 103 équipée d'une vanne 104 commandée par un organe moteur 105 contrôlé par un niveau d'eau 106 monté dans ce collecteur 101.
Le séparateur de solide 75 reçoit le débit d'air sortant du séparateur de liquide 74. En substance, le séparateur 75 présente une forme bien illustrée
à la figure y afférente. Le séparateur 75 forme un circuit particulier de passage du débit d'air qui se caractérise par des étranglements successifs créant des compressions et des détentes alternées de l'air
et par conséquent des changements continus de grandeur et de direction de la vitesse de cet air lors de son écoulement. Il en résulte une précipitation des particules solides ou solidifiées de l'air dans ce séparateur 75 .
En pratique, le séparateur 75 comporte dans une enceinte 107, à l'avant un élément de déflection
108 allongé et rétréci vers l'arrière et deux éléments de déflection identiques 109 de forme inverse au précédent, et à l'arrière, trois éléments de déflection
110 également allongés et rétrécis vers l'arrière et deux éléments de déflection 111 logés entre ceux-ci
et pointus vers l'avant. Les éléments- de -déflection forment entre eux des fentes et des tuyères
de passage d'air créant l'effet voulu, lequel est aussi obtenu dans la portion par une succession de renflements 112 de l'enceinte 107.
A la sortie du séparateur 75, les particules solides éliminées du débit d'air sont reprises et extraites par une petite turbine d'extraction 113 commandée par un moteur 114 contrôlé par le servomoteur 98 précité.
L'échangeur thermique 73 comporte une guillotine d'entrée 115 et une guillotine de sortie 116 identiques ou analogues aux guillltines 44 et 45. Les guillotines
115 et 116 sont commandées par des organes moteurs 117 et 118 contrôlés aussi par le servo-moteur 98 susmentionné.
D'autre part, les parties supérieure et inférieure de l'échangeur 73 sont pourvues respectivement de dépressiostats 119 et 120 permettant d'admettre des quantités d'appoint d'air filtré et séché en cas de nécessité.
Il est à noter que les liquides et les solides éliminés par les séparateurs 74 et 75 sont envoyés dans une enceinte de traitement 121 dans laquelle ils peuvent être transformés et éventuellement récupérés.
Le circuit d'air comporte encore après l'échangeur thermique 73, un réchauffeur 122 particulier.
Une conduite 123 relie la sortie de l'échangeur 73
à l'entrée du réchauffeur 122.
<EMI ID=29.1>
<EMI ID=30.1> cylindrique 124 maintenue entre une flasque d'entrée
125 et une flasque de sortie 126. L'échangeur de
chaleur est formé par plusieurs tubes différents
qui délimitent des passages du débit d'air, lesquels deviennent de plus en plus larges au fur et à mesure
que l'on s'éloigne de la virole 124 vers l'axe, suivant une direction radiale quelconque. Le débit d'air
à réchauffer pénètre dans une entrée 127 légèrement désaxée. Le débit d'air passe d'abord dans le passage extérieur de la partie supérieure de l'échangeur de chaleur, ensuite dans les passages de plus en plus larges jusqu'au passage intérieur de cette partie supérieure, ensuite dans le passage supérieur le plus large de la partie inférieure de l'échangeur, ensuite dans les passages de moins en moins larges et finalement dans le passage inférieur de cette partie inférieure d'où ce débit d'air est repris par une sortie 128 également désaxée.
Pour obtenir la chaleur nécessaire au réchauffement du débit d'air, le réchauffeur 122 comporte
une rampe à gaz 129 s'étendant axialement et présentant une série de trous latéraux de passage du gaz de combustion lequel est brûlé par un courant d'air comburant admis à travers une tubulure d'admission 130,
les gaz brûlés étant extraits à travers une tubulure d'échappement.. L'échangeur de chaleur du réchauffeur
122 est équipé aussi de deux guillotines, l'une d'entrée 131 et l'autre de sortie 132 identiques ou analogues aux précédentes et commandées et contrôlées par des moyens analogues. C'est ainsi qu'il est prévu pour commander les guillotines 131 et 132, un organe
moteur 133 contrôlé par un servo-moteur 134, influencé par une sonde thermique 135 placée sur le trajet du débit d'air à la sortie du réchauffeur 122. Des pressiostats 136 sont prévus sur l'échangeur de chaleur du réchauffeur 122 pour permettre l'échappement vers
une cheminée, de la quantité d'air excédentaire dans
cet échangeur lors de sa mise en régime.
Il est à noter que la conduite 137 d'alimentation du brûleur ou de la rampe à gaz 129 est équipée d'une électrovalve 138 contrôlée par un régulateur 139 conditionné par une sonde 140 de température, placée dans le milieu ambiant.
Par son passage à travers le réchauffeur 122,
le débit d'air est chauffé brusquement jusqu'à des températures supérieures à 300[deg.]C et refroidi brusquement jusqu'à température ambiante.
Dans le cas d'applications médicales de l'appareil actuel, les liquides et les solides éliminés
de l'air à traiter peuvent aussi être incinérés dans
la source de chaleur de l'ensemble de chauffage intensif, en particulier dans le brûleur 129.
<EMI ID=31.1>
<EMI ID=32.1>
<EMI ID=33.1>
dans le débit d'air traité jusqu'alors. L'humidificateur 141 est relié au réchauffeur 122 par une
conduite 142. D'autre part, l'humidificateur 141 est constitué d'une enceinte fermée 143 renfermant une conduite d'admission 144 alimentée par une source
d'eau distillée et déminéralisée pouvant provenir
de la récupération des eaux extraites du présécheur
11 et des sécheurs 33 et 34 et préalablement déminéralisées et distillées à haute température dans
un serpentin placé dans un incinérateur. Le débit
d'eau distillée traversant la conduite 144 est réglé
par une vanne 145 commandée par un organe moteur 146 contrôlé par une sonde hygrométrique 147 placée en
fin du circuit d'air.
Le circuit d'air ainsi complètement épuré
se termine par une conduite 148 équipée d'une électrovanne 149 à trois voies, commandée par un organe
moteur 150 contrôlé à la fois par l'anémomètre 9 et
la sonde 147.
La deuxième voie de l'électrovanne 149 est raccordée à une conduite 151 branchée sur une utilisation
152 de l'air épuré, tandis que la troisième voie
de cette électrovanne 149 est reliée à une conduite dérivée 153 qui peut ramener au moins une partie de l'air épuré dans la conduite 69 issue de la vanne
68 placée entre la turbine 1 et l'ensemble de refroidissement intensif 73, 74, 75.
Les applications de l'appareil décrit ci-avant sont multiples et concernent surtout le domaine médical et hospitalier sans exclure pour autant les domaines de laboratoire et d'usine. Parmi ces applications, certaines consistent à envoyer dans une enceinte un air spécifique à la respiration ou un air d'environnement corporel stérile contenant un agent spécifique, ce qui permet d'avoir des indications précises sur des allergies. En outre, on peut effectuer des tests de provocations avec des atmosphères spécifiques en asthmatologie ou en immunologie. D'autres applications consistent à créer une ambiance précise dans une enceinte pour y pratiquer un traitement de climatothérapie ou pour alléger les charges d'un patient atteint d'une maladie chronique.
Une autre application consiste à créer des salles blanches qui sont des enceintes de préparations tout à fait stériles. D'autre part, les couveuses
pour nourrissons peuvent aussi être alimentées par le nouvel appareil, lequel peut aussi servir à améliorer encore et surtout l'environnement d'organes à greffer dans les enceintes de conservation de ceux-ci. Des applications du nouvel appareil sont encore possibles pour des traitements dans lesquels l'air d'une enceinte doit être modifié pour le traitement des grands brûlés. Il est à noter que dans ses applications, le nouvel appareil peut alimenter localement ou globalement une enceinte de traitement.
Une autre application de l'appareil suivant l'invention est l'alimentation en air pur des champs opératoires dans les salles d'opérations chirurgicales.
Le nouvel appareil suivant l'invention permet aussi l'extraction et éventuellement la récupération de gaz organiques ou inorganiques produits par des installations industrielles. Les gaz récupérée peuvent, dans certains cas, être stockés et utilisés à nouveau dans des fabrications de produits industriels. Ainsi, l'appareil suivant l'invention peut être utilisé pour extraire et récupérer le sulfure de carbone contenu dans les fumées des usines de fabrication de viscose.
L'appareil suivant l'invention permet également d'éliminer la radio-activité de l'air par déviation sur un corps amorphe.
L'appareil suivant l'invention peut aussi servir à épurer et conditionner l'air utilisé pour la ventilation et le chauffage ou le refroidissement
des locaux de grands immeubles.
L'efficacité du nouvel appareil décrit ci-avant a été prouvée et vérifée par divers essais.
Dans une première série d'essais, on a appliqué
<EMI ID=34.1>
<EMI ID=35.1>
entrée de l'appareil. Les spores ont été partiellement aspir.és dans le circuit d'air de l'appareil. Une boîte de Petri stérile avec corps Sabouraud a été disposée à la sortie ce l'appareil pendant 30 minutes et a été incubée pendant trois semaines à température ambiante. Aucune crois-
<EMI ID=36.1>
Dans une deuxième série d'essais, on a traité un
<EMI ID=37.1>
entrée de l'appareil, la concentration d'ammoniaque était
<EMI ID=38.1>
de l'appareil, cette concentration était tombée à 8 ppm, respectivement 20 par. De ce fait, le pourcentage d'ammoniaque
<EMI ID=39.1>
<EMI ID=40.1>
Dans une troisième série d'essai, on a traité un débit d'air contenant préalablement de l'acétone et des vapeurs d'acide chlorhydrique. A l'entrée de l'appareil, la
<EMI ID=41.1>
<EMI ID=42.1>
la concentration d'acétone était tombée à 60 ppc et celle de l'acide chlorhydrique était nulle. De ce fait, le pour-
<EMI ID=43.1>
<EMI ID=44.1>
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée à la forme de réalisation représentée et que bien des codifications peuvent être apportées dans la forme, la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation à condition que ces modifications ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications suivantes.
Neutralization and purification apparatus
of air.
The present invention relates to an air neutralization and purification apparatus. This device is used especially for equipping hospitals, although this use is not limited.
It is known that the air in patient rooms and operating theaters contains materials of extrinsic origin such as bacteria, viruses, dust or the like, which are too small to be filterable. It is also known that this air contains harmful constituents in the gaseous or liquid state which have not yet been eliminated.
The object of the current invention is a new air neutralization and purification device capable of providing a flow of purified and possibly conditioned air that can be used without danger in hospitals as well as in any other place requiring an atmosphere. particularly pure and controlled.
To this end, the new neutralization and air purification device comprises an air filter, a pre-dryer two dryers operating alternately, a turbine, an intensive cooling unit, possibly an intensive heating unit, possibly a humidifier, possibly a conditioner and means of connection to a use of the treated air.
The air filter, preferably rotary, is capable of removing from the air to be treated, particles of predetermined dimensions.
The pre-dryer includes a cooling tunnel through which the filtered air passes. The pre-dryer is first equipped with a coil forming part of a high voltage refrigeration machine and then with several deflectors
<EMI ID = 1.1>
liquids existing or formed in the air to be treated by cooling it down to their dew point.
The two dryers each have a cooling tunnel through which the pre-dried air passes. The tunnel is equipped first with a coil forming part of another low pressure refrigeration machine and then with several deflectors completely eliminating the droplets and liquid particles remaining in the pre-dried air or formed during the subsequent cooling of this air up to temperatures of -20 to -40 [deg.] C. The tunnel is also fitted with electric defrost heaters.
The turbine moves the flow of air to be treated in its circuit.
The intensive cooling unit receiving the dried air essentially first comprises an exchanger
of heat cooperating with a refrigerating machine to re-! cool dry air intensely at temperatures up to above -212 [deg.] C, then droplet repair or
of solidified gas particles formed during the cooling of the dry air, then a separator of solid particles existing or formed during the same cooling of this air
<EMI ID = 2.1>
dry and treated air up to approximately the inlet temperature of the first exchanger.
The intensive heating assembly receiving the dry air exiting the cooling assembly includes a
<EMI ID = 3.1>
to Suddenly heat the dry air up to about 250 to 450 [deg.] C and another heat exchanger to suddenly cool it down.
The humidifier receiving the dry air leaving the intensive heating assembly comprises means for injecting distilled and demineralized water.
The optional conditioner receiving the possibly humidified air comprises means for injecting at least one suitable additive
To operate with the minimum of downtime,
<EMI ID = 4.1>
<EMI ID = 5.1> by a thermostat influenced by a thermal probe placed
at its output.
According to the constructive and functional characteristics of the new device, each dryer comprises inlet and outlet guillotines controlled in synchronism by a motor unit controlled by a servomotor influenced in particular by the defrost circuit of the active dryer. In addition, each dryer is provided with a frost detector influencing a servomotor which allows the engagement of the power supply of the electric resistances and which also ensures, after defrosting, the power supply of its refrigeration circuit to replace it. in normal cooling and standby regime.
To ensure their water evacuation, in the new device, the pre-dryer and each dryer are provided with a collector of water removed from the air, this collector being extended by a pipe provided with a valve actuated under the control of a water level detector.
In order to present a flexible and extended operating capacity, the turbine of the new device is fitted with a variable speed drive.
According to the construction characteristics of the new device, the heat exchangers of the intensive cooling unit are equipped with inlet and outlet guillotines moved in synchronism by a motor controlled by a regulator influenced by a thermal probe
<EMI ID = 6.1> internal to this set. In addition, these exchangers can form a tubular exchanger delimiting a central hollow in which the separator of the liquid particles and the separator of the solid particles are located axially.
<EMI ID = 7.1>
intensive cooling assembly is controlled by a thermal probe internal to this assembly.
In practice, in the new device, the liquid particle separator comprises a perforated tubular support containing frustoconical deflectors pierced with a multitude of small air passage holes, these deflectors channeling the stopped liquid particles towards the support to pass them. through the openings of this support 'and collect them in an outer sheath. In addition, the solid particle separator consists of an enclosure comprising elongated elements of variable thickness forming between them air passage slots so as to produce successive throttling in the air circuit causing continuous changes of the speed and direction of this air.
According to other constructive characteristics of the
<EMI ID = 8.1>
intensive heating pipe has a central hollow in the
<EMI ID = 9.1>
on the other hand, this exchanger comprises at least two separate parts
-posed on either side of the heat source and present
<EMI ID = 10.1>
<EMI ID = 11.1>
the outside towards the axis, one of the parts serving for heating the air and the other for its subsequent cooling.
Other details and features of the invention will become apparent from the description and from the drawings appended hereto which schematically and by way of example only one embodiment of the invention.
FIG. 1 is a general diagram of an air neutralization and purification apparatus according to the invention. Figure 2 is a partial horizontal section of the pre-dryer of the new device. Figure 3 is a partial vertical section of the pre-dryer. Figure 4 is a perspective view of a pre-dryer deflector. <EMI ID = 12.1>
a new appliance dryer.
Figure 6 is a partial vertical section of the pre-dryer. <EMI ID = 13.1>
a guillotine fitted to the pre-dryer or the dryer.
Figure 8 is a side view with partial section of the guillotine. Figure 9 is an axial section of the intensive cooling assembly of the new apparatus.
<EMI ID = 14.1>
Figures 10, 11, 12, 13 are views in, 1,61,6 <EMI ID = 15.1>
<EMI ID = 16.1>
intensive.
FIG. 14 is an axial section of the coil of the refrigeration circuit of the intensive cooling assembly. Figure 15 is a side view of this coil. FIG. 16 is an elevational view of the tubular support of the liquid particle separator of the intensive cooling assembly. Figure 17 is a side view of this tubular support. Figure 18 shows the axial rod of the liquid particle separator. Figure 19 is an elevational view of a frustoconical deflector of the liquid particle separator. Figure 20 is a plan view of this frustoconical deflector. Figure 21 is a perspective view of a baffle member of the solid particle separator of the intensive cooling assembly. Figure 22 is a side view of this deflection element.
Figure 23 is an axial section of the intensive heating assembly. Figure 24 is a diagram of the temperatures of the air along its path through the apparatus. Figure 25 is a diagram of the velocities of air along its path through the apparatus.
In these different figures, the same reference notations designate identical elements.
<EMI ID = 17.1>
of medical air intended to deliver a flow of dried, purified and conditioned air according to the application for which it may be intended.
The air neutralizer essentially has an air circuit through which an air flow rate determined by the action of a turbine 1 with speed regulator passes.
The air circuit firstly comprises a rotary filter 2 making it possible to filter the flow of air withdrawn from the ambient or external environment via a pipe 3.
Filter 2 removes particles and various bodies
<EMI ID = 18.1>
The filter is controlled by a depressiostat 4 connected
on entry and exit and noting the loss
charge gradually created by the filter element. This pressure drop is indicated on an indicator 5 making it possible to know the saturation state of the
filter 2.
The flow of filtered air leaving the filter 2 is taken up by a pipe 6 provided with a regulating valve 7 comprising a progressive guillotine. The valve 7 is controlled by a regulating motor 8 operating under the control of an anemometer 9 to which it is connected by conductors 10.
After filter 2, the air circuit includes a pre-drying refrigeration coil or a pre-dryer
11 making it possible to lower the temperature of the air used below the dew point which is itself a function of the temperature of the ambient air. In practice, the pre-dryer 11 brings the temperature of the air back to between 2 and 5 [deg.] C and makes it possible to remove a large part of the water previously contained in the form of vapor in this air.
In fact, the pre-dryer 11 has a tunnel
12 progressive cooling of the air. The tunnel
12 is thermally insulated by an outer sheath 13 made of a thermally insulating material. The tunnel 12 consisting of a steel sheath comprises in its anterior part, that is to say located upstream with regard to the direction of flow of the air flow, a coil 14 extending transversely in the sheath . The coil 14 is crossed in service by a flow of refrigerating fluid necessary for the refrigeration to be transmitted to the air flow. The tunnel 12 has in its rear part a set of deflector bodies
15 in the form of forward-facing plowshares. The deflectors 15 extend transversely to the aforesaid sheath and are arranged staggered with respect to each other.
Each deflector 15 has at least on each of its wings 16 and 17 a series of perforated holes 18 through which the circulating air passes.
in service in the tunnel 12. In addition, the rear face of each deflector 15 is rough and serves to collect water and liquids condensed in the air and to bring this water and these liquids downwards where they pass through openings lower 19 of the lower part of the tunnel 12 to fall
in a frustoconical collector 20 extended by a pipe 21 and provided with a water level probe 22.
The refrigeration circui.t of the pre-drier 11 and in particular the coil 14, is traversed by a refrigerating fluid conveyed under the action of a high pressure compressor 23 capable of providing a power 25% greater than the power normally required. The refrigeration circuit comprises in a manner known per se a condenser 24 and an expansion valve.
25 refrigerant, as well as pipes
26 connecting the constituents of this circuit. The compressor control motor 23 is controlled by a regulation thermostat 27 influenced by the information coming from a thermal probe 28 and transmitted by conductors 29. The probe 28 is mounted at the output of the pre-dryer 11, that is to say -say
downstream of the deflectors 15. It should be noted that the refrigerating fluid passes through the coil 14 against the flow of the air flow circulating in the tunnel 12.
The water and other liquids collected in the collector 20 are discharged through the pipe
<EMI ID = 19.1>
drive element 31 is controlled by level indicator 22. Line 21 is advantageously equipped with a non-return valve 32.
After the pre-dryer 11, the air circuit includes two refrigeration drying coils
or identical dryers 33 and 34 connected in parallel.
Dryers 33 and 34 operate alternately to lower the air temperature from the dew point to a value between -20 and -40 [deg.] C.
Dryers 33 and 34 communicate with the pre-dryer
11 by a pipe 35 divided into two branch pipes terminating respectively at their inlets.
In fact, each dryer 33 or 34 is practically identical to the pre-dryer 11. Like the latter, each dryer 33 or 34 comprises a tunnel 36 surrounded by a thermally insulating sheath 37. The tunnel
36 still contains a coil 38 of the refrigeration circuit at the front and at the rear of the defectors
39 in the form of plowshares retaining water and liquids resulting from the condensation of gases included in the air used. The water and the condensed liquids are still collected in a collector 40 from where they are discharged in the same way as for the <EMI ID = 20.1>
However, the dryer 33 or 34 is equipped on the one hand with electrical resistances 41 transversely crossing the tunnel 36 between the elements of the coil 38, and on the other hand with identical or similar electrical resistances 42 arranged below the tunnel. 36 and above the collector 40. These electric resistances 41 and 42 serve
<EMI ID = 21.1> of ice at the level of the openings 43 of the lower part of the tunnel 36 above the collector 40.
In addition, each dryer 33 or 34 is equipped with an entrance guillotine 44 and a guillotine
outlet 45 allowing the distribution and passage of the air flow to be treated, selectively in the dryer 33 or in the dryer 34. In fact, the front guillotines 44 may preferably consist of a sliding plate 46, moved by means of parallel worm screws 47 controlled by a motor member 48 and transmission gears 49.
Likewise, the posterior guillotines 45 may preferably be formed by a similar plate 50, moved by parallel worm screws 51, actuated by a motor member 52 and transmission gears.
53. Each plate 46 or 50 has two circular openings 54, one facing the passage of a dryer and the other outside the passage of the other dryer and vice versa.
The motor members 48 and 52 for controlling the guillotines 44 and 45 thus act in synchronism depending on the formation of frost in the dryer.
33 or 34 operational. For this purpose, each motor member 47 or. 51 is controlled by a servo motor 55. through the conductors 56. In addition, a frost detector 57 mounted on the coil 38 / of the dryer 33 or 34 allows through conductors 58
<EMI ID = 22.1> electrical when the layer of frost reaches a limit value on this coil 38. Therefore, the servomotor 59 transmits an adequate signal to the servomotor 55 which, after having checked whether the dryer to be put into service is in the standby position, then reverses the flow of air through
the dryers 33 or 34 by moving the guillotines
44 and 45. At the same time, the servomotor 59 ensures, via conductors 60, the supply of electrical energy to the resistors 41 and 42 in order to be able to heat the coil 38 of the frosted dryer and ensure its defrosting. At the end of the defrosting of the frosted dryer, the frost detector 57 cuts off the current flowing in the electric resistances 41 and 43.
Immediately after defrosting, the dryer in question is reconditioned in order to restore a temperature regime identical to the normal operating regime.
Thus, as soon as a dryer 33 or 34 must be defrosted, the servomotors 55 and 59 ensure, on the one hand, the reversal of the positioning of the guillotines.
44 and 45, and on the other hand, the supply of electrical resistances 41 and 43. As a result, the frosted dryer is immediately subjected to defrosting while the other dryer is immediately crossed by the flow of air to be treated. In this way, the flow of air to be treated is cooled without discontinuity by the
<EMI ID = 23.1> defrost, the dryer which is then stopped is subjected to the action of the refrigerant flowing through its coil to re-establish a temperature distribution as in the other dryer in operation and to put it in normal working order.
It should be noted that the coils 38 of the two dryers 33 and 34 are preferably integrated into a refrigeration circuit comprising in a manner known per se a compressor 61 and a condenser 62 as well as pipes 63. The compressor 61 is controlled by a thermostat 64 itself conditioned
using conductors 65 by a thermal probe
66 placed at the outlet of the dryers 33 and 34.
Thus, at the outlet of the dryer 33 or 34, the flow of filtered and dried air at -20 to -40 [deg.] C is taken up by a pipe 67 connected to the inlet of the turbine 1.
Downstream of the turbine 1, the pipe 67 is equipped with a three-way valve 68. Upstream of the turbine 1, a lateral pipe 69 allows the possible introduction of a supplement of dried air. In addition, the speed regulator of the turbine 1 receives operating signals from the aforementioned probe 9.
The side port of the valve 68 is connected by a line 70 to the line 6 downstream of
the valve 7 upstream of the pre-dryer 11. The valve 68 therefore optionally allows the return of at least one
<EMI ID = 24.1> <EMI ID = 25.1> pre-dryer 11. This is the case in the event of damage to the equipment located after turbine 1. The valve 68 in question is controlled by a regulation motor
71 under the control of a thermal probe 72 placed before the inlet of the turbine 1.
Beyond valve 68, the air circuit passes through an intensive cooling unit and
<EMI ID = 26.1>
completely.
In essence, the assembly in question essentially comprises a temperature exchanger 73,
a liquid separator 74 and a solid particle separator 75.
The heat exchanger 73 is mounted in a cylindrical shell 76 between two flanges 77 and 78 parallel to each other. The heat exchanger 73 comprises a tubular circuit 79 traversed by air and another tubular circuit 80 traversed by the refrigerating fluid. The tubular circuit 79 comprises several parallel tubes delimiting successive zones of passage of the air between the flanges 77
and 78. The air flow is introduced through an inlet 81 provided in the anterior flange 77 and bringing the air into the upper exterior passage. From there, the air passes through successive passages, approaching the tubular circuit 80. Then, the air passes through the hollow central space provided in the bore of the circuit.
80 and then passes through separators 74 and 75. Subsequently, the air flow is taken up by a connection
82 presented by the rear flange 78 so as to be brought into the lower and interior passage
and to circulate successively in the other underpasses until last, from where it is taken again
by an outlet 83 provided in the anterior flange 77.
For its part, the tubular circuit 80 of the
refrigerant fluid consists of a helical groove 84 delimited by an outer tube 85 and
an internal tube 86 in which it is milled.
The heat exchange between the air and the refrigerating fluid takes place progressively in the upper part of the circuit 79 and by the circuit 80 so as to cool the air to a temperature which can go beyond -212 [deg. ]VS. Thus, the air flow which passes through the aforementioned hollow central space and which
is subjected to separators 74 and 75 is at a very low temperature producing complete condensation and an appropriate modification of gaseous or liquid impurities, biological or not, which impurities are removed by said separators 74
and 75. On the other hand, the heat exchange between the air
and the refrigerant is gradually
in reverse in the lower part of the circuit
79 so as to heat the air to a temperature of the order of that of the inlet.
It should be noted that the heat exchanger 73 is divided transversely into four parts supplied
by four inputs 81 connected by four connections
82 and connected to four outputs 83, the end plates
77 and 78 being fitted out for this purpose.
The liquid separator 74 consists essentially of a tubular support 87 taking
support against the anterior flange 77 and surrounded
by a cylindrical metal sheath 88. Along the axis of the support 87 extends a bar 89 on which are successively threaded several frustoconical deflectors 90, the front face of which is pyramidally grooved. The frustoconical deflectors 90 are pierced with a multitude of small holes for the passage of air. In addition, these deflectors 90 on which
the liquid particles are retained, convey them to the tubular support 87 also having several slits or similar openings. These liquid particles pass through slots or openings in the media
87 and fall by gravity on the inner face of
the sheath 88 to flow backwards. In this way, the liquid thus collected by the sheath 88 falls in turn on the bottom of the inner tube 86 to flow out.
by gravity towards the rear from where it is picked up by
a general collector, the entire exchanger 73
and separators 74 and 75 being slightly inclined
for this purpose relative to the horizontal towards the rear, that is to say on the side opposite to the turbine 1.
The refrigeration circuit 80 of the refrigerant fluid acting in the heat exchanger 73 is integrated into a general circuit comprising, in addition to the pipes 91, a circulation pump 92 for the refrigerant fluid and a refrigeration exchanger 93. The
pump 92 is driven by a motor 94 controlled by a regulator 95 acting by conductors 96 in response to a thermal probe 97 placed in the air passage circuit at the inlet of the liquid separator
74. Furthermore, the thermal probe 97 also conditions the operation of a servomotor 98
<EMI ID = 27.1>
<EMI ID = 28.1>
refrigeration exchanger 93 allows the exchange of refrigeration between the refrigerant fluid circulating in the aforementioned general circuit and another refrigerant fluid circulating in a particular cryogenerator circuit 100 serving as an efficient cold source. All the general and particular refrigeration circuits in question are capable of applying a powerful refrigerating shock to the air flow, clearly lowering its temperature to the values indicated above.
The liquid separator 74 thus makes it possible to separate from the air the liquid particles existing or formed due to the drop in temperature of this air. These liquid particles are collected
in a manifold 101 from which the liquid is taken by a pump 102 through a pipe 103 equipped with a valve 104 controlled by a motor member 105 controlled by a water level 106 mounted in this manifold 101.
The solid separator 75 receives the flow of air exiting the liquid separator 74. In essence, the separator 75 has a well illustrated shape.
to the related figure. The separator 75 forms a particular circuit for the passage of the air flow which is characterized by successive constrictions creating alternate compressions and expansions of the air.
and therefore continuous changes in magnitude and direction of the speed of this air as it flows. This results in a precipitation of solid or solidified particles from the air in this separator 75.
In practice, the separator 75 comprises in an enclosure 107, at the front a deflection element
108 elongated and narrowed towards the rear and two identical deflection elements 109 of opposite shape to the previous one, and at the rear, three deflection elements
110 also elongated and narrowed towards the rear and two deflection elements 111 housed between them
and pointed forward. The deflection elements form between them slots and nozzles
air passage creating the desired effect, which is also obtained in the portion by a succession of bulges 112 of the enclosure 107.
At the outlet of the separator 75, the solid particles removed from the air flow are taken up and extracted by a small extraction turbine 113 controlled by a motor 114 controlled by the aforementioned servomotor 98.
The heat exchanger 73 comprises an inlet guillotine 115 and an outlet guillotine 116 identical or similar to the guillltines 44 and 45. The guillotines
115 and 116 are controlled by motor members 117 and 118 also controlled by the above-mentioned servomotor 98.
On the other hand, the upper and lower parts of the exchanger 73 are respectively provided with pressure switches 119 and 120 making it possible to admit additional quantities of filtered and dried air if necessary.
It should be noted that the liquids and the solids removed by the separators 74 and 75 are sent to a treatment chamber 121 in which they can be transformed and possibly recovered.
The air circuit also comprises after the heat exchanger 73, a particular heater 122.
A pipe 123 connects the outlet of the exchanger 73
at the inlet of heater 122.
<EMI ID = 29.1>
<EMI ID = 30.1> cylindrical 124 held between an inlet flange
125 and an outlet flange 126. The heat exchanger
heat is formed by several different tubes
which delimit passages of the air flow, which become wider and wider as
that one moves away from the ferrule 124 towards the axis, in any radial direction. Air flow
to be reheated enters a slightly offset inlet 127. The air flow passes first through the outer passage of the upper part of the heat exchanger, then through the increasingly wide passages to the internal passage of this upper part, then into the more narrow upper passage. wide of the lower part of the exchanger, then in the passages which are less and less wide and finally in the lower passage of this lower part from where this air flow is taken up by an outlet 128 which is also offset.
To obtain the heat necessary for heating the air flow, the heater 122 has
a gas train 129 extending axially and having a series of lateral passage holes for the combustion gas which is burned by a current of combustion air admitted through an intake pipe 130,
the burnt gases being extracted through an exhaust pipe. The heat exchanger of the heater
122 is also equipped with two guillotines, one input 131 and the other output 132 identical or similar to the previous ones and controlled and controlled by similar means. This is how it is designed to control the guillotines 131 and 132, a component
motor 133 controlled by a servo motor 134, influenced by a thermal probe 135 placed in the path of the air flow at the outlet of the heater 122. Pressure switches 136 are provided on the heat exchanger of the heater 122 to allow the exhaust to
a chimney, the amount of excess air in
this exchanger when it is put into operation.
It should be noted that the pipe 137 for supplying the burner or the gas train 129 is equipped with a solenoid valve 138 controlled by a regulator 139 conditioned by a temperature sensor 140, placed in the ambient environment.
By its passage through the heater 122,
the air flow is heated suddenly to temperatures above 300 [deg.] C and suddenly cooled to room temperature.
In the case of medical applications of the current device, liquids and solids removed
of the air to be treated can also be incinerated in
the heat source of the intensive heating assembly, in particular in the burner 129.
<EMI ID = 31.1>
<EMI ID = 32.1>
<EMI ID = 33.1>
in the air flow treated so far. The humidifier 141 is connected to the heater 122 by a
pipe 142. On the other hand, the humidifier 141 consists of a closed chamber 143 containing an inlet pipe 144 supplied by a source.
distilled and demineralized water which may come from
recovery of water extracted from the pre-dryer
11 and dryers 33 and 34 and previously demineralized and distilled at high temperature in
a coil placed in an incinerator. The flow
of distilled water passing through line 144 is set
by a valve 145 controlled by a motor member 146 controlled by a hygrometric probe 147 placed in
end of the air circuit.
The air circuit thus completely purified
ends with a pipe 148 equipped with a three-way solenoid valve 149, controlled by a device
motor 150 controlled by both the anemometer 9 and
probe 147.
The second channel of the solenoid valve 149 is connected to a pipe 151 connected to a use
152 clean air, while the third way
of this solenoid valve 149 is connected to a branch line 153 which can return at least part of the purified air to the line 69 coming from the valve
68 placed between the turbine 1 and the intensive cooling assembly 73, 74, 75.
The applications of the device described above are numerous and relate above all to the medical and hospital field without however excluding the laboratory and factory fields. Among these applications, some consist in sending into an enclosure a specific air for breathing or a sterile body environment air containing a specific agent, which makes it possible to have precise indications on allergies. In addition, challenge tests can be performed with specific atmospheres in asthmatology or immunology. Other applications consist in creating a precise atmosphere in an enclosure in order to carry out climatotherapy treatment there or to alleviate the burdens of a patient suffering from a chronic disease.
Another application consists of creating clean rooms which are completely sterile preparation enclosures. On the other hand, the incubators
for infants can also be fed by the new device, which can also serve to further and above all improve the environment of organs to be transplanted in the enclosures for storing these. Applications of the new device are still possible for treatments in which the air in an enclosure must be modified for the treatment of severe burns. It should be noted that in its applications, the new device can locally or globally supply a treatment chamber.
Another application of the apparatus according to the invention is the supply of clean air to the operating fields in the surgical operating rooms.
The new apparatus according to the invention also allows the extraction and optionally the recovery of organic or inorganic gases produced by industrial installations. The recovered gases can, in some cases, be stored and used again in the manufacturing of industrial products. Thus, the apparatus according to the invention can be used for extracting and recovering the carbon disulphide contained in the fumes from viscose manufacturing plants.
The apparatus according to the invention also makes it possible to eliminate radioactivity from the air by deflection onto an amorphous body.
The apparatus according to the invention can also be used to purify and condition the air used for ventilation and heating or cooling.
premises in large buildings.
The effectiveness of the new device described above has been proven and verified by various tests.
In a first series of tests, we applied
<EMI ID = 34.1>
<EMI ID = 35.1>
device input. The spores were partially aspirated into the air path of the device. A sterile Petri dish with Sabouraud body was placed at the outlet of this apparatus for 30 minutes and was incubated for three weeks at room temperature. No believe
<EMI ID = 36.1>
In a second series of tests, we treated a
<EMI ID = 37.1>
inlet of the device, the ammonia concentration was
<EMI ID = 38.1>
of the apparatus, this concentration had fallen to 8 ppm, respectively 20 per. Therefore, the percentage of ammonia
<EMI ID = 39.1>
<EMI ID = 40.1>
In a third series of tests, a flow of air previously containing acetone and hydrochloric acid vapors was treated. When entering the device, the
<EMI ID = 41.1>
<EMI ID = 42.1>
the concentration of acetone had fallen to 60 pph and that of hydrochloric acid was zero. Therefore, the for-
<EMI ID = 43.1>
<EMI ID = 44.1>
It is obvious that the invention is not exclusively limited to the embodiment shown and that many codifications can be made in the form, arrangement and constitution of some of the elements involved in its realization, provided that these modifications do not not contradict the purpose of each of the following claims.