L'invention a pour objet un appareil de traitement de l'air, notamment pour tous locaux publics, d'habitation, industriels ou agricoles et pour tous véhicules de transport. Cet appareil peut fonctionner comme humidificateur ou comme dessiccateur.
On connaît deux types d'humidificateurs utilisés pour humidifier l'air des locaux. Ces humidificateurs sont actuellement largement diffusés et produisent une évaporation ou vaporisation de l'eau obtenue soit mécaniquement, soit par la chaleur. Les humidificateurs produisant de la vapeur d'eau par chauffage sont de fonctionnement simple et par conséquent d'un prix de revient très bas. Ils ne donnent cependant pas toujours satisfaction, car la vapeur d'eau qu'ils produisent se refroidit lorsqu'elle se mélange à l'air ambiant et retombe pour une bonne partie sous forme de gouttelettes sur le sol ou sur les objets contenus dans les locaux où ces évaporateurs sont mis en fonctionnement. D'autre part, étant donné qu'ils produisent de la vapeur par chauffage, ils chauffent les locaux qu'ils doivent humidifier, ce qui n'est pas toujours désirable.
Les humidificateurs vaporisant mécaniquement de l'eau présentent un désavantage important du fait qu'ils sont producteurs et diffuseurs de germes nocifs (bactéries, virus, etc.). En effet, l'eau qu'ils contiennent et qui est à la température ambiante
(20 C ou plus) est un véritable bouillon de cultures microbiennes.
Cette eau étant vaporisée sous forme de gouttelettes plus ou moins grandes, ces appareils diffusent continuellement dans l'air une quantité énorme de microbes. D'autre part, s'ils ne contiennent pas de filtres, ce qui est en général le cas, ils recyclent dans l'air toutes les poussières, les pollens, etc., contenus dans l'air qu'ils aspirent. Or, l'on sait que, par exemple, les poussières
sont les meilleurs supports pour les germes microbiens.
Le but de l'invention est de supprimer ces inconvénients et de proposer un appareil de traitement de l'air, notamment un humi
dificateur, qui non seulement vaporise de l'eau, mais filtre et
désinfecte de manière continue l'air entraînant cette eau.
L'appareil de traitement de l'air selon l'invention, comprenant
un rotor tournant dans un stator et agencé pour entraîner de l'air
à travers un support hydrophile retenant de l'eau, est caractérisé
en ce que le rotor est un épurateur d'air comprenant un empilage
de feuilles flexibles se présentant sous forme de disques montés
sur un axe entraîné par un moteur, l'empilage présentant des
perforations centrales régulièrement réparties autour de l'axe et
faisant face à l'orifice d'entrée d'air de l'appareil.
L'empilage de feuilles selon l'invention remplit deux fonctions: ¯grâce à sa construction, il fonctionne comme rotor, ¯grâce aux passages d'air minces que chaque paire de feuilles
adjacentes délimite entre elles, il produit un effet de filtre
presque parfait. En effet, si l'empilage est réalisé à partir de
simples feuilles de papier journal, aucune poussière et aucun
germe ne sortent du filtre constitué par l'empilage lorsque ce
dernier est mis en rotation.
Selon un mode d'exécution préféré de l'invention, l'empilage de feuilles flexibles est un matériau hydrophile, des moyens étant prévus pour humidifier l'empilage. Selon ce mode d'exécution préféré, l'empilage de feuilles formant le filtre multicouche remplit une troisième fonction, qui est une fonction d'humidification de l'air qu'il traverse.
Les moyens pour humidifier l'empilage peuvent comprendre un bouchon poreux plongé dans l'eau contenue dans le fond du stator et en contact avec l'empilage.
Alternativement, les moyens pour humidifier l'empilage peuvent être des buses d'aspiration placées dans l'orifice d'entrée d'air en regard des perforations centrales de l'empilage et alimentées par des conduites plongées dans l'eau contenue dans le fond du stator.
Selon une variante de l'invention, l'empilage de feuilles formant le filtre multicouche reste sec et un support poreux est placé autour de l'empilage de feuilles flexibles, le support poreux baignant dans de l'eau contenue dans le fond du stator.
L'appareil peut également fonctionner comme dessiccateur.
Dans ce cas, un déflecteur relié à un dispositif de production de
froid est placé dans le courant d'air de sortie, après que celui-ci a
traversé l'empilage de feuilles ou le support poreux.
Les feuilles de l'empilage peuvent être traitées chimiquement
ou bactériologiquement. Alternativement, les produits chimiques
ou bactériologiques de traitement peuvent être ajoutés à l'eau
contenue dans le fond du stator.
Le dessin représente, à titre d'exemple, plusieurs modes d'exécution de l'appareil de traitement de l'air selon l'invention.
Dans le dessin:
La fig. 1 est une vue en coupe d'un premier mode d'exécution
d'un humidificateur-dessiccateur muni d'un dispositif de refroi
dissement de l'air permettant de régler la température de l'air
et/ou la concentration relative d'eau dans l'air à la sortie du ventilateur;
la fig. 2 est une vue de dessus de l'humidificateur-dessiccateur
représenté en coupe dans la fig. 1;
la fig. 3 est une vue en coupe d'une variante du mode d'exécu
tion des fig. 1 et 2;
la fig. 4 est une vue de dessus de la variante représentée en
coupe dans la fig. 2;
la fig. 5 est une vue en coupe d'un deuxième mode d'exécution
d'un humidificateur;
la fig. 6 est une vue de dessus du deuxième mode d'exécution
de la fig. 5, montrant un filtre circulaire placé sous le couvercle
supérieur du bâti représenté partiellement arraché;
;
la fig. 7 est une vue de détail du mode d'exécution des fig. 5
et 6 montrant un filtre placé à l'intérieur de l'humidificateur, et
la fig. 8 est également une vue de détail du mode d'exécution
des fig. 5 et 6 montrant une variante du filtre de la fig. 7.
L'humidificateur-dessiccateur représenté dans les fig. 1 et 2
comprend un bâti 1 de forme rectangulaire comprenant un
fond 2, une paroi latérale extérieure 3 et une paroi latérale inté
rieure 4 délimitant un bac circulaire central dont le fond sera
rempli soit d'eau pure, soit, comme expliqué plus bas, d'eau à
laquelle on aura ajouté un désinfectant, un germicide ou un
bactéricide, etc.
La paroi latérale extérieure 3 et la paroi latérale intérieure 4
délimitent avec le fond 2 du bâti un espace autour du bac circu
laire central, espace destiné comme expliqué plus loin à recevoir
un dispositif de refroidissement par absorption ou par compres
sion et fermé sur sa partie supérieure au moyen d'un couvercle 5
s'appuyant, d'une part, contre la surface latérale extérieure de la
paroi 4 et, d'autre part, sur le bord de la paroi 3.
Le bac circulaire central formé par la paroi latérale 4 est
agencé pour recevoir un couvercle circulaire 6 dont le centre
présente une ouverture 7 fermée au moyen d'une grille 8 retenant
en son milieu le bâti d'un moteur 9. L'axe 10 du moteur 9 s'étend
vers le bas, c'est-à-dire vers l'intérieur du bac circulaire, et son
extrémité s'arrête à faible distance du fond 2 en regard d'une
partie circulaire 14 dont le niveau est légèrement plus bas que
celui du fond 2.
Une pièce d'appui 11 présentant des pointes 12
(fig. 2) dirigées également vers le bas est fixée de manière inamovible à l'extrémité supérieure de l'axe 10 du moteur 9 pour tour
ner avec lui, l'axe 10 et les pointes 12 traversant une plaque 15 et un empilage de feuilles circulaires 16 en matière poreuse, par
exemple en papier journal ou en papier buvard, l'empilage de feuilles 16 étant appuyé contre un disque de support 17 fixé de manière amovible à l'axe 10. Entre chaque paire adjacente de
feuilles 16 est intercalée une rondelle d'espacement 18 d'une
épaisseur au moins égale à celle des feuilles 16, les rondelles 18
étant également réalisées en matière poreuse.
Le disque de sup
port 17 présente une ouverture centrale 19, dans laquelle vient se
loger un bouchon circulaire 20 percé d'un alésage central 21 dont
le diamètre correspond au diamètre de l'axe 10, le bouchon étant
enfilé sur l'axe de manière à venir en contact avec le dessous de
l'empilage formé par les feuilles 16.
Le couvercle 6 avec son ouverture centrale d'aspiration d'air 7
supportant en son centre le moteur 9 sur l'axe duquel est fixé
l'empilage de feuilles 16, avec les rondelles d'espacement 18, le
disque de support 17 et le bouchon 20, est agencé pour s'ajuster
sur le bord de la paroi latérale 4 formant le bac circulaire. Entre le
couvercle 6 et le haut de la paroi latérale 4 sont prévues des
fentes 22 réparties sur le pourtour de l'humidificateur. Les
fentes 22 servent de sortie d'air et leur partie inférieure est placée
à la même hauteur ou légèrement au-dessus de la partie supérieure
de l'empilage de feuilles 16.
L'empilage de feuilles 16 ainsi que la
plaque 15 présentent finalement des trous 23 (fig. 2) régulièrement
répartis autour de l'axe 10 du moteur 9 et placés en regard de
l'ouverture centrale d'aspiration 7, les trous 23 permettant à
l'empilage de feuilles 16 de remplir sa fonction de rotor en plus de
sa fonction d'épuration.
L'empilage de feuilles 16 qui est interchangeable peut être facilement mis en place par l'utilisateur et peut être livré assemblé
avec sa plaque supérieure 15 et ses rondelles intercalaires 18, le bouchon 20 étant livré séparément. Pour changer l'empilage, l'utilisateur retire le couvercle 6 et sort du bac formé par la paroi
latérale 4 et le fond 2 l'empilage de feuilles 16, le disque de sup
port 17 et le bouchon 20. Le bouchon 20 est alors arraché, le
disque de support 17, qui peut être fixé à l'axe 10 au moyen d'une
vis, est desserré et retiré de l'axe de même que l'empilage de
feuilles 16 avec ses rondelles intercalaires 18 et sa plaque supé
rieure 15. Un nouvel empilage de feuilles 16 ainsi que les ron
delles 18 et la plaque supérieure 15 sont introduits sur l'axe 10, la
plaque 15 en avant.
A la suite de l'empilage de feuilles 16 est monté le disque de support 17, le tout étant pressé contre la pièce
d'appui 11, ce qui a pour effet de faire pénétrer les pointes 12
fixées à la pièce d'appui 11 dans l'empilage de feuilles 16 et ainsi
d'éviter toute rotation relative entre l'empilage et l'axe 10 quand
le moteur 9 sera mis en marche. Lorsque l'empilage de feuilles 16
est en place, le disque 17 est rendu solidaire de l'axe 10 et un
nouveau bouchon 20 est introduit sur l'axe et forcé dans l'ouver
ture centrale 19 du disque 17 jusqu'à ce que la partie supérieure
soit en contact avec la surface annulaire inférieure correspondante
de la feuille 16 de l'empilage, adjacente au disque du support 17.
Le bac formé par le fond 2 du bâti 1 et la paroi latérale 4 est alors
rempli d'eau et le couvercle 6 ainsi que le moteur 9, l'empilage de
feuilles 16, le disque du support 17 et le bouchon 20 sont remis en
place. Lorsque le couvercle 6 est en place, le bouchon 20 plonge
dans l'eau préalablement mise dans le bac et, comme il est réalisé
en matière poreuse, il imbibe d'eau la surface inférieure de l'empi
lage de feuilles 16 avec laquelle il est en contact. Comme les
feuilles 16, de même que les rondelles intercalaires 18, sont égale ment réalisées en une matière poreuse, l'empilage est rapidement
imbibé d'eau par capillarité.
Lorsque le moteur est mis en marche,
l'air est aspiré lors de la rotation de l'empilage de feuilles 16 par
l'ouverture 7, entre dans les trous 23 et s'écoule dans les espaces
formés entre les feuilles 16 pour ressortir à la périphérie de l'empi
lage et traverser les fentes 22 pour se mélanger à l'air ambiant.
L'humidificateur qui vient d'être décrit en regard des fig. 1 et 2 peut également travailler comme dessiccateur d'air, c'est-à-dire qu'il peut être utilisé pour dessécher l'air trop humide d'une chambre ou d'une salle. Pour atteindre ce but, l'appareil représenté dans les fig. 1 et 2 présente un dispositif réfrigérant 24, qui peut être un dispositif travaillant soit par absorption, soit par compression, logé dans l'espace prévu entre les parois 3 et 4 du bâti 1. Le circuit de refroidissement du dispositif réfrigérant 24 (qui n'est pas représenté en détail) est branché, par l'intermédiaire de conduites d'alimentation en froid 25, à un déflecteur circulaire 26 placé latéralement en regard de l'empilage des feuilles 16 que nous appellerons par la suite filtre rotatif multicouche.
Pour fonctionner comme dessiccateur, l'appareil représenté dans les fig. 1 et 2 peut, bien que cela ne soit pas absolument nécessaire, être vidé, c'est-à-dire que l'eau qu'il contient peut être enlevée, de même que le bouchon 20. L'air trop humide contenu dans un local est alors aspiré dans le filtre multicouche dont les feuilles 16 ne sont plus humidifiées pour être projeté contre le déflecteur circulaire 26, ou l'eau qu'il contient se condense plus ou moins sur le déflecteur en fonction de l'abaissement de température qu'il subit. L'eau de condensation tombe du déflecteur dans le bac. A sa sortie, l'air qui se remélange à l'air ambiant présente ainsi une humidité relative plus basse que l'air entrant dans l'appareil, de sorte qu'il est possible d'abaisser l'humidité relative de l'air contenu dans le local en mettant l'appareil en fonctionnement.
Comme mentionné plus haut, il n'est pas nécessaire de retirer l'eau du bac ainsi que le bouchon d'humidification pour que l'appareil puisse fonctionner comme dessiccateur, étant donné que l'on peut également régler l'humidité relative de l'air à partir d'air saturé ou proche de la saturation. Dans ce cas, l'appareil fonctionnera comme humidificateur ou comme dessiccateur, selon les besoins. Il suffira d'effectuer un branchement adéquat avec un hygrostat (non représenté) qui pourra commander, d'une part, la mise en marche du rotor de l'appareil lorsque l'humidité relative de l'air ambiant est trop basse et l'arrêt de l'appareil lorsque l'humidité relative choisie est atteinte et, d'autre part, la mise en marche simultanée du rotor et du dispositif réfrigérant si l'humidité relative est trop élevée et doit par conséquent être abaissée.
Il est évident pour l'homme du métier que l'appareil peut également être utilisé pour abaisser entre certaines limites compatibles avec le réglage de l'humidité relative la température de l'air ambiant.
Dans ce cas, le dispositif réfrigérant pourra être également relié directement avec un thermostat non représenté.
L'homme du métier sait que la climatisation de l'air dans les locaux d'habitation nécessite en hiver l'humidification de l'air par suite de son dessèchement dû à l'action du chauffage central, et en été - cela particulièrement dans les pays chauds - un abaissement de l'humidité excessive de l'air lié si possible à un abaissement de la température. L'appareil qui vient d'être décrit ci-dessus en regard des fig. 1 et 2 peut sans autres réaliser l'humidification ou l'abaissement de l'humidité lié à un abaissement de température de l'air ambiant.
Dans un mode d'exécution préféré, le filtre multicouche interchangeable présente un diamètre de 300 mm et une hauteur de 50 mm. Il contient 50 feuilles de papier journal représentant une surface filtrante de 7,1 m2. Si l'on compare cette surface filtrante de 7,1 m2 à celles que peuvent posséder les filtres des humidificateurs connus, on remarque immédiatement qu'elle est plus grande d'un facteur 3 à 10. L'appareil est muni d'un moteur d'une puissance de 60 W susceptible d'entraîner le filtre multicouche à trois vitesses de rotation, 500,900 et 2000 t/mn. Le système de refroidissement à absorption ou à compression a une puissance de 250 W. Cette puissance de 250 W est suffisante pour amener dans nos pays l'humidité relative à 50 ou 60%.
Il est évident que des appareils prévus pour alimenter les marchés des pays chauds devront être munis de dispositifs de refroidissement d'une puissance plus élevée pouvant aller jusqu'à 1000 W.
Avec un appareil présentant les caractéristiques techniques mentionnées ci-dessus, on a obtenu les débits d'air suivants: - débit d'air a 500 t/mn:150 m3/h ¯débit d'air à 900 t/mn: 250 m3/h.
La contenance d'eau du bac de l'appareil doit être d'au moins 151, ce qui permet une marche normale d'environ 24 h.
Comme mentionné plus haut, les feuilles du filtre multicouche sont des feuilles de papier journal ou de papier crêpé ou gauffré.
Ces feuilles de papier journal présentent la porosité nécessaire, ainsi qu'une tenue mécanique suffisante pour des vitesses de rotation allant jusqu'à 2000 t/mn. Il est cependant évident pour l'homme du métier que les feuilles de papier journal peuvent être remplacées par tout matériau présentant une porosité suffisante, par exemple papier buvard, feuilles de matière plastique poreuse, feuilles constituées de fibres pressées ou feuilles recouvertes de matière minérale, etc. D'autre part, le bouchon enfilé sur l'axe du moteur et destiné à humidifier le filtre peut également être réalisé dans toute matière poreuse adéquate, telle que matière fibreuse compressée, matière plastique ou minérale poreuse, etc.
On a remarqué que le filtre multicouche réalisé à partir de simples feuilles de papier journal arrête parfaitement toutes les particules en suspension dans l'air, notamment les fumées, les pollens, les poussières, les aérosols, etc. Les bactéries contenues dans l'air sont en général toujours présentes sur des supports, en général des poussières. Comme les poussières sont arrêtées par le filtre, ce dernier a donc un effet d'épuration de l'air presque parfait (95%).
Les feuilles qui composent le filtre peuvent être traitées chimiquement ou bactériologiquement pour pouvoir tuer tous les germes nocifs contenus dans l'air. Elles peuvent donc être traitées avec des bactéricides ou des germicides de toute sorte. D'autre part, les feuilles constituant le filtre multicouche peuvent, comme mentionné ci-dessus, être traitées chimiquement pour neutraliser des odeurs ou des gaz toxiques contenus dans l'air.
Alternativement, au lieu de traiter chimiquement ou bactériologiquement les feuilles constituant le filtre multicouche, les produits chimiques ou bactériologiques peuvent être mélangés à l'eau contenue dans le bac.
L'homme du métier remarque que le filtre multicouche permet une épuration presque parfaite de l'air qu'il brasse. En même temps que cette fonction d'épuration, le filtre multicouche présente encore deux autres fonctions: - Sa fonction d'humidification, qu'il remplit de manière très
efficace vu sa surface. Il permet en effet de produire, pour un
débit d'environ 150 m3/h, une évaporation d'eau comprise
entre 4 et 8 dl/h selon le degré hygrométrique de l'air aspiré et
sa température.
- Sa fonction de rotor qui lui permet de développer une pression
manométrique plus importante qu'une roue hélicoïdale de
même diamètre, et lui permet d'atteindre, pour un diamètre de
300 mm, un débit de 250 m3/h pour une vitesse de rotation de
900 t/mn.
La variante représentée dans les fig. 3 et 4 est un appareil destiné à fonctionner uniquement comme épurateur et humidificateur d'air. Il comprend un bâti 30 fermé par un couvercle 31 présentant une ouverture centrale d'aspiration 32. Entre la partie supérieure du bâti 30 et le couvercle 31 sont prévues des fentes 33 servant d'ouverture de sortie d'air. Le bâti 30 présente à sa partie inférieure un logement 34 destiné à recevoir un moteur 35 dont l'axe 36 traverse le logement 34. Entre l'axe 36 du moteur 35 et la partie supérieure du logement 34 est intercalé un joint à lèvre 37 permettant de rendre étanche le bâti 30 qui est destiné à être rempli d'eau. Sur l'axe 36 du moteur est monté un disque de support 38 rendu solidaire de l'axe 36.
Sur le disque de support 38 vient se placer un filtre multicouche 39 interchangeable formé, comme le filtre décrit en regard du mode d'exécution des fig. 1 et 2, d'un empilage de feuilles poreuses 40 séparées par des rondelles intercalaires centrales 41. Le filtre multicouche 39 est pressé contre le disque de support 38 au moyen d'une vis 42 se vissant dans l'axe 36 et d'une rondelle 43. Pour pouvoir remplir sa fonction d'aspiration, le filtre 39 présente quatre trous 44 adjacents et régulièrement répartis autour de l'axe 36 du moteur 35 en regard de l'ouverture d'aspiration 32.
Dans le courant d'aspiration représenté par les flèches 45 et en regard des trous 44 sont placées deux buses d'aspiration 46 alimentées en eau par des conduites 47 passant sous le couvercle 31 et s'étendant vers le fond du bâti île long des parois latérales dudit bâti. Les buses 46 sont agencées de manière que, lorsque le filtre multicouche est en rotation et qu'il aspire de l'air à travers l'ouverture 32, cet air s'écoulant ensuite entre les feuilles 40 pour sortir par les fentes 33 prévues entre le couvercle 31 et le haut du bâti 30, une partie de cet air passant dans les buses 46 aspire de l'eau à travers les conduites 47 et vaporise cette eau sur le filtre multicouche 39 qui est ainsi régulièrement humidifié.
Il est évident que, si l'humidificateur décrit en regard des fig. 3 et 4 est destiné à être utilisé pour des vitesses de rotation trop faibles pour que la vitesse de l'air aspiré soit suffisante pour faire fonctionner correctement les buses 46, une pompe d'alimentation pourra être montée sur les conduites 47.
Comme le mode d'exécution décrit en regard des fig. 1 et 2, la variante qui vient d'être décrite peut comprendre un orifice de trop-plein ou un dispositif de sécurité, non représentés, pour éviter que l'appareil ne puisse être mis en marche dans le cas où le niveau d'eau dans le bâti 1 serait trop élevé et atteindrait le filtre multicouche. D'autre part, la variante des fig. 3 et 4 peut également être reliée à un hygrostat, non représenté, pour fonctionner automatiquement. Le filtre multicouche peut également être traité chimiquement ou bactériologiquement pour tuer tous les germes vivants et neutraliser les odeurs ou les composants toxiques contenus dans l'air. Alternativement, les produits chimiques ou bactériologiques peuvent être ajoutés à l'eau, au lieu d'être appliqués directement sur les feuilles du filtre multicouche.
Le deuxième mode d'exécution des fig. 5 à 8 est également un humidificateur-épurateur, dont le filtre multicouche doit rester sec pour pouvoir effectuer correctement sa fonction d'épuration. En effet, certains processus de neutralisation de produits toxiques ou d'odeurs ne peuvent être convenablement réalisés que par des filtres secs. Le mode d'exécution des fig. 5 à 8 a été spécialement réalisé dans ce but. Il comprend, comme la variante des fig. 3 et 4, un bâti 50 présentant à sa partie inférieure un logement pour recevoir un moteur 51, dont l'axe 52 traverse le bâti, un joint non représenté étant prévu entre l'axe 52 et le bâti pour rendre étanche l'intérieur du bâti 50 servant de réservoir à eau.
Comme dans les modes d'exécution précédents, un dispositif de sécurité ou un orifice de trop-plein, non représentés, permettent d'éviter que l'appareil ne puisse être mis en marche si le niveau d'eau est trop haut dans le bâti. L'axe 52 porte un disque de support 53 et le filtre multicouche 54 fixé sur l'axe au moyen d'une vis 55 et d'une rondelle de serrage 56. Le filtre multicouche 54 est réalisé de la même manière que ceux décrits en regard des modes d'exécution des fig. 1 à 4 et est traité avec des produits chimiques et bactériologiques. Le bâti 50 est fermé à sa partie supérieure par un couvercle 57 présentant une ouverture d'aspiration centrale 58 découvrant les trous 59 permettant au filtre multicouche 54 d'effectuer sa fonction de rotor. Le bâti 50 présente sur toute sa périphérie des fentes verticales 60 servant d'orifices de sortie.
Entre la périphérie du filtre multicouche 54 et les parois latérales du bâti 50 est placé un filtre circulaire 61 plié en zigzag. Le filtre 61 peut être réalisé en n'importe quel matériau hydrophile (papier, fibres pressées, matière plastique ou minérale poreuse, etc.). Il peut également être traité chimiquement ou bactériologiquement pour être apte à tuer tous les organismes vivants contenus dans l'eau se trouvant dans le bâti 50. Il est positionné entre deux grilles circulaires 62 et 63. Dans la fig. 5 et dans la vue de détail de la fig. 7, il est visible que le filtre 61 présente sur la partie supérieure de chacun de ses pliages extérieurs 64 des fentes 65 destinées à laisser passer l'air, après que celui-ci a léché les parois en zigzag 66, le long desquelles il a eu le temps de s'humidifier.
Dans la variante du filtre annulaire 61 représenté dans la fig. 8, les fentes sont remplacées par des perforations 67 pratiquées sur les surfaces entre deux pliages en zigzag.
Tous les appareils qui viennent d'être décrits fonctionnent avec une efficacité remarquable. Avec un disque multicouche de 300 mm de diamètre entraîné par un moteur de 50 W de puissance, on obtient des débits d'air allant jusqu'à 250 m3/h pour des vitesses de rotation de 1000 t/mn. La possibilité de traiter chimiquement et/ou bactériologiquement le filtre multicouche et/ou le filtre circulaire du mode d'exécution des fig. 5 à 8 permet de recycler de l'air parfaitement pur. D'autre part, dans les appareils qui viennent d'être décrits, la fonction d'humidification est par faitement réalisée et aucune gouttelette en suspension n'est présente dans l'air à la sortie de l'appareil.
L'invention consiste dans l'utilisation du filtre multicouche pouvant servir de rotor qui fonctionne d'ailleurs avec une efficacité analogue à une roue à aube de même diamètre, permettant la filtration quasi parfaite de l'air et, dans le cas où il y a traitement chimique et/ou bactériologique des feuilles, la destruction de tous les germes vivants et la neutralisation des odeurs ou des produits toxiques contenus dans l'air, et la réalisation de l'humidification également parfaite de l'air recyclé (sans gouttelettes en suspension).
The object of the invention is an air treatment apparatus, in particular for all public, residential, industrial or agricultural premises and for all transport vehicles. This device can function as a humidifier or as a desiccator.
Two types of humidifiers are known which are used to humidify the air in premises. These humidifiers are currently widely distributed and produce evaporation or vaporization of water obtained either mechanically or by heat. Humidifiers producing water vapor by heating are simple to operate and therefore very low cost. However, they are not always satisfactory, because the water vapor they produce cools when it mixes with the ambient air and falls for a good part in the form of droplets on the ground or on the objects contained in the rooms where these evaporators are operated. On the other hand, since they produce steam by heating, they heat the rooms which they have to humidify, which is not always desirable.
Humidifiers that mechanically vaporize water have a significant disadvantage because they are producers and diffusers of harmful germs (bacteria, viruses, etc.). Indeed, the water they contain and which is at room temperature
(20 C or more) is a real broth of microbial cultures.
This water being vaporized in the form of more or less large droplets, these devices continuously diffuse in the air an enormous quantity of microbes. On the other hand, if they do not contain filters, which is generally the case, they recycle into the air all the dust, pollens, etc., contained in the air they suck in. However, we know that, for example, dust
are the best carriers for microbial germs.
The aim of the invention is to eliminate these drawbacks and to provide an air treatment device, in particular a humi
difier, which not only vaporizes water, but filters and
continuously disinfects the air carrying this water.
The air treatment apparatus according to the invention, comprising
a rotor rotating in a stator and arranged to entrain air
through a hydrophilic support retaining water, is characterized
in that the rotor is an air cleaner comprising a stack
flexible sheets in the form of mounted discs
on an axis driven by a motor, the stack having
central perforations regularly distributed around the axis and
facing the air inlet of the unit.
The stacking of sheets according to the invention fulfills two functions: ¯ thanks to its construction, it functions as a rotor, ¯ thanks to the thin air passages that each pair of sheets
adjacent boundaries between them, it produces a filter effect
almost perfect. Indeed, if the stacking is carried out from
simple sheets of newspaper, no dust and no
germ do not come out of the filter formed by the stacking when this
last is rotated.
According to a preferred embodiment of the invention, the stack of flexible sheets is a hydrophilic material, means being provided to moisten the stack. According to this preferred embodiment, the stack of sheets forming the multilayer filter fulfills a third function, which is a function of humidifying the air it passes through.
The means for humidifying the stack may comprise a porous plug immersed in the water contained in the bottom of the stator and in contact with the stack.
Alternatively, the means for humidifying the stack may be suction nozzles placed in the air inlet opening opposite the central perforations of the stack and supplied by pipes immersed in the water contained in the bottom. stator.
According to a variant of the invention, the stack of sheets forming the multilayer filter remains dry and a porous support is placed around the stack of flexible sheets, the porous support bathing in the water contained in the bottom of the stator.
The device can also function as a dryer.
In this case, a deflector connected to a device for producing
cold is placed in the outlet air stream, after this has
passed through the stack of sheets or porous support.
The sheets of the stack can be chemically treated
or bacteriologically. Alternatively, chemicals
or bacteriological treatment can be added to the water
contained in the bottom of the stator.
The drawing shows, by way of example, several embodiments of the air treatment apparatus according to the invention.
In the drawing:
Fig. 1 is a sectional view of a first embodiment
a humidifier-dryer equipped with a cooling device
air flow to adjust the air temperature
and / or the relative concentration of water in the air at the outlet of the fan;
fig. 2 is a top view of the humidifier-dryer
shown in section in FIG. 1;
fig. 3 is a sectional view of a variant of the mode of execution
tion of fig. 1 and 2;
fig. 4 is a top view of the variant shown in
section in fig. 2;
fig. 5 is a sectional view of a second embodiment
a humidifier;
fig. 6 is a top view of the second embodiment
of fig. 5, showing a circular filter placed under the cover
upper frame shown partially cut away;
;
fig. 7 is a detailed view of the embodiment of FIGS. 5
and 6 showing a filter placed inside the humidifier, and
fig. 8 is also a detail view of the execution mode
of fig. 5 and 6 showing a variant of the filter of FIG. 7.
The humidifier-dryer shown in fig. 1 and 2
comprises a frame 1 of rectangular shape comprising a
bottom 2, an outer side wall 3 and an inner side wall
upper 4 delimiting a central circular tank whose bottom will be
filled either with pure water or, as explained below, with water
which has been added a disinfectant, germicide or
bactericidal, etc.
The outer side wall 3 and the inner side wall 4
delimit with the bottom 2 of the frame a space around the circu
central area, space intended as explained below to receive
a cooling device by absorption or by compress
zion and closed on its upper part by means of a cover 5
resting, on the one hand, against the outer lateral surface of the
wall 4 and, on the other hand, on the edge of wall 3.
The central circular tank formed by the side wall 4 is
arranged to receive a circular cover 6, the center of which
has an opening 7 closed by means of a grid 8 retaining
in its middle the frame of a motor 9. The axis 10 of the motor 9 extends
downwards, i.e. towards the inside of the circular tank, and its
end stops at a short distance from bottom 2 opposite a
circular part 14 whose level is slightly lower than
the bottom one 2.
A support piece 11 having points 12
(fig. 2) also directed downwards is fixed in a non-removable manner at the upper end of the shaft 10 of the motor 9 for turn
ner with it, the axis 10 and the points 12 passing through a plate 15 and a stack of circular sheets 16 of porous material, by
example of newsprint or blotting paper, the stack of sheets 16 being pressed against a support disc 17 removably attached to the axis 10. Between each adjacent pair of
sheets 16 is interposed a spacing washer 18 of a
thickness at least equal to that of the sheets 16, the washers 18
also being made of porous material.
The disc of sup
port 17 has a central opening 19, in which is
house a circular plug 20 pierced with a central bore 21, of which
the diameter corresponds to the diameter of axis 10, the plug being
threaded onto the axle so as to come into contact with the underside of
the stack formed by the sheets 16.
The cover 6 with its central air suction opening 7
supporting in its center the motor 9 on the axis of which is fixed
the stack of sheets 16, with the spacers 18, the
support disc 17 and plug 20, is arranged to fit
on the edge of the side wall 4 forming the circular tray. Between the
cover 6 and the top of the side wall 4 are provided with
slots 22 distributed around the periphery of the humidifier. The
slots 22 serve as an air outlet and their lower part is placed
at the same height or slightly above the top
stacking sheets 16.
The stacking of sheets 16 as well as the
plate 15 finally have holes 23 (fig. 2) regularly
distributed around the axis 10 of the motor 9 and placed opposite
the central suction opening 7, the holes 23 allowing
the stack of sheets 16 to fulfill its function of rotor in addition to
its purifying function.
The 16 sheet stack which is interchangeable can be easily set up by the user and can be delivered assembled
with its upper plate 15 and its spacers 18, the stopper 20 being delivered separately. To change the stacking, the user removes the cover 6 and leaves the tray formed by the wall
side 4 and bottom 2 stacking sheets 16, the sup
port 17 and cap 20. Cap 20 is then torn off,
support disc 17, which can be fixed to the axle 10 by means of a
screw, is loosened and removed from the axle as well as the stack of
sheets 16 with its spacers 18 and its upper plate
higher 15. A new stack of sheets 16 as well as the ron
delles 18 and the upper plate 15 are introduced on the axis 10, the
plate 15 forward.
Following the stacking of sheets 16 is mounted the support disc 17, the whole being pressed against the workpiece
support 11, which has the effect of making the points 12 penetrate
fixed to the support piece 11 in the stack of sheets 16 and thus
avoid any relative rotation between the stack and the axis 10 when
engine 9 will be started. When stacking sheets 16
is in place, the disc 17 is made integral with the axis 10 and a
new plug 20 is introduced on the shaft and forced into the opening
central ture 19 of disc 17 until the upper part
either in contact with the corresponding lower annular surface
of the sheet 16 of the stack, adjacent to the disc of the support 17.
The tray formed by the bottom 2 of the frame 1 and the side wall 4 is then
filled with water and the cover 6 as well as the motor 9, the stack of
sheets 16, the support disc 17 and the stopper 20 are replaced
square. When the cover 6 is in place, the plug 20 plunges
in the water previously placed in the tank and, as is carried out
made of porous material, it soaks the lower surface of the empi
lage of sheets 16 with which it is in contact. Like the
sheets 16, as well as the intermediate washers 18, are also made of a porous material, the stacking is quickly
soaked in water by capillarity.
When the engine is started,
air is sucked in during the rotation of the stack of sheets 16 by
opening 7, enters the holes 23 and flows into the spaces
formed between the sheets 16 to emerge at the periphery of the empi
lage and pass through the slots 22 to mix with the ambient air.
The humidifier which has just been described with reference to FIGS. 1 and 2 can also work as an air dryer, that is, it can be used to dry out too humid air in a room or hall. To achieve this goal, the apparatus shown in Figs. 1 and 2 present a refrigerating device 24, which can be a device working either by absorption or by compression, housed in the space provided between the walls 3 and 4 of the frame 1. The cooling circuit of the refrigerating device 24 (which no 'is not shown in detail) is connected, via cold supply pipes 25, to a circular deflector 26 placed laterally facing the stack of sheets 16 which we will call the multilayer rotary filter below.
To function as a desiccator, the apparatus shown in fig. 1 and 2 can, although this is not absolutely necessary, be emptied, that is to say that the water it contains can be removed, as can the plug 20. The too humid air contained in a room is then sucked into the multilayer filter, the sheets 16 of which are no longer humidified to be projected against the circular deflector 26, or the water it contains condenses more or less on the deflector depending on the lowering of temperature that he undergoes. Condensate water falls from the baffle into the pan. At its exit, the air which remixes with the ambient air thus has a lower relative humidity than the air entering the device, so that it is possible to lower the relative humidity of the air contained in the room when starting the appliance.
As mentioned above, it is not necessary to remove the water from the tank as well as the humidification plug for the device to function as a desiccator, since it is also possible to adjust the relative humidity of the water. air from saturated or near-saturated air. In this case, the device will operate as a humidifier or a desiccator, as needed. It will suffice to make a suitable connection with a hygrostat (not shown) which will be able to control, on the one hand, the starting of the rotor of the device when the relative humidity of the ambient air is too low and the switching off the device when the selected relative humidity is reached and, on the other hand, simultaneously switching on the rotor and the cooling device if the relative humidity is too high and must therefore be lowered.
It is obvious to those skilled in the art that the apparatus can also be used to lower the temperature of the ambient air between certain limits compatible with the adjustment of relative humidity.
In this case, the cooling device can also be connected directly with a thermostat, not shown.
Those skilled in the art know that air conditioning in living quarters requires humidification of the air in winter due to its drying out due to the action of central heating, and in summer - this particularly in hot countries - a lowering of the excessive humidity of the air linked, if possible, to a lowering of the temperature. The apparatus which has just been described above with reference to FIGS. 1 and 2 can without other achieve humidification or lowering of humidity linked to a lowering of ambient air temperature.
In a preferred embodiment, the interchangeable multilayer filter has a diameter of 300 mm and a height of 50 mm. It contains 50 sheets of newspaper representing a filtering surface of 7.1 m2. If we compare this filtering surface of 7.1 m2 to those that can have the filters of known humidifiers, we immediately notice that it is larger by a factor of 3 to 10. The device is fitted with a motor. with a power of 60 W capable of driving the multilayer filter at three speeds of rotation, 500,900 and 2000 rpm. The absorption or compression cooling system has a power of 250 W. This power of 250 W is sufficient to bring the relative humidity in our countries to 50 or 60%.
It is obvious that devices intended to supply the markets of hot countries will have to be fitted with cooling devices with a higher power of up to 1000 W.
With a device having the technical characteristics mentioned above, the following air flow rates were obtained: - air flow rate at 500 rpm: 150 m3 / h ¯ air flow rate at 900 rpm: 250 m3 / h.
The water capacity of the tank of the device must be at least 151, which allows a normal operation of about 24 hours.
As mentioned above, the sheets of the multilayer filter are sheets of newsprint or crepe or embossed paper.
These newsprint sheets have the necessary porosity, as well as sufficient mechanical strength for rotational speeds of up to 2000 rpm. However, it is obvious to a person skilled in the art that the newsprint sheets can be replaced by any material having sufficient porosity, for example blotting paper, sheets of porous plastic material, sheets made of pressed fibers or sheets covered with mineral material, etc. On the other hand, the plug threaded onto the motor shaft and intended to moisten the filter can also be made of any suitable porous material, such as compressed fibrous material, porous plastic or mineral material, etc.
It has been noticed that the multilayer filter made from simple sheets of newspaper perfectly stops all particles suspended in the air, in particular fumes, pollens, dust, aerosols, etc. Bacteria contained in the air are generally always present on supports, generally dust. As the dust is stopped by the filter, the latter therefore has an almost perfect air cleaning effect (95%).
The leaves that make up the filter can be treated chemically or bacteriologically to be able to kill any harmful germs in the air. They can therefore be treated with bactericides or germicides of any kind. On the other hand, the sheets constituting the multilayer filter can, as mentioned above, be chemically treated to neutralize odors or toxic gases contained in the air.
Alternatively, instead of chemically or bacteriologically treating the sheets constituting the multilayer filter, the chemicals or bacteriological products can be mixed with the water contained in the tank.
Those skilled in the art will notice that the multilayer filter allows almost perfect purification of the air which it circulates. At the same time as this purification function, the multilayer filter has two other functions: - Its humidification function, which it fulfills in a very
effective given its surface. It makes it possible to produce, for a
flow rate of approximately 150 m3 / h, including water evaporation
between 4 and 8 dl / h depending on the humidity of the air drawn in and
its temperature.
- Its rotor function which allows it to develop pressure
manometric greater than a helical wheel of
same diameter, and allows it to reach, for a diameter of
300 mm, a flow rate of 250 m3 / h for a rotation speed of
900 rpm.
The variant shown in FIGS. 3 and 4 is a device intended to function only as an air purifier and humidifier. It comprises a frame 30 closed by a cover 31 having a central suction opening 32. Between the upper part of the frame 30 and the cover 31 are provided slots 33 serving as an air outlet opening. The frame 30 has at its lower part a housing 34 intended to receive a motor 35 whose axis 36 passes through the housing 34. Between the axis 36 of the motor 35 and the upper part of the housing 34 is interposed a lip seal 37 allowing to seal the frame 30 which is intended to be filled with water. On the axis 36 of the motor is mounted a support disc 38 made integral with the axis 36.
On the support disk 38 is placed an interchangeable multilayer filter 39 formed, such as the filter described with regard to the embodiment of FIGS. 1 and 2, a stack of porous sheets 40 separated by central intermediate washers 41. The multilayer filter 39 is pressed against the support disc 38 by means of a screw 42 which is screwed into the axis 36 and of a washer 43. In order to be able to fulfill its suction function, the filter 39 has four adjacent holes 44 which are regularly distributed around the axis 36 of the motor 35 opposite the suction opening 32.
In the suction current represented by arrows 45 and opposite the holes 44 are placed two suction nozzles 46 supplied with water by pipes 47 passing under the cover 31 and extending towards the bottom of the frame along the walls. sides of said frame. The nozzles 46 are arranged so that when the multilayer filter is rotating and it draws air through the opening 32, this air then flows between the sheets 40 to exit through the slots 33 provided between the cover 31 and the top of the frame 30, part of this air passing through the nozzles 46 sucks water through the conduits 47 and vaporizes this water on the multilayer filter 39 which is thus regularly humidified.
It is obvious that, if the humidifier described with reference to fig. 3 and 4 is intended to be used for speeds of rotation that are too low for the speed of the air drawn in to be sufficient to make the nozzles 46 operate correctly, a feed pump can be mounted on the pipes 47.
As the embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2, the variant which has just been described may include an overflow orifice or a safety device, not shown, to prevent the appliance from being able to be started in the event that the water level in frame 1 would be too high and reach the multilayer filter. On the other hand, the variant of FIGS. 3 and 4 can also be connected to a hygrostat, not shown, to operate automatically. The multilayer filter can also be chemically or bacteriologically treated to kill any living germs and neutralize odors or toxic components in the air. Alternatively, chemicals or bacteriologicals can be added to the water, instead of being applied directly to the sheets of the multilayer filter.
The second embodiment of FIGS. 5 to 8 is also a humidifier-purifier, whose multilayer filter must remain dry to be able to perform its purifying function properly. Indeed, certain processes of neutralization of toxic products or odors can only be properly carried out by dry filters. The embodiment of FIGS. 5 to 8 has been specially produced for this purpose. It includes, like the variant of FIGS. 3 and 4, a frame 50 having at its lower part a housing for receiving a motor 51, the axis 52 of which passes through the frame, a seal (not shown) being provided between the axis 52 and the frame to seal the interior of the frame 50 serving as a water tank.
As in the previous embodiments, a safety device or an overflow orifice, not shown, make it possible to prevent the appliance from being able to be started if the water level is too high in the frame. . The axle 52 carries a support disc 53 and the multilayer filter 54 fixed to the axle by means of a screw 55 and a clamping washer 56. The multilayer filter 54 is made in the same way as those described in look at the embodiments of FIGS. 1 to 4 and is treated with chemical and bacteriological products. The frame 50 is closed at its upper part by a cover 57 having a central suction opening 58 uncovering the holes 59 allowing the multilayer filter 54 to perform its function as a rotor. The frame 50 has vertical slots 60 over its entire periphery serving as outlet openings.
Between the periphery of the multilayer filter 54 and the side walls of the frame 50 is placed a circular filter 61 folded in a zigzag fashion. The filter 61 can be made of any hydrophilic material (paper, pressed fibers, porous plastic or mineral material, etc.). It can also be treated chemically or bacteriologically to be able to kill all the living organisms contained in the water located in the frame 50. It is positioned between two circular grids 62 and 63. In FIG. 5 and in the detail view of FIG. 7, it is visible that the filter 61 has on the upper part of each of its outer folds 64 slots 65 intended to allow air to pass, after the latter has licked the zigzag walls 66, along which it has had time to get wet.
In the variant of the annular filter 61 shown in FIG. 8, the slots are replaced by perforations 67 made on the surfaces between two zigzag folds.
All the devices which have just been described operate with remarkable efficiency. With a 300 mm diameter multilayer disc driven by a 50 W power motor, air flow rates of up to 250 m3 / h are obtained for rotation speeds of 1000 rpm. The possibility of chemically and / or bacteriologically treating the multilayer filter and / or the circular filter of the embodiment of FIGS. 5 to 8 allows you to recycle perfectly clean air. On the other hand, in the devices which have just been described, the humidification function is in fact carried out and no suspended droplets are present in the air at the outlet of the device.
The invention consists in the use of the multilayer filter which can serve as a rotor which operates moreover with an efficiency similar to a paddle wheel of the same diameter, allowing almost perfect filtration of the air and, in the case where there is a chemical and / or bacteriological treatment of the leaves, the destruction of all living germs and the neutralization of odors or toxic products contained in the air, and the achievement of equally perfect humidification of the recycled air (without droplets in suspension).