EP0034096B1 - Circuit for the ventilation and filtration of the atmosphere within a closed space - Google Patents
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- F24F3/167—Clean rooms, i.e. enclosed spaces in which a uniform flow of filtered air is distributed
Description
La présente invention concerne un circuit de ventilation et de filtration du milieu contenu dans une enceinte étanche, ce circuit comprenant un circuit principal et un circuit de secours permettant d'assurer la ventilation et la filtration en cas de défaillance du circuit principal ou en cas de rupture de l'étanchéité de l'enceinte.The present invention relates to a circuit for ventilation and filtration of the medium contained in a sealed enclosure, this circuit comprising a main circuit and an emergency circuit making it possible to ensure ventilation and filtration in the event of failure of the main circuit or in the event of rupture of the sealing of the enclosure.
De manière plus précise, l'invention s'applique au cas où le milieu contenu dans l'enceinte présente des risques de contamination pour les personnes situées à proximité. Il en est ainsi notamment lorsque l'enceinte étanche est utilisée pour effectuer des expériences ou des manipulations biologiques, par exemple sur des virus ou des bactéries, ou lorsque les produits contenus dans l'enceinte sont des produits radioactifs.More specifically, the invention applies to the case where the medium contained in the enclosure presents risks of contamination for people located nearby. This is particularly the case when the sealed enclosure is used to carry out biological experiments or manipulations, for example on viruses or bacteria, or when the products contained in the enclosure are radioactive products.
De façon connue, la protection du personnel en cas de microfuite dans l'enceinte est obtenue en établissant une dépression permanente à l'intérieur de celle-ci. Cette dépression est établie généralement au moyen d'un moto- ventilateur disposé dans une canalisation de sortie équipée en outre de moyens de filtration permettant de rejeter les gaz sans que ceux-ci ne soient contaminés. En particulier la canalisation de sortie peut déboucher à l'extérieur du bâtiment dans lequel se trouve l'enceinte de confinement, notamment afin d'éviter que des vapeurs résiduelles sortant de l'enceinte par exemple lors de stérilisations n'incommodent le personnel présent dans la salle.In known manner, the protection of the personnel in the event of micro-leakage in the enclosure is obtained by establishing a permanent depression inside it. This depression is generally established by means of a motor-ventilator arranged in an outlet pipe further equipped with filtration means making it possible to reject the gases without the latter being contaminated. In particular, the outlet pipe can lead to the outside of the building in which the confinement enclosure is located, in particular in order to avoid that residual vapors leaving the enclosure, for example during sterilizations, inconvenience the personnel present in the room.
A cette canalisation de sortie permettant d'établir une dépression à l'intérieur de l'enceinte est généralement associée une canalisation d'entrée équipée de moyens de filtration et dans laquelle le débit est régulé. En combinaison avec la canalisation de sortie, cette canalisation d'entrée permet de renouveler régulièrement le milieu contenu dans l'enceinte. Un tel renouvellement est nécessaire lorsque des calories ou un produit tel que de la vapeour d'eau sont libérés à t'intérieur de l'enceinte, par exemple par un moteur ou une étuve, ou lorsque des êtres vivants présents à l'intérieur de l'enceinte exigent l'apport régulier d'un certain volume d'air frais.This outlet pipe making it possible to establish a vacuum inside the enclosure is generally associated with an inlet pipe equipped with filtration means and in which the flow rate is regulated. In combination with the outlet pipe, this inlet pipe makes it possible to regularly renew the medium contained in the enclosure. Such renewal is necessary when calories or a product such as water vapor are released inside the enclosure, for example by a motor or an oven, or when living beings present inside the enclosure requires the regular supply of a certain volume of fresh air.
On connaît aussi du document DE-A-2 530 608 un circuit de ventilation destiné à réguler la pression dans une boîte à gants. Dans ce circuit, un manomètre sensible à un seuil supérieur de pression dans la boîte à gants commande automatiquement la fermeture de la canalisation d'entrée de gaz inerte et l'ouverture d'une vanne d'aération dans la canalisation d'évacuation.Document DE-A-2 530 608 also discloses a ventilation circuit intended to regulate the pressure in a glove box. In this circuit, a pressure gauge sensitive to an upper threshold of pressure in the glove box automatically controls the closing of the inert gas inlet pipe and the opening of an aeration valve in the evacuation pipe.
D'autre part, le brevet US-A-3 396 375 décrit un circuit permettant de créer une dépression dans une boîte à gants, dans lequel un second ventilateur est placé dans la canalisation d'évacuation pour suppléer à une éventuelle défaillance du ventilateur principal.On the other hand, US-A-3,396,375 describes a circuit making it possible to create a depression in a glove box, in which a second fan is placed in the exhaust duct to compensate for a possible failure of the main fan. .
Dans les circuits de ventilation et de filtration du type défini précédemment, la présente invention a pour objet de maintenir la dépression à l'intérieur de l'enceinte et de continuer à assurer le renouvellement du milieu contenu dans l'enceinte en cas de défaillance du circuit normal de ventilation provenant par exemple d'un arrêt du moteur, ou en cas de fuite intervenant dans l'enceinte. Plus précisément, la présente invention a pour objet la réalisation d'un circuit de ventilation et de filtration permettant d'obtenir ce résultant sans qu'il soit nécessaire de prévoir deux circuits complets et indépendants, c'est-à-dire sans augmenter de façon trop sensible le coût de l'installation.In the ventilation and filtration circuits of the type defined above, the object of the present invention is to maintain the vacuum inside the enclosure and to continue to ensure the renewal of the medium contained in the enclosure in the event of failure of the normal ventilation circuit originating, for example, from an engine shutdown, or in the event of a leak occurring in the enclosure. More specifically, the subject of the present invention is the production of a ventilation and filtration circuit making it possible to obtain this result without the need to provide two complete and independent circuits, that is to say without increasing too costly the cost of installation.
Dans ce but et conformément à l'invention, il est proposé un circuit de ventilation et de filtration du milieu contenu dans une enceinte étanche comprenant une canalisation d'entrée équipée de moyens de régulation de débit et de moyens de filtration, et une canalisation de sortie équipée de moyens de filtration et de premiers moyens pour établir une dépression à l'intérieur de l'enceinte, ce circuit comprenant de plus de seconds moyens pour établir une dépression à l'intérieur de l'enceinte, caractérisé en ce que les seconds moyens sont disposés dans la canalisation d'entrée en amont des moyens de filtration, la puissance des seconds moyens étant supérieure à la puissance des premiers moyens, ledit circuit comprenant de plus des moyens de détection d'une chute de la dépression régnant à l'intérieur de l'enceinte commandant automatiquement la mise en oeuvre des seconds moyens pour établir une dépression à l'intérieure de l'enceinte.For this purpose and in accordance with the invention, a circuit for ventilating and filtering the medium contained in a sealed enclosure is proposed, comprising an inlet pipe equipped with flow control means and filtration means, and a pipe for outlet equipped with filtration means and first means for establishing a vacuum inside the enclosure, this circuit comprising more second means for establishing a vacuum inside the enclosure, characterized in that the second means are arranged in the inlet pipe upstream of the filtration means, the power of the second means being greater than the power of the first means, said circuit further comprising means for detecting a fall in depression prevailing at inside the enclosure automatically controlling the implementation of the second means for establishing a vacuum inside the enclosure.
Grâce à cette caractéristique, en cas de défaillance des premiers moyens pour établir une dépression à l'intérieur de l'enceinte ou en cas de rupture de l'étanchéité de l'enceinte, le milieu contenu dans l'enceinte est aspiré par la canalisation d'entrée et renouvelé automatiquement par la canalisation de sortie, ainsi que par une fuite éventuelle de la paroi de l'enceinte, de telle sorte que ces canalisations jouent des rôles inverses selon que le circuit est en fonctionnement normal ou en fonctionnement de secours.Thanks to this characteristic, in case of failure of the first means to establish a vacuum inside the enclosure or in case of rupture of the sealing of the enclosure, the medium contained in the enclosure is sucked by the pipe. inlet and automatically renewed by the outlet pipe, as well as by a possible leak from the wall of the enclosure, so that these pipes play reverse roles depending on whether the circuit is in normal operation or in emergency operation.
Conformément à un mode de réalisation préféré de l'inventionn, les moyens de détection peuvent être constitués par un pressostat qui communique avec l'enceinte par une canalisation dans laquelle sont disposés des moyens de filtration et des moyens pour interrompe la communication entre l'enceinte et le pressostat, notamment lorsqu'il est nécessaire de stériliser le milieu contenu dans l'entreinte.According to a preferred embodiment of the invention, the detection means can be constituted by a pressure switch which communicates with the enclosure by a pipe in which are arranged filtration means and means for interrupting the communication between the enclosure and the pressure switch, especially when it is necessary to sterilize the medium contained in the enclosure.
Dans le cas où l'enceinte de confinement doit être décontaminée, un appareil de stérilisation peut être branché sur la canalisation d'entrée entre les moyens de filtration et les seconds moyens pour établir une dépression à l'intérieur de l'enceinte.In the case where the containment must be decontaminated, a sterilization device can be connected to the inlet pipe between the filtration means and the second means for establishing a depression inside the enclosure.
On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation particulier de l'invention en se référant au dessin annexé dans lequel la figure unique représente une enceinte étanche équipée d'un circuit de ventilation et de filtration réalisé conformément aux enseignements de la présente invention.A particular embodiment of the invention will now be described, by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawing in which the single figure represents a sealed enclosure equipped with a ventilation and filtration circuit produced in accordance with the teachings. of the present invention.
On a représenté sur la figure unique une enceinte étanche 10 isolant de l'air en milieu stérile de l'atmosphère environnante. Une enceinte du type de l'enceinte 10 peut notamment être utilisée afin d'effectuer des expérimentations ou des manipulations biologiques, par exemple sur des virus ou des bactéries, ou encore pour travailler sur des produits radioactifs.The single figure shows a sealed
Afin de protéger de toute microfuite de l'enceinte 10 un opérateur travaillant à l'extérieur de celle-ci, une dépression permanente est créée à l'intérieur de l'enceinte au moyen d'une canalisation de sortie 12 par laquelle l'air contenu dans l'enceinte est aspiré au moyen d'un ventilateur d'aspiration 14 qui rejette cet air dans l'atmosphère, à l'extérieur du bâtiment dans lequel se trouve l'enceinte 10 afin de protéger le personnel des vapeurs résiduelles qui sortent de l'enceinte, notamment en cas de stérilisation. Deux filtres à air 16, de type absolu, sont placés dans la canalisation 12 à la sortie de l'enceinte 10, de façon à retenir les produits contaminants tels que les bactéries ou les virus qui se trouvent dans l'enceinte. De façon connue, chacun des filtres 16 peut être réalisé en papier de verre et monté à l'intérieur d'un carter étanche métallique ou plastique. Chaque filtre présente une efficacité de 99,99% pour des particules de 0,3 µ. Une vanne à passage intégral 18 est placée dans la canalisation 12 entre le ventilateur 14 et les filtres 16 afin de réguler la dépression à l'intérieur de l'enceinte pendant les stérilisations.In order to protect an operator working outside the enclosure from any micro-leakage from the
Si des êtres vivants se trouvent à l'intérieur de l'enceinte 10, ce qui est généralement le cas lorsque cette enceinte est utilisée pour effecteur des manipulations biologiques, il est nécessaire de renouveler régulièrement l'air contenu dans l'enceinte. Ce renouvellement d'air peut aussi être justifié par la nécessité d'évacuer les calories ou la vapeur d'eau qui sont engendrées à l'intérieur de l'enceinte par des appareils tels que des moteurs ou des étuves. A cet effet, une canalisation d'entrée 20 débouche également dans l'enceinte 10 pour y admettre de l'air en provenance de l'atmosphère extérieure par l'intermédiaire de deux filtres absolus 22 montés en série. Les filtres 22 peuvent être du même type que les filtres 16 montés dans la canalisation de sortie 12. Un clapet de régulation taré 24 est également monté dans la canalisation d'entrée 20, en amont des filtres 22, afin de réguler le débit d'air entrant dans l'enceinte 10.If living beings are inside the
L'ensemble constitué par les canalisations d'entrée 20 et de sortie 12 et par les différents appareils montés dans ces canalisations constitue un circuit de ventilation et de filtration assurant en fonctionnément normal l'établissement d'une dépression donnée à l'intérieur de l'enceinte 10 et la ventilation régulière de cette enceinte. Les fléches 26 montrent sur la figure l'écoulement de l'air engendré par ce circuit en fonctionnement normal.The assembly constituted by the
Conformément à la présente invention, il est prévu de maintenir une dépression donnée à l'intérieur de l'enceinte 10 et de continuer à assurer la ventilation de cette enceinte, même en cas de défaillance du moteur du ventilateur 14 ou en cas de rupture de l'étanchéité de l'enceinte 10 résultant par exemple du déchirement de l'un des gants au moyen desquels les manipulations à l'intérieur de l'enceinte peuvent être effectuées. Pour éviter d'avoir à doubler le circuit assurant normalement l'établissement d'une dépression dans l'enceinte et le refroidissement de cette enceinte, il est prévu conformément à la présente invention, d'utiliser la canalisation 20 comme canalisation de sortie ou d'aspiration et la canalisation de sortie 12 comme canalisation d'entrée en fonctionnement de secours. A cet effet, un second ventilateur d'aspiration 28 est monté dans la canalisation 20, en amont du clapet 24 lors du fonctionnement normal du circuit. En cas de défaillance du moteur de la pompe 14 ou de rupture de l'échanchéité de l'enceinte 10, la mise en oeuvre du ventilateur d'aspiration 28 provoque par l'intermédiaire de la canalisation 20 le maintien d'une dépression à l'intérieur de l'enceinte 10, et l'air contenu dans l'enceinte est renouvelé régulièrement par la canalisation 12 ainsi que par une fuite éventuelle de la paroi de l'enceinté. Le sens d'écoulement de l'air est représenté par les fléches 46 sur la figure.In accordance with the present invention, provision is made to maintain a given vacuum inside the
Etant donné que le ventilateur d'aspiration 28 doit permettre de maintenir une dépression dans l'enceinte 10, même en cas de rupture de l'étanchéité de celle-ci, la puissance de ce ventilateur est supérieure à la puissance du ventilateur 14 assurant la création de la dépression en fonctionnement normal. Ainsi, si l'on considère que la fuite accidentelle la plus grande ne peut résulter que de l'arrachage complet d'un gant de manipulation, ce qui correspond à une surface de fuite de 90 cm2, et si l'on souhaite maintenir une dépression interne de 30 Pa (3 mm de colonne d'eau) avec un débit d'air frais de 4 m3/h, la puissance du moteur du ventilateur 28 est de 85 Watts alors que la puissance du moteur du ventilateur 14 est de 40 Watts.Since the
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure, la mise en oeuvre du moteur du ventilateur 28 est commandée automatiquement par la chute de la dépression régnant à l'intérieur de l'enceinte 10, quelle que soit la cause de cette chute de pression. A cet effet, un pressostat 30 communique avec l'enceinte 10 par une canalisation 32 dans laquelle sont disposés en outre un filtre absolu 34 et une vanne à passage intégral 36. Le filtre 34 est du même type que les filtres 16 et 22 et préserve de toute contamination le pressostat 30, alors que la vanne 36 permet d'isoler ce dernier de l'enceinte lorsque cela est nécessaire, et notamment durant les stérilisations.In the embodiment shown in the figure, the operation of the
En cas de chute de la dépression régnant dans l'enceinte 10, le pressostat 30 émet un signal qui est transmis par un circuit électrique 38 à un système de contrôle électronique de conception classique 40 qui délivre à son tour un signal de commande transmis par un ligne 42 au moteur du ventilateur 28. Ainsi, lorsque la dépression à l'intérieur de l'enceinte 10 chute en-dessous d'une valeur donnée, la mise en route du ventilateur 28 est commandée automatiquement afine de rétablir la dépression et la circulation de l'air dans le sense des flèches 46 à l'intérieur de l'enceinte.In the event of a drop in the vacuum prevailing in the
Au cours de certaines manipulations, il est parfois nécessaire de stériliser le milieu contenu dans l'enceinte 10. A cet effet, un stérilisateur 44 peut être raccordé à la canalisation d'entrée 20 en amont du clapet 24.During certain manipulations, it is sometimes necessary to sterilize the medium contained in the
Bien entendu, l'invention, n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple mais en couvre toutes les variantes. Ainsi, le milieu contenu à l'intérieur de l'enceinte peut être différent de l'air atmosphérique. Les canalisations d'entrée et, éventuellement, de sortie sont alors raccordées à des circuits d'alimentation et d'évacuation classiques appropriés.Of course, the invention is not limited to the embodiment which has just been described by way of example but covers all its variants. Thus, the medium contained inside the enclosure can be different from atmospheric air. The inlet and, optionally, outlet pipes are then connected to suitable conventional supply and outlet circuits.
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