EP0956481A1 - Dispositif de separation dynamique de deux zones - Google Patents

Dispositif de separation dynamique de deux zones

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EP0956481A1
EP0956481A1 EP97953952A EP97953952A EP0956481A1 EP 0956481 A1 EP0956481 A1 EP 0956481A1 EP 97953952 A EP97953952 A EP 97953952A EP 97953952 A EP97953952 A EP 97953952A EP 0956481 A1 EP0956481 A1 EP 0956481A1
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EP
European Patent Office
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air
zones
jet
buffer zone
jets
Prior art date
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Application number
EP97953952A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP0956481B1 (fr
Inventor
Jean-Claude Laborde
Victor Manuel Mocho
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UNIR Ultra Propre Nutrition Industrie Recherche
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
UNIR Ultra Propre Nutrition Industrie Recherche
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Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, UNIR Ultra Propre Nutrition Industrie Recherche filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP0956481A1 publication Critical patent/EP0956481A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0956481B1 publication Critical patent/EP0956481B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F9/00—Use of air currents for screening, e.g. air curtains
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F9/00—Use of air currents for screening, e.g. air curtains
    • F24F2009/007—Use of air currents for screening, e.g. air curtains using more than one jet or band in the air curtain

Definitions

  • the invention relates to a device making it possible to ensure the dynamic separation of at least two zones in which different atmospheres prevail, in order to allow the rapid transfer of objects or products from one zone to another, without breaking the confinement.
  • the process according to the invention can be used in many industrial sectors. Thus, this process applies to all industries (agro-food, medical, biotechnology, high technology, nuclear, chemical, etc.) in which it is necessary to maintain different atmospheres in areas communicating with each other to allow passage frequent objects or products.
  • the term "atmosphere” designates in particular the aeraulic conditions, the gas and particulate concentrations, the temperature, the hygrometry, etc.
  • Ventilation protection consists of artificially creating a pressure difference between the two zones, so that the pressure prevailing in a the area to be protected is greater than the pressure prevailing inside a contaminating area.
  • the area to be protected contains a product liable to be contaminated by ambient air
  • a laminar flow which blows outward through the access opening is injected into the area to be protected. this zone.
  • the dynamic confinement is ensured by implementing an extraction ventilation in this contaminated space.
  • a rule of thumb imposes a minimum speed of the ventilated air of 0.5 m / s, in the plane of the opening through which the two zones communicate, in order to avoid transfer contamination in the area to be protected.
  • this ventilation protection technique is not perfect, however, especially in so-called "break-in” situations, that is to say when objects are transferred between the two zones.
  • this type of protection requires treating and controlling, as the case may be, the entire clean area to be protected from the contaminating external atmosphere or the entire contaminated area. When the area to be treated and checked is large, this results in a particularly high equipment and operating cost.
  • this ventilation protection technique only provides one-way protection, that is to say that it only acts when transfers of contamination are only possible in one direction.
  • the air curtain protection technique consists in simultaneously injecting, into the separation zone by which the two zones communicate, a or several clean air jets, adjacent and of the same direction, which form a fictitious gate between the area to be protected and the contaminating area.
  • a plane air jet is broken down into two distinct zones: a transition zone (or core zone) and a development zone.
  • the transition zone corresponds to the central part of the jet, supported on the nozzle through which clean air is injected.
  • the velocity vector is constant.
  • the width of the transition zone gradually decreases as it moves away from the nozzle. This transition zone will be called “dart" in the remainder of the text.
  • the jet development zone is the part of the jet located outside the transition zone. In this jet development zone, the outside air is entrained by the flow of the jet. This results in variations in the speed vector and in air mixing. The entrainment of air by the two faces of the jet, in this development zone, is called "induction". An air jet thus induces, on each of its faces, an air flow which depends in particular on the injection flow rate of the jet considered.
  • the dart of the slow jet is long enough to cover any opening when the width of the injection nozzle of the slow jet is at least equal to 1/6 of the height of the opening to be protected.
  • WO-A-96 24011 Also known from document WO-A-96 24011 is an installation in which a chamber, in which a confined atmosphere prevails, communicates with the same external atmosphere through one or two openings, with which gas curtains are associated.
  • Each gas curtain is formed by a slow jet supported by a rapid jet, as in documents FR-A-2 530 163 and FR-A-2 652 520.
  • the chamber allows the treatment of products continuously, thanks to the injection of a reagent inside. The products pass from the outside atmosphere into the confined atmosphere of the room, to be treated there, before leaving in the outside atmosphere.
  • the subject of the invention is precisely a device for dynamic separation of at least two zones in which different atmospheres prevail, allowing the transfer at a high rate of objects or products between these zones, without breaking the confinement thereof, including in the case where there is a risk of cross contamination between the two areas.
  • a dynamic separation device of at least two zones in which different atmospheres prevail characterized in that it comprises:
  • the expression "with controlled atmosphere” means that all the characteristics of the air present in the buffer zone, such as temperature, humidity, air conditions, gas and particulate concentrations, etc. are controlled.
  • adjacent communicating zones designates, in the assembly formed by the zones to be separated and by the buffer zone or zones, each group of two zones which communicate directly with one another.
  • the device comprises a single buffer zone placed between two zones to be separated, there are two pairs of adjacent communicating zones, each formed from the single buffer zone and from one of the zones to be separated.
  • Each buffer zone thus plays the role of a dynamic airlock between the zones to be separated.
  • the dynamic confinement means which are interposed between each pair of adjacent communicating zones, are such that, in each air curtain, the second jet (rapid) is injected at a rate such as the induced air rate by the face of the second jet in contact with the first jet (slow) is lower or, preferably, substantially equal to half the injection rate of the first jet.
  • each air curtain comprises a relatively slow third jet, in the same direction as the first and second jets and adjacent to the second (rapid) jet, on the side of the buffer.
  • This third jet then comprises a dart which completely closes the communication between the zones and it is injected at a flow rate substantially equal to the injection flow rate of the first jet, so that the air flow rates induced by the faces of the second jet respectively in contact with the first and third jets are less than or, preferably, substantially equal to half of the injection rates thereof.
  • each of the dynamic confinement means comprises at least two nozzles adjacent air supply and a return opening facing the supply nozzles and situated in a plane parallel to them.
  • the supply nozzles and the return outlets are advantageously located in the respective extension of the upper and lower walls of the buffer zone.
  • the buffer zone preferably comprises ventilation, such as a blowing ceiling, associated with injection means delivering clean air in this area.
  • the flow rate of these injection means is then at least equal to the sum of the air flow rates induced by each of the faces of the jets of the air curtains in contact with the buffer zone.
  • the flow rate of the injection means is such that it ensures a minimum speed of 0.1 m / s, relative to the surfaces of the planes of the ends of the buffer zone.
  • the buffer zone can also include a suction mouth distributed over its entire lower wall.
  • the flow rate of the injection means is then at least equal to the sum of the flow rate of air drawn in by the suction mouth and the flow rate of air induced by each of the faces of the air curtain jets in contact with the zone. buffer.
  • the flow rate of the injection means must always ensure a minimum speed of 0.1 m / s, relative to the surfaces of the planes of the ends of the buffer zone.
  • This arrangement corresponds in particular to the case where the buffer zone is used to perform an elementary operation (dosing, packaging, etc.) on the objects or products transferred between the zones to be separated. In the latter case, several buffer zones can be placed in series between the zones to be separated. The air curtains interposed between two buffer zones are then delimited by side walls of width equal to the width of the adjacent air supply nozzles.
  • the air curtains which are interposed between a buffer zone and one of the zones to be separated are delimited by side walls of width at least equal to the maximum thickness of these air curtains.
  • FIG. 1 is a perspective view, which schematically illustrates the use of a single buffer zone for communication between two zones with controlled atmospheres, through two air curtains each formed of two jets of adjacent clean air, according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a perspective view comparable to Figure 1, which illustrates the case where each of the air curtains is formed of three adjacent clean air jets, according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a perspective view, which schematically illustrates the use of several buffer zones in series between two atmospheric zones controlled, with an air curtain inserted between each pair of adjacent communicating zones.
  • FIG. 1 two areas have been designated by the references 10a and 10b respectively in which different atmospheres prevail and between which it is desired to be able to transfer objects or products at high speed, at least in a meaning.
  • these zones 10a and 10b are called “zones to be separated” or “zones with controlled atmospheres”. It will be assumed for example, without limitation, that objects or products must be transferred at a high rate from zone 10a to zone 10b.
  • the zones 10a and 10b are delimited by watertight walls (not shown) and there reigns different atmospheres, that is to say that at least one of the characteristics which notably constitute the gaseous and particulate concentrations, the aeraulic conditions , temperature, humidity, etc. is different from one area to another.
  • the zones 10a and 10b are connected by at least one dynamic separation device which comprises, in the embodiment shown in FIG. 1, a buffer zone 12 through which the zones 10a and 10b communicate .
  • the buffer zone 12 is a zone with controlled atmosphere, that is to say a zone in which various parameters such as the gas and particulate concentration, the aeraulic conditions, the temperature, the hygrometry, etc. are controlled.
  • the dynamic separation device according to the invention further comprises dynamic confinement means, generally designated by the references 14a and 14b in FIG. 1, which are interposed respectively between the zone 10a and the buffer zone 12 and between the zone buffer 12 and zone 10b, that is to say between each pair of adjacent communicating zones of the installation.
  • the dynamic confinement means 14a create a first air curtain 16a between the zone 10a and the buffer zone 12.
  • the dynamic confinement means 14b create a second air curtain 16b between the buffer zone 12 and the zone 10b with controlled atmosphere.
  • the buffer zone 12 is delimited by watertight walls, so as to form a horizontal corridor of rectangular section, which opens at its ends respectively into zone 10a and into zone 10b through air curtains 16a and 16b created by the dynamic confinement means 14a and 14b.
  • the horizontal upper wall of the buffer zone 12 forms a blowing ceiling 18.
  • This blowing ceiling 18 is associated with injection or ventilation means (not shown) which deliver clean air into the buffer zone 12, at a rate determined. As will be seen later, this flow rate depends on the characteristics of the air curtains 16a and 16b and on the possible presence of a suction mouth in the buffer zone 12.
  • the horizontal bottom wall 20 of the buffer zone 12 forms a work surface.
  • a suction mouth can be distributed over this entire bottom wall 20, so as to take up part of the ventilation air flow injected into the buffer zone 12 by the blowing ceiling 18.
  • the buffer zone 12 is delimited by two side walls 22, oriented vertically, parallel to the plane of FIG. 1.
  • the dynamic confinement means 14a and 14b are designed to create air curtains 16a and 16b each formed from two adjacent clean air jets and in the same direction .
  • the dynamic confinement means 14a comprise two air supply nozzles 24a and 26a, which extend transversely over the entire width of the buffer zone 12, in the extension of the blowing ceiling 18, on the side of the zone 10a.
  • the dynamic confinement means 14b comprise two air supply nozzles 24b and 26b, which extend transversely over the entire width of the buffer zone 12, in line with the blowing ceiling 18 on the side of the zone 10b . All the air supply nozzles 24a, 26a, 24b and 26b open into the same horizontal plane, located in the extension of the underside of the blowing ceiling 18.
  • the dynamic confinement means 14a further comprise a horizontal return mouth 28a, disposed opposite the air supply nozzles 24a and 26a and extending over the entire width of the buffer zone 12, in the extension of its lower wall. 20.
  • the dynamic confinement means 14b comprise a horizontal return mouth 28b placed below the air supply nozzles 24b and 26b and extending over the entire width of the buffer zone 12, in the extension of its lower wall 20.
  • Each of the dynamic confinement means 14a and 14b further comprises means (not shown) making it possible to inject air at a speed and at a flow rate controlled, respectively by the air supply nozzles 24a and 26a and by the air supply nozzles 24b and 26b, as well as means (not shown) making it possible to suck, respectively through return nozzles 28a and 28b, all of the air flows injected by the nozzles and of air flows induced.
  • the watertight side walls 22 which delimit the buffer zone 12 extend beyond the ends of this zone over a length at least equal to the maximum thickness of the air curtains 16a and 16b, so as to avoid any rupture of confinement on the lateral edges of the air curtains.
  • FIG. 1 corresponds to the case where each of the air curtains 16a and 16b is formed of two adjacent clean air jets and in the same direction.
  • the two curtains 16a and 16b have identical characteristics which will now be described in more detail.
  • each of the air supply nozzles 24a and 24b delivers a relatively slow jet of clean air, of which only the darts 30a and 30b are shown.
  • each of the air supply nozzles 26a and 26b which are arranged on the side of the blowing ceiling 18 relative to the nozzles 24a and 24b delivers a relatively rapid jet of clean air compared to the jets delivered by the nozzles 24a and 24b. Only the darts 32a and 32b of these relatively fast jets are illustrated in FIG. 1.
  • the relatively slow and relatively fast jets are called respectively "slow jets" and “fast jets” in the rest of the text.
  • the air curtains 16a and 16b also extend over the entire width of the buffer zone, between the side walls 22 thereof.
  • each of the slow jets injected by the nozzles 24a and 24b is dimensioned so that its dart 30a, 30b covers the entire section of the buffer zone, at the ends thereof which open respectively in zones 10a and 10b.
  • This result is obtained by ensuring that the range, or length, of the darts 30a and 30b is at least equal to the height of the buffer zone 12.
  • the injection slot of each of the nozzles 24a and 24b has , parallel to the plane of the figure, a width at least equal to l / 6th and, preferably to l / 5th of the height of the buffer zone 12.
  • the speed of each of the slow jets emitted by the nozzles 24a and 24b is advantageously fixed at 0.5 m / s. Because the length of the darts 30a and 30b of the slow jets is at least equal to the height of the buffer zone 12 and that these jets are relatively slow, the air streams follow the outline of the objects or products which pass through air curtains 16a and 16b, without breaking the confinement.
  • the low speed of the slow jets injected by the nozzles 24 and 24b however has the consequence that these jets, if they were alone, would risk being destabilized by the air or mechanical disturbances which can occur near the air curtains, causing thus breaking the confinement of zones 10a and 10b.
  • the greater speed of these fast jets makes it possible to ensure the stability of the slow jets and, consequently, to improve the efficiency of confinement of the zones 10a and 10b in the event of break-ins through the dynamic barriers formed by each of the curtains.
  • air 16a and 16b By way of non-limiting example, the width of each of the air supply nozzles 26a and 26b of the fast jets can be equal to about 1/40 of that of the air supply nozzles 24a and 24b of the slow jets.
  • the injection rate of each of the fast jets, by the nozzles 26a and 26b is adjusted so that the air flow induced by the faces of these fast jets which are in contact with the slow jets, injected by the nozzles 24a and 24b, either lower or, preferably, substantially equal to half the injection rate of these slow jets.
  • the return vents 28a and 28b ensure the recovery of all the air blown by the supply nozzles under which they are placed, and of all the air entrained by each of the air curtains 16a and 16b.
  • the air recovered by the return grids 28a and 28b can be purified by specific purification means (not shown) before being recycled to the air supply nozzles 24a, 26a; 24b, 26b.
  • the excess air is then discharged outside after a second specific purification.
  • the horizontal orientation of the air supply nozzles which determines a vertical orientation of the air curtains, as well as the horizontal arrangement of the return vents in front of the air curtains, make it possible to optimize the 'barrier effect obtained with the help of each of the dynamic confinement means 14a and 14b.
  • the internal ventilation of the buffer zone 12 provided by the blowing ceiling 18 makes it possible to obtain a purifying effect in this zone.
  • This purifying effect contributes to the efficiency of the dynamic separation of the zones 10a and 10b, in particular in the event of transfer at a high rate of objects or products between these two zones.
  • the air injection rate proper ventilation in the buffer zone 12, by the blowing ceiling 18, is at least equal to the air flow induced by the rapid jets delivered by the nozzles 26a and 26b, on the faces of these rapid jets which are in contact with the buffer zone 12.
  • clean ventilation air is injected into buffer zone 12, through the blowing ceiling 18, at a speed such that the speed of the air relative to the surfaces of the planes at the ends of the buffer zone 12 which emerge in zones 10a and 10b, ie at least equal to 0.1 m / s.
  • the physical characteristics are controlled by appropriate means (not shown), so as to establish and maintain a determined atmosphere in the buffer zone 12
  • This atmosphere may be identical to that prevailing in one of the two zones 10a and 10b or different from these, depending on the application considered.
  • Each of the return vents 28a and 28b has a width substantially equal to the cumulative width of the air supply nozzles 24a and 26a; 24b and 26b respectively.
  • This width can however be adjusted, in particular to take account of certain aeraulic conditions prevailing in zones 10a and 10b, tending to deflect from the vertical the jets forming the air curtains 16a and 16b.
  • the width of the return opening must be increased towards the interior of the buffer zone 12 when the jets forming the air curtain tend to be deflected towards the interior of this zone.
  • FIG. 2 illustrates a second embodiment of the invention, which essentially differs from the embodiment of FIG. 1 in that each of the air curtains, designated by the references 16'a and 16'b, then comprises three adjacent air jets of the same direction.
  • each of the dynamic confinement means, designated by the references 14 'a and 14' b respectively comprises, in addition to the air supply nozzles 24a, 26a and 24b, 26b, a third supply nozzle 34a and 34b, adjacent to the nozzles 26a and 26b respectively on the side of the blowing ceiling 18.
  • the nozzles 34a and 34b extend over the entire width of the buffer zone 12 and their outlet is arranged in the same plane horizontal than that of the other nozzles 24a, 26a; 24b, 26b, that is to say in a horizontal plane coincident with that of the underside of the fan ceiling 18.
  • each of the air supply nozzles 34a, 34b delivers a third jet of clean air, relatively slow compared to the rapid jets emitted by the nozzles 26a and 26b, between this rapid jet and the buffer zone 12.
  • the darts of these third jets are illustrated at 36a and 36b in FIG. 2.
  • the dimensions of the nozzles 34a and 34b are chosen so that the darts 36a and 36b of the third jets of each of the air curtains 16'a and 16'b cover the entire section of the buffer zone 12.
  • the lower slot from each of the nozzles 34a and 34b has, in section parallel to the plane of FIG. 2, a width at least equal to 1/6 and, preferably, to 1/5 of the height of the buffer zone 12.
  • the widths of the nozzles 24a, 34a and 24b, and 34b are the same.
  • the injection rate of the slow jets delivered by the nozzles 34a and 34b is adjusted so as to be substantially equal to the injection rate of the slow jets delivered by the nozzles 24a and 24b.
  • the air flows induced by the faces of the fast jets emitted by the nozzles 26a and 26b, respectively in contact with each of the slow jets of the corresponding air curtain are less than or, preferably substantially equal to half the flow rates injection of these slow jets.
  • each of the return vents 28'a and 28 'b is adapted to the width of the air curtains 16'a and 16'b, so as to be substantially equal to the cumulative width of the nozzles forming these air curtains.
  • this width can be modulated as described above with reference to FIG. 1, when the a Vogellic conditions prevailing in at least one of the zones 10a and 10b tend to deflect the air curtains relative to the vertical.
  • the second embodiment which has just been described briefly with reference to FIG. 2 makes it possible to ensure dynamic confinement in both directions between the buffer zone 12 and each of the zones 10a and 10b.
  • the rate of injection of clean ventilation air through the blowing ceiling 18 can be considerably reduced.
  • the injection rate tion of the air by the blowing ceiling 18 is then at least equal to the air flow rates induced by the slow jets emitted by the injection nozzles 34a and 34b, on the faces of these jets which are in contact with the buffer zone 12 and it is such that it ensures a minimum speed of 0.1 m / s, relative to the surfaces of the planes of the ends of the buffer zone.
  • the buffer zone 12 is a passive zone, in which no operation is carried out on the objects or the products which are transferred between the zones 10a and 10b.
  • the buffer zone 12 is an active zone, that is to say that it is used to perform an elementary operation (dosing, conditioning, etc.) on the objects or the products transferred between zones 10a and 10b.
  • the architecture of the dynamic separation device is then identical to that which has been described previously with reference to Figures 1 and 2.
  • a suction mouth is distributed over the entire bottom wall 20 of the buffer zone 12.
  • the speed suction through this suction mouth varies for example between about 0.1 m / s and about 0.2 m / s.
  • the supply flow rate of the internal ventilation, through the blowing ceiling 18 is then greater and, at least equal to the sum of the air flow rates induced by each of the faces of the air curtains in contact with the buffer zone 12 and the suction flow through the suction mouth.
  • this supply rate of the internal ventilation corresponds to a minimum speed of 0.1 m / s, related to the surfaces of the planes at the ends of the buffer zone.
  • the dynamic separation device comprises several buffer zones 12, arranged in series, through which the zones 10a and 10b communicate.
  • Each of the buffer zones 12 then has characteristics similar to those which have been described previously, and in particular a blowing ceiling 18 and a suction mouth 20 : facing it.
  • dynamic confinement means designated by the references 14a, 14b and 14c are interposed between each pair of adjacent communicating zones. More specifically, the dynamic confinement means 14a are interposed between the zone 10a and the buffer zone 12 which opens into the zone 10a, the dynamic confinement means 14c are interposed between each pair of adjacent buffer zones 12 and the dynamic confinement means 14b are interposed between the zone 10b and the buffer zone 12 which opens into this buffer zone.
  • the dynamic confinement means 14a, 14b and 14c are identical to each other and they may be produced as appropriate in the manner described above with reference to FIG. 1 or in the manner previously described with reference to FIG. 2.
  • the air curtains formed by the means of dynamic confinement 14a and 14b, which separate zones 10a and 10b are delimited laterally by the side walls 22 of the buffer zones considered, which extend into zones 10a and 10b, so as to have a width at least equal to the maximum thickness air curtains considered.
  • the air curtains formed by the dynamic confinement means 14c which separate two consecutive buffer zones 12 are delimited laterally by extensions of the side walls 22 of these buffer zones, over a width equal to the width of the supply nozzles forming these air curtains.
  • the same buffer zone can ensure the dynamic separation of more than two zones 10a, 10b and 10c .
  • one or more openings are formed in at least one of the side walls 22 of the buffer zone considered and each of the openings is controlled by dynamic confinement means 14d whose characteristics are similar to those of the dynamic confinement means 14a and 14b in FIG. 1 or dynamic confinement means 1 'a and 14'b in FIG. 2.

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Description

DISPOSITIF DE SEPARATION DYNAMIQUE DE DEUX ZONES
DESCRIPTION
Domaine technique
L'invention concerne un dispositif permettant d'assurer la séparation dynamique d'au moins deux zones dans lesquelles régnent des ambiances différen- tes, pour permettre le transfert à grande cadence d'objets ou de produits d'une zone à l'autre, sans en rompre le confinement.
Le procédé selon 1 ' invention peut être utilisé dans de nombreux secteurs industriels. Ainsi, ce procédé s'applique à toutes les industries (agro-alimentaires, médicales, biotechnologies, hautes technologies, nucléaires, chimiques, etc.) dans lesquelles il est nécessaire de maintenir des ambiances différentes dans des zones communiquant entre elles pour permettre le passage fréquent d'objets ou de produits. Le terme "ambiance" désigne notamment les conditions aérauliques, les concentrations gazeuse et particulaire, la température, l'hygrométrie, etc..
Etat de la technique
Il existe actuellement deux types de solutions pour assurer la séparation dynamique de deux zones communiquant entre elles afin, par exemple, de permettre l'entrée et la sortie d'objets : la protec- tion par ventilation et la protection par rideau d'air.
La protection par ventilation consiste à créer artificiellement une différence de pression entre les deux zones, pour que la pression régnant dans une zone à protéger soit supérieure à la pression qui règne à l'intérieur d'une zone contaminante. Ainsi, dans le cas où la zone à protéger contient un produit susceptible d'être contaminé par l'air ambiant, on injecte dans la zone à protéger un flux laminaire qui souffle vers l'extérieur au travers de l'ouverture d'accès à cette zone. Dans le cas inverse où il s'agit de protéger le personnel et l'environnement situé à l'extérieur d'un espace contaminé, le confinement dynamique est assuré en mettant en oeuvre une ventilation d'extraction dans cet espace contaminé. Dans l'un et l'autre cas, une règle empirique impose une vitesse minimale de l'air ventilé de 0,5 m/s, dans le plan de l'ouverture par laquelle les deux zones communiquent, afin d'éviter le transfert de la contamination dans la zone à protéger.
L'efficacité de cette technique de protection par ventilation n'est cependant pas parfaite, surtout en situation dite "d'effractions", c'est-à-dire lorsque des objets sont transférés entre les deux zones. De plus, ce type de protection impose de traiter et de contrôler, selon le cas, toute la zone propre à protéger vis-à-vis de l'atmosphère extérieure contaminante ou toute la zone contaminée. Lorsque la zone à traiter et à contrôler est de grandes dimensions, cela entraîne un coût d'équipement et de fonctionnement particulièrement important. Enfin, cette technique de protection par ventilation n'assure qu'une protection à sens unique, c'est-à-dire qu'elle n'agit que lorsque les transferts de contamination ne sont possibles que dans un seul sens.
La technique de protection par rideau d'air consiste à injecter simultanément, dans la zone de séparation par laquelle les deux zones communiquent, un ou plusieurs jets d'air propres, adjacents et de même sens, qui forment une porte fictive entre la zone à protéger et la zone contaminante.
Conformément à la théorie des jets plans turbulents, il est rappelé qu'un jet d'air plan se décompose en deux zones distinctes : une zone de transition (ou zone de coeur) et une zone de développement. La zone de transition correspond à la partie centrale du jet, appuyée sur la buse par laquelle l'air propre est injecté. Dans cette zone, dans laquelle aucun mélange entre l'air injecté et l'air présent de part et d'autre du jet ne se produit, le vecteur vitesse est constant. En section selon un plan perpendiculaire au plan de la zone de séparation, la largeur de la zone de transition diminue progressivement en s 'éloignant de la buse. Cette zone de transition sera appelée "dard" dans la suite du texte.
La zone de développement du jet est la partie de ce dernier située à l'extérieur de la zone de transition. Dans cette zone de développement du jet, l'air extérieur est entraîné par l'écoulement du jet. Cela se traduit par des variations du vecteur vitesse et par un brassage de l'air. L'entraînement de l'air par les deux faces du jet, dans cette zone de dévelop- pement, est appelé "induction". Un jet d'air induit ainsi, sur chacune de ses faces, un débit d'air qui dépend notamment du débit d'injection du jet considéré.
Dans les documents FR-A-2 530 163 et FR-A-2 652 520, il est proposé d'utiliser un rideau d'air pour séparer une zone polluée et une zone propre. Dans les deux cas, le rideau d'air est formé de deux jets d'air propre adjacents et de même sens. De façon plus précise, la séparation dynamique est assurée par un premier jet relativement lent (appelé "jet lent"), dont le dard recouvre en totalité l'ouverture. Le deuxième jet (appelé "jet rapide"), relativement rapide par rapport au jet lent, est installé entre le jet lent et la zone propre. Il a pour fonction de stabiliser le jet lent, par un effet d'aspiration qui plaque ce dernier contre le jet rapide.
Dans ces documents, il est précisé que le dard du jet lent est suffisamment long pour recouvrir toute ouverture lorsque la largeur de la buse d'injection du jet lent est au moins égale à l/6ème de la hauteur de l'ouverture à protéger.
Dans le document FR-A-2 652 520, il est aussi proposé d'injecter simultanément de l'air propre de ventilation, à une température adaptée aux besoins, à l'intérieur de la zone propre à protéger. Il est précisé que cet air propre de ventilation doit être injecté à un débit sensiblement égal au débit induit par la face du jet rapide qui est en contact avec l'air propre de ventilation.
Par ailleurs, dans le document FR-A- 2 659 782, il est proposé d'adjoindre un troisième jet d'air propre relativement lent, aux deux jets d'air propre utilisés dans les documents FR-A-2 530 163 et FR-A-2 652 520, afin que le jet rapide se trouve situé entre deux jets lents adjacents et de même sens. Le débit d'injection de l'air propre de ventilation à l'intérieur de la zone à protéger est alors considérablement diminué, du fait que l'induction dans cette zone est produite par la zone de développement de l'un des jets lents et non plus par la zone de développement du jet rapide comme dans le cas d'un rideau d'air à deux jets. De plus, le confinement dynamique est assuré dans les deux sens, ce qui n'était pas le cas dans les documents précédents.
On connaît aussi, du document WO-A- 96 24011, une installation dans laquelle une chambre, où règne une atmosphère confinée, communique avec une même atmosphère extérieure par une ou deux ouvertures, auxquelles sont associés des rideaux de gaz. Chaque rideau de gaz est formé d'un jet lent soutenu par un jet rapide, comme dans les documents FR-A-2 530 163 et FR-A-2 652 520. La chambre permet le traitement de produits en continu, grâce à l'injection d'un réactif à l'intérieur. Les produits passent de l'atmosphère extérieure dans l'atmosphère confinée de la chambre, pour y être traités, avant de ressortir dans l'atmosphère extérieure.
En dépit des améliorations apportées à la technique du rideau d'air par ces différents documents, le problème du transfert à grande cadence d'objets ou de produits entre deux zones dans lesquelles régnent des ambiances différentes, sans rupture du confinement, n'est résolu de façon satisfaisante par aucun dispositif connu, notamment dans le cas où il existe un risque de contamination croisée entre les deux zones.
Exposé de 1 ' invention
L'invention a précisément pour objet un dispositif de séparation dynamique d'au moins deux zones dans lesquelles régnent des ambiances différentes, autorisant le transfert à grande cadence d'objets ou de produits entre ces zones, sans en rompre le confinement, y compris dans le cas où il existe un risque de contamination croisée entre les deux zones. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un dispositif de séparation dynamique d'au moins deux zones dans lesquelles régnent des ambiances différentes, caractérisé par le fait qu'il comprend :
- au moins une zone tampon, à atmosphère contrôlée, au travers de laquelle les zones à séparer communiquent ;
- des moyens de confinement dynamique interposés entre chaque paire de zones communiquantes adjacentes, pour créer entre ces zones un rideau d'air comprenant un premier jet d'air propre relativement lent, qui comporte un dard obturant totalement la communication entre les zones, et un deuxième jet d'air propre relativement rapide, de même sens que le premier jet et adjacent à celui-ci, du côté de la zone tampon.
L'expression "à atmosphère contrôlée" signifie que toutes les caractéristiques de l'air présent dans la zone tampon, telles que la température, l'hygrométrie, les conditions aérauliques, les concentrations gazeuse et particulaire, etc. sont contrôlées. L'expression "zones communiquantes adjacentes" désigne, dans l'ensemble constitué par les zones à séparer et par la ou les zones tampons, chaque groupe de deux zones qui communiquent directement l'une avec l'autre. Ainsi, dans le cas où le dispositif comprend une seule zone tampon placée entre deux zones à séparer, il existe deux paires de zones communiquantes adjacentes, formées chacune de la zone tampon unique et de l'une des zones à séparer. Lorsque plusieurs zones tampons sont prévues, il existe au moins une autre paire de zones communiquantes adjacentes formée de deux zones tampons. L'aménagement d'une ou plusieurs zones tampons entre les zones à séparer, ainsi que l'agencement de rideaux d'air formés d'au moins deux jets d'air propre entre les zones communiquantes adjacentes, auto- risent le transfert d'objets ou de produits à grande cadence, tout en évitant que des contaminants présents dans l'une quelconque des zones à ambiance contrôlée ne parviennent jusqu'à l'autre zone à ambiance contrôlée, et inversement. Chaque zone tampon joue ainsi le rôle d'un sas dynamique entre les zones à séparer.
De préférence, les moyens de confinement dynamique, qui sont interposés entre chaque paire de zones communiquantes adjacentes, sont tels que, dans chaque rideau d'air, le deuxième jet (rapide) est injecté à un débit tel que le débit d'air induit par la face du deuxième jet en contact avec le premier jet (lent) soit inférieur ou, de préférence, sensiblement égal à la moitié du débit d'injection du premier jet.
Dans une forme de réalisation particulière, ces moyens de confinement dynamique sont tels que chaque rideau d'air comprend un troisième jet relativement lent, de même sens que le premier et le deuxième jets et adjacent au deuxième jet (rapide), du côté de la zone tampon. Ce troisième jet comporte alors un dard qui obture totalement la communication entre les zones et il est injecté à un débit sensiblement égal au débit d'injection du premier jet, afin que les débits d'air induits par les faces du deuxième jet respectivement en contact avec le premier et le troisième jets soient inférieurs ou, de préférence, sensiblement égaux à la moitié des débits d'injection de ceux-ci.
Dans la pratique, chacun des moyens de confinement dynamique comprend au moins deux buses adjacentes d'alimentation en air et une bouche de reprise faisant face aux buses d'alimentation et situées dans un plan parallèle à celles-ci. Les buses d'alimentation et les bouches de reprise sont avanta- geusement situées dans le prolongement respectif des parois supérieure et inférieure de la zone tampon.
Afin d'améliorer encore le comportement du dispositif, notamment en situation d'effractions au travers des rideaux d'air, la zone tampon comprend de préférence une ventilation, telle qu'un plafond soufflant, associée à des moyens d'injection délivrant de l'air propre dans cette zone. Le débit de ces moyens d'injection est alors au moins égal à la somme des débits d'air induits par chacune des faces des jets des rideaux d'air en contact avec la zone tampon. De plus, le débit des moyens d'injection est tel qu'il assure une vitesse minimale de 0,1 m/s, rapportée aux surfaces des plans des extrémités de la zone tampon.
Dans ce cas, la zone tampon peut aussi comprendre une bouche d'aspiration répartie sur toute sa paroi inférieure. Le débit des moyens d'injection est alors au moins égal à la somme du débit d'air aspiré par la bouche d'aspiration et du débit d'air induit par chacune des faces des jets des rideaux d'air en contact avec la zone tampon. De plus, le débit des moyens d'injection doit toujours assurer une vitesse minimale de 0,1 m/s, rapportée aux surfaces des plans des extrémités de la zone tampon. Cet agencement correspond notamment au cas où la zone tampon est utilisée pour effectuer une opération élémentaire (dosage, conditionnement, etc.) sur les objets ou les produits transférés entre les zones à séparer. Dans ce dernier cas, plusieurs zones tampons peuvent être placées en série entre les zones à séparer. Les rideaux d'air interposés entre deux zones tampons sont alors délimités par des parois latérales de largeur égale à la largeur des buses adjacentes d'alimentation en air.
Par ailleurs, quel que soit le nombre des zones tampons qui équipent le dispositif, les rideaux d'air qui sont interposés entre une zone tampon et l'une des zones à séparer sont délimités par des parois latérales de largeur au moins égale à l'épaisseur maximale de ces rideaux d'air.
Brève description des dessins On décrira à présent, à titre d'exemples non limitatifs, différents modes de réalisation de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective, qui illustre de façon schématique l'utilisation d'une zone tampon unique pour assurer la communication entre deux zones à ambiances contrôlées, au travers de deux rideaux d'air formés chacun de deux jets d'air propre adjacents, selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective comparable à la figure 1, qui illustre le cas où chacun des rideaux d'air est formé de trois jets d'air propre adjacents, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; et
- la figure 3 est une vue en perspective, qui illustre schématiquement l'utilisation de plusieurs zones tampons en série entre deux zones à ambiances contrôlées, avec interposition d'un rideau d'air entre chaque paire de zones communiquantes adjacentes.
Exposé détaillé de différents modes de réalisation Sur la figure 1, on a désigné respectivement par les références 10a et 10b deux zones dans lesquelles régnent des ambiances différentes et entre lesquelles on désire pouvoir transférer à grande vitesse des objets ou des produits, au moins dans un sens. Dans l'ensemble du texte, ces zones 10a et 10b sont appelées "zones à séparer" ou "zones à ambiances contrôlées". On supposera par exemple, de façon non limitative, que des objets ou des produits doivent être transférés à grande cadence de la zone 10a vers la zone 10b.
Les zones 10a et 10b sont délimitées par des parois étanches (non représentées) et il y règne des ambiances différentes, c'est-à-dire que l'une au moins des caractéristiques que constituent notamment les concentrations gazeuse et particulaire, les conditions aérauliques, la température, l'hygrométrie, etc. est différente d'une zone à l'autre.
Conformément à l'invention, on relie les zones 10a et 10b par au moins un dispositif de sépara- tion dynamique qui comprend, dans le mode réalisation représenté sur la figure 1, une zone tampon 12 au travers de laquelle les zones 10a et 10b communiquent. Plus précisément, la zone tampon 12 est une zone à atmosphère contrôlée, c'est-à-dire une zone dans laquelle différents paramètres tels que la concentrations gazeuse et particulaire, les conditions aérauliques, la température, l'hygrométrie, etc. sont contrôlés . Le dispositif de séparation dynamique selon 1 ' invention comprend de plus des moyens de confinement dynamique, désignés de façon générale par les références 14a et 14b sur la figure 1, qui sont interposés respectivement entre la zone 10a et la zone tampon 12 et entre la zone tampon 12 et la zone 10b, c'est-à-dire entre chaque paire de zones communiquantes adjacentes de l'installation.
Les moyens de confinement dynamique 14a créent un premier rideau d'air 16a entre la zone 10a et la zone tampon 12. De façon comparable, les moyens de confinement dynamique 14b créent un deuxième rideau d'air 16b entre la zone tampon 12 et la zone 10b à ambiance contrôlée. Comme l'illustre schématiquement la figure
1, la zone tampon 12 est délimitée par des parois étan- ches, de façon à former un couloir horizontal de section rectangulaire, qui débouche par ses extrémités respectivement dans la zone 10a et dans la zone 10b au travers des rideaux d'air 16a et 16b créés par les moyens de confinement dynamique 14a et 14b.
La paroi supérieure horizontale de la zone tampon 12 forme un plafond soufflant 18. Ce plafond soufflant 18 est associé à des moyens d'injection ou de ventilation (non représentés) qui délivrent de l'air propre dans la zone tampon 12, à un débit déterminé. Comme on le verra par la suite, ce débit dépend des caractéristiques des rideaux d'air 16a et 16b et de la présence éventuelle d'une bouche d'aspiration dans la zone tampon 12.
Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1, la paroi inférieure horizontale 20 de la zone tampon 12 forme un plan de travail. En variante, une bouche d'aspiration peut être répartie sur toute cette paroi inférieure 20, de façon à reprendre une partie du flux d'air de ventilation injecté dans la zone tampon 12 par le plafond soufflant 18. En plus de sa paroi supérieure horizontale formant le plafond soufflant 18 et de sa paroi inférieure horizontale 20, la zone tampon 12 est délimitée par deux parois latérales 22, orientées verticalement, parallèlement au plan de la figure 1. Les moyens de confinement dynamique 14a et
14b sont placés dans le prolongement des parois étan- ches qui délimitent la zone tampon 12, de façon à former les rideaux d'air 16a et 16b lorsque ces moyens de confinement sont mis en oeuvre. De façon plus précise, dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 1, les moyens de confinement dynamique 14a et 14b sont conçus pour créer des rideaux d'air 16a et 16b formés chacun de deux jets d'air propre adjacents et de même sens. A cet effet, les moyens de confinement dynamique 14a comprennent deux buses d'alimentation en air 24a et 26a, qui s'étendent transversalement sur toute la largeur de la zone tampon 12, dans le prolongement du plafond soufflant 18, du côté de la zone 10a. De façon comparable, les moyens de confinement dynamique 14b comprennent deux buses d'alimentation en air 24b et 26b, qui s'étendent transversalement sur toute la largeur de la zone tampon 12, dans le prolongement du plafond soufflant 18 du côté de la zone 10b. Toutes les buses d'alimentation en air 24a, 26a, 24b et 26b débouchent dans un même plan horizontal, situé dans le prolongement de la face inférieure du plafond soufflant 18. Les moyens de confinement dynamique 14a comprennent de plus une bouche de reprise horizontale 28a, disposée en face des buses d'alimentation en air 24a et 26a et s ' étendant sur toute la largeur de la zone tampon 12, dans le prolongement de sa paroi inférieure 20. De façon similaire, les moyens de confinement dynamique 14b comprennent une bouche de reprise horizontale 28b placée en dessous des buses d'alimentation en air 24b et 26b et s ' étendant sur toute la largeur de la zone tampon 12, dans le prolongement de sa paroi inférieure 20.
Chacun des moyens de confinement dynamique 14a et 14b comprend de plus des moyens (non représentés) permettant d'injecter de l'air à une vitesse et à un débit contrôlés, respectivement par les buses d'alimentation en air 24a et 26a et par les buses d'alimentation en air 24b et 26b, ainsi que des moyens (non représentés) permettant d'aspirer, respectivement au travers des bouches de reprise 28a et 28b la totalité des débits d'air injectés par les buses et des débits d'air induits.
Comme l'illustre schématiquement la figure 1, les parois latérales étanches 22 qui délimitent la zone tampon 12 se prolongent au-delà des extrémités de cette zone sur une longueur au moins égale à l'épaisseur maximale des rideaux d'air 16a et 16b, de façon à éviter toute rupture de confinement sur les bords latéraux des rideaux d'air.
Comme on l'a déjà indiqué, le mode de réa- lisation de la figure 1 correspond au cas où chacun des rideaux d'air 16a et 16b est formé de deux jets d'air propre adjacents et de même sens. Les deux rideaux d'air 16a et 16b présentent des caractéristiques identiques qui vont à présent être décrites plus en détail.
Lorsque les moyens de confinement dynamique 14a et 14b sont mis en oeuvre, chacune des buses d'ali- mentation en air 24a et 24b délivre un jet d'air propre relativement lent, dont seuls les dards 30a et 30b sont représentés. Par ailleurs, chacune des buses d'alimentation en air 26a et 26b, qui sont disposées du côté du plafond soufflant 18 par rapport aux buses 24a et 24b délivre un jet d'air propre relativement rapide par rapport aux jets délivrés par les buses 24a et 24b. Seuls les dards 32a et 32b de ces jets relativement rapides sont illustrés sur la figure 1. Pour simplifier, les jets relativement lents et relativement rapi- des sont appelés respectivement "jets lents" et "jets rapides" dans la suite du texte.
Etant donné que les buses d'alimentation en air, 24a, 26a, 24b et 26b s'étendent sur toute la largeur de la zone tampon 12, les rideaux d'air 16a et 16b, s'étendent également sur toute la largeur de la zone tampon, entre les parois latérales 22 de celle-ci.
Comme on l'a illustré schématiquement sur la figure 1, chacun des jets lents injectés par les buses 24a et 24b est dimensionné afin que son dard 30a, 30b couvre toute la section de la zone tampon, aux extrémités de celle-ci qui débouchent respectivement dans les zones 10a et 10b. Ce résultat est obtenu en faisant en sorte que la portée, ou longueur, des dards 30a et 30b soit au moins égale à la hauteur de la zone tampon 12. A cet effet, la fente d'injection de chacune des buses 24a et 24b présente, parallèlement au plan de la figure, une largeur au moins égale à l/6ème et, de préférence à l/5ème de la hauteur de la zone tampon 12. Par ailleurs, de façon à éviter au maximum les turbulences et pour des raisons économiques, la vitesse de chacun des jets lents émis par les buses 24a et 24b est fixée avantageusement à 0,5 m/s. Du fait que la longueur des dards 30a et 30b des jets lents est au moins égale à la hauteur de la zone tampon 12 et que ces jets sont relativement lents, les filets d'air suivent le contour des objets ou des produits qui passent au travers des rideaux d'air 16a et 16b, sans rupture du confinement.
La faible vitesse des jets lents injectés par les buses 24 et 24b a cependant pour conséquence que ces jets, s'ils étaient seuls, risqueraient d'être déstabilisés par les perturbations aérauliques ou mécaniques qui peuvent se produire près des rideaux d'air, entraînant ainsi la rupture du confinement des zones 10a et 10b. C'est pourquoi l'on adjoint à chacun des jets lents les jets rapides injectés par les buses 26a et 26b. La plus grande vitesse de ces jets rapides permet d'assurer la stabilité des jets lents et, par conséquent, d'améliorer l'efficacité du confinement des zones 10a et 10b en situation d'effractions au travers des barrières dynamiques formées par chacun des rideaux d'air 16a et 16b. A titre d'exemple nullement limitatif, la largeur de chacune des buses d'alimentation en air 26a et 26b des jets rapides peut être égale à environ l/40ème de celle des buses d'alimentation en air 24a et 24b des jets lents.
De préférence, afin d'optimiser l'effet barrière assuré par les rideaux d'air 16a et 16b, le débit d'injection de chacun des jets rapides, par les buses 26a et 26b est réglé afin que le débit d'air induit par les faces de ces jets rapides qui sont en contact avec les jets lents, injectés par les buses 24a et 24b, soit inférieur ou, de préférence, sensiblement égal à la moitié du débit d'injection de ces jets lents . Comme on l'a déjà noté, les bouches de reprise 28a et 28b assurent la récupération de tout l'air soufflé par les buses d'alimentation sous lesquelles elles sont placées, et de tout l'air entraîné par chacun des rideaux d'air 16a et 16b. Dans la pratique, l'air récupéré par les grilles de reprise 28a et 28b peut être épuré par des moyens d'épuration spécifiques (non représentés) avant d'être recyclés vers les buses d'alimentation en air 24a, 26a; 24b, 26b. L'excédent d'air est alors rejeté à l'extérieur après une seconde épuration spécifique.
Il est à noter que l'orientation horizontale des buses d'alimentation en air, qui détermine une orientation verticale des rideaux d'air, ainsi que la disposition horizontale des bouches de reprise en face des rideaux d'air, permettent d'optimiser l'effet barrière obtenu à 1 ' aide de chacun des moyens de confinement dynamique 14a et 14b.
Par ailleurs, la ventilation interne de la zone tampon 12 assurée par le plafond soufflant 18 per- met d'obtenir un effet epurateur dans cette zone. Cet effet epurateur contribue à l'efficacité de la séparation dynamique des zones 10a et 10b, notamment en cas de transfert à grande cadence d'objets ou de produits entre ces deux zones. De façon plus précise, dans la forme de réalisation de la figure 1 dans laquelle chacun des rideaux d'air 16a et 16b est formé de deux jets adjacents et de même sens, le débit d'injection d'air propre de ventilation dans la zone tampon 12, par le plafond soufflant 18, est au moins égal au débit d'air induit par les jets rapides délivrés par les buses 26a et 26b, sur les faces de ces jets rapides qui sont en contact avec la zone tampon 12. De plus, l'air propre de ventilation est injecté dans la zone tampon 12, au travers du plafond soufflant 18, à une vitesse telle que la vitesse de l'air rapportée aux surfaces des plans des extrémités de la zone tampon 12 qui débou- chent dans les zones 10a et 10b, soit au moins égale à 0, 1 m/s.
Il est à noter par ailleurs que les caractéristiques physiques (température, humidité relative, concentrations gazeuse et particulaire, etc.) sont contrôlées par des moyens appropriés (non représentés) , de façon à établir et à maintenir une atmosphère déterminée dans la zone tampon 12. Cette atmosphère peut être identique à celle qui règne dans l'une des deux zones 10a et 10b ou différente de celles-ci, selon l'application considérée.
Chacune des bouches de reprise 28a et 28b présente une largeur sensiblement égale à la largeur cumulée des buses d'alimentation en air 24a et 26a ; 24b et 26b respectivement. Cette largeur peut toutefois être modulée, notamment pour tenir compte de certaines conditions aérauliques régnant dans les zones 10a et 10b, tendant à dévier de la verticale les jets formant les rideaux d'air 16a et 16b. Ainsi, il est souhaitable de diminuer la largeur de la bouche de reprise corres- pondante, vers l'intérieur de la zone tampon 12, lorsque les jets formant le rideau d'air ont tendance à être déviés vers l'extérieur de cette zone. A l'inverse, la largeur de la bouche de reprise doit être augmentée vers l'intérieur de la zone tampon 12 lorsque les jets formant le rideau d'air ont tendance à être déviés vers l'intérieur de cette zone.
La figure 2 illustre un deuxième mode de réalisation de l'invention, qui diffère essentiellement du mode de réalisation de la figure 1 par le fait que chacun des rideaux d'air, désignés par les références 16'a et 16'b, comporte alors trois jets d'air propre adjacents et de même sens. A cet effet, chacun des moyens de confinement dynamique, désignés par les références 14 'a et 14 'b, comprend respectivement, en plus des buses d'alimentation en air 24a, 26a et 24b, 26b, une troisième buse d'alimentation 34a et 34b, adjacente respective- ment aux buses 26a et 26b du côté du plafond soufflant 18. De façon plus précise, les buses 34a et 34b s'étendent sur toute la largeur de la zone tampon 12 et leur sortie est disposée dans le même plan horizontal que celle des autres buses 24a, 26a; 24b, 26b, c'est-à-dire dans un plan horizontal confondu avec celui de la face inférieure du plafond soufflant 18.
Lorsque les moyens de confinement dynamique 14 'a et 14 'b sont mis en oeuvre, chacune des buses d'alimentation en air 34a, 34b délivre un troisième jet d'air propre, relativement lent par rapport aux jets rapides émis, par les buses 26a et 26b, entre ce jet rapide et la zone tampon 12. Les dards de ces troisièmes jets sont illustrés en 36a et 36b sur la figure 2.
Les dimensions des buses 34a et 34b sont choisies afin que les dards 36a et 36b des troisièmes jets de chacun des rideaux d'air 16'a et 16'b recouvrent toute la section de la zone tampon 12. A cet effet, la fente inférieure de chacune des buses 34a et 34b présente, en section parallèlement au plan de la figure 2, une largeur au moins égale à l/6ème et, de préférence, à l/5ème de la hauteur de la zone tampon 12. Dans la pratique, les largeurs des buses 24a, 34a et 24b, et 34b sont les mêmes.
Dans le deuxième mode de réalisation de l'invention illustré sur la figure 2, le débit d'injection des jets lents délivrés par les buses 34a et 34b est réglé de façon à être sensiblement égal au débit d'injection des jets lents délivrés par les buses 24a et 24b. Ainsi, les débits d'air induits par les faces des jets rapides émis par les buses 26a et 26b, respectivement en contact avec chacun des jets lents du rideau d'air correspondant, sont inférieurs ou, de préférence sensiblement égaux à la moitié des débits d'injection de ces jets lents.
Comme on l'a également illustré sur la figure 2, la largeur de chacune des bouches de reprise 28'a et 28 'b est adaptée à la largeur des rideaux d'air 16'a et 16'b, afin d'être sensiblement égale à la largeur cumulée des buses formant ces rideaux d'air. Bien entendu, cette largeur peut être modulée comme on l'a décrit précédemment en référence à la figure 1, lorsque les conditions aérauliques régnant dans au moins l'une des zones 10a et 10b tendent à faire dévier les rideaux d'air par rapport à la verticale.
La deuxième forme de réalisation qui vient d'être décrite brièvement en se référant à la figure 2 permet d'assurer un confinement dynamique dans les deux sens entre la zone tampon 12 et chacune des zones 10a et 10b. De plus, le débit d'injection de l'air propre de ventilation par le plafond soufflant 18 peut être considérablement diminué. En effet, le débit d'injec- tion de l'air par le plafond soufflant 18 est alors au moins égal aux débits d'air induits par les jets lents émis par les buses d'injection 34a et 34b, sur les faces de ces jets qui sont en contact avec la zone tampon 12 et il est tel qu'il assure une vitesse minimale de 0,1 m/s, rapportée aux surfaces des plans des extrémités de la zone tampon.
Dans les modes de réalisation décrits précédemment en se référant aux figures 1 et 2, la zone tampon 12 est une zone passive, dans laquelle aucune opération n'est effectuée sur les objets ou les produits qui sont transférés entre les zones 10a et 10b.
Dans d'autres modes de réalisation de l'invention, la zone tampon 12 est une zone active, c'est-à-dire qu'elle est utilisée pour effectuer une opération élémentaire (dosage, conditionnement, etc.) sur les objets ou les produits transférés entre les zones 10a et 10b.
L'architecture du dispositif de séparation dynamique est alors identique à celui qui a été décrit précédemment en se référant aux figures 1 et 2. Toutefois, une bouche d'aspiration est répartie sur toute la paroi inférieure 20 de la zone tampon 12. La vitesse d'aspiration au travers de cette bouche d'aspiration varie par exemple entre environ 0,1 m/s et environ 0,2 m/s. Le débit d'alimentation de la ventilation interne, au travers du plafond soufflant 18 est alors plus important et, au moins égal à la somme des débits d'air induits par chacune des faces des rideaux d'air en contact avec la zone tampon 12 et du débit d'aspiration au travers de la bouche d'aspiration.
De plus, il convient de s'assurer que ce débit d'alimentation de la ventilation interne correspond à une vitesse minimale de 0,1 m/s, rapportée aux surfaces des plans des extrémités de la zone tampon.
Il est à noter que les débits de ventila- tion par le plafond soufflant 18 et de reprise par la bouche d'aspiration peuvent être plus importants. Toutefois, le coût de fonctionnement de l'installation est alors plus élevé.
Comme on l'a représenté schématiquement sur la figure 3, plusieurs opérations élémentaires successives (dosage, conditionnement, etc.) peuvent être effectuées entre les zones 10a et 10b, lors du transfert des objets ou des produits. Dans ce cas, le dispositif de séparation dynamique selon l'invention comprend plusieurs zones tampons 12, agencées en série, au travers desquelles les zones 10a et 10b communiquent. Chacune des zones tampons 12 présente alors des caractéristiques analogues à celles qui ont été décrites précédemment, et notamment un plafond soufflant 18 et une bouche d'aspiration 20: lui faisant face.
Dans ce cas, des moyens de confinement dynamique désignés par les références 14a, 14b et 14c sont interposés entre chaque paire de zones communiquantes adjacentes. Plus précisément, les moyens de confinement dynamique 14a sont interposés entre la zone 10a et la zone tampon 12 qui débouche dans la zone 10a, les moyens de confinement dynamique 14c sont interposés entre chaque paire de zones tampons 12 adjacentes et les moyens de confinement dynamique 14b sont interposés entre la zone 10b et la zone tampon 12 qui débouche dans cette zone tampon.
Les moyens de confinement dynamique 14a, 14b et 14c sont identiques les uns aux autres et ils peuvent être réalisés selon le cas de la manière décrite précédemment en se référant à la figure 1 ou de la manière décrite précédemment en se référant à la figure 2. Comme on l'a décrit précédemment, les rideaux d'air formés par les moyens de confinement dynamique 14a et 14b, qui séparent les zones 10a et 10b sont délimités latéralement par les parois latérales 22 des zones tampons considérés, qui se prolongent dans les zones 10a et 10b, de façon à présenter une largeur au moins égale à l'épaisseur maximale des rideaux d'air considérés .
En revanche, les rideaux d'air formés par les moyens de confinement dynamique 14c qui séparent deux zones tampons 12 consécutives sont délimités latéralement par des prolongements des parois latérales 22 de ces zones tampons, sur une largeur égale à la largeur des buses d'alimentation formant ces rideaux d' air. Comme on l'a illustré à titre d'exemple dans le cas de la zone tampon 12 centrale sur la figure 3, il est à noter qu'une même zone tampon peut assurer la séparation dynamique de plus de deux zones 10a, 10b et 10c. Dans ce cas, une ou plusieurs ouvertures sont formées dans au moins l'une des parois latérales 22 de la zone tampon considérée et chacune des ouvertures est contrôlée par des moyens de confinement dynamique 14d dont les caractéristiques sont analogues à celles des moyens de confinement dynamique 14a et 14b sur la figure 1 ou des moyens de confinement dynamique 1 'a et 14'b sur la figure 2.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de séparation dynamique d'au moins deux zones (10a, 10b) dans lesquelles régnent des ambiances différentes, caractérisé par le fait qu'il comprend :
- au moins une zone tampon (12), à atmosphère contrôlée, au travers de laquelle les zones à séparer communiquent ; - des moyens de confinement dynamique (14a, 14b,
14 'a, 1 'b) interposés entre chaque paire de zones communiquantes adjacentes, pour créer entre ces zones un rideau d'air ( 16a, 16b, 16 ' a, 16 ' b) comprenant un premier jet d'air propre relativement lent, qui comporte un dard (30a, 30b) obturant totalement la communication entre les zones, et un deuxième jet d'air propre relativement rapide, de même sens que le premier jet et adjacent à celui-ci, du côté de la zone tampon (12) .
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens de confinement dynamique
(14a, 14b, 14 ' a, 14 'b) sont tels que, dans chaque rideau d'air ( 16a, 16b, 16 ' a, 16 ' b) , le deuxième jet est injecté à un débit tel que le débit d'air induit par la face du deuxième jet en contact avec le premier jet soit au plus sensiblement égal à la moitié du débit d'injection du premier jet.
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel les moyens de confinement dynamique (14a, 14b, 14 ' a, 14 'b) sont tels que, dans chaque rideau d'air, le deuxième jet est injecté à un débit tel que le débit d'air induit par la face du deuxième jet en contact avec le premier jet soit sensiblement égal à la moitié du débit d'injection du premier jet.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel lesdits moyens de confinement dynamique (14'a,14'b) sont tels que chaque rideau d'air (16'a, 16'b) comprend un troisième jet relativement lent, de même sens que le premier et le deuxième jets et adjacent au deuxième jet, du côté de la zone tampon (12), le troisième jet comportant un dard (36a, 36b) qui obture totalement la communication entre les zones et étant injecté à un débit sensiblement égal au débit d'injection du premier jet, afin que les débits d'air induits par les faces du deuxième jet respectivement en contact avec le premier et le troi- sième jets soient au plus sensiblement égaux à la moitié des débits d'injection de ceux-ci.
5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les moyens de confinement dynamique (14 'a, 14 'b) sont tels que, dans chaque rideau d'air, les débits d'air induits par les faces du deuxième jet respectivement en contact avec le premier et le troisième jets sont sensiblement égaux à la moitié des débits d'injection de ceux-ci.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chacun desdits moyens de confinement dynamique comprend au moins deux buses adjacentes (24a, 26a, 34a, 24b, 26b, 34b) d'alimentation en air et une bouche de reprise (28a, 28b, 28 ' a, 28 'b) se faisant face et situés dans deux plans parallèles.
7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel les buses d'alimentation (24a, 26a, 34a, 24b, 26b, 34b) et les bouches de reprise (28a, 28b, 28 ' a, 28 ' b) sont situées dans le prolongement respectif d'une paroi supérieure et d'une paroi inférieure (20) de la zone tampon (12 ) .
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la zone tampon
(12) comprend une ventilation (18) associée à des moyens d'injection, délivrant de l'air propre dans la zone tampon, à un débit au moins égal à la somme des débits d'air induits par chacune des faces des jets des rideaux d'air (16a, 16b, 16 ' a, 16 ' b) en contact avec la zone tampon (12), le débit des moyens d'injection étant tel qu'il assure une vitesse minimale de 0,1 m/s, rapportée aux surfaces des plans des extrémités de la zone tampon.
9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel la ventilation comprend un plafond soufflant (18) .
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, dans lequel la zone tampon (12) comprend une bouche d'aspiration (20') répartie sur toute sa paroi inférieure (20), le débit des moyens d'injection étant au moins égal à la somme du débit d'air de la bouche d'aspiration (20') et du débit d'air induit par chacune des faces des jets des rideaux d'air en contact avec la zone tampon (12) .
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel plusieurs zones tampons (12), constituées de parois latérales (22), sont placées en série entre les zones à séparer (10a, 10b), les rideaux d'air interposés entre deux zones tampons (12) étant délimités par la continuité des parois latérales (22), et les rideaux d'air interposés entre une zone tampon (12) et l'une des zones (10a, 10b) à séparer sont prolongés par des parois latérales de largeur au moins égale à l'épaisseur maximale de ces rideaux d'air.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel une seule zone tampon (12) constituée de parois latérales (22) est interposée entre les zones à séparer (10a, 10b), les rideaux d'air étant prolongés par une partie des parois latérales (22) de largeur au moins égale à l'épaisseur maximale de ces rideaux d'air.
13. Dispositif selon l'une au moins des revendications 1 à 12, dans lequel l'une au moins des zones tampon est munie de plus de deux ouvertures.
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