FR2667021A1 - FILTER FOR PURIFYING AIR FROM AN AIR CHANNEL TO THE COCKPIT OF A MOTOR VEHICLE. - Google Patents
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Abstract
L'invention propose un filtre pour purifier l'air amené par un canal d'air à l'habitacle d'un véhicule automobile, le filtre étant précédé, du côté d'air entrant, d'une grille métallique qui peut être raccordée à un pôle de tension électrique. Afin que le filtre qui retient les impuretés gazeuses de l'air puisse être régénéré rapidement avant l'atteinte de sa capacité maximale d'absorption, le filtre (5) présente au moins une couche de charbon actif (12), et la grille (14) est constituée d'un fil de résistance qui se réchauffe fortement lors de l'application d'une tension électrique, la chaleur ainsi produite étant délivrée au flux passant d'air (A), et transmise à la couche de charbon actif (12), de façon répartie.The invention proposes a filter for purifying the air supplied by an air channel to the passenger compartment of a motor vehicle, the filter being preceded, on the incoming air side, by a metal grille which can be connected to an electric voltage pole. So that the filter which retains gaseous impurities in the air can be regenerated quickly before reaching its maximum absorption capacity, the filter (5) has at least one layer of activated carbon (12), and the grid ( 14) consists of a resistance wire which heats up greatly when an electrical voltage is applied, the heat thus produced being delivered to the passing air flow (A), and transmitted to the activated carbon layer ( 12), in a distributed fashion.
Description
Filtre pour purifier l'air amené par un canal d'air à l'habitacle d'unFilter to purify the air supplied by an air channel to the passenger compartment of a
véhicule automobile La présente invention concerne un filtre pour purifier l'air amené par un canal d'air à l'habitacle d'un véhicule automobile, le filtre étant précédé, du côté d'air entrant, d'une grille métallique motor vehicle The present invention relates to a filter for purifying the air supplied by an air channel to the passenger compartment of a motor vehicle, the filter being preceded, on the incoming air side, by a metal grid.
qui peut être raccordée à un pôle de tension électrique. which can be connected to an electrical voltage pole.
On connaît un tel filtre par la demande de brevet allemand DE-A 63 764; il y est réalisé sous la forme d'un filtre f in, qui est Such a filter is known from the German patent application DE-A 63 764; it is made there in the form of a filter f in, which is
précédé d'un filtre grossier et suivi d'un filtre retenant les compo- preceded by a coarse filter and followed by a filter retaining the components
sants toxiques Le filtre fin présente, tant du côté d'air entrant que du côté d'air sortant, une grille fixant le matériau filtrant, chaque grille étant reliée à un pôle d'une source de tension électrique, afin toxic health The fine filter has, both on the incoming air side and on the outgoing air side, a grid fixing the filtering material, each grid being connected to a pole of an electrical voltage source, so
de bénéficier d'un effet supplémentaire de séparation électrique. benefit from an additional electrical separation effect.
Un filtre retenant les composants toxiques et odorants de l'air- A filter retaining the toxic and odorous components of the air-
ne présente, de même que d'autres filtres séparant des particules pul- does not present, like other filters separating pulp particles
vérulentes, qu'une capacité limitée d'absorption, et il doit donc être remplacé ou régénéré à des intervalles de temps donnés La présente verulent, only a limited absorption capacity, and it must therefore be replaced or regenerated at given time intervals.
invention a pour but d'indiquer un moyen simple pour qu'un filtre re- object of the invention is to indicate a simple means for a filter to
tenant des impuretés gazeuses de l'air, dont la capacité d'absorption est au moins partiellement épuisée, soit remis rapidement en état de disponibilité pour l'absorption, avec des moyens simples et un faible containing gaseous impurities from the air, the absorption capacity of which is at least partially exhausted, is quickly returned to a state of availability for absorption, with simple means and a low
coût, afin de pouvoir ainsi retarder l'instant de remplacement. cost, so that the replacement time can be delayed.
Pour un filtre du type mentionné en introduction, l'invention atteint ce but par le fait que le filtre présente au moins une couche de charbon actif, et la grille est constituée d'un fil de résistance, For a filter of the type mentioned in the introduction, the invention achieves this object by the fact that the filter has at least one layer of activated carbon, and the grid consists of a resistance wire,
qui peut être placé à une tension électrique et se réchauffe alors forte- which can be placed at an electrical voltage and then warms strongly
ment, et que la chaleur ainsi produite est délivrée au flux passant d'ait ment, and that the heat thus produced is delivered to the passing flow of a
et transmise à la couche de charbon actif, de façon répartie. and transmitted to the layer of activated carbon, in a distributed manner.
Certes, on sait déjà par le brevet allemand DE-C 35 17 105 qu'afin de séparer des composants toxiques et odorants de l'air, on Admittedly, we already know from the German patent DE-C 35 17 105 that in order to separate toxic and odorous components from the air, we
peut utiliser un filtre pourvu d'une charge de charbon actif, et ré- can use a filter with a charge of activated carbon, and
chauffer le filtre par des éléments chauffants électriques afin d'obtenir une meilleure désorption; mais les éléments chauffants, constitués de barreaux chauffants individuels, sont encastrés dans la heat the filter by electric heating elements in order to obtain better desorption; but the heating elements, consisting of individual heating bars, are embedded in the
charge de charbon actif et tournent conjointement avec le filtre rota- charge of activated carbon and rotate together with the rotary filter
tif, de sorte que l'enclenchement par zones des éléments chauffants, tif, so that the zone engagement of the heating elements,
qui se trouvent dans le flux de désorption, est difficile à configu- which are in the desorption flow, is difficult to configure
rer, et qu'on ne peut en outre pas garantir que la couche de charbon which cannot be guaranteed that the layer of carbon
actif, précédant du côté d'air entrant les éléments chauffants exté- active, preceding on the incoming air side the external heating elements
rieurs, atteindra une température déclenchant un processus de désorp- laughs, will reach a temperature triggering a process of desor-
tion suffisant.sufficient.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, la grille est constituée d'une multiplicité de fils, qui s'étendent parallèlement entre eux et qui sont mutuellement reliés, aux deux extrémités, par des fils collecteurs respectifs munis d'un raccordement électrique, de According to an exemplary embodiment of the invention, the grid consists of a multiplicity of wires, which extend parallel to each other and which are mutually connected, at the two ends, by respective collecting wires provided with an electrical connection, of
sorte que la couche avoisinante de charbon actif, généralement encas- so that the surrounding layer of activated carbon, usually embedded
trée dans un mat du genre non-tissé, reçoit un soutien satisfaisant. placed in a non-woven mat, receives satisfactory support.
Mais la grille peut aussi être formée par un fil s'étendant en But the grid can also be formed by a wire extending in
méandres, dont les deux extrémités présentent un raccordement élec- meanders, both ends of which have an electrical connection
trique Cette forme de réalisation se distingue par un réchauffement trique This embodiment is distinguished by a warming
particulièrement uniforme de la couche de charbon actif. particularly uniform layer of activated carbon.
Selon une configuration supplémentaire de l'invention, la grille According to an additional configuration of the invention, the grid
peut constituer une paroi de délimitation du filtre et, lors du rem- may constitute a wall delimiting the filter and, when replacing
placement du filtre, être déposée conjointement avec ce dernier Le filtre est ainsi stabilisé Dans ce contexte, il est avantageux de réaliser les raccordements électriques sous forme de connecteurs à enfichage ou d'accouplements, la liaison électrique avec l'élément complémentaire respectif s'effectuant alors automatiquement lors de la placement of the filter, be deposited together with the latter The filter is thus stabilized In this context, it is advantageous to make the electrical connections in the form of plug-in connectors or couplings, the electrical connection with the respective complementary element being effected then automatically when
mise en place du filtre.installation of the filter.
Un agencement économique, répondant aux exigences, est obtenu si la grille constitue une paroi de délimitation du filtre, qui reste An economical arrangement, meeting the requirements, is obtained if the grid constitutes a wall delimiting the filter, which remains
dans le canal d'air lors du remplacement du filtre. in the air channel when replacing the filter.
Le courant électrique pour le réchauffement de la grille peut être fourni par la batterie ou l'alternateur du véhicule, et/ou par une source externe de courant électrique, cette dernière possibilité The electric current for the heating of the grid can be provided by the battery or the alternator of the vehicle, and / or by an external source of electric current, the latter possibility
de fourniture de courant étant principalement utilisée lorsque le vé- of power supply being mainly used when the
hicule automobile se trouve dans un atelier en vue de réaliser des automobile vehicle is in a workshop to carry out
travaux d'inspection.inspection work.
Selon un exemple de réalisation simple de l'invention, l'ordre According to a simple embodiment of the invention, the order
d'enclenchement du chauffage de la grille peut être donné par un or- the grid heating can be given by an or-
gane de commutation qui peut être actionné à volonté Mais l'ordre switching gane which can be operated at will But the order
d'enclenchement du chauffage de la grille peut aussi être donné auto- the grid heating can also be given automatically
matiquement à des intervalles de temps prédéterminés, de préférence pendant des temps d'arrêt du véhicule automobile Dans les deux modes de déclenchement, il est opportun que le chauffage ne soit enclenché que pendant une durée fixée L'intervalle de temps prédéterminé entre deux processus de réchauffage est de préférence fonction de la durée matically at predetermined time intervals, preferably during stopping times of the motor vehicle In both triggering modes, it is expedient that the heating is only switched on for a fixed duration The predetermined time interval between two processes of reheating is preferably a function of the duration
de service du filtre; dans des modes de réalisation à filtre contour- filter service; in embodiments with contour filter-
nable ou pivotant en position de non-utilisation, il faut tenir compte level or swivel in the non-use position, it must be taken into account
dans la détermination de la durée de service des périodes de non- in determining the length of service for periods of non-use
utilisation du filtre.use of the filter.
Afin que la contamination de l'habitacle reste faible, l'air quittant le filtre est, au moins pendant la période de chauffage de la grille, dirigé directement vers l'extérieur, en contournant l'habitacle Cela peut être obtenu tout en conservant la direction d'écoulement de l'air, en prévoyant un clapet qui, lors de l'isolement de l'écoulement vers l'habitacle, dégage une ouverture débouchant par So that the contamination of the passenger compartment remains low, the air leaving the filter is, at least during the period of heating of the grille, directed directly towards the outside, bypassing the passenger compartment. This can be obtained while preserving the air flow direction, by providing a valve which, when the flow towards the passenger compartment is isolated, releases an opening opening out through
exemple dans le compartiment-moteur. example in the engine compartment.
L'habitacle ne sera également pas contaminé si l'on fait passer The passenger compartment will also not be contaminated if we pass
l'air à travers le filtre, éventuellement avec le soutien d'une souf- air through the filter, possibly with the support of a blower
flante de chauffage, à l'encontre de l'écoulement d'air régnant pen- floating heating, against the prevailing air flow
dant le fonctionnement en adsorption Cela peut être réalisé sans mo- during adsorption operation This can be done without modifying
dification du parcours d'écoulement de l'air si, pendant la phase de désorption, la soufflante de chauffage tourne avec un sens de rotation inversé, specification of the air flow path if, during the desorption phase, the heating fan rotates with an opposite direction of rotation,
L'exposé qui suit décrit plus en détail un exemple de réalisa- The following description describes in more detail an example of realization
tion de l'invention à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: tion of the invention using the accompanying drawings, in which:
la figure 1 est une vue de côté fortement simplifiée d'un dispo- FIG. 1 is a greatly simplified side view of an arrangement
sitif de chauffage doté d'un filtre liant les substances gazeuses no- heating sitive fitted with a filter binding the gaseous substances no
cives et odorantes, la figure 2 représente un premier exemple de réalisation d'une configuration de grille, et la figure 3 représente une seconde configuration de grille, en cives and odorous, FIG. 2 represents a first example of embodiment of a grid configuration, and FIG. 3 represents a second configuration of grid, in
forme de méandres.form of meanders.
Selon la figure 1, un véhicule automobile 1 simplement suggéré est muni d'un dispositif de chauffage 3 monté en avant de l'habitacle 2 et qui présente, en plus d'un échangeur de chaleur de chauffage 4, un filtre 5 D'une manière non représentée, un évaporateur pourrait en According to Figure 1, a motor vehicle 1 simply suggested is provided with a heating device 3 mounted in front of the passenger compartment 2 and which has, in addition to a heating heat exchanger 4, a filter 5 Of not shown, an evaporator could
outre être prévu, afin d'obtenir une installation de climatisation. in addition to being planned, in order to obtain an air conditioning installation.
Lorsque le véhicule automobile 1 est utilisé en atmosphère exempte de substances nocives ou pauvre en substances nocives, l'air extérieur s'écoule à l'encontre de l'écoulement d'air désigné par des flèches "A" entre le pare-brise 6 et le capot-moteur 7, vers une admission When the motor vehicle 1 is used in an atmosphere free of harmful substances or poor in harmful substances, the outside air flows against the air flow designated by arrows "A" between the windshield 6 and the engine cover 7, towards an intake
d'air 8 retenant les impuretés grossières, qui est suivie d'un sépara- of air 8 retaining coarse impurities, which is followed by a separation
teur d'eau 9 En contournant le filtre 5, et avec le soutien éventuel d'une soufflante de chauffage 10, l'air atteint l'échangeur de chaleur de chauffage 4, puis se divise et s'écoule vers l'habitacle 2 par des water bypassing the filter 5, and with the possible support of a heating blower 10, the air reaches the heating heat exchanger 4, then divides and flows towards the passenger compartment 2 by of
ouvertures de sortie 11 placées à différentes hauteurs. outlet openings 11 placed at different heights.
Lorsque le véhicule automobile 1 est utilisé dans une atmosphère riche en substances nocives, l'air passe par le filtre 5 qui présente, afin d'adsorber les composants nocifs de l'air, plusieurs couches de charbon actif 12 qui sont montées les unes à la suite des autres, en When the motor vehicle 1 is used in an atmosphere rich in harmful substances, the air passes through the filter 5 which has, in order to adsorb the harmful components of the air, several layers of activated carbon 12 which are mounted one at a time. the rest of the others, in
étant par exemple fixées sur un non-tissé Dans ce contexte, le pas- being for example fixed on a nonwoven In this context, the pas-
sage du fonctionnement avec contournement du filtre au fonctionnement operation wise with bypassing the filter during operation
de filtration peut être provoqué par des clapets non représentés, dé- filtration can be caused by valves not shown, de-
clenchés par un capteur disposé du côté d'entrée de l'air. triggered by a sensor placed on the air inlet side.
Etant donné que la capacité d'adsorption des couches de charbon actif 12 est épuisée au bout d'un certain temps, il faut intercaler à intervalles des phases de désorption, afin de ne pas devoir remplacer Since the adsorption capacity of the activated carbon layers 12 is exhausted after a certain time, it is necessary to interpose desorption phases at intervals, so as not to have to replace
prématurément le filtre 5 en le sortant du canal d'air 13 par le haut. prematurely the filter 5 by leaving it from the air channel 13 from above.
Afin que le processus de désorption puisse se dérouler rapidement, il In order for the desorption process to proceed quickly, it
est nécessaire de réchauffer et de balayer les couches de charbon ac- it is necessary to reheat and sweep the layers of activated carbon
tif Afin de pouvoir fournir l'énergie de chauffage nécessaire, une grille 14, constituée d'un fil de résistance, précède du côté d'air tif In order to be able to supply the necessary heating energy, a grid 14, made up of a resistance wire, precedes the air side
entrant la première couche de charbon actif 12. entering the first layer of activated carbon 12.
Selon la figure 2, la grille 14 présente une multiplicité de According to FIG. 2, the grid 14 has a multiplicity of
fils 15 s'étendant parallèlement entre eux, qui sont mutuellement re- wires 15 extending parallel to each other, which are mutually re-
liés aux deux extrémités par un fil collecteur respectif 16, chaque linked at both ends by a respective collecting wire 16, each
fil collecteur 16 étant pourvu d'un raccordement électrique 17 La fi- collecting wire 16 being provided with an electrical connection 17 The fi
gure 3 représente une autre forme de réalisation de la grille 14 Un fil 18, dont les deux extrémités 19 présentent chacune un raccordement gure 3 represents another embodiment of the grid 14 A wire 18, the two ends of which 19 each have a connection
électrique 17, présente une allure en forme de méandres. electric 17, has a meandering shape.
La figure 1 montre qu'une ligne 20 part de chaque raccordement 17 et mène à un appareil de commutation 21, qui est alimenté par le Figure 1 shows that a line 20 leaves each connection 17 and leads to a switching device 21, which is supplied by the
réseau de bord par l'intermédiaire d'une batterie 22 ou d'un alterna- on-board network via a battery 22 or an alterna-
teur 23 du véhicule D'une manière non représentée, il est également possible, par exemple lors d'une intervention en atelier et afin d'épargner la batterie 22 du véhicule, d'apporter du courant de l'extérieur lors de la réalisation d'un processus de désorption Afin tor 23 of the vehicle In a manner not shown, it is also possible, for example during an intervention in the workshop and in order to save the battery 22 of the vehicle, to bring current from the outside when carrying out 'a desorption process So
d'enclencher le courant de chauffage de la grille 14, on peut action- to activate the heating current of the grid 14, we can action-
ner un organe de commutation 24 placé en un endroit favorable dans l'habitacle Il est toutefois mieux que le processus de désorption se déroule automatiquement, et soit déclenché par l'intermédiaire d'un dispositif suggéré en 25 Le réchauffage, de durée limitée, s'effectue avantageusement pendant des temps d'arrêt du véhicule automobile 1, ou pendant l'utilisation en atmosphère exempte de substances nocives ou pauvre en substances nocives L'air qui s'écoule sur la grille 14 se réchauffe et délivre de la chaleur aux couches de charbon actif 12, de ner a switching device 24 placed in a favorable place in the passenger compartment It is however better that the desorption process takes place automatically, and is triggered by a device suggested in 25 Reheating, of limited duration, s advantageously performs during downtime of the motor vehicle 1, or during use in an atmosphere free of harmful substances or poor in harmful substances The air flowing on the grid 14 heats up and delivers heat to the layers activated carbon 12,
sorte que le processus de désorption se déroule d'une manière accélé- so that the desorption process takes place in an accelerated
rée L'air qui quitte le filtre 5 pendant la phase de régénération est dirigé vers l'atmosphère extérieure afin d'éviter de contaminer l'habitacle 2, ce qui peut être obtenu, d'une manière non représentée, par un guidage canalisé approprié et une fermeture simultanée des ouvertures de sortie 11 On obtient le même effet à un coût inférieur en inversant le sens de rotation de la soufflante de chauffage 10 pendant le fonctionnement en désorption, de sorte que l'écoulement d'air suit l'allure suggérée par les flèches "A" Par rapport à la possibilité citée en premier, la grille 14 n'est alors pas disposée sur le côté du filtre 5 qui est tourné vers l'admission d'air 8, mais The air which leaves the filter 5 during the regeneration phase is directed towards the outside atmosphere in order to avoid contaminating the passenger compartment 2, which can be obtained, in a manner not shown, by an appropriate channeled guide. and a simultaneous closure of the outlet openings 11 The same effect is obtained at a lower cost by reversing the direction of rotation of the heating fan 10 during the desorption operation, so that the air flow follows the suggested pattern by the arrows "A" Compared to the possibility cited first, the grid 14 is then not disposed on the side of the filter 5 which is turned towards the air intake 8, but
sur le côté opposé du filtre 5.on the opposite side of the filter 5.
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