FR2684318A1 - Improved fume cupboard - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une sorbonne perfectionnée. The present invention relates to an improved fume cupboard.
Les sorbonnes comportent une enceinte de confinement à l'intérieur de laquelle un opérateur peut manipuler ou stocker des produits toxiques ou dangereux. The fume cupboards contain a containment enclosure inside which an operator can handle or store toxic or dangerous products.
Les sorbonnes sont utilisées en particulier dans les laboratoires de chimie pour stocker des produits chimiques dangereux ou pour isoler des procédés chimiques pendant leur réalisation. Fume cupboards are used especially in chemical laboratories to store dangerous chemicals or to isolate chemical processes during their production.
Les sorbonnes sont adaptées pour empêcher la contamination aérienne par des gaz ou des aérosols solides ou liquides de l'atmosphère du local de travail où elles sont placées. The fume cupboards are adapted to prevent aerial contamination by solid or liquid gases or aerosols from the atmosphere of the workplace where they are placed.
Habituellement, 1 enceinte de la sorbonne comporte une ouverture permettant à un opérateur d'accéder à l'intérieur de celle-ci, munie d'un volet d'obturation réglable en hauteur. Pour protéger l'opérateur et l'atmosphère du local de travail, la sorbonne est munie de moyens de circulation d'air permettant de créer un mouvement d'air depuis l'extérieur de l'enceinte vers l'intérieur de celle-ci. Usually, 1 chamber of the fume cupboard has an opening allowing an operator to access the interior thereof, provided with a shutter height-adjustable shutter. To protect the operator and the atmosphere of the working room, the fume cupboard is provided with air circulation means for creating an air movement from outside the enclosure to the interior of the latter.
Pour créer ce mouvement d'air, il est connu d'utiliser des moyens d'aspiration de l'air à l'intérieur de l'enceinte. Dans le cas de sorbonnes de dimensions standards, adaptées aux normes françaises actuellement en vigueur, le débit d'air aspiré est élevé, notamment supérieur à 1000 m3/h. L'air de l'enceinte est généralement aspiré par un ventilateur placé dans la sorbonne et raccordé à une conduite d'évacuation d'air vicié. To create this air movement, it is known to use air suction means inside the enclosure. In the case of fume cupboards of standard dimensions, adapted to French standards currently in force, the suction air flow rate is high, especially greater than 1000 m3 / h. The air in the enclosure is generally drawn in by a fan placed in the fume cupboard and connected to a stale air exhaust duct.
Les débits d'aspiration élevés engendrent plusieurs inconvénients. En particulier, dans le cas où le local dans lequel est placée la sorbonne est équipé d'une ventilation générale, cette dernière peut entrer en concurrence avec le ventilateur d'aspiration de la sorbonne. Cet inconvénient est aggravé par l'augmentation du nombre de sorbonnes dans le local. Par ailleurs, les ventilateurs d'aspiration de plusieurs sorbonnes peuvent entrer en concurrence, la sorbonne comportant le ventilateur d'aspiration le plus efficace influençant le sens du transfert d'air dans l'enceinte des sorbonnes voisines. De plus les débits d'air élevés mis en jeu impliquent des coûts d'investissement et d'exploitation élevés. The high suction rates cause several disadvantages. In particular, in the case where the room in which the fume cupboard is placed is equipped with general ventilation, the latter can compete with the suction fan of the fume cupboard. This disadvantage is aggravated by the increase in the number of fume cupboards in the room. In addition, the suction fans of several fume cupboards can compete, the fume cupboard having the most efficient suction fan influencing the direction of air transfer in the enclosure of nearby fume cupboards. In addition, the high airflows involved imply high investment and operating costs.
On a donc proposé des sorbonnes comportant des moyens de soufflage d'air dans l'enceinte permettant de réduire le débit d'aspiration nécessaire pour la création d'une circulation d'air et par conséquent de pallier les inconvénients d'interaction de ventilateurs entre les sorbonnes ou entre les sorbonnes et la ventilation générale du local. Fume cupboards with air-blowing means have thus been proposed in the enclosure which makes it possible to reduce the suction flow rate necessary for the creation of an air circulation and consequently to overcome the disadvantages of interaction of fans between the fume cupboards or between the fume cupboards and the general ventilation of the room.
On connaît déjà dans l'état de la technique des sorbonnes du type comprenant une enceinte munie d'une ouverture frontale permettant à un opérateur d'effectuer des manipulations dans l'enceinte, des moyens d'aspiration d'air comprenant une bouche d'aspiration disposée dans la partie supérieure arrière de l'enceinte et des moyens de soufflage d'air comportant une fente, formant bouche de soufflage, disposée dans la partie inférieure frontale de l'enceinte, parallèlement au bord inférieur de l'ouverture frontale, la fente de soufflage étant orientée de façon à former un jet d'air oblique dirigé vers la bouche d'aspiration. Already known in the state of the art fume cupboards of the type comprising an enclosure provided with a front opening allowing an operator to perform manipulations in the enclosure, air suction means comprising a mouth of suction arranged in the upper rear part of the enclosure and air blowing means having a slot, forming a blow-out mouth, arranged in the lower front part of the enclosure, parallel to the lower edge of the front opening, the blow slot being oriented to form an oblique air jet directed towards the suction mouth.
Pour obtenir le confinement des produits polluants placés dans l'enceinte, il est nécessaire de stabiliser et de compléter l'alimentation en air de ce jet oblique. A cet effet, il est connu d'ajouter dans l'enceinte deux jets d'air auxiliaires disposés respectivement horizontalement et verticalement. On observe cependant que le confinement de la sorbonne n'est pas satisfaisant et que des produits polluants peuvent s'échapper de l'enceinte par son ouverture frontale. To obtain the containment of the polluting products placed in the enclosure, it is necessary to stabilize and complete the air supply of this oblique jet. For this purpose, it is known to add in the chamber two auxiliary air jets arranged respectively horizontally and vertically. However, it is observed that the confinement of the fume cupboard is not satisfactory and that pollutants can escape from the enclosure through its front opening.
L'invention a pour but d'obtenir un confinement performant des produits polluants placés dans l'enceinte en utilisant un seul jet d'air soufflant à l'intérieur de l'enceinte et des moyens d'aspiration à faible débit. The object of the invention is to obtain efficient confinement of the pollutants placed in the chamber by using a single jet of air blowing inside the enclosure and low-flow suction means.
A cet effet, l'invention a pour objet une sorbonne du type précité caractérisé en ce que les moyens de soufflage comportent des moyens pour former un écoulement d'air laminaire à la sortie de la fente de soufflage. For this purpose, the invention relates to a fume cupboard of the aforementioned type characterized in that the blowing means comprise means for forming a laminar air flow at the outlet of the blowing slot.
Suivant d'autres caractéristiques de l'invention:
- la zone d'écoulement laminaire du jet d'air, appelée noyau, a une longueur L telle que son extrémité convergente S soit à une hauteur par rapport au plan de travail supérieure ou égale à la hauteur de l'ouverture par rapport au plan de travail
- les moyens pour former un écoulement d'air laminaire comprennent une grille alvéolaire, placée au droit de la fente, en amont de celle-ci, munie d'alvéoles de forme générale tubulaire dont l'axe est perpendiculaire au plan de la fente ;
- A étant la hauteur des alveoles tubulaires et
D étant le diamètre de ces alvéoles, on a la relation suivante :A > 5D
- la grille alvéolaire est en fibre de verre;
- la largeur de la fente de soufflage est supérieure ou égale au cinquième de la longueur du noyau;
- les moyens de soufflage comprennent un caisson de soufflage de forme générale aplatie et de section transversale rectangulaire, raccordé par son extrémité amont à deux conduits d'alimentation en air, le caisson comportant une paroi de guidage de l'écoulement de l'air formant une arche de carénage s'étendant dans le caisson entre les extrémités des conduits débouchant dans le caisson
- la paroi de guidage est constituée par des portions de paroi planes, les portions de paroi d'une des deux moitiés symétriques de l'arche formant deux à deux un angle inférieur ou égal à 18 ;;
- l'ouverture frontale de l'enceinte est munie d'un volet d'obturation, réglable en hauteur, et le bord du volet délimitant l'ouverture est muni d'un bourrelet déflecteur, s'étendant sur toute sa longueur, faisant saillie à l'intérieur de l'enceinte
- les moyens de soufflage comportent des moyens de réchauffage de l'air soufflé, disposés en amont de la bouche de soufflage ;
- la sorbonne comprend des moyens d'arrêt d'un ventilateur de soufflage et d'un ventilateur d'aspiration, ces moyens comprenant des moyens de commande d'arrêt des ventilateurs, des premiers moyens de temporisation de l'arrêt du ventilateur de soufflage pendant une durée tl et des second moyens de temporisation de l'arrêt du ventilateur d'aspiration pendant une durée t2 supérieure à tl. According to other features of the invention:
the laminar flow zone of the air jet, called the core, has a length L such that its convergent end S is at a height relative to the working plane greater than or equal to the height of the opening relative to the plane working
- The means for forming a laminar air flow comprise a cellular grid, placed in line with the slot, upstream thereof, provided with cells of generally tubular shape whose axis is perpendicular to the plane of the slot;
- A being the height of the tubular alveoli and
D being the diameter of these cells, we have the following relationship: A> 5D
- The honeycomb is fiberglass;
the width of the blowing slot is greater than or equal to one fifth of the length of the core;
the blowing means comprise a blow-out box of generally flattened shape and of rectangular cross-section, connected by its upstream end to two air supply ducts, the box comprising a wall guiding the flow of air forming a fairing arch extending in the box between the ends of the ducts opening into the box
- The guide wall is constituted by flat wall portions, the wall portions of one of the two symmetrical halves of the arch forming two by two an angle less than or equal to 18 ;;
- The front opening of the enclosure is provided with a shutter, adjustable in height, and the edge of the flap defining the opening is provided with a bead deflector, extending over its entire length, projecting inside the enclosure
- The blowing means comprise means for heating the blown air, arranged upstream of the blower mouth;
the fume cupboard comprises means for stopping a blower and a suction blower, these means comprising means for controlling the shutdown of the fans, first means of delaying the shutdown of the blower fan; during a time t1 and second delay means of stopping the suction fan for a time t2 greater than tl.
Un exemple de réalisation de l'invention va être décrit ci-dessous en se référant aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue en élévation en coupe transversale d'une sorbonne selon l'invention
- la figure 2 est une vue en perspective montrant les moyens de soufflage d'air et les moyens d'aspiration d'air de la sorbonne selon l'invention
- la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2 avec un arrachement
- la figure 4 est une vue agrandie en coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 2
- la figure 5 est une vue schématique de l'enceinte de la sorbonne montrant le noyau du jet oblique ; et
- la figure 6 est un schéma électrique montrant des moyens de commande d'un ventilateur entrant dans la constitution d'une sorbonne selon l'invention.An exemplary embodiment of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings in which
FIG. 1 is an elevation view in cross-section of a fume cupboard according to the invention
FIG. 2 is a perspective view showing the air blowing means and the air suction means of the fume cupboard according to the invention;
FIG. 3 is a sectional view along the line 3-3 of FIG. 2 with one cutaway
FIG. 4 is an enlarged sectional view along line 4-4 of FIG.
- Figure 5 is a schematic view of the enclosure of the fume cupboard showing the core of the oblique jet; and
- Figure 6 is an electrical diagram showing control means of a fan used in the constitution of a fume cupboard according to the invention.
On voit sur la figure 1 une sorbonne selon l'invention désignée par la référence générale 10. Cette sorbonne 10 comprend une enceinte 12, des moyens 14 d'aspiration d'air, de type connu, et des moyens 16 de soufflage d'air à l'intérieur de l'enceinte, selon l'invention. FIG. 1 shows a fume cupboard according to the invention designated by the general reference 10. This fume cupboard 10 comprises an enclosure 12, air suction means 14 of known type, and means 16 for blowing air. inside the enclosure, according to the invention.
L'enceinte 12 est de forme générale parallélépipédique et comporte une ouverture frontale 18 munie d'un volet de fermeture 20 réglable en hauteur par des moyens de type connu. The chamber 12 is of parallelepipedal general shape and has a front opening 18 provided with a closure flap 20 adjustable in height by means of known type.
Le bord inférieur du volet 20 comporte un bourrelet déflecteur 21 s'étendant sur toute sa longueur, faisant saillie à l'intérieur de l'enceinte. The lower edge of the flap 20 comprises a deflector bead 21 extending over its entire length, projecting inside the enclosure.
La face inférieure de l'enceinte, horizontale, constitue un plan de travail 22 sur lequel un opérateur peut disposer par exemple des produits toxiques ou une installation pour la réalisation d'un procédé chimique. The underside of the enclosure, horizontal, is a work plane 22 on which an operator can have for example toxic products or an installation for carrying out a chemical process.
La face supérieure 24 de l'enceinte est munie de moyens d'éclairage 26 de type connu. The upper face 24 of the enclosure is provided with lighting means 26 of known type.
L'enceinte est disposée sur un support 28 de façon que le plan de travail 22 soit à une hauteur convenable pour l'opérateur. The enclosure is disposed on a support 28 so that the work plane 22 is at a height suitable for the operator.
On décrira maintenant les moyens 14 d'aspiration d'air en regard des figures 1 à 2 et les moyens 16 de soufflage d'air en regard des figures 1 à 4. The air intake means 14 will now be described with reference to FIGS. 1 to 2 and the means 16 for blowing air with regard to FIGS. 1 to 4.
On voit sur les figures 1 et 2 que les moyens 14 d'aspiration comprennent une hotte 29, disposée dans la partie supérieure arrière de l'enceinte et raccordée par une ouverture 30 de sa face horizontale supérieure à un ventilateur d'aspiration, non représenté sur les figures. FIGS. 1 and 2 show that the suction means 14 comprise a hood 29 disposed in the upper rear part of the enclosure and connected by an opening 30 of its upper horizontal face to a suction fan, not shown. in the figures.
L'air refoulé par le ventilateur est envoyé dans une installation générale d'évacuation d'air vicié, de type connu.The air discharged by the fan is sent to a general exhaust air system of known type.
On a représenté sur la figure 2 un tube d'aspiration 31 dont l'extrémité supérieure 31A est disposée verticalement dans la hotte 29 au droit de son ouverture supérieure 30 et dont l'extrémité inférieure 31B est destinée à être raccordée à une armoire, non représentée sur les figures, disposée sous le plan de travail 22 de l'enceinte, utilisée par exemple pour le rangement de produits toxiques, en particulier de solvants. FIG. 2 shows a suction tube 31 whose upper end 31A is disposed vertically in the hood 29 at its upper opening 30 and whose lower end 31B is intended to be connected to a cabinet, not shown in the figures, arranged under the work plane 22 of the chamber, used for example for storing toxic products, in particular solvents.
L'air aspiré dans la hotte 29, passant à travers l'ouverture 30, crée un effet venturi au niveau de l'extrémité supérieure 31A du conduit 31 qui a pour effet d'aspirer l'air de l'armoire à travers le conduit 31. La circulation d'air dans le conduit d'aspiration 31 permet d'évacuer l'air pollué de l'armoire en évitant une contamination du local dans lequel est placée l'armoire. The air sucked into the hood 29, passing through the opening 30, creates a venturi effect at the upper end 31A of the duct 31 which has the effect of sucking air from the cabinet through the duct 31. The circulation of air in the suction duct 31 makes it possible to evacuate polluted air from the cabinet, avoiding contamination of the room in which the cabinet is placed.
On voit également sur les figures 1 et 2 que les moyens 16 de soufflage d'air comprennent une fente 32 de forme générale rectangulaire, formant bouche de soufflage, raccordée par des moyens 34 d'acheminement d'air à un ventilateur de soufflage non représenté sur les figures. FIGS. 1 and 2 also show that the means 16 for blowing air comprise a slot 32 of generally rectangular shape, forming a blow-out mouth, connected by means 34 for conveying air to a blower (not shown) in the figures.
La fente 32 est disposée dans la partie inférieure frontale de l'enceinte 12, et s'étend parallèlement au bord inférieur de l'ouverture 18 en étant sensiblement adjacente à celle-ci et au plan de travail 22. The slot 32 is disposed in the lower front portion of the enclosure 12, and extends parallel to the lower edge of the opening 18 being substantially adjacent thereto and the work plane 22.
La fente 32 est orientée de façon à envoyer un jet d'air plan oblique vers la hotte d'aspiration 29. The slot 32 is oriented so as to send an oblique plane air jet towards the suction hood 29.
Les moyens 34 d'acheminement d'air soufflé comprennent, en aval du ventilateur de soufflage, un caisson de chauffage d'air 36 et des caissons de soufflage 38,40 raccordés en série de façon à acheminer l'air sortant du caisson de chauffage jusqu'à la fente 32. The blown air supply means 34 comprise, downstream of the blower, an air heating box 36 and blowing boxes 38, 40 connected in series so as to convey the air leaving the heating box. up to the slot 32.
Le caisson de chauffage 36 permet de chauffer l'air soufflé dans l'enceinte et provenant d'un milieu extérieur froid jusqu'à une température adaptée à la manipulation des produits dans l'enceinte. The heating chamber 36 is used to heat the air blown into the chamber and from a cold external environment to a temperature suitable for handling the products in the enclosure.
Les caissons de soufflage 38,40 sont de forme générale aplatie et ont une section transversale rectangulaire dont la largeur est parallèle à la longueur de la fente de soufflage 32. The blow boxes 38, 40 are generally flattened in shape and have a rectangular cross section whose width is parallel to the length of the blowing slot 32.
Un premier caisson amont 38 est disposé verticalement à l'extérieur de l'enceinte 12, au voisinage de la face arrière de celle-ci. Le second caisson aval 40 est disposé horizontalement à l'extérieur de l'enceinte 12, au voisinage du plan de travail 22. A first upstream box 38 is disposed vertically outside the enclosure 12, in the vicinity of the rear face thereof. The second downstream box 40 is disposed horizontally outside the enclosure 12, in the vicinity of the work plane 22.
On voit sur la figure 2 que les caissons de soufflage vertical 38 et horizontal 40 sont raccordés entre eux par deux conduits 42,44, de section transversale rectangulaire, coudés à angle droit. Les conduits 42,44 sont constitués chacun par deux demi-conduits, respectivement solidaires de l'un et l'autre des caissons 38,40 à raccorder. It can be seen in FIG. 2 that the vertical and horizontal blast chambers 38 are interconnected by two ducts 42, 44 of rectangular cross-section, bent at right angles. The conduits 42,44 are each constituted by two half-ducts, respectively integral with one and the other of the caissons 38,40 to be connected.
Une fenêtre 46 est délimitée par des parois latérales 42A,44A, en regard l'une de l'autre, des conduits coudés 42,44 et par des parois transversales 38A,40A des caissons 38, 40 s'étendant entre les conduits 42,44. A window 46 is delimited by side walls 42A, 44A, facing each other, bent ducts 42, 44 and by transverse walls 38A, 40A of boxes 38, 40 extending between ducts 42, 44.
La fenêtre 46 délimite un espace libre destiné à recevoir la partie inférieure saillante d'une vasque 47, représentée sur la figure 1, encastrée sur le plan de travail 22, au droit de la fenêtre 46. The window 46 defines a free space intended to receive the lower projecting portion of a basin 47, shown in FIG. 1, embedded in the work plane 22, at the right of the window 46.
La fenêtre 46 permet également le passage de conduits divers (arrivée d'eau, évacuation d'eau usée, etc...) traversant le plan de travail 22 de l'enceinte. The window 46 also allows the passage of various conduits (water inlet, discharge of waste water, etc ...) through the work plane 22 of the enclosure.
Les moyens 14 de soufflage comportent des moyens pour former un écoulement d'air laminaire à la sortie de la fente de soufflage 32, que l'on décrira ci-dessous en regard des figures 3 et 4. Sur ces figures, on a représenté le sens de l'écoulement de l'air par des flèches F. The blowing means 14 comprise means for forming a laminar air flow at the outlet of the blowing slot 32, which will be described below with reference to FIGS. 3 and 4. In these figures, the FIG. direction of the flow of air by arrows F.
On voit sur la figure 3 que le caisson de soufflage aval 40 est raccordé par son extrémité amont aux conduits 42,44 et par son extrémité aval à la fente 32. FIG. 3 shows that the downstream blow box 40 is connected at its upstream end to the pipes 42, 44 and at its end downstream to the slot 32.
On voit sur la figure 4 que l'extrémité aval du caisson 40 délimite une buse 48 inclinée par rapport au plan horizontal. La bouche d'éjection de la buse 48 est délimitée par la fente 32. L'inclinaison de la buse 48 est adaptée de façon à orienter le jet d'air plan sortant de la fente 32 vers la hotte d'aspiration 29.It can be seen in FIG. 4 that the downstream end of the box 40 delimits a nozzle 48 inclined relative to the horizontal plane. The ejection mouth of the nozzle 48 is delimited by the slot 32. The inclination of the nozzle 48 is adapted so as to orient the plane air jet issuing from the slot 32 towards the suction hood 29.
On voit sur la figure 3 que le caisson 40 comporte une paroi interne 50 de guidage de l'écoulement de l'air, raccordée aux extrémités de sa paroi transversale 40A en formant une arche de carénage. Cette paroi 50 est symétrique par rapport à l'axe médian X-X du caisson 40 orienté suivant la direction générale de l'écoulement. It can be seen in FIG. 3 that the box 40 has an internal wall 50 for guiding the flow of air, connected to the ends of its transverse wall 40A forming a fairing arch. This wall 50 is symmetrical about the median axis X-X of the box 40 oriented in the general direction of the flow.
Chacune des deux parties symétriques de la paroi 50 de guidage est constituée par trois portions de paroi planes 50X,50Y,50Z. La portion de paroi 50X prolonge vers l'aval du caisson 40 la paroi latérale 42A,44A du conduit 42,44, en formant avec celle-ci un angle C.Each of the two symmetrical portions of the guide wall 50 is constituted by three flat wall portions 50X, 50Y, 50Z. The wall portion 50X extends downstream of the box 40 the side wall 42A, 44A of the conduit 42,44, forming therewith an angle C.
Les portions de paroi 50X,50Y et 50Z, s'étendent vers l'aval du caisson 40 en formant deux à deux un angle
C. De préférence, l'angle C est inférieur ou égal à 18". The wall portions 50X, 50Y and 50Z extend downstream of the box 40 by forming two by two an angle
C. Preferably, the angle C is less than or equal to 18 ".
La paroi de guidage 50 permet d'obtenir à l'entrée de la buse 48 un écoulement sensiblement homogène en direction et permet d'éviter la formation de zones de turbulence au niveau des extrémités des conduits 42,44 débouchant dans le caisson 40. The guide wall 50 makes it possible to obtain at the inlet of the nozzle 48 a substantially homogeneous flow in the direction and makes it possible to avoid the formation of turbulence zones at the ends of the conduits 42, 44 opening into the box 40.
On voit sur la figure 4 que l'extrémité débouchante de la buse 48 comporte une grille alvéolaire 52, disposée contre la fente 32 en amont de celle-ci. Cette grille 52 comporte des alvéoles 54 de forme générale tubulaire, dont l'axe Y-Y est perpendiculaire au plan de la fente 32. La section transversale de ces alvéoles 54 est hexagonale. La longueur A des alvéoles 54 est supérieure ou égale à cinq fois leur diamètre D. It can be seen in FIG. 4 that the open end of the nozzle 48 comprises a cellular grid 52, disposed against the slot 32 upstream thereof. This grid 52 comprises cells 54 of generally tubular shape, the Y-Y axis is perpendicular to the plane of the slot 32. The cross section of these cells 54 is hexagonal. The length A of the cells 54 is greater than or equal to five times their diameter D.
Dans l'exemple décrit, la grille alvéolaire 52 est en fibre de verre du type HRP de la société HEXEL. Ce matériau offre une grande résistance aux acides et aux phénols et peut être utilisé avec des températures pouvant atteindre 350 . In the example described, the cellular grid 52 is fiberglass of the HRP type of the company HEXEL. This material offers high resistance to acids and phenols and can be used with temperatures up to 350.
La paroi de guidage 50 du caisson de soufflage 40 et la grille alvéolaire 52 permettent d'obtenir un écoulement laminaire à la sortie de la fente 32. Les dimensions des alvéoles 54 de la grille permettent d'optimiser les pertes de charge de l'écoulement d'air qui traverse la grille. Dans un jet d'air plan, la zone d'écoulement laminaire est appelée habituellement noyau. The guide wall 50 of the blow box 40 and the cellular grid 52 make it possible to obtain a laminar flow at the outlet of the slot 32. The dimensions of the cells 54 of the grid make it possible to optimize the pressure losses of the flow. of air passing through the grid. In a plane air jet, the laminar flow zone is usually called nucleus.
Sur la figure 5 on a représenté schématiquement l'enceinte 12 de la sorbonne, les moyens 14 d'aspiration et les moyens 16 de soufflage. FIG. 5 diagrammatically shows the chamber 12 of the fume cupboard, the suction means 14 and the blowing means 16.
On a également représenté sur la figure 5 le noyau, désigné par la référence 56, suivant une coupe transversale perpendiculaire au plan du jet. FIG. 5 also shows the core, designated 56, in a cross-section perpendicular to the plane of the jet.
Le noyau 56 a, suivant la coupe de la figure 5, une forme triangulaire dont une base B est constituée par la largeur de la fente 32 et dont un sommet S est défini par le lieu de convergence de deux couches limites C1,C2 délimitant le noyau 56. Les couches limites C1,C2 délimitent deux types d'écoulement, l'un laminaire à l'intérieur du noyau 56, l'autre turbulent à l'extérieur de ce noyau. The core 56 has, according to the section of FIG. 5, a triangular shape of which a base B is constituted by the width of the slot 32 and a vertex S of which is defined by the convergence point of two boundary layers C1, C2 delimiting the core 56. The boundary layers C1, C2 delimit two types of flow, one laminar inside the core 56, the other turbulent outside this core.
Le noyau 56 entraîne par induction de l'air provenant de l'extérieur de l'enceinte 12 à travers l'ouverture 18. Il existe une zone d'air induit au dessus de la couche limite C1 et une zone d'air induit en dessous de la couche limite C2, en considérant la figure 5. L'écoulement laminaire du noyau 56 empêche le transfert d'air entre les zones d'air induit, de part et d'autre du noyau 56. Par contre, au-delà du lieu S où convergent les couches limites C1,C2 les zones d'air induit se mélangent. The core 56 induces induction of air coming from outside the enclosure 12 through the opening 18. There is an induced air zone above the boundary layer C1 and an air zone induced by below the boundary layer C2, considering FIG. 5. The laminar flow of the core 56 prevents the transfer of air between the zones of induced air, on either side of the core 56. On the other hand, beyond from place S where the boundary layers C1, C2 converge, the zones of induced air are mixed.
Dans l'exemple décrit, le débit d'air soufflé à travers la fente 32 est calculé en fonction des dimensions de la sorbonne de façon à obtenir une vitesse de l'air comprise entre I m/s et 1,2 m/s. In the example described, the flow of air blown through the slot 32 is calculated according to the dimensions of the fume hood so as to obtain an air speed of between 1 m / s and 1.2 m / s.
Dans la sorbonne selon l'invention, le noyau 56 a une longueur L (distance entre la base B et le sommet
S) permettant de constituer un rideau d'écoulement d'air en régime laminaire au droit de l'ouverture 18 de l'enceinte 12. Ainsi, le noyau 56 confine efficacement les produits toxiques disposés dans l'enceinte en empêchant les transferts d'air entre le plan de travail 22 et l'extérieur de l'enceinte 12, à travers l'ouverture 18.In the fume cupboard according to the invention, the core 56 has a length L (distance between the base B and the top
S) making it possible to constitute an air flow curtain in a laminar regime at the opening 18 of the chamber 12. Thus, the core 56 effectively confines the toxic products placed in the enclosure by preventing the transfer of air between the work plane 22 and the outside of the enclosure 12, through the opening 18.
La longueur L est calculée de manière que la hauteur Hl du point S par rapport au plan de travail 22 soit supérieure ou égale à la hauteur H2 de l'ouverture 18 de l'enceinte par rapport au plan de travail.The length L is calculated so that the height H1 of the point S with respect to the working plane 22 is greater than or equal to the height H2 of the opening 18 of the chamber with respect to the working plane.
Dans le cas d'un jet plan, la longueur L du noyau est égale à environ cinq fois la largeur de la fente de soufflage. Dans l'exemple décrit, la largeur de la fente 32 est légèrement supérieure au cinquième de la longueur
L du noyau 56. Connaissant l'angle a entre la direction du jet d'air oblique et le plan de travail 22 et connaissant la hauteur H2 de l'ouverture frontale 18 de l'enceinte 12, on déduit la longueur L du noyau 56 de façon que la hauteur H1 du point S par rapport au plan de travail 22 soit légèrement supérieure à H2.In the case of a plane jet, the length L of the core is equal to about five times the width of the blow slot. In the example described, the width of the slot 32 is slightly greater than one fifth of the length
L of the core 56. Knowing the angle a between the direction of the oblique air jet and the working plane 22 and knowing the height H2 of the front opening 18 of the chamber 12, the length L of the core 56 is deduced. so that the height H1 of the point S with respect to the work plane 22 is slightly greater than H2.
La sorbonne selon l'invention est munie de moyens de commande du ventilateur de soufflage et du ventilateur d'aspiration adaptés pour maintenir un confinement satisfaisant dans l'enceinte au moment de l'arrêt des ventilateurs. The fume cupboard according to the invention is provided with means for controlling the blower fan and the suction fan adapted to maintain a satisfactory confinement in the enclosure at the time of shutdown of the fans.
Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 6 qui représente un dispositif électrique de commande d'un moteur d'un ventilateur entrant dans la constitution d'une sorbonne selon l'invention, celui-ci comporte une partie de puissance 60 et une partie de commande 62. As can be seen in FIG. 6 which represents an electric device for controlling a motor of a fan forming part of a fume cupboard according to the invention, the latter comprises a power part 60 and a control part 62.
La partie de puissance comporte un moteur de ventilateur 64 alimenté à partir du réseau d'alimentation triphasé à travers des sectionneurs à fusibles 66, les contacts d'un relais d'alimentation KM1 désignés par la référence générale 68 et un relais thermique 70. Cette partie de puissance 60 comporte également des résistances chauffantes par exemple au nombre de trois connectées en triangle et désignées par la référence générale 72. Ces résistances chauffantes sont également alimentées à travers un sectionneur à fusibles 74 et les contacts d'un relais KM3 désignés par la référence générale 76. Les résistances chauffantes sont disposées dans le caisson 36 de chauffage de l'air de la sorbonne. The power section comprises a fan motor 64 fed from the three-phase supply network through fused disconnectors 66, the contacts of a supply relay KM1 designated by the general reference 68 and a thermal relay 70. This power portion 60 also comprises heating elements, for example three in number delta connected and designated by the general reference 72. These heating elements are also fed through a fusible disconnector 74 and the contacts of a relay KM3 designated by the general reference 76. The heating resistors are arranged in the box 36 for heating the air of the fume cupboard.
La partie de commande comporte un transformateur de sécurité 78 dont le primaire est relié entre phase et neutre de l'alimentation à travers des fusibles 80 et dont le secondaire délivre une tension de sécurité de 24
V.The control part comprises a safety transformer 78 whose primary is connected between phase and neutral of the supply through fuses 80 and whose secondary delivers a safety voltage of 24.
V.
Un voyant de présence de tension 82 est connecté entre phase et neutre à la sortie de ce transformateur. A voltage presence indicator 82 is connected between phase and neutral at the output of this transformer.
Un voyant de présence de défauts 84 est piloté par un commutateur 86 du relais thermique 70 de protection du moteur.A fault presence indicator 84 is controlled by a switch 86 of the thermal relay 70 for protecting the motor.
Un contact à ouverture 88 de ce relais thermique 70 est connecté en série avec un bouton-poussoir d'arrêt 90, la sortie de ce bouton-poussoir 90 étant reliée à une borne d'un bouton-poussoir de marche 92 d'alimentation d'un relais KM2 94. Un premier contact d'auto-alimentation 96 de ce relais KM2 est connecté en parallèle aux bornes du bouton-poussoir marche 92. Un second contact 98 de ce relais KM2 est connecté entre la sortie du boutonpoussoir 90 et un relais Al 100. Un troisième contact 102 du relais KM2 94 est connecté entre la sortie du boutonpoussoir d'arrêt 90 et la borne 5 d'un bornier de raccordement 104. Un commutateur 106 dont le point commun est également relié à cette borne 5 du bornier 104 est prévu pour, comme cela sera décrit plus en détail par la suite, piloter l'alimentation des résistances chauffantes.Les deux sorties de ce commutateur 106 sont reliées aux bornes 3 et 4 de ce bornier 104. La borne 4 de celui-ci est également reliée à un relais KM3 108 d'alimentation des résistances chauffantes. An opening contact 88 of this thermal relay 70 is connected in series with a stop push-button 90, the output of this push-button 90 being connected to a terminal of a push-button 92 for supplying power. A KM2 relay 94. A first self-power contact 96 of this relay KM2 is connected in parallel across the push-button start 92. A second contact 98 of this relay KM2 is connected between the output of the push-button 90 and a push-button. Relay A1 100. A third contact 102 of the relay KM2 94 is connected between the output of the stop pushbutton 90 and the terminal 5 of a terminal block 104. A switch 106 whose common point is also connected to this terminal 5 of the terminal block 104 is provided for, as will be described in more detail later, control the supply of the heating resistances.Les two outputs of this switch 106 are connected to the terminals 3 and 4 of this terminal 104. The terminal 4 of this- this is also connected to a relay s KM3 108 power supply heating resistors.
Un commutateur à fermeture temporisée 110 du relais Al 100 est également connecté entre la sortie du bouton-poussoir d'arrêt 90 et un relais KM1 112 d'alimentation du moteur. A time-closing switch 110 of the relay Al 100 is also connected between the output of the stop pushbutton 90 and a relay KM1 112 of the motor supply.
On notera que les contacts 68 d'alimentation du moteur associés au relais KM1 112 sont à ouverture temporisée tl comme cela sera décrit plus en détail par la suite. It should be noted that the motor supply contacts 68 associated with the relay KM1 112 are timed open as will be described in more detail below.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant. A l'état de repos les différents relais sont au repos et leurs contacts associés sont ouverts. Lorsque l'on souhaite mettre les circuits électriques que l'on a décrits en action, on appuie sur le bouton-poussoir marche 92. Ceci déclenche l'alimentation du relais KM2 94. Cette alimentation se traduit par la fermeture des contacts d'auto-alimentation 96 de celui-ci du contact 98 d'alimentation du relais Al et du contact 102. En fonction de la position du commutateur 106 et en particulier lorsque ce commutateur permet de relier les bornes 5 et 4 du bornier 104, le relais KM3 108 est alimenté ce qui provoque la fermeture des contacts 76 d'alimentation des résistances chauffantes.L'alimentation du relais Al 100 provoque également une fermeture temporisée du contact 110 d'alimentation du relais KM1 112 au bout d'un temps déterminé. Lorsque ce temps est écoulé ce contact 110 se ferme ce qui provoque l'alimentation du relais KM1 112 et la fermeture des contacts associés 68 d'alimentation du moteur 64. The operation of this device is as follows. In the idle state the various relays are at rest and their associated contacts are open. When it is desired to put the electrical circuits that have been described in action, press the push-button start 92. This triggers the supply of the relay KM2 94. This supply results in the closing of the car contacts supply of the latter of the contact relay 98 of the relay A1 and the contact 102. Depending on the position of the switch 106 and in particular when this switch is used to connect the terminals 5 and 4 of the terminal block 104, the relay KM3 108 is energized which causes the closing of the contacts 76 supplying the heating resistors. The power supply of the relay Al 100 also causes a timed closing of the supply contact 110 of the relay KM1 112 after a determined time. When this time has elapsed, this contact 110 closes which causes the supply of the relay KM1 112 and the closing of the associated contacts 68 of the motor 64.
Lors de l'arrêt du dispositif, que ce soit par déclenchement du relais thermique ou action de l'utilisateur sur le bouton-poussoir d'arrêt 90, l'alimentation des différents relais est coupée de sorte que ceux-ci reviennent au repos. Les contacts 68 d'alimentation du moteur étant des contacts à ouverture temporisée ceux-ci ne s'ouvrent qu'au bout d'un temps déterminé tl après coupure de l'alimentation des relais de sorte que ce moteur demeure alimenté pendant un certain temps et permet le maintien de la fonction associée à ce moteur pendant ce temps. When stopping the device, either by triggering the thermal relay or user action on the stop button 90, the power of the various relays is cut off so that they return to rest. Since the motor supply contacts 68 are timed opening contacts, they only open after a definite time after switching off the relay power supply so that the motor remains energized for a certain period of time. and allows the maintenance of the function associated with this engine during this time.
Il va de soi que cette structure et ce fonctionnement sont valables que le moteur du ventilateur fonctionne en aspiration ou en soufflage. Dans l'exemple décrit, le moteur 64 est un moteur de ventilateur de soufflage et le moteur du ventilateur d'aspiration est commandé par des moyens analogues aux précédents comportant des boutons-poussoirs de marche 92 et d'arrêt 90 communs. A la différence du ventilateur de soufflage, le ventilateur d'aspiration est alimenté à travers des contacts d'alimentation à ouverture temporisée t2 associés à un relais, t2 étant supérieur à tl. It goes without saying that this structure and operation are valid that the fan motor operates in suction or blowing. In the example described, the motor 64 is a blower motor and the motor of the suction blower is controlled by means similar to the previous ones comprising common push buttons 92 and stop 90. Unlike the blower, the suction blower is fed through timed opening supply contacts t2 associated with a relay, t2 being greater than t1.
L'arrêt des ventilateurs s'effectue suivant une séquence que l'on va décrire ci dessous. The fans are stopped in a sequence that will be described below.
A un temps t, l'opérateur actionne le boutonpoussoir d'arrêt 90 des ventilateurs. A un temps t + tl le ventilateur de soufflage s'arrête. A un temps t + t2, t2 > tl, le ventilateur d'aspiration s'arrête. At a time t, the operator actuates the stop button 90 of the fans. At a time t + tl the blower stops. At a time t + t2, t2> t1, the suction fan stops.
Dans l'exemple décrit, la temporisation tl est de 30 s et la temporisation t2 est de 1 mn. In the example described, the time delay t1 is 30 s and the time delay t2 is 1 min.
L'actionnement de la commande d'arrêt des ventilateurs provoque simultanément l'arrêt de l'alimentation en énergie du caisson de chauffage de l'air soufflé. La temporisation tl permet l'évacuation des calories encore présentes dans le caisson de chauffage, que l'on a arrêté, et transportées par l'air soufflé dans l'encein- te. La temporisation t2 permet d'évacuer l'air pollué encore contenu dans l'enceinte lorsque le ventilateur de soufflage est arrêté. Actuation of the fan stop command simultaneously stops the supply of energy to the heating chamber of the supply air. The time delay t1 allows the evacuation of the calories still present in the heating box, which has been stopped and transported by the air blown into the enclosure. Delay time t2 is used to evacuate the polluted air still contained in the chamber when the blower fan is stopped.
On décrira ci-dessous un protocole de mesure permettant d'évaluer les performances d'une sorbonne selon l'invention. A measurement protocol will be described below for evaluating the performance of a fume cupboard according to the invention.
On effectue deux catégories de mesure. La première catégorie de mesures est effectuée en réglant l'ouverture frontale de l'enceinte à une hauteur habituelle de travail au dessus du plan de travail, par exemple à une hauteur de 40 cm. Une seconde catégorie de mesures est effectuée en fermant l'ouverture frontale de l'enceinte de façon à vérifier que le débit de ventilation est suffisant pour éviter qu'a partir de produits stockés dans l'enceinte ne s'établisse une atmosphère dangereuse pour la matériel ou pour l'opérateur,
Les mesures effectuées dans le cas de l'enceinte ouverte sont relatives à la distribution de la vitesse de l'air dans l'ouverture, la vitesse étant mesurée en dix points répartis dans l'ouverture au moyen d'un fil chaud, et à la rétrodiffusion vers l'extérieur.There are two categories of measurement. The first category of measurements is performed by adjusting the front opening of the enclosure to a usual working height above the worktop, for example at a height of 40 cm. A second category of measurements is carried out by closing the front opening of the enclosure so as to verify that the ventilation flow rate is sufficient to avoid that from products stored in the enclosure there is established a dangerous atmosphere for the environment. material or for the operator,
The measurements made in the case of the open enclosure are related to the distribution of the air velocity in the opening, the speed being measured at ten points distributed in the opening by means of a hot wire, and to backscattering to the outside.
Les mesures de rétrodiffusion sont effectuées dans les conditions suivantes
- sans présence d'un opérateur devant l'ouverture;
- avec présence d'un opérateur devant l'ouvertu- re;
- avec un obstacle disposé au milieu du plan de travail. Backscattering measurements are performed under the following conditions
- without the presence of an operator in front of the opening;
- with the presence of an operator in front of the opening;
- with an obstacle in the middle of the worktop.
Pour effectuer les mesures de rétrodiffusion on utilise d'une part, un procédé de traçage par un gaz, par exemple de l'hélium, ce gaz étant introduit sans vitesse appréciable au milieu du plan de travail, et d'autre part, un procédé de mesure de la rétrodiffusion d'un aérosol de 5 pm, par exemple de la fluorescéine, cet aérosol étant placé initialement au centre du plan de travail. In order to carry out the backscattering measurements, a method of tracing with a gas, for example helium, is used, this gas being introduced without appreciable speed in the middle of the work plane, and on the other hand, a process measuring the backscattering of a 5 μm aerosol, for example fluorescein, this aerosol being initially placed in the center of the work plan.
Les mesures effectuées dans le cas de l'enceinte fermée sont relatives au renouvellement de l'air dans l'enceinte, à la vitesse d'évaporation d'un solvant, et à l'influence d'une source thermique, par exemple de 1 Kw, placée au milieu de la table de travail. The measurements made in the case of the closed enclosure are relative to the renewal of the air in the enclosure, to the rate of evaporation of a solvent, and to the influence of a thermal source, for example from 1 Kw, placed in the middle of the work table.
Le renouvellement de l'air est mesuré au moyen d'un traceur introduit dans l'enceinte de la sorbonne. Un prélèvement dans l'aspiration, à la sortie de la sorbonne permet de mesurer la concentration du traceur. The renewal of the air is measured by means of a tracer introduced into the enclosure of the fume cupboard. A sampling in the suction at the exit of the fume cupboard makes it possible to measure the concentration of the tracer.
La vitesse d'évaporation du solvant est mesurée en disposant celui-ci dans une coupelle de grande surface et de faible hauteur posée sur une balance de laboratoire, à l'intérieur de l'enceinte. The evaporation rate of the solvent is measured by placing it in a cup of large area and low height placed on a laboratory scale, inside the enclosure.
Le protocole de mesure permet de mettre en évidence l'efficacité du confinement de la sorbonne selon l'invention. The measurement protocol makes it possible to demonstrate the effectiveness of the confinement of the fume cupboard according to the invention.
L'utilisation d'un jet d'air plan oblique dont l'écoulement est laminaire à la sortie de la fente de soufflage et dont le noyau a une longueur adaptée pour former un rideau d'air au droit de l'ouverture de l'enceinte permet d'obtenir un confinement performant aussi bien pour les gaz que pour les aérosols. The use of an oblique plane air jet whose flow is laminar at the exit of the blow slot and whose core has a length adapted to form an air curtain at the opening of the opening. enclosure provides a high performance containment for both gases and aerosols.
Le déflecteur du volet d'obturation réglable en hauteur permet d'éviter le décollement de l'écoulement d'air au voisinage du bord inférieur du volet et de diriger cet écoulement vers l'intérieur de l'enceinte. The height-adjustable shutter flap deflector makes it possible to avoid detachment of the flow of air in the vicinity of the lower edge of the flap and to direct this flow towards the inside of the enclosure.
L'invention permet de réduire d'environ un cinquième le débit d'air qui penètre dans l'enceinte par son ouverture frontale, par rapport aux sorbonnes connues dans l'état de la technique. Grâce à l'invention, les ventilations de plusieurs sorbonnes voisines n'entrent plus en concurrence. De même la ventilation des sorbonnes et la ventilation générale du local dans lequel elles sont placées n'entrent plus en concurrence. The invention reduces by about a fifth the air flow entering the chamber through its front opening, compared to fume cupboards known in the state of the art. Thanks to the invention, the ventilation of several neighboring fume cupboards no longer compete. Similarly, the ventilation of the fume cupboards and the general ventilation of the premises in which they are placed no longer compete.
L'invention permet de réaliser un confinement efficace indépendant des mouvements du personnel dans le local où se trouve disposée la sorbonne et indépendant des objets qui sont disposés habituellement sur le plan de travail de la sorbonne. The invention makes it possible to achieve an effective confinement independent of the movements of the personnel in the room where the fume cupboard is located and independent of the objects that are usually arranged on the working surface of the fume cupboard.
Par ailleurs, la présence d'une source de chaleur dans l'enceinte de la sorbonne n'entraîne pas de rétrodiffusion de polluants vers l'extérieur de l'enceinte. Furthermore, the presence of a heat source in the enclosure of the fume cupboard does not cause backscattering of pollutants to the outside of the enclosure.
Claims (11)
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|---|---|---|---|
| FR9114844A FR2684318B1 (en) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | PERFECTED SORBONNE. |
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| FR2684318B1 FR2684318B1 (en) | 1994-03-11 |
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Also Published As
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|---|---|
| FR2684318B1 (en) | 1994-03-11 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TP | Transmission of property | ||
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| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20090731 |