FR2757933A1

FR2757933A1 - Dispositif de separation dynamique de deux zones par au moins une zone tampon et deux rideaux d'air propre

Info

Publication number: FR2757933A1
Application number: FR9616100A
Authority: FR
Inventors: Jean Claude Laborde; Victor Manuel Mocho
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-07-03
Anticipated expiration: 2016-12-27
Also published as: JP2001513185A; CN1242071A; JP3796267B2; AU724418B2; CA2275950A1; EP0956481A1; FR2757933B1; DE69711087T2; CN1135333C; AU5768498A; EP0956481B1; ATE214471T1; US6251006B1; WO1998029696A1; CA2275950C; ES2174333T3; DE69711087D1

Abstract

Pour assurer la séparation dynamique d'au moins deux zones (10a, 10b) entre lesquelles on désire transférer à grande cadence des objets ou des produits, sans rupture du confinement, on relie ces zones (10a, 10b) par au moins une zone tampon (12) formant un sas dynamique. Un système de confinement dynamique (14a, 14b), placé entre chaque paire de zones (10a, 12, 10b) communiquantes adjacentes, y forme un rideau d'air (16a, 16b), à deux ou trois jets d'air propre. La zone tampon (12) comporte un plafond soufflant (18) et, de façon facultative, une bouche d'aspiration lui faisant face.

Description

DISPOSITIF DE SEPARATION DYNAMIQUE DE DEUX ZONES PAR AU
MOINS UNE ZONE TAMPON ET DEUX RIDEAUX D'AIR PROPRE
DESCRIPTION
Domaine technique
L'invention concerne un dispositif permettant d'assurer la séparation dynamique d'au moins deux zones dans lesquelles règnent des ambiances différentes, 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 l'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 cortirnuniquant 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
I1 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 protection 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 régna 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 ces 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 entraine 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 tran sition (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 entrainé par l'écoulement du jet.

Cela se traduit par des varia ions 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 développement, 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 3et (appelé "jet rapide"), relativement rapide par rapport au jet lent, est installé entre le jet lent et la zone propre. I1 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 1/6ème 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-A2 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 meme sens. Le débit d'injection de l'air propre de ventilation à l'intérieur de la zone à protéger est alors considéra bernent diminué, du fait que l'lnduction 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 assure dans les deux sens, ce qui n'était pas le cas dans les documents précédents.

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 règnent 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 l'invention
L'invention a précisément pour objet un dispositif de séparation dynamique d'au moins deux zones dans lesquelles règnent 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 croise entre les deux ones.

Conformément à 1' invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un dispositi de séparation dynamique d'au moins deux zones dans lesquelles règnent 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 communi
quent - des moyens de confinement dynamique interposés entre
chaque paire de zones communiquantes adjacentes, pour
creer 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, autorisent 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 os 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 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 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 avantageusement 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 un plafond soufflant associé 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 2 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 règnent 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 séparation 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 controlés.

Le dispositif de séparation dynamique selon l'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 14 a 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 étanches, 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 1a 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 1a 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'aspiraLion 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 for mer 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'étendent sur toute la largeur de la zone tampon 12, dans le prolongement de sa paroli inférieure 20.

Chacun des moyens de confinement dynamique 14a et 14b comprend de plus des moyens (non représen tés) 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 ec 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'épais- seur 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 réalisation 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'alimentation 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 simpllfier, 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 2a 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 écale à 1/6ème et, de préférence à 1/5ème 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 1Ga 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 1/40ème 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 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 entrainé 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 l'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 permet d'obtenir un effet épurateur dans cette zone. Cet effet épurateur 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 dar,s 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 débouchent 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, hurnidité 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 correspondante, 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 respectivement 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 para]lèlement au plan de la figure 2, une largeur au moins égale à 1/6ème et, de préférence, à 1/5ème 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 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'injection 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. Le 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 i2 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 ventilation 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 lOb, lors du transfert des objets ou des produits. Dans ce cas, le dispositif de séparation dynamique selon D'invention comprend plusieurs zones tampons 12, agencées en série, au travers desquelles les zones 10e et 10b communi- quent. 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 10e et 10b, de façon à présenter une largeur au moins égale à l'épaisseur maximale des rideaux d'air considéres.

En revanche, les rideaux d'air formés par les moyens de confinement dynamique 14c qui séparent deux zones tampons 12 consécutives sont délimités la té- ralement 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 14'a et 14'b sur la figure 2.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de séparation dynamique d'au moins deux zones (l0a,10b) dans lesquelles règnent des ambiances différentes, caractérisé par le fait qu'il comprend - au moins une zone tampon (12), à atmosphère contrô

lée, au travers de laquelle les zones à séparer

communiquent ; - des moyens de confinement dynamique (14a,14b,

14'a,14'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 sensiblement égal à la moitié du débit d'injection du premier jet.

3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, 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 troisième jets soient sensiblement égaux à la moitié des débits d'injection de ceux-ci.

4. 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.

5. Dispositif selon la revendication 4, 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 prolongeront respectif d'une paroi supérieure et d'une paroi inférieure (20) de la zone tampon (12).

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la zone tampon

(12) comprend un plafond soufflant (18) associé 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.

7. Dispositif selon la revendication 6, 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).

8. 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 (10e, lOb) à séparer sont prolongés par des parois latérales de largeur au moins égale à l'épaisseur maximale de ces rideaux d'air.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel une seule zone tampon (12) constituée de parois latérales (22) est interposée entre les zones à séparer (10e, lOb), 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.

10. Dispositif selon l'une au moins des revendications 1 à 9, dans lequel l'une au moins des zones tampon est munie de plus de deux ouvertures.