1 Dispositif de filtration d'air pollué à double paroi
La présente invention se rapporte aux dispositifs de filtration d'air pollué s incluant des particules notamment des particules de peintures contenues dans un flux d'air. Certaines industries, et notamment l'industrie automobile, nécessitent la mise en oeuvre de cabines de peinture et il est alors indispensable de pouvoir filtrer l'air de ces cabines de peinture pour le débarrasser des particules qu'il io contient. Plus précisément, en sortie de cabines de peinture, une partie substantielle des particules est piégée par un laveur dans lequel elles s'acheminent. En revanche, une infime partie de ces particules contenue dans l'air n'est pas piégée et doit être filtrée. Ces particules de peinture présentent is une taille de l'ordre du micromètre, généralement entre 0,3 et 5 pm et leur concentration est, en général, comprise entre 2 et 10 mg par mètre cube d'air. Cet air est alors épuré à travers des caissons formant des chaînes de filtration à plusieurs étages. Un premier filtre, communément dénommé pré-filtre, permet de filtrer les plus grosses particules. Ces pré-filtres sont réalisés 20 en carton ou bien en papier de manière à en faciliter le pliage en accordéon pour augmenter la surface de filtration. Ils sont installés sur des cadres, lesquels sont engagés successivement en travers des caissons et y sont maintenus en position fixe. On pourra se référer au document FR 2 864 912 lequel décrit de tels 2s filtres. Cependant, ces pré-filtres jetables se colmatent rapidement et ils doivent être remplacés par de nouveaux filtres régulièrement. Aussi, ces produits consommables constituent une charge économique substantielle. Au surplus, il est nécessaire de prévoir plusieurs épaisseurs de ce type de filtre, ce qui 30 accroît nécessairement la longueur des caissons et, partant, des chaînes de filtration.
Aussi, un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention est de fournir un dispositif de filtration qui non seulement soit moins coûteux à mettre en oeuvre mais au surplus, qui soit moins encombrant. Dans ce but, la présente invention propose un dispositif de filtration d'air s pollué de particules, ledit dispositif comprenant d'une part une paroi amont présentant des zones amont ouvertes et des zones amont fermées entre lesdites zones amont ouvertes, et d'autre part une paroi aval présentant des zones aval fermées et des zones aval ouvertes entre lesdites zones aval fermées, lesdites parois étant ajustées en regard l'une de l'autre de façon que io lesdites zones amont ouvertes s'étendent en regard desdites zones aval fermées en formant des chicanes entre lesdites parois, lesdites parois étant aptes à retenir des particules d'un air pollué traversant lesdites chicanes de ladite paroi amont vers ladite paroi aval. Selon l'invention, ladite paroi amont et ladite paroi aval présentent une surface non poreuse vis-à-vis desdites is particules. Au surplus, lorsque les particules ne sont pas « collantes » ladite surface non poreuse peut être enduite avec une substance adhésive vis-à-vis desdites particules, de manière à pouvoir retenir lesdites particules à la surface desdites parois. Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la mise en oeuvre, non 20 pas de parois poreuses en carton ou en papier, mais de parois non poreuses sur lesquelles on peut appliquer si nécessaire une substance adhésive, qui améliore l'efficacité du système dans le cas ou lesdites particules sont peu « collantes ». De la sorte, ces particules adhérées demeurent en surface des parois et elles sont aisément récupérables ensuite en dehors des caissons, 25 avec l'adhésif, comme on l'expliquera plus en détail ci-après. Aussi, après que la paroi a été débarrassée des particules adhérées et de l'adhésif, une nouvelle enduction de substance adhésive peut être portée à la surface pour une nouvelle utilisation. Ainsi, les parois sont-elles réutilisables, ce qui permet de réduire considérablement le coût de la filtration, notamment en termes de 30 maintenance. En outre, lesdites parois sont réalisées dans des matériaux rigides, par exemple en acier inox ou bien encore en matière plastique. De la sorte, elles sont robustes et aisément nettoyables ou même lavables sans risque d'endommagement. La rigidité des parois permet également de les prévoir plus minces que celles de l'art antérieur. Par ailleurs, grâce à leur rigidité, on peut augmenter substantiellement la vitesse de l'air qui les traverse sans les déformer, et ainsi les particules sont piégées à travers les parois grâce à la s vitesse d'impact comme on l'expliquera ci-après. La vitesse de l'air à travers les parois doit ainsi être supérieure à 3,5 m/s, par exemple 5 m/s, tandis que la vitesse de l'air à travers les filtres selon l'art antérieur ne peut être portée à une valeur supérieure à 2 m/s, au risque de les endommager. Aussi, à débit constant, par rapport aux installations de l'art antérieur, on io peut réduire notablement l'espace nécessaire des dispositifs de filtration classiques et, partant, le volume des caissons à l'intérieur desquels les parois sont installées. Au surplus, toute sorte de substance adhésive peut être appliquée sur de telles surfaces. On peut, par exemple, y appliquer une huile ou bien une graisse is apte à fixer les particules de l'air pollué qui le traverse. Les parois sont alors aptes à être lavées à l'eau, additionnée d'un détergent le cas échéant, après utilisation. Préférentiellement, ladite paroi aval est maintenue à distance de ladite paroi amont. Et selon une variante de réalisation particulièrement avantageuse, 20 la distance entre les deux parois est réglable de manière à pouvoir contrôler le flux d'air qui les traverse et également la taille des surfaces spécifiques sur lesquelles viennent adhérer les particules. De plus, les parois amont et aval sont séparables de manière à faciliter non seulement l'enduction de la matière adhésive mais aussi son enlèvement avec les particules lors du nettoyage. On 25 observera que la matière adhésive peut être appliquée sur chacune des faces opposées desdites parois. Par ailleurs, selon une première variante de réalisation de l'invention particulièrement avantageuse, chacune desdites parois comporte une pluralité d'orifices régulièrement espacés les uns des autres. Aussi, les orifices de l'une 30 desdites parois sont par exemple disposés en quinconce par rapport aux orifices de l'autre paroi et inversement, de manière à former les chicanes. Les deux parois sont alors planes et tant leur enduction d'une matière adhésive que leur nettoyage ultérieur en sont d'autant facilité.
Selon une seconde variante de réalisation de l'invention préférentielle, chacune desdites parois comporte une pluralité de profilés alignés à distance les uns des autres sensiblement parallèlement entre eux, pour former alternativement lesdites zones fermées et lesdites zones ouvertes entre les s profilés. Ainsi, les profilés alignés d'une paroi sont ajustés parallèlement aux profilés alignés de l'autre paroi et ils viennent précisément s'étendre respectivement en regard de l'espace qui sépare les profilés ladite autre paroi. De la sorte, les chicanes ainsi formées allongent le parcours de l'air pollué entre les parois et par conséquent, la possibilité de contact avec les profilés enduits io de la matière adhésive et le piégeage des particules. Avantageusement, chacun desdits profilés présente deux ailes libres symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan de symétrie coupant ledit profilé, et un fond fermé réunissant lesdites deux ailes libres. La mise en oeuvre de tels profilés permet d'augmenter plus encore la surface active des parois is comportant la matière adhésive enduite, et partant, la possibilité de retenir les particules. De manière préférée, lesdits profilés de chacune desdites parois sont agencés de façon que leur plan de symétrie soit sensiblement perpendiculaire à ladite paroi, et ledit fond fermé desdits profilés est orienté dans un sens, tandis que lesdites ailes libres sont orientées dans un sens 20 opposé. Ainsi, les profilés sont alignés successivement et orientés tous dans le même sens. Avantageusement, lesdites ailes desdits profilés de chacune desdites parois sont successivement appariées deux à deux pour former ladite zone ouverte entre les ailes appariées, et lesdites parois sont ajustées en regard l'une de l'autre de façon que lesdites ailes appariées des profilés de 25 l'une desdites parois s'étendent respectivement à l'intérieur des profilés de l'autre desdites parois. De la sorte, et ainsi qu'on l'expliquera ci-après de manière plus détaillée, on augmente d'autant plus la longueur des chicanes que traverse l'air pollué et, partant, la possibilité de retenir les particules. Selon un mode de réalisation de l'invention particulièrement avantageux 30 ledit fond fermé est formé en V, et les ailes libres sont ainsi inclinées les unes par rapport aux autres. Selon un autre mode de réalisation, ledit fond fermé est formé en U, les ailes libres s'étendent alors sensiblement parallèlement les unes par rapport aux autres, ce qui permet d'augmenter plus encore la surface apte à recevoir une matière adhésive. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après de modes de réalisation particuliers de s l'invention, donnés à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la Figure 1 est une vue schématique d'une installation incluant le dispositif de filtration conforme à l'invention ; - la Figure 2A est une vue schématique en perspective d'un dispositif de io filtration selon un premier mode de mise en oeuvre conforme à l'invention, tandis que la Figure 2B est une vue partielle en coupe transversale du dispositif illustré sur la Figure 2A ; - la Figure 3A est une vue schématique en perspective d'un dispositif de filtration selon un deuxième mode de mise en oeuvre conforme à l'invention, is tandis que la Figure 3B est une vue partielle en coupe transversale du dispositif illustré sur la Figure 3A ; - la Figure 4A est une vue schématique en perspective d'un dispositif de filtration selon un troisième mode de mise en oeuvre conforme à l'invention, tandis que la Figure 4B est une vue partielle en coupe transversale du dispositif 20 illustré sur la Figure 4A ; et, - les Figures 5A et 5B sont des vues schématiques de détail en perspective d'un filtre du type tel que représenté sur les Figures 2A, 2B. La Figure 1 illustre schématiquement une installation de peinture 10 dans le domaine de l'automobile. Elle comporte, d'une part, une cabine de peinture 25 12 que les véhicules à peindre 14 traversent et, d'autre part, une installation de filtration 16 permettant de filtrer l'air de la cabine de peinture 12. Cet air est en effet chargé en particules de peinture et notamment en pigments. Il convient de retirer ces particules avant de le recycler. Une partie substantielle des particules de peinture est piégée dans un laveur 18 installé dans la partie inférieure de la 30 cabine de peinture 12, tandis que l'autre partie des particules, demeurant en suspension dans l'air, est filtrée à travers l'installation de filtration 16. Cette installation de filtration 16 est insérée dans un caisson 20 de section rectangulaire à l'intérieur duquel sont installés plusieurs étages de filtration. Le dispositif de filtration selon l'invention constitue un pré-filtre 22 monté en amont du caisson 20. Cette dernière comporte au moins deux autres étages de filtration successifs 24, 26. L'air pollué de particules est alors aspiré dans la cabine de peinture 12 au moyen d'un conduit amont 28 et d'un ventilateur s centrifuge 30 pour être réinjecté à l'intérieur du caisson 20 par l'intermédiaire d'un conduit aval 32. L'air pollué est alors guidé à travers le dispositif de filtration ou, pré-filtre 22, objet de l'invention, et que l'on va décrire maintenant plus en détail selon trois modes de mise en oeuvre différents. Au surplus, un ventilateur de sortie 33 permet de relayer le ventilateur centrifuge 30 et io compenser les pertes de charge pour acheminer l'air pollué à travers le caisson 20. On se référera tout d'abord aux Figures 2A, 2B et parallèlement 5A, 5B pour décrire un dispositif de filtration conforme à l'invention selon un premier mode de mise en oeuvre. Ainsi, la Figure 2A montre deux cadres, un cadre is amont 34 et un cadre aval 36, maintenus à distance l'un de l'autre et comprenant respectivement une paroi amont 38 et une paroi aval 40, faites de profilés en V comme on va l'expliquer plus en détail, en regard de la Figure 2B. Cette dernière Figure représente partiellement en coupe transversale perpendiculaire, les parois amont et aval 38, 40. L'association du cadre amont 20 34 et du cadre aval 36 forme alors le dispositif de filtration 22 conforme à l'invention. La paroi amont 38 présente une succession de profilés en V 42 rigides, maintenus parallèlement les uns par rapport aux autres. Ils sont réalisés dans un matériau métallique ou bien préférentiellement dans un matériau plastique 25 non poreux. Ces profilés en V présentent un fond anguleux 44 et deux ailes libres 46, 48 symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan médian Pm coupant le fond anguleux 44. Chaque profilé en V 42 présente deux bord libres 50, 52 opposés terminant respectivement les deux ailes libres 46, 48. Les profilés en V 42 sont ainsi alignés de proche en proche, parallèlement entre eux 30 et à distance les uns des autres, de façon que leurs plans médians Pm soient sensiblement parallèles entre eux et perpendiculaires au plan moyen PM de la paroi amont 38. De la sorte, les bords libres 50, 52 des profilés en V 42 de la paroi amont 38 s'étendent respectivement sensiblement parallèlement et à distance les uns des autres en formant des zones amont ouvertes 54, tandis que les profilés en V 42 constituent des zones amont fermées 56. Quant à la paroi aval 40, elle correspond à la paroi amont 38 par une rotation de 180° dans le plan de la Figure 2B. Aussi, ses éléments identiques s présenteront les mêmes références affectées d'un signe « ' ». Elle présente une succession de profilés en V 42' rigides de même dimension et parallèles les uns aux autres. Ils sont également réalisés dans un matériau métallique ou bien plastique non poreux. Ces profilés en V 42' présentent un fond anguleux 44' et deux ailes libres 46', 48' symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan io médian. Chacun présente deux bords libres 50', 52' opposés. Les profilés en V 42' sont ainsi alignés de proche en proche, parallèlement entre eux et à distance les uns des autres. De la sorte, les bords libres 50', 52' des profilés en V 42' de la paroi aval 40 s'étendent respectivement sensiblement parallèlement et à distance les uns des autres en formant des zones aval ouvertes 54' tandis is que les profilés en V 42' constituent des zones aval fermées 56'. Aussi, les parois amont 38 et aval 40 sont imbriquées l'une dans l'autre de façon que les deux bords libres opposés 50, 52 de chacune des zones amont ouvertes 54 de la paroi amont s'étendent respectivement entre les ailes libres 46', 48' de chacun des profilés en V 42' de la paroi aval 40. Par conséquent, et 20 de façon symétrique, les deux bords libres opposés 50', 52' de chacune des zones aval ouvertes 54' s'étendent respectivement entre les ailes libres 46, 48 de chacun des profilés en V 42 de la paroi amont 38. De la sorte, on forme entre la paroi amont 38 et la paroi aval 40 des chicanes 58 à travers lesquelles l'air pollué pourra s'écouler de la paroi amont 38 vers la paroi aval 40 comme 25 on l'expliquera ci-après. En outre, les profilés en V 42, 42' des parois amont 38 et aval 40 sont respectivement enduits d'une matière adhésive du type colles synthétiques par exemple, et qui présente des propriétés rémanentes, ou bien encore d'une huile ou d'une graisse. L'essentiel étant que le pouvoir collant de cette matière 30 adhésive demeure au fil du temps, par exemple six mois ou même un an. Pour ce faire, les cadres amont 34 et aval 36 supportant respectivement les profilés en V 42, 42', sont montés séparables comme l'illustre les Figures 5A et 5B où on les retrouve schématiquement séparés. Ainsi, grâce à ces caractéristiques, il est aisé d'enduire les profilés avec la matière adhésive précitée. Il est également aisé de la retirer comme on l'expliquera ci-après. Par ailleurs, la distance des cadres amont 34 et aval 36, lorsqu'ils sont imbriqués l'un dans l'autre, est réglable de manière à pouvoir régler la section d'écoulement d'air s pollué. Ainsi, en revenant sur la Figure 2B, on comprend que si la paroi amont 38 et la paroi aval 40 sont rapprochées l'une de l'autre, les zones amont ouvertes 54 et les zones aval ouvertes 54' sont respectivement obturées. En mode de fonctionnement normal, les parois amont 38 et aval 40 sont agencées de façon que les ailes libres 46, 48 des profilés en V 42 de la paroi amont 38 io soient espacées des ailes libres 46', 48' des profilés en V 42' de la paroi aval, d'une distance de l'ordre du millimètre, par exemple comprise entre 3 mm et 7 mm. Après que les profilés en V 42, 42' ont été respectivement enduits d'une matière adhésive, et les parois amont 38 et aval 40 associées par is l'intermédiaire de leur cadre respectif 34, 36, on dispose le dispositif de filtration 22 à l'intérieur du caisson 20 tel qu'illustré sur la Figure 1. On observera tout d'abord que l'épaisseur du dispositif de filtration 22, ou pré-filtre, est inférieure à 20 cm. Elle est par exemple comprise entre 5 cm et 10 cm. En outre, le ventilateur centrifuge 30 et le ventilateur de sortie 33 sont réglés de manière à 20 obtenir une vitesse de passage d'air pollué à travers les chicanes du dispositif de filtration 22, au niveau des sections les plus étroites, supérieure à 3 m/s. La vitesse est par exemple réglée entre 3,5 m/s et 12 m/s. Cette vitesse est supérieure à celle qui est mise en oeuvre à travers les filtres usuels où les particules sont précisément piégées par filtration dans les porosités du matériau 25 de la paroi utilisée, et qui ne dépasse pas 2 m/s, sans quoi le filtre se détériore. Grâce au dispositif de filtration conforme à l'invention, les particules sont piégées non pas par filtration mais par impaction contre la surface des parois amont 38 et aval 40 sur la matière adhésive. La rigidité des parois amont 38 et aval 40 autorise ces vitesses d'air supérieures à 3,5 m/s sans détérioration ni 30 déformation du dispositif. On comprend qu'une telle vitesse pourrait détériorer des filtres en papier par exemple. Le dispositif de filtration 22 conforme à l'invention présente une surface inférieure aux dispositifs de l'art antérieur, pour des applications comparables.
Cette surface est par exemple inférieure à 1 m2. Elle est par exemple de 0,36 m2, 0,6 m X 0,6 m ou bien encore de 0,18 m2, 0,3 m X 0,6 m. En outre, un tel dispositif demeure efficace durant une période de fonctionnement relativement longue, par exemple de l'ordre d'une année pour s une mise en service journalière d'environ une quinzaine d'heures. Ensuite, lorsque les particules de peinture d'une certaine taille, notamment les pigments, dont le diamètre moyen est compris par exemple entre 0,3 et 5 pm, sont moins bien retenues par le dispositif de filtration 22, il est alors démonté puis nettoyé ou lavé pour ensuite être réenduit d'une matière adhésive io et réinstallé. Aussi, un tel dispositif de filtration, même si son coût unitaire est supérieur à celui des filtres antérieurs jetables, son coût d'exploitation est bien moindre. On se reportera maintenant sur les Figures 4A et 4B, montrant un dispositif de filtration selon l'invention analogue au précédent où les parois is amont et aval sont, non plus réalisées avec des profilés en V, mais en U. Aussi, les éléments identiques du dispositif de filtration 22 illustré sur les Figures précédentes porteront-elles les mêmes références précédées du chiffre « 4 ». Ainsi, la Figure 4A montre deux cadres, un cadre amont 434 et un cadre aval 436, maintenus à distance l'un de l'autre et comprenant respectivement 20 une paroi amont 438 et une paroi aval 440, faites de profilés en U. Sur la Figure 4B, on retrouve les parois amont et aval 438, 440. La paroi amont 438 présente une succession de profilés en U 442 rigides, maintenus parallèlement les uns par rapport aux autres. Ces profilés en U présentent un fond plat 444 et deux ailes libres 446, 448 symétriques et 25 opposées l'une de l'autre. Chacun des profilés en U 442 présente deux bords libres 450, 452 opposés. Les profilés en U 442 sont alignés de proche en proche, parallèlement entre eux et à distance les uns des autres. De la sorte, les ailes libres 446, 448 des profilés en U 442 de la paroi amont 438 s'étendent respectivement sensiblement parallèlement et à distance les unes des autres 30 en formant des zones amont ouvertes 454, tandis que les profilés en U 442 constituent des zones amont fermées 456. Quant à la paroi aval 440, elle correspond également à la paroi amont 438 par une rotation de 180°. Elle présente une succession de profilés en U 442' rigides de même dimension et parallèles les uns aux autres. Ces profilés en U 442' présentent un fond plat 444' et deux ailes libres 446', 448' symétriques l'une de l'autre. Chacun présente deux bords libres 450', 452' opposés. Les profilés en U 442' sont ainsi alignés de proche en proche. De la sorte, les bords s libres 450', 452' de la paroi aval 440 s'étendent respectivement sensiblement parallèlement et à distance les uns des autres en formant des zones aval ouvertes 454' tandis que les profilés en U 442' constituent des zones aval fermées 456'. Aussi, les parois amont 438 et aval 440 sont imbriquées l'une dans l'autre io de façon que les deux bords libres opposés 450, 452 de chacune des zones amont ouvertes 454 s'étendent respectivement entre les ailes libres 446', 448' de chacun des profilés en U 442'. Par conséquent, les deux bords libres opposés 450', 452' de chacune des zones aval ouvertes 454' s'étendent respectivement entre les ailes libres 446, 448 de chacun des profilés en U 442 is de la paroi amont 438. De la sorte, on forme entre la paroi amont 438 et la paroi aval 440 des chicanes 458 à travers lesquelles l'air pollué pourra s'écouler de la paroi amont 438 vers la paroi aval 440. Bien évidemment, et de la même façon que dans le mode de réalisation précédent, les profilés en U 442, 442' sont, préalablement à leur mise en 20 oeuvre, enduits d'une matière adhésive. Les profilés en U peuvent se révéler intéressants lorsque la densité de particules à filtrer est importante, car ils présentent une surface de réception plus grande que celle des profilés en V. On décrira en référence aux Figures 3A et 3B un dispositif de filtration 25 conforme à l'invention selon un autre mode de mise en oeuvre. Compte tenu des différences structurelles avec les modes de mise en oeuvre précédents, de nouvelles références indépendantes vont être données. Ainsi, le dispositif de filtration illustré sur la Figure 3A présente une paroi plane amont 60 maintenue à distance d'une paroi plane aval ici masquée. La 30 paroi plane amont 60 présente une pluralité d'orifices amont 64 régulièrement espacés les uns des autres en colonnes et en lignes pour former des zones amont circulaires ouvertes entre des zones amont fermées 65. La paroi aval 62 est identique à la paroi amont 60 avec des orifices aval 64' agencés de la même façon et que l'on trouve illustrés sur la Figure 3B entre des zones aval fermées 65'. Cependant, les parois planes amont 60 et aval 62 sont ajustées parallèlement l'une par rapport à l'autre de manière à ce que les orifices amont 64 soient disposés en quinconce par rapport aux orifices aval 64' et s inversement, de manière à former des chicanes 66 entre les parois planes amont 60 et aval 62. Les parois sont enduites d'une matière adhésive pour piéger les particules de l'air pollué qui s'écoule à la surface des parois et à travers les chicanes 66. Au surplus, après mise en service, les parois planes amont 60 et aval 62 sont dissociées l'une de l'autre pour pouvoir être nettoyées, Io réenduites puis réinstallées.