FR2994583A1

FR2994583A1 - Dispositif de filtration

Info

Publication number: FR2994583A1
Application number: FR1257806A
Authority: FR
Inventors: Yazid Yaniss Belkouche
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2012-08-14
Filing date: 2012-08-14
Publication date: 2014-02-21
Anticipated expiration: 2032-08-14
Also published as: FR2994583B1; WO2014027159A1

Abstract

Un dispositif de filtration de particule d'un flux d'air pour un véhicule automobile comprenant un premier filtre (1) fixe en configuration filtrante avec un premier niveau d'efficacité, un second filtre (2) d'un second niveau d'efficacité supérieur au premier niveau d'efficacité disposé en aval du premier filtre et un capteur de particules (5) qui détecte une concentration de particules, caractérisé en ce que le second filtre est mobile entre une configuration filtrante et une configuration non filtrante, et en ce que lorsque le capteur de particules détecte une concentration supérieure à un seuil prédéterminé, le second filtre est positionné en configuration filtrante, et lorsque capteur de particule détecte une concentration inférieure au seuil prédéterminé, le second filtre est positionné en configuration non-filtrante.

Description

9945 83 1 DISPOSITIF DE FILTRATION La présente invention concerne de manière générale un dispositif de filtration de particules monté sur un véhicule automobile. Il est connu dans l'art antérieur des dispositifs de filtration comprenant différents types de filtre disposés les uns après les autres, chaque filtre étant adapté pour filtrer un certain type de particules. Il est également connu qu'un filtre ayant un niveau d'efficacité plus élevé empêche le passage des particules plus fines qu'un filtre ayant un niveau d'efficacité bas. En contrepartie, ce filtre à niveau d'efficacité élevé fournit une surface de passage inférieure au filtre à niveau d'efficacité bas et donc provoque une perte de charge supérieure à celle du filtre à niveau d'efficacité bas lorsqu'un flux d'air le travers de sorte à voir apparaître des problèmes de fonctionnement dans les systèmes aérauliques ainsi qu'une surconsommation électrique du dispositif de ventilation pour palier à cette perte de charge. De plus, les filtres à haute efficacité coûtent cher et leur utilisation doit donc être idéalement limitée aux situations nécessitant de tels filtres mais pas aux autres situations afin de les préserver de l'usure. Cependant, de telles restrictions sont en contradiction avec l'idée d'une filtration optimale permanente. Le document DE 100 00 397 décrit un système de filtration comprenant un filtre 1 constitué de plusieurs couches filtrantes 12, 14, 16 dans lequel le filtre est mobile est peut être déplacé entre une position filtrante et une position non filtrante. Le basculement se fait via un interrupteur actionné par un utilisateur. Cependant, ce système nécessite une action d'un utilisateur, ce qui peut être dangereux pour la conduite. De plus un autre problème de ce filtre est le manque de modularité du filtre. Ainsi, il n'est pas possible d'améliorer le débit d'air tout en gardant un certain degré de filtration. Enfin, la cinématique du filtre nécessite un espace relativement grand pour pouvoir se mettre en oeuvre ce qui diminue le volume disponible pour d'autres éléments. Le document US 6 758 739 décrit un système de filtration comprenant un filtre immobile 1110 constitué de plusieurs couches filtrantes 100, 102, 5 104 dans lequel le filtre est entouré d'un clapet mobile 120 qui peut être basculé entre une position fermée 122 et une position ouverte 124 de sorte que lorsque le clapet 120 est ouvert, l'air est dérivé par un passage 106 sans être filtré. Un problème de ce type de dispositif est que l'air dérivé n'est pas filtré du tout. Ainsi, le dispositif ne permet pas de filtration optimale 10 permanente car aucune filtration minimale n'est assurée de manière permanente. Le document JP 61054312 décrit un filtre mobile capable d'être entraîné en rotation entre une position filtrante en travers d'un flux d'air et une position non filtrante parallèle au flux d'air. La position du filtre est 15 commandée par une unité de commande qui déplace le filtre en position filtrante lorsqu'un détecteur de fumée détecte la présence de fumée en mode de ventilation en circuit fermé. Cependant, ce système nécessite un espace relativement important pour permettre le basculement du filtre ce qui entraîne une perte de volume dans l'habitacle. De plus, lorsque le filtre est en position 20 non filtrante, les passagers sont soumis à un air non filtré ce qui amène à une utilisation fréquente de ce filtre lors de la présence de grosses particules et donc à un encrassement élevé de celui-ci. Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients des documents de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout 25 d'abord, de fournir un dispositif de filtration fournissant un filtrage minimum permanent tout en réduisant l'encrassage des filtres à haute efficacité et en assurant un débit d'air maximal. Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un dispositif de filtration de particule d'un flux d'air pour un véhicule automobile comprenant 30 un premier filtre fixe en configuration filtrante avec un premier niveau d'efficacité, un second filtre d'un second niveau d'efficacité supérieur au premier niveau d'efficacité disposé en aval du premier filtre et un capteur de particules qui détecte une concentration de particules, caractérisé en ce que le second filtre est mobile entre une configuration filtrante et une configuration non filtrante, et en ce que lorsque le capteur de particules détecte une concentration supérieure à un seuil prédéterminé, le second filtre est positionné en configuration filtrante, et lorsque capteur de particule détecte une concentration inférieure au seuil prédéterminé, le second filtre est positionné en configuration non-filtrante. Grâce à ce dispositif de filtration, l'air est filtré en permanence par le premier filtre fixe ce qui permet un encrassage réduit du second filtre et une filtration des particules grossières en permanence. De plus, la mobilité du second filtre permet de limiter son utilisation aux seules situations nécessitant un tel filtre de sorte à limiter les pertes de charges dans le système de ventilation engendrant une amélioration de l'aéraulique du système de ventilation.

De manière avantageuse, le second filtre comprend une pluralité d'éléments de filtration agencés pour être entraînés en rotation de sorte à être parallèles au flux d'air en configuration non filtrante et perpendiculaire au flux d'air en configuration filtrante. Ainsi, la cinématique du second filtre nécessite un espace réduit de sorte que le volume libre dans le véhicule est augmenté. Avantageusement, chaque élément de filtration est fixé à un engrenage unitaire coopérant avec un rail d'engrènement de sorte à pouvoir entrainer simultanément chaque élément de filtration en rotation. Cela permet une cinématique du second filtre rapide et simple à mettre en oeuvre.

Avantageusement, le rail d'engrènement est entraîné par un moteur commandé par le capteur de particules. Ainsi, la configuration du second filtre est rapidement et fiablement modifiée. De manière avantageuse, la rotation des éléments de filtration entre la configuration filtrante et la configuration non filtrante est une rotation de 900 . 30 Ainsi, cela permet de passer d'une configuration parallèle au flux d'air optimisant son écoulement à une configuration perpendiculaire au flux optimisant sa filtration. Une réalisation particulièrement intéressante consiste en ce que le capteur de particules détecte une concentration de particules ayant une taille 5 de 2,5 microns ou moins. Ainsi, l'habitacle est protégé contre les particules de moins de 2,5 microns. Une réalisation particulièrement intéressante consiste en ce qu'en configuration filtrante le premier filtre et le second filtre sont transversaux au flux d'air. De cette manière, un flux d'air identique traversera les deux filtres. 10 Avantageusement, le premier filtre a une épaisseur de 5 mm et le second filtre a une épaisseur de 35 mm. De cette manière, on peut gagner de l'espace lors de l'installation du filtre. Une réalisation particulièrement intéressante consiste en ce que le capteur de particules est situé en aval du second filtre. De cette manière, le 15 capteur détecte une concentration fiable de la concentration de particules destinées à entrer dans l'habitacle. Un second aspect de l'invention est un véhicule comprenant le dispositif de filtration selon le premier aspect de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention 20 apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1A représente le dispositif de filtration de particule de la présente invention en configuration non filtrante. 25 - la figure 1B le dispositif de filtration de particule de la présente invention en configuration filtrante. Le dispositif de filtration de particule de la présente invention tel que représenté dans les figures comprend un premier filtre 1 immobile, préférablement de 5 mm d'épaisseur, disposé en amont et qui filtre un air destiné à être envoyé dans un habitacle de véhicule. Ce premier filtre 1 dispose d'un premier niveau d'efficacité tel qu'il empêche le passage des particules grossières, par exemple les particules supérieures à 2,5 microns tel que le sable. En aval de ce premier filtre 1 est disposé un second filtre 2 mobile, préférablement de 35 mm d'épaisseur, qui reçoit l'air sortant du premier filtre 1. Le second filtre 2 dispose d'un second niveau d'efficacité empêchant au moins en partie le passage de particules fines de taille inférieure à 2,5 microns comme les graminées ou la fumée. Le second filtre 2 est de préférence composé de plusieurs éléments de filtration mobiles 2' agencés linéairement à intervalles, idéalement mais pas forcément réguliers, le long d'un rail 3 qui peut être parallèle au premier filtre. Chaque élément de filtration mobile 2' comprend un engrenage 4, situé dans ce mode de réalisation sur son extrémité supérieure qui coopère par engrenage avec le rail 3.

Le second filtre 2 comprend également un moteur 6, préférablement un micromoteur, qui actionne le rail 3 de sorte à modifier simultanément l'orientation de chaque élément de filtration mobile 2' par rotation des engrenages 4 via déplacement du rail 3. Ce moteur 6 est commandé par un capteur de particules 5, éventuellement via une unité de commande non représentée, qui détecte une concentration de particules fines, c'est à dire les particules ayant un diamètre inférieur à 2,5 microns, dans l'air devant être envoyé dans l'habitacle, de préférence en aval du second filtre mobile 2, et compare cette concentration mesurée avec une concentration seuil qui est fixée préalablement en fonction du type de filtres utilisés.

Si la concentration mesurée est inférieure à la concentration seuil prédéterminée, les éléments de filtration 2' sont orientés comme représentés dans la figure 1A, c'est-à-dire en configuration non filtrante. Cette configuration permet à l'air sortant du premier filtre 1 de ne pas être filtré en passant dans un espace libre situé entre chaque élément de filtration 2' disposé en parallèle du flux d'air.

Si la concentration mesurée est supérieure ou égale à la concentration seuil prédéterminée, le moteur 6 actionne le rail 3 ou les engrenages 4 de sorte que les éléments de filtration 2' sont tournés autour de l'axe de rotation de l'engrenage 4 associé et sont orientés comme représentés dans la figure 5 1B, c'est-à-dire en configuration filtrante. Dans cette configuration, les espaces libres laissés en configuration non filtrante entre les éléments de filtration 2' sont supprimés car remplacés par les éléments de filtration 2' qui ont été tournés de 900, par exemple, de sorte à être parallèle au rail 3. Cette configuration permet à l'air sortant du premier filtre 1 d'être à nouveau filtré 10 pour empêcher les particules fines de passer. On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. En 15 particulier, il est fait référence au type de moteur actionnant les engrenages, à la position des engrenages par rapport à chaque élément de filtration, au nombre d'engrenage et d'élément de filtration et à l'orientation exacte d'un filtre par rapport à l'autre.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de filtration de particule d'un flux d'air pour un véhicule automobile comprenant un premier filtre (1) fixe en configuration filtrante avec un premier niveau d'efficacité, un second filtre (2) d'un second 5 niveau d'efficacité supérieur au premier niveau d'efficacité disposé en aval du premier filtre et un capteur de particules (5) qui détecte une concentration de particules, caractérisé en ce que le second filtre est mobile entre une configuration filtrante et une configuration non filtrante, et en ce que lorsque le capteur de particules détecte une concentration supérieure à un seuil 10 prédéterminé, le second filtre est positionné en configuration filtrante, et lorsque capteur de particule détecte une concentration inférieure au seuil prédéterminé, le second filtre est positionné en configuration non-filtrante.
2. Dispositif de filtration de particule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second filtre (2) comprend une pluralité d'éléments 15 de filtration (2') agencés pour être entraînés en rotation de sorte à être parallèles au flux d'air en configuration non filtrante et perpendiculaire au flux d'air en configuration filtrante.
3. Dispositif de filtration de particule selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque élément de filtration (2') est fixé à un 20 engrenage unitaire (4) coopérant avec un rail d'engrènement (3) de sorte à pouvoir entrainer simultanément chaque élément de filtration en rotation.
4. Dispositif de filtration de particule selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rail d'engrènement (3) est entraîné par un moteur commandé par le capteur de particules (5). 25
5. Dispositif de filtration de particule l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la rotation des éléments de filtration (2') entre la configuration filtrante et la configuration non filtrante est une rotation de 900 .
6. Dispositif de filtration de particule selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le capteur de particules (5) détecte une concentration de particules ayant une taille de 2,5 microns ou moins.
7. Dispositif de filtration de particule l'une des revendications 1 à 5 6, caractérisé en ce qu'en configuration filtrante le premier filtre (1) et le second filtre (2) sont transversaux au flux d'air.
8. Dispositif de filtration de particule l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le premier filtre (1) a une épaisseur de 5 mm et le second filtre (2) a une épaisseur de 35 mm. 10
9. Dispositif de filtration de particule l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le capteur de particules (5) est situé en aval du second filtre (2).
10. Véhicule automobile comportant au moins un dispositif de filtration de particule selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. 15