FR3097036A1 - Device and test system for allergen treatment devices, such as automotive air conditioning system air filters - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif d’essai (1) d’un dispositif tel qu’un filtre à air de système de climatisation de véhicule automobile, le dispositif d’essai (1) comportant une enceinte (10), l’enceinte (10) comportant une entrée d’air (12) disposée à une première extrémité et une sortie d’air (14) disposée à une extrémité opposée, le dispositif comportant un dispositif d’aspiration (16) disposé au niveau de la sortie d’air de l’enceinte (10) et configuré pour générer une circulation d’air dans l’enceinte de l’entrée d’air vers la sortie d’air, le dispositif d’essai comportant en outre les élément suivants, disposés dans l’enceinte (10) d’amont en aval par rapport au sens de la circulation d’air générée par le dispositif d’aspiration (16) : - un dispositif de diffusion (20) sèche d’allergènes ; - un premier support de filtre (22) pour un filtre à tester (24) ; - un deuxième support de filtre (26) pour un filtre de récupération (28). Figure pour l’abrégé : Fig. 1The invention relates to a test device (1) of a device such as an air filter for a motor vehicle air conditioning system, the test device (1) comprising an enclosure (10), the enclosure ( 10) comprising an air inlet (12) disposed at a first end and an air outlet (14) disposed at an opposite end, the device comprising a suction device (16) disposed at the outlet of air from the enclosure (10) and configured to generate air circulation in the enclosure from the air inlet to the air outlet, the test device further comprising the following elements, arranged in the 'enclosure (10) from upstream to downstream with respect to the direction of the air circulation generated by the suction device (16): - a device (20) for the dry distribution of allergens; - a first filter support (22) for a filter to be tested (24); - a second filter support (26) for a recovery filter (28). Figure for the abstract: Fig. 1
Description
L’invention se rapporte à un dispositif et à un système d’essai permettant de tester des filtres à air de systèmes de climatisation de véhicules automobiles, afin de mesurer les performances de tels filtres.The invention relates to a device and a test system for testing air filters of motor vehicle air conditioning systems, in order to measure the performance of such filters.
On sait que les constructeurs automobiles équipent aujourd’hui leurs véhicules de dispositifs de régulation de la qualité de l’air présent dans l’habitacle d’un véhicule. Le contrôle de la qualité de l’air intérieur repose notamment sur la filtration de l’air traité par le système de climatisation, afin de limiter la quantité de polluants présente dans cet air. Cette filtration, assurée par un ou plusieurs filtres intégrés dans le système de climatisation, concerne aussi bien l’air provenant de l’extérieur, que l’air déjà présent dans l’habitacle. La filtration concerne tous les types de polluants, parmi lesquels on peut citer les particules fines, les composés organiques volatiles (désignés dans la présente demande par l’acronyme COV), les allergènes et les microorganismes.We know that car manufacturers today equip their vehicles with devices for regulating the quality of the air present in the passenger compartment of a vehicle. The control of indoor air quality is based in particular on the filtration of the air treated by the air conditioning system, in order to limit the quantity of pollutants present in this air. This filtration, provided by one or more filters integrated into the air conditioning system, concerns both the air coming from outside and the air already present in the passenger compartment. Filtration concerns all types of pollutants, including fine particles, volatile organic compounds (designated in the present application by the acronym VOC), allergens and microorganisms.
La sensibilité des consommateurs aux questions touchant à la pollution, et plus particulièrement à la qualité de l’air respirée, étant de plus en plus importante, il est primordial pour les constructeurs automobiles d’être en mesure de garantir que le système de climatisation d’un véhicule répond à des spécifications élevées en termes de qualité de l’air. Maintenir une qualité de l’air élevée implique de concevoir des systèmes de climatisation intégrant des filtres répondant eux-mêmes à des spécifications élevées. Concevoir et produire de tels filtres implique de pouvoir tester ces filtres de manière précise et répétable pour déterminer leurs performances avec exactitude.Consumers' sensitivity to issues relating to pollution, and more particularly to the quality of the air breathed, being increasingly important, it is essential for car manufacturers to be able to guarantee that the air conditioning system a vehicle meets high specifications in terms of air quality. Maintaining high air quality means designing air conditioning systems that incorporate filters that themselves meet high specifications. Designing and producing such filters implies being able to test these filters in a precise and repeatable way to determine their performance with accuracy.
Parmi les différentes substances que les filtres de véhicules automobiles doivent être en mesure de capter, les allergènes occupent une place particulièrement importante, en raison de leurs effets négatifs chez les personnes allergiques. Il est par conséquent important que les systèmes de filtration soient également très performants dans le traitement des allergènes.Among the various substances that motor vehicle filters must be able to capture, allergens occupy a particularly important place, due to their negative effects in allergy sufferers. It is therefore important that the filtration systems are also very efficient in the treatment of allergens.
On ne connait pas de système d’essai de filtre à air permettant de tester efficacement et précisément la capacité d’un filtre à traiter les allergènes présents dans l’air de l’habitacle d’un véhicule automobile.There is no known air filter test system that can effectively and accurately test the ability of a filter to treat allergens present in the air of the passenger compartment of a motor vehicle.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients de l’état de la technique, et plus particulièrement ceux ci-dessus exposés, en proposant un dispositif d’essai permettant de déterminer de manière fiable, répétable et précise les performances d’un système de traitement des allergènes.The object of the present invention is to remedy the drawbacks of the state of the art, and more particularly those exposed above, by proposing a test device making it possible to determine in a reliable, repeatable and precise manner the performance of a system. allergen treatment.
À cet effet, l’invention concerne un dispositif d’essai d’un dispositif de traitement de substances allergènes, tel qu’un filtre à air de système de climatisation de véhicule automobile, le dispositif d’essai comportant une enceinte, l’enceinte comportant une entrée d’air disposée à une première extrémité et une sortie d’air disposée à une extrémité opposée, le dispositif d’essai comportant un dispositif d’aspiration disposé au niveau de la sortie d’air de l’enceinte et configuré pour générer une circulation d’air dans l’enceinte de l’entrée d’air vers la sortie d’air, le dispositif d’essai comportant en outre les élément suivants, disposés dans l’enceinte d’amont en aval par rapport au sens de la circulation d’air générée par le dispositif d’aspiration :To this end, the invention relates to a device for testing a device for treating allergenic substances, such as an air filter of a motor vehicle air conditioning system, the test device comprising an enclosure, the enclosure comprising an air inlet disposed at one end and an air outlet disposed at an opposite end, the test device comprising a suction device disposed at the level of the air outlet of the enclosure and configured to generate air circulation in the enclosure from the air inlet to the air outlet, the test device further comprising the following elements, arranged in the enclosure from upstream to downstream with respect to the direction of the air circulation generated by the suction device:
- un dispositif de diffusion sèche de substances allergènes ;- a device for the dry diffusion of allergenic substances;
- un premier support de filtre pour un filtre à tester ;- a first filter support for a filter to be tested;
- un deuxième support de filtre pour un filtre de récupération.- a second filter support for a recovery filter.
Ainsi, en fournissant un dispositif d’essai simple, comportant des éléments peu nombreux, et, avantageusement, conformés pour favoriser un écoulement laminaire de l’air dans l’enceinte, l’invention permet de tester un filtre à air (ou tout autre dispositif de traitement de substances allergènes, actif ou passif) hors de son environnement normal (à savoir un système de climatisation de série). On limite ainsi fortement toutes les causes de variabilité de mesures que l’on peut rencontrer avec les dispositifs d’essai connus, et on favorise la répétabilité et la précision des mesures effectuées. En permettant une diffusion sèche des allergènes, le dispositif objet de l’invention permet d’être au plus près des conditions réelles d’utilisation des filtres de système de climatisation de véhicules automobiles. L’invention permet donc de déterminer avec une grande précision les performances d’un filtre à air, en particulier ses performances de captation de substances allergènes.Thus, by providing a simple test device, comprising few elements, and, advantageously, shaped to promote a laminar flow of air in the enclosure, the invention makes it possible to test an air filter (or any other allergen treatment device, active or passive) outside its normal environment (i.e. a standard air conditioning system). This greatly limits all the causes of measurement variability that can be encountered with known test devices, and promotes the repeatability and accuracy of the measurements carried out. By allowing dry diffusion of allergens, the device that is the subject of the invention makes it possible to be as close as possible to the actual conditions of use of motor vehicle air conditioning system filters. The invention therefore makes it possible to determine with great precision the performance of an air filter, in particular its performance in capturing allergenic substances.
Dans une réalisation, le dispositif de diffusion comporte un récipient relié à un tube de sortie et à une entrée d’air sous pression.In one embodiment, the diffusion device comprises a container connected to an outlet tube and to a pressurized air inlet.
Dans une réalisation, l’enceinte comporte, en amont du dispositif de diffusion, une plaque perforée permettant d’assurer un écoulement laminaire de l’air dans l’enceinte.In one embodiment, the enclosure comprises, upstream of the diffusion device, a perforated plate making it possible to ensure a laminar flow of the air in the enclosure.
Dans une réalisation, l’enceinte comporte un premier et un deuxième caissons, assemblés de façon démontable, les premier et deuxième supports de filtre étant pris en sandwich entre les deux caissons.In one embodiment, the enclosure comprises a first and a second casing, assembled in a removable manner, the first and second filter supports being sandwiched between the two casings.
Dans une réalisation, les caissons comportent des parois réalisées en un matériau transparent, les parois étant reliées par des profilés, notamment des profilés métalliques.In one embodiment, the boxes have walls made of a transparent material, the walls being connected by sections, in particular metal sections.
Dans une réalisation, les deux caissons sont assemblés au moyen d’attaches rapides.In one embodiment, the two boxes are assembled by means of quick fasteners.
Dans une réalisation, les parois des premier et deuxième caissons sont réalisées dans un matériau thermoplastique transparent, tel que le polyméthacrylate de méthyle.In one embodiment, the walls of the first and second boxes are made of a transparent thermoplastic material, such as polymethyl methacrylate.
Dans une réalisation, les profilés reliant les parois des premier et deuxième caissons sont réalisés à partir d’un alliage à base d’aluminium.In one embodiment, the sections connecting the walls of the first and second boxes are made from an aluminum-based alloy.
L’invention concerne également un système d’essai d’un dispositif de traitement de substances allergènes, le système d’essai comportant un dispositif d’essai tel que défini ci-dessus disposé au sein d’un poste de sécurité microbiologique.The invention also relates to a system for testing a device for treating allergenic substances, the test system comprising a test device as defined above arranged within a microbiological safety station.
L’invention concerne également un système d’essai d’un dispositif de traitement de substances allergènes, le système d’essai comportant un dispositif d’essai tel que défini ci-dessus, et une canalisation de retour connectée à l’entrée d’air et à la sortie d’air de l’enceinte.The invention also relates to a system for testing a device for treating allergenic substances, the test system comprising a test device as defined above, and a return pipe connected to the inlet of air and at the air outlet of the enclosure.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :The present invention will be better understood on reading the following detailed description, made with reference to the accompanying drawings, in which:
La figure 1 représente un exemple de réalisation d’un dispositif d’essai 1 conforme à l’invention. Le dispositif d’essai 1 comporte une enceinte 10 étanche à l’air, l’enceinte 10 comportant une entrée d’air 12 et une sortie d’air 14. L’enceinte 10 est connectée, au niveau de la sortie d’air 14, à un dispositif d’aspiration 16 permettant d’aspirer l’air contenu dans l’enceinte 10 afin de générer une circulation d’air au sein de l’enceinte 10.FIG. 1 represents an embodiment of a test device 1 in accordance with the invention. The test device 1 comprises an airtight enclosure 10, the enclosure 10 comprising an air inlet 12 and an air outlet 14. The enclosure 10 is connected, at the level of the air outlet 14, to a suction device 16 making it possible to suck the air contained in the enclosure 10 in order to generate an air circulation within the enclosure 10.
L’enceinte 10 présente dans l’exemple une forme générale de parallélépipède rectangle de forme allongée selon l’axe passant par l’entrée d’air 12 et la sortie d’air 14.The enclosure 10 has in the example the general shape of a rectangular parallelepiped of elongated shape along the axis passing through the air inlet 12 and the air outlet 14.
L’enceinte 10 comporte, d’amont en aval (c’est-à-dire de l’entrée d’air vers la sortie d’air) :
- une plaque perforée 18 permettant de favoriser un écoulement de l’air laminaire au sein de l’enceinte 10 ;
- un dispositif de diffusion 20 sèche des allergènes ;
- un premier support filtre 22 permettant de fixer un filtre à tester 24, ou tout dispositif de dépollution (autre qu’un filtre) à tester ;
- un deuxième support de filtre 26, permettant de fixer un filtre de récupération 28 qui est un filtre à très haute performance, par exemple de type HEPA.
- a perforated plate 18 making it possible to promote laminar air flow within the enclosure 10;
- a dry allergen diffusion device;
- a first filter support 22 making it possible to fix a filter to be tested 24, or any depollution device (other than a filter) to be tested;
- a second filter support 26, making it possible to fix a recovery filter 28 which is a very high performance filter, for example of the HEPA type.
Ainsi, le dispositif d’essai 1 est configuré pour générer, grâce au dispositif d’aspiration 16, une circulation d’air horizontale, de l’entrée d’air 12 vers la sortie d’air 14, l’air traversant successivement la plaque perforée 18, le filtre à tester 24 et le filtre de récupération 28.Thus, the test device 1 is configured to generate, thanks to the suction device 16, a horizontal air circulation, from the air inlet 12 to the air outlet 14, the air passing successively through the perforated plate 18, the filter to be tested 24 and the recovery filter 28.
Pour tester les performances d’un filtre vis-à-vis de la filtration de substances allergènes, on dispose dans le dispositif de diffusion 20, un mélange de différentes substances allergènes, les types et quantités respectives de chaque type de substances étant connus. On fait ensuite circuler l’air à travers l’enceinte 10 dispositif un certain temps, et, à l’issue du test, on détermine la quantité d’allergènes captés par le filtre à tester 24. En connaissant la quantité d’allergènes initialement présents dans le dispositif de diffusion 20 et la quantité d’allergènes captés par le filtre à tester 24, on peut déterminer la performance du filtre à tester 24, et caractériser la performance de ce filtre en fonction du type de substance allergène. Avantageusement, l’utilisation d’un filtre de récupération 28 permet de vérifier la cohérence des résultats obtenus en déterminant la quantité d’allergènes captés par ce filtre, et en comparant cette quantité à la quantité d’allergènes initiale et à la quantité d’allergènes captés par le filtre à tester 24.To test the performance of a filter with respect to the filtration of allergenic substances, a mixture of different allergenic substances is placed in the diffusion device 20, the respective types and quantities of each type of substance being known. The air is then circulated through the enclosure 10 device for a certain time, and, at the end of the test, the quantity of allergens captured by the filter to be tested 24 is determined. By knowing the quantity of allergens initially present in the diffusion device 20 and the quantity of allergens captured by the filter to be tested 24, it is possible to determine the performance of the filter to be tested 24, and to characterize the performance of this filter according to the type of allergenic substance. Advantageously, the use of a recovery filter 28 makes it possible to check the consistency of the results obtained by determining the quantity of allergens captured by this filter, and by comparing this quantity with the initial quantity of allergens and with the quantity of allergens captured by the filter to be tested 24.
Le dispositif de diffusion 20 est mieux visible sur les figures 2 et 3. Ce dispositif comporte un récipient 200 étanche relié à un tube de sortie 202 et à une entrée d’air 204 sous pression. Lorsque de l’air sous pression est injecté dans le récipient 200 par l’entrée d’air 204, les allergènes présents dans le récipient 200 sont chassés dans le tube sortie et ainsi diffusés par voie sèche dans l’enceinte 10.The diffusion device 20 is best visible in Figures 2 and 3. This device comprises a sealed container 200 connected to an outlet tube 202 and to an air inlet 204 under pressure. When pressurized air is injected into the container 200 through the air inlet 204, the allergens present in the container 200 are expelled into the outlet tube and thus diffused by a dry process in the enclosure 10.
En raison de la dangerosité de certains allergènes pouvant faire partie du mélange initial de test, on utilisera avantageusement un système d’essai comportant un dispositif d’essai tel que celui de la figure 1, le dispositif d’essai étant disposé au sein d’un poste de sécurité microbiologique. Alternativement, comme visible sur la figure 4, on pourra prévoir un système d’essai 2 comportant un dispositif d’essai 1 tel que celui de la figure 1, l’entrée d’air 12 et la sortie d’air 14 de l’enceinte 10 étant connectées à une canalisation de retour 30. La canalisation de retour 30 permet de faire circuler l’air en boucle fermée au sein du dispositif d’essai 1.Due to the dangerousness of certain allergens which may be part of the initial test mixture, a test system will advantageously be used comprising a test device such as that of FIG. 1, the test device being placed within a microbiological safety station. Alternatively, as visible in Figure 4, a test system 2 may be provided comprising a test device 1 such as that of Figure 1, the air inlet 12 and the air outlet 14 of the enclosure 10 being connected to a return pipe 30. The return pipe 30 allows the air to circulate in a closed loop within the test device 1.
Avantageusement, le dispositif d’essai 1 est constitué par l’assemblage de caissons pouvant être rapidement assemblés et désassemblés. Les figures 5 à 7 montrent les principales étapes de montage d’un tel dispositif d’essai.Advantageously, the test device 1 consists of the assembly of boxes that can be quickly assembled and disassembled. Figures 5 to 7 show the main assembly steps of such a test device.
Comme visible sur les figures 5 à 7, l’enceinte 10 est formée principalement par un premier et un deuxième caissons 100, 102 juxtaposés. Chacun des premier et deuxième caissons 100, 102 comporte des parois transparentes formées par des plaques 104, par exemple des plaques de polyméthacrylate de méthyle (PMMA), les parois étant reliées par des profilés 106, notamment des profilés métalliques (par exemple en aluminium). Les caissons 100, 102, sont assemblés sur un châssis 108. Des attaches rapides 110 permettent d’assembler et désassembler les différents éléments constituant l’enceinte 10, tels que les premier et deuxième caisson 100, 102.As visible in Figures 5 to 7, the enclosure 10 is formed mainly by a first and a second box 100, 102 juxtaposed. Each of the first and second boxes 100, 102 comprises transparent walls formed by plates 104, for example polymethyl methacrylate (PMMA) plates, the walls being connected by sections 106, in particular metal sections (for example aluminum) . The casings 100, 102 are assembled on a frame 108. Quick fasteners 110 make it possible to assemble and disassemble the various elements constituting the enclosure 10, such as the first and second casing 100, 102.
Pour assembler le dispositif d’essai 1, on procède de la façon suivante. Une plaque d’extrémité 112 aval, solidaire du châssis 108 et du dispositif d’aspiration 16 est équipée d’un joint d’étanchéité 116, puis le premier caisson 100 est positionné sur le châssis 108 et solidarisé à la plaque d’extrémité 112 (figure 5), au moyen d’attaches rapides 110.To assemble the test device 1, the procedure is as follows. A downstream end plate 112, secured to the frame 108 and the suction device 16 is equipped with a seal 116, then the first box 100 is positioned on the frame 108 and secured to the end plate 112 (Figure 5), using quick couplers 110.
On fixe ensuite sur le premier caisson 100 les premier et deuxième supports de filtre 22, 26, équipés de leurs filtres respectifs (figure 6). L’étanchéité sera bien entendu assurée entre les différents éléments afin d’éviter toute fuite d’air, notamment au niveau des supports de filtre.The first and second filter supports 22, 26, equipped with their respective filters are then fixed on the first box 100 (FIG. 6). The tightness will of course be ensured between the different elements in order to avoid any air leaks, in particular at the level of the filter supports.
On fixe ensuite le deuxième caisson 102 qui est solidarisé au premier caisson 100, au moyen d’attaches rapides 110. On fixe ensuite une plaque d’extrémité 114 amont au deuxième caisson 102, cette plaque étant solidaire de la plaque perforée 18 et du dispositif de diffusion 20.The second casing 102 is then fixed, which is secured to the first casing 100, by means of quick fasteners 110. An end plate 114 upstream is then fixed to the second casing 102, this plate being secured to the perforated plate 18 and to the device broadcasting 20.
Le dispositif d’essai 1 est donc montable et démontable très rapidement, ce qui permet de procéder rapidement au nettoyage des différentes parties entre deux essais, et au remontage avec de nouveaux filtres (de test et de récupération).The test device 1 can therefore be assembled and disassembled very quickly, which makes it possible to proceed quickly to the cleaning of the different parts between two tests, and to the reassembly with new filters (for test and recovery).
Le dispositif et le système d’essai conformes à l’invention permettent de réaliser des essais d’un filtre de système de climatisation en simulant des conditions proches des conditions réelles d’utilisation, mais en s’affranchissant des aléas des systèmes de série. L’invention permet ainsi de tester un filtre hors de son environnement normal, et, ainsi, de réaliser des essais présentant une excellente répétabilité et limitant les sources de variabilité extrinsèques au filtre testé.The device and the test system in accordance with the invention make it possible to carry out tests of an air conditioning system filter by simulating conditions close to the real conditions of use, but by avoiding the vagaries of series systems. The invention thus makes it possible to test a filter outside its normal environment, and thus to carry out tests with excellent repeatability and limiting the sources of variability extrinsic to the tested filter.
Claims (10)
- un dispositif de diffusion (20) sèche de substances allergènes ;
- un premier support de filtre (22) pour un filtre à tester (24) ;
- un deuxième support de filtre (26) pour un filtre de récupération (28).Device for testing (1) a device for treating allergenic substances, such as an air filter of a motor vehicle air conditioning system, the test device (1) comprising an enclosure (10), the enclosure (10) having an air inlet (12) disposed at one end and an air outlet (14) disposed at an opposite end, the testing device including a suction device (16) disposed at the air outlet of the enclosure (10) and configured to generate air circulation in the enclosure from the air inlet to the air outlet, the test device further comprising the following elements , arranged in the enclosure (10) from upstream to downstream with respect to the direction of the air circulation generated by the suction device (16):
- a diffusion device (20) dry allergenic substances;
- a first filter holder (22) for a filter to be tested (24);
- a second filter holder (26) for a recovery filter (28).
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
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