FR3114517A3 - Dispositif de traitement et de purification d'air par photocatalyse - Google Patents
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Abstract
Le dispositif de traitement et de purification d'air concerné comprend : - une cellule de photocatalyse incluant un châssis intérieur de réception de filtres de photocatalyse (6), ces filtres (6) étant disposés, lorsqu'ils sont vus dans un plan parallèle à une direction d'écoulement d'un flux d'air dans la cellule, selon une forme en W ; la cellule définit une ouverture de passage d'un flux d'air au travers d'elle, cette ouverture se trouvant au niveau du côté de divergence des branches du W et communiquant avec les deux espaces délimités par les filtres (6) respectifs ; la cellule présente, au niveau de ladite ouverture de passage, des dimensions allant de 57 à 60 cm de telle sorte que le dispositif soit apte à être intégré dans un cadre dit "universel" d'une centrale de traitement d'air ; et - un ensemble formé des filtres (6) et de lampes à UV (8), apte à être mis en place dans la cellule. Figure pour l’abrégé : Fig. 4
Description
Domaine technique de l’invention.
La présente invention concerne un dispositif de traitement et de purification d'air par photocatalyse, ce dispositif étant destiné à être relié à une centrale de traitement d'air (CTA) au travers de laquelle l'air s'écoule. La liaison du dispositif à la CTA se fait par assemblage du dispositif à un cadre structurel dit "universel" que comprend la CTA, ce cadre étant ainsi dénommé car il se retrouve de façon identique dans sa forme et ses dimensions sur des CTA de fabricants différents.
État de la technique antérieure.
Les appareils connus de filtration d'air sont munis de filtres standards de type G4, F7, F8, HEPA, à charbon actif, etc.
Ces appareils ont pour inconvénient de ne faire que de la filtration et les filtres ont pour inconvénient de stocker les polluants en eux, ce qui implique un entretien régulier.
Il est par ailleurs connu d'opérer un traitement et une purification d'air par photocatalyse. Schématiquement, la réaction photocatalytique est initiée en activant un solide semi-conducteur dénommé "agent photocatalyseur", par exemple du dioxyde de titane (TiO2), par des rayonnements UV d'une longueur d'onde allant de 100 nm à 400 nm ; cette activation provoque des changements électroniques au sein du semi- conducteur et conduit, en présence d'air ou d'eau, à la création de radicaux oxygénés à la surface du semi-conducteur. Ces radicaux attaquent les composés organiques adsorbés sur le semi-conducteur et, par des successions de réactions chimiques impliquant l'oxygène de l'air et de l'eau, dégradent les composés organiques ou chimiques jusqu'à ce que le carbone des chaînes carbonées soit complètement transformé en dioxyde de carbone (CO2).
Pour une telle application de la photocatalyse, il existe des filtres, dénommés également "média filtrant", associant un support fibreux et un agent photocatalyseur au moyen d'un agent liant. Cette technologie est plus particulièrement décrite dans la publication de demande de brevet N° EP-A-1 069 950.
Des supports photocatalytiques perfectionnés ont été développés, dans lesquels l'agent photocatalyseur est associé à du charbon actif. Le charbon actif, de par sa surface spécifique élevée, permet en effet d'adsorber les agents polluants, tandis que l'agent photocatalyseur, sous l'effet du rayonnement ultra-violet, dégrade les polluants ainsi fixés et régénère le support carboné. De tels supports sont décrits dans les publications de demandes de brevet internationales N° WO 00/13950 et WO 04/033069.
Les techniques existantes ne sont cependant pas adaptées au traitement et à la purification d'air par photocatalyse, cet air circulant dans une centrale de traitement de l'air (CTA).
La présente invention a pour objectif de remédier à cette lacune.
Objet de l’invention.
Le dispositif selon l'invention est destiné à équiper une centrale de traitement d'air ayant un cadre dit "universel" tel que précité.
Selon l'invention, le dispositif comprend :
- une cellule de photocatalyse incluant un châssis intérieur de réception de filtres de photocatalyse, ces filtres étant disposés, lorsqu'ils sont vus dans un plan parallèle à une direction d'écoulement d'un flux d'air dans la cellule, selon une forme en W ; la cellule définit une ouverture de passage d'un flux d'air au travers d'elle, cette ouverture se trouvant au niveau du côté de divergence des branches du W et communiquant avec les deux espaces délimités par les filtres respectifs ; la cellule présente, au niveau de ladite ouverture de passage, des dimensions allant de 57 à 60 cm de telle sorte que le dispositif soit apte à être intégré dans un cadre dit "universel" d'une centrale de traitement d'air ; et
- un ensemble formé des filtres de photocatalyse et de lampes à UV, apte à être mis en place dans la cellule, dans lequel :
- chaque filtre de photocatalyse est formé par un substrat fibreux de filtration de l'air monté sur un cadre support, le substrat fibreux s'étendant sur l'ensemble de l'ouverture que délimite le cadre support et contenant un agent photocatalyseur ; chaque cadre support présente en outre au moins une grille reliée à lui, de soutien dudit substrat ; les cadres support sont aptes à être montés et maintenus sur ledit châssis ; et
- les lampes UV sont placées dans les deux espaces formés, sur un même côté du châssis, par la disposition des filtres en W.
L'invention consiste donc en un dispositif apte à être installé dans une centrale de traitement d'air en étant monté sur un cadre dit "universel" tel que précité, ce dispositif intégrant un système de photocatalyse ayant comme propriété de détruire les polluants d'origines organiques ou chimiques et étant, de par sa forme d'une efficacité augmentée.
La disposition des filtres en W permet une photocatalyse particulièrement efficace et une adaptation d'une telle technique au traitement d'un flux d'air circulant dans une CTA.
La grille précitée qu'inclut chaque filtre permet de soutenir le substrat fibreux que comprend ce filtre afin que le substrat puisse résister à la pression générée par la circulation de l'air au travers du dispositif.
De préférence, le dispositif comprend quatre filtres, chacun formant une branche du W selon lequel les filtres sont disposés.
De préférence, le châssis intérieur forme des glissières de réception des filtres. Ce montage par coulissement permet une mise en place et un retrait aisé et rapide des filtres.
Selon une forme de réalisation préférée dans ce cas, ledit châssis est formé par des tôles supérieure et inférieure que comprend la cellule, aménageant des glissières qui définissent quatre sièges de réception des filtres par coulissement, ces glissières étant réparties en deux paires disposées de façon à placer les filtres selon la disposition en W précitée.
De préférence, chaque filtre comprend deux grilles de soutien du substrat que comprend ce filtre, chaque grille s'étendant sur un côté de ce substrat. Chaque filtre peut donc recevoir de l'air selon un premier sens de passage ou selon un deuxième sens de passage opposé au premier sens de passage, de sorte que le dispositif selon l'invention est apte à être installé sur une CTA à écoulement réversible de l'air.
De préférence, chaque substrat fibreux est à pliures parallèles multiples de sorte qu'il présente une forme en soufflet d'accordéon afin d'augmenter la surface du substrat.
Les dessins annexés illustrent une forme de réalisation du dispositif selon l'invention, à titre d'exemple non limitatif.
Description détaillée
Sur les dessins,
Les repères (1) (2) (3) (4) (5) (7) (9) (10) (19) (13) désignent diverses pièces en tôles formant l'ensemble châssis de la cellule W.
Les repères (1) et (3) désignent des tôles supérieure et inférieure sur lesquelles sont fixés des renforts (2) (5) (7) et le couvercle de la partie électrique (7) sur lequel sont fixés des connecteurs IEC mâle (15) et femelle (16).
Les tôles supérieure et inférieure (1) et (3) forment un châssis de réception de quatre filtres de photocatalyse (6) disposés, lorsqu'ils sont vus dans un plan parallèle à une direction d'écoulement d'un flux d'air dans la cellule, selon une forme en W. La cellule définit une ouverture de passage d'un flux d'air au travers d'elle, se trouvant au niveau du côté de divergence des filtres (6) et communiquant avec les deux espaces délimités par les paires de filtres (6) respectives.
La cellule présente, au niveau de ladite ouverture de passage, des dimensions allant de 57 à 60 cm de telle sorte que le dispositif soit apte à être intégré dans un cadre dit "universel" d'une centrale de traitement d'air.
Dans l'exemple représenté, ledit châssis est formé par les tôles (1) et (3) forment des glissières de réception des filtres (6) par coulissement, ces glissières étant réparties en deux paires disposées de façon à placer les filtres (6) selon la disposition en W précitée.
Chaque filtre (6) est formé par un substrat fibreux de filtration de l'air monté sur un cadre support, le substrat fibreux s'étendant sur l'ensemble de l'ouverture que délimite ce cadre support et contenant un agent photocatalyseur, notamment un charbon actif.
Le cadre support permet de monter et de maintenir le filtre (6) dans l'une des glissières précitées.
Chaque cadre support présente en outre, sur deux côtés opposés du substrat fibreux, deux grilles reliées à lui, non représentées sur les figures. Ces grilles permettent de soutenir le substrat afin qu'il puisse résister à la pression générée par la circulation de l'air au travers de la cellule, quel que soit le sens de passage de l'air au travers du substrat.
Chaque substrat fibreux est en outre à pliures parallèles multiples de sorte qu'il présente une forme en soufflet d'accordéon.
Le repère (8) désigne les lampes à UV permettant l'action de purification des substrats fibreux, qui sont placées dans les deux espaces formés, sur un même côté du châssis, par les paires de filtres (6).
Le repère (9) désigne des verrous optionnels, permettant de maintenir en place les filtres (6).
Le repère (11) désigne le cadre dit "universel" dans lequel est montée la cellule.
Le repère (18) désigne un préfiltre poussière de type G4 à F7
Comme cela apparaît sur les figures 9, la cellule et le préfiltre sont montés dans le cadre universel.
Le repère (12) désigne les douilles de lampe fixé sur la tôle (3).
Le repère (8) désigne les lampes UV portées par la tôle (3).
Le repère (17) désigne un capot sous lequel se trouvent les parties électriques. Des connecteurs de type IEC mâle et femelle sont installés sur la tôle (17) afin de faciliter le raccordement électrique lors du montage en série des cellules.
CIRCULATION DE L'AIR DANS LE CAISSON Figure 10.
A- Entrée de l'air
B- L'air est dirigé vers les filtres (6)
C- L'air traverse l'ensemble filtrant et de photocatalyse
D- L'air purifié sort de l'ensemble filtrant et de photocatalyse
L'air arrive en A passe dans le préfiltre (18) puis continue son chemin en B, l'air traverse C sur les filtres photo-catalytiques (6), il est traité et traverse la chambre B où se trouve les lampes UV (8), et sort purifié.
Claims (6)
- Dispositif de traitement et de purification d'air par photocatalyse, caractérisé en ce qu'il comprend :
- une cellule de photocatalyse incluant un châssis intérieur de réception de filtres de photocatalyse (6), ces filtres (6) étant disposés, lorsqu'ils sont vus dans un plan parallèle à une direction d'écoulement d'un flux d'air dans la cellule, selon une forme en W ; la cellule définit une ouverture de passage d'un flux d'air au travers d'elle, cette ouverture se trouvant au niveau du côté de divergence des branches du W et communiquant avec les deux espaces délimités par les filtres respectifs ; la cellule présente, au niveau de ladite ouverture de passage, des dimensions allant de 57 à 60 cm de telle sorte que le dispositif soit apte à être intégré dans un cadre dit "universel" d'une centrale de traitement d'air ; et
- un ensemble formé des filtres (6) et de lampes à UV, apte à être mis en place dans la cellule, dans lequel :
- chaque filtre de photocatalyse (6) est formé par un substrat fibreux de filtration de l'air monté sur un cadre support, le substrat fibreux s'étendant sur l'ensemble de l'ouverture que délimite le cadre support et contenant un agent photocatalyseur ; chaque cadre support présente en outre au moins une grille reliée à lui, de soutien dudit substrat ; les cadres support sont aptes à être montés et maintenus sur ledit châssis ; et
- les lampes à UV (8) sont placées dans les deux espaces formés, sur un même côté du châssis, par la disposition des filtres (6) en W. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend quatre filtres (6), chacun formant une branche du W selon lequel les filtres sont disposés.
- Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le châssis intérieur forme des glissières de réception des filtres (6).
- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit châssis est formé par des tôles supérieure (1) et inférieure (3) que comprend la cellule, aménageant des glissières qui définissent quatre sièges de réception des filtres (6) par coulissement, ces glissières étant réparties en deux paires disposées de façon à placer les filtres selon la disposition en W précitée.
- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque filtre comprend deux grilles de soutien du substrat fibreux que comprend ce filtre, chaque grille s'étendant sur un côté de ce substrat.
- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque substrat fibreux est à pliures parallèles multiples de sorte que le substrat présente une forme en soufflet d'accordéon.
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