WO2014013207A1 - Filtre cyclonique a generateur de vortex - Google Patents

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WO2014013207A1
WO2014013207A1 PCT/FR2013/051753 FR2013051753W WO2014013207A1 WO 2014013207 A1 WO2014013207 A1 WO 2014013207A1 FR 2013051753 W FR2013051753 W FR 2013051753W WO 2014013207 A1 WO2014013207 A1 WO 2014013207A1
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WO
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obstacle
obstacles
air
sheath
tube
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PCT/FR2013/051753
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English (en)
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Gerard Alvini
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/04—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
    • B01D45/06—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by reversal of direction of flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/183—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering by centrifugal separation, e.g. using vortices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/02—Ducting arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering

Definitions

  • the present invention relates to the field of filters for fresh air intakes, especially in the context of use in extreme conditions (deserts, arctic conditions, etc.).
  • the absolute humidity contained in the air can be deposited on the protective grids of these fresh air intakes and ice can form on them.
  • the following phenomena have been observed on a conventional protection grid of fresh air intakes, at -10 ° C, under conditions of high absolute humidity (typically an arctic fog):
  • the present invention improves the situation.
  • the present invention proposes to create a filter upstream of the fresh air intake in order to filter the particles (dust, sand, water droplets, etc.) effectively.
  • the present invention thus aims a cyclonic filter device for air intake comprising a tubular sheath.
  • This device is characterized in that said sheath comprises:
  • a first tube portion having an air inlet located at one end of said first portion and corresponding to an air inlet of said duct and having an air outlet, said first portion having a first value of opening and a first main direction;
  • each obstacle of the plurality of obstacles being opposite an area without obstacle of the sheath in a direction perpendicular to the longitudinal axis of said first portion;
  • a second tube part having an air inlet corresponding to the air outlet of said first part, the second part comprising a second opening value and a second main direction, the second opening value being greater than the first opening part; first opening value.
  • the first main direction and the second main direction are significantly different.
  • the "main direction of a tube portion” is the overall orientation of the longitudinal axis of this tube portion. It is possible that the longitudinal axis is not a line (eg curve): it is then possible to define a line of space respecting the least squares rule for this longitudinal axis. We then call "principal direction of a part of tube” the direction of this last line.
  • first main direction and the second main direction are substantially different when the difference in direction can be observed with the naked eye, without the need for the use of measuring tools.
  • first principal direction and the second principal direction may be perpendicular. Nevertheless, these two directions may also form an angle greater than 80 °, 70 °, 60 °, 50 °, 40 °, 30 °, 20 ° or 10 °.
  • the first part and the second tube part may result from a virtual division of the tubular sheath.
  • the air inlet of the first part of the tube is one of the two ends of the sheath. Thus, an air flow can rush into this air inlet and then circulate inside the sheath.
  • a vortex can be created especially in case of pressure difference within the same fluid: the fluid then moves in the direction of the lowest pressure causing a vortex.
  • the second part of the tube has an opening value greater than the first part of the tube.
  • aperture value of a tube is a numerical value of the size of a surface and represents the area of the largest section perpendicular to the longitudinal axis of the tube. This increase in the opening value slows down the flow of air and thus breaks the dynamics of the latter. The wind gusts are thus attenuated and the speed of the wind is limited.
  • the change of direction between the first part and the second part associated with the increase in the opening value of the tube allows the creation of a last vortex having the same effects as those described above.
  • the device may further comprise:
  • a spray separator disposed at the level of the second air outlet
  • At least one deflector at the air outlet of the second shaped tube portion for distributing a flow of air flowing within the tubular sheath uniformly at said spray separator.
  • two baffles may be present in the device.
  • the optimum orientation of the baffles at the air outlet of the second part can be determined by experimentally measuring the air pressure at the spray separator for different orientation values of the baffles (e.g. , in steps of 1 °).
  • the optimal orientation of the deflectors can then be the orientation allowing a distribution of the pressure of the flow of air as uniform as possible. This uniformity can, for example, be measured using the variance of the pressure on the surface corresponding to the air outlet: the lower the variance, the pressure is uniform.
  • This orientation can also be determined using simulations. It should be noted that the optimal orientation may be a function of the speed of the air flow at the air inlet of the tubular sheath.
  • the spray separator can have maximum efficiency in case of uniform distribution of the air flow thereon.
  • the operation of the spray separators is detailed below.
  • the sheath may further comprise:
  • each fin going together with a first obstacle among the plurality of obstacles and being positioned:
  • These fins can allow efficient recovery and extraction of suspended particles in the air. When creating a vortex below an obstacle, it may be useful to position a fin below this vortex to recover the particles extracted by this vortex and sliding along the wall of the tube. These fins can recover these particles "at the earliest" and thus avoid, in the case of the recovery of water droplets and temperatures Negative that this moisture stays too long in contact with a cold metal, then favoring the setting in ice.
  • the obstacles may comprise:
  • the curved profile being integral with the inclined face and forming a receptacle with said inclined face, said curved profile of an obstacle having a functionally shaped shape the arrangement of the obstacle in said first part.
  • the inclination of these obstacles and the aerodynamic profile can enhance the vortex formation under the obstacle, the particle recovery and the evacuation of water on the obstacle.
  • the obstacles may comprise:
  • At least one orifice in the inclined face or the curved profile capable of discharging particles in said receptacle.
  • obstacles may include:
  • a heating device able to prevent the formation of gel on part of the obstacle. Indeed, it can be useful to ensure that the water on the obstacles can not freeze under negative temperature conditions. This heating can allow evacuation of the water droplets in good conditions.
  • This heating device (or heat exchanger) can be disposed within the metal forming obstacles or be disposed on the surface thereof.
  • the metal may, for example, be a 316 stainless steel. No chemical treatment or surface additive is necessary even if these are possible.
  • the plurality of obstacles may consist of two or three obstacles.
  • the curved profile of all obstacles may have the same shape.
  • the inclined face of all the obstacles may have the same shape. The manufacturing costs can then be reduced.
  • FIG. 1b illustrates a particular embodiment of a three-dimensional cyclonic filter
  • FIG. 3a is an exemplary embodiment of a spray separator
  • FIG. 3b is a spray separator detail in cross section
  • FIG. 4 is a representation of the turbulent flow of air within the tubular sheath
  • FIG. 5 is a representation of a pressure field in a cyclonic filter in operation
  • FIG. 6 is a representation of the flow lines of the air flow in a cyclonic filter in operation
  • FIG. 7 is a representation of the concentrations of the masses within a cyclone filter in operation
  • FIG. 8 is a representation of the comparative efficiency of particle recovery as a function of the diameter of these particles and the configuration of the filter installed.
  • Figure 1a illustrates a particular embodiment of a cyclonic filter in a cross section.
  • This cyclonic filter is mainly composed of two parts: a tubular sheath 100 positioned outside the building EXT and connected to a fresh air intake;
  • the tubular sheath 100 is a pipe of substantially rectangular section having a 90 ° elbow so that this sheath is oriented downwards at one of its ends (1 15) and horizontally at the other end. . This last end is connected to a new air intake masonry in the wall 1 17 of the building.
  • the sheath may also be a substantially circular or elliptical pipe.
  • the rectangular shape is only an example of a simple embodiment of manufacture.
  • the tubular sheath 100 is open at its end 1 and thus allows a flow of air to enter the sheath to a spray separator 109.
  • the tubular sheath 100 comprises a first portion 101 and a second portion 102.
  • the first portion 101 of tube is substantially vertical.
  • This part has an air inlet located at the lower base 1 15: it corresponds to the "inlet” of the sheath. It is also possible to virtually define an "air outlet”: this corresponds to the intersection of the duct with a plane perpendicular to the sectional plane of FIG. 1a and represented by the dashed line 103.
  • an "opening value" 104 associated with this first part.
  • the "opening value" of the first portion 101 with a numerical value of the dimension of a surface and representing the area of the largest section perpendicular to the longitudinal axis of the sheath in this first part.
  • This section can be represented by the segment 104 in the first part of the sheath.
  • the first portion 101 of the sheath comprises, on the inner surface of the tubular sheath, three obstacles 107b, 106a and 107a. These obstacles are arranged inside the sheath alternately on either side of the longitudinal axis of the first tube portion:
  • the first obstacle 107a is situated on the rear wall of the tubular sheath and is the lowest obstacle
  • the second obstacle 106a is situated on the front wall of the tubular sheath and is the obstacle of the center
  • the third obstacle 107b is located on the rear wall of the tubular sheath and is the highest obstacle.
  • the first portion 101 also includes fins 1 14b and 1 13a. These fins are associated respectively with obstacles 107b and 106a.
  • the fin 1 14b is positioned below the obstacle 107b and above the obstacle 106a (obstacle immediately below the obstacle 107b and located on the opposite wall of the tubular sheath).
  • the fin 1 13a is positioned below the obstacle 106a and above the obstacle 107a (obstacle immediately below the obstacle 106a and located on the opposite wall of the tubular sheath).
  • the obstacle 107a does not have an associated fin because this obstacle is the lowest obstacle and no obstacle is immediately below.
  • the second tube portion 102 is substantially horizontal.
  • This second tube portion has an air inlet corresponding to the air outlet of the first part, that is to say the section of the sheath at the level of the line 103.
  • the air outlet of the second part part is at the level of the connection of the sheath to the fresh air intake of the building, ie at the level of the element 109.
  • aperture value 105 associated with this second part can be defined.
  • the "opening value" of the first portion 102 with a numerical value of the dimension of a surface and representing the area of the largest section perpendicular to the longitudinal axis of the duct in this second part.
  • This section can be represented by the segment 105 in the second part of the sheath.
  • the bent area of the second part is called "plenum".
  • This zone comprises an enlargement of the section (and therefore of the opening value) of the sheath.
  • the plenum is asymmetric, i.e. the walls of the sheath are not parallel. This configuration creates a vortex during airflow.
  • two deflectors 108a and 108b are positioned at the air outlet of the second tube portion upstream of the spray separator 109. These deflectors 108a and 108b are oriented such that the left edge of the baffles 108a and 108b is downward.
  • the angle formed by the deflectors 108a and 108b with the horizontal is determined so that if a flow of air circulates within the tubular sheath, this flow is distributed as evenly as possible over the spray separator 109.
  • This angle can be determined using simulations or by experimenting with the distribution of airflows by changing the angle of the deflectors in steps of 1 ° and by measuring the distribution of fluxes on the spray separator. Of course, this angle may depend on the speed of the air flow in the sheath.
  • the spray separator 109 functions optimally when the flow of air flowing through it is as uniform as possible.
  • pressure probes 1 1 1 1 a and 1 1 1 b can be positioned on each side of the spray separator 109.
  • the pressure probe 1 1 1 b is positioned in the plenum to measure the pressure to the right of the spray separator.
  • the pressure sensor 1 1 1 b is positioned after the spray separator to measure the pressure to the left of the spray separator.
  • a pressure differential 1 12 connected to these pressure probes 1 1 1 a and 1 1 1 b can thus determine the pressure difference between the inlet of the spray separator and the outlet of the spray separator and thus, it is possible to determine the rate of flow of air through it.
  • Figure 1b illustrates a particular embodiment of a cyclonic filter in three dimensions.
  • the rectangular shape of the tubular sheath it is possible to observe the rectangular shape of the tubular sheath.
  • the obstacles 107b, 107a and 106a, the fins 1 14b and 1 13a and the deflectors 108a and 108b extend over the entire width of the tubular sheath.
  • FIG. 2b is an exemplary embodiment of the rear obstacles such as the obstacles 107b and 107a of FIG. 1a.
  • FIG. 2a is an exemplary embodiment of the front obstacles, such as the obstacle 106a of FIG. 1a. The dimensions present in these figures are expressed in millimeters.
  • the depth of the sheath at these obstacles is typically 289.5 mm.
  • These obstacles include a downwardly inclined portion (200a and 200b).
  • they have a curved upward portion (201 a and 201 b) tending to close on the inclined part downwards.
  • Figure 3a is an exemplary embodiment of a spray separator.
  • a separator typically comprises a set of parallel metal plates 301a, 301b, 301c, 301d and so on. These plates have the shape of the letter "V".
  • the spray separator is positioned so that the greatest length of the metal plates is oriented in a vertical direction.
  • Figure 3b is a detail of the zone 302 of Figure 3a in cross section. It can be seen that the metal plates have hooks (303, 304, 305, 306) on their surfaces. Spray separators use the principle of centrifugal force to separate the air from the particles contained in it. Indeed, during the flow of air between two metal plates of the spray separator, the air flow is forced to take a V-shaped path. Therefore, the particles (dust, sands or droplets of water) having a greater density than air are "projected" on the walls of the metal plates during changes in directions of this flow and are then "captured" by the hooks (303, 304, 305, 306 ) arranged on these walls.
  • Figure 4 is a representation of the turbulent flow of air within the tubular sheath. This flow is represented by the dashed lines of FIG.
  • the outside air can rush into the tubular sheath 100 at its lower opening 1 15.
  • the position of the first obstacle 107a makes it possible to create a vortex 401 under this obstacle before moving on to the second obstacle 106a.
  • the one creates a new vortex 402 below this obstacle.
  • a third vortex 403 is created under the obstacle 107b.
  • vortices makes it possible to capture the particles (dust, sand, water droplet) suspended in the air. Indeed, particles are trapped by the vortices created under obstacles and descend down the walls of the sheath under the effect of gravity in the fins associated with the obstacles.
  • the effect of capturing particles in the air is different from the effect of the spray separator which uses the kinetic effect of the particles contained in the air.
  • the aerodynamic profile of each obstacle can be determined in order to optimize the vortex phenomenon (under the obstacle) and, thus, to capture the particles as much as possible.
  • this profile can be adapted to capture and evacuate the water on the obstacle.
  • the pitch between each obstacle can be different, as well as the angle of inclination of these obstacles. These parameters are to be adjusted according to the desired uptake (capturing water particles contained in the air or capturing sand particles contained in the air) as well as depending on the speed of the desired airflow.
  • the obstacle can be equipped with an electric heater. This heating can be advantageously embedded in the shape of the obstacle for greater efficiency. Obstacles and fins create system effects and thus losses downstream of these obstacles. These pressure losses can make it possible to break the dynamics of the outside wind when the latter is very important (for example, 17 m / s to 20 m / s). Once, the outside wind dynamics broken, maintaining a constant air flow through a spray separator is facilitated as previously described.
  • receptacle obstacles 107a, 106a, and 107b allows Captured particles to be stored away from the airflow.
  • these receptacles are referenced 202a and 202b. Indeed, these particles can enter these receptacles through the openings 204a and 204b.
  • orifices 205a and 205b can be machined in these obstacles.
  • Hoses can be connected to these ports to allow effective removal of these receptacles.
  • Figure 5 is a representation of a pressure field in a cyclonic filter in operation.
  • zone 500 i.e., free air
  • the pressure is high and may be related to wind squalls.
  • This representation makes it possible to visualize the system effects and the losses of loads related to the obstacles and the plenum.
  • the pressure is substantially lower than that of the zone 500.
  • the obstacles i.e. zones 501 and 503
  • the pressure along the spray separator is not evenly distributed: in the upper part of the latter (ie zone 504) the pressure is greater than that in the lower part (ie zone 505). This undesirable distribution of pressure can be corrected by directing the right portion of the deflectors 108a and 108b downward.
  • FIG. 6 is a representation of the streamlines of the airflow in a cyclonic filter in operation. It can be seen that the flow lines of the air stream are substantially concentrated at the top of the spray separator, instead of being evenly distributed over the entire height of the spray separator.
  • Figure 7 is a representation of the concentrations of the masses in a cyclone filter in operation.
  • the air has a homogeneous particle concentration (zone 700).
  • zone 700 the homogeneous particle concentration
  • the presence of obstacles and vortices modifies this homogeneous concentration: high concentrations of particles can be found under obstacles (ie zone 701, 703 and 705).
  • the presence of the change of direction in the tubular sheath induces the projection of particles in the zone 706.
  • the airflow near the deflectors 108a and 108b and the spray separator 109 i.e., zone 707 has a very low particle concentration.
  • FIG. 8 is a representation of the comparative efficiency of the recovery of particles (dust, sand, water droplets, etc.) as a function of the diameter of these particles and the configuration of the filter in place.
  • Curve 800 represents the efficiency of recovery of water droplets in the presence of a simple spray separator. No tubular sheath is present. It can be seen that this filter has a reasonable efficiency only for particles of large diameter (i.e. 90% recovery for particles beyond a diameter of 22 ⁇ ).
  • Curve 802 represents the efficiency of recovery of water droplets in the presence of a simple tubular sheath. No spray separator is present and no obstacle is attached to the sheath. It can be seen that this device has an average efficiency for all of the particle diameters even if, notably, it allows a recovery of 30% of the particles 5 ⁇ .
  • Curve 801 represents the water droplet recovery efficiency in the presence of a simple tubular sheath and a spray separator. No obstacle is attached to the sheath. It can be seen that this filter has reasonable efficiency only for particles of average diameter (i.e. 90% recovery for particles beyond a diameter of 16 ⁇ ).
  • Curve 803 represents the efficiency of water droplet recovery in the presence of a tubular sheath on which are fixed obstacles and fins as previously described and a spray separator.
  • the effectiveness of such a device is important since it has an efficiency of 90% from 8 ⁇ .
  • this device has an efficiency of 87% even for particles of small diameter (ie 5 ⁇ ).
  • Such a configuration has been tested in arctic fog conditions, an extreme condition usually causing ice to catch the fresh air intakes in about sixty minutes: this configuration allowed operation for about 24 hours without setting in ice.
  • tubular sheath is not necessarily rectangular but may have other shapes such as that of an oval or a circle.
  • first tube portion is not necessarily perpendicular to the second tube portion or the ground.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de filtre cyclonique pour prise d'air comportant une gaine tubulaire. Cette gaine comporte une première partie ayant une entrée d'air correspondant à une entrée d'air de la gaine. Cette gaine comporte également une pluralité d'obstacles disposés sur une surface interne de la première partie, de manière alternée sur la surface interne, selon la longueur du tube, et vers un centre du tube. Cette gaine comporte en outre une deuxième partie de tube. L'ouverture de la deuxième partie du tube est supérieure à celle de la première partie. De plus, la direction principale de la première partie est différente de la direction principale de la deuxième partie.

Description

FILTRE CYCLONIQUE A GENERATEUR DE VORTEX
La présente invention concerne le domaine des filtres pour prises d'air neuf, notamment dans le cadre d'une utilisation en conditions extrêmes (déserts, conditions arctiques, etc.).
Afin de protéger les installations gazières et les personnels y travaillant, d'importants bâtiments sont construits autour de ces installations.
Ces bâtiments sont généralement de grandes dimensions : des cotes telles que (L:80m ; l:40m ; h:30m) sont habituelles.
Afin d'éviter une accumulation de gaz en cas de fuites et ainsi éviter tout danger d'explosion ou d'intoxication, il est utile de ventiler ces bâtiments à l'aide de prises d'air neuf disposées sur les trois façades des bâtiments. Certaines prises d'air neuf sont aspirantes, d'autres sont soufflantes. Cependant, de telles méthodes ne sont pas exemptes de défauts.
En effet, en cas d'environnements sablonneux, tels les déserts, de nombreuses particules sont en suspension dans l'air : il est alors souhaitable d'éviter de faire rentrer du sable ou des poussières dans les bâtiments.
De plus, dans des conditions arctiques, l'humidité absolue contenue dans l'air peut se déposer sur les grilles de protection de ces prises d'air neuf et de la glace peut se former sur ces dernières. A titre d'illustration, les phénomènes suivants ont été constatés sur une grille de protection classique de prises d'air neuf, à -10°C, dans des conditions d'humidité absolue importante (typiquement un brouillard arctique) :
- 10 minutes de fonctionnement : formation des premiers pitots de glace sur la grille de protection ;
- 15 minutes de fonctionnement : la grille est recouverte de glace, seuls certains interstices permettent encore de laisser passer de l'air ; - 20 minutes de fonctionnement : la grille ne permet plus de laisser passer de l'air, une couche de glace obstruant la prise d'air. Il est nécessaire de mettre l'installation à l'arrêt afin de dégeler la grille et/ou de retirer la glace manuellement à l'aide de piolets ou de burins.
Il y a, ainsi, un besoin pour améliorer les systèmes de ventilation afin de leur permettre de fonctionner :
- dans des conditions arctiques sans geler, et/ou
- dans des conditions de forte concentration de poussières sans les laisser entrer dans le bâtiment.
La présente invention vient améliorer la situation.
A cet effet, la présente invention propose de créer un filtre en amont de la prise d'air neuf afin de filtrer les particules (poussières, sables, gouttelettes d'eau, etc.) de manière efficace.
La présente invention vise alors un dispositif de filtre cyclonique pour prise d'air comportant une gaine tubulaire. Ce dispositif est caractérisé en ce que ladite gaine comporte :
- une première partie de tube ayant une entrée d'air située à une extrémité de ladite première partie et correspondant à une entrée d'air de ladite gaine et ayant une sortie d'air, ladite première partie comportant une première valeur d'ouverture et une première direction principale ;
- une pluralité d'obstacles disposés sur au moins une surface interne de ladite première partie, de part et d'autre d'un axe longitudinal de ladite première partie, chaque obstacle de la pluralité d'obstacles étant en regard d'une zone sans obstacle de la gaine dans une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal de ladite première partie ;
- une deuxième partie de tube ayant une entrée d'air correspondant à la sortie d'air de ladite première partie, la deuxième partie comportant une deuxième valeur d'ouverture et une deuxième direction principale, la deuxième valeur d'ouverture étant supérieure à la première valeur d'ouverture. La première direction principale et la deuxième direction principale sont sensiblement différentes.
On appelle « direction principale d'une partie de tube » l'orientation globale de l'axe longitudinal de cette partie de tube. Il est possible que l'axe longitudinal ne soit pas une droite (ex. courbe) : il est, alors, possible de définir une droite de l'espace respectant la règle des moindres carrés pour cet axe longitudinal. On appelle alors « direction principale d'une partie de tube » la direction de cette dernière droite.
On dit que la première direction principale et la deuxième direction principale sont sensiblement différentes lorsque la différence de direction peut être constatée à l'œil nu, sans besoin de l'utilisation d'outils de mesures. Dans un mode de réalisation, la première direction principale et la deuxième direction principale peuvent être perpendiculaires. Néanmoins, ces deux directions peuvent également former un angle supérieur à 80°, 70°, 60°, 50°, 40°, 30°, 20°, ou encore 10°.
La première partie et la deuxième partie de tube peuvent résulter d'une division virtuelle de la gaine tubulaire.
L'entrée d'air de la première partie du tube est une des deux extrémités de la gaine. Ainsi, un flux d'air peut s'engouffrer dans cette entrée d'air et alors circuler à l'intérieur de la gaine.
La présence des obstacles de manière alternée au cœur de la gaine permet la création de vortex juste en dessous de ces obstacles. Un vortex peut notamment être créé en cas de différence de pression au sein d'un même fluide : le fluide se déplace alors dans la direction de la pression la plus basse causant un tourbillon.
Ces vortex créés permettent de capturer les particules contenues dans l'air de manière efficace. De plus, en cas de présence d'eau sur l'obstacle, ces vortex permettent également d'accélérer leur évacuation : cette accélération est utile en cas de température négative car le risque de transformation de l'eau liquide en glace augmente significativement avec la durée de présence de cette eau sur le métal froid des obstacles.
La présence des obstacles permet également de casser la dynamique du vent extérieur lorsque ce dernier est très important (par exemple, 20 m/s). Le fait de casser la dynamique du vent extérieur permet de contrôler de manière convenable la vitesse du vent introduit dans le bâtiment. En effet, en cas de vent arctique, les réglementations de travail de certains pays interdisent le travail d'opérateurs dans des conditions où le vent serait trop important au regard de la température de celui- ci. On parle de « wind chill effect » en anglais ou de « refroidissement éolien » en français. Ainsi, il est utile de modérer la vitesse de l'air introduit dans le bâtiment afin de permettre aux opérateurs de continuer à travailler dans de bonnes conditions.
De plus, afin de casser encore plus cette dynamique et de limiter la pression de l'air, la deuxième partie du tube possède une valeur d'ouverture plus importante que la première partie du tube. On appelle « valeur d'ouverture d'un tube » une valeur numérique de la dimension d'une surface et représentant la surface de la plus grande section perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube. Cette augmentation de la valeur d'ouverture freine le flux d'air et casse ainsi la dynamique de celui-ci. Les bourrasques de vent sont ainsi atténuées et la vitesse du vent est limitée. En outre, le changement de direction entre la première partie et la deuxième partie associé à l'augmentation de la valeur d'ouverture du tube permet la création d'un dernier vortex ayant les mêmes effets que ceux décrit précédemment.
En outre, la deuxième partie de tube ayant en outre une sortie d'air, le dispositif peut comporter en outre :
- un séparateur d'embruns disposé au niveau de la deuxième sortie d'air ;
- au moins un déflecteur au niveau de la sortie d'air de la deuxième partie de tube conformée pour répartir un flux d'air circulant au sein de la gaine tubulaire de manière uniforme au niveau dudit séparateur d'embruns. Dans un mode de réalisation de l'invention, deux déflecteurs peuvent être présents dans le dispositif.
L'orientation optimale des déflecteurs au niveau de la sortie d'air de la deuxième partie peut être déterminée en mesurant de manière expérimentale la pression de l'air au niveau du séparateur d'embruns pour différentes valeurs d'orientation des déflecteurs (par exemple, par pas de 1 °). L'orientation optimale des déflecteurs peut alors être l'orientation permettant une répartition de la pression du flux d'air la plus uniforme possible. Cette uniformité peut, par exemple, être mesurée à l'aide de la variance de la pression sur la surface correspondant à la sortie d'air : plus la variance est faible, la pression est uniforme. Cette orientation peut également être déterminée à l'aide de simulations. Il est à noter que l'orientation optimale peut être fonction de la vitesse du flux d'air au niveau de l'entrée d'air de la gaine tubulaire.
En effet, le séparateur d'embruns peut posséder une efficacité maximale en cas de répartition uniforme du flux d'air sur celui-ci. Le fonctionnement des séparateurs d'embruns est détaillé ci-après.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la gaine peut comporter en outre :
- une pluralité d'ailerons, chaque aileron allant de pair avec un premier obstacle parmi la pluralité d'obstacles et étant positionné :
- en amont dudit premier obstacle ;
- et en aval d'un deuxième obstacle parmi la pluralité d'obstacles s'il existe un deuxième obstacle immédiatement en amont dudit premier obstacle.
On parle « d'amont » et « d'aval » d'un obstacle en référence à l'écoulement d'un fluide (notamment de l'air) circulant dans la gaine tubulaire depuis l'entrée d'air de la première partie jusqu'à la sortie d'air de la deuxième partie. Ainsi, lors de cet écoulement, si un fluide rencontre d'abord un premier obstacle puis un deuxième obstacle lors de l'écoulement, le premier obstacle est considéré comme étant en amont du deuxième obstacle et le deuxième obstacle est en aval du premier obstacle.
Ces ailerons peuvent permettre une récupération et une extraction efficace des particules en suspension dans l'air. Lors de la création d'un vortex en dessous d'un obstacle, il peut être utile de positionner un aileron en dessous de ce vortex afin de récupérer les particules extraites par ce vortex et glissant le long de la paroi du tube. Ces ailerons peuvent permettre de récupérer ces particules « au plus tôt » et ainsi éviter, dans le cas de la récupération de gouttelettes d'eau et de températures négatives que cette humidité reste trop longtemps en contact avec un métal froid, favorisant alors la prise en glace.
Avantageusement, les obstacles peuvent comporter :
- une face inclinée vers la direction de l'entrée d'air de la première partie de tube, ladite face inclinée d'un obstacle possédant une forme fonction de la disposition de l'obstacle dans ladite première partie ;
- un profil recourbé vers la direction opposée de l'entrée d'air de la première partie de tube, le profil recourbé étant solidaire avec la face inclinée et formant réceptacle avec ladite face inclinée, ledit profil recourbé d'un obstacle possédant une forme fonction de la disposition de l'obstacle dans ladite première partie.
L'inclinaison de ces obstacles et le profil aérodynamique peuvent renforcer la formation de vortex sous l'obstacle, la récupération de particules et l'évacuation de l'eau se trouvant sur l'obstacle.
Par ailleurs certaines particules peuvent se retrouver piégées dans le réceptacle formé par le profil recourbé et la face inclinée.
Dans un mode de réalisation de l'invention, les obstacles peuvent comporter :
- au moins un orifice dans la face inclinée ou le profil recourbé apte à évacuer des particules se trouvant dans ledit réceptacle.
Ainsi les particules piégées dans le réceptacle peuvent être évacuées facilement à travers cet orifice.
En outre, les obstacles peuvent comporter :
- un dispositif de chauffage apte à éviter la formation de gel sur une partie de l'obstacle. En effet, il peut être utile de s'assurer que l'eau présente sur les obstacles ne puisse pas geler dans des conditions de températures négatives. Ce chauffage peut permettre une évacuation des gouttelettes d'eau dans de bonnes conditions.
Ce dispositif de chauffage (ou échangeur thermique) peut être disposé au sein même du métal formant les obstacles ou être disposé en surface de celui-ci.
Le métal peut, par exemple, être un acier inox 316. Aucun traitement chimique ni additif en surface n'est nécessaire même si ceux-ci sont possibles.
Avantageusement, la pluralité d'obstacles peut être constituée de deux ou trois obstacles.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le profil recourbé de tous les obstacles peut posséder une même forme. Dans un mode de réalisation de l'invention, la face inclinée de tous les obstacles peut posséder une même forme. Les coûts de fabrication peuvent alors être réduits.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 a illustre une réalisation particulière d'un filtre cyclonique dans une coupe transversale ;
- la figure 1 b illustre une réalisation particulière d'un filtre cyclonique en trois dimensions ;
- les figures 2a et 2b sont des exemples de réalisations des obstacles ; - la figure 3a est un exemple de réalisation d'un séparateur d'embruns ;
- la figure 3b est un détail de séparateur d'embruns en coupe transversale ;
- la figure 4 est une représentation de l'écoulement turbulent de l'air au sein de la gaine tubulaire ;
- la figure 5 est une représentation d'un champ de pression dans un filtre cyclonique en fonctionnement ;
- la figure 6 est une représentation des lignes de courant du flux d'air dans un filtre cyclonique en fonctionnement ;
- la figure 7 est une représentation des concentrations des masses au sein d'un filtre cyclonique en fonctionnement ;
- la figure 8 est une représentation de l'efficacité comparée de la récupération de particules en fonction du diamètre de ces particules et de la configuration du filtre mise en place.
La figure 1 a illustre une réalisation particulière d'un filtre cyclonique dans une coupe transversale.
Ce filtre cyclonique est principalement composé de deux parties : - une gaine tubulaire 100 positionnée à l'extérieur EXT du bâtiment et connectée à une prise d'air neuf ;
- un séparateur d'embruns 109 et un ventilateur 1 10 positionnés à l'intérieur INT du bâtiment et connectés à la prise d'air neuf mentionnée ci-dessus.
La gaine tubulaire 100 est un tuyau de section sensiblement rectangulaire présentant un coude à 90° de telle sorte que cette gaine est orientée vers le bas au niveau de l'une de ses extrémités (1 15) et horizontalement au niveau de l'autre extrémité. Cette dernière extrémité est connectée à une prise d'air neuf maçonnée dans le mur 1 17 du bâtiment. La gaine peut également être un tuyau sensiblement circulaire ou elliptique. La forme rectangulaire n'est qu'un exemple de réalisation simple de fabrication.
La gaine tubulaire 100 est ouverte au niveau de son extrémité 1 15 et permet ainsi à un flux d'air de pénétrer dans la gaine vers un séparateur d'embruns 109.
La gaine tubulaire 100 comprend une première partie 101 et une deuxième partie 102.
La première partie 101 de tube est sensiblement verticale. Cette partie a une entrée d'air située à la base inférieure 1 15 : elle correspond à « l'entrée » de la gaine. Il est également possible de définir virtuellement une « sortie d'air » : celle-ci correspond à l'intersection de la gaine avec un plan perpendiculaire au plan de coupe de la figure 1 a et représentée par la droite pointillée 103.
On peut définir une « valeur d'ouverture » 104 associée cette première partie. Par exemple, Il est possible de définir la « valeur d'ouverture » de la première partie 101 avec une valeur numérique de la dimension d'une surface et représentant la surface de la plus grande section perpendiculaire à l'axe longitudinale de la gaine dans cette première partie. Cette section peut être représentée par le segment 104 dans la première partie de la gaine.
La première partie 101 de la gaine comporte, sur la surface interne de la gaine tubulaire, trois obstacles 107b, 106a et 107a. Ces obstacles sont disposés à l'intérieur de la gaine de manière alternée de part et d'autre de l'axe longitudinal de la première partie de tube :
- le premier obstacle 107a est situé sur la paroi arrière de la gaine tubulaire et est l'obstacle le plus bas,
- le deuxième obstacle 106a est situé sur la paroi avant de la gaine tubulaire et est l'obstacle du centre,
- le troisième obstacle 107b est situé sur la paroi arrière de la gaine tubulaire et est l'obstacle le plus haut.
De plus, la première partie 101 comporte également des ailerons 1 14b et 1 13a. Ces ailerons sont associés respectivement aux obstacles 107b et 106a. L'aileron 1 14b est positionné en dessous de l'obstacle 107b et au dessus de l'obstacle 106a (obstacle immédiatement en dessous de l'obstacle 107b et situé sur la paroi opposée de la gaine tubulaire). De même, l'aileron 1 13a est positionné en dessous de l'obstacle 106a et au dessus de l'obstacle 107a (obstacle immédiatement en dessous de l'obstacle 106a et situé sur la paroi opposée de la gaine tubulaire). L'obstacle 107a ne dispose pas d'aileron associé car cet obstacle est l'obstacle situé le plus bas et aucun obstacle ne se situe immédiatement en dessous.
La deuxième partie 102 de tube est sensiblement horizontale. Cette deuxième partie de tube comporte une entrée d'air correspondant à la sortie d'air de la première partie, c'est-à-dire la section de la gaine au niveau de la ligne 103. La sortie d'air de la deuxième partie se trouve au niveau de la connexion de la gaine à la prise d'air neuf du bâtiment, i.e. au niveau de l'élément 109.
On peut définir une « valeur d'ouverture » 105 associée à cette deuxième partie. Par exemple, Il est possible de définir la « valeur d'ouverture » de la première partie 102 avec une valeur numérique de la dimension d'une surface et représentant la surface de la plus grande section perpendiculaire à l'axe longitudinale de la gaine dans cette deuxième partie. Cette section peut être représentée par le segment 105 dans la deuxième partie de la gaine.
La zone coudée de la deuxième partie est appelée « plénum ». Cette zone comprend un élargissement de la section (et donc de la valeur d'ouverture) de la gaine. De plus, le plénum est asymétrique, i.e. les parois de la gaine ne sont pas parallèles. Cette configuration permet de créer un vortex lors de l'écoulement d'air.
En outre, deux déflecteurs 108a et 108b sont positionnés au niveau de la sortie d'air de la deuxième partie de tube en amont du séparateur d'embruns 109. Ces déflecteurs 108a et 108b sont orientés de telle sorte que le bord gauche des déflecteurs 108a et 108b est orienté vers le bas. L'angle que forment les déflecteurs 108a et 108b avec l'horizontal est déterminé de telle sorte que si un flux d'air circule au sein de la gaine tubulaire, ce flux soit reparti le plus uniformément possible sur le séparateur d'embruns 109. Cet angle peut être déterminé à l'aide de simulations ou en expérimentant la répartition des flux d'air en modifiant l'angle des déflecteurs par pas de 1 ° et en mesurant la répartition des flux sur le séparateur d'embruns. Bien entendu, cet angle peut dépendre de la vitesse du flux d'air dans la gaine.
En effet, le séparateur d'embruns 109 fonctionne de manière optimale lorsque le flux d'air circulant à travers lui est le plus uniforme possible. Par ailleurs, des sondes de pressions 1 1 1 a et 1 1 1 b peuvent être positionnées de chaque côté du séparateur d'embruns 109. La sonde de pression 1 1 1 b est positionnée dans le plénum afin de mesurer la pression à droite du séparateur d'embruns. La sonde de pression 1 1 1 b est positionnée après le séparateur d'embruns afin de mesurer la pression à gauche du séparateur d'embruns. Un différentiel de pression 1 12 relié à ces sondes de pressions 1 1 1 a et 1 1 1 b peut ainsi déterminer la différence de pression entre l'entrée du séparateur d'embruns et la sortie du séparateur d'embruns et ainsi, il est possible de déterminer la vitesse d'écoulement de l'air à travers ce dernier.
Il est en outre possible d'asservir le ventilateur 1 10 sur cette différence de pression de telle sorte à maintenir une différence de pression constante. Ainsi, si la différence de pression diminue, la vitesse de rotation de l'hélice d'aspiration 1 10 augmentera afin de s'assurer que la vitesse d'écoulement du fluide à travers le séparateur d'embruns est constante. Il est en effet constaté que l'efficacité du séparateur d'embruns est optimale pour certaines plages de vitesse d'écoulement du fluide.
La figure 1 b illustre une réalisation particulière d'un filtre cyclonique en trois dimensions. Sur cette représentation, il est possible de constater la forme rectangulaire de la gaine tubulaire. De plus, il est possible de constater que les obstacles 107b, 107a et 106a, les ailerons 1 14b et 1 13a et les déflecteurs 108a et 108b s'étendent sur toute la largeur de la gaine tubulaire.
Les figures 2a et 2b sont des exemples de réalisations des obstacles de la figure 1 a. La figure 2b est un exemple de réalisation des obstacles arrières tel que les obstacles 107b et 107a de la figure 1 a. La figure 2a est un exemple de réalisation des obstacles avants, tel que l'obstacle 106a de la figure 1 a. Les cotes présentes sur ces figures sont exprimées en millimètres.
La profondeur de la gaine au niveau de ces obstacles est typiquement de 289,5 mm.
Ces obstacles comportent une partie inclinée vers le bas (200a et 200b). En outre, ils comportent une partie recourbée vers le haut (201 a et 201 b) et tendant à se refermer sur la partie inclinée vers le bas.
Ces obstacles sont fixés à la gaine tubulaire au niveau de l'extrémité haute de la partie inclinée et le long des bords latéraux de la partie inclinées 203a et 203b sur les parois de la gaine tubulaire. Cette fixation peut être réalisée aux moyens de vis ou de rivets.
La figure 3a est un exemple de réalisation d'un séparateur d'embruns. Un séparateur comporte typiquement un ensemble de plaques de métal parallèles 301 a, 301 b, 301 c, 301d, etc. Ces plaques possèdent la forme de la lettre « V ». Habituellement, le séparateur d'embruns est positionné de telle sorte que la plus grande longueur des plaques de métal est orientée dans une direction verticale.
Par ailleurs, la figure 3b est un détail de la zone 302 de la figure 3a en coupe transversal. Il est possible de constater que les plaques de métal possèdent des crochets (303, 304, 305, 306) en leurs surfaces. Les séparateurs d'embruns utilisent le principe de la force centrifuge afin de séparer l'air des particules contenues dans celui-ci. En effet, lors de l'écoulement de l'air entre deux plaques de métal du séparateur d'embruns, le flux d'air est contraint à emprunter un trajet en forme de V. Dès lors, les particules (poussières, sables ou gouttelettes d'eau) ayant une masse volumique plus importante que l'air sont « projetées » sur les parois des plaques de métal lors des changements de directions de ce flux et sont alors « capturées » par les crochets (303, 304, 305, 306) disposés sur ces parois.
La figure 4 est une représentation de l'écoulement turbulent de l'air au sein de la gaine tubulaire. Cet écoulement est représenté par les traits en pointillé de la figure 4.
L'air extérieur peut s'engouffrer dans la gaine tubulaire 100 au niveau de son ouverture 1 15 inférieures. La position du premier obstacle 107a permet de créer un vortex 401 sous cet obstacle avant de passer au deuxième obstacle 106a. Au niveau de ce deuxième obstacle, celui crée un nouveau vortex 402 en dessous de cet obstacle. De même, un troisième vortex 403 est créé sous l'obstacle 107b.
La création de vortex permet de capturer les particules (poussières, sables, gouttelette d'eau) en suspension dans l'air. En effet, des particules sont prises au piège par les vortex créés sous les obstacles et redescendent le long des parois de la gaine sous l'effet de la gravité dans les ailerons associés aux obstacles.
L'effet de captation des particules dans l'air est différent de l'effet du séparateur d'embruns qui utilise l'effet cinétique des particules contenues dans l'air.
Le profil aérodynamique de chaque obstacle peut être déterminé afin d'optimiser le phénomène de vortex (sous l'obstacle) et, ainsi, capter au maximum les particules. De plus ce profilé peut être adapté pour capter et évacuer l'eau se trouvant sur l'obstacle.
Le pas entre chaque obstacle peut être différent, ainsi que l'angle d'inclinaison de ces obstacles. Ces paramètres sont à ajuster en fonction de la captation désirée (captation de particules d'eau contenues dans l'air ou captation de particules de sables contenues dans l'air) ainsi qu'en fonction de la vitesse du flux d'air désirée.
Pour la captation d'eau dans l'air, lorsque cet air est à température négative et lorsque l'humidité relative de l'air est importante (ex. -5°C / 98% ou - 10°C / 98%), l'obstacle peut être équipé d'un chauffage électrique. Ce chauffage peut être avantageusement noyé dans la forme de l'obstacle pour plus d'efficacité. Les obstacles et ailerons créent des effets systèmes et ainsi des pertes de charges en aval de ces obstacles. Ces pertes de charges peuvent permettre de casser la dynamique du vent extérieur lorsque ce dernier est très important (par exemple, 17 m/s à 20 m/s). Une fois, la dynamique du vent extérieur cassée, le maintien d'un flux d'air constant à travers un séparateur d'embruns est facilité comme cela a été décrit précédemment.
En sortant de la première partie de la gaine tubulaire, l'air pénètre dans le plénum. Ce plénum asymétrique crée un vortex et une perte de charge du fait de l'augmentation sensible de la section de la gaine. Ce vortex et cette perte de charge permettent également de faciliter la récupération de particules contenues dans l'air. Le profil des obstacles 107a, 106a, et 107b en forme de réceptacle permet aux particules capturées d'être stockées à l'abri du flux d'air. En référence aux figures 2a et 2b, ces réceptacles sont référencés 202a et 202b. En effet, ces particules peuvent pénétrer dans ces réceptacles par les ouvertures 204a et 204b. Pour l'évacuation des particules de ces réceptacles, des orifices 205a et 205b peuvent être usinées dans ces obstacles. Des tuyaux peuvent être raccordés à ces orifices afin de permettre une évacuation efficace de ces réceptacles.
La figure 5 est une représentation d'un champ de pression dans un filtre cyclonique en fonctionnement. Dans la zone 500 (i.e. air libre), la pression est importante et peut être liée à des bourrasques de vents. Cette représentation permet de visualiser les effets systèmes et les pertes de charges liées aux obstacles et au plénum. Ainsi, au cœur du plénum (i.e. zone 507) la pression est sensiblement plus basse que celle de la zone 500. De même derrière les obstacles (i.e. zones 501 et 503), il est possible de constater une perte substantielle de charge. Néanmoins, il est également possible de constater que la pression le long du séparateur d'embruns n'est pas équitablement répartie : dans la partie haute de ce dernier (i.e. zone 504) la pression est plus importante que celle dans la partie basse (i.e. zone 505). Cette répartition non souhaitable de pression peut être corrigée en orientant la partie droite des déflecteurs 108a et 108b vers le bas.
Une autre façon de visualiser le problème de répartition au niveau du séparateur d'embruns est de visualiser les lignes de courant du flux d'air. La figure 6 est une représentation des lignes de courant du flux d'air dans un filtre cyclonique en fonctionnement. II est possible de constater que les lignes de courant du flux d'air sont sensiblement concentrées au niveau haut du séparateur d'embruns, au lieu d'être équitablement réparties sur toute la hauteur du séparateur d'embruns.
La figure 7 est une représentation des concentrations des masses au sein d'un filtre cyclonique en fonctionnement. A l'entrée de la gaine tubulaire, l'air possède une concentration de particules homogène (zone 700). A l'intérieur de la gaine tubulaire, la présence des obstacles et des vortex modifie cette concentration homogène : de fortes concentrations de particules peuvent être trouvées sous les obstacles (i.e. zone 701 , 703 et 705). De plus, la présence du changement de direction dans la gaine tubulaire induit la projection de particules dans la zone 706.
En conséquence, le flux d'air à proximité des déflecteurs 108a et 108b et du séparateur d'embruns 109 (i.e. zone 707) possède une concentration en particules très faible.
La figure 8 est une représentation de l'efficacité comparée de la récupération de particules (poussières, sables, gouttelettes d'eau, etc.) en fonction du diamètre de ces particules et de la configuration du filtre mise en place.
La courbe 800 représente l'efficacité de récupération de gouttelettes d'eau en présence d'un simple séparateur d'embruns. Aucune gaine tubulaire n'est présente. Il est possible de constater que ce filtre ne possède une efficacité raisonnable que pour les particules de diamètre important (i.e. 90% de récupération pour des particules au-delà d'un diamètre de 22 μηη ).
La courbe 802 représente l'efficacité de récupération de gouttelettes d'eau en présence d'une simple gaine tubulaire. Aucun séparateur d'embruns n'est présent et aucun obstacle n'est fixé à la gaine. Il est possible de constater que ce dispositif possède une efficacité moyenne pour l'ensemble des diamètres de particules même si, de manière notable, il permet une récupération de 30% des particules 5 μηη .
La courbe 801 représente l'efficacité de récupération de gouttelettes d'eau en présence d'une simple gaine tubulaire et d'un séparateur d'embruns. Aucun obstacle n'est fixé à la gaine. Il est possible de constater que ce filtre ne possède une efficacité raisonnable que pour les particules de diamètre moyen (i.e. 90% de récupération pour des particules au-delà d'un diamètre de 16 μηη ).
La courbe 803 représente l'efficacité de récupération de gouttelettes d'eau en présence d'une gaine tubulaire sur laquelle sont fixés des obstacles et des ailerons tels que décrits précédemment et d'un séparateur d'embruns. L'efficacité d'un tel dispositif est importante puisque il possède une efficacité de 90% dès 8 μηη . De plus, ce dispositif possède une efficacité de 87% même pour des particules de diamètre faible (i.e. 5μηη ). Une telle configuration a été testée en condition de brouillard arctique, condition extrême provoquant habituellement une prise en glace des prises d'air neuf en une soixantaine de minutes : cette configuration a permis un fonctionnement durant environ 24h sans prise en glace.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d'exemples ; elle s'étend à d'autres variantes.
D'autres réalisations sont possibles.
Par exemple, la gaine tubulaire n'est pas nécessairement rectangulaire mais peut présenter d'autres formes comme celle d'un ovale ou d'un cercle.
De plus, la première partie de tube n'est pas nécessairement perpendiculaire à la deuxième partie de tube ou au sol.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de filtre cyclonique pour prise d'air comportant une gaine tubulaire (100), caractérisé en ce que ladite gaine (100) comporte :
- une première partie (101 ) de tube ayant une entrée d'air (1 15) située à une extrémité de ladite première partie et correspondant à une entrée d'air de ladite gaine et ayant une sortie d'air, ladite première partie comportant une première valeur d'ouverture (104) et une première direction principale ;
- une pluralité d'obstacles (106a, 107a, 107b) disposés sur au moins une surface interne de ladite première partie (101 ), de part et d'autre d'un axe longitudinal de ladite première partie, chaque obstacle de la pluralité d'obstacles (106a, 107a, 107b) étant en regard d'une zone sans obstacle de la gaine dans une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal de ladite première partie ;
- une deuxième partie (102) de tube ayant une entrée d'air correspondant à la sortie d'air de ladite première partie, la deuxième partie comportant une deuxième valeur d'ouverture (105) et une deuxième direction principale, la deuxième valeur d'ouverture (105) étant supérieure à la première valeur d'ouverture (104) ; dans lequel la première direction principale et la deuxième direction principale sont sensiblement différentes.
2. Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel, la deuxième partie (102) de tube ayant en outre une sortie d'air, le dispositif comporte en outre :
- un séparateur d'embruns (109) disposé au niveau de la deuxième sortie d'air ;
- au moins un déflecteur (108a, 108b) au niveau de la sortie d'air de la deuxième partie (102) de tube conformée pour répartir un flux d'air circulant au sein de la gaine tubulaire de manière uniforme au niveau dudit séparateur d'embruns.
3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la gaine (100) comporte en outre :
- une pluralité d'ailerons (1 14b, 1 13a), chaque aileron allant de pair avec un premier obstacle parmi la pluralité d'obstacles et étant positionné :
- en amont dudit premier obstacle ;
- et en aval d'un deuxième obstacle parmi la pluralité d'obstacles s'il existe un deuxième obstacle immédiatement en amont dudit premier obstacle.
4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les obstacles (106a, 107a, 107b) comportent :
- une face inclinée (200a, 200b) vers la direction de l'entrée d'air de la première partie de tube, ladite face inclinée (200a, 200b) d'un obstacle possédant une forme fonction de la disposition de l'obstacle dans ladite première partie ;
- un profil recourbé (201 a, 201 b) vers la direction opposée de l'entrée d'air de la première partie de tube, le profil recourbé étant solidaire avec la face inclinée (200a, 200b) et formant réceptacle (202a, 202b) avec ladite face inclinée, ledit profil recourbé d'un obstacle possédant une forme fonction de la disposition de l'obstacle dans ladite première partie.
5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les obstacles comportent :
- au moins un orifice (205a, 205b) dans la face inclinée ou le profil recourbé apte à évacuer des particules se trouvant dans ledit réceptacle (202a, 202b).
6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, dans lequel les obstacles (106a, 107a, 107b) comportent en outre :
- un dispositif de chauffage apte à éviter la formation de gel sur une partie de l'obstacle.
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la pluralité d'obstacles (106a, 107a, 107b) est constituée de deux ou trois obstacles.
8. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, dans lequel le profil recourbé (201 a, 201 b) de tous les obstacles (106a, 107a, 107b) possède une même forme.
9. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 8, dans lequel la face inclinée (200a, 200b) de tous les obstacles (106a, 107a, 107b) possède une même forme.
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