Brevet FR2173660A1 — publié le 19731012

La présente invention concerne un dispositif électrostatique de purification des gaz permettant, en particulier, de débarrasser l'air d'impuretés à l'état solide ou à l'état liquide, de microbes ou de spores. Le dispositif suivant l'invention peut avantageusement être installé dans des amphithéatres, des salles de réunion ou des habitations, des réfectoires, des hôpitaux ou encore à l'intérieur d'ambulances. Un procédé connu de purification de l'air consiste à renouveler l'air pollué au moyen de ventilateurs. Un grave inconvénient de ce procédé réside en ce que l'air aspiré à partir de l'espace environnant et par exemple à partir de la rue n'est nullement pur, de sorte qu'on ne peut obtenir qu'un résultat illusoire ; par ailleurs, en hiver, il est nécessaire de prévoir une installation de chauffage d'un haut degré de rendement, pour ne rien dire du fait que le dispositif d'aération fonctionne avec un bruit génant. On connaît en outre des appareils dits "séparateurs électrostatiques" dans lesquels on fait passer l'air à purifier entre les armatures d'un condensateur haute-tension. Ce dispositif exige toutefois des moyens de sécurité ou de protection spéciaux ; sa manipulation ne peut être effectuée que par un personnel bien formé et, par conséquent, il y a lieu de prévoir un prix de revient élevé. Un autre inconvénient réside en ce qu'il est nécessaire d'installer un nombre relativement grand de canalisations d'air. L'air purifié contient en outre des ions libres qui, lors de la purification de l'air, ont des effets biologiques indésirables. Tous ces inconvénients sont éliminés grâce au dispositif suivant l'invention. L'installation suivant l'invention comprend au moins une chambre d'ionisation et, de préférence, une chambre d'ionisation positive et une chambre d'ionisation négative, un système d'électrodes séparant l'impureté qui contient des particules solides étant associé à la ou à chacune des chambres d'ionisation prévues. Dans le cas où il est prévu deux chambres, les deux ensembles sont indépendants, tant en ce qui concerne les chambres d'ionisation qu'au point de vue des systèmes d'électrodes séparateurs ; il est donc possible d'ajuster la teneur en ions libres du gaz et de l'adapter en même temps aux exigences biologiques. L'invention a pour objet un dispositif électrostatique de purification des gaz et, en particulier de l'air, et la caractéristique essentielle de l'invention réside en ce que ce dispositif comprend au moins une chambre d'ionisation, et de préférence, deux chambres d'ionisation positive et négative indépendantes l'une de l'autre et un système d'électrodes associé ichaque chambre d'ionisation prévue et séparant les impuretés à l'état solide. Chaque chambre d'ionisation comprend, en outre, une électrode annulaire et, perpendiculairement au plan déterminé par cette électrode annulaire, une électrode en forme de pointeau qui fait saillie de part et d'autre de ce plan, suivant la direction de déplacement du gaz à purifier. Les particules d'impuretés solides sont ainsi déchargées par chaque chambre d'ionisation et le gaz à purifier subit un déplacement supplémentaire sous l'effet de choc de l'extrémité de l'électrode centrale. Le dispositif suivant l'invention ne comprend aucun organe mobile. L'électrode annulaire de chaque chambre d'ionisation est torique et l'électrode en forme de pointeau associée à cette électrode annulaire est disposée concentriquement à celle-ci. Dans le cas où il est prévu deux chambres, les électrodes annulaires des chambres d'ionisation positive et négative ne présentent pas les mêmes dimensions géométriques, car les caractéristiques des décharges d'effluves positive et négative ne sont pas analogues. Si un courant ionique constant doit être rétabli, la dimension intérieure de chacune des électrodes annulaires doit alors être choisie en fonction de sa caractéristique de décharge d'effluves. Sur le parcours du gaz à purifier est disposé un canal qui s' étend jusqu'à chaque chambre d'ionisation et qui présente un diamètre progressivement décroissant, tandis qu'après ladite chambre d'ionisation est prévu un canal qui présente un diamètre constamment croissant pour augmenter lleffet de déplacement du gaz. La teneur en ions libres de~l'air n'est pas indifférente au point de vue biologique. (voir à cet égard Israël : Atmosphä- rische Elektrizitàt I-II, Springer Verlag, 1958). Au moyen du dispositif suivant l'invention, la teneur de l'air en ions libres peut être ajustée à une valeur optimale. Comme déjà mentionné, on fait de préférence fonctionner en parallèle un dispositif de purification muni d'une chambre d'ionisation positive et d'une chambre d'ionisation négative. Les deux systèmes sont alors commandés indépendamment l'un de l'autre dans une mesure déterminée. Lorsqu'une multiplicité des ions résiduels positifs se précipite à l'intérieur de l'appareil, il apparaît autour de la chambre d'ionisation positive, un espace retardateur qui s'oppose à la génération des ions positifs et celle des moitiés du dispositif qui utilise les ions positifs fonctionne en conséquence moins efficacement. I1 en résulte que l'émission des ions résiduels dans l'air purifie est réduite et, par suite, la teneur en ions positifs de l'air diminue également. En même temps, celle des moitiés du dispositif qui utilise les ions négatif s fonctionne avec un rendement plus élevé sous l'action des ions résiduels positifs qui se précipitent à l'intérieur de l'appareil et, ainsi, un équilibre est toujours rapidement assuré. Dans le cas de l'introduction d'ions résiduels négatifs, le processus se déroule dans les mêmes conditions. Si l'air à purifier contient une quantité d'une charge quelconque dans une mesure telle qu'un équilibre automatique ne puisse être automatiquement instauré, une régulation de la tension des chambres d'ionisation est alors nécessaire. En conséquence, suivant l'invention, une partie de l'air à purifier traverse, avant l'ionisation, un appareil qui mesure la densité des ions et qui est en liaison de commande avec le dispositif réglant la tension de chaque chambre d'ionisation. Ce montage de commande fait varier la tension de l'une ou de l'autre des chambres d'ionisation jusqu a ce que l'air purifié présente une teneur en ions telle que les ions engendrés par d'autres dispositifs, puissent se compenser mutuellement dans l'espace ou dans le local dont on désire purifier l'air. Cette solution technique est particulièrement avantageuse dans les ateliers des établissements textiles. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple la figure unique est une représentation schématique du dispositif suivant l'invention. Dans l'espace contenant un gaz à purifier sont disposées une chambre d'ionisation engendrant des ions positifs et une chambre d'ionisation engnndrant des ions négatifs ainsi qu'un système d'électrodes associé à ces chambres d'ionisation et qui sépare les impuretés à l'état solide. Sur la Fig., une seule de ces chambres est représentée. Le gaz à purifier parvient dans ladite chambre d'ionisation à travers le canal tronconique 4 de telle manière qu'une partie du gaz introduit traverse l'appareil mesurant la densité des ions. L'électrode annulaire 2 et l'électrode en forme de pointeau 3 formant la chambre d'ionisation sont branchées, par l'intermédiaire d'une résistance de protection, sur l'unité d'alimentation haute tension (non représentée sur le dessin). Les ions positifs ou négatifs séparés par l'électrode en forme de pointeau 3 chargent les particules solides qui se trouvent dans le gaz et en même temps - en raison de l'effet de choc de l'extrémité de l'électrode en forme de pointeau - le gaz à purifier est projeté contre le système d'électrodes 1 où les particules solides de l'impureté sont séparées. Le gaz à pirifier s'écoule à travers un canal tronconique 5 présentant un diamètre progressivement croissant dans le système d'électrodes 1 qui sépare les impuretés contenant les particules solides et qui est formé d'électrodes disposées à une faible distance les unes des autres et dont une sur deux est à une tension positive tandis que les autres sont à une tension négative. Sur le système d'électrodes séparant l'impureté contenant les particules solides est appliquée une tension continue de quelques centaines de volts. Les électrodes séparent des gaz émergeant du système d'électrodes, les impuretés contenant des particules solides préalablement chargées dans la chambre d'ionisation. Une condition préalable indispensable à la séparation réside en ce que la vitesse de dérivé déterminée par la résistance de frottement par rapport aux particules d'impuretés solides doit être suffisamment grande pour que pendant un laps de temps - déterminé par la vitesse des particules solides et par la distance parcourue entre les électrodes - les particules atteignent sûrement la surface d'une électrode. L'expérience montre que l'impureté contenant les parti cules solides peut être séparés d'une manière sûre si elle se déplace dans le système d'électrodes à une vitesse de 0,25 à 0,5 m/sec et dans la chambre d'ionisation à une vitesse de 5 à 10 m/sec. La tension de la chambre d'ionisation et du système d'électrodes doit être ajustée en fonction du type et de la nature de l'impureté. Le gaz purifié s'échappe du dispositif à travers le canal 8. Dans le cas où deux chambres sont prévues et où les chambres d'ionisation engendrant respectivement les ions positifs et les ions négatifs ne peuvent avoir des effets se compensant mutuellement, ou encore dans le cas où un nombre relativement grand de charges indésirables sont présentes dans l'espace contenant le gaz à purifier, la tension de la chambre d'ionisation engendrant les ions positifs ou celle de la chambre d'ionisation engendrant les ions négatifs est soumise à une régulation par l'appareil de mesure 6 disposé dans le canal 4 et par l'amplificateur 7 connecté à cet appareil ; on peut ainsi obtenir une possibilité d'ionisation du gaz purifié émergeant du dispositif propre à compenser les ions engendrés par d'autres dispositifs et qui se trouvent dans l'espace contenant le gaz à purifier. Un avantage essentiel de l'invention réside en ce que le dispositif n'occupe qu'une très petite partie de l'espace à purifier, peut être installé sur une cloison du local, est rigoureusement silencieux et ne comporte aucun organe mobile. Un autre avantage du dispositif suivant l'invention réside en ce que, lors de la purification de l'air, il est capable d'assurer une teneur en ions optimale (correspondant aux exigences biologiques). Le dispositif suivant l'invention est en outre capable de débarrasser l'air des microbes et des spores. REVENDICATIONS 1.- Dispositif électrostatique de purification des gaz et en particulier de l'air, du type comportant dans l'espace contenant le gaz à purifier au moins un système d'électrodes séparant les particules d'impuretés et en amont de ce système au moins une chambre d'ionisation comportant deux électrodes pour engendrer des ions destinés à ajuster la teneur en ions libres du gaz à purifier, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il est prévu une chambre d'ionisation (3,4) engendrant des ions positifs et une chambre d'ionisation engendrant des ions négatifs, chaque chambre d'ionisation étant associée à son propre système d'électrodes séparateur des impuretés (1). 2.- Dispositif suivant la revendication 1, dans lequel les électrodes de chaque chambre d'ionisation comprennent une électrode annulaire et une électrode en forme de pointeau coaxiale à cette électrode annulaire, caractérisé en ce que l'électrode en forme de pointeau (3) est placée selon la direction du courant du gaz à purifier. 3.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque chambre d'ionisation est munie d'ùn canal d'entrée (4) à diamètre progressivement décrois- sant selon la direction de l'écoulement du 'gaz et d'un canal de sortie présentant un diamètre progressivement croissant selon la direction de l'écoulement, ledit système d'électrodes séparateur (1) étant placé en aval dudit canal de sortie (5). 4.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que sur le parcours du courant de gaz à purifier est disposé, en amont de chaque chambre d'ionisation, un appareil (6) mesurant la densité des ions et lié à la chambre -d'ionisation de manière à pouvoir la commander.