Brevet FR2262876A1 — publié le 19750926

L'invention se rapporte à un dispositif et à un procédé pour la production d'un flux d'air riche en ions unipolaires et en particulier en ions négatifs. Il existe déjà quelques appareils générateurs d'ions comportant une série de pointes métalliques mises sous haute tension électrostatique. Il se produit une forte ionisation et l'air ambiant voisin se charge en ions et même en ozone lorsque la tension est trop élevée. Il s'avère toutefois impossible de cette façon de donner naissance à un mouvement d'air d'une intensité intéressante. Il faut donc produire un flux d'air d'une façon indépendante et donc prévoir un appareillage supplémentaire. Suite à de nombreuses expérieaces dans ce domaine, les inventeurs ont constaté qu'il était possible, à l'aide d'un montage approprié soumis à une forte tension électrostatique, sous faible débit électrique, de donner naissance, par effet électrostatique, à un flux d'air refroidi riche en ions unipolaires. Les inventeurs ont déposé un brevet parallele se rapportant à un dispositif d'ionisation sous la forme d'un cadre obturé partiellement par des élé- ments rectilignes parallèles séparés par des fentes en-dessous desquelles sont disposées des électrodes planes parallèles. On applique une différence de potentiel électrostatique importante entre les éléments rectilignes et les électrodes. L'ionisation se réalise entre les électrodes planes et les bords des fentes. Ce dispositif donne satisfaction ; toutefois, il se trouve spécialement conçu et prédestiné à être placé dans un flux d'air déjà existant. Il ltenri- chit en ions sans contribuer de façon appréciable à une quelconque accéléra- tion de celui-ci. Le dispositif selon la présente invention permet en plus de créer un flux d'air ionisé d'intensité moyenne réglable pouvant aller jusqu'à des vitesses d'ecoulement de plusieurs mètres par seconde. A cet effet, l'invention se rapporte à un dispositif et à un procédé de production d'un flux d'air riche en ions unipolaires. Le dispositif se caractérise en ce qu'il se compose de deux plaques mé- talliques inférieure et supérieure maintenues à leurs extrémités parallèles entre-elles par des isolateurs et comportant respectivement des découpes et des perforations, la plaque inférieure comprenant en plus des perçages centrés sous les perforations, possédant enfichés dans ceux-ci, perpendiculairement au plan de la plaque, des tuyères coniques à rétrécissement supérieur et à orifice su périeur biseauté, tuyères débouchant chacune sous une perforation à une distance D de celle-ci. Ce genre de dispositif permet de produire simultanement un mouvement d'air règlable et une quantité importante d'ions unipolaires. Il en découle de multiples avantages - conditions climatiques intérieures améliorées - possibilité de recréer un équilibre ionique dans les enceintes climatisées - production d'air sain et aseptique - possibilité d'incorporer ce dispositif dans les appareils de climatisation et/ou chauffants - utilisé seul, il fait office d'un générateur de climatisation dispensant de l'air frais et ionisé. L'invention sera bien comprise en se référant à la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel - la figure I est une vue en coupe transversale du dispositif selon l'invention - la figure 2 est une vue mixte en plan et en coupe selon la ligne Il-Il de la figure I - la figure 3 est une vue en coupe transversale d'un éjecto-convecteur équipé du dispositif selon l'invention - la figure 4 est une vue en coupe transversale d'un ventilo-convecteur équipé du dispositif selon l'invention - la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un convecteur equipe du dispositif selon l'invention. On ne peut pas détailler et prévoir aujourd'hui toutes les possibilités d'application et tous les avantages de ce dispositif, car elles s'annoncent innombrables. Le dispositif selon l'invention se compose d'une plaque métallique inférieure í et d'une plaque métallique supérieure 2 séparées et maintenues paral vièles à leurs extrémités par des isolateurs tels que 3 sur lesquels les plaques prennent appui et par l'intermédiaire desquels le dispositif peut être fixé à un support extérieur. La plaque supérieure 2 se trouve pourvue d'une série de perforations circulaires identiques telles que 4 disposées à intervalles réguliers les unes des autres et en présentation géométrique simple. La plique inférieure I comporte en regard des perforations 4 et centrée sur celles-ci des perçages circulaires 5 de plus faible diametre dans lesquels sont par exemple emmanchées, perpendiculairement au plan de la plaque, des tuyères coniques 6 à rétrécissement supérieur de hauteur légèrement inférieure à la distance existant entre les plaques, de façon que son orifice supérieur 7 soit à une distance D de la plaque supérieure. Cette distance D est évidemment fonction de la valeur maximale de la tension appliquée pour ne pas provoquer de décharge disruptive dans l'air. La plaque inférieure comporte en outre une série de découpes circulaires 8 de diamètre plus important, de l'ordre d'au moins cinq fois celui de l'orifice inférieur des tuyères 6 permettant l'admission de l'air sans difficulté. Ces découpes sont centrées sur l'intersection des diagonales d'un carré ayant pour sommets les centres des perçages 5. Ces découpes circulaires sont disposées chacune en-dessous d'une partie pleine de la plaque supérieure. La plaque inférieure 1 se trouve reliée a travers un faible 9 à un générateur 10 de haute tension électrostatique réglable sous faible intensité. Pour 11 obtention d'un flux d'air riche an ions négatifs, on connecte le pôle négatif de ce générateur à la plaque inférieure, la plaque supérieure étant reliée à la terre. Lors de l'application de la tension électrostatique, il s'établit entre les bords des perforations 4 et les bords de 11 orifice supérieur de sortie 7 des tuyères 6, un fort champ électrostatique provoquant une ionisation et un appel d'air importants L'air s'écoule à l'intérieur des tuyères 6 et par effet secondaire le long de ses parois (effet Venturi). Ces courants d'air sont symr bolisés par des flèches courbes. Les orifices supérieurs des tuyères présentent des bords biseautés il permettant d'augmenter localement la charge électrostatique et donc l'appel d'air. En utilisant ce dispositif à bords biseautés, on peut alors produire des courants d'air dont les vitesses de déplacement atteignent plusieurs mètres par seconde. Pour obtenir des vitesses élevées, il est nécessaire de diminuer le plus possible les surfaces pleines de la plaque inférieure, c' est-à-dire d'augmenter au maximum la surface des découpes 8. Les essais ont montre qu'en plus de la production d'un flux d'air, il est possible de réaliser une forte ionisation en choisissant la distance D, le diamètre des perforations 4 et la valeur de la haute tension électrostatique. Le dispositif génère alors un flux d'air ionisé, de vitesse et de densité en ions règlables. En opérant à tension plus élevée, on obtient la formation d'ozone qui détruit les germes et microorganismes de l'air pendant les courts instants où ce gaz existe avant que sa molécule ne se scinde en molécule neutre d'oxygène et en atome libre d'oxygène. On peut placer ce genre d'électrodes au plafond d'une pièce, dans une bo# che ou dans un appareil ou boîtier quelconque, en particulier de climatisation et/ou de chauffage. On ne peut prevoir qu un seul générateur Il par exemple, par habitation ou par étage, alimentant divers dispositifs placés dans les pièces. On gagne à placer le dispositif selon l'invention sur le trajet d'un cou rant de convection existant déjà (figures 3, 4 et 5). Ainsi, on prévoit de fixer ce dispositif en particulier dans un appareil de conditionnement d'air et/ou appareil chauffant, par exemple du genre électrique du type ejecto-convecteur, ventilo-convecteur ou convecteur, ces appareils possédant respectivement un groupe de ventilation 12, un ventilateur 13 et un élément chauffant 14, ainsi qutun ensemble de traitement de 11 air 15 pour les deux premiers. Les prises d'air 16 (air~neuf, air de recirculation) sont pourvues d'un filtre 17 à mailles microscopiques retenant les micro-particules sur lesquels les ions ont tendance à se fixer lors de leur formation. La fixation de la plaque supérieure pourra s'effectuer directement sur le bottier, en 18 un accrochage supplémentaire est possible par l'intermédiai- re des isolateurs. La sortie de l'air s'effectuera de préférence à travers une grille 19 pourvue de volets déflecteurs orientables 20. En règlant manuellement ou automatiquement la valeur du champ électrostatique, on agit sur la vitesse du flux d'air et sur sa concentration en ions. Il devient possible d'établir un équilibre de population ionique, de diminuer ainsi suffisamment le taux de renouvellement de l'air pour pouvoir se dispenser de ventilation auxiliaire. L'invention se rapporte également au procédé de production d'un flux d'air riche en ions unipolaires qui en découle. Ce procédé se caractérise en ce que l'on place dans une pièce ou lton incorpore dans un appareil le dispositif selon l'invention ou tout au moins ses électrodes, que l'on modifie le débit de l'air et la production d'ions en règlant la haute tension électrostatique, de façon à maintenir le rapport de population entre ions positifs et négatifs de l'air de l'enceinte ainsi traité entre 0,7 et 1 ou tout au moins un enrichissement notable de la population en ions négatifs. L'invention a été décrite de façon précise, mais à titre d'exemple non limitatif. Il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limité et que différentes modifications sont possibles tant en valeur, formes, matériaux... Revendications 1) Dispositif pour la production d'un flux d'air riche en ions de même polarité, à incorporer dans un boîtier, un faux-plafond, un appareil de climatisation et/ou chauffant et autre caractérisé en ce qu'il se compose de deux plaques métalliques inférieure et supérieure maintenues à leurs extrémités parallèles entre-elles par des isolateurs 3 et comportant respectivement des découpes et des perforations 4 et 8, la plaque inférieure comprenant en plus des perçages 5 centrés sous les perforations 8, possédant enfichés dans ceux-ci, perpendiculairement au plan de la plaque, des tuyères coniques 7 à rétrécissement supérieur et à orifice supérieur biseauté 7, tuyères débouchant chacune sous une perforation 8 à une distance D de celle-ci. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la plaque inférieure est reliée à l'un des pôles d'un générateur 10 de haute tension électrostatique règlable par l'intermédiaire d'un câble 9. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les perforations 4 sont de diamètre supérieur à celui de la base de la tuyère et légère- ment supérieur à la plus petite distance séparant les bords de deux découpes voisines 8 pour une bonne aspiration et évacuation de l'air. 4) Dispositif selon la revendication 1 prévu plus spécialement pour être incorporé dans un appareil de climatisation et/ou chauffant, éjecto-convecteur, ventilo-convecteur, convecteur et autre sur le trajet de l'air traité et appareil ainsi modifié caractérisé en ce que la plaque supérieure est fixée directement au boîtier ou châssis de l'appareil perpendiculairement au flux d'air forcé ou de convection et en ce que l'on prévoit sur la partie haute de l'ap- pareil, à la sortie de l'air, une grille 19 pourvue de volets déflecteurs 20 et à sa partie basse, sur la bouche d'admission de l'air de recirculation, un filtre 17 à mailles microscopiques pour l'arrêt des micro-particules 5) Procédé de création d'un flux d'air chargé en ions de polarité unique caractérisé en ce que l'on place dans une pièce, ou l'on incorpore dans un appareil, le dispositif selon l'invention ou tout au moins ses électrodesi que l'on modifie le débit de l'air et la production d'ions en règlant manuellement ou automatiquement la haute tension électrostatique, de façon à maintenir le rapport de population entre ions positifs et négatifs de l'air de l'enceinte ainsi traité entre 0,7 et 1 ou tout au moins un enrichissement notable de la population en ions négatifs.