Brevet FR2282178A1 — publié le 19760312

L'invention a essentiellement pour objet la production d'ions négatifs, et plats particulièrement l'ionisation négative de l'air atmosphérique. Il est maintenant reconnu, que les ions atmosphériques négatifs ont des effets thérapeutiques préventifs et parfois ziratifs, comme cela peut être attesté par de nombreux travaux officiels réalisés dans de nombreux pays "e principe de la génération d'ions négatifs est basé sur l'effet photo-électrique, qui consiste en ce que la matière exposée à un rayonnement assez intense émet spontanément des électrons, lesquels se combinant aux constituants normaux de l'air contribuent à former des ions négatifs. Cet effet photo-électrique est obtenu en pgstiquè à partir d'au moins une lampe à vapeur de mercure émettrice de rayons ultraviolets qui viennent en contact avec au moinsEune plaque métallique placée au voisinage de ladite lampe. La plupart des systèmes dtaéro-ionisation actuellement développés, et commercialisés, produisent en plus ou moins grande quantité de l'ozone, gaz reconnu maintenant dangereux aux plus faibles concentrations. Le but de l'invention est donc de produire des ions négatifs sans production d'ozone. L'invention propose donc un procédé de production dotions négatifs par effet photo-électrique, consistant à faire agir un rayonnement ultraviolet sur au moins une plaque métallique susceptible d'émettre des électrons sous l'action dudit rayonnement, caractjrisé en ce que ledit rayonnement assure la photodissociation de l'ozone. L'invention propose également un dispositif pour la production d'ions négatifs par effet photo-électrique, comprenant des moyens générateurs de rayons ultraviolets, au moins une plaque soumise à l'action du rayonnement et susceptible d'émettre des électrons sous lSaction dudit rayonnement, et des moyens assurant un débit d'air au voisinage de la ou desdites plaques, caractérisé en ce que lesdits moyens générateurs de rayons ultraviolets émettent un rayonnement assurant la photodissociation de l'ozone. D'autres avantages, caractéristiques et détails apparaitront plus clairement à l'aide de la description explicative qui va suivre faite en référence au dessin annexé qui représente une vue en coupe schématique du dispositif conforme à l'invention Parmi les constituants de l'air atmosphérique, se trouve l'ozone qui est un gaz dangereux, même à de faibles concentrations. L'ionisation négative de l'air atmosphérique est à l'heure actuelle utilisée àdeefins médicales, mais cette ionisation est toujours accompagnée d'une production d'ozone dont la présense dans certaines applications peut s'avérer néfaste. Le but de l'invention est donc de créer une ionisation de l'air atmosphérique sans production d'ozone. En se référant au dessin annexé, le dispositif conforme à l'invention comprend essentiellement un boîtier 1 muni d'un orifice d'entrée 2 de l'air atmosphérique, et d'un orifice 3 de sortie pour les ions négatifs produits. A l'intérieur du boîtier 1, sont placées des plaques métalliques principales 4 parallèles, formant un guide deux à deux pour l'air atmosphérique entre l'orifice d'entrée 2 et l'orifice de sortie 3. Ces plaques métalliques sont en alErinium, mais peuvent être remplacées par une plaque de toute autre métal dont les atomes ont une couronne électronique facilement dissociable. Une plaque métallique secondaire 5, plus courte et également en aluminium, est montée à l'intérieur de chaque guide parallèlement et à mi-distance de deux plaques principales formant ledit guide.Des lampes à vapeur de mercure 6 sont placées à une extrémité de chacun des guides, du côté de l'orifice d'entrée 2 de l'air atmosphérique. Entre l'orifice d'entrée 2, et l'entrée des guides, sont montés des moyens 7 formant ventilation pour souffler l'air entrant par l'orifice d'entrée 2 à l'intérieur des guides. les moyens 7 formant ventilation peuvent être avantageusement réalisés par de simples ventilateurs. Les autres extrémités desdits guides débouchant sur l'orifice de sortie 3 du boîtier I Pour protéger l'ensemble de l'appareil de la poussière, et en meme temps pour assurer un dépoussiérage efficace de l'air atmosphérique à l'entrée de l'orifice 2, un système de filtrage 8 est monté sur ledit orifice d'entrée 2, ledit système de filtrage pouvant éventuellement être doublé d'un filtre à charbon activé 9 dont les actions bénéfiques, anti-polluantes et désodorisantes, s'ajouteront à celles de l'appareil. En outre, ces filtres sont amovibles pour en faciliter le nettoyage.Sur l'orifice de sortie 3, est montée une grille de protection 10, également amovible, qui peut autre métallique et reliée à la masse de l'appareil, ladite grille 10 étant constituée de barreaux situés dans le prolongament des plaques métalliques 4 et dans le plan de celles-ci. Ltappareil comprend également pour son fonctionnement, un -générateur il de tension dontinue négative pour alimenter les plaque métalliques, une source d'alimentation 12 pour les lampes à vapeur de mercure, un transfornateur 13, et un tableau de commande 14. "e fonctionnement de l'appareil dont les éléments constitutifs viennent d'être décrits, est le suivant La source d'alimentation 12 des lampes à vapeur de mercure 6 est mise sous tension, ainsi que le générateur de tension négative continue 11 alimentant les plaques métalliques 4 et 5 à 200 volts, et les moyens 7 formant ventilation. L'air atmosphérique pénètre donc par l'ouverture d'entrée 2, passe à travers les filtres 8 et 9 pour etre dépoussiéré , avant d'être propulsé par l'intermédiaire des moyens 7 formant ventilation à l'intérieur des guides formés par les plaques principales 4. Les lampes à vapeur de mercure 6 émettent un rayonnement électromagnétique de longueur d'onde comprise entre 2200 et 3200 , qui correspond à la gamme des radiations ultraviolettes assurant une photodissociation de l'ozone, et plus particulièrement la raie 2537 A du mercure. "e rayonnement émis par ces lampes 6 arrache aux plaques d'aluminium 4 et 5 des charges négatives, qui tendent à conférer auxdites plaques une charge positive croissante. Pour éviter, que les plaques se chargent positivement, on les relie au pôle négatif du générateur de tension continue 11, ladite tension étant obtenue par redressement des deux alternances du courant alternatif alimentant ledit générateur. Bn outre, cette polarisation négative de faible valeur pourra aventuellement jouer le r81e de piège pour des ions positifs pouvant encore se trouver dans l'appareil au voisinage des plaques. Les électrons arrachés aux plaques métalliques 4 et 5 vont ioniser négativement l'air atmosphérique circulant entre ces plaques, sans production d'ozone. gn effet les parois de verre des lampes à mercure 6 ont été choisies de manière à ce que la raie d'émission 1849-1850 du mercure, gdnératrice d'ozone, soit arrttéee En fait, la lampe peut émettre quand méme jusqu'à 10% de son énergie de brillance dans la gamme des 1850 . il y aura donc formation d'ozone, mais o le rayonnement principal de longueur d'onde 2537 À émis par lesdites lampes à mercure 6, ce rayonnement étant caractéristique de la transformation de l'ozone, obtenue par dissociation moléculaire de l'oxygène sous l'influence des rayons ultraviolets. Les plaques d'alumnium 4 et 5 sont disposées parallèlement, de façon à rendre l'écoulement de l'air aussi laminaire que pos sible, leur longueur et leur proximité concourrent à ce résultat. Les ions négatifs produits auront tendance à se grouper à midistance des plaqusportées au potentiel négatif de 200 volts. De ce fait, on a pu concevoir la grille de protection 10 comme précédemment décrite, t tien que la majorité des ioos négatifs sortiront par les barreaux de la grille 10 de protection, ces barreaux, ne perturbant que d'une manière infime la production effective des ions négatifs. D'ailleurs, on peut remarquer, que la présence de la grille n'est motivée que par le souci de protéger ledit système de plaques contre les chocs, et par conséquent, peut entre enlevée. Dans le dispositif décrit, les plaques métalliques principales 4 ont une incurvation progressive, en quart de cylindre, de manière à ce que le flux d'air chargé d'ions négatifs sorte à l'horizontale0 Dans cecas, toutes les parties incurvées desdites plaques 4 doivent être recouvertes de peinture absorbant les rayons ultraviolets, pour que ceux-ci ne soient pas présent dans le flux de sortie. il est clair, que-le flux de sortie peut être dirigé dans une toute autre direction, à condition toutefois de se protéger des rayons ultraviolets si les applications résultantes le nécessitent.Les plaques principales 4 sont de préférence,dans les parties voisinesdes lampes à vapeur de mercure 6,recouvertes par une peinture absorbant l'ultraviolet pour éviter toute réflexion parasite. SinBi, selon l'invention, il est possible de produire des ions négatifs par ionisation de l'air atmosphérique sans production d'ozone, ce qui dans certaines applications peut avoir une grande importance, du fait des caractéristiques néfastes d'un tel gaz meme à très faible concentration. Cet appareil peut etre utilisé, llie ait pour faire diminuer le taux d'ozone dans une pièce, enceinte, ou appareil, pollué par ce gaz. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n' a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend toue les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D i a -À T i O J S 1. Procédé de production d'ions négatifs par effet photoélectrique, consistant à faire agir un rayonnement uLtraviolet sur au moins une plaque métallique susceptible d'émettre des électrons sous l'action dudit rayonnement, caractérisé en ce que ledit rayonnement assure la photodissociation de l'ozone. 2 procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la ou les longueurs d'onde du rayonnement électromagnétique sont comprises dans la gamme de longueur d'onde allant de 2200 à 3200 . 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste également à arrêter dans le rayonnement précité la raie d'émission 1849-1850 A du mercure, génératrice d'ozone. 40 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à souffler de l'air atmosphérique entre au moins deux plaques métalliques formant guide, soumise au rayonnement précité à récupérer à la sortie des ions négatifs produits par la combinaison des électrons arrachés auxdites plaques avec les constituants de-l'air atmosphérique, et ce sans production d' ozone. 5 Dispositif pour la production d'ions négatifs par effet photo-électrique, comprenant des moyens générateurs de rayons ultraviolets, au moins une plaque métallique soumise à l'action desdits rayons, et susceptible d'émettre des électrons, et des moyens assurant un débit d'air au voisinage de la ou desdites plaques, caractérisé en ce que lesdits moyens générateurs de rayons ultraviolets émettent un rayonnement assurant la photodissociation de l'ozone. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la ou les longueurs d'ondes des rayons ultraviolets sont comprises dans la gamme allant de 2200 à 3200 A. 7 Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que lesdits moyens générateurs de rayons ultraviolets comprennent au moins une lampe à vapeur de mercure pourvu d'un verre arrêtant au moins en partie la raie d'émission 1849-1850 du mercure, génératrice d'ozone. 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7 caractérisé en ce qu'il comprend un bottier avec une ouverture d'eatrée et une ouverture de sortie, à l'intérieur dudit bottier au moins deux plaques métalliques principales parallèles formant guide, une plaque métallique secondaire montée parallèlement et à mi-distance entre deui plaques principales, des lampes à vapeur de mercure placées à une extrémité de chacun desdite guides, des moyens assurant un débit air montée entre ladite ouverture d'entrée et lesdites lampes pour faire circuler l'air atmosphérique à l'intérieur desdits guides, dont les autres extrémités débouchent sur ladite ouverture de sortie, une source d'alimentation pour les tubes à vapeur de mercure, un générateur de tension négative continue pour alimenter lesdites plaques, un système de filtrage monté sur ledit orifice d'entrée pour assurer un dépoussiéige efficace de l'air, et éventuellement doublé - en aval par un filtre 8 charbon activé, et une grille de protection montée sur ledit orifice de sortie. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites plaques métalliques parallles font office de piège pour des ions positifs, et sont alimentés par une très faible tension négative du fait de leur longueur et de l'écoulement d'air laminaire produit. 10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les ions négatifs sont regroupés à distance des plaques, leur permettant de franchir, sans pertes notables ladite grille de protection montée sur ledit orifice de sortie.