Brevet FR2262424A1 — publié le 19750919

L'invention se rapporte à un appareil d'enrichissement ionique d'un flux d'air et au procédé qui s'y rapporte. Il existe sur le marché à l'heure actuelle un bon nombre de générateurs d'ions négatifs utilisant pour la production de ceux-ci divers phénomènes physiques. Ils comportent des sources d'ions négatifs - par rayonnement de radioéléments (radio-isotopes...) - par utilisation du rayonnement ultraviolet - par effet de pointe - par thermoionisation - par effluve négative etc... Ces générateurs s' avèrent petits, de faible puissance, à usage individuel. Leur efficacité est faible etyne peuvent donner satisfaction hors d'un volume d'environ un metre cube - leur faible puissance et le principe même de la production d'ions leur confà- re une portée minime, de l'ordre du mètre - ils ne sont pas prévus pour faire partie d'installations fixes - leur prix de revient est élevé - pour certains, l'émission peut devenir dangereuse du fait d'une production d'ozone dépassant les taux généralement admis. Certains de ces générateurs d'ions négatifs comportent un ventilateur ou une soufflerie destiné à créer un flux d'air prévu pour augmenter légerement leur portée. Le gain de portée paraît faible devant l'augmentation de poids, d'encombrement et de prix de revient qui en découle. L'invention a pour but d'apporter dans une enceinte fermée une quantité supplémentaire importante d'ions transportés par un courant d'air en plaçant dans celui-ci un générateur particulier d'ions négatifs. On placera de préférence ce générateur dans une gaine de ventilation et/ou de climatisation ou dans un courant de convection produit par un appareil chauffant électrique ou directement sur des appareils du type ventilo-convecteur, éjecto-convecteur ou convecteur L'appareil, selon 11 invention, se caractérise en ce qu'il se compose, d'une part, d'un cadre métallique relié électriquement à la terre, obturé partiellement sur une de ses faces libres par une pluralité d'éléments rectilignes métalliques transversaux paralleles laissant entre-eux des intervalles identiques libres ou fentes et, d'autre part, une ou plusieurs électrodes planes parallèles entre-elles et aux bords des fentes disposées sous les fentes dans le plan médiateur de celles-ci. Cet enrichissement de l'air en ions négatifs combiné à la présence d'un champ électrique permet d'établir un véritable courant de convection ionique dans une enceinte quelconque, piece d'habitation ou autre et les inventeurs ont fait état et utilisé cet effet dans un brevet antérieur. Le dispositif, objet de la présente invention, est simple et efficace. On peut l'employer dans les gaines de ventilation et/ou de climatisation en combinaison dans un faurplafond et à la sortie de l'air chaud dans les appareils chauffants et de l'air traité à la sortie des appareils de climatisation. Peu onéreux, il permet de produire à bon compte un air sain, aseptique, dépourvu de germes, de microorganismes, de mauvaises odeurs... L'air ainsi traité possede de grandes qualités appréciées aussi bien des médecins, des curistes que des gens bien portants pour ses vertus bienfaisantes bactériostatiques et biophysiologiques. Il permet de lui-même, par effet électrostatique, de créer un flux d'air refroidi de faible intensité. D'autres avantages et applications de l'invention ressortiront de la description suivante et des dessins comprenant - la figure 1 qui est une vue en coupe transversale du dispositif selon l'invention avec figuration de plusieurs variétés de recouvrement du cadre -~la figure 2 qui est une vue d'ensemble en coupe transversale la la figure 3 qui est une vue d'ensemble en coupe longitudinale au niveau d'une électrode - la figure 4 qui est une vue en plan d'un dispositif comprenant trois électrodes - la figure 5 qui est une vue en coupe montrant la position du dispositif selon l'invention dans une gaine d'aération - la figure 6 qui est une vue-en coupe transversale d'un appareil chauffant du type éjecto-convecteur pourvu du dispositif selon l'invention - la figure 7 qui est une vue en coupe transversale d'un appareil chauffant du type ventilo-convecteur pourvu du dispositif selon l'invention - la figure 8 qui est une vue en coupe transversale d'un appareil chauffant du type convecteur pourvu du dispositif selon l'invention. On consultera tout d'abord les figures 1, 2, 3 et 4. Le dispositif ou l'appareil, selon l'invention, se compose d'un châssis métallique constitué d'un cadre 1 composé de montants 2 et de traverses 3. Les traverses se trouvent réunies entre-elles par leur chant supérieur, à l'aide d'éléments rectilignes 4, fers plats 5, cornières 6 ou de lames bombées 7 aéro- dynamiques ou autres éléments rectilignes de forme particulière aménageant entre-eux , à espaces réguliers, des fentes identiques rectangulaires 8. Dans l'espace intérieur au cadre entre les traverses 3, sous les fentes, dans le plan médiateur de celles-ci, se trouvent montées des électrodes planes telles que 9 séparées des côtés 3 par des isolateurs 10. Ces électrodes sont équidistantes et parallèles. Elles sont reliées à un générateur de haute tension électrostatique 11 par l'intermédiaire d'usa électrode collectrice 12 à travers un cible 13. La distance existant entre les fentes et les électrodes est fonction de la tension électrostatique et du débit d'air à obtenir. On constate qu'avec des électrodes à tranche supérieure biseautée, ltef- fat d'ionisation se trouve sensiblement accru et le flux d'air produit légère- ment intensifié. On s'intéressera surtout à la production d'ions négatifs, pour cela, les électrodes métalliques se trouvent connectées au pôle négatif du générateur 11 tandis que le cadre métallique de l'appareil est branché à la terre. On peut réaliser un appareil à une seule fente et donc à une seule élec- trode. Pour confectionner tout un faurrplafond, il suffit de prévoir un réseau d'électrodes montées dans des cadres métalliques partiellement obturés tels que décrits. Le dispositif, selon l'invention, est destiné à être monté dans les gaines ou canaux d'aération, de ventilation, de climatisation, sur toute la section du canal et dans les appareils de climatisation et/ou chauffants. Ce dispositif contribue largement à rétablir l'équilibra ionique détruit dans les installations de conditionnement d'air de toute sorte, a la sortie des gainas métalliques d'acheminement de l'air traité. La forte tension électrostatique nécessaire (environ 10.000 volts), dans le cas de gaines, produit un certain pourcentage d'ozone. L'ozone, de nature très instable, se transforme rapidement en oxygène en libérant un atome libre d' o#g1S'e. On insère donc le dispositif à une distance telle des bouchas D min que tout l'ozone produit ait le teEQs de se dissocier. Cette distance D min dépend de la vitesse d'écoulement de l'air. Plus cette vitesse est élevée, plus il faut choisir des éléments à profil aérodynamique du genre des lises bombées telles que 7. En figures 6, 7 et 8, on a représenté le dispositif selon l'invention, légèrement modifié prévu pour se fixer sur le passage de l'air traité d'un appareil de conditionnement d'air et/ou appareil chauffant, par exemple du genre électrique. Le dispositif comporte pratiquement les mêmes organes que celui décrit précédemment. On encastre le dispositif et on le fixe dans l'appareil en question, ses électrodes se trouvent connectées à un générateur de haute tension électrostatique tel que 11. La tension nécessaire est toutefois moins élevée et ozone produit s'averse parfaitement insignifiante. Ces appareils du genre éjact#convecteur, ventilo-convecteur et convec teur possèdent respectivement un groupe de ventilation tel que 14, un ventilateur 15 et un élément chauffant électrique 16, ainsi qu'un ensemble de climatisation 17. Dans chacun de ces appareils l'air circule du bas vers le haut. Il s'agit de l'air intérieur ou d'une partie de celui-ci (éjecto-convecteur) qui passe par l'appareil, admis par une bouche 18 à travers un filtre 19 à mailles mi croscopiques arrêtant les micro-particules sur lesquelles l'ion négatif a ten dinde à se fixer et à pénétrer plus facilement dans les poumons par la dyna niqua de la respiration. La présence de ce genre de particules ionisées n'est pas souhaitable dans les poumons et on en évite ainsi la production. Le groupe de ventilation 14 de l'éjecto-convecteur amène l'air de ltexté- rieur purifié physiquement (air neuf) et appelle une partie de l'air intérieur à travers la bouche 18. La sortie de l'air s'effectue à travers une grille 20 pourvue de volets déflecteurs orientables 21. Les électrodes 9 sont reliées à un générateur élee trostatique tel que 11 incorporé à l'appareil ou séparé. Ce générateur fonctionne à tension plus faible et la production d'ozone s'avère parfaitement insignifiante. La production d'ions négatifs a été trouvée suffisante et la diffusion de ceux-ci bonne, du fait de leur vitesse de précipitation dans le volume d'une pièce. L'atome libre d'oxygène produit possède une grande agressivité. Pendant son passage dans l'air, il détruit bactéries, champignons, virus et autres mi croorganismes... > il élimine les molécules odorantes et surtout malodorantes par combinaison. On produit ainsi un air sain, désodorisé et biologiquement neutre, que ce soit l'air admis de l'extérieur ou l'air de recirculation. Dès l'application du champ électrostatique, il se produit entre l'arête supérieure de l'électrode et les bords des fentes, un appel d'air des électrodes vers les fentes et donc un écoulement d'air à travers ces dernières. On crée ainsi un certain déplacement de l'air, du seul fait de l'application de la tension et donc un renouvellement et un brassage naturels de celui-ci. En modifiant la valeur du champ électrique, on peut modifier ce courant d'air naturel, en régulant la valeur du champ électrique on peut établir un m' #rt constant de population ionique entre ions négatifs et positifs. On a constaté que dans les installations modernes de conditionnement d'air, les matériaux modernes employés provoquent une grande absor ption d'ions négatifs et d'électrons agissant à l'encontre de l'ionisation naturelle en l'appauvrissant. L'invention permet de rétablir cet équilibre naturel bénéfique. L'invention se rapporte également au procédé de production d'ions unipo laires qui en découle et plus spécialement au procédé d'enrichissement d'un flux d'air en ions. Ce procédé se caractérise en ce que l'on place dans une gaine de ventilation à quelques mètres de la bouche de sortie le cadre tel que défini ci-dessus, que l'on établit entre les électrodes et les éléments rectilignes une tension électrostatique de l'ordre de 10 kilovolts, que l'on règle le débit de l'aír, de façon que l'on ne décèle aucune trace d'ozone à la sortie des gaines et que lton règle la densité d'ions produits pour que le rapport de population entre ions positifs et négatifs de l'air de l'enceinte ainsi traité soit com- pris entre 0,7 et 1. Bien que l'invention ait été décrite à titre d'exemple non limitatif, il est bien entendu qu'elle nty est pas limitée et que bien des variantes sont possibles en restant dans le cadre de 11 invention. De même, le procédé ne saurait perdre sa valeur suite à une faible modification des grandeurs dont il s'agite Revendications 1) Dispositif pour la production d'ions de même polarité et l'enrichissement en ions d'un flux d'air destiné à être placé dans une gaine de ventilation et/ou de climatisation, dans un faux-plafond ou sur le trajet d'un courant de convection d'air, par exemple, au-dessus d'appareils de climatisation et/ou chauffants caractérisé en ce qu'il se compose, d'une part, d'un cadre métallique relié électriquement à la terre, obturé partiellement sur l'une de ses faces libres par une pluralité d'éléments rectilignes métalliques transversaux 4 parallèles laissant entre-eux des intervalles identiques libres ou fentes 8, et, d'autre part, une ou plusieurs électrodes planes 9 parallèles entre-elles et aux bords des fentes, disposées sous les fentes dans le plan médiateur de celles-ci. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les électrodes 9 sont fixées aux bords longitudinaux du cadre et ceci à travers des isolateurs tels que 10. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les électrodes 9 se trouvent reliées à un générateur électrostatique de haute tension règlable à travers un câble et une électrode collectrice, par son pole positif ou négatif, suivant la polarité desions à obtenir et en ce que l'on produira de préférence des ions négatifs et, dans ce cas, les électrodes seront reliées au pôle négatif. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce-que les électrodes 9 possèdent une tranche supérieure biseautée permettant d'augmenter le rendement d'ionisation. 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments rectilignes 4 sont de préférence desfers-plats 5, des cornières 6 ou réalisés sous toute forme aérodynamique du genre de celle de 7. 6) 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 le cadre est relié au bâti de l1appa- reil perpendiculairement au flux d'air et en ce que l'on prévoit sur la partie haute de l'appareil, à la sortie de l'air une grille 20 pourvue de volets déflecteurs orientables 21 et sur sa partie basse, sur la bouche d'admission de l'air de recirculation, un filtre à mailles microscopiques pour l'arrêt des mi cro-particules. 7) Procédé d'enrichissement d'un flux d'air en ions de polarité unique caractérisé en ce que l'on place dans une gaine de ventilation à quelques mètres de la bouche de sortie le cadre tel que défini ci-dessus, que l'on établit entre les électrodes et les éléments rectilignes une tension électrostatique de l'ordre de 10 Kilovolts, que lion règle le débit de l'air de façon que lton ne décèle aucune trace d'ozone à la sortie des gaines et que lion règle la densité d'ions produits pour que le rapport de population entre ions positifs et négatifs de l'air de l'enceinte ainsi traité soit compris entre 0,7 et 1