Brevet FR2298063A1 — publié le 19760813

L'invention concerne un épurateur d'air à monter sur un appareil de chauffage par convection. On sait que le nombre des particules d'impuretés contenues dans l'air augmente en particulier en hiver lorsque les installations de chauffage fonctionnent. L'air est maintenu en circulation ininterrompue dans les locaux chauffés par les appareils de chauffage à convection, l'air chauffé aukontact des appareils de chauffage par convection s'élevant généralement jusqu'au plafond où il est dévié pour redescendre partout dans les locaux et revenir ainsi dans la zone d'aspiration des appareils de chauffage par convection.Les abondants dépôts de poussière bien connus aux murs et au plafond au-dessus des appareils de chauffage prouvent nettement que la capacité d'adhérence des particules de poussière augmente en part de l'accélération du mouvement de l'air et d'autre part de l'abaissement de l'humidité relative qui est la conséquence du chauffage au contact de l'appareil et d'une sorte de processus de grillage en particulier avec les appareils de chauffage dont la température d'admission est élevée.Au grand désagrément des gens, par exemple des ménagères qui veulent tenir les locaux propres, ces dépits de poussière ont été jusqu'à présent pratiquement inévitables et les appareils de chauffage se trouvent dans les bâtiments actuels principalement sous les fenêtres de sorte que les stores et les tentures garnissant les fenêtres doivent 8tre fréquemment lavés ou remplacés.#De De plus, la tapisserie ou ltenduit du mur, en- tre autres à ltendroit surmontant l'appareil de chauffage, exige un entretien permanent ou même un remplacement.Le puissans effet de convection maintient les particules de poussière même les plus fines en circulation pendant une durée tellement longue qu'elles se déposent partout dans les locaux de sorte que des travaux de nettoyage et d'entretien deviennent indispensables meme dans toute ltétendue des locaux chauffés L'invention a donc pour but de procurer un épurateur d'air à monter sur un appareil de chauffage par convection qui collecte une fraction aussi importante que possible des particules de poussière et d'impuretés contenues dans l'air qui s'élèvent par réchauffement au contact des appareils de chauffage.Pour résoudre le problème, il faut envisager qu'un tel épurateur d'air doit fonctionner avec la perte de charge minimale du fait que l'air déplacé par le seul courant de convection de l'appareil de chauffage n'a pas de surpression appréciable et que si la résistance à l'écoulement de l'appareil était trop importante, l'air ne passerait pas dans l'ap- pareil mais le contournerait. Il nty a pas lieu d'envisager des filtres serrés dont les orifices d'écoulement sont plus fins que les particules de poussière à collecter.De tels filtres serrés offrant une grande résistance d'écoulement feraient baisser beaucoup la capacité deA'appareil de chauffage par convection du fait que l'air s'écoulant au long de l'appareil ne s'élèverait plus au long des surfaces de celui-ci mais se répandrait de toute part 'aà ltentour. Il en résulterait une importante diminution de la surface effective d'échange de chaleur de l'appareil de chauffage. En outre, un tel filtre serré serait pratiquement inopérant du fait que seule une quantité d'air négligeablement faible le traverserait. On connatt par ailleurs déjà des accessoires à monter sur les appareils de chauffage par convection dont ltuti- lité principale est d'augmenter l'humidité de ltair dans les locaux chauffés. Ces accessoires appelés aussi humidificateurs d'air comprennent un élément plat formé le plus souvent de carton poreux qui est soit totalement uni, soit plié à 900 pour une meilleure absorption de lteaue Le carton poreux absorbe par capillarité de l'eau contenue dans un réservoir et reste ainsi humide en permanence.Il est évident que quelques unes des particules de poussière contenues dans ltair qui s'écoule sont retenues à la surface humide de cet élément polyédrique du côté tourné vers l'appareil de chauffage par convection mais la proportion des particules ainsi retenues comparée à la quantité totale contenue dans l'air en circulation est extr#mement faible et lorsque cette surface est recouverue de poussière, il ne sten dépose absolument plus. Par conséquent, la capacité d'épuration de l'air attribuée à de nombreux accessoires de ce genre est pratiquement nulle. Compte tenu des conditions physiques mentionnées cidessus, le but de l'invention qui est la réalisation d'un épurateur d'air véritable, c2est-a-dire réellement efficace à agencer sur les appareils de chauffage par convection à l'aide d'éléments polyédriques qui retiennent à leurs surfaces une fraction des particules de poussière lors de l'écoulement de ltair réchauffé s'élevant de l'appareil de chauffage est atteint, conformément à l'invention, par le fait que les éléments polyédriques sont formés de bandes ou de lames qui comportent des rangées de trous dont chacune est décalée par rapport à ses voisines et qui sont faites d'une matière en feuille dont la surface extérieure est de nature à fixer les particules de poussière (sans l'aide d'une humidification permanente des éléments polyédriques), les bandes lames étant collées les unes aux autres suivant des lignes transversales horizontales en direction de la profondeur de l'appareil do chauffage et éventuellement pliées parallèlement aux lignes de collage de manière que lors du dépliage d'un paquet constitué de-cette façon, il se forme dans le sens longitudinal au moins deux rangées superposées décalées l'une par rapport à 12autre d a moitié de leur écartement et emboftées l'une dans l'autre qui sont formées de chambres fermées en direction verti eale et transversale.Les chambres formées dans l'épurateur d'air conforme à ltinvention présentent une surface interne relstivement importante et sont le siège d'un tourbillonnement intense de l'air au prix d'une résistance relativement faible à ltécoulement. L'air s'élevant dans un élément plat de l'é- purateur d'air conforme à ltinvention pénètre d'abord par les orifices de la chambre inférieure dans l'intérieur de celle-ci et ne peut continuer de s'élever quten s'écoulant latéralement de l'intérieur de la chambre dans une chambre voisine. De colle-ci, l'air ressort de ltélément plat à nouveau par un mouvement transversal à travers les orifices de la chambre supé rieure emportée. Il en résulte inéluctablement un tourbillon nement de l'air tant à ltentrée qutà la sortie de la chambre inférieure et éventuellement à nouveau à l'entrée et à la sortie de la chambre supérieure. Lors de ces accélérations, tourbillonnements et ralentissements alternés de air en écoulement, les particules de poussière sont ontratnées hors de la direction d'écoulement d'ensemble de l'air et viennent au contact des surfaces de l'élément plat qui présente une surface extérieure propre à collecter les particules.Dans l'agencement et la conception conformes à l'invention de l'élément polyédrique, les deux faces extérieures de celui-ci viennent en contact avec l'air qui s'écoule alors que dans les humidificateurs d'air connus, une seule face extérieure entre en ligne de compte Pour cette raison, le rendement de ltélément polyédrique qui tout comme les humidificateurs d'air doit être jeté après usage et remplacé, est augmenté de 100 %. La fixation des particules de poussière aux faces extérieures de l'élément polyédrique, c'est-à-dire dans une certaine mesure l'adhérence, peut entre réalisée de différentes manières, L'une des possibilités est que l'élément polyédrique soit revêtu des deux c8tés d'une couche de matière visqueuse ou en soit imbibé. Il en résulte alors que lorsqu'une particule de poussière atteint la surface, elle est captée en raison de la viscosité de la matière appliquée en couche ou par imbibition. De cette façon, les particules qui adhèrent déjà et qui appartiennent à la couche extérieure de la surface plane constituent de nouvelles surfaces auxquelles des particules peuvent adhérer. Dans ces conditions, la surface de collecte de la matière polyédrique n'est pas diminuée mais augmentée par la collecte et l'immobilisation des particules de poussière. Il est possible aussi, par exemple, de rev8tir l'élément polyédrique sur les deux côtés d'une matière qui acquiert une charge électrostatique au contact de l'air qui sté- coule ou de ltimbiber d'une telle matière. Le principe dans les deux formes de réalisation indiquées est de conférer une adhésivité atu éléments polyédri ques qui se traduit par la fixation des particules de pous sière sur l'élément polyédrique. les agents du genre approprié tant visqueux qu'acquérant une charge électrostatique sont connus et ne seront donc pas illustrés par des exemples. Il est dès lors important de pouvoir fabriquer au prix le plus modeste possible l'élément principal de l'épura- teur d'air conforme à l'inrentIon, c2est-à-dire ltélément po lyédrique de meme que son support du fait qu'il doit s'agir d'articles abordables pour tout occupant d'une habitation équipée du chauffage central comme il en est dans la plupart des cas actuels. Pour cette raison, il est nécessaire de pouvoir fabriquer les éléments polyédriques conformes à l'invention par des procédés aussi peu onéreux que possible. parmi les nombreuses possibilités existantes, deux sont décrites ciaprès à titre d'exemple. Un procédé proposé suivant l'invention pour la fabrication de l'élément polyédrique de l'épurateur d'air conforme à l'invention consiste à plier en méandre ou accordéon une nappe qui présente successivement une rangée de trous,puis une ligne de pliage à cette supérieure,puis deux rangées de trous, puis un trait de colle à la partie inférieure,puis une rangée de trous, puis une ligne de pliage à cette inférieure, puis deux rangées de trous, puis un trait de colle à la partie supérieure et ainsi de suite dans l'ordre indiqué par plissage au long des lignes de pliage dans la direction indiquée, à presser ainsi' la nappe et après consolidation des collages à la déployer suivant les traits de colle.Ce mode opératoire conduit à une superposition double de chambres superposées formées à l'exception des orifices latéraux et comportant deux rangées de trous. Pour l'exécution de ce procédé, les traits de colle doivent titre appliqués alternativement à la face supérieure et à la face inférieure de la nappe. Il est possible également de fabriquer ltélément polyédrique de l'épuratuur d'air suivant l'invention en ne devant appliquer les traits de col que quesur une seule face d'une nappe fabriquée de manière continue, Suivant ce mode opératoire, on découpe une nappe qui présente successivement un premier trait de colle, puis deux rangées de trous,puis un second trait de colle sur la même face que le premier trait de colle,puis une rangée de trous ainsi de suite dans l'ordre indiqué entre les différentes rangées de trous et perpendiculairement au bord du trait de colle suivant tourné vers ces trous, on presse les bandes résultantes après en avoir déplacé une sur deux dans son propro plan de t80O et après consolidation des collages au trait de colle, on déploie le paquet résultant dans une direction perpendiculaire au plan des bandes. On obtient ainsi,sans devoir recourir à des lignes de pliage puisque celles-ci sont remplacées par des traits de colle, un produit polyédrique qui est pratiquement le mEme que celui obtenu par le procédé décrit immédiatement ci-avant, Les éléments polyédriques fabriqués suivant ce procédé ou suivant d'autres procédés comparables résultent du déploiement transversal. Ils consistent fondamentalement en papier ou en carton et ont dès lors une certaine élasticité. Il est donc nécessaire de fixer ces éléments de ltane ou l'autre manière dans la disposition finale désirée. En outre, il faut monter l'élément d'une manière quelconque sur l'appareil de chauffage à convection et lty fixer de même. A cette fin, il est proposé suivant l'invention d'utiliser un cadre de montage pour ltélément polyédrique de l'épurateur d'air qui est caractérisé en ce qu'il présente en plan la forme d'une botte rectangulaire comportant deux petits cotés et deux grands. Les deux petits cotés ont au moins la profondeur qui correspond à la longueur de l'appareil de chauffage de manière à pouvoir être adaptés sur celui-ci et présentent à leur face supérieure des protubérances pouvant s'insérer dans au moins une partie des trous de la rangée de trous extérieure de l'élément polyédrique. De cette manière, l'élément polyédrique est fixé dans le cadre à )'étant déployé voulu. Ces protubérances peuvent Qtre prévues au nonbre de une pour chaque trou de la rangée de trous extérieure ou bien de une pour deux, pour truis ou pour quatre trous, etc. Les deux longs cotés qui ont une longueur normalisée choisie pour l'appareil de chauffage (par exemple une longueur normalisée de 50 cm) stétendent vers le bas sensiblement au-delà du bord inférieur des petits cotés du cadre de montage qui stapplique à la face supérieure de l'appareil de chauffage. Il en résulte que l'air s'élevant dans l'appareil de chauffage par convection est empoché au moins en grande partie d'échapper latéralement à ltépurateur d'air.Le cadre est muni de réglettes d'appui diagonales et/ou obliques par rapport aux deux grands cités le plus favorablement parallèles aux diagonales destinées à soutenir l'élément polyédrique et à retenir l'ensemble du cadre à la face supé rieure de l'appareil de chauffage. De cette façon, il est assuré que le cadre de montage et ainsi Irépurateur d'air complot puissent être agencés sans faux plis, obliquité ni autres défauts sur des appareils de chauffage de subdivision et de dimensions d'ailettes quelconques. En hiver lorsque l'humidité relative de l'air dans les locaux chauffés est basse et que la convection au contact et sur chaque appareil de chauffage est intense, l'ensemble de l'air traverse en une journée plusieurs fois l'épurateur d'air et est ainsi épuré par collecte des particules de poussière. Il en résulte une nette diminution de la souillure au voisinage de ltappareil de chauffage et en particulier au-dessus de celui-ci mais aussi une diminution sensible des souillures sur tous les objets se trouvant dans le local chauffé. Dans les deux procédés de fabrication décrits pour les éléments polyédriques de ltépurateur d'air, la confection des faces extérieures propres à fixer les particules peut 8tre réalisée avant ou après le collage. Le paquet plié, emballé de façon étanche à l'air est présenté au consommateur dans des sachets bien soudés. La largeur du paquet est adaptée aux profondeurs courantes des appareils de chauffage ordinaires.La longueur jusqu'à laquelle le paquet est déployé n'est pas imposée mais doit 8tre choisie de manière qu'au déploiement des cre8tes de pliage et traits de colle, lrangle des orifices ntex- cède pas 900. Avantageusement, la longueur choisie est une longueur normalisée, par exemple de 50 cm Pour des appareils de chauffage larges, on peut placer si nécessaire plusieurs épurateurs d'air les uns à c8té des autres. L'épurateur d'air conforme à l'invention présente par unité de surface une très importante section de passage et par conséquent une très faible résistance à l'écoulement mais une très importante surface exposée qui sert de surface adhésive propre à retenir les particules de poussière. Moins le paquet est déployé et plus le rapport de la section dtécou- lement par unité de surface à la surface adhésive par unité de surface augmente en faveur de la surface adhésive, de sorte que lorsque la surpression de l'air en circulation n'est guère importante comme il en est lorsque appareil de chauffage fonctionne à une température modeste ou peu élevée, le paquet peut 8tre déployé sur une plus grande longueur pour offrir ainsi davantage de section d'écoulement.Réciproquement, lorsque l'appareil de chauffage a une température d'alimentation élevée ou relativement élevée accélérant la circulation de l'air, le paquet peut être moins déployé. Le degré de souillure de ltélément polyédrique de l'épurateur d'air de l'invention peut être apprécié à vue. Lorsqutun certain degré de souillure est atteint auquel le pouvoir d'épuration diminue, l'élément polyédrique usé est jeté et remplacé par un nouveau. Dans le procédé de fabrication décrit, l'hypothèse de départ était que chaque chambre de l'élément polyédrique devait comprendre deux rangées de trous superposées. Il est évidemment possible de munir les chambres dtun plus grand nombre de rangées de trous en décalant convenablement les lignes de pliage et/ou traits de colle. Différents exemples de réalisation de l'invention sont décrits avec référence aux dessins annexés dans lesquels les figures 1 et 2 illustrent une première forme d'application de la possibilité de fabrication pour l'élément polyédrique de l'épurateur d'air conforme à l'invention. La figure 1 est une vue en plan de la matière première présentée en nappe et la figure 2 est une vue en perspective du produit final ; les figures 3, 4 et 5 illustrent un procédé différent de celui des figures 1 et 2 mais conduisant à un produit final semblable. La figure 3 est une vue en plan de la matière première en nappe.La figure 4 illustre en perspective un stade intermédiaire de l'ensemble et la figure 5 représente le produit final également en perspective; et les figures 6 et 7 représentent un cadre de montago pour un élément polyédrique de ltépurateur d'air conforme à l'invention, la figure 6 étant une vue en plan du cadre de montage et la figure 7 une vue en perspective de ltextrémité gauche d'un tel cadre de montage. La matière première en nappe illustrée à la figure 1 comprend successivement une rangée de trous 1, une ligne de pliage F1 à cette supérieure, deux rangées de trous 2, un trait de colle K2 à la partie inférieure, une rangée de trous 3, une ligne de pliage F2 à crête inférieure, deux rangées de trous 4, un trait de colle K1 à la face supérieure et ainsi de suite dans tordre indiqué. Les rangées de trous successives sont décalées de la moitié de l'intervalle entre les trous. Après réalisation des plis aux lignes de pliage F1 et F2, la nappe est pliée en accordéon ou en méandre, en un paquet qui est pressé. Après consolidation des collages aux traits de colle K1 et K2, la nappe est déployée et présente alors la forme illustrée à là figure 2. Sous cette forme, l'élément polyédrique comprend deux rangées superposées emportées l'une dans l'autre de chambres fermées verticalement et transversalement, les chambres de la rangée inférieure étant indiquées en 5 et les chambres de la rangée supérieure étant indiquées en 6. Latéralement, les chambres 5 et 6 de l'élément polyédrique sont ouvertes mais sont pratiquement obturées par insertion dans le cadre de montage qui est décrit plus en détail ci-après avec référence aux figures 6 et 7. Pour le procédé que concernent les figures 3, 4 et 5 on part d'une nappe illustrée à la figure 3. Celle-ci présente successivement un trait de colle K1 à la face supérieure puis deux rangées de trous 2 puis un nouveau trait de colle K1 également à la face supérieure et ensuite une rangée de trous 1. La nappe est découpée en travers entre les différentes rangées de trous 1 et le bord 7 qui leur est contigu du trait de colle K1 voisin. Les différentes bandes résultantes dont trois sont illustrées à la figure 4 sont alors retournées de 1800 dans leur propre plan à raison de une sur deux. De cette façon, les bandes se retrouvent dans la position illustrée à la figure 4. Les bandes sont pressées les unes sur les autres jusqu'à consolidation des collages aux traits de colle K1.Ensuite, le paquet constitué de cette façon est déployé dans une direction perpendiculaire au plan des bandes, c'està-dire transversalement à la figure 4. On obtient ainsi lté- lément polyédrique illustré à la figure 5. Le cadre de montage illustré aux figures 6 et 7 pour les éléments polyédriques indépendamment du mode de confection de ceux-ci, a la forme en plan d'un rectangle comportant deux petits cotés 8 et deux grands côtés 9. Les deux petits côtés 8 ont une longueur correspondant au moins à la profondeur de l'appareil de chauffage et présentent à leur bord supérieur des tenons 10 prévus pour s'insérer dans au moins une partie des trous de la rangée de trous extérieure de ltélément polyédrique. Les deux grands c8tés qui ont une longueur normalisée par exemple de 50 cm, s'étendent vers le bas au-delà des bords inférieurs 11 des petits cotés 8 prenant appui à la face supérieure de l'appareil de chauffage. Le cadre formé des cavés 8 et 9 est muni de réglettes dtappui d'angle diagonales 12 et de réglettes d'appui supplémentaires 15 obliques entre les grands cotés et en particulier parallèles aux diagonales 12. L'obliquité des réglettes dtappui 12 et des réglettes 13 par rapport aux cotés 8 et 9 est de 45 . Les réglettes d'appui permettent la pse du cadre 8, 9 sur la face supérieure de ltappareil de chauffage en position exactement horizontale indépendamment de la partition et de la forme des ailettes de l'appareil de chauffage. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent etre a portées à l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de1l'invention. REVENDICATIONS 1. Epurateur d'air à monter sur un appareil de chauffage par convection et comprenant des éléments polyédriques qui retiennent à leur surface une partie des poussières lors de l'écoulement de l'air réchauffé quittant l'appareil de chauffage, caractérisé en ce que les éléments polyédriques sont formés de bandes ou de lames comportant des rangées de trous qui sont chacune décalées par rapport aux rangées voisines et qui sont faites d'une matière en nappe dont la face extérieure est propre à fixer les poussières, les bandes ou lames étant collées ensemble suivant des lignes transversales en direction de la profondeur de l'appareil de chauffage et éventuellement pliées parallèlement aux lignes de collage de manière que, lors du déploiement d'un paquet ainsi constitué dans le sens longitudinal, il se forme au moins deux rangées superposées de chambres fermées verticalement et transversalement, qui sont décalées et emboftées de la moitié de leur in tervalleç 2. Epurateur d'air suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément polyédrique est revewtu sur les deux faces d'une matière visqueuse ou en est imprégné. 3. Epurateur dtair suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément polyédrique est revêtu sur les deux faces d'une matière acquérant une charge électrostatique au contact de l'air en écoulement ou en est imprégné. 4. Procédé de fabrication de l'élément polyédrique de ltépurateur d'air suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on plie en méandre ou en accordéon une bande qui présente successivement une rangée de trous, puis une ligne de pliage à crête supérieure, puis deux rangées de trous, puis un trait de colle g a face inférieure, puis une rangée de trous, puis une ligne de pliage à crête inférieure, puis deux rangées de trous, puis un trait de colle à la face supérieure et ainsi de suite dans l'ordre par plissage au long des lignes de pliage, on presse la bande ain Si pliée et après consolidation des collages aux traits de colle, on la déploie. 5. Procédé de fabrication de l'élément polyédrique de lrépurateur d'air suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on découpe une bande présentant successivement un premier trait de colle, puis deux rangées de trous, puis un deuxième trait de colle sur la mdme face que le premier trait de colle, puis une rangée de trous et ainsi de suite dans l'ordre indiquées direction perpendiculaire entre les différentes rangées de trous et le bord contigu à cette rangée du trait de colle voisin, puis on retourne dans leur propre plan de 1800 une sur deux des lames ainsi formées, on les presse ensemble et après consolidation des collages aux traits de colle, on déploie le paquet ainsi formé dans une direction perpendiculaire au plan des lames. 6. Cadre de montage pour l'élément polyédrique de l'épurateur d'air suivant ltune quelconque des revendications 1 à 3, fabriqué par le procédé suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qutil présente la forme dtun bot- tier rectangulaire en plan comprenant deux petits côtés et deux grands côtés dont les petits côtés ont au moins la longueur correspondant à la profondeur deÀtappareil de chauffage et portent à leur bord supérieur des tenons pouvant s'adapter dans au moins une partie des trous de la rangée de trous extérieure de l'élément polyédrique et dont les deux grands cô- tés ont une longueur normalisée, par exemple de 50 cm, et sté- tendent notablement au-delà du bord inférieur des petits cR- tés prenant appui sur la surface supérieure de l'appareil de chauffage, le bottier étant muni de réglettes d'appui diagonales et éventuellement obliques entre les grands côtés et parallèles aux diagonales pour recevoir ltélément polyédrique et appliquer le bottier complet sur l'appareil de chauffage.