Brevet FR2339974A1 — publié le 19770826

La présente invention concerne les appareils générateurs d1ions atmosphériques destinés au traitement de l'air des locaux domestiques, profession- nels, hospitaliers et autres dans un but essentiellement hygiénique et théra- peutique. La plupart des appareils de ce type existants dans le commerce sont bases sur l'utilisation de l'effet corona (émission de charges électriques par une pointe métallique porte à un potentiel de quelques milliers de volts) ou sur l'effet Lénard (production de micro-gouttelettes ionises par pulvéri- sation d'eau). L'effet corona ne débute qu'à des tensions de 4 à 5 000 V et il s'accompagne de la production de petits quantités d'osone et d'oxydes d'azote trbs nocifB pour le système respiratoire. L'effet Lenard produit une ionisation relativement faible par rapport å la quantité d'eau nébulisée. Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients. Dans celui-ci en effet, le système émetteur d'ions atmosphériques est une flamme sortant d'un brdleur mêtaflique soumis à un potentiel Slectrique nega- tif ou positif de quelques centaines à quelques milliers de volts.L'émission ionique est déjà sensible pour des potentiels inférieure & 2 000 V car un tel système ne présente pas de seuil de potentiel d'émission et sa puissance d'é- mission ionique est en outre nettement supérieure (2 à 5 fois environ) à celle de l'effet corona pour un potentiel électrique et une surface d'émetteur sem blables. Il n'y a pas de production d'osone ni d'oxydes dtazote car la compo- sition des gai de combustion n1 est nullement modifiée par l'application du potentiel électrique. Conformément à l'invention, le dispositif générateur d'ions atmosphSri- ques comprend essentiellement un brûleur métallique alimenté au gaz de ville, au gaz butane ou propane, à l'alcool à brûler, à l'essence ou avec tout autre combustible désiré, la seule nécessite étant que le brûleur soit bien adapté au combustible utilisé. Toute forme de brûleur peut convenir; néanmoins, pour sssurer le meilleur rendement de l'émission ionique par rapport à la quantité de combustible consommée, il est nécessaire que la flamme soit le plus possible étalée afin d'offrir une surface d'émission maximale.Le brûleur est relié directement à l'un des piles de sortie å haute tension redressée d'un transformateur normalement logé dans le même bottier ledit pôle étant négatif ou positif selon le type d'ions souhaité. La tension fournie peut être de l'ordre de 5 à 10 000 Y ou de toute autre valeur inférieure ou supérieure suivant la puissance d'émission désirée et l'encombrement acceptable pour l'appareil. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexé. La fig. I est une coupe schématique d'une forme de réalisation de l'in~ vention. La fig. 2 est une coupe, analogue à la fig. I, d'une modification. La fig. 3 est une coupe d'un détail modifié des fig. I et 2. La fig. 4 est une vue en plan du détail de la fig. 3. La fig. 5 est une coupe schématique d'un autre développement de l'invention. La fig. 6 est une coupe, à plus grande échelle, d'un détail de la fig. 5. La fig. 7 est une perspective partielle éclatée du détail de la fig. 6. La fig. 8 est une coupe, analogue à la fig. I, d'une variante. La fig. 9 est une coupe simplifiée, analogue à la fig. 5, d'une variante. La fig. I illustre un premier mode de réalisation d'un générateur d'ions dont le brûleur I est alimenté par le gaz de ville, ou par le gaz butane ou propane d'une bouteille extérieure, au moyen d'un tube souple 2, le débit étant réglé par un robinet 3. Une section de tube an caoutchouc 4 est inter calée sur l'alimentation en gaz à l'intérieur de l'appareil afin d'assurer l'isolation électrique du robinet 3 vis-à-vis du brûleur I. La sortie 5 du brûleur est une étroite fsnte périphérique continue, largeur 0,1 à 0,5 xo par exemple, l'air étant admis par les orifices 6. Sous le brûleur est disposé le transformateur à haute tension 7 dont le circuit primaire 8 est alimenté sur le courant du secteur 9 (en 220 V, par exemple), soit directement, dans la forme la plus sinple, soit par l'intermédiaire d'un potentiomètre 10 pour le réglage de la puissance. Une résistance additionnelle Il, de 20 à 25 000 ohms par exemple, permet d'utiliser un potentiometre peu coûteux, de 10 à 15 000 ohms par exemple, et de limiter la puissanoe maximale de l'appareil vers 2 watts par mesure de sécurité.Le courant de sortie a haute tension est redressé par un montage de quatre diodes appropriées et l'un des pales du courant redressé I2 est relié à la base I3 du brûleur, l'autre Pale étant relié directement au circuit du secteur 9 afin d'assurer la libre alimentation du circuit émetteur à haute tension en charges négatives ou positives selon le cas. L'ensemble est contenu dans une carrosserie 14 en matière plastique, de préférence en chlorure de polyvinyle de couleur désirée, de forme cylindrique, diambtre: I5 à 20 cm par exemple, avec bord inférieur arrondi, la partie su péreure étant constituée par un oarter amovible 15 de forme arrondie, en tronc d'ogive ou d'hémisphère par exemple, ou de forme tronconique. Le leur I est supporté, éventuellement par l'intermédiaire d'une garniture en isolant thermique, par la oloison I6 qui couvre le compartiment du transformateur 7 dont la paroi comporte un orifice I7 d'admission d'air. La fig. 2 illustre un autre mode de réalisation d'un générateur d'ions dont le brûleur I est alimente et supporté par une cartouche de butane I8 jetable ou rechargeable. Cette cartouche est calée dans une enceinte sétalli- que 19 reliée à l'un des pôles I2 du courant redressé à haute tension. Le robinet de réglage 3 est manoeuvré au moyen d'une tige isolante amovible 20. Le branchement électrique du transformateur 7 (non représenté sur la fig. 2) est identique à celui du dispositif de la fig. I. La carrosserie est également semblable mais sa partie supérieure est rechaussée au-dessus de la cloison I6 du compartiment transformateur afin d'inclure la cartouche de butane. Le carter I5, toujours amovible, est percé d'un orifice latéral pour le passage de la tige de commande 20 du robinet de réglage 3. Les fig. 3 et 4 représentent un autre type de brûleur à gaz pouvant être substitué au brûleur I des dispositifs des fig. I et 2. La sortie 5 du brû- leur est équipée d'une toile métallique fine 21, en acier inoxydable par exemple, occupant toute la surface supérieure du brûleur, dont le diamètre peut varier de I å 15 cm par exemple, de manière à produire une flamme très courte sur une surface relativement importante. Â l'intérieur du brûleur peut être disposé un large tampon 22 de coton de verre ou de tout autre nat & riau thermorésistant permettant de bien répartir le courant gazeux vers toute la surface de sortie du brûleur afin de régulariser la flamme. La fig. 5 illustre un autre mode de réalisation d'un générateur d'ions dont le brûleur I est alimenté en alcool a brûler ou en essence. Tous les types de brûleurs à alcool ou à essence peuvent convenir mais le dispositif ici décrit et représente est conçu dans un but particulier.En effet, toute la partie~supSrieure du dispositif, située au-dessus du niveau 23, est amovible d'un seul tenant après enlèvement du carter extérieur I5 et peut Outre remplacée par un module de structure voisine mais prévu pour la production d'ions atmosphériques selon le principe de la nébulisation électrostatique de 11 eau, conformOment à l'invention décrite dans le brevet n 75.24359 et particulièrement dans le certificat de Ière addition n 75.35I89 audit brevet. I1 est ainsi réalisé un appareil modulaire mixte pouvant produire des ions atmosphériques selon deux principes différents par simple remplacement du module émissif. Dans le dispositif illustré par la -fig. 5, le module constituant la partie supérieure de l'appareil comprend un brûleur annulaire I alimenté en al- cool à brûler, contenu dans un réservoir 24, par l'intermédiaire d'une couronne de distribution 25 entourant la base de 1 'enceinte 26 du réservoir, et de tubes de distribution métalliques 27, au nombre de quatre à six par exem- ple. Les tubes de distribution sont fixés sur des courtes tubulures verticales 28 solidaires de la couronne de distribution et équipées de bouchons filetés 29 perces en leur centre et munis d'un joint pour l'adaptation étan- che des tubes de distribution.Le réservoir 24 est constitué par une vessie en caoutchouc souple, naturel ou synthétique, munie d'un orifice de reaplissage 30 avec bouchon étanche, et communiquant aveo la couronne de distribution 25 par l'orifice 31. Cette vessie en caoutchouc est située dans une enceinte vermée 26 alimentée en air à faible pression, au traversde l'orifice 32, par une pompe à membrane 33 situe dans le coapartinent du transformateur 7. La légère pression d'air comprime le réservoir 24 dont le contenu est ais- si lentement propulsé vers la couronne de distribution 25, puise vers le brO- leur I.Une très légère fuite d'air permet d'équilibrer rapidement la pression dans enceinte 26 en fonction du débit de la pompe 33, lequel débit peut être fixe ou réglable au moyen d'un potentiomètre 34 de I5 000 ohms par exemple. Ce potentiomètre peut être branché en parallèle ou en série avec le potentiomètre IO réglant la puissance du transformateur 7, la valeur de la résistance additionnelle II étant prévue en conséquence. Le branchement pelez trique du transformateur est par ailleurs identique à celui du dispositif de la fig. I, la haute tension négative ou positive étant transmise au brûleur par le conducteur 35. Le brûleur lui-m8mes comme l'illustrent à plus grande échelle les fig. 6 et 7, comprend une couronne horizontale, diamètre: I5 cm par exemple, constituée par un tube métallique 36, diamètre: 3 à 6 mm par exemple, percé sur sa partie supérieure de trous très fins 37, diamètre: 0,2 mm par exemple, régulièrement espacés de 5 n par exemple. Cette couronne est fixée au som met des tubes de distribution 27 sur lesquels est également fixée une gouttitre 38 située sous la couronne (mais non représentée sur la fig. 7 pour la clarté du dessin). Sur la couronne sont posées deux cloisons métalliques indépendantes 39 et 40 formant un V retourné; elles constituent la chambre de mélange 41 des vapeurs combustibles avec l'air et délimitent à leur sommet la fente d'inflammation 5.Elles sont percées, vers leur base, de fentes la tépales 42 pour l'admission d'air, et maintenues en position convenable par des agrafes à ressort 43, au nombre de 4 à 6 par exemple pour l'ensemble de la couronne, et dont les extrémités recourbées 44 sont engagées dans les fentes latérales 42. Sous chaque agrafe est disposée une petite cale 45 engagée dans la fente d'inflammation 5 et destinée & maintenir celle-ci à la largeur choisie: 0,5 mm par exemple. Pour l'allumage du brûleur, la pompe à air 33 est mise en fonction à- faible débit jusqu'à ce que le liquide combustible remplisse entièrement le tube en couronne 36 et déborde par les orifices 37 dans la gouttière 38. Le combustible est alors enflammé dans la gouttière et la flamme vient chauffer le tube 36 dont le contenu se vaporise. Les vapeurs combustibles sortant par les orifices 37 sont projetées, au travers de la chambre de mélange 41, vers lente d'inflammation 5 où elles s'enflamment. La chaleur de la flamme est transmise au tube 36 par les cloisons 39 et 40 de la chambre de mélange, poursuivant ainsi la vaporisation du liquide combustible dans ledit tube. L'ensemble du dispositif illustré par la fig. 5 est contenu dans une carrosserie en matière plastique 14 semblable à celle de la version qu'il- lustre la fig. I. Cette carrosserie est en outre complétée par le couvercle 46 de l'enceinte du réservoir de combustible, de forme hémisphérique concave ou plate et se prolongeant vers le brûleur I, Jusqu'à I5 mm de celui-ci par exemple; il constitue un élément de l'esthétique de la carrosserie et de protection du brûleur, cela conjointement avec le carter extérieur amovible I5. L'étanchéité de ce couvercle est assurée par un joint torique ou plat 47. L'étanchéité de la jonction libre entre le fond de l'enceinte 26 du réservoir et l'orifice 32 d'arrivée d'air est assurée par un petit joint torique 48. Les fig. 8 et 9 illustrent la possibilité d'adapter, sur chacun des g- nérateùrs précédemment décrits et représentés, un réflecteur électrostatique 49 destiné a favoriser l'émission ionique de la flamme et & orienter cette émission dans une direction déterminée. Ce réflecteur est en contact Sleo- trique direct avec le brûleur; il peut être de forme hémisphérique, parabolique, tronconique ou plate, et constitué en tôle métallique: aluminium, acier inoxydable ou acier chromé par exemple, ou en toile métallique asses fine disposée sur une armature. I1 est forme d'une seule pibce fixée & la base 50 du brûleur, comme l'illustre la fig. 8 dans le cas des brûleurs a gaz qui peuvent être dévissables a leur base. Pour un générateur équipé d'un brûleur å alcool, le réflecteur comprend deyx éléments concentriques 49 et 49a comme l'illustre la fig. 9, le premier étant posé sur le couvercle 46 du réservoir de combustible et le second sur le sommet du carter extérieur 15, ces deux éléments étant lis en contact électrique avec le brûleur I.Dans tous les cas, le -réflecteur peut déborder ou non a l'extérieur du carter 15. Pour l'utilisation d'un générateur avec réflecteur, il est avantageux de mé- nager des cavités 51 dans la carrosserie de l'appareil afin de permettre son adaptation sur un support d'orientation. Dans chacun des modes de réalisation décrits et représentés, le brûleur unique peut être remplacé par plusieurs- brûleurs plus petits alimentés et supportés par une même couronne, et le transformateur à haute tension peut être remplacé par une bobine a induction alimentée en courant a basse tension redressé ou continu par 11 intermédiaire d'un rupteur à fréquence assez élevée. Ce courant a basse tension: 6 à I2 V par exemple, peut être obtenu a partir du secteur au moyen d'un potentiomètre ou d'un petit transformateur et redres- sé par une diode appropriée; il peut également être fourni par des piles incluses dans l'appareil Selon une autre réalisation de l'invention, on peut adjoindre, à chacun des dispositifs décrits et représentés, un second module séparé comprenant seulement le brûleur I et, éventuellement, la cartouche de butane I8 ou le réservoir d'alcool à brûler 24 selon le cas, ledit brûleur étant alors alimenti en courant électrique à haute tension redressée par le transformateur 7 de l'appareil principal, et en air comprimé, dans le cas du brûleur à alcool, par la pompe à air dudit appareil principal.Cet ensemble permet 1'6- mission simultanée d'ions négatifs et positifs, les brûleurs étant reliés chacun a l'un des pâles à haute tension redressée du transformateur ou, le cas échéant, à chacun des poles de la bobine à induction. Dans le cas d'un transformateur, l'une des sorties à haute tension non redressées est reliée directement au circuit du secteur afin de fournir à la fois des charges n6- gatives et positives au système émetteur d'ions.L'émission d"ions négatifs et positifs peut également être réalisée en alternance avec un seul brûleur en adjoignant, à ltun quelconque des dispositifs précédemment décrits et représentés, un inverseur de polarité pour haute tension commandé manuellement à intervalles désirés, ou bien automatique avec possibilité de réglage des durées relatives de branchement de chaque polarité ainsi que de la fréquence des inversions. Selon une autre réalisation de l'invention on peut interposer, sur la sortie à haute tension négative ou positive alimentant le ou les brûleurs, un ou plusieurs condensateurs en série entre les plaques desquels est contenue une substance non conductrice d'origine biologique solide (cire d'abeille par exemple) ou liquide (essences végétales, par exemple), ou tout autre ma- tériau diélectrique.L'espacement des plaques dtun condensateur peut varier de 0,2 a 5 mi par exemple. Ges condensateurs ont pour but la production de décharges électriques silencieuses au travers des matériaux qu'ils contien- nent, lesquelles décharges s'accompagnent de la production de vibrations électromagnétiques à fréquence très élevée transmises dans l'air ambiant par l'intermédiaire de la flamme et susceptibles de produire des effets biologi ques favorables sur les organismes vivants. Le dispositif, objet de l'invention, peut être utilisé dans tous les cas où l'on désire produire des ions atmosphériques à toutes fins utiles, notas, ment dans un but hygiénique ou thérapeutique en milieu domestique, hospitalier, professionnel ou public, et dans le domaine agricole pour stimuler la croissance et améliorer la résistance des végétaux et des animaux. Un autre exemple d'application est la neutralisation des divers phénomènes causés par l'électricité statique. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits en détail car diverses modifications peuvent lui être apportées sanie sortir de son cadre. REVENDICATIONS I. Dispositif générateur d'ions atmosphériques négatifs ou positifs, caractérisé par le fait que les ions sont émis par une flamme soumise å un potentiel électrique négatif ou positif de quelques centaines à quelques milliers de volts appliqué au brûleur métallique de forme quelconque qui produit ladite flamme, ce brûleur étant alimenté par le gaz de ville, le gaz butane ou propane, l'alcool à brûler, l'essence ou tout autre combustible approprié au brûleur utilisé.La source d'électricité à haute tension est un trsnsformateur alimenté par le courant du secteur, directement ou par 1'inter6- diaire d'un potentiomètre éventuefleient branché en série avec une résistance additionnelle, le courant de sortie à haute tension étant redressé par un montage de diodes appropriées. L'un des pales du courant redressé est relié au brûleur tandis que autre est relié directement au circuit du secteur. L'ensemble constitué par le brûleur, la source d'électricité à haute tension et, éventuellement, la réserve de coibustible, est contenu dans une carrosserie en matière plastique, de couleur désirée, dont la partie principale est de forme cylindrique a bord inférieur arrondi la partie supérieure étant constituée par un carter amovible de forme arrondie entourant et nasquant au moins partiellement le brûleur qui est lui-X8xe situé au-dessus de la source d'électricité, laquelle est logée dans la partie inférieure principale de la carrosserie. 2. Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait que la source d'électricité-à haute tension est une bobine a induction alimentée en courant à basse tension redressé ou continu, interrompu par un rupteur i fr4- quence quelconque, ledit courant å basse tension étant fourni b partir du secteur par un potentiomètre ou un petit transformateur équipés d'une diode appropriée, ou bien indépendamient par des piles incluses dans la carrosserie. Ces deux modes d'alimentation peuvent aussi autre adaptés conjointement sur le même dispositif. 3. Dispositif selon l'une des revendications I et 2, caractérisé par le fait que le brûleur est connu de manière à produire une flamme de surface maximale relativement à la quantité de combustible consommée. La sortie du brûleur est constituée par une fente périphérique étroite et continue, ou par une toile métallique fine occupant toute la surface supérieure du brûleur, avec interposition éventuelle, b l'intérieur de ce dernier type de brûleur, dtun tampon de coton de verre ou de tout matériau thermorésistant semblable. Quel que soit le type de brûleur, celui-ci peut être unique ou bien à t8tes multiples disposées sur une couronne d'alimentation. 4. Dispositif selon l'une des revendications I à 3, caractérisé par le fait que le brûleur est alimenté par une cartouche de butane Jetable ou rechargeable incluse dans la carrosserie. 5. Dispositif selon l'une des revendications I à 3, caractérisé par le fait que le brûleur est alimenté en alcool à brûler, en essence ou en tout autre combustible liquide approprié audit brûleur, ce combustible étant contenu dans un réservoir en caoutchouc souple, naturel ou synthétique, luimême situé dans une enceinte fermée alimentée en air comprimé par une petite pompe à membrane, ou de tout autre type, située dans le compartiment de la source d'électricité à haute tension.Le brûleur est en forme de couronne constituée d'un tube métallique percé de trous fins sur sa partie supérieure et fixé horizontalement sur des tubes métalliques verticaux qui l'alimentent en combustible et sont eux-mêmes adaptés sur des tubulures verticales solidaires d'une autre couronne dite de distribution, en matière plastique et de forme plate, entourant l'enceinte du réservoir de combustible et comunniquant avec celui-ci par un tube de jonction.Sous la couronne du brûleur est fixée une gouttière et au-dessus de ladite couronne sont adaptées deux cloisons métalliques obliques et concentriques formant une retourné en délimitant la fente d'inflammation au sommet de la chambre de mélange des vapeurs combustibles avec l'air qui est admis par des fentes latérales percées dans la partie inférieure des cloisons métalliques, lesquelles sont maintenues en position convenable par des agrafes à ressort et des petites cales insérées dans la fente dtinflammation. L'enceinte du réservoir est fermée par un couvercle en matière plastique, de forme plate ou hémisphérique concave et débordant vers le brûleur, muni d'un Joint torique ou plat mais laissant une très légère fuite d'aire Toute la partie supérieure du dispositif, comprenant le brûleur, le réservoir de combustible et la couronne de distribution, constitue un module amovible d'un seul tenant et pouvant être remplace par un module de structure voisine mais prévu pour la production d(ions atmosphériques suivant le principe de la nébulisation électrostatique de 1' eau. 6. Dispositif selon l'une des revendications I à 5 caractérisé par le fait qu'il comporte un réflecteur électrostatique de forme hémisphérique, parabolique, tronconique ou plate, constitué en tôle ou en toile métalliques, en une seule pièce ou en deux pièces concentriques, disposé au-dessous et autour du brûleur et mis en contact électrique avec celui-ci. La carrosserie en matière plastique comporte, dans ce cas, deux cavités destinées à l'adap- tation du dispositif sur un support d'orientation. 7. Dispositif selon l'une des revendications I à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte un second module démission ne comprenant que le brûleur et, éventuellement, le réservoir de combustible, ledit module étant alimenté en courant redressé à haute tension et,le cas échéant, en air comprimé par le dispositif principal. Ce second Nodule est alimenté an électricité de polarité opposée à celle qui alimente le dispositif principal. Si la source de haute tension est un transformateur, l'une de ses sorties non redressées est reliée directement au circuit du secteur 8. Dispositif selon l'une des revendications I à 6, caractérisé par le fait qu'il colporte un inverseur de polarité sur le circuit à haute tension redressée. Ledit inverseur est à commande manuelle, ou bien équipé d'un auto matisse permettant le réglage du rapport des durées relatives de branchement de chaque polarité ainsi que de la fréquence des inversions. 9. Dispositif selon l'une des revendications I & 8, caractérisé par le fait qu'il comporte, sur le circuit d'alimentation du ou des brûleurs en courant électrique & haute tension négatif ou positif, un ou plusieurs condensateurs interposes et branchés en série, et entre les plaques desquels est contenus une substance non conductrice solide ou liquide d'origine biologique, ou toute autre substance diélectrique.