Brevet FR2387422A1 — publié le 19781110

L'invention est relative aux dispositifs pour l'évacuation des fumées, vapeurs et air vicié issus généralement d'un plan de travail, à l'intérieur d'enceintes telles que pièces d'habitation, ateliers de traitement des métaux, forges, laboratoires, etc. Elle concerne plus particulièrement des perfectionnements aux hottes placées à distance convenable au-dessus du plan de travail et utilisées de façon générale pour permettre l t absorption et le guidage des fumées, vapeurs nocives, etc. vers un conduit d'évacuation dont le tirage est naturel ou forcé.Elle a pour but, surtout, de rendre les dites hottes, telles qu'elles répondent mieux que jusqu'à ce jour aux divers desiderata de la pratique ; notamment en ce qui concerne leur pouvoir d'absorption des vapeurs et la suppression de la dispersion des vapeurs ou fumées non absorbées dans la zone à assainir. Or, les hottes classiques sont constituées le plus souvent par une boite sensiblement parallélépipédiqus, à l'intérieur de laquelle est placé un ventilateur axial ou centrifuge ainsi qu'un système de filtres, en amont du ventilateur. L'entrée des fumées dans la hotte s'effectue, en général, à travers toute la surface de sa paroi inférieure horizontale, tandis qu'aucun dispositif particulier n'est prévu, pour que l'aspiration y soit réalisée d'une façon uniforme : elle est, le plus souvent, déficiente à la périphérie.De toutes les façons, en raison de l'importance de la surface d'aspiration et des limites imposées pour le débit, la vitesse des fumées immédiatement à l'amont de la paroi inférieure de la hotte est comprise entre 10 et 30 cm à la seconde , c'est dire qu'elle reste faible et sensiblement égale à la vitesse des courants de convection naturelle, qui sont très irréguliers. On peut prendre pour exemple une hotte de cuisine dont la face inférieure présenterait une surface de 0,3 m2 : avec un ventilateur de débit maximal, 0,1 dm3 par dm par seconde, la vitesse moyenne à la traversée de cette face est égale à 33 cm par seconde. Or, la colonnade fumée ou de vapeur, issue du plan de travail, en s'élevant vers la hotte, principalement par effet de convection naturelle, entrain à sa périphérie de l'air froid en quantité non négligeable, de sorte que la colonne, alourdie et grossie, tend à échapper à la hotte, tandis que l'effet d'aspiration est trop faible pour la contenir et l'absorber. Les fumées se répandent alors par bouffées irrégulieres dans la pièce que la hotte est supposée assainir. On peut penser, pour pallier cet inconvénient, à pratiquer l'aspiration, uniquement par une fente à la périphérie de la paroi inférieure de la hotte, ou tout au moins le long des cotés latéraux, la majeure partie de la paroi inférieure de la hotte restant pleine. On rencontre ainsi deux inconvénients majeurs : d'une part, les vapeurs se condensent sur la paroi pleine et des gouttelettes se forment, qui retombent sur le plan de travail ; d'autre part l'aspiration à une vitesse de 1 à 3 m par seconde à travers la fente périphérique, est bruyante. D'ailleurs, si l'on veut, avec ce dispositif, contenir efficacement la colonne, il y a lieu de prolonger légèrement vers le bas, les parois verticales de la hotte, de façon à former, en association avec la fente aspirante, un piège à tourbillon. C'est le. dispositif qui a été breveté en France, en mon nom, par le Centre National de la-Recherche Scientifique (brevet ne 1.501.746 demandé le 26 mai 1966, et addition nO 69.18128 déposée le 3 juin 19S9], qui comporte d'ailleurs une aspiration centrale complémentaire, de façon à éviter la condensation des vapeurs. La hotte qui est décrite ci-après et qui, de par sa nouvelle structure, très différente de celle des hottes usuelles, constitue la présente invention, réalise, à la fois, le confinement de la colonne des vapeurs, leur entrainement vers l'intérieur de- la hotte, leur piégeage le long de son pourtour et, enfin, leur guidage à bonne vitesse en couche horizontale mince vers un orifice d'aspiration en liaison avec un ventilateur, et une canalisation générale d'évacuation. La hotte est constituée essentiellement par une boite renversée, sans couvercle, de forme prismatique ou plus généralement cylindrique. Sa section droite, lorsque la hotte est adossée à un mur, est le plus souvent rectangulaire. D'une façon plus générale, que la hotte soit adossée ou non, le contour de sa section droite est semblable à celui limitant la surface à l'intérieur de laquelle sont émises les vapeurs. Que la hotte soit adossée ou non, la hauteur de ses parois verticales c'est-a-dire de son rebord, est faible par rapport aux dimensions linéaires de sa section droite t1/3 à 1/5 environ de la largeur ou du diamètre de cette section). L'extrémité inférieure libre de ce rebord est taillée soit à angle droit , soit en arête vive, ou encore est arrondie ou présente un bord tombé. Dans un mode préférentiel de réalisation, la paroi horizontale supérieure de la hotte qui joue le rôle de fond, comporte un large orifice à travers lequel est effectuée l'aspiration des vapeurs. La forme et la position de cet orifice doivent être choisies de façon à assurer le meilleur fonctionnement de la hotte, eu égard à la fixation de la hotte, adossée ou non, et à la forme du contour de sa paroi horizontale. Lorsque la hotte est adossée et le contour du plan de travail rectangulaire, (cuisinière adossée par exemple, l'orifice est préférablement constitué par une large fente parallèle au rebord adossé de la hotte et située à son voisinage immédiat. Lorsque la hotte est cylindrique, en particulier lorsqu'elle n'est pas adossée, l'orifice occupe de préférence une position centrale dans la paroi supérieure de la hotte et son contour est de préférence semblable à celui de cette paroi. L'aspiration des vapeurs se fait à l'aide d'un ventilateur à travers la fente ou l'orifice, les vapeurs étantfiltréesavant leur passage dans le ventilateur, à travers un filtre plan s'appuyant sur la face interne du rebord de la hotte, et maintenu, par des pattes de fixation, parallèle à la paroi supérieure de la hotte,' et à faible distance eu-dessous de celle-ci. Deux types différents de ventilateur peuvent être adoptés : a) le type centrifuge à rouet cylindrique long X b) le type axial ou hélicoïde carénai. Adoptant préférentiellement le type centrifuge, le ventilateur est alors contenu dans un carter fixé d'une façon étanche sur la paroi horizontale de la hotte au-dessus de l'orifice d'aspiration qu'il couvre largement. Le carter est porté par le ventilateur à une pression inférieure à celle régnant dans l'enceinte à assainir et constitue ainsi une boite d'aspiration. il est de cette façon créé à l'extérieur de la hotte et à son voisinage à- l'intérieur de l'enceinte, un courant d'air convergeant vers l'intérieur de la hotte, courant qui, en contournant à grande vitesse l'extrémité inférieure libre du rebord de la hotte, crée autour de cette extrémité une zone dépressionnaire et un tourbillon piège qui s'appuie sur la face interne du rebord. L'expérience montre que les vapeurs ou fumées issues du plan de travail et qui sont entraînées par le courant, n'ont aucune tendance à se disperser elles demeurent en colonne dense en amont de la hotte. Elles sont ensuite attirées vers la face interne du rebord de la hotte et piégées dans le tourbillon dont elles sortent pour longer en couche mince et à vitesse notable, la paroi inférieure du filtre. Elles le traversent pour s'engouffrer à grande vitesse dans l'orifice d'aspiration. Dans un autre mode de réalisation, l'orifice d'aspiration est pratiqué dans le rebord de la hotte i il est alors obligatoirement constitué par une fente, Lorsque la hotte est adossée et que le contour de sa base est rectangulaire, la fente est pratiquée dans le côté postérieur de ce rebord, dont elle occupe la presque totalité de la longueur et de la largeur. Lorsque la hotte n'est pas adossée, si le contour de sa base est rectangulaire, la fente est pratiquée le long de l'une ou l'autre face du rebord,contig'tle à l'un ou l'autre des plus grands cotés de la base. Dans ces deux derniers cas et pourvu que le rebord soit assez large, le carter contenant le ventilateur et qui constitue la boite d'aspiration, est fixé d'une façon étanche sur la partie pleinedu rebord. il prolonge donc laNhotte postérieu rement dans le premier cas, qui se trouve alors adossée parl'intermEdiairedu carter. Dans le cas où le ventilateur utilisé est du type axial caréné, solution qui peut être adoptée commodément lorsque l'orifices d'aspiration est pratiqué dans la paroi supérieure de la hotte. il y a lieu de raccorder le ventilateur à la fente par l'intermédiaire d'un collecteur fixé d'une façon étanche sur cette paroi. Quel que soit le type de ventilateur adopte, les fumées ou vapeurs, débarrassées de leurs impuretés, sont soit refoulées à l'air libre, grâce au raccordement du diffuseur du ventilateur avec un conduit d'évacuation. soit recyclées dans l'enceinte à assainir après avoir été désodorisées par leur passage à travers un matériau absorbant placé en aval du ventilateur. Le dispositif qui vient d'être décrit constitue bien, par rapport au brevet antérieur précité et à son addition, une nouvelle invention. d'abord parce que la hotte ne comporte aucun carénage inférieur, ensuite, parce que le tourbillon piège n'est pas créé par l'aspiration à travers une fente périphérique contiguë intérieurement au rebord de la hotte, mais par l'aspiration à travers un orifice ou à travers une large fente pratiquée soit dans la paroi horizontake supérieure de la hotte, soit dans le rebord de'la hotte. D'autres car wtéristiques et avantages de l'invention ressortiront du complément de description et des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins, donnés surtout à titre d'indication, concernent uniquement les hottes adossées. Les figures 1, 2 et 3 sont des vues schématiques en coupe, en plan et en élévation d'un exemple de réalisation de la hotte dont le principe et les lignes générales ont été décrits plus haut, et qui est équipée d'un ventilateur centrifuge à rouet cylindrique long. Les figures 4, 5 et 6 représentent schématiquement respectivement en coupe, en plan et en élévation, un autre exemple de réalisation de ce même type de hotte, équipée d'un ventilateur hélicoïde axial caréné. On aperçoit en t13 dans la figure 1, le corps proprement dit de la hotte, avec sa fente d'aspiration en (2) et son filtre en [3). Au-dessus de la paroi supérieure de la hotte est placé un ventilateur centrifuge à rouet cylindrique, à l'intérieur de l'enveloppe ou carter t43 formant boite d'aspiration. On aperçoit en t53 un déflecteur qui a pour but de faciliter l'entrée des gaz dans la hotte. Dans le deuxième exemple de réalisation (figures 4, 5 et 6), un collecteur () effectue la liaison entre la fente et un conduit d'évacuation t23 vers l'extérieur formant carénage dans lequel est placé le ventilateur (3), de type axial thélicoide). il est bon, dans les deux cas, de pouvoir réaliser, avec le ventilateur employé, un débit variable entre 0,05 et 0,1 dm3 s ; , la surpression fournie par le ventilateur fonctionnant au débit maximal devra atteindre 300 Pascal t30 mm d'eau]. Un modèle de hotte a été réalisé, qui donne entière satisfaction ; il mesure, en plan, 600 mm de large sur 555 mm de profondeur. Les dimensions approximatives sont d'ailleurs données dans la figure 1. La hotte est fixée au mur de façon que son plan inférieur se trouve à 600 mm au-dessus du plan de travail, c'est-à-dire, verticalement, à une distance égale à la largeur de la hotte. Le ventilateur est un ventilateur centrifuge dont le rouet cylindrique mesure 126 mm de longueur. il tourne à la vitesse maximale de 2800 tours/minute et fournit un débit maximal de 0.1 dm3 à la seconde. Il est à noter que les hottes adossées, de section rectangulaire, qui viennent d'être décrites, et qui trouvent, en particulier, leur emploi dans les cuisines, peuvent, sans inconvénient. avoir, outre la boite et les conduits d'aspiration, une partie de leurs parois latérales et de la paroi horizontale supérieure, encastrée dans le meuble de la cuisine.En effet, comme il a été dit plus haut, le tourbillon, une fois formé contre l'arête de la face frontale du rebord de la hotte, se prolonge latéralement suivant deg branches contre les faces internes des côtés latéraux du rebord, et s'appuie ensuite contre le filtre pour etre absorbé à travers la fente de la paroi supérieure de la hotte notons entassant que dans les hottes non adossées prismatiques ou cylindriques, le tourbillon appuyé sur la face interne du rebord est fermé sur lui-même. Enfin, si on le désire, le coté frontal du rebord des hottes adossées, au lieu d'être fixe et vertical, peut comporter à son bord-supérieur. une articulation/charnière, de façon que l'on puisse à volonté faire varier son inclinaison sur la verticale en le projetant en avant d'un angle au plus égal à 450. il est alors muni de deux flasques latérales en contact glissant avec la surface interne des cotés latéraux du rebord, de façon que ne se crée latéralement aucune discontinuité de paroi, lorsque son inclinaison est modifiée, discontinuité qui pourrait gêner sinon empêcher le développement des branches latérales du tourbillon. REVENDICATIONS I. Dispositif d'absorption, de filtrage et d'évacuatioà l'air libre, ou de recyclage apres désodorisation, d'air chargé de fumées et vapeurs issues d 'un plan de travail, tel que cuisinière, sole de four, surface libre de cuves de traitements chimiques. Ce dispositif comprend une hotte, placée a distance convenable au-dessus du plan de travail, munie d'un filtre et d'un ventilateur refoulant l'air filtré, soit dans un conduit débouchant a l'air libre, soit dans un carter contenant un matériau désodorisant dtoù l'air épuré est recyclé d ans l'enceinte où il a été puisé. La hotte peut être adossée a un mur ou non, selon que se trouve adossé ou non l'appareil comportant le plan de travail. Elle affecte la forme dtune boite renversée sans couvercle, prismatique ou plus généralement cylindrique, caractérisée en ce que son fond est constitué par une paroi horizontale plane qui présente une fente large dont les bords sont rectilignes, s'étendant sur toute la largeur ou le diamètre du dit fond, selon que le contour de ce fond est rectangulaire ou circulaire et également en ce que le filtre est plan , qu'il s'appuie sur la face interne de la hotte, qu'il est disposé parallèlement au fond et à faible distance au dessous de celui-ci, encore en ce que la hauteur des parois latérales de la hotte, c'est-à-dire de son rebord, est faible par rapport aux dimensions linéaires de son fond, soit 1/3 à 1/5 de la largeur de ce fond s'il est rectangulaire, ou de son diamètre s'il est circulaire. Un tel agencement permet l'aspiration et le piégeage de l'air chargé de vapeurs et de fumées dans un tourbillon formé le long de la totalité ou de partie du bord inférieur libre du rebord de la hotte, qui s'appuie contre la face interne de ce rebord, enfin le guidage de cet air en couche mince à bonne vitesse contre la paroi inférieure du filtre vers l'orifice d'aspiration dans lequel il s'engoufre après avoir traversé le filtre. 2. Hotte selon la revendication 1; dont le rebord est caractérisé par la forme de son extrémité libre, choisie de façon à favoriser la formation et l'accrochage du tourbillon le-long de son contour et contre sa paroi interne à cet unique effet elle sera de préférence taillée en biseau ou présentera un bord tombé vers l'intérieur de la hotte. 3. Hotte selon les revendications 1 et 2, dont la paroi latérale postérieure, lorsqu'elle est de contour rectangulaire et adossée comporte à son extrémité inférieure un déflecteur cylindrique (5 figure 1), favorisant la pénétration des fumées dans la hotte. 4. Hotte selon les revendications I et 2, qui, lorsqu'elle est adossée et que son fond, de contour semblable à celui du plan de travail, est rectangulaire, est caractérisée par le fait que la fente est parallèle au côté adossé et proche de ce côté, et que la longueur de cette fente est égale à la distance séparant les faces internes des parois latérales perpendiculaires au côté adossé. 5. Hotte selon les revendications 1 et 2, qui,lorsqu'elle n'est pas adossée, et que son fond, de contour semblable à celui du plan de travail, est rectangulaire, est caractérisée en ce que la fente, dont les bords sont rectilignes et parallèles à l'un des côtés du fond, occupe de préférence une position médiane dans ce fond. 6. Hotte suivant l'ensemble des revendications 1, 2, 3, et l'une des revendications 4 ou 5, adossée ou non, caractérisée en ce que le filtre est de contour identique à celui de son fond, qu'il s'appuie sur la paroi interne du rebord de la hotte, et qu'il est maintenu parallèle au fond de la hotte par des pattes de fixation. 7. Hotte suivant l'ensemble des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, caractérisée par un carter de forme sensiblement parallèlépipédique qui contient le ventilateur, préférablement du type centrifuge à rouet cylindrique,et couvre largement toute la fente d'aspiration ; ce carter est fixé d'une façon étanche sur la partie pleine de la face supérieure du fond de la hotte. 8. Hotte suivant l'ensemble des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, comportant un ventilateur du type axial carèné et caracterise par le fait que le ventilateur est relié à la fente d'aspiration par un collecteur convergent (1, figures 4, 5, 6). 9. Hotte suivant l'ensemble des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 et l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée de façon connue en soi par le fait que le diffuseur du ventilateur du type centrifuge ou du type axial, est relié à une conduite permettant soit le refoulement à l'air libre, soit le recyclage de l'air après désodorisation par passage à travers une boite contenant un matériau absorbant. IO. Dispositif d'absorptipn de filtrage et d'évacuation & l'air libre ou de recyclage après désodorisation d'air chargé de fumées et vapeurs, issues d'un plan de travail, tel que cuisinière, sole de four, surface:libre de cuves de traitements chimiques.Ce dispositif comprend une hotte placée à distance convenable au-dessus du plan de travail en forme de boite prismatique renversée sans couvercle, à fond rectangulaire,de contour semblable à ceIi-du plan de travail, munie d'un filtre plan et d'un ventilateur aspirant à travers l'un des côtés de son rebord, caractérisée en ce que le fond de la hotte est plan et horizontal, en ce que la hauteur du rebord de la hotte est faible par rapport à la largeur du fond, comprise entre l/3-et 1/5 de cette largeur, en ce que le filtre qui s'appuie sur la face interne du rebord de la hotte, est maintenu horizontalement à faible distance de ce fond, par des pattes de fixation, en ce que l'orifice d'aspiration est constitué par une fente s'étendant pratiquement sur toute la longueur du côté du rebord dans lequel elle est pratiquée, de préférence l'un des petits côtés, encore en ce que le carter contenant le ventilateur qui constitue la boite d'aspiration est fixé d'une façon étanche sur la partie pleine du rebord. Un tel agencement permet l'aspiration et le piégeage de l'air chargé de vapeurs et de fumées, dans un tourbillon formé le long du bord inférieur libre du rebord de la hotte, qui s'appuie contre la face interne de ce rebord, enfin l'écoulement de cet air en couche mince à bonne vitesse contre la paroi inférieure de ce filtre, que cet air traverse pour s'engoufrer dans la fente d'aspiration