Brevet FR2446121A1 — publié le 19800808

La présente invention concerne un élément filtrant pour filtre à air. Certains filtres à air connus jusqu'à ce jour, notamment ceux montés sur les moteurs de véhicules automobiles, utilisent, comme élément filtrant, une couche de mousse de polyuréthane à cellules ouvertes. Pour permettre à la couche de mousse de polyuréthane de résister à l'écrasement dû à la perte de charge en fonctionnement et pour la maintenir en position, on loge généralement cette couche de mousse entre des cages perforées, dans le cas d'une réalisation d'une cartouche filtrante cylindrique. Les filtres à air de ce type présentent l'inconvénient de ne présenter, dans un volume donné, qu'une surface filtrante relativement faible. Par ailleurs il est nécessaire de prévoir pour chaque type de filtre des éléments filtrants spécialement adaptés à la forme d'exécution particulière du filtre considéré. La présente invention vise essentiellement à remédier à ces inconvénients en procurant##t#ment filtrant de conception particulièrement simple, permettant d'obtenir une très grande surface filtrante dans un faible volume et pouvant etre adapté très aisément à des filtres de volumes différents. A cet effet, cet élément filtrant pour filtre à air est caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs plaques filtrantes juxtaposées en matière alvéolaire souple perméable à l'air, notamment en mousse de polyuréthane, chaque plaque filtrante présentant, le long de deux côtés opposés, deux nervures respectives formant entretoisesd'espacement entre les plaques filtrantes voisines, certaines de ces nervures étant percées d'orifices de passage de l'air de manière à délimiter entre les plaques filtrantes juxtaposées une alternance de chambres d'entrée d'air ouvertes d'un premier côté ou côté d'entrée et fermées du second caté ou cùté de sortie de l'élément filtrant, et de chambres de sortie de l'air fermées du premier côté d'entrée et ouvertes du second côté de sortie. Suivant une caractéristique complémentaire de l'invention les nervures formant entretoises et parois pour la délimitation des chambres d'entrée et de sortie de l'air sont réalisées en une matière thermoplastique surmoulée sur la couche de matière alvéolaire constituant chaque plaque filtrante. L'élément filtrant suivant l'invention offre l'avantage de permettre d'obtenir, dans un faible volume, une grande surface filtrante qui est égale au total des surfaces filtrantes élémentaires que constituent les diverses plaques filtrantes juxtaposées. Par ailleurs, à partir d'une plaque filtrante standard il est possible, en juxtaposant un nombre variable de ces plaques filtrantes, de réaliser des éléments filtrants de dimensions différentes. L'élement filtrant suivant l'invention offre également l'avantage de pouvoir être aisément démonté en chacun de ses éléments constitutifs, c'est-à-dire qu'il peut être aisément séparé en ses diverses plaques filtrantes. Ces dernières peuvent etre alors aisément nettoyées à plat. L'élément filtrant suivant l'invention assure une étanchéité parfaite du fait qu'à ses extrémités la matière alvéolaire à cellules ouvertes qui constitue chaque plaque filtrante se trouve écrasée entre deux nervures de renforcement voisines. On décrira ci-après, à titres d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue en coupe axiale partielle d'un ment filtrant cylindrique constitué par la juxtaposition de plaques filtrantes annulaires superposées. La figure 2 est une vue développée partielle du côté entrée ou sortie de l'élément filtrant suivant la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe axiale schématique d'un filtre à air utilisant un élément filtrant cylindrique tel que représenté sur les figures 1 et 2. La figure 4 est une vue en coupe transversale partielle d1un élément filtrant cylindrique constitué par la juxtaposition de plaques filtrantes rectangulaires disposées radialement. La figure 5 est une vue en perspective partielle d'une plaque filtrante rectangulaire pourvue de deux nervures pleines s'étendant le long de deux côtés opposés. La figure 6 est une vue en perspective partielle d'une plaque filtrante rectangulaire pourvue de deux nervures percées d'orifices de passage de l'air et s'étendant le long de deux côtés opposés. La figure 7 est une vue en perspective partielle d'un panneau filtrant parallélépipèdique obtenu par la juxtaposition des plaques filtrantes représentées sur les figures 5 et 6. L'élément filtrant suivant l'invention représenté sur les figures 1 et 2 a la forme générale d'une cartouche cylindrique et il est constitué par une pluralité de plaques filtrantes 1 de formes annulaires coaxiales et superposées. Chaque plaque filtrante 1 en forme d'anneau est constituée par une couche de mousse à cellules ouvertes, telle qu'une mousse de polyuréthane. Le long de côtés ou bords externes et internes opposés des plaques filtrantes 1 sont formées, par surmoulage, des nervures annulaires 2, 3 4, 5. Ces nervures sont réalisées en matière thermoplastique surmoulée, telle que "nylon", polypropylène etc... Ces diverses nervures 2-5 forment des entretoises d'espacement entre les plaques filtrantes voisines 1, de manière à délimiter entre ces plaques filtrantes une alternance de chambres annulaires d'entrée de l'air à filtrer 6 et de sortie de l'air filtré 7. Chaque chambre d'entrée d'air 6 est délimitée du côté extérieur par une nervure annulaire 3 qui est percée d'orifice#s d'entrée d'air 8. Du côté intérieur cette chambre d'entrée d'air 6 est fermée complètement par une nervure annulaire pleine 5. Chaque chambre de sortie d'air filtré 7 est délimitée,du côté extérieur, par une nervure annulaire pleine 2 et, du côté intérieur, par une nervure 4 qui est percée d'orifices 9 de sortie de l'air filtré. On voit donc que du côté extérieur est formée une surface cylindrique dans laquelle se trouvent répartis à divers niveaux les orifices d'entrée d'air à filtrer 8 et de la même façon du côté intérieur les nervures 4 et 5 superposées délimitent une surface cylindrique interne dans laquelle sont ménagés les orifices de sortie d'air filtré 9. Le trajet suivant par l'air à travers ltélement filtrant est indiqué par les flèches sur la figure 1. On voit ainsi que l'air qui pénètre dans une chambre d'entrée d'air 6 à travers les orifices 8 passe ensuite dans les chambres de sortie d'air 7 en traversant les deux plaques filtrantes en mousse 1 qui délimitent la chambre d'entrée 6. On conçoit donc,d'apres ce qui précède, que l'élément filtrant formé par l'empilage des plaques filtrantes 1 en mousse présente une très grande surface de filtration dans un volume relativement réduit. Les nervures 2-5 sont, comme on l'a vu précédemment, réalisées par surmoulage le long des bords internes et externes des plaques filtrantes 1. On peut réaliser ces plaques de différentes façons. Par exemple une première catégorie de plaques filtrantes 1 peut porter, le long de son bord externe, une nervure annulaire pleine 2 et,le long de son bord interne,une nervure annulaire 4 percée d'orifices9. Une autre catégorie de plaques filtrantes 1 peut porter, le long de son bord externe, une nervure annulaire 3 percée d'orifices 8 et, le long de son bord interne, une nervure annulaire pleine 5. Dans ces deux cas les deux nervures annulaires portées par une même plaque filtrante 1 sont situées sur la même face frontale de cette plaque. Suivant une variante une plaque frontale 1 peut porter une nervure annulaire externe 3 percée d'orifices d'entrée 8 sur l'une de ses faces frontales et une nervure annulaire interne 4 percée d'orifices 9 sur sa face frontale opposée. Une autre plaque filtrante 1 portera de la même façon, sur une de ses faces frontales, une nervure annulaire externe pleine 2 et, sur son autre face frontale, une nervure annulaire interne pleine 5. De préférence les nervures internes 4 et 5 sont conformées de manière à pouvoir s'emboîter les unes dans les autres, de manière à obtenir un empilage cylindrique régulier au centre de l'é#mentfikrant obtenu. La figure 3 illustre schématiquement la-réalisation d'un filtre å air utilisant un élément filtant cylindrique tel que représenté sur les figures 1 et 2. L'empilage des plaques filtrantes annulaires 1 superposées, pourvues de leurs nervures formant entretoises, est serré entre un flasque discorde inférieur 11 et un flasque annulaire supérieur 12 au moyen d'une tige filetée axiale 13 pourvue d'un écrou 14.Lors du serrage les parties marginales externes et internes des plaques filtrantes annulaires 1 sont serrées entre les diverses nervures, ce qui entratne une compression de la couche de mousse à cet endroit et une bonne étanchéité. La figure 4 représente une variante d'exécution dans laquelle une cartouche filtrante cylindrique est réalisée par la juxtaposition de plaques filtrantes 15 disposées radialement. Dans ce cas les plaques filtrantes rectangulaires 15 sont pourvues de nervures formant entretoises d'espacement le long de leurs quatre côtés, de manière à délimiter les chambres d'entrée d'air à filtrer 6 et de sortie d'air filtré 7. Les plaques filtrantes 15 présentent, sur la surface cylindrique externe, une alternance de nervures pleines 16 et de nervures 17 percées d'orifices 18 de passage de l'air à filtrer. De même la surface cylindrique interne ainsi formée présente une alternance de nervures pleines 20 et de nervures i9 percées d'orifices 21 de passage d'air filtré.Là encore les parties marginales des plaques filtrantes 15 sont plus ou moins écrasées entre les diverses nervures, ce qui assure l'étanchéité. Dans cette forme d'exécution de llinvention, ltélément fil- trant cylindrique peut être réalisé à partir d'une seule et même plaque filtrante 15 portant sur la mème face frontale d'un côté une nervure pleine 16 ou 20 et de l'autre côté une nervure 17 ou 19 percée d'orifices de passage 18 ou 21. L'élément filtrant représenté sur la figure 7 est réalisé à partir de plaques filtrantes telles qu'illustrées sur les figures 5 et 6. Dans ce cas l'élément filtrant a la forme d'un panneau parallélépipèdique. Il est constitué par la juxtaposition de plaques filtrantes rectangulaires 22 en mousse de polyuréthane par exemple, lesquelles sont disposées à proximité les unes des autres et s'étendent parallèlement. Comme dans les formes d'exécution précédentes les plaques filtrantes 22 présentent, le long de deux côtés opposés, des nervures 24,25,26,27 qui forment entretoises d'espacement pour délimiter entre les plaques filtrantes des chambres d'entrée d'air 6 et de sortie d'air 7. Chaque chambre d'entrée d'air 6 est délimitée, du côté entrée, par une nervure 25 percée d'orifices d'entrée 28 et, du côté sortie par une nervure pleine 26 fermant totalement la chambre de ce côté.Inversement chaque chambre de sortie d'air 7 est délimitée, du côté entrée, par une nervure pleine 24, fermant totalement la chambre de ce côté, et du côté sortie par une nervure 27 dans laquelle sont ménagés des orifices 29 pour le passage de l'air filtré. Là encore l'air à filtrer pénètre en parallèle dans les diverses chambres d'entrée 6 en passant à travers les orifices 28 des nervures 25, puis il traverse les plaques filtrantes 22 pour pénétrer dans les chambres de sortie 7 d'où il sort ens'écoulant à travers les orifices 29 des nervures 27. Sur la figure 5 est représentée une plaque filtrante 22 pourvue de deux nervures pleines 24 et 26 s'étendant le long des deux grands côtés opposés de la plaque mais sur les deux faces frontales opposées de celle-ci. Sur la figure 6 est représentée une plaque filtrante 22 qui porte, sur ses deux faces frontales opposées et le long des deux grands côtés, les nervures 25 et 27 dans lesquelles sont respectivement ménages les orifices 28 et 29 pour le passage de l'air. Naturellement le panneau filtrant paraîlélépipèdique de la figure 7 pourrait être rëalisé à partir d'un seul type de plaque filtrante 22 portant sur une même face frontale d'un côté une nervure pleine telle que 24 et de > -l'autre côté une nervure telle que 25 ou 27 pourvue d'orifices 28 ou 29. D'autres nervures 31 sont également surmoulées sur les plaques filtrantes 22 le long des petits côtés de ces plaques pour assurer la fermeture totale des chambres d'entée et de sortie d'air 6, 7 Dans les diverses formes d'exécution de l'invention, les plaques filtrantes peuvent être pourvues, sur l'une et/ou l'autre de leurs faces , de nervures additionnelles de renforcement, en matière plastique surmoulée, s'étendant entre les nervures prévues le long des côtés opposés de ces plaques filtrantes. Ces nervures s'étendent radialement dans le cas des plaques filtrantes annulaires I des figures 1 à 3. REVENDICATIONS 10 - Elément filtrant pour filtre à air caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs plaques filtrantes juxtaposées (1) en matière alvéolaire souple perméable à l'air, notamment en mousse de polyuréthane, chaque plaque filtrante (1) présentant, le long de deux côtés opposés,deux nervures respectives (2-5) formant entretoises d'espacement entre les plaques filtrantes voisines, certaines de ces nervures (3,4) étant percées d'orifices (8,9) de passage de l'air de manière à délimiter entre les plaques filtrantes juxtaposées une alternance de chambres d'entrée d'air (6) ouvertes d'un premier côté ou côté d'entrée et fermées du second côté ou côté de sortie du corps filtrant, et de chambres de sortie de l'air (7) fermées du premier côté d'entrée et ouvertes du second côté de sortie. 20-Elément filtrant suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les nervures formant entretoises et parois pour la délimitation des chambres d'entrée (6) et de sortie (7) de l'air sont réalisées en une matière thermoplastique surmoulée sur la couche de matière alvéolaire constituant chaque plaque filtrante. 30 - Element filmant suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 earactérisé en ce que les plaques filtrantes (l) ont une forme annulaire et portent des nervures annulaires (2-6) le long de leurs bords externes et internes, ces plaques étant superposées coaxialement les unes par rapport aux autres pour former une cartouche filtrante cylindrique. 40 - Elément filtrant suivant la revendication 3 caractérisé en ce qu'une plaque filtrante (1) dlun premier type porte, sur une de ses faces frontales, une nervure annulaire pleine externe (2) et, sur son autre face frontale, une nervure annulaire pleine interne (5), tandis qu'une plaque filtrante (1) dlwn autre type porte, sur une face frontale, une nervure annulaire externe (3) percée d'orifices(8) pour le passage de l'air à filtrer et,sur son autre face frontale, une nervure annulaire interne (4) percée d'orifices (9) pour le passage de l'air filtré. 50 - Elément filtrant suivant la revendication 3 caractérisé en ce qu'une plaque filtrante annulaire (1) d'un premier type porte, sur la meme face frontale, d'une part une nervure annulaire externe pleine (2) et d'autre part une nervure annulaire interne (4) percée d'orifices (9) pour le passage de l'air filtré, tandis qu'une plaque filtrante d'un second type porte, sur la même face frontale, d'une part une nervure annulaire externe(3) percée d'orifices(8) pour le passage de l'air à filtrer et d'autre part une nervure annulaire interne pleine (5). 6 -Elément filtrant suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les plaques filtrantes (15) ont une forme rectangulaire et sont disposées radialement autour d'un axe commun pour former une cartouche filtrante cylindrique. 70 - Element filtrant suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les plaques filtrantes (22) ont une forme rectangulaire et sont disposés parallèlement les unes aux autres de manière à former un élément filtrant parallèlépipédîque. 8 - Elément filtrant suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7 caractérisé en ce qu'une plaque filtrante (15, 22) d'un premier type porte, sur ses deux faces frontales opposées, des nervures pleines (16, 20) ; (24,26) s'étendant le long de deux côtés opposés de la plaque et une plaque filtrante (22) d'un deuxième type porte, sur ses deux faces frontales opposées, des nervures (17,19); (25,27) percées d'orifices (18,28) pour le passage de l'air et s'étendant le long de deux côtés opposés de la plaque. 90 - Elément filtrant suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7 caractérisé en ce que chaque plaque filtrante (15,22) porte, sur une même face frontale, d'une part une nervure pleine s'étendant le long d'un premier côté de la plaque et d'autre part une nervure percée d'orifices de passage de l'air s'étendant le long du côté de la plaque opposé au précédent. 100 - Elément filtrant suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, les plaques filtrantes C 1, 15, 22) sont pourvues, sur l'une et/ou l'autre de leurs faces, de nervures de renforcement, en matière plastique surmoulée, s'étendant entre les nervures prévues le long des côtés opposés de ces plaques.