Brevet FR2567628A1 — publié le 19860117

La présente invention concerne les systèmes de ventilation et de conditionnement de l'air, et a notamment pour objet une installation pour l'épuration de l'air et l'admission de l'air épuré dans un local. L'invention peut être appliquée avec une efficactié maximale aux installations d'épuration bactériologique de l'air et d'admission de l'air débarrassé des bactéries à des utilisateurs d'air abactérien à des fins médicales. On connaît une installation pour épuration de l'air et l'admission de l'air épuré dans des locaux de traitement médical (cf, l'ouvrage "Le conditionnement de l'air dans les hôpitaux", par Parois E.E. Moscou, TsINIS Gosstroya SSSR, 1975, figures 12, 22), comprenant un ventilateur avec des conduits d'air d'aspiration et de refoulement, et un filtre pour l'épuration bactériologique de l'air. Pour les locaux de traitement médical, une prescription extrêmement importante est le confort acoustique. Pour assurer le confort acoustique, l'installation connue est équipée de silencieux qui sont montés sur lesdits conduits d'air, et le ventilateur est installé à une distance notable du local desservi. Les prescriptions sévères auxquelles doit satisfaire le confort acoustique dans les locaux de traitement médi- cal expliquent les grandes dimensions des silencieux. C'est pourquoi l'installation connue a de grands indices d'encombrement et de masse Il est à noter que le bruit est principalement engendré par le ventilateur et est propagé par les écoulements d'air d'aspiration et de refoulement, ainsi que dans l'espace entourant le ventilateur. Le bruit desdits écoulements d'air est appelé d'ordinaire "bruit aérodynamique". On connaît aussi une installation pour l'épuration de l'air et l'admission de l'air épuré, fournie par la firme Atlas Copko AB et commercialisée sous le nom "Air supersilencieuxff (cf. l'ouvrage "La lutte contre le bruit des installations de compression", par L.F. Lagunov, Moscou, VNIIOT, VTsSPS, 1977),qui,pour plus de simplicité sera appelée plus loin "installation connue". L'installation connue comprend une carcasse insonorisée comportant des orifices pour l'entrée de l'air polluee et la sortie de l'air épuré, des parois insonorisées creuses et une soufflante montée dans la carcasse. Des canaux formés dans lesdites parois font office de conduit d'air d'aspiration. La carcasse insonorisée sert aussi à atténuer le bruit engendré par la soufflante. Pour obtenir le confort acoustique nécessaire, il est prévu, dans l'installation connue indiquée, des silencieux supplémentaires montés en série avec le conduit d'air d'aspiration. Une telle réalisation de l'installation connue permet d'obtenir des indices d'encombrement acceptables. Toutefois, elle est de conception complexe. On connait aussi une telle installation pour l'épura- tion de l'air et l'admission de l'air épuré (certificat d'auteur URSS no. 939 310), comprenant une carcasse inso norisée avec des orifices pour l'entrée de l'air pollué et la sortie de l'air épuré. L'insonorisation de la carcasse est obtenue en fixant sur les parois un matériau insonorisant connu. Dans ladite carcasse est montée une cloison insonorisée, --qui partage la carcasse en une chambre supérieure et une chambre inférieure. Dans la chambre inférieure est monté un ventilateur, et dans la chambre supérieure, un filtre pour l'épuration de l'air. Dans ladite installation connue, les conduits d'air d'aspiration et de refoulement sont formés dans les parois creuses insonorisées de la carcasse. La cavité entre lesdites parois est partagée par une membrane en deux conduits d'air isolés. L'un de ces conduits d'air, le conduit d'aspiration, est mis en communication, d'un côté, avec l'ori- fice d'entrée de l'air pollué, et de l'autre côté, avec la chambre inférieure. L'autre conduit d'air, ou conduit de refoulement, est mis en communication avec la tubulure de refoulement du ventilateur et avec la chambre supérieure de la carcasse. L'entrée du filtre fin disposé dans la chambre supérieure est, à son tour, mise en communication avec ladite chambre, et sa sortie, avec l'orifice de sortie de l'air épuré. De la sorte, grâce aux particularités de construction décrites ci-dessus, l'installation connue a deux voies pour la circulation de l'air 1) une voie d'aspiration comprenant l'orifice d'entrée de l'air épuré, le conduit d'aspiration situé dans la paroi creuse insonorisée de la carcasse, la chambre inférieure de la carcasse, la tubulure d'aspiration du ventilateur ). 2) une voie de refoulement comprenant la tubulure de refoulement du ventilateur, le conduit de refoulement situé dans la paroi creuse insonorisée de la carcase la chambre supérieure, le filtre, l'orifice de sortie de l'air épuré. L'absence de conduits d'air spéciaux dans l'installation décrite permet de réduire notablement son encom brement. Etant donné que les conduits d'air d'aspiration et de refoulement sont formés dans le matériau insonorisant qui recouvre les parois de la carcasse, ces conduits font office de silencieux vis-àuvis du bruit aérodynamique de l'écoulement d'air aspiré et refoulé par le ventilateur. Le fonctionnement de ces silencieux, qualifiés d'ordinaire de "dissipatifs"-, consiste dans l'absorption de l'énergie des vibrations soniques de l'écoulement d'air par les parois du conduit d'air. L'efficacité de l'atte- nuation du bruit est déterminée, toutes autres conditions égales par ailleurs, par la longueur du conduit d'air. Dans l'installation connue décrite, la chambre supérieure et la chambre inférieure, de même que les parois de la carcasse, sont revêtues de matériau insonorisant. Ces chambres sont intercalées dans la voie de circulation de l'air et font office de second étage des silencieux. Les silencieux de ce type sont dits d'ordinaire "réactifs". Leur fonctionnement est fondé sur l'absorption de l'énergie des vibrations soniques de I'écoulement d'air dans une chambre de volume suffisamment grand, résultant de la forte baisse de la vitesse de l'écoulement d'air arrivant dans cette chambre par un conduit d'air. Outre la diminution du bruit aérodynamique de l1écou- lement d'air, la carcasse insonorisée assure, dans l'installation connue, l'atténuation du bruit engendré par la marche du ventilateur. Il en résulte que l'installation qui vient d'être décrite assure dans ledit local un confort acoustique suffisamment élevé, l'encombrement et la masse de l'installation restant acceptables. Toutefois, pour que les conduits d'air d'aspiration et de refoulement aient une longueur suffisante, assurant une atténuation efficace du bruit, il s'avère nécessaire, dans l'installation connue, de réaliser toutes les parois de la carcasse creuses, c'est-à-dire d'épaisseur accrue. Une telle conception de la carcasse limite donc la réduction des cotes d'encombrement de l'installation connue. De plus, le fait que toutes les parois de la carcasse de ladite installation soient creuses détermine la grande longueur de la membrane séparant les conduits d'air de refoulement et d'aspiration, même dans une installation de masse et d'encombrement réduits. D'autre part, les conditions de service de ladite installation connue exigent une étanchéification soignée de la membrane séparant les parois creuses insonorisées. La grande étendue de la membrane, disposée suivant le périmètre de la chambre supérieure et de la chambre inférieure, complique son assemblage et fait apparaître un risque de fuites notables du conduit de refoulement au conduit d'aspiration. Ces particularités compliquent la construction de l'installation. En outre, la partie creuse inférieure de la carcasse de l'installation connue a une rigidité insuffisante, ce qui altere les caractéristiques vibroacoustiques de l'installation. On s'est donc proposé de créer une installation pour l'épuration de l'air et l'admission de l'air épuré dans un local, dans laquelle les conduits d'air de refoulement et d'aspiration seraient réalisés de façon à assurer un grand confort acoustique tout en simplifiant notablement la conception et en diminuant l'encombrement de l'instal- lation. La solution consiste en une installation pour l'épuration de l'air et l'admission de l'air épuré dans un local, du type comprenant une carcasse insonorisée avec des orifices pour l'entrée de l'air pollué et la sortie de l'air épuré, une cloison insonorisée montée dans cette carcasse de façon à la partager en une chambre superieure et une chambre inférieure, un ventilateur monté dans l'une de ces chambres, ce ventilateur étant mis en communication, d'un côté, avec l'orifice dsentrée de l'air pollué par un conduit d'aspiration formé dans la paroi de la carcasse insonorisée, qui est réalisée creuse au moins en partie, et, de l'autre côté, avec un conduit de refoulement, et un filtre monté dans la seconde chambre, son entrée étant raccordée au conduit de refoulement, et sa sortie, à l'orifice de sortie de l'air épuré, installation dans laquelle, d'après l'invention, il est prévu dans la carcasse insonorisée une seconde cloison insonorisée, montée sensiblement parallelement à la premiere cloison insonorisée, à une certaine distance de celle-ci, de façon à former entre elles un canal faisant office de conduit de refoulement, ainsi que des éléments fixés aux parois des conduits d'aspiration et de refoulement, de façon à y former des chicanes pour l'écoulement d'air. L'installation pour 11 épuration de l'air et l'admission de l'air épuré dans un local , conforme à l'invention, ayant des conduits d'aspiration et de refoulement réalisés comme décrit ci-dessus, assure des performances suffisamment élevées en confort vibroacoustique, la conception étant simple et l'encombrement et le poids étant réduits comparativement à l'installation connue. L'installation pour l'épuration de l'air et l'admission de l'air épuré dans un local, conforme à l'invention, s'intègre facilement dans les établissements médicaux, grâce à ses performances suffisamment élevées en confort acoustique et à son encombrement relativement faible. L'installation peut être montée aussi bien dans la salle de traitement médical elle-même que dans une avantsalle, sans créer d'inconfort pour les malades ou le personnel médical et sans occuper une trop grande surface. L'installation pour l'épuration de l'air et l'admission de l'air épuré dans un local, conforme à l'invention, se distingue, même en cas d'utilisation de filtres bactériens HEPA, par un encombrement et une masse suffisamment faibles, et elle peut être réalisée en version portable, mobile. Cette dernière version de l'installation conforme à l'invention est d'un emploi pratique pour les salles de traitement médical non spécialisées. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donne uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement une installation conforme a l'invention pour l'épuration de l'air et l'admission de l'air épuré dans un local (coupe verticale) - la figure 2 représente une vue en coupe de la même installation suivant II-II de la figure 1 ; - la figure 3 représente la même installation, section III=III figure 1. L'installation pour l'épuration de l'air et l'admis sion de lair épuré dans un local, conforme à l'invention, comprend une carcasse insonorisée i (figure 1) avec un orifice 2 pour l'entrée de l'air pollue et un orifice 3 pour la sortie de l"air épuré. Dans la carcasse 1 sont montés, dans l'ordre de dé- roulement du processus technologique, les éléments décrits plus bas, et assure la protection du local contre le bruit et les vibrations engendrés par la marche de 11 installation faisant l'objet de l'invention La carcasse 1 comporte une enveloppe 4 sous la forme d'un casson de conception connue appropriée quelconque. Le caisson de la carcasse 1 est revêtu intérieurement, par une méthode connue,d'un matériau insonorisant 5 connu quelconque. Dans l'orifice 2 pour l'entrée de l'air pollué, est monté, d'une manière connue appropriée quelconque, un pré- filtre 6 de conception connue. Dans la carcasse 1 se trouve une cloison horizontale 7 insonorisée des deux côtés, séparant la carcasse 1 en une chambre supérieure 8 et une chambre inférieure 9. L'insonorisation (non désignée) de la cloison 7 est réalisée de la même manière que celle de la carcasse insonorisée 1 décrite plus haut. Dans la chambre inférieure 9 est monté un ventilateur 10 de conception connue appropriée quelconque. Le ventilateur 10 aspire l'air pollué à travers l'orifice 2, le refoule à travers les éléments qui seront décrits plus loin, et introduit d'air épuré dans le local desservi à travers l'orifice 3. Dans la chambre inférieure 9 il y a un conduit d'aspiration 11, constitué par la paroi inférieure 12 de la carcasse 1, qui est réalisée creuse. Au point de vue construction, pour former ia cavité du conduit d'aspiration, il est prévu dans la carcasse 1 une paroi intérieure insonorisée inférieure 13, disposée sensiblement parallèlement à ladite paroi 12, à une certaine distance de celleci. Le ventilateur 10 est monté directement sur la paroi intérieure inférieure 13, à l'aide d'un support antivibratoire 14 de conception connue quelconque. Le conduit d'aspiration 11 est raccordé par un canal 15 à l'orifice 2 d'entrée de l'air pollué. Le canal 15 est insonorisé de la même manière que les autres éléments insonorisés de la carcasse 1 décrits auparavant. Le conduit d'aspiration 11 est mis en communication avec la chambre inférieure 9 par une ouverture 16 réalisée dans la paroi 13. Le conduit de refoulement 17 est adjacent à la partie supérieure de la chambre inférieure 9. La fonction du conduit de refoulement 17 est de transmettre l'air débité par le ventilateur à l'épuration finale, assurée par le filtre 18. La conception du conduit 17 sera décrite plus bas. Dans la chambre supérieure 8 est monté un filtre 18 d'épuration definitiveode conception connue appropriéé quelconque. Si l'air épure est utilisé à des fins médicales, le filtre employé est de préférence un filtre bactérien de conception connue du type HEPA. L'entrée 19 du filtre 18 est mise en communication avec le conduit 17 de refoulement, cette comunication étant réalisée par l'intermédiaire de la chambre supérieure 8. La sortie 20 du filtre 18 est raccordée à l'orifice 3 pour la sortie de l'air épuré de la carcasse 1 Le raccord de réduction 21, servant à raccorder la sortie 20 du fil- tre 18 à l'orifice 3, peut être d'une conception connue appropriée quelconque, compatible avec le type de filtre 18 employé. Dans l'installation considérée la réduction 21 est un convergent qui comporte, à sa jonction avec la sortie 20 du filtre 18, un dispositif d'étanchéité 22 de conception connue. Le filtre 18 est monté dans la chambre 8 à l'aide d'un element de fixation 23 de conception connue appropriée quelconque. La traversée du raccord de réduction 21 dans la paroi de la carcasse 1 est rendue étanche par un moyen connu en soi, notamment par soudage (non représenté). La paroi 8a-de la chambre 8 est réalisée amovible par rapport à la carcasse 1, afin de rendre commode le mon targe du filtre 18; ceci ne sera pas décrit ici en détail afin de ne pas obscurcir la description de l'invention. En vue de diminuer l'encombrement de l'installation faisant l'objet de l'invention, les parois de la carcasse 1 ne sont réalisées creuses que partiellement.. La paroi creuse inférieure 12 constitue avec son insonorisation, comme décrit plus haut, le conduit d'aspiration 11. Pour former le canal (non représenté) faisant office de conduit de refoulement 17, il est prévu dans la carcasse 1, outre la cloison insonorisée 7, une seconde cloison 24, insonorisée des deux côtés par un procédé connu et disposée sensiblement parallèlement à ladite cloison 7, à une certaine distance de celle-ci. La distance entre les cloisons 7 et 24, de même que la distance entre les parois 12 et 13, sont choisies en fonction de la vitesse d'écoulement de l'air, admissible dans le conduit d'air 17 suivant les prescriptions acoustiques. Le conduit 17 d'air de refoulement est mis en communication avec la chambre 8 par l'ouverture 25, et avec l'ouverture de refoulement (non représentée) du ventilateur 10,par la tubulure 26. La tubulure 26 employée est une tubulure de conception connue en matériau antivibratoire, rendant impossible la transmission des vibrations du ventilateur 10 à la carcasse, A l'endroit de jonction de la tubulure 26 au conduit de refoulement 17, est prcvuPdans une cloison 24 une ouverture 26a Les conduits d'air 11 et 17 sont, comme indiqué plus haut, revêtus d'un matériau insonorisant 5, aussi constituent-ils vis-à-vis de l'air en circulation des silencieux du type dissipatif. L'efficacité de tels silencieux dépend de leur longueur.Pour obtenir la longueur voulue, sont prévus des éléments 27 qui sont rigidement fixés aux parois 12 et 13 du conduit d'aspiration 11 et aux cloisons 7 et 24 constituant les parois du conduit de refoulement 17. Les éléments 27 sont des chicanes plates, revêtues d'un matériau insonorisant 5 par un procédé connu et disposées dans lesdits conduits 11, 17 de façon à rendre sinueux le parcours de l'écoulement d'air - dans le conduit de refoulement, entre L'ouverture 26a (figure 2) et l'ouverture 25 - dans le conduit d'aspiration, entre le canal 15 figure 3) et l'ouverture 16. Les distances entre deux éléments successifs 27 et entre les éléments extrêmes 27 et la paroi correspondante la plus proche de la carcasse 1 dans le conduit d'air Il sont adoptées à peu pres égales et déterminées d'après la vitesse de l'écoulement d'air admissible suivant les prescriptions acoustiques. Les éléments 27 sont disposés d'une manière analogue dans le conduit d'air 17. Les éléments 27 peuvent être disposes en zigzag, ce qui nuest pas représente La liaison rigide des éléments 27 aux parois 12 et 13 du conduit d'aspiration 11 et aux parois 7 et 24 du con duit dUair 17 confère une grande rigidité à la carcasse 1 et, en particulier, à son fond (non désigné ), et assure l'amortissement des vibrations du ventilateur 10. L'installation pour l'épuration de l'air et lDadmis- sion de luair épuré dans un local1 conforme à l'invention, fonctionne de la façon suivante L'air pollué est aspiré par le ventilateur 10 à travers le préfiltre 6. Après avoir traversé le préfiltre 6, l'air débarrassé des grosses particules qui le polluaient, parcourt successivement le canal 15 et le passage sinueux forme par les éléments 27 dans le conduit d'aspiration 11, puis entre dans la chambre inférieure 9 à travers lDouver- ture 16.L air arrivé dans la chambre 9 y est aspiré par le ventilateur 10 et va au traitement ultérieur en pas sant par la tubulure 26. De la sorte, le bruit aérodynamique de l'air aspiré est atténué en deux étapes, à savoir, successivement dans le sens de circulation de l'air : d'abord dans le silencieux dissipatif, c'est-à-dire dans le conduit d'aspiration 11 doté de chicanes, puis dans le silencieux réactif, c'est-à-dire dans la chambre 9. Le bruit engendré par le ventilateur 10 dans l'espace qui l'environne est atténué par la carcasse inso norisée 1, plus précisément par sa chambre inférieure 9, dans laquelle est monté le ventilateur 10 L'air refoulé par le ventilateur 10 et canalisé par la tubulure 26 traverse l'ouverture 26a et entre dans le conduit de refoulement 17. Après avoir parcouru le passage sinueux dans le conduit de refouleient 17, l'air traverse l'ouverture 25 et arrive dans la chambre supérieure 8. Ensuite, l'air refoulé sortant de la chambre 8 entre dans le filtre 18 à travers son entrée 19. L'air épuré sortant du filtre 18 est transmis par le convergent 21 à l'orifice de sortie 3 de l'installation et va au local desservi, par exemple une chambre de traitement médical. L'atténuation du bruit aérodynamique de l'écou- lement d'air refoulé, de même que l'atténuation du bruit aérodynamique de l'écoulement d'air aspiré, s'effectuent en deux étapes,- à savoir : d'abord dans le silencieux dissipatif, c'est-à-dire dans le conduit 17 de refoulement doté de chicanes, puis dans le silencieux réactif, c'està-dire dans la chambre 3. La rigidité accrue de l'étage inférieur 12 de la carcasse 1, en combinaison avec le support antivibratoire, de conception connue en soi, assure une vibration minimale de l'installation conforme à l'invention. Une installation conforme à l'invention a été construite pour fournir un débit d'air prédéterminé (50 m3/h et 300 m3/h) et a subi les essais avec succès. L'installation a permis de réduire le bruit du niveau initial de 75 décibels (pour le ventilateur) jusqu'à 30-35 décibels, pour une vibration relativement faible. il est ainsi devenu possible d'employer l'installation conforme à l'invention pour épurer l'air et admettre l'air épuré dans un local dans des conditions cliniques, c'està-dire pour l'admission d'air exempt de bactéries aux sal- les de traitement de brûlures et de blessures des membres. La disposition de ladite installation pour l'épuration de l'air et l'admission de l'air épuré dans un local, tant à l'intérieur de la salle de traitment que dans une avantsalle, ne crée aucun inconfort. REVENDICATION Installation pour l'épuration d'air et l'adminission de l'air épuré dans un local, du type comprenant une carcasse insonorisée (1) pourvue d'orifices (2,3) pour l'entrée de l'air pollué et la sortie de l'air épuré, une cloison insonorisée (7) montée dans cette carcasse de façon à la partager en une chambre supérieure (8) et une chambre inférieure (9), un ventilateur (10) monté dans l'une (9) de ces chambres et communiquant, d'une parttavec l'orifice (2) d'entrée de l'air pollué par l'intermédiaire d'un conduit d'aspiration (11) formé dans une paroi (12) de la carcasse insonorisée (1), cette paroi étant creuse au moines en partie, et d'autre part, avec un conduit de refoulement (17), et un filtre (8) monté dans la seconde chambre (8) et dont l'entrée (19) est raccordée au conduit de refoulement (17), et sa sortie (20), à l'orifice (3) de sortie de l'air épuré, caractérisée en ce qu'il est prévu dans la carcasse insonorisée (1) une seconde cloison insonorisée (24), montée sensiblement parallèlement à la première cloison insonorisée (7), à une certaine distance de celle-ci, de façon à former entre elles un canal constituant le conduit de refoulement (17), ainsi que des éléments (27) fixés aux parois (12,13,7,24) des conduits (11,17) d'aspiration et de refoulement, de façon à y former des chicanes pour l'écoulement d'air.