Brevet FR2574298A1 — publié le 19860613

La présente nvention se rapporte à I'effet provoqué par le passage d'écoulement d'air continu à travers une série de conduits de petit diamètre dans lesquels l'énergie est dissipée par effet Joule. Le gradient thermique élevé produit à l'intérieur des conduits susmentionnés présente une valeur moyenne de 2200C et il est de ce fait capable de détruire la membrane protéinique qui enveloppe la plupart des bactéries et des virus qui se trouvent dans l'air. L'effet thermique comme agent stérilisant est utilisé à grande échelle et connu universellement de la même façon que l'effet Joule est connu en tant que source de chaleur. La présente invention introduit, comme approche nouvelle, l'utilisation de conduits à gradient thermique élevé, qui augmentent l'action stérilisante par effet Joule, améliorant ainsi son efficacité en ce qui concerne la destruction des micro-organismes présents dans l'air, sans pro voquer d'altérations notables de la température et de l'air ambiant dans les pièces où ce dispositif est installé. Les principes scientifiques et techniques spécifiés, sur lesquels ce dispositif repose sont du domaine de la thermodynamique, principalement la convexion des gaz à travers des conduits de petits diamètres, axialement chauffés. Cette invention présente une large gamme d'applications, par exemple celle qui nécessite l'élimination à l'intérieur de pièce ou de bâtiments de micro-organismes présents dans l'air et la modification de l'humidité relative dans l'air sans provoquer de modification considérable de la température ambiante. Ce dispositif de stérilisation peut être conçu afin de s'adapter à n'importe quel volume d'air du fait qu'il existe une corrélation très bien définie entre le volume et la puissance du dispositif. De nos jours, plusieurs méthode sont utilisées pour réaliser la stérilisation de l'air dans des endroits où la proliçération des .aicro-organismes est élevée. Les méthodes les plus classiques sont les suivantes - l'utilisation directe de l'effet Joule par simple chauffage. Cette méthode ne présente pas d'amélioration thermodynamique, ce qui se traduit par une faible efficacité en ce qui concerne l'effet de stérilisation. - l'utilisation de lampes incandescentes qui peuvent être considérées comme comprises dans la méthode précédente, puisque l'effet thermique provient des lampes. - l'utilisation de radiations ultraviolettes dans des chambres à écoulement d'air. Les avantages de la présente invention par rapport au procédé mentionné ci-dessus sont les suivants - accroissement de l'efficacité en termes de rapport volume stérilisé/énergie consommée, qui est dû aux conduits à gradient thermique élevé, avec chauffage axial, - simplicité de la méthode de chauffage, puisqu'une efficacité élevée est atteinte en choisissant judicieu sement les paramètres des conduits selon les lois de la thermodynamique. - le dispositif est protégé contre les courtcircuits au moyen d'un fusible approprié et on n'observe pas d'accroissement considérable de la température de l'air ambiant. Selon certaines mesures réalisées sur des prototypes de ce dispositif mis en oeuvre à son poids idéal de fonctionnement, on observe une consommation de 5 watts/heure/m3 en fournissant de l'air présentant une quantité négligeable de micro-organismes. Lorsqu'on compare ces résultats avec ceux obtenus avec des lampes incandescentes, on peut observer pour ces dernières un facteur inférieur de 20 à celui du dispositif de l'invention, c'est-à-di-re que, pour la même quantité initiale de micro-organismes dans l'air, un système stérilisant utilisant des lampes incandescentes nécessite 100 watts/heure/m3 afin d'obtenir une quantité négligeable de micro-organismes dans l'air. En prenant en considération ces résultats expérimentaux, on peut en conclure que le dispositif de stérlisation des conduits à gradient thermique élevé, produit par effet Joule est considérablement efficace si on le compare avec les variantes existantes. L'effet Joule dans ce dispositif peut être produit par le passage dlun courant électrique à travers un élément très résistant, par exemple une résistance en fil de chrome/nickel disposée axialement à- l'intérieur des conduits conçus selon les principes de la thermodynamique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description non limitative suivante d'une forme de réalisation de conduits, en référence au dessin annexé dans lequel Figure 1 représente le schéma électrique du dispositif associé à la présente invention Figures 2, 3 et 4 représentent respectivement les vues en perspective, de dessus et de front du système de conduits selon la présente invention. Figures 5, 6 et 7 sont respectivement des vues arrière, avant et de dessous du carter du dispositif associé à la présente invention. En se reportant plus précisément aux dessins, la figure 1 représente le schéma électrique sur lequel on peut voir le fusible F1 pour la protection du dispositif, une diode électro-luminescente servant a'indicateur de fonctionnement ou d'arrêt, et l'élément de chauffage, fabriqué en un fil résistant en nickel/chrome, dont les caractéristiques essentielles sont choisies en fonction du volume d'air à stériliser. La figure 2 représente la vue de dessus des conduits à gradient thermique élevé, qui sont également congus en fonction du volume d'air à traiter. Le matériau constitutif des conduits est un matériau réfractaire afin d'optimiser le transfert thermique vers l'air qui circule par convection. La figure 3 est une vue de dessus du dispositif de conduits à gradient thermique élevé. On peut y voir que les conduit ont une forme circulaire bien que n'importe quelle forme géométrique desdits conduits puisse convenir en variante. La figure 4 représente une vue frontale du dispositif de conduits mentionnée ci-dessus. La figure 5 représente la vue arrière d'un carter en aluminium dans lequel ce dispositif est logé. Les figures 6 et 7 représentent respectivement les vues avant et arrière du carter spécifié au paragraphe précédent. L'application de l'invention spécifiée ci-dessus concerne directement l'optimisation de dispositifs appropriés à la stérilisation thermique de l'air. La présente invention peut entre utilisée dans des garde-robes, de pièces, des entrepots de marchandises périsables et dans d'autres lieux où l'on doit empêcher l'action des micro-organismes. Ce dispositif est également d'une très grande efficacité contre les moisissures et les mauvaises odeurs que l'on rencontre habituellement dans les garde-robes, les greniers, les caves et analogues. Il est peut être également utilisé dans les hpi- taux et les cliniques où l'activité biologique de niveau élevé dans l'air doit être maintenue à un minimum. REVENDICATIONS 1. Dispositif de stérilisation de l'air au moyen de conduits à gradient thermique élevé, chauffés axialement par un fil résistant en nickel/chrome, présentant des caractéristiques imposées par le volume d'air à stériliser. 2. Dispositif de stérilisation d'air au moyen de conduits à gradient thermique élevé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les conduits sont de préférence cylindriques et chauffés directement ou indirectement au moyen d'une méthode à gradient thermique élevé.