Brevet FR2653353A1 — publié le 19910426

La présente invention concerne un procédé et une installation d'épuration d'air dans des locaux d'ateliers de travail de métaux, notamment d'usinage-décolletage, produisant des brouillards d'huile. On a déjà proposé de prélever un courant d'air pollué au niveau d'un poste de travail générateurs de tels brouillards d'huile, que l'on soumet à une filtration par voie mécanique. Les réalisations qui ont été faites sont loin de donner satisfaction, car elles libèrent encore des taux de poussières et d'aérosol en quantités inadmissibles. La présente invention a pour objet de réaliser une épuration par filtration mécanique présentant une efficacité supérieure à 99,5 % pour un aérosol de brouillard d'huile dlun diamètre médian massique de 1,8 micron. Cet objectif est atteint, selon le procédé de l'invention, en ce que la filtration incorpore la combinaison des opérations successives suivantes a) on admet l'air à épurer dans un espace confiné de volume accru par rapport à la conduite d'admission provoquant une détente de cet air b) on fait subir au courant d'air détendu un passage en chicane au travers d'un filtre à choc c) on fait passer ensuite le courant d'air dans un filtre dévésiculeur à couche filtrante très densifiée d'une épaisseur de l'ordre de 10 à 30 mn, et de préférence de l'ordre de 20 mn, ladite couche étant plissée en accordéon, la vitesse de passage de l'air étant avantageusement comprise entre 80 cm/s et 120 cm/s. d) on fait passer ensuite le courant d'air dans un filtre en papier de fibres de verre ayant une efficacité d'au moins 90 % vis-à-vis d'un aérosol de 0,3 micron e) on soumet le courant d'air traité à un effet de ventilation d'aspiration et refoulement réglable de l'air épuré C'est grâce à la combinaison de l'ensoeble de ces mesures que l'on obtient l'efficacité requise. La détente favorise l'arrêt des grosses gouttes par chute sur le fond du caisson. Le filtre suivant, du type à choc, arrête les gouttelettes d'huile et les copeaux de métal, et ces particules ainsi arrêtées se rassemblent également en fond de caisson. Selon une forme de réalisation, l'air admis dans l'espace confiné subit un changement brutal de direction assurant une meilleure décantation des particules. Le filtre à choc est avantageusement réalisé par deux tôles perforées à pourcentage de vide compris entre 20 % et 40 %. Le filtre dévésiculeur peut être réalisé à base de fibres de polyester. L'efficacité du filtre en papier de fibre de verre est de préférence de l'ordre de 95 % vis-à-vis d'un aérosol de 0,3 micron. Le second filtre du type à couche de fibres de polyester densifiée arrête les vésicules dont les dimensions sont supérieures à quelques microns, tandis que le filtre à haute efficacité en papier de fibre de verre piège 90 %, de préférence 95 %, d'un aérosol de 0,3 micron. La présente invention a également pour objet une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui est caractérisée par un caisson métallique à extension longitudinale comprenant successivement, selon l'axe longitudinal du caisson a) une chambre de détente raccordée par un passage transversal à la conduite d'amenée d'air à traiter et présentant un passage de sortie s'étendant sur toute une face transversale du caisson b) un filtre à chocs constitué de préférence d'au moins deux panneaux de tôle perforée s'étendant sur tout le passage de la chambre de détente, avantageusement un pourcentage de vide de 20 % à 40 %, lesdits panneaux étant disposés de façon que les perforations de l'un et l'autre panneaux soient disposées en chicane c) un filtre dévésiculeur à extension transversale totale dans ledit caisson, comportant une couche filtrante de préférence à base de fibres polyester très densifiée, de l'ordre de 10 à 30 mn d'épaisseur, de préférence de l'ordre de 20 mn d'épaisseur, plissée en accordéon d) un filtre en papier de fibres de verre, sur ladite extension transversale de caisson, présentant une efficacité d'au moins 90 %, avantageusement de l'ordre de 95 % pour un aérosol de 0,3 micron. e) un dispositif de purge en paroi basse de caisson d'évacuation en continu de l'huile f) un dispositif de contrôle de la perte de charge et du débit d'air g) un ventilateur centrifuge h) un registre de refoulement de réglage du débit d'air. De préférence, le registre de refoulement est du type circulaire pour raccordement d'une gaine d'évacuation hors de l'atelier ou du type à lamelles pour refoulement direct dans l'atelier. Selon une forme de réalisation avantageuse, les panneaux de tôle perforée formant le filtre à choc, ainsi que le filtre dévésiculeur, sont montés amovibles dans des glissières, alors que le filtre en papier de fibre de verre est de préférence monté en appui amovible étanche sur un plan de joint périphérique. De préférence, le ventilateur est du type centrifuge sans volute, ce qui réduit 1'encombrement. L'invention est maintenant décrite en référence au dessin annexé qui représente schématiquement la mise en oeuvre de l'installation de filtration, à savoir - la figure 1 est une vue en élévation avec arrachement d'une installa tion selon l'invention - la figure 2 est une vue à échelle réduite en coupe verticale de cette même installation - la figure 3 est une vue également à échelle réduite et en coupe horizontale de cette installation En se référant à la figure 1, cette installation comprend un large caisson 1 de forme parallèlépipédique rectangle, allongée selon l'axe Xxt entre une paroi de fond amont 2 et une paroi de fond aval 3, le caisson 1 étant supporté par des pieds 4. Du côté de la paroi de fond amont 2 est ménagée une chambre de détente et de sédimentation 11. Cette chambre 11 est alimentée en air vicié par une conduite 12 des grosses gouttes aboutissant perpendiculairement au fond 13 du caisson 1. Cette chambre 11 est caiplètement ouverte sur sa face transversale aval, en regard d'un prunier panneau de filtration 14 constitué de deux tôles perforées 15 et 16 montées à décalage de perforations dans des glissières 17 du caisson 1. Un panneau 18 formant filtre dévésiculeur à couche plissée à fibres de polyesther densifiée fait suite : il est également monté dans des glissières 19. L'étage de filtration très fin suivant en papier de verre 20 est formé de papier de fibres de verre offrant une très grande surface de filtration. Il se présente sous forme de panneaux de papier plissé montés de manière étanche dans un cadre 21 avec serrage et verrouillage manuel en 22, par exenple du type décrit dans le demande de brevet NO E.N. 88.02.749 du 4 mars 1988 au nom de la Demanderesse. A la suite du filtre 20 se présente une chambre 23 d'alimentation pour l'aspiration du ventilateur centrifugé 24, auquel fait suite un registre 25 placé dans un conduit de refoulement 26. Un purgeur 29 est prévu en fond 13 du caisson 1. Dans la chambre d'aspiration 23 est ménagé divers instruments de mesure, notamment un dispositif de contrôle de la perte de charge des filtres et du débit 27 et 28, ce qui permettent de constater l'état d'encrassement des filtres et de régler par le registre 24 ou 25 le débit d'air. Ainsi qu'il a été rappelé plus haut, l'installation fonctionne en aspirant au travers de la paroi latérale, c'est-à-dire perpendiculairement à la circulation générale de l'air dans l'appareil, un courant d'air 41 qui se détend dans la chambre 11 et change d'orientation en 42, de façon à provoquer le dépôt des grosses particules sur le fond 43 de la chambre 11. Après quoi, l'air passe selon l'orientation de la flèche 42 dans les différents filtres (14-15) (18-21) avant d'être refoulé vers l'extérieur au travers d'un registre de réglage de débit du type à lamelles 31. Ainsi qu'il est représenté à la figure 1, l'air traité peut être recueilli par une conduite appropriée 26 à fins d'examen. A la figure 3, on voit que l'accès aux différents filtres est assuré par des portes latérales 32 et 33. RECVEDIC=I(NS 1. Procédé d'épuration de l'air dans des locaux d'ateliers de travail de métaux, notamnent d'usinage-décolletage, produisant des brouillards d'huile, du genre où l'on prélève un courant d'air pollué (41) au niveau d'un poste de travail générateur de tels brouillards d'huile, que l'on soumet à une filtration par voie mécanique, caractérisé en ce que ladite filtration incorpore les opérations successives suivantes a) on admet l'air à épurer dans un espace confiné (11) de section d'écoulement accrue par rapport à la conduite d'adnission (12), provoquant une détente de cet air b) on fait subir au courant d'air détendu un passage en chicane au travers d'un filtre à choc (14) (15) c) on fait passer ensuite le courant d'air dans un filtre dévésiculeur (18) à couche filtrante très densifiée d'une épaisseur de l'ordre de 10 à 30 mn, de préférence de l'ordre de 20 mn, ladite couche étant plissée en accordéon, la vitesse de passage étant avantageusement comprise entre 80 cm/s et 120 cm/s. d) on fait passer ensuite le courant d'air dans un filtre en papier de fibres de verre (20) ayant une efficacité d'au moins 90 % vis-à-vis d'un aérosol de 0,3 micron e) on soumet le courant d'air traité à un effet de ventilation (24) d'aspiration et refoulement réglable (25-31) de l'air épuré 2. Installation d'épuration de l'air de locaux d'ateliers de travail de métaux, notamment d'usinage-décolletage, produisant des brouillards d'huile, du genre comportant un moyen de prélèvement d'air au voisinage d'un poste de travail, une conduite d'amenée (12) à un dispositif de filtration à ventilateur (24), et un registre de refoulement (25-31), caractérisé en ce que le dispositif de filtration canporte un caisson métallique (1) à extension longitudinale (XX'), comprenant successivement, selon l'axe longitudinal du caisson a) une chantre de détente (11) raccordée par un passage transversal (27) à la conduite d'amenée d'air à traiter et présentant un passage de sortie (28) s'étendant sur toute une face transversale du caisson (1) b) un filtre à chocs s'étendant sur tout le passage de sortie (28) de la chambre de détente (11) c) un filtre dévésiculeur (18) à extension transversale totale dans ledit caisson (1), comportant une nappe filtrante très densifiée, de l'ordre de 10 à 30 mn d'épaisseur, de préférence de l'ordre de 20 mn d'épaisseur, plissée en accordéon d) un filtre en papier de fibres de verre (20), sur ladite extension transversale de caisson, normalisé à efficacité d'au moins 90 % pour un aérosol de 0,3 micron. e) un dispositif de purge (29) en paroi basse de caisson (1) f) un dispositif de contrôle de perte de charge et de mesure du débit d'air (28) g) un ventilateur centrifuge (24) h) un registre de refoulement (25-31). 3. Installation d'épuration d'air selon la revendication 2, caractérisée en ce que le filtre à chocs est constitué d'au moins deux panneaux de tôle perforée (14-15) présentant des pourcentages de vide de 20 % a 40 %, les dits panneaux étant disposés de façon que les perforations de l'un et l'autre panneaux soient disposées en chicane. 4. Installation d'épuration d'air selon la revendication 2, caractérisée en ce que le filtre dévésiculeur (18) est à base de fibres polyester. 5. Installation d'épuration d'air selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'efficacité du filtre en papier de verre (20) est de l'ordre de 95 % pour un aérosol de 0,3 micron. 6. Installation de filtration selon la revendication 3, caractérisée en ce que les panneaux de tôle perforée (14-15) formant le filtre à choc sont montées amovibles dans des glissières de caisson (17). 7. Installation de filtration selon la revendication 2 ou 4, caractérisée en ce que le filtre dévésiculeur (18) se présente sous forme générale d'un panneau rectangulaire monté amovible dans des glissières (19) de caisson (1). 8. Installation de filtration selon la revendication 2, caractérisée en ce que le filtre en papier de fibres de verre (20) est monté en appui sur un cadre de joint périphérique au moyen d'un dispositif de serrage du type décrit dans le brevet français E.N. 88.02.749 du 4 mars 1988 au nom de la Demanderesse. 9. Installation de filtration selon la revendication 2, caractérisée en ce que le ventilateur d'aspiration (24) est du type centrifuge sans volute.