Brevet FR2667021A1 — publié le 19920327

Filtre pour purifier l'air amené par un canal d'air à l'habitacle d'un véhicule automobile La présente invention concerne un filtre pour purifier l'air amené par un canal d'air à l'habitacle d'un véhicule automobile, le filtre étant précédé, du côté d'air entrant, d'une grille métallique qui peut être raccordée à un pôle de tension électrique. On connaît un tel filtre par la demande de brevet allemand DE-A 63 764; il y est réalisé sous la forme d'un filtre f in, qui est précédé d'un filtre grossier et suivi d'un filtre retenant les compo- sants toxiques Le filtre fin présente, tant du côté d'air entrant que du côté d'air sortant, une grille fixant le matériau filtrant, chaque grille étant reliée à un pôle d'une source de tension électrique, afin de bénéficier d'un effet supplémentaire de séparation électrique. Un filtre retenant les composants toxiques et odorants de l'air- ne présente, de même que d'autres filtres séparant des particules pul- vérulentes, qu'une capacité limitée d'absorption, et il doit donc être remplacé ou régénéré à des intervalles de temps donnés La présente invention a pour but d'indiquer un moyen simple pour qu'un filtre re- tenant des impuretés gazeuses de l'air, dont la capacité d'absorption est au moins partiellement épuisée, soit remis rapidement en état de disponibilité pour l'absorption, avec des moyens simples et un faible coût, afin de pouvoir ainsi retarder l'instant de remplacement. Pour un filtre du type mentionné en introduction, l'invention atteint ce but par le fait que le filtre présente au moins une couche de charbon actif, et la grille est constituée d'un fil de résistance, qui peut être placé à une tension électrique et se réchauffe alors forte- ment, et que la chaleur ainsi produite est délivrée au flux passant d'ait et transmise à la couche de charbon actif, de façon répartie. Certes, on sait déjà par le brevet allemand DE-C 35 17 105 qu'afin de séparer des composants toxiques et odorants de l'air, on peut utiliser un filtre pourvu d'une charge de charbon actif, et ré- chauffer le filtre par des éléments chauffants électriques afin d'obtenir une meilleure désorption; mais les éléments chauffants, constitués de barreaux chauffants individuels, sont encastrés dans la charge de charbon actif et tournent conjointement avec le filtre rota- tif, de sorte que l'enclenchement par zones des éléments chauffants, qui se trouvent dans le flux de désorption, est difficile à configu- rer, et qu'on ne peut en outre pas garantir que la couche de charbon actif, précédant du côté d'air entrant les éléments chauffants exté- rieurs, atteindra une température déclenchant un processus de désorp- tion suffisant. Selon un exemple de réalisation de l'invention, la grille est constituée d'une multiplicité de fils, qui s'étendent parallèlement entre eux et qui sont mutuellement reliés, aux deux extrémités, par des fils collecteurs respectifs munis d'un raccordement électrique, de sorte que la couche avoisinante de charbon actif, généralement encas- trée dans un mat du genre non-tissé, reçoit un soutien satisfaisant. Mais la grille peut aussi être formée par un fil s'étendant en méandres, dont les deux extrémités présentent un raccordement élec- trique Cette forme de réalisation se distingue par un réchauffement particulièrement uniforme de la couche de charbon actif. Selon une configuration supplémentaire de l'invention, la grille peut constituer une paroi de délimitation du filtre et, lors du rem- placement du filtre, être déposée conjointement avec ce dernier Le filtre est ainsi stabilisé Dans ce contexte, il est avantageux de réaliser les raccordements électriques sous forme de connecteurs à enfichage ou d'accouplements, la liaison électrique avec l'élément complémentaire respectif s'effectuant alors automatiquement lors de la mise en place du filtre. Un agencement économique, répondant aux exigences, est obtenu si la grille constitue une paroi de délimitation du filtre, qui reste dans le canal d'air lors du remplacement du filtre. Le courant électrique pour le réchauffement de la grille peut être fourni par la batterie ou l'alternateur du véhicule, et/ou par une source externe de courant électrique, cette dernière possibilité de fourniture de courant étant principalement utilisée lorsque le vé- hicule automobile se trouve dans un atelier en vue de réaliser des travaux d'inspection. Selon un exemple de réalisation simple de l'invention, l'ordre d'enclenchement du chauffage de la grille peut être donné par un or- gane de commutation qui peut être actionné à volonté Mais l'ordre d'enclenchement du chauffage de la grille peut aussi être donné auto- matiquement à des intervalles de temps prédéterminés, de préférence pendant des temps d'arrêt du véhicule automobile Dans les deux modes de déclenchement, il est opportun que le chauffage ne soit enclenché que pendant une durée fixée L'intervalle de temps prédéterminé entre deux processus de réchauffage est de préférence fonction de la durée de service du filtre; dans des modes de réalisation à filtre contour- nable ou pivotant en position de non-utilisation, il faut tenir compte dans la détermination de la durée de service des périodes de non- utilisation du filtre. Afin que la contamination de l'habitacle reste faible, l'air quittant le filtre est, au moins pendant la période de chauffage de la grille, dirigé directement vers l'extérieur, en contournant l'habitacle Cela peut être obtenu tout en conservant la direction d'écoulement de l'air, en prévoyant un clapet qui, lors de l'isolement de l'écoulement vers l'habitacle, dégage une ouverture débouchant par exemple dans le compartiment-moteur. L'habitacle ne sera également pas contaminé si l'on fait passer l'air à travers le filtre, éventuellement avec le soutien d'une souf- flante de chauffage, à l'encontre de l'écoulement d'air régnant pen- dant le fonctionnement en adsorption Cela peut être réalisé sans mo- dification du parcours d'écoulement de l'air si, pendant la phase de désorption, la soufflante de chauffage tourne avec un sens de rotation inversé, L'exposé qui suit décrit plus en détail un exemple de réalisa- tion de l'invention à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue de côté fortement simplifiée d'un dispo- sitif de chauffage doté d'un filtre liant les substances gazeuses no- cives et odorantes, la figure 2 représente un premier exemple de réalisation d'une configuration de grille, et la figure 3 représente une seconde configuration de grille, en forme de méandres. Selon la figure 1, un véhicule automobile 1 simplement suggéré est muni d'un dispositif de chauffage 3 monté en avant de l'habitacle 2 et qui présente, en plus d'un échangeur de chaleur de chauffage 4, un filtre 5 D'une manière non représentée, un évaporateur pourrait en outre être prévu, afin d'obtenir une installation de climatisation. Lorsque le véhicule automobile 1 est utilisé en atmosphère exempte de substances nocives ou pauvre en substances nocives, l'air extérieur s'écoule à l'encontre de l'écoulement d'air désigné par des flèches "A" entre le pare-brise 6 et le capot-moteur 7, vers une admission d'air 8 retenant les impuretés grossières, qui est suivie d'un sépara- teur d'eau 9 En contournant le filtre 5, et avec le soutien éventuel d'une soufflante de chauffage 10, l'air atteint l'échangeur de chaleur de chauffage 4, puis se divise et s'écoule vers l'habitacle 2 par des ouvertures de sortie 11 placées à différentes hauteurs. Lorsque le véhicule automobile 1 est utilisé dans une atmosphère riche en substances nocives, l'air passe par le filtre 5 qui présente, afin d'adsorber les composants nocifs de l'air, plusieurs couches de charbon actif 12 qui sont montées les unes à la suite des autres, en étant par exemple fixées sur un non-tissé Dans ce contexte, le pas- sage du fonctionnement avec contournement du filtre au fonctionnement de filtration peut être provoqué par des clapets non représentés, dé- clenchés par un capteur disposé du côté d'entrée de l'air. Etant donné que la capacité d'adsorption des couches de charbon actif 12 est épuisée au bout d'un certain temps, il faut intercaler à intervalles des phases de désorption, afin de ne pas devoir remplacer prématurément le filtre 5 en le sortant du canal d'air 13 par le haut. Afin que le processus de désorption puisse se dérouler rapidement, il est nécessaire de réchauffer et de balayer les couches de charbon ac- tif Afin de pouvoir fournir l'énergie de chauffage nécessaire, une grille 14, constituée d'un fil de résistance, précède du côté d'air entrant la première couche de charbon actif 12. Selon la figure 2, la grille 14 présente une multiplicité de fils 15 s'étendant parallèlement entre eux, qui sont mutuellement re- liés aux deux extrémités par un fil collecteur respectif 16, chaque fil collecteur 16 étant pourvu d'un raccordement électrique 17 La fi- gure 3 représente une autre forme de réalisation de la grille 14 Un fil 18, dont les deux extrémités 19 présentent chacune un raccordement électrique 17, présente une allure en forme de méandres. La figure 1 montre qu'une ligne 20 part de chaque raccordement 17 et mène à un appareil de commutation 21, qui est alimenté par le réseau de bord par l'intermédiaire d'une batterie 22 ou d'un alterna- teur 23 du véhicule D'une manière non représentée, il est également possible, par exemple lors d'une intervention en atelier et afin d'épargner la batterie 22 du véhicule, d'apporter du courant de l'extérieur lors de la réalisation d'un processus de désorption Afin d'enclencher le courant de chauffage de la grille 14, on peut action- ner un organe de commutation 24 placé en un endroit favorable dans l'habitacle Il est toutefois mieux que le processus de désorption se déroule automatiquement, et soit déclenché par l'intermédiaire d'un dispositif suggéré en 25 Le réchauffage, de durée limitée, s'effectue avantageusement pendant des temps d'arrêt du véhicule automobile 1, ou pendant l'utilisation en atmosphère exempte de substances nocives ou pauvre en substances nocives L'air qui s'écoule sur la grille 14 se réchauffe et délivre de la chaleur aux couches de charbon actif 12, de sorte que le processus de désorption se déroule d'une manière accélé- rée L'air qui quitte le filtre 5 pendant la phase de régénération est dirigé vers l'atmosphère extérieure afin d'éviter de contaminer l'habitacle 2, ce qui peut être obtenu, d'une manière non représentée, par un guidage canalisé approprié et une fermeture simultanée des ouvertures de sortie 11 On obtient le même effet à un coût inférieur en inversant le sens de rotation de la soufflante de chauffage 10 pendant le fonctionnement en désorption, de sorte que l'écoulement d'air suit l'allure suggérée par les flèches "A" Par rapport à la possibilité citée en premier, la grille 14 n'est alors pas disposée sur le côté du filtre 5 qui est tourné vers l'admission d'air 8, mais sur le côté opposé du filtre 5. REVENDICATIONS 1 Filtre pour purifier l'air amené par un canal d'air à l'habitacle d'un véhicule automobile, le filtre étant précédé, du côté d'air entrant, d'une grille métallique qui peut être raccordée à un pôle de tension électrique, c a r a c t é r i S é en ce que le filtre ( 5) présente au moins une couche de charbon actif ( 12), et la grille ( 14) est constituée d'un fil de résistance, qui peut être placé à une tension électrique et se réchauffe alors fortement, et en ce que la chaleur ainsi produite est délivrée au flux passant d'air (A), et transmise à la couche de charbon actif ( 12), de façon répartie. 2 Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grille ( 14) est constituée d'une multiplicité de fils ( 15), qui s'étendent parallèlement entre eux et qui sont mutuellement reliés, aux deux extrémités, par des fils collecteurs respectifs ( 16) munis d'un raccordement électrique ( 17). 3 Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grille ( 14) est formée par un fil ( 18) s'étendant en méandres, dont les deux extrémités ( 19) présentent un raccordement électrique ( 17). 4 Filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la grille ( 14) constitue une paroi de délimita- tion du filtre ( 5) et, lors du remplacement du filtre ( 5), est déposée conjointement avec ce dernier. Filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la grille ( 14) constitue une paroi de délimita- tion du filtre ( 5), qui reste dans le canal d'air ( 13) lors du rempla- cement du filtre ( 5). 6 Filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le courant électrique pour le réchauffement de la grille ( 14) est fourni par la batterie ( 22) ou l'alternateur ( 23) du véhicule, et/ou par une source externe de courant électrique. 7 Filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ordre d'enclenchement du chauffage de la grille ( 14) est donné par un organe de commutation ( 24) qui peut être actionné à volonté. 8 Filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ordre d'enclenchement du chauffage de la grille ( 14) est donné automatiquement à des intervalles de temps pré- déterminés, de préférence pendant des temps d'arrêt du véhicule auto- mobile ( 1). 9 Filtre selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'au moins pendant la période de chauffage de la grille ( 14), l'air quit- tant le filtre ( 5) est dirigé directement vers l'extérieur, en contournant l'habitacle ( 2). Filtre selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on fait passer l'air à travers le filtre ( 5), éventuellement avec le sou- tien d'une soufflante de chauffage ( 10), à l'encontre de l'écoulement d'air régnant pendant le fonctionnement en adsorption.