Brevet FR2672968A1 — publié le 19920821

La présente invention concerne un dispositif pour créer, dans une enceinte sensiblement étanche, une atmosphère contrôlée au moyen d'un module de séparation membranaire comprenant un premier compartiment et un second compartiment relié à l'enceinte par une première tubulure. Un tel dispositif est décrit dans le document AU-A-28942, où le module de séparation membranaire est inséré dans un circuit de recirculation de gaz incorporé dans l'enceinte, et incluant un ventilateur. La présente invention a pour objet de proposer un dispositif de conception particulièrement simple, robuste et compacte, adaptable à tout type d'enceinte, ne mettant pas en oeuvre de pièces mobiles et autorisant un grand nombre d'applications. Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, le module comprend, à une première extrémité, des moyens de raccordement du premier compartiment à une source de mélange gazeux sous pression et, à l'autre extrémité, une conduite d'évacuation à l'atmosphère environnante, reliée au premier compartiment et dans laquelle débouche une seconde tubulure communiquant avec l'enceinte. De façon plus spécifique, la conduite d'évacuation comporte avantageusement une structure d'éjecteur dans laquelle débouche la seconde tubulure. Un tel agencement permet un balayage efficace de l'enceinte par le mélange gazeux modifié issu du second compartiment, d'augmenter l'efficacité de la membrane en plaçant le second compartiment ou compartiment perméat en légère dépression, de limiter les rejets nocifs en recombinant les deux mélanges modifiés émanant du module avant leur rejet à l'atmosphère environnante, et de faciliter le traitement d'émissions gazeuses éventuellement générées dans l'enceinte grâce à la recompression en aval du mélange extrait de 1 'enceinte. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante d'un mode de réalisation, donné à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec le dessin annexé sur lequel la figure unique représente schématiquement un dispositif selon l'invention. On a représenté sur la figure unique une partie d'une enceinte sensiblement étanche 1, par exemple une enceinte d'entreposage de produits, une enceinte de traitement thermique de matériaux ou un four de combustion, définissant au moins un volume intérieur 2 dans lequel on souhaite créer et/ou maintenir une atmosphère contrôlée. A l'enceinte 1 est associé un module de séparation par perméation 3 comprenant au moins une membrane de perméation 4 séparant un compartiment amont ou haute pression 5 d'un compartiment aval ou basse pression 6.Le module 3 comporte, à une première extrémité, un embout 7 de raccordement à une source d'un mélange gazeux sous pression, par exemple de l'air comprimé, débouchant dans le compartiment haute pression 5 et, à son autre extrémité, une conduite 8 communiquant également avec le compartiment haute pression 5. Le second compartiment 6 est pourvu, du côté de la première extrémité du module 3, d'une tubulure 9 s'étendant à l'intérieur du volume 2 de l'enceinte 1. Cette dernière est munie, à l'opposé de la tubulure 9, d'une seconde tubulure 10 débouchant dans la conduite 8. Avec un tel agencement, le module 3 peut être rapporté extérieurement sur une enceinte quelconque en étant supporté sur cette dernière par les tubulures 9 et 10. De façon plus spécifique, la conduite 8 comporte une portion formant tuyère 11 avec un profil intérieur convergent/divergent séparé par une zone de col, la deuxième tubulure 10 débouchant latéralement dans la zone de col ou intérieurement, dans cette dernière, par une portion d'extrémité coudée coaxiale au col et dirigée vers l'aval. On comprendra aisément que le flux, dans la conduite 8, du premier mélange provenant du compartiment 5 et accéléré dans la tuyère 11, provoque une dépression d'aspiration dans la tubulure 10 permettant l'extraction de l'atmosphère régnant dans l'enceinte 1, en favorisant un balayage du second mélange issu du second compartiment 6 via la tubulure 9 et plaçant le volume intérieur 2 et le second compartiment 6 en légère dépression relative, ce qui augmente l'efficacité de la séparation au travers de la membrane 4. Dans le cas où l'enceinte 1 est un four de combustion, la recompression des fumées, extraites par la tubulure 10, dans l'éjecteur 11 pourra faciliter un traitement ultérieur de ces fumées, notamment leur filtration ou la récupération de vapeurs métalliques présentant une valeur économique.Dans le cas où l'enceinte 1 est une chaudière, le tirage forcé apporté par l'éjecteur permet d'améliorer les coefficients d'échange dans la chaudière ou une conception plus compacte de cette dernière. Typiquement, le module 3 est alimenté en air comprimé et le mélange gazeux 9 introduit dans l'enceinte 1 est de l'air enrichi en oxygène, la membrane 4 étant par exemple réalisée en polyimide. Quoique la présente invention ait été décrite avec un mode de réalisation particulier, elle ne s'en trouve pas limitée mais est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, on peut associer à une même enceinte plusieurs modules ayant des propriétés de séparation identiques ou complémentaires, notamment pour effectuer des zonages d'atmosphères gazeuses différentes dans le volume intérieur de l'enceinte, éventuellement cloisonné et prévoir, pour les différentes conduites d'évacuation des modules, des dispositifs aval de traitement des effluents, notamment en injectant dans la tuyère 11 des composants gazeux de traitement ou de dilution. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour créer, dans une enceinte (1) sensiblement étanche, une atmosphère contrôlée au moyen d'un module de séparation membranaire (3) comprenant un premier compartiment (5) et un second compartiment (6) relié à l'enceinte par une première tubulure (9), caractérisé en ce que le module (3) comprend, à une première extrémité, des moyens (7) de raccordement du premier compartiment (5) à une source de mélange gazeux sous pression et, à l'autre extrémité, une conduite (8) d'évacuation à l'atmosphère environnante, reliée au premier compartiment (5) et dans laquelle débouche une seconde tubulure (10) communiquant avec l'enceinte (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite d'évacuation (8) comporte une structure d'éjecteur (11) dans laquelle débouche la seconde tubulure (10). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la première tubulure (9) débouche dans le second compartiment (6) au voisinage de la première extrémité du module. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est disposé à l'extérieur de l'enceinte (1). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le module membranaire (3) est supporté sur l'enceinte (1) par les première (9) et seconde (10) tubulures.