Brevet FR2678522A1 — publié le 19930108

L'invention concerne un filtre, notamment pour la purification de l'air envoyé dans la cabine de passagers d'un véhicule, se composant d'un support en mousse de polyuréthane à pores ouverts, sur lequel sont fixées des particules adsorbantes au moyen d'une masse adhésive, et dans lequel le support comprenant les particules adsorbantes est plissé en zigzag. On connait par le EP 383 235 un filtre pour la purification de l'air envoyé dans la cabine de passagers dans un véhicule, dans lequel le support, perméable aux gaz et en particulier à l'air, pourvu de petites particules de charbon actif comme particules adsorbantes, est plissé de manière à maintenir relativement faible la chute de pression à travers le filtre, tout en conservant de bonnes propriétés filtrantes, à savoir en particulier de bonne propriété d'adsorption. Comme matériau support, sont utilisés des feutres de fibres, en particulier des fibres de polyester et/ou de verre. On connait par le DE 3819002 un filtre pour la purification de l'air envoyé dans la cabine de passagers d'un véhicule, dans lequel le filtre se compose d'un support à porosité élevée en mousse de polyuréthane réticulé à gros pores à laquelle sont fixées par une colle des particules de charbon actif. Ce document est limité à des filtres plans en forme de plaques. La porosité du support de ces filtres connus est de l'ordre de 10 à 15 pores/pouces (4 à 6 pores/cm), ce qui implique que les pores du support sont relativement gros. Cela est alors nécessaire pour ne pas laisser devenir trop grande la chute de pression à travers le filtre. Un matériau filtrant par adsorption, ayant pour base une couche ayant des capacités d'adsorption en fibres de carbone actif et une couche de fibres renforcées associées à au moins une face de la couche ayant des capacités d'adsorption, est connue par le DE-AS- 2512659. Il est proposé de plier la matériau filtrant par adsorption en forme d'accordéon, pour, comme déjà décrit ci-dessus à propos du EP 383236, maintenir relativement faible la chute de pression à travers le filtre tout en conservant de bonnes propriétés d'adsorption. Le EP-100907 divulgue un filtre avec un support sur lequel sont fixées des particules de charbon actif pour éliminer les substances odorantes et/ou polluantes dans la cabine d'un véhicule. Les particules de charbon actif doivent avoir un diamètre moyen d'environ 0,5 mm. L'invention vise un filtre du type connu ci-dessus, qui soit de fabrication simple et facile à monter dans un véhicule, et avec lequel est assurée une amélioration du seuil de capture du filtre. Ce but est atteint avec un filtre du type connu de la technique antérieure dans lequel la mousse de polyuréthane du support présente une porosité de 20 à 60 pores/pouce (0,8 à 2,4 pores/mm) et les particules adsorbantes ont une grosseur moyenne, c'est-à-dire un diamètre moyen de 0,1 à 0,8 mm. Comme particules adsorbantes, il peut s'agir de charbon actif et/ou de matériau adsorbant synthétique et/ou de zéolites. La réalisation du filtre selon l'invention peut réduire la chute de pression pour un volume filtrant donné, de sorte que sont superflus les ventilateurs spéciaux de relativement grande dimension ou les systèmes de by-pass dans le canal d'introduction d'air frais d'un véhicule. Au surplus, on obtient avec le filtre selon l'invention une amélioration du seuil de capture du système filtrant, ce qui signifie que l'on élimine par filtration des substances relativement difficiles à adsorber en faible concentration. D'autres avantages du filtre selon l'invention résident dans la mise à profit de profondeurs de filtration disponibles qui, par utilisation des matrices filtrantes conventionnelles par lesquelles la chute de pression est limitée, une réduction du poids total du filtre ainsi qu'une exploitation optimale de l'espace disponible dans un véhicule. La chute de pression à travers le filtre peut être réduite jusqu'à 80 % avec un seuil de capture constant ou amélioré. Par le plissage du support en mousse de polyuréthane à pores ouverts, ayant la porosité indiquée, il résulte, par suite de la grande superficie de circulation, occasionnée par la vitesse d'écoulement réduite, une meilleure exploitation de la quantité de particules adsorbantes amenées à être utilisées dans le filtre. Par les particules adsorbantes amenées à être utilisées, en particulier les particules de charbon actif, de grandeur définie, il se crée un système spontané grâce auquel la séparation des substances odorantes est améliorée, les odeurs étant abaissées à un niveau plus bas, de l'ordre d'un facteur 2. Grâce à sa réalisation moins volumineuse, le filtre selon l'invention peut être utilisé dans le volume disponible dans un véhicule pour la filtration des particules, non seulement pour la filtration des particules, mais en outre pour la filtration des odeurs. Cela signifie que, avec le filtre selon l'invention, il est possible de monter dans un véhicule de série un filtre de particules et d'odeurs dans un espace qui n'était pas prévu pour la filtration des odeurs. II s'est révélé particulièrement avantageux que la porosité de la mousse de polyuréthane du support soit comprise entre 30 et 50 pores/pouces (1,2 à 2 pores/mm). Les particules absorbantes, en particulier les particules de charbon actif, peuvent être en forme de boules ou de granules, et que les particules de charbon actif sphériques ont de préférence un diamètre moyen de 0,1 à 0,6 mm tandis que les particules de charbon actif en granules ont de préférence une taille de grain moyenne de 0,1 à 0,5 mm. Les propriétés filtrantes optimales sont atteintes quand les particules de charbon actif ont un diamètre moyen de 0,15 à 0,35 mm. Enfin, il est possible d'utiliser comme particules absorbantes, des particules de charbon traitées par abrasif. Par un traitement abrasif, les pointes et les arètes des particules sont arrondies de façon aérodynamique. Dans le filtre selon l'invention7 le support peut être constitué par une ou plusieurs couches de mousse de polyuréthane à pores ouverts avec une épaisseur de 1 à 6 mm. Le plissage, obtenu sous l'action de la pression et de la chaleur à la profondeur de pli souhaitée du support recouvert de particules adsorbantes, c'est-à-dire de particules de charbon actif, peut être fixé au moyen d'un élément d'encadrement monté autour du support plissé. Cet élément d'encadrement se compose avantageusement d'un matériau artificiel, en particulier d'un matériau textile, de sorte qu'il constitue un joint de sécurité le long de la région située entre le cadre et le support. Le cadre peut être collé ou soudé au filtre. Le filtre peut être disposé latéralement par rapport à l'écoulement d'un filtre à particules. Un exemple de réalisation du filtre selon l'invention est représenté au dessin annexé et va maintenant être décrit Le filtre 10, prévu en particulier par la purification de l'air envoyé dans la cabine de passagers d'un véhicule se compose d'un support en mousse de polyuréthane à pores ouverts sur lequel son fixées des particules de charbon actif au moyen d'une colle. A cet effet, le support 12 subit une imprégnation au moyen d'une masse de colle, à la suite de quoi les particules de charbon actif sont fixées sur la totalité de la surface du support, à savoir aussi bien sur la surface externe que sur les surfaces internes des pores. Cela est obtenu par exemple par saupoudrage du support 12 au moyen des particules de charbon actif. Les particules de charbon actif présentent une surface active d'un ordre de grandeur compris entre 800 et 1400 m2/g. Le dépôt et la fixation des particules de charbon actif sur le support 12 interviennent avant le plissage du support 12 qui est réalisé sous l'action de la pression et de la chaleur à la profondeur de pli souhaitée. Le support plissé portant les particules de charbon actif est ensuite durablement fixé au moyen d'un élément d'encadrement entourant le support plissé 12, et dans lequel le support plissé 12 est fixé de manière étanche. Par le choix de la distance des plis, de la profondeur des plis, de la porosité du support et de la taille des particules, à savoir des particules de charbon actif, on peut déterminer la chute de pression, la spontanéité de filtration et la durée de vie du filtre 10. REVENDICATIONS 1. Filtre, en particulier pour la purification de l'air envoyé dans la cabine de passagers d'un véhicule, du type se composant d'un support 12 en mousse de polyuréthane à pores ouverts, auquel sont fixées au moyen d'un adhésif des particules adsorbantes, et dans lequel le support 12 portant les particules adsorbantes est plissé en zigzag, caractérisé en ce que la mousse de polyuréthane du support 12 présente une porosité comprise entre 20 et 60 pores/pouce (0,8 à 2,4 pores/mm) et en ce que les particules adsorbantes ont une grosseur moyenne, c'est-à-dire un diamètre moyen compris entre 0,1 et 0,8 mm. 2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules adsorbantes consistent en charbon actif et/ou en matériau adsorbant synthétique et/ou en matériau du type zéolite. 3. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la porosité du support (12) est comprise entre 1,2 et 2,0 pores/mm. 4. Filtre selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les particules adsorbantes sont des particules sphériques de charbon actif dont le diamètre moyen est compris entre 0,1 et 0,6 mm. 5. Filtre selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les particules adsorbantes sont des particules de charbon actif granulé présentant une grosseur de grain comprise entre 0,1 et 0,5 mm. 6. Filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que les particules adsorbantes sont des particules de charbon traitées par un abrasif. 7. Filtre selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les particules de charbon actif ont une taille comprise entre 0,15 et 0,35 mm. 8. Filtre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support consiste en au moins une couche de mousse de polyuréthane à pores ouverts ayant une épaisseur comprise entre 1 et 6 mm. 9. Filtre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plissage obtenu par l'action de la pression et de la chaleur à la profondeur de pli souhaitée du support à au moins une couche est fixé au moyen d'un élément d'encadrement 14 disposé autour du support plissé 12. 10. Filtre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, au filtre est associé en amont un filtre à particules.