Brevet FR2724576A1 — publié le 19960322

SYSTEME ASSECHEUR D'AIR DESCRIPTION Domaine technique La présente invention concerne un dispositif pour l'assèchement de l'air et peut trouver application à chaque fois que se pose un problème d'évacuation d'humidité en dehors d'une enceinte quelle que soit la constitution ou la forme de cette enceinte. Une telle enceinte peut par exemple contenir un ou des instruments de mesure, des composants électroniques, des capteurs, afin de mesurer les caractéristiques d'une atmosphère donnée, l'ensemble étant destiné à être utilisé à l'extérieur, par exemple dans une atmosphère hostile, et pas nécessairement à l'intérieur de bâtiments. Or, dans de telles enceintes, peut se poser le problème soit d'avoir l'atmosphère la plus sèche possible, soit d'avoir une hygrométrie donnée. Une première solution consiste à disposer d'une enceinte étanche, dont lthygrométrie est réglée et préétablie avant l'utilisation des appareils de mesure. Mais, dans le cas d'utilisation en altitude, des variations d'altitude importantes peuvent provoquer une déformation de cette enceinte. C'est le cas, notamment, lorsque l'enceinte est fixée à un avion ou à un hélicoptère. Il est alors nécessaire de prévoir une mise à l'air de l'enceinte, et ceci entraîne nécessairement l'introduction d'air humide. Cette première solution n'est donc pas satisfaisante. Dans l'art antérieur, des enceintes sont connues, dans lesquelles on utilise une cartouche dessicante. L'air est introduit dans l'enceinte par une valve de dépressurlsation et est ensuite dirigé à travers la cartouche. 'autonomie d'un tel appareil est insuffisane et il est difficile de remplacer les artouches lors de missions ou de campagnes de mesures de longues durées. xposé de l'inventlon La présente invention a justement pour objet de résoudre ces problèmes. Elle a plus précisément, pour objet principal, un système assécheur d'air d'une enceinte délimitée par des parois, caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens de condensation de l'humidité, ces moyens étant situés au voisinage d'une paroi de l'enceinte, - des moyens pour évacuer l'humidité en dehors de l'enceinte. Selon un mode particulier de réalisation de T invention, les moyens de condensation de l'humidité sont constitués par une pompe de type "Peltier", cette pompe maintenant à une température T1 un élément dissipateur situé à l'intérieur de l'enceinte, sur lequel vient se condenser l'air humide et maintenant, à une température T2 supérieure à Tl, un autre élément dissipateur situé à l'extérieur de l'enceinte. Chaque élément dissipateur peut être constitué d'ailettes dirigées respectivement vers l'intérieur ou l'extérieur de l'enceinte. Selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention, des moyens sont prévus pour faire passer l'élément dissipateur extérieur à l'intérieur de T enceinte, et réciproquement, ainsi que des moyens pour inverser la polarité de la tension d'alimentation de la pompe "Peltier" lorsque la position des éléments dissipateurs est inversée. Plus précisément, les moyens qui sont prévus pour faire passer l'élément extérieur à l'intérieur et réciproquement peuvent être constitués par un moteur qui fait pivoter les éléments dissipateurs autour d'un axe passant par la pompe "Peltier". Selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention, les moyens pour diriger l'air humide vers les moyens de condensation peuvent être constitués par un ventilateur qui dirige l'air humide vers les moyens de condensation. Brève description des figures De toute façon, les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lumière de la description qui va suivre. Cette description porte sur les exemples de réalisation, donnés à titre expiicatif et non limitatif, en se référant à des dessins annexés sur lesquels - la figure l représente schématiquement le principe de fonctionnement d'un appareil selon la présente invention, - les figures 2a et 2b représentent, de façon plus détaillée, un mode particulier de réalisation de l'ensemble pompe "Peltier"-dissipateur dans un appareil selon la présente invention, - les figures 3a et 3b présentent des détails de réalisation de l'invention, notamment des contacts électriques qui permettent d'inverser la position des dissipateurs autour de la pompe "Peltier". Exposé détaillé de modes de réalisation de l'invention Sur la figure 1, on a représenté schématiquement le principe de fonctionnement d'un appareil assécheur d'air d'une enceinte 2, selon l'invention. A l'intérieur de cette enceinte, peuvent être installés par ailleurs des appareils de mesure, par exemple de -,ne optique, ou tout type de dispositifs électroniques associés à de tels appareils, ces derniers étant situés alors soit à l'intérieur, soit à l'extérieur de l'enceinte 2. Ces différents composants ne sont pas représentés sur la figure 1. Des moyens de condensation 4 de l'humidité sont prévus au contact ou au voisinage d'une paroi 6 de l'enceinte 2. Par ailleurs, des moyens a, 10 sont prévus pour évacuer l'humidité condensée sur les moyens 4, vers l'extérieur de ltenceinte. Ainsi, les moyens 4 peuvent être constitués par exemple par une pompe thermoélectrique à effet "Peltier" 12 (appelée encore pompe "Peltier" dans la suite du texte), située entre deux éléments dissipateurs 14 et lo, et au contact de ceux-ci. L'un des éléments dissipateurs est tourné vers l'extérieur de l'enceinte, à travers une ouverture 20 pratiquée dans la paroi 6 de L'enceinte. La pompe "Peltier" est alimentée de telle façon que le dissipateur qui est tourné vers l'intérieur de 11 enceinte est maintenu à une température T1, suffisamment basse pour que l'humidité contenue à l'intérieur de l'enceinte vienne s'y condenser. Le dissipateur 16 situé à l'extérieur de l'enceinte sera maintenu à une température T2 > T1, et constituera la "face chaude" de la pompe "Peltier". A l'intérieur de l'enceinte, des moyens 18 peuvent être prévus pour brasser l'air et le diriger vers la face froide de la pompe "Peltier", c'est-à-dire vers le dissipateur 14 tourné vers l'intérieur de l'enceinte et sur lequel l'air humide va se condenser. Un moteur 8 peut être prévu, afin de faire subir à l'ensemble pompe "Peltier"-dissipateur une rotation, par exemple autour d'un axe AA' passant par la pompe "Peltier", cette rotation permettant d'échanger la position respective des deux dissipateurs. A l'issue d'une telle rotation, le dissipateur originellement situé à l'extérieur se retrouve à l'intérieur de l'enceinte 2, et celui qui était, au départ, à l'intérieur de l'enceinte 2 se retrouve à l'extérieur. Simultanément à cette rotation, la polarité de la tension d'alimentation de la pompe "Peltier" est inversée, de façon à ce que l'élément dissipateur "chaud" situé auparavant à l'extérieur de T enceinte devienne l'élément "froid", à la température T1.De même, et du fait de cette inversion de tension, l'élément dissipateur "froid" qui se trouvait avant la rotation à l'intérieur de l'enceinte 2 et qui se retrouve après la rotation à l'extérieur de l'enceinte revient élément dissipateur "chaud", maintenu à la température T2. C'est sur ce dernier élément dissipateur, maintenant situé à l'extérieur, que s'est déposée, avant la rotation, une certaine quantité d'humidité à l'intérieur de ltenceinte. Cette condensation se retrouve donc, du fait de la rotation, à l'extérieur de l'enceinte, et sur l'élément dissipateur dont la température est maintenant ramenée à une température plus élevée. Du fait de cette température plus élevée, la condensation va donc pouvoir s'évaporer dans l'atmosphère extérieure, cette évaporation pouvant être assistée par une circulation d'air 22 dirigée vers le dissipateur par un ventilateur 10 situé à l'extérieur de l'enceinte. La paroi 24 représentée sur la figure 1 permet de canaliser cette circulation d'air. La disposition de l'ensemble ventilateur-moyens de canalisation de l'air représentée sur la figure 1 est susceptible de variantes, comme il sera expliqué par la suite en liaison avec les figures 2a et 2b. Afin de limiter la température T2 du dissipateur situé à l'extérieur de l'enceinte, ce dernier peut être en contact avec un thermostat 26, par exemple par l'intermédiaire d'un élément frotteur 28, et une valeur de consigne supérieure pour la température T2 peut ainsi être fixée au préalable par l'utilisateur. Une telle valeur limite pour la température extérieure sera en général inférieure à 60 C. Lorsque T2 dépasse cette limite, l'alimentation de la pompe "Peltier" est interrompue, laissant ainsi a a température T2 revenir en-dessous de la limite. Le thermostat redéclenche alors le fonctionnement de la pompe "Peltier". Ainsi qu'illustré sur la figure 2a, les éléments dissipateurs peuvent avoir la forme d'ailettes 30, 32 réparties de part et d'autre de l'élément "Peltier" 12. L'ensemble est fixé sur un support 34, monté directement contre la paroi 6 de l'enceinte. Afin de réaliser une meilleure isolation et d'éviter un pont thermique entre les éléments "chauds", on peut prévoir des compartiments 36, 38, à l'intérieur de la pièce de montage 34, qui peuvent être remplis par exemple par une mousse isolante de polyuréthanne. L'ouverture 20 prévue dans la paroi o de l'enceinte, est, bien sûr, de taille suffisante pour pouvoir permettre une rotation de l'ensemble des ailettes autour d'un axe perpendiculaire au plan de la figure 2, passant par le point A. La référence 37 représente le moteur (partiellement caché sur la figure 2a), qui commande cette rotation.A l'extérieur, la paroi 38 permet de canaiiser sur le dissipateur extérieur (ailettes 32) l'air pompé par le ventilateur extérieur, non représenté sur cette figure 2a et installé dans la cavité 40. Le passage de l'air de refroidissement est représenté sur la figure 2b qui est une vue en perspective de la paroi o, de la paroi de canalisation 38 et de la cavité 40, le ventilateur 45 étant installé dans cette dernière. L'axe de rotation du ventilateur est perpendiculaire à a paroi 6, et le ventilateur fait circuler l'air dans le sens représenté par les flèches 42, 43 et 44. Les figures 3a et 3b représentent le système d'inversion de la tension aux bornes de la pompe "Peltier" 12. Les ailettes des dissipateurs et le moteur d'entraînement ne sont pas représentés sur ces figures. L'ensemble ailettes-pompe "Peltier" peut être entraîné en rotation autour de l'axe AA'. Cet ensemble est solidaire d'une bague tournante 50 dont le pourtour comporte deux encoches 51 et 53 diamétralement opposées. Une bague fixe 52 est située en regard de la bague tournante. Dans chaque bague 50, 52 sont prévues deux bornes électriques désignées respectivement par 54, 56 et 64, 66. Les bornes 64 et 66 sont reliées à la source o9 d'alimentation électrique de la pompe "Peltier". Des éléments tels que des ressorts 65, 67 permettent d'assurer un contact efficace lorsque les bornes 64, 66 sont en ace des bornes 54, 56.La référence 60 désigne un contacteur, incorporé dans le circuit d'alimentation du moteur et associé à un capteur de position comportant un bras 68 et une roulette 70. Cette dernière est destinée à être insérée dans chacune des encoches 51 et 53. Lors d'une rotation de l'ensemble ailettes-pompe "Peltier", la bague 50 est entraînée dans le mouvement autour de 1'axe AA'. Le bras 68 est soulevé jusqu'à ce que la roulette 70 soit dégagée de l'encoche dans laquelle elle reposait. Le mouvement se poursuit jusqu'à ce que la roulette 70 vienne se loger dans l'autre encoche, ce qui déclenche l'ouverture du contacteur 60 et donc du circuit d'alimentation du moteur.Simultanément, la position des bornes 54 et 56 a été inversée, ainsi, donc, que la polarité de la tenson d'alimentation de la pompe "Peltier". Par conséquent, du fait du mouvement de rotation lors du passage du dissipateur extérieur à l'intérieur de l'enceinte (et réciproquement), la tension d'alimentation de la pompe "Peltier" est inversée et la face "chaude" devient "froide" (et inversement). Le moteur de commande du mouvement de rotation peut être déclenché manuellement ou à intervalles réguliers par un dispositif incorporant une horloge. L'utilisateur est alors libre de programmer les cycles de rotation, par exemple avec une période de quelques minutes, par exemple 10 minutes. Le dispositif tel que décrit ci-dessus permet d'obtenir une atmosphère la plus sèche possible à l'intérieur de l'enceinte. il est également possible de fixer un taux d'humidité déterminé à l'intérieur de l'enceinte. Un hygromètre est alors placé dans cette dernière. En sortie de l'hygromètre, un comparateur dans lequel une valeur de consigne a été préalablement introduite par l'utilisateur délivre un signal à un contact qui commande la mise sous tension de la pompe "Peltier". L'humidité se condense alors sur le dissipateur intérieur et est ensuite évacuée vers l'extérieur de la manière décrite ci-dessus. Lorsque l'hygrométrie revient à la valeur de consigne, la tension de la pompe "Peltier" est coupée. REVEND I CATIONS 1. Système assécneur d'air d'une enceinte (2) délimitée par des parois, caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens (12, 14, 30) de condensation de l'humidité, ces moyens étant situés au voisinage d'une paroi de ltenceinte, - des moyens (8, 10, 16, 32, 42) pour évacuer l'humidité en dehors de T enceinte. 2. Système assécheur d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (18) pour diriger l'air humide contenu dans l'enceinte vers les moyens (12, 14, 30) de condensation de l'humidité. 3. Système assécheur d'air selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de condensation de l'humidité sont constitués par une pompe de type "Peltier" (12) et deux éléments dissipateurs (14, 16, 30, 32) situés en contact avec cette pompe "Peltier", l'un des éléments dissipateurs (14, 30) étant, en cours de fonctionnement de l'appareil, tourné vers l'intérieur de l'enceinte, et l'autre élément dissipateur (16, 32) étant, en cours de fonctionnement, situé essentiellement à l'extérieur de l'enceinte ou en contact avec l'atmosphère extérieure de l'enceinte, la pompe maintenant à une température T1 l'élément dissipateur situé à l'intérieur de l'enceinte, et sur lequel vient se condenser l'air humide, et maintenant à une température T2 l'élément situé à l'extérieur de l'enceinte ou en contact avec l'atmosphère extérieure de l'enceinte. 4. Système assécheur d'air selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément dIssipateur (14, 16) est constitué d'ailettes (30, 32) dirigées respectivement vers l'intérieur ou l'extérieur de l'enceinte. 5. Système assécheur d'air selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que des moyens (8, 47) sont prévus pour faire passer l'élément dissipateur extérieur à l'intérieur de l'enceinte et réciproquement, ainsi que des moyens (51, 52, 54, 56, o4, o6) pour inverser la polarité de la tension d'alimentation de la pompe "Peltier", lorsque la position respective des deux dissipateurs est inversée. 6. Système assécheur d'air selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens pour échanger la position des deux éléments dissipateurs sont constitués par un moteur (47) qui fait pivoter ces éléments autour d'un axe (AA') passant par la pompe "Peltier". 7. Système assécheur d'air selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les moyens pour diriger l'air humide vers les moyens de condensation de l'humidité sont constitués par un ventilateur (18) situé à l'intérieur de l'enceinte. 8. Système assécheur d'air selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un ventilateur (10, 45) situé à l'extérieur de l'enceinte. 9. Système assécheur d'air selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'élément dissipateur extérieur est en contact avec un thermostat (26), par l'intermédiaire d'un élément trotteur (28).