Brevet FR2770894A1 — publié le 19990514

La présente invention concerne un dispositif de filtration destiné notamment à épurer l'air entrant dans un local ou similaire. Il est connu d'équiper une maison ou un immeuble d'une ventilation mécanique contrôlée simple flux. De l'air est alors aspiré par un ventilateur, par l'intermédiaire de conduites et de bouches d'aspiration dans des locaux dits locaux techniques (tels les sanitaires ou une cuisine), et de l'air frais pénètre dans la maison ou l'immeuble par des entrées d'air dans des pièces telles par exemple une chambre ou une salle de séjour. L'air frais, qui pénètre dans la maison ou l'immeuble, traverse donc une pièce avant d'être aspiré par le ventilateur du système de ventilation mécanique contrôlée. Cet air n'est pas filtré et les poussières et autres impuretés qu'il transporte traversent la maison ou l'immeuble en se déposant partiellement au passage. Afin d'assurer un bon renouvellement de l'air, des normes prévoient qu'aucun dispositif ne doit perturber la pénétration de l'air dans la maison ou l'immeuble. Il n'est donc pas permis de placer un filtre directement en amont ou en aval d'une entrée d'air. En effet, la seule présence du filtre, même neuf occasionne une perte de charge suffisante pour empêcher l'air de pénétrer à l'intérieur de la pièce correspondante. Cette pièce n'est alors plus ventilée. Il existe des dispositifs de filtration pour épurer l'air dans une habitation. Ces dispositifs font passer l'air se trouvant dans l'habitation sur un filtre à laide d'un ventilateur. L'air de la pièce est brassé et petit à petit purifié. Ces dispositifs présentent l'inconvénient d'être encombrants, parfois bruyants, chers et pas toujours très efficaces. Les débits d'air filtré sont importants et le courant d'air créé est sensible. La présente invention propose alors de fournir un dispositif de filtration pouvant être associé à une entrée d'air sans risquer de faire diminuer le débit d'air traversant l'entrée d'air associée. De préférence, ce dispositif permettra une filtration efficace, sera dun prix de revient peu élevé, sera silencieux car il est destiné à fonctionner en permanence et ne créera pas de courant d'air. À cet effet, le dispositif de filtration qu'elle propose est destiné notamment à épurer l'air pénétrant dans un local ou similaire. Selon l'invention, il comporte - des moyens pour collecter l'air à épurer, - des moyens de filtration, et - des moyens moteurs pour faire passer l'air collecté au travers des moyens de filtration, un espace libre étant prévu en amont des moyens de filtration. Ainsi, l'air entrant est collecté et dirigé vers des moyens de filtration. Des moyens moteurs permettent de compenser la perte de charge occasionné par le passage au travers des moyens de filtration. L'espace libre garantit que l'air pénétrant dans le local pourra toujours y pénétrer, même si les moyens de filtration sont obturés. Dans une première forme de réalisation, les moyens pour collecter l'air à épurer comportent un premier canal dans lequel débouche une entrée d'air ainsi qu'un second canal, espacé du premier canal, relié aux moyens de filtration ou aux moyens moteurs et réalisé dans un matériau souple. Lorsque ce dispositif est destiné à équiper une fenêtre ou équivalent munie d'une entrée d'air, alors le premier canal permet avantageusement de conduire l'air à épurer depuis l'entrée d'air jusqu'à un bord de la fenêtre ou similaire s'étendant sensiblement verticalement, les moyens de filtration et les moyens moteurs s'étendent de préférence le long du bord s'étendant sensiblement verticalement, et le second canal dévie avantageusement le flux d'air sortant du premier canal vers les moyens de filtration ou les moyens moteurs. Pour réduire les bruits extérieurs comme le prévoient les normes acoustiques, une partie au moins des parois internes du premier canal est par exemple tapissée de mousse acoustique. Un mode de réalisation prévoit que les moyens de filtration comportent un filtre opacimétrique en forme de poche ainsi qu'un support comportant une partie formant boîtier et une partie formant couvercle, chacune de ces parties comportant des nervures s'étendant sensiblement dans la direction du flux d'air et présentant une hauteur croissante d'amont en aval du flux d'air. Le filtre opacimétrique permet par exemple de filtrer les particules dont le diamètre est supérieur ou égal à 0,3 pm. En plus ou en remplacement d'un filtre opacimétrique, on peut aussi prévoir que les moyens de filtration comportent au moins un filtre au charbon actif monté chacun dans un contour comportant des faces ajourées. Dans ce dernier cas, le dispositif selon l'invention comporte, dans un mode de réalisation préférentiel, deux filtres au charbon actif et les deux cadres portant les filtres sont solidaires l'un de l'autre et forment un ensemble en V pivotant autour d'un axe passant sensiblement par la pointe du V. Les moyens moteurs comportent par exemple un moteur électrique entraînant au moins une turbine aspirant de l'air à travers les moyens de filtration et le refoulant dans un diffuseur à la sortie duquel est placée au moins une grille. Afin de pouvoir contrôler le bon fonctionnement du dispositif selon l'invention, ce dernier comporte avantageusement en aval des moyens de filtration un capteur de vitesse permettant de mesurer la vitesse de l'air passant dans le dispositif. La mesure de la vitesse permet de connaître le débit traversant les moyens de filtration. Si ce dernier diminue sensiblement, il faut alors envisager un changement de filtres. De toute façon, l'invention sera bien comprise à laide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemple non limitatif une forme de réalisation préférée d'un dispositif selon l'invention. Figure 1 en est une vue en perspective, partiellement en coupe, Figure 2 est une vue en coupe à échelle agrandie d'un premier filtre monté dans un porte-filtre, Figure 3 est une vue en perspective à échelle agrandie d'un second filtre et de son porte filtre, et Figure 4 est une vue en coupe à échelle agrandie des moyens d'aspiration du dispositif. La figure 1 représente un battant de fenêtre 2 muni d'une entrée d'air 4 représentée en pointillés ainsi qu'un dispositif de filtration selon l'invention. Le battant de fenêtre 2 est monté pivotant autour d'un axe vertical à l'aide de gonds 6 (dont un seul est représenté au dessin). L'entrée d'air 4 est intégrée dans une traverse 8 horizontale placée dans la partie supérieure du battant de fenêtre 2. Le dispositif de filtration associé à l'entrée d'air 4 comporte un déviateur latéral 10, un collecteur 12, un premier dispositif de filtration 14, un second dispositif de filtration 16, un ensemble moteur 18 et un ensemble diffuseur 20. Le déviateur latéral 10 comprend un profilé en forme de U placé sur la traverse 8 de telle sorte que les extrémités libres des branches du U soient au contact de la traverse 8. Le profilé recouvre l'entrée d'air 4 et s'étend vers le bord du battant de fenêtre 2 muni de gonds 6. L'extrémité du profilé situé du côté de l'entrée d'air est fermée tandis que celle située près des gonds 6 est ouverte. Le déviateur 10 comporte ainsi un canal qui conduit l'air entrant dans l'entrée d'air 4 vers le bord du battant de fenêtre 2 muni de gonds 6. Une partie des parois internes de ce canal est tapissée de mousse acoustique. Afin de limiter la vitesse de sortie de l'air hors du déviateur 10, l'extrémité du profilé est munie d'un diffuseur 22. Les pertes de charge à la sortie du déviateur 10 sont ainsi limitées. Des aubes directrices fixes 24 sont montées dans le diffuseur 22 et dirigent l'air sortant du déviateur latéral 10 vers le collecteur 12. Le déviateur latéral 10 peut se fixer par clipsage sur une semelle non représentée au dessin et solidaire de la traverse 8. Il peut être usiné lors du montage pour s'adapter au mieux à l'entrée d'air 4 et au battant de fenêtre 2. Les autres éléments du dispositif de filtration sont placés à côté du dormant de la fenêtre 2 et s'étendent verticalement le long de celui-ci. L'air sortant du déviateur latéral 10 traverse ce dispositif de haut en bas. Il passe tout d'abord dans le collecteur 12. Un espace libre 26 est prévu entre la sortie du déviateur latéral 10 et de son diffuseur 22 et l'entrée dans le collecteur 12. Cet espace libre 26 garantit que l'air passant dans l'entrée d'air 4 peut être diffusé à l'intérieur du local muni du battant de fenêtre 2 même lorsque les dispositifs de filtration 14 et 16 sont bouchés ou encrassés ou que l'ensemble moteur 18 est à l'arrêt. Le canal à l'intérieur du déviateur latéral 10 présente une section suffisante pour empêcher tout risque de se boucher par des impuretés passant par l'entrée d'air 4. La distance entre le diffuseur 22 et le collecteur 12 peut être d'environ 15 à 20 cm. Le collecteur 12 est une pièce tubulaire de forme coudée. I1 est placé face au diffuseur 22 du déviateur latéral 10 et est réalisé dans un matériau souple, par exemple une matière synthétique. Ainsi, lorsque le battant de fenêtre 2 s'ouvre, si le diffuseur 22 vient au contact du collecteur 12, l'ouverture de la fenêtre ne sera que très légèrement perturbée. Bien entendu, il peut aussi être prévu de réaliser le diffuseur 22 dans un matériau souple également. On a alors l'un et/ou l'autre du diffuseur 22 et du collecteur 12 réalisé dans un matériau souple. Du côté du diffuseur 22, le collecteur 12 présente une ouverture qui est sensiblement perpendiculaire aux aubes directrices fixes 24. Le collecteur 12 capte le flux d'air chargé d'impuretés sortant par le déviateur latéral 10 et le dirige vers le premier dispositif de filtration 14. En sortie de collecteur 12, le flux d'air est sensiblement vertical et il se dirige de haut en bas. Le premier dispositif de filtration 14 comporte un boîtier 28 muni d'une porte 30 montée pivotante. Un filtre 32 est placé dans le boîtier 28. Ce dispositif est représenté en coupe sur la figure 2. Le boîtier 28 est de forme parallélépipèdique. Sa plus grande dimension s'étend verticalement. Il est fixé sur la paroi dans laquelle est montée la fenêtre. La porte 30 forme la face du boîtier 28 opposée à la paroi. Elle est montée pivotante autour d'un axe vertical. Pour permettre le passage de l'air, les faces supérieures et inférieures du boîtier sont ouvertes. On retrouve donc une forme générale tubulaire cylindrique de section carrée ou rectangulaire. Le filtre 32 est un filtre opacimétrique à haute efficacité. Il permet par exemple de filtrer et d'arrêter des particules présentant un diamètre supérieur ou égal à 0,3 Cun. Il constitue une poche présentant une ouverture rectangulaire et une forme générale de coin. Les dimensions du filtre 32 sont bien entendu adaptées à celles du boîtier 28. Dans le boîtier 28 se trouve, en partie supérieure et non représenté, un épaulement permettant l'accrochage du filtre 32 au niveau de son ouverture. La face interne du boîtier placée contre la paroi dans laquelle est montée la fenêtre ainsi que la face interne de la porte 30, sont équipées de nervures 34. Ces dernières ont pour but de maintenir le filtre 32 en position dans le boîtier 28. Elles s'étendent perpendiculairement à la face à laquelle elles sont fixées et de haut en bas. La hauteur de chaque nervure est sensiblement nulle dans la partie supérieure du boîtier 28, tandis qu'elle est sensiblement égale à la moitié de la profondeur du boîtier dans la partie inférieure du boîtier. La face extérieure du filtre 32 peut ainsi venir en appui contre les nervures 34 et l'air traversant le filtre 32 n'est pas gêné par ces supports. En maintenant de la sorte le filtre, toute sa surface filtrante peut être utilisée. Le second dispositif de filtration 16 est disposé directement en aval du premier 14. I1 comporte également un boîtier 36 de forme générale cylindrique tubulaire de section carrée ou rectangulaire correspondant à la section du premier boîtier 28 et est muni d'une porte 38. Ce boîtier 36 est fixé sur la même paroi que le boîtier 28 du premier dispositif de filtration 14 et la porte 38 est montée de manière identique à la première porte 30. Ce second boîtier 36 sert de logement à deux filtres 40 montés dans un support 42 représenté plus en détails sur la figure 3. Ce support 42 est réalisé à l'aide de six profilés 44 en U et de barres de liaison 46. Trois profilés 44 sont montés ensemble de manière à former un cadre destiné à recevoir un filtre 40. Ces profilés sont disposés de manière à former un U et deux barres de liaison 46 relient les deux extrémités libres de ce U. On a ainsi un cadre rectangulaire fermé sur trois côtés et ouvert sur le quatrième, de manière à pouvoir y glisser un filtre. Deux cadres ainsi formés sont ensuite reliés de façon à former un V, les extrémités libres du V comportant les barres de liaison 46. Le support 42 formé par les deux cadres est monté pivotant autour d'un axe de pivotement 48 placé à proximité de la pointe du V, sensiblement parallèlement à la ligne de liaison des deux cadres. Le support 42 est monté dans le second boîtier de telle sorte que lorsque la porte 38 du second boîtier est ouverte, le support 42 puisse basculer en pivotant autour de son axe 48 vers l'extérieur du boîtier 36. Des paliers non représentés sont avantageusement prévus sur les parois intérieures du boîtier pour recevoir l'axe 48 horizontalement. Les filtres 40 sont par exemple des filtres au charbon actif en fibre polyester imprégnée. Ces filtres 40 sont montés dans un contour 50 en carton ajouré. Ils se présentent ainsi sous la forme d'une cartouche filtrante pouvant prendre place dans le support 42. La figure 4 montre en coupe l'ensemble moteur 18 et l'ensemble diffuseur 20. La partie inférieure du second dispositif de filtration 16, ou plus précisément du second boîtier 36, est également représentée sur cette figure. L'ensemble moteur comporte un moteur 52 électrique entraînant une turbine constituée de deux roues à aubes 54 à double ouïes. Le moteur 52 comporte un arbre traversant et une roue à aubes 54 est montée à chaque extrémité de l'arbre du moteur, c'est à dire de chaque côté de celuici. La présente turbine est une turbine centrifuge à aspiration. Le moteur 52 est de préférence piloté électroniquement. Un interrupteur 56 permettant de couper, ou d'établir, l'alimentation électrique du moteur 52 peut être prévu. Cet ensemble moteur 18 permet d'aspirer l'air passant par l'entrée d'air 4 dans le collecteur 12 et par les deux dispositifs de filtration et permet de le refouler, une fois épuré, par l'ensemble diffuseur 20. Un relativement petit moteur 52, peu bruyant, suffit à assurer cette tâche. En effet, avec des dispositifs de filtration tels que ceux décrits ci-dessus, il est possible d'avoir une perte de charge de seulement quelques dizaines de Pascal. Il est aussi possible avec une turbine correspondant à celle décrite d'obtenir des débits habituellement rencontrés avec des entrées d'air utilisées en association avec des ventilations mécaniques contrôlées simple flux de l'ordre de quelques dizaines de mètres cubes à l'heure. En sortie de l'ensemble moteur 18, deux diffuseurs 58, un pour chaque roue à aubes 54, sont avantageusement prévus. Ils permettent de diminuer la vitesse de l'air purifié rejeté par le dispositif. Ainsi, il n'y a pas de sensation de courant d'air en sortie de dispositif mais juste un faible souffle. Les diffuseurs peuvent être à profil curviligne de façon à transformer efficacement l'énergie cinétique de l'air en énergie de pression avec un minimum de pertes. L'air sort alors en passant soit par une grille frontale 60, soit par deux grilles latérales 62. Il n'est pas prévu de laisser l'air sortir verticalement vers le bas. Une carte électronique 64 de commande et de régulation est prévue sur la face inférieure de l'ensemble diffuseur 20. Le dispositif selon l'invention est également muni d'un capteur 66 permettant de mesurer la vitesse de l'air en aval des dispositifs de filtration. Il est possible, grâce à ce dispositif, de mesurer la vitesse et donc aussi le débit de l'air en aval des filtres. Cette mesure permet d'estimer le niveau d'encrassement des filtres. Le dispositif décrit ci-dessus peut se poser facilement. Avantageusement, il se présente en deux parties, le déviateur d'un côté et le reste du dispositif de l'autre côté. Si les deux boîtiers 28 et 36 sont solidaires des ensembles moteur 18 et diffuseur 20, le montage de cette partie peut se faire à l'aide de deux vis. Il suffit ensuite de raccorder le dispositif électriquement. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas au mode de réalisation préférentiel décrit ci-dessus à titre d'exemple non limitatif ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. Le dispositif selon l'invention peut également être associé à une entrée d'air située non pas sur un battant de menuiserie, mais sur un dormant et aussi sur un caisson de volet roulant. Il s'adapte tout aussi bien à une prise d'air sur conduit traversant un mur extérieur. Le dispositif décrit s'étend essentiellement verticalement à côté d'une fenêtre. Dans certains cas particuliers, il peut aussi s'étendre dans toute autre direction, horizontale par exemple. Ainsi, pour une baie vitrée s'étendant sur toute la largeur d'une pièce, il est possible de monter le dispositif selon l'invention le long du bord supérieur de la baie, horizontalement. La forme et le mode de fixation des différents éléments peuvent être librement modifiés, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Le dispositif peut également être monté sur la menuiserie du côté du battant ou bien du dormant. Son encombrement réduit peut permettre dans certains cas un tel montage. Le dispositif peut également fonctionner avec un seul filtre, ou bien au contraire avec trois, voire plus, filtres. Selon les impuretés que l'on souhaite retenir au niveau des dispositifs de filtration, des filtres de nature différente de celle des filtres décrits ci-dessus pourront être choisis. L'ensemble moteur aspire l'air à épurer à travers les filtres et se trouve donc en aval des filtres. Un montage de l'ensemble moteur en amont des filtres est également possible. I1 suffit d'adapter alors la turbine utilisée. Les divers diffuseurs utilisés permettent un meilleur fonctionnement du dispositif et un plus grand confort pour les utilisateurs. Bien entendu, l'un ou plusieurs de ces diffuseurs peut être omis selon le cas de figure rencontré. REVENDICATIONS 1. Dispositif de filtration destiné notamment à épurer l'air pénétrant dans un local ou similaire, caractérisé en ce qu'il comporte - des moyens (12) pour collecter l'air à épurer, - des moyens de filtration (14,16), et - des moyens moteurs (18) pour faire passer l'air collecté au travers des moyens de filtration, un espace libre (26) étant prévu en amont des moyens de filtration. 2. Dispositif de filtration selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour collecter l'air à épurer comportent un premier canal (10) dans lequel débouche une entrée d'air (4) ainsi qu'un second canal (12), espacé du premier canal, relié aux moyens de filtration (14) ou aux moyens moteurs (18) et réalisé dans un matériau souple. 3. Dispositif de filtration selon la revendication 2, destiné à équiper une fenêtre ou équivalent munie d'une entrée d'air (4), caractérisé en ce que le premier canal (10) permet de conduire l'air à épurer depuis l'entrée d'air (4) jusqu'à un bord de la fenêtre ou similaire s'étendant sensiblement verticalement, en ce que les moyens de filtration (14,16) et les moyens moteurs (18) s'étendent le long du bord s'étendant sensiblement verticalement, et en ce que le second canal (12) dévie le flux d'air sortant du premier canal (10) vers les moyens de filtration (14) ou les moyens moteurs (18). 4. Dispositif de filtration selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'une partie au moins des parois internes du premier canal (10) est tapissée de mousse acoustique. 5. Dispositif de filtration selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de filtration (14) comportent un filtre opacimétrique (32) en forme de poche ainsi qu'un support comportant une partie formant boîtier (28) et une partie formant couvercle (30), chacune de ces parties comportant des nervures (34) s'étendant sensiblement dans la direction du flux d'air et présentant une hauteur croissante d'amont en aval du flux d'air. 6. Dispositif de filtration selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de filtration (16) comportent au moins un filtre (40) au charbon actif monté chacun dans un contour (50) comportant des faces ajourées. 7. Dispositif de filtration selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte deux filtres (40) au charbon actif et en ce que les deux cadres portant les filtres sont solidaires l'un de l'autre et forment un ensemble en V (42) pivotant autour d'un axe (48) passant sensiblement par la pointe du V. 8. Dispositif de filtration selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens moteurs (18) comportent un moteur électrique (52) entraînant au moins une turbine (54) aspirant de l'air à travers les moyens de filtration (14,16) et le refoulant dans un diffuseur (20) à la sortie duquel est placée au moins une grille (60,62). 9. Dispositif de filtration selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte en aval des moyens de filtration (14,16) un capteur de vitesse (66) permettant de mesurer la vitesse de l'air passant dans le dispositif.