Brevet FR2809995A1 — publié le 20011214

Dispositif de filtration d'air pour véhicule . La présente invention relative aux dispositifs de filtration d'air pour véhicules. Plus particulièrement l'invention concerne un dispositif de filtration d'air pour véhicule, comportant un médium filtrant destiné à être traversé par un flux d'air à filtrer chargé d'au moins un produit témoin (arrêté ou non par le filtre) indiquant la presence, dans le flux d'air, de polluants arrêtés par le filtre. Les filtres connus ce type sont normalement remplacés régulièrement, pour pallier leur saturation progressive. Toutefois, la fréquence de remplacement des filtres à air existants est determinée empiriquement en fonction de vitesses de saturation moyennes des filtres à air, de sorte que - lorsque le filtre a air est utilisé dans un environnement peu pollué, il remplacé trop tôt, avant la fin de sa durée de vie, - et inversement, lorsque le filtre à air est utilisé dans un environnement tres pollué, il est remplacé trop tard, alors qu'il est dej' saturé, de sorte que le filtre ne fonctionne pas correctement dans la période précédant son remplacement. La présente invention notamment pour but de pallier cet inconvénient. A cet effet, selon l'invention, un dispositif de filtration d'air du genre en question est caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de pollution (solidaire du médium filtrant ou le cas échéant boîtier du filtre) adapté pour - mesurer une quantite cumulée dudit produit témoin ayant pénétré dans le filtre à air avec le flux d'air depuis la mise en service dudit filtre à air, - et signaler la fin de vie du filtre lorsque ladite quantité cumulée du produit témoin atteint une valeur limite. Grâce à ces dispositions, le capteur fournit une indication sur la nécessité de changer ou non le filtre à air, de sorte que son remplacement peut être effectué à bon escient. Dans des modes de réalisation préféres de l'invention, on peut éventuellement avoir recours outre à 'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - le capteur de pollution est solidaire du médium filtrant ; - le capteur de pollution comporte au moins un réactif en contact avec le flux d'air et adapté pour réagir avec ledit produit témoin selon une réaction chimique ; - le capteur comporte au moins un produit indicateur (pouvant éventuellement être constitué par le réactif susmentionné lui-même) visible depuis l'extérieur du capteur et adapté pour changer de couleur lorsque ladite réaction chimique présente un degré d'avancement correspondant normalement (statistiquement) à un degré predéterminé de saturation du médium filtrant ; - le produit témoin est le dioxyde de carbone et le réactif est adapté pour réagir avec le dioxyde de carbone, qui est bien adapté notamment pour signaler la presence de polluants gazeux ; - le réactif forme un milieu poreux contenu dans un conduit qui s'étend entre une extrémité d'entrée d'air communiquant avec l'amont du milieu filtrant et une extrémité de sortie d'air, ledit produit indicateur étant disposé dans le conduit en aval du réactif ; - le réactif est adapté pour réagir avec ledit produit témoin selon un front d'avancement de réaction qui se déplace progressivement depuis l'extrémité d'entrée du conduit jusqu'au produit indicateur au cours de la durée de vie du médium filtrant ; - ledit produit indicateur est indicateur coloré réaction acido-basique ; le réactif est une base faible ; - la base faible est choisie parmi hydroxyde de calcium, l'hydroxyde de magnésium et hydroxyde de potassium ; - l'indicateur coloré est choisi parmi le bleu de thymol, la phénolphtaléine, la thymolphtaléine, le rouge de phénol le jaune d'alizarine ; le réactif est mélangé à un matériau pulvérulent inerte. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de description suivante de deux de ses formes de réalisation, données à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins joints. les dessins la figure 1 est une vue schématique représentant un véhicule automobile pouvant être équipé d'un filtre à air selon l'invention, - la figure 2 est une vue en plan d'un filtre à air selon une première forme de réalisation de l'invention, susceptible d'équiper le véhicule de la figure 1, - la figure 3 est une vue de détail en coupe montrant le capteur de pollution du filtre de la figure 2, - et la figure 4 est une vue similaire à la figure 3, dans une deuxième forme de réalisation de 1 invention. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. la figure 1 représente un véhicule automobile V dont l'habitacle est équipé d'un filtre à air adapté pour filtrer un flux d'air frais F entrant dans l'habitacle du véhicule et/ou un flux d'air recyclé R provenant de l'habitacle du véhicule et destiné à retourner dans cet habitacle. Le filtre à air 1 est adapté pour arrêter des particules solides ou liquides en suspension dans l'air, ainsi des polluants gazeux nuisibles à la santé et/ou au confort des passagers du véhicule. I1 peut s'agir particulier d'un filtre à odeurs. Comme représenté sur les figures 2 et 3, le filtre à air se présente généralement sous la forme d'une plaque plane de médium filtrant 2, qui présente deux faces principales parallèles perméables, savoir une face d'amont 2a et une face d'aval 2b. Le médium filtrant 2 est généralement constitué une feuille plissée de papier filtre ou autre matériau perméable, associé le cas échéant à un ou plusieurs matériaux adsorbant supplémentaires (par exemple charbon actif ou autre) et éventuellement à des produits actifs diffusant dans l'air filtré et/ou réagissant avec l'air qui traverse le filtre. Pour faire étanchéité avec un cadre ou boîtier dans lequel est engagé le filtre en cours d'utilisation, le filtre comporte en outre un joint d'étanchéité annulaire péripherique 3. Enfin, le filtre 2 comporte également un capteur pollution 4 qui est avantageusement solidaire du médium filtrant 2 et du joint 3, le capteur 4 étant de préférence intégre dans le médium filtrant 2. Selon l'invention, le capteur de pollution 4 adapté pour - mesurer une quantité cumulée, depuis la mise en service dudit filtre à air, d'un produit témoin (en l'occurrence le dioxyde de carbone C02) transporté par l'air arrivant sur le filtre et représentatif de la pollution transportée par ce flux d'air (en l'occurrence, la quantité de C02 transporté par le flux d'air F ou R est représentative notamment de la quantité de polluants gazeux transportés par ce flux d'air), - et signaler la fin de vie du filtre lorsque ladite quantité cumulée du produit témoin atteint valeur limite. A cet effet, le capteur de pollution 4 comporte avantageusement un réactif en contact avec le flux d'air R et de préférence traversé par ce flux d'air. Ce réacti est adapté pour réagir avec ledit produit témoin selon réaction chimique et il est associé à un produit indicateur (pouvant éventuellement être constitué par le réactif susmentionné lui-même) adapté pour changer de couleur lorsque ladite réaction chimique présente un degré d'avancement correspondant normalement à un degré prédéterminé de saturation du filtre 1 (d'après des données statistiques préalables déterminées une fois pour toutes lors de la conception du filtre). Le réactif et le produit indicateur sont contenus dans un conduit poreux 5 qui est délimité par - un premier tube extérieur 6 de verre ou autre, tube présentant une paroi latérale 7 annulaire extérieure qui s'étend entre, d'une part, un fond transparent 8 percé d'un ou plusieurs trous 8a sur la face amont 2a du filtre, et d'autre part, une face 9 ouverte tout au moins perméable, débouchant sur la face d'aval 2b, le fond 8 du tube 6 étant également solidaire d'une paroi annulaire intérieure 8b qui se raccorde avec etanchéité audit fond 8 autour du trou 8a et qui s'étend vers l'aval au centre de la paroi extérieure 7 ; - et un second tube 10 en verre ou autre, contenu dans le tube 6 et solidarisé à celui-ci (par exemple par ponts de matière non représentés qui relient mécaniquement les tubes 6 et 10), qui présente une paroi latérale 11 s'étendant entre un fond fermé 12 au niveau de la face d'aval 2b du filtre et une face ouverte débouchant près du fond 8 du tube 6 entre les parois 7 et 8b du tube 6. Le conduit 5 contient - une base faible telle que par exemple l'hydroxyde de calcium CaOH, l'hydroxyde de magnesium Mg(OH)2 et l'hydroxyde de potassium KOH, de préférence sous forme solide pulvérulente, pouvant notamment être mélangée un matériau pulvérulent inerte tel que des particules de verre, de silice ou de matière plastique, - et une pastille poreuse annulaire 14 indicateur coloré acido-basique contenue dans le tube 6 près du fond 8, l'indicateur coloré étant par exemple choisi parmi le bleu de thymol, la phénolphtaléine, la thymolphtaléine, le rouge de phénol et le 'aune alizarine. Le milieu poreux 13 contenant la base faible remplit de préférence l'espace compris à l'intérieur la paroi annulaire 8b et l'espace annulaire compris entre les parois 8b et 11, et ce milieu poreux remplit en outre au moins une partie de l'espace compris entre les parois et 7, depuis la pastille 14 d'indicateur coloré jusqu'à 'extrémité de la paroi 11. Ainsi, lors de l'utilisation du filtre 1, une partie du flux d'air F ou R pénètre dans le tube 6 le trou 8a, et chemine vers la face 2b du filtre à l'intérieur la paroi annulaire 8b, puis vers la face 2a entre les parois annulaires 8b et 11 jusqu'à la pastille 14 d'indicateur coloré, puis dans l'espace libre compris entre les parois annulaires 7 et 11 vers l'aval du filtre. Au fur et à mesure de l'utilisation du filtre 1, la base faible contenue dans le conduit 5 réagit avec le dioxyde de carbone amené par le flux d'air F, R, lequel dioxyde de carbone se transforme en acide carbonique au contact du milieu 13. I1 se crée de cette façon une zone de faible pH au voisinage du trou 8a, séparée par un front 15 d'une zone de plus fort pH n'ayant pas encore réagi avec le dioxyde de carbone. Ce front 15 progresse vers la pastille 14 au fur et à mesure de l'usure du filtre 1. Lorsque tout le milieu basique a réagi avec le dioxyde de carbone ayant traversé le capteur 4, le front 15 atteint la pastille 14 d'indicateur coloré, qui change de couleur. La quantité de base faible contenue dans le capteur pollution 4 est choisie pour que changement de couleur de la pastille 14 corresponde normalement à une saturation du filtre 1, ou tout au moins à une saturation prochaine du filtre, de façon à signaler alors à utilisateur ou à un agent d'entretien qu'il est temps de changer le filtre à air 1. En variante, le capteur 4 pourrait éventuellement comporter uniquement le tube 6, auquel cas la pastille 14 indicateur coloré serait disposée près de la face d'aval 9 de ce tube et serait visible par la face d'aval 2b du filtre 1. On notera que dans tous les modes de réalisation de 'invention, le capteur de pollution 4 pourrait être solidarisé avec une partie non amovible du dispositif de filtration, par exemple avec le boîtier dans lequel est fixé le filtre 1, pourvu que le capteur soit en contact avec le flux d'air F, R et de préférence soit traversé par partie de ce flux. Dans ce cas, le capteur 4 serait de préférence fixé de façon amovible sur le boîtier du filtre, de façon à pouvoir être remplacé en meure temps que le filtre 1. REVENDICATIONS 1. Dispositif de filtration d'air pour véhicule, comportant un médium filtrant (2) destiné à être traversé par un flux d'air à filtrer (F, R) chargé d'au moins un produit témoin indiquant la présence, dans le flux d'air, de polluants arrêtés par le filtre, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de pollution (4) adapté pour - mesurer une quantité cumulée dudit produit témoin ayant pénétré dans le filtre à air (1) avec le flux d'air depuis la mise en service dudit filtre à air, - et signaler la fin de vie du filtre lorsque ladite quantité cumulée du produit témoin atteint une valeur limite. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le capteur de pollution (4) est solidaire du médium filtrant (2). 3. Dispositif selon la revendication 1 la revendication 2, dans lequel le capteur de pollution (4) comporte au moins un réactif (13) en contact avec flux d'air (F, R) et adapté pour réagir avec ledit produit témoin selon une réaction chimique. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le capteur comporte au moins un produit indicateur (14) visible depuis l'extérieur du capteur (4) et adapte pour changer de couleur lorsque ladite réaction chimique présente un degré d'avancement correspondant normalement à un degré prédéterminé de saturation du médium filtrant (2). 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le produit témoin est le dioxyde de carbone et le réactif est adapté pour réagir avec le dioxyde de carbone. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou la revendication 5, dans lequel le réactif forme un milieu poreux (13) contenu dans un conduit (5) qui s'étend entre une extrémité d'entrée d'air (8a) communiquant avec 'amont du milieu filtrant (2) et une extrémité de sortie d'air (9) ledit produit indicateur (14) étant disposé dans le conduit (5) en aval du réactif. 7. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel le réactif est adapté pour réagir avec ledit produit témoin selon un front d'avancement de réaction (15) qui se déplace progressivement depuis l'extrémité d'entrée (8a) du conduit (5) jusqu'au produit indicateur (14) au cours de durée de du médium filtrant (2). 8. Dispositif selon la revendication 6 ou la revendication 7, dans lequel ledit produit indicateur (14) est un indicateur coloré de réaction acido-basique. 9. Filtre selon la revendication 8, dans lequel le réactif (13) est une base faible. 10. Filtre selon la revendication 9, dans lequel la base faible est choisie parmi l'hydroxyde de calcium, l'hydroxyde de magnésium et l'hydroxyde de potassium. 11. Filtre selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel l'indicateur coloré (14) est choisi parmi le bleu de thymol, la phénolphtaleine, la thymolphtaléine, le rouge de phénol et le jaune d' alizarine. 12. Filtre selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, dans lequel le réactif est melangé à un matériau pulvérulent inerte.