Brevet FR2843054A1 — publié le 20040206

- 1 DESCRIPTION DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé de nettoyage d'air par effet cyclone dans lequel l'air à nettoyer est concentré au coeur du cyclone, capté et nettoyé en permanence au travers de niveaux de filtration de natures différentes et complémentaires puis réinjecté dans le local sous forme du jet générateur du cyclone. L'effet cyclone est un procédé déjà appliqué dans les locaux industriels pour la diffusion d'air simple et double flux. L'effet cyclone, objet de la figure 1, consiste à diviser un jet principal en jets élémentaires orientés, par un jeu d'ailettes radiales notamment: le vecteur résultant (R) de chaque jet élémentaire provient des trois directions tangentielle (Vt), radiale (Vr) et axiale (Va). Dans l'effet cyclone simple flux, objet de la figure 2, l'air est aspiré au dessus de l'appareil, chauffé ou refroidi, puis injecté verticalement dans le local en jet cyclone. Le mélange avec l'air ambiant est le résultat de trois effets - le premier effet induit par la pénétration dans l'air du jet pulsé - le deuxième effet de dépression centrale verticale du bas vers le haut due à l'expansion du jet - le troisième effet du à une mise rotation de l'ensemble des masses d'air du local. Ce procédé est utilisé pour homogénéiser sans effet de souffle la température interne des locaux: en évitant notamment la stratification de l'air chaud en parties hautes en hiver, on réalise des économies très importantes de consommation d'énergie tout en obtenant la bonne température au bon endroit. Dans l'effet cyclone double flux, objet de la figure 3, l'air pulsé est généralement prélevé à l'extérieur du local, il est injecté dans le local suivant le même principe que pour l'effet cyclone simple flux. On utilise alors les courants ascendants de la dépression centrale verticale du bas vers le haut pour amener l'air situé sous le cyclone à portée d'une bouche de captage situé au coeur du cyclone. On obtient en quelque sorte une hotte aéraulique par analogie à une hotte à parois pleines. Des mesures effectuées sur site on donné des résultats encourageants dans les cas de particules fines en suspension dans l'air (brouillard d'huile, effluents légers, air pollué chaud...). Dans le procédé selon l'invention représenté par la figure 4, l'air est mis en mouvement par un ventilateur (a). Il est aspiré en (1) à la partie inférieure de l'appareil. Le transfert de l'air de la zone (1) à la zone (2), située à l'entrée dans le ventilateur, se fait au travers d'un premier étage de filtration. L'air passe ensuite dans le ventilateur d'ou il est pulsé dans la zone de détente (3) en passant au travers d'un deuxième étage de filtration. L'air est alors éjecté vers le bas sous forme d'un jet cyclone (4). L'effet cyclone provient, d'une part, de la vitesse initiale de l'air obtenue par la section de sortie de la zone de détente (3) et, d'autre part, de l'angle d'ouverture vers l'extérieur de la zone de détente (3). Ces deux paramètres déterminent la forme et la portée de la hotte aéraulique précitée qui couvre la zone d'émission des effluents (5). La dépression centrale verticale (6) du cyclone crée des courants ascendants (7) qui entraînent les effluents en suspension émis par la source (5) et les amène en zone de captage (1) o ils sont arrêtés pas les deux étages de filtration précités (e) et (f), et ainsi de suite. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme de mise en oeuvre de la présente invention en référence aux dessins annexés; il s'agit d'une hotte de cuisine implantée au dessus d'une table de cuisson. La figure 5 représente les différents éléments mis en oeuvre. La figure 6 représente l'appareil suivant l'invention vu du dessus et vu du dessous. Le figure 7 représente les différents composants de l'appareil suivant l'invention. Une hotte de cuisine suivant l'invention met en oeuvre: - Un ventilateur centrifuge (a) qui est monté libre de rotation dans un support (b) en forme de cuvette circulaire inversée dont le bord est ouvert suivant un angle (a). - A l'entrée d'air du ventilateur, une virole (c) qui est prolongée par un bord ouvert suivant un même angle (a) et parallèle au bord de l'élément (b). Les rives des bords des éléments (b) et (c) sont dans un même plan horizontal et à une certaine distance qui détermine la section (s.) d'expulsion de l'air en sortie de la zone de détente. - Un fond circulaire (d) qui supporte le premier étage cylindrique de filtration. Celui-ci est fixé à l'élément (c) autour de l'entrée d'air du ventilateur et constitue ainsi la zone (2) précitée. Dans le cas de la hotte de cuisine, ce premier étage de filtration pourrait être une combinaisons de filtre graisse et à particules. Le fond circulaire (d) sert de réceptacle d'écoulement des liquides arrêtés. L'ensemble serait amovible pour en permettre le nettoyage qui peut être, pour l'exemple considéré, une régénération des filtres dans un lave vaisselle. - Un deuxième étage de filtration qui est placé entre la sortie d'air du ventilateur et la zone de détente (3). Dans le cas de la hotte de cuisine, ce pourrait être une combinaison d'un filtre finisseur et d'un filtre à charbon actif pour le traitement des fumées et des odeurs. Ce deuxième étage de filtration sera aussi amovible pour en assurer l'entretien soit par régénération dans un lave vaisselle, soit par remplacement des médias filtrants consommables. - 3 Dans le cas o il soit nécessaire de changer la forme de la hotte aéraulique, le dispositif peut être complété par un système de déflecteur d'air dont un exemple non limitatif (g) est représenté figure 5. L'invention est innovante dans son principe de fonctionnement, en effet: L'air pulsé du cyclone constitue une hotte aéraulique qui isole la zone d'émission sans en y entraver l'accès comme le ferait un hotte physique. - Le cyclone génère un dépression centrale verticale du bas vers le haut qui amène à portée de captage les effluents en suspension dans lA zone concernée. On n'est donc pas contraint d'installer l'appareil suffisamment pré de la source pour que celle-ci soit soumise à l'influence directe de la bouche d'extraction. L'accès de la zone de captage reste libre. - L'influence directe de la bouche de captage n'est utile qu'au sommet de la dépression centrale du cyclone. On peut donc réduire les vitesses de l'air au niveau de la bouche de captage et de ce fait préserver les puissances consommées et surtout les niveaux de puissance acoustique du système. - N'étant plus contraint pas des vitesses d'air au niveau de la bouche de captage, on pourra limiter ou augmenter les débits d'airs en tant que de besoin en fonction de l'assainissement à réaliser. L'invention est aussi innovante dans ses conditions d'utilisation, en effet: - Chacun des deux étages de filtration peut combiner une successions de médias filtrants complémentaires adaptés pour arrêter intégralement les effluent et restituer de l'air propre et sans odeur. - Chacun des deux étages de filtration peut être instantanément retiré pour être soit remplacé ou régénéré par lavage et dépoussiérage pour un maintient permanent de l'efficacité du dispositif. - Chacun des deux étages de filtration peut être complété par un dispositif de traitement de l'air approprié: chauffage, refroidissement, traitement chimique. - 4 REVENDICATIONS - 1 - Procédé de nettoyage d'air par effet cyclone dans lequel l'air à nettoyer est attiré au coeur du cyclone, capté et nettoyé en permanence au travers de niveaux de filtration de natures différentes et complémentaires puis réinjecté dans le local sous forme du jet générateur du cyclone. - 2 - Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu' un ventilateur prélève l'air au centre du cyclone et le pulse en un jet expansé en forme de hotte aéraulique (4). (figure 4) - 3 - Procédé suivant la revendication 2 caractérisé en ce que l'expansion du jet d'air pulsé engendre une dépression centrale verticale qui crée des courants ascendants (6) qui amènent l'air à traiter à portée de captage au centre du cyclone. - 4 - Procédé suivant les revendications précédentes caractérisé en ce que l'air prélevé au coeur du cyclone passe successivement par deux étages de filtration et/ou de traitement de l'air combinant chacun les fonctions requises par les effluents à traiter. - 5 - Procédé suivant les revendications précédentes caractérisé en ce que le premier étage de filtration (d), la virole (c) et le deuxième étage de filtration(f) sont démontables pour leur entretien et la régénération et/ou remplacement des médias filtrants, le ventilateur (a) reste solidaire du support (b). (figure 7)