Brevet FR2865682A1 — publié le 20050805

DISPOSITIF DE PURIFICATION D'AIR POUR HABITACLE DE VEHICULE AUTOMOBILE L'invention concerne un dispositif de purification d'air pour habitacle de véhicule automobile. Dans les véhicule actuels, il est courant de purifier l'air circulant dans l'habitacle, soit issu de l'extérieur, soit recyclé. Le but est de filtrer la pollution et les odeurs, que ce soit les odeurs de tabac ou les gaz polluants tels que les gaz d'échappements, ou encore les particules allergisantes tels que les pollens. De manière traditionnelle, cette purification est réalisée à l'aide de filtres à charbon actif ou plus généralement à adsorbant quelconque, placés dans le circuit de circulation d'air d'un appareil typique de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation. Les molécules de gaz polluant ou les particules à éliminer sont retenues par un phénomène d'adsorption sur la surface poreuse du charbon actif. Or, la structure de ces filtres impose une forte perte de charge initiale et un colmatage rapide qui se traduit par une faible durée de vie. Il existe également des dispositifs autonomes permettant de filtrer l'air mais ils sont d'un encombrement important par rapport à la quantité d'air traité par heure. Pour résoudre ces problèmes, la présente invention propose un dispositif de purification d'air pour l'habitacle d'un véhicule automobile qui soit peu encombrant, efficace en terme de filtration et de durée de vie, avec un bon rendement en terme de volume d'air traité par heure, peu coûteux, et donc l'installation/la manutention sont aisées. Plus précisément, l'invention se rapporte à un dispositif de purification d'air pour habitacle de véhicule automobile, comprenant un boîtier muni d'une entrée d'air et d'une sortie d'air et renfermant au moins un organe de propulsion d'air et au moins un moyen de filtration, dans lequel l'organe de propulsion d'air est un pulseur de type tangentiel aspirant et propulsant l'air sensiblement perpendiculairement à son axe de rotation. Selon des modes de réalisation préférés de la présente invention: - l'axe de rotation du pulseur tangentiel est sensiblement parallèle à l'entrée d'air et à la sortie d'air, et il est muni de pales dressées 35 radialement et s'étendant transversalement au boîtier; - le dispositif comporte en outre une source lumineuse pour irradier le moyen de filtration, et le moyen de filtration est recouvert ou mélangée avec un réactif réagissant avec la lumière émise par la source lumineuse pour engendrer une réaction de photocatalyse avec des gaz traversant ledit dispositif afin de les éliminer. - Avantageusement, la source lumineuse est une lampe à rayons ultraviolets, et le réactif du moyen de filtration est un catalyseur photosensible autorégénérant tel que le TiO2; - selon le sens de propagation de l'air circulant à l'intérieur du boîtier, le pulseur tangentiel est placé avant la source lumineuse, elle- même étant placée avant le moyen de filtration, ou bien le pulseur tangentiel est placé après la source lumineuse, elle-même étant placée après le moyen de filtration; - le moyen de filtration est un filtre à charbons actifs ayant la 15 forme d'un accordéon; - le dispositif comprend en outre des moyens amovibles de fixation à un élément de l'habitacle de sorte que ledit dispositif est transportable; - le dispositif comporte également un capteur de pollution et 20 des bornes de connexion électrique pour l'alimentation de ses différents éléments; - le dispositif est par ailleurs muni d'un moyen d'échange thermique, tel qu'une résistance à coefficient de température positif et/ou un élément à effet Peltier; - le dispositif est de type modulable, les éléments le constituant tels que l'organe de propulsion d'air ou le moyen de filtration, étant indépendant les uns des autres et reliés fonctionnellement entre eux. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple et qui représentent respectivement: - la figure 1, une vue en perspective de dessus d'un dispositif de purification d'air pour habitacle de véhicule automobile conforme à la présente invention, - la figure 2 est une vue en perspective de côté du dispositif de purification de la figure 1, - la figure 3, une vue en coupe du dispositif de purification des figures 1 et 2, Les figures 1 à 3 représentent un dispositif 10 de purification d'air pour habitacle de véhicule. Ce dispositif de purification 10 se présente sous la forme d'un boîtier externe 12 de forme parallélépipédique, mesurant par exemple 190 mm de longueur, 150 mm de largeur et 60 mm de hauteur. Le boîtier 12 comporte une entrée d'air 14 se présentant sous la forme d'une grille munie d'une pluralité d'orifices traversant une paroi dudit boîtier 12, et une sortie 16 d'air filtré qui peut être également munie d'une grille d'aération. Dans la configuration présentée, l'entrée et la sortie d'air sont disposées sur une même face 15 articulée autour d'un axe 17 pour pouvoir accéder aux éléments internes présentés ci-après en vue de leur installation et de leur maintenance. Le boîtier externe 12 renferme une source lumineuse 20, un moyen de filtration d'air 30, un organe de propulsion d'air 40 et un capteur 50 de la qualité de l'air, et présente intérieurement des parois 18 formant un cône d'orientation de l'air sortant de l'organe de propulsion d'air 40 en direction du moyen de filtration 30. On entend par qualité de l'air la mesure de ses composés et plus précisément la détection des composés polluants, tels que des molécules nocives pour la santé des occupants du véhicule et/ou odorantes (fumée d'échappement de véhicule, NOx, CO, produit d'épandage...). Ce capteur est adapté pour mettre en route le dispositif de purification lorsqu'un certain seuil de composé polluant présent dans l'air a été atteint. Le boîtier 12 comporte également extérieurement un interrupteur 11 de type marche/arrêt, des moyens de fixation 60 à une partie de l'habitacle d'un véhicule, et des connecteurs électriques 70. Dans l'exemple de réalisation illustré, la source lumineuse 20 est une lampe 22 à rayons ultraviolets émettant dans la longueur d'onde 4.10-' m à 4.10-9 m. II s'agit d'une lampe sans plomb ni mercure qui est amorcé par un transformateur 24 délivrant une tension élevée, par exemple environ 600V. Le moyen de filtration 30 est dans le cas présent un filtre à charbons actifs 32 se présentant comme un accordéon semi rigide afin d'offrir une importante surface active au flux d'air le traversant, c'est-à-dire une surface de retenue des gaz. Le filtre 32 à charbons actifs est par ailleurs recouvert d'un réactif photosensible de type photocatalyseur autorégénérant tel que le TiO2 (dioxyde de titanium), ou plus exactement le TiO2 est intimement mélangé au charbon actif du filtre,c'est-à-dire en profondeur sur toute l'épaisseur du filtre, au sein de sa structure. L'organe de propulsion d'air 40 est un pulseur tangentiel 42 d'environ 30 mm de diamètre présentant un axe de rotation 44 sensiblement parallèle à l'entrée d'air 14 et à la sortie d'air 16. Le pulseur est muni de pales 46 dressées radialement à partir de l'axe 44 et s'étendant longitudinalement sur toute la largeur du boîtier 12. On entend par pulseur tangentiel un pulseur qui aspire l'air perpendiculairement à son axe de rotation et le propulse également perpendiculairement à son axe de rotation. A contrario, un pulseur radial aspire l'air parallèlement à son axe de rotation et le propulse perpendiculairement audit axe (c'est-à-dire latéralement), et un pulseur axial aspire et expulse l'air parallèlement à son axe de rotation en le vrillant. Le pulseur présente également un nez de pulseur 48 permettant de brasser l'air afin de le propulser. Le capteur 50 de qualité de l'air est un capteur 52 de pollution mesurant par exemple dans l'air les gaz odorants et/ou nocifs pour un être humain tel que le dioxyde ce carbone. Les moyens de fixation 60 rendent amovible le dispositif 10 de purification d'air et se présentent dans le cas présent sous la forme d'attaches, telles que des clips ou des ventouses. II est ainsi possible de fixer le dispositif 10 de purification d'air sur une vitre, ou de pouvoir l'accrocher sur la console centrale de la planche de bord, au plafond, sur la plage arrière ou à une portière du véhicule. Par ailleurs, le dispositif de purification peut être placé dans un réceptacle prévu à cet effet tel qu'un rail, auquel cas les moyens de fixations sont adaptés en conséquence. Le dispositif 10 de purification d'air est transportable d'un véhicule à un autre, et peut par exemple être alimenté par l'allume cigare Le fonctionnement de ce dispositif 10 de purification d'air pour 30 habitacle de véhicule automobile est le suivant. Selon le sens F de circulation de l'air circulant à l'intérieur du boîtier 12, le pulseur tangentiel 42 est placé avant la lampe à rayons ultraviolets 22, elle-même étant placée avant le filtre 32. Lorsque le capteur de pollution 52 détecte des composés à 35 filtrer, c'est-à-dire par exemple lorsque la quantité d'un type de gaz nocif présent dans l'air a dépassé un seuil de concentration déterminé, le dispositif de purification 10 se met alors en fonctionnement. A cet effet, l'air de l'habitacle est aspiré par le pulseur 42 au travers de la grille munie des orifices 14 d'entrée d'air. L'air traverse ensuite le pulseur 42 pour être propulsé par les pales radiales 46 selon la flèche F en direction du filtre 32. La lampe à rayons ultraviolets 22, alimentée en électricité par l'intermédiaire des connecteurs 70 et du transformateur 24, émet un faisceau lumineux ultraviolet en direction du filtre 22. Le catalyseur photosensible qui est ainsi irradié par la lumière réagit alors avec les gaz polluants présents dans le flux d'air, telles que des gaz d'échappement, ou de la fumée de cigarette et, par réaction de catalyse hétérogène avec les rayons ultraviolets, élimine lesdits gaz. Ensuite, le flux d'air filtré poursuit son déplacement et sort par la sortie d'air 16 en direction de l'habitacle, après avoir accomplie sensiblement 180 . Le photocatalyseur se régénère en permanence. Un organe d'échange thermique 80, tel qu'une résistance à coefficient de température positif (CTP) ou un élément à effet Peltier, est également prévu de manière optionnelle dans le boîtier 12 du dispositif de purification d'air 10 afin de réchauffer ou refroidir l'air expulsé dans l'habitacle par le pulseur tangentiel 42. Ce dispositif de purification d'air 10 est en outre modulable, c'est-àdire que chaque fonction primaire est disposée dans un sous-ensemble. Ainsi, afin de constituer le dispositif de filtration, le filtre 32 et la lampe à UV 22, c'est-à-dire la fonction de filtration, le pulseur tangentiel 42, c'est-à-dire la fonction de propulsion, la résistance à coefficient de température positif, c'est-à-dire la fonction de chauffage et, l'élément à effet Peltier, c'est-à-dire la fonction de refroidissement sont distincts et assemblés fonctionnellement dans l'ordre souhaité. Grâce à ce dispositif de purification d'air 10, il est donc possible d'améliorer notablement le confort des passagers par élimination des gaz polluants et des molécules indésirables, tels que les composés organiques volatils, notamment ceux présents dans la fumée de tabac, le CO2, les oxydes d'azote et de souffre présents dans les gaz d'échappement, ou les bactéries. Un tel dispositif présente, étant donnée ses dimensions réduites et son volume de 1,71 litres, un débit d'environ 55m31h sous 30 Pa de perte de charge. Dans les dispositifs similaires de l'art antérieur utilisant un pulseur radial ou axial, un tel débit est impossible à obtenir sauf à augmenter considérablement les dimensions du boîtier et du pulseur. Il doit être bien entendu toutefois que la description détaillée, donnée uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'Invention, ne constitue en aucune manière une limitation, les équivalents techniques étant également compris dans le champ de la présente invention. Ainsi, le filtre peut prendre d'autres formes que celle en accordéon. La bande de longueurs d'ondes de la source lumineuse est également adaptée au catalyseur photosensible utilisé. La lampe à rayons ultraviolets peut être remplacée par au moins une diode ou tout autre moyen d'émission de rayons ultraviolets. La grille de la sortie d'air peut être remplacée par un aérateur directionnel, obturable ou non. Le dispositif 10 de purification d'air peut être alimenté électriquement à partir d'un allume cigare ou de toute autre source d'énergie du véhicule; ou encore avec une prise de courant externe au véhicule, voire une batterie. Les moyens de fixations du dispositif de purification peuvent 20 être de tout type permettant une fixation définitive ou amovible. La résistance à coefficient de température positif peut être remplacée par tout type de moyen de chauffage adapté à un habitacle de véhicule et aux contraintes de compacité requises. II en est de même pour l'élément à effet Peltier qui peut être remplacé par un autre moyen équivalent tel qu'un échangeur. Le pulseur tangentiel 42 peut être placé après la lampe à rayons ultraviolets 22, elle-même étant placée après le filtre 32, selon le sens F de circulation du flux d'air traversant le dispositif de purification 10. Ainsi, l'air est aspiré par le pulseur tangentiel 42 afin de traverser le filtre 32 placé en amont et dont le catalyseur photosensible est illuminé par la lampe 22. Ensuite, l'air filtré s'échappe par la sortie d'air en direction de l'habitacle. Les pales peuvent prendre diverses formes: plane, arrondie, en forme de S. REVENDICATIONS 1. Dispositif (10) de purification d'air pour habitacle de véhicule automobile, comprenant un boîtier (12) muni d'une entrée d'air (14) et d'une sortie d'air (16) et renfermant au moins un organe de propulsion d'air (40) et au moins un moyen de filtration (30), caractérisé en ce que l'organe de propulsion d'air (40) est un pulseur (42) de type tangentiel aspirant et propulsant l'air sensiblement perpendiculairement à son axe de rotation (44). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'axe de rotation (44) du pulseur tangentiel (42) est sensiblement parallèle à l'entrée d'air (14) et à la sortie d'air (16), et il est muni de pales (46) dressées radialement et s'étendant transversalement au boîtier (12). 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une source lumineuse (20) pour irradier le moyen de filtration (30), et le moyen de filtration (30) est recouvert ou mélangé avec un réactif réagissant avec la lumière émise par la source lumineuse (20) pour engendrer une réaction de photocatalyse avec des gaz traversant ledit dispositif (10) afin de les éliminer. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel la source lumineuse (20) est une lampe (32) à rayons ultraviolets (22), et le réactif du moyen de filtration (30) est un catalyseur photosensible autorégénérant tell que le TiO2. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le pulseur tangentiel (42) est placé avant la source lumineuse (20), elle-même étant placée avant le moyen de filtration (30), selon le sens F de propagation de l'air circulant à l'intérieur du boîtier (12). 6. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le pulseur tangentiel (42) est placé après la source lumineuse (20), elle-même étant placée après le moyen de filtration (30), selon le sens F de propagation de l'air à l'intérieur du boîtier (12). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de filtration (30) est un filtre à charbons actifs (32) ayant la forme d'un accordéon. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens amovibles de fixation (60) à un élément de l'habitacle de sorte que ledit dispositif (10) est transportable. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte également un capteur de pollution (50) et des bornes de connexion électrique (70) pour l'alimentation de ses différents éléments. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est par ailleurs muni d'un moyen d'échange thermique (80) , tel qu'une résistance à coefficient de température positif, et/ou un élément à effet Peltier. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est de type modulable, les éléments le constituant tels que l'organe de propulsion d'air (40) ou le moyen de filtration (30), étant indépendant les uns des autres et reliés fonctionnellement entre eux.