Brevet FR2870755A1 — publié le 20051202

Dispositif de filtre de véhicule. La présente invention concerne le domaine des dispositifs de filtre généralement disposés dans un véhicule, notamment en avant du tablier séparant l'habitacle du compartiment moteur. Le filtre est généralement disposé en amont d'un système de climatisation du véhicule. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif de filtration de particules de plus ou moins forte granulométrie. Le document DE-A-196 06 800 décrit un cyclone de séparation d'air, de poussières et d'aérosols prévu pour la protection contre les agents nucléaires, biologiques et chimiques avec un rapport air propre/filtration de poussières qui est ajusté par un mouvement axial du tube du cyclone ou d'un tube de séparation placé dans la sortie. Les poussières sont évacuées par une sortie. Toutefois, un tel dispositif est relativement compliqué, encombrant et très onéreux. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. L'invention propose un dispositif de filtre de véhicule efficace, compact axialement, économique et peu sensible à l'encrassement. Le dispositif de filtre cyclone, selon un aspect de l'invention, comprenant une pluralité de d'éléments cyclone pour filtrer l'air, et une pluralité de réservoir de poussières indépendants les uns des autres, chaque réservoir de poussières étant associé à un élément cyclone pour recueillir les poussières récupérées par ledit élément cyclone. On évite ainsi que des poussières ne ressortent du réservoir sous l'effet de leur vitesse ou de mouvements d'air mal maîtrisés. Chaque réservoir de poussières peut comprendre une seule ouverture, ladite ouverture permettant le recueil des poussières récupérées par l'élément cyclone associé. 2870755 2 Dans un mode de réalisation de l'invention, le dispositif consiste en deux pièces rigides en matériau synthétique. La fabrication du filtre est alors particulièrement simple et économique. La précision de fabrication peut être élevée d'où une finition de bonne qualité. Dans un mode de réalisation de l'invention, le dispositif consiste en deux pièces rigides en matériau synthétique et un joint d'étanchéité. Le joint d'étanchéité peut comprendre une feuille de matériau souple pourvue de perforations. Le joint d'étanchéité est simple et peu onéreux. Dans un mode de réalisation de l'invention, une première pièce rigide comprend, pour chaque élément cyclone, un moyeu central, des ailettes disposées autour du moyeu, et une jupe circulaire s'étendant en aval des ailettes dans le sens d'écoulement de l'air. Dans un mode de réalisation de l'invention, une deuxième pièce rigide comprend, pour chaque élément cyclone, un bord circulaire pourvu d'un trou central, et une paroi de séparation pour former un réservoir annulaire apte à coopérer avec une extrémité d'une première pièce rigide pour recueillir des poussières entraînées en rotation. Dans un mode de réalisation de l'invention, les deux pièces rigides sont conformées pour coopérer ensemble et sont pourvues de moyens d'accrochage l'une avec l'autre. Leur montage est facile. Avantageusement, les moyens d'accrochage sont démontables. On bénéficie ainsi du fait qu'un filtre cyclone peut être nettoyé, ce qui évite d'avoir à procéder à une mise au rebut suivie d'un remplacement de filtre. Un tel filtre s'avère donc économique à l'usage et particulièrement écologique. Dans un mode de réalisation de l'invention, chaque pièce rigide est monobloc. Le filtre peut fonctionner seul. Le dispositif est alors bien adapté à des véhicules économiques circulant dans des zones géographiques où 2870755 3 les poussières présentent une forte granulométrie, par exemple sur pistes non revêtues, dans la mesure où le filtre cyclone est particulièrement efficace sur les particules de forte granulométrie. Le filtre cyclone peut être associé à un filtre pour poussières fines disposé en aval du filtre cyclone dans le sens de l'écoulement de l'air. Ce dispositif est bien adapté aux zones urbaines quand l'air est chargé de particules de granulométrie très variable. De plus, ce dispositif est bien adapté pour protéger un filtre fin aval, pour que le filtre fin aval ne se colmate pas trop vite. En d'autres termes, le filtre cyclone se présente sous la forme d'une cassette parallélépipédique, d'épaisseur nettement inférieure à sa longueur et à sa largeur et pourvue d'un grand nombre d'éléments cyclone disposés en rangées, avantageusement en quinconce. Chaque élément cyclone peut se présenter sous la forme d'une courte conduite cylindrique au travers de laquelle sont disposées des ailettes inclinées pour favoriser un mouvement tourbillonnaire de l'air, les ailettes étant reliées en leur centre à un moyeu. La sortie de la conduite comprend une ouverture centrale destinée à l'air propre et une ouverture annulaire périphérique destinée à recueillir les poussières de l'air centrifugé dans une chambre individuelle. Les chambres individuelles des éléments cyclones d'une cassette, étanches les unes par rapport aux autres peuvent être vidées par démontage de deux parties de la cassette. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels: -la figure 1 est une vue partielle en coupe axiale d'un filtre cyclone selon un mode de réalisation de l'invention; -la figure 2 est une vue en éclaté en perspective du filtre de la figure 1; et -la figure 3 est une vue en éclaté en perspective d'un élément de filtre cyclone selon un mode de réalisation de l'invention. Comme on peut le voir sur les figures, le filtre cyclone comprend une cassette 1, de forme parallélépipédique, réalisée en matériau synthétique venu de moulage en deux ou trois pièces. La cassette 1 présente une paroi supérieure 2 percée d'une pluralité de trous circulaires disposés en quinconce. Les trous circulaires sont ici au nombre de dix par rangée. Le nombre de rangées et le nombre de cyclones par rangée peuvent être adaptés à l'application choisie et au degré de filtration choisi. Dans chaque trou circulaire, est disposé un élément cyclone 3 pourvu d'une conduite 4 d'axe perpendiculaire à la paroi supérieure 2 et présentant une partie supérieure 4a cylindrique, une partie intermédiaire 4b tronconique convergeant à l'opposé de la paroi supérieure 2 et une partie inférieure 4c sensiblement cylindrique. L'élément cyclone 3 comporte également une pluralité d'ailettes 5 et un moyeu 6 disposés dans la partie supérieure cylindrique 4a de la conduite 4. Le moyeu 6 est une pièce pleine circulaire coaxiale à la conduite 4 et laissant libre une zone de forme annulaire dans laquelle sont disposées les ailettes 5. Les ailettes 5, ici au nombre de huit, sont inclinées circonférentiellement pour appliquer à un filet d'air entrant axialement dans la conduite 4 par la paroi 2 un mouvement de rotation en plus du mouvement axial, conférant ainsi un mouvement hélicoïdal qui permet une centrifugation des particules et poussières contenues dans l'air et plus lourdes que l'air lui-même. La paroi 2, la conduite 4, les ailettes 5 et moyeu 6 sont réalisés de façon monobloc par moulage d'une pièce en matériau synthétique. 2870755 5 La cassette 1 comprend, en outre, une paroi inférieure 7 percée des trous 8 en nombre égal au nombre d'éléments cyclone 3 et présentant un diamètre inférieur à celui de la partie inférieure cylindrique 4c de la conduite 4 pour former une sortie d'air purifié. Le bord de la paroi 7 périphérique aux trous 8 est relevé en direction de la conduite 4 pour former des rebords annulaires 9 offrant ainsi un passage annulaire entre la partie inférieure 4c de la conduite 4 et le rebord annulaire 9, permettant aux filets d'air centrifugé et aux poussières ainsi transportées de s'échapper hors du trou 8. Une paroi perpendiculaire 10 à la paroi inférieure 7 s'étend vers le haut à partir de ladite paroi inférieure 7 entre les parties inférieures 4c des conduites 4. La paroi perpendiculaire 10 est, avantageusement, commune à deux éléments cyclones 3 voisins. La paroi perpendiculaire 10 peut se présenter sous la forme d'une structure alvéolaire hexagonale monobloc avec la paroi inférieure 7, voir en particulier la figure 3. La paroi inférieure 7 et la paroi perpendiculaire 10 peuvent ainsi former une partie inférieure 11 de la cassette 1. La partie inférieure 11 peut comprendre, en outre, une jupe latérale 15 perpendiculaire la paroi inférieure 7. La cassette 1 comprend, ici, une membrane souple d'étanchéité 12 percée de trous circulaires 13 de diamètre sensiblement égal au diamètre extérieur des parties inférieures 4c des conduites 4. La membrane d'étanchéité 12 est disposée entre les parties inférieures 4c des conduites 4 et en contact avec, et sur l'extrémité supérieure des parois perpendiculaires 10. Une chambre 14 est ainsi formée entre la paroi inférieure 7, la membrane d'étanchéité 12, les parois perpendiculaires 10 et les surfaces extérieures des conduites 4 des éléments cyclone 3. Les poussières passant dans le passage annulaire entre la partie inférieure 4c de la 2870755 6 conduite 4 et le rebord annulaire 9 sont stockées dans la chambre 14 de l'élément cyclone 3 indépendamment des autres chambres des éléments cyclone voisins. La chambre 14 est séparée des chambres voisines par les parois perpendiculaires 10, pour éviter un échappement des poussières 16. En d'autres termes, chaque élément cyclone 3 est équipé d'une chambre particulière étanche par rapport aux autres chambres à poussières et pourvue d'une seule ouverture en position de fonctionnement de la cassette 1, c'est à dire lorsque les deux parties rigides du filtre sont fixées l'une à l'autre comme illustré sur la figure 1. Sur la figure 3, la membrane 12 a été omise pour la lisibilité du dessin, et l'élément cyclone 3 a été représenté de façon individuelle. On comprendra que la paroi perpendiculaire 10, dirigée axialement, et présentant une forme hexagonale, comprend six portions planes, chaque portion plane étant commune avec un élément cyclone voisin de forme identique. Avantageusement, les deux pièces rigides sont fixées l'une à l'autre par emboîtement, clipsage, ou vissage. Le nettoyage du filtre s'effectue par ouverture de la cassette en séparant les deux parties rigides principales, puis en les secouant ou en les aspirant pour les débarrasser des poussières 16, puis en remontant les deux parties rigides principales. Lors de cette opération, la membrane 12 peut rester solidaire de la partie supérieure de la cassette 1. À titre de variante, on peut prévoir de supprimer la membrane, la paroi perpendiculaire 10 étant alors prolongé par un rebord supérieur formant un passage étroit avec la surface extérieure de la conduite 4. On obtient ainsi une cassette de très faible encombrement axial, de fabrication économique par moulage d'un faible nombre de pièces, de l'ordre de deux ou trois, et de faible masse. Le filtre cyclone est un élément compact, relativement peu onéreux et de nettoyage facile. En outre, le volume de déchets est réduit dans la mesure où le filtre cyclone présente une durée de vie du même ordre de grandeur que celle du véhicule. Si le véhicule est pourvu d'un filtre fin en aval du filtre cyclone, l'encrassement du filtre fin est considérablement réduit. Son remplacement peut avoir lieu à des intervalles plus éloignés, ce qui est économique et réduit la quantité de déchets à traiter. 2870755 8 REVENDICATIONS 1-Dispositif de filtre cyclone comprenant une pluralité de d'éléments cyclone (3) pour filtrer l'air, caractérisé par le fait qu'il comprend une pluralité de réservoirs (14) de poussières indépendants les uns des autres, chaque réservoir (14) de poussières étant associé à un élément cyclone (3) pour recueillir les poussières récupérées par ledit élément cyclone (3). 2-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque réservoir de poussières comprend une seule ouverture, ladite ouverture permettant le recueil des poussières récupérées par l'élément cyclone associé. 3-Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il consiste en deux pièces rigides en matériau synthétique. 4-Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il consiste en deux pièces rigides en matériau synthétique et un joint d'étanchéité. 5-Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le joint d'étanchéité (12) comprend une feuille de matériau souple pourvue de perforations (13). 6-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait qu'une première pièce rigide comprend, pour chaque élément cyclone, un moyeu central (6), des ailettes (5) disposées autour du moyeu, et une jupe circulaire (4) s'étendant en aval des ailettes dans le sens d'écoulement de l'air. 7-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé par le fait qu'une deuxième pièce rigide (11) comprend, pour chaque élément cyclone, un bord circulaire (9) pourvu d'un trou central, et une paroi de séparation (10) pour former un réservoir annulaire (14) 2870755 9 apte à coopérer avec une extrémité d'une première pièce rigide pour recueillir des poussières entraînées en rotation. 8-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé par le fait que les deux pièces rigides sont conformées pour coopérer ensemble et sont pourvues de moyens d'accrochage l'une avec l'autre. 9-Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que les moyens d'accrochage sont démontables. 10-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque pièce rigide est monobloc.