Brevet FR2939123A1 — publié le 20100604

PJ 9269/VRX LD-RI B08-3046FR Société par actions simplifiée : RENAULT s.a.s. Unité génératrice d'ozone et module générateur d'ozone pour système de climatisation d'un véhicule automobile Invention de : MAKAROV Maxime Unité génératrice d'ozone et module générateur d'ozone pour système de climatisation d'un véhicule automobile La présente invention concerne le domaine de la génération d'ozone pour systèmes de climatisation de véhicules automobiles afin de désinfecter et d'assainir l'air à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. Des dispositifs générateurs d'ozone, qui sont décrits par exemple dans les demandes de brevet DE-A-102004030275 et EP-A-1867346, comprennent des filaments métalliques tendus au travers du flux d'air et soumis à une haute tension continue, alternative ou pulsée. Ces dispositifs, connus sous le nom de � corona filaire �, peuvent être facilement dimensionnés à toutes sortes de systèmes de climatisation, mais sont généralement volumineux et nécessitent un important espace pour les loger. D'autres dispositifs générateurs d'ozone, qui sont décrits par exemple dans les demandes de brevet WO-A-2006/039562 et US-A-2005/0214182, comprennent des aiguilles métalliques s'étendant en porte-à-faux dans le flux d'air et soumises à une haute tension continue, alternative ou pulsée. Compte tenu de ce que les aiguilles métalliques sont portées par une boîte d'alimentation, ces dispositifs, connus sous le nom de � corona pointu�, ne peuvent être installés que directement dans la paroi d'une conduite d'air, si bien qu'ils n'atteignent pas le milieu du flux et qu'en conséquence leur efficacité est limitée. D'autres dispositifs générateurs d'ozone comprennent des plaques diélectriques pleines sur les faces opposées desquelles sont formées des électrodes qui sont soumises à une haute tension essentiellement alternative. Ces dispositifs, du type DBD (Décharge à Barrière Diélectrique), sont généralement fragiles et donc de taille réduite. La présente invention a pour but de proposer des moyens générateurs d'ozone aptes à combiner avantageusement taille, encombrement, disposition, efficacité et coût de fabrication. Selon un mode de réalisation, il est proposé une unité génératrice d'ozone pour système de climatisation d'un véhicule automobile, comprenant : un empilage de deux plaques en une matière diélectrique, accolées et présentant un passage qui les traverse ; au moins une première électrode formée entre lesdites plaques, s'étendant autour dudit passage et présentant une partie non recouverte par l'une desdites plaques et formant une première zone de connexion électrique extérieure ; et au moins une seconde électrode formée sur l'une desdites plaques, sur une face extérieure dudit empilage, s'étendant autour dudit passage et présentant une seconde zone de connexion électrique extérieure. Une unité génératrice d'ozone peut comprendre au moins une autre seconde électrode formée sur l'autre plaque, sur l'autre face extérieure dudit empilage, et s'étendant autour dudit passage Lesdites secondes électrodes peuvent être reliées entre elles par une partie contournant un bord dudit empilage. Une unité génératrice d'ozone peut comprendre une couche en une matière diélectrique recouvrant au moins l'intérieur dudit passage et les parties adjacentes à ce passage des faces extérieures dudit empilage. Lesdites plaques peuvent être rectangulaires, l'une étant plus petite que l'autre, trois côtés de la plus petite étant adjacents à trois côtés de la plus grande de façon que la plus grande présente une partie non recouverte par la plus petite et sur laquelle est formée ladite première zone de connexion électrique, ladite seconde zone de connexion électrique étant formée à l'opposé. Lesdites zones de connexion électrique peuvent être formées par des bandes parallèles allant d'un bord à l'autre desdites plaques. I1 est aussi proposé un module générateur d'ozone qui comprend une pluralité d'unités génératrices d'ozone comme ci-dessus et un support pour porter lesdites unités génératrices d'ozone, ce support étant équipé de moyens de connexion électrique reliés auxdites zones de connexion électrique extérieure desdites unités. Ledit support peut présenter au moins un passage traversant en face des passages traversants des unités génératrices d'ozone. Des dispositifs générateurs d'ozone vont maintenant être décrits à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin sur lequel : - la figure 1 représente une coupe longitudinale d'une unité génératrice d'ozone selon I-I de la figure 2 ; - la figure 2 représente une vue frontale de l'unité génératrice d'ozone de la figure 1, sans couche protectrice ; - la figure 3 représente une face d'une grande plaque de l'unité génératrice d'ozone précitée ; - la figure 4 représente une autre face de la grande plaque de l'unité génératrice d'ozone précitée ; - la figure 5 représente une face d'une petite plaque de l'unité génératrice d'ozone précitée ; - la figure 6 représente une autre face de la petite plaque de l'unité génératrice d'ozone précitée ; - la figure 7 représente une coupe transversale d'un module générateur d'ozone, selon VII-VII de la figure 8 ; - et la figure 8 représente une vue frontale du module générateur d'ozone de la figure 7. L'unité génératrice d'ozone 1 dans un flux d'air, représentée sur les figures 1 et 2, comprend un empilage 2 d'une grande plaque rectangulaire 3 et d'une petite plaque rectangulaire 4, accolées, dont les côtés longitudinaux de l'une sont adjacents aux côtés longitudinaux de l'autre et dont un côté transversal de la plus petite est adjacent à un côté transversal de la grande, de telle sorte que la grande plaque 3 présente, sur une face 5, une zone d'extrémité 6 non recouverte par la plus petite plaque 4, allant d'un bord longitudinal à l'autre. Les plaques 3 et 4 présentent des orifices traversants 7 et 8 qui coïncident, de façon à définir un passage traversant 9. Comme le montrent les figures 1, 2 et 3, la face 5 de la grande plaque 3, en une matière diélectrique, est munie d'une première électrode 10, conductrice de l'électricité, réalisée sous la forme d'une couche qui comprend une partie annulaire 11 qui entoure à distance son orifice 7, une bande transversale 12 qui recouvre la zone 6 et une branche longitudinale 13 qui relie la partie annulaire 11 et la bande transversale 12. Comme le montrent les figures 1, 2 et 4, l'autre face 14 de la grande plaque 3 est munie d'une seconde électrode 15, conductrice de l'électricité, réalisée sous la forme d'une couche qui comprend une partie annulaire 16 qui entoure à distance son orifice 7, une bande transversale 17 qui recouvre une zone transversale d'extrémité 18 située à l'opposé de la zone 5 par rapport à l'orifice 7, et une branche longitudinale 19 qui relie la partie annulaire 16 et la bande transversale 17. La partie annulaire 16 est moins large que la partie annulaire 11 et est située en vis-à-vis, sensiblement au milieu de la partie annulaire 16. Comme le montrent les figures 1, 2 et 5, une face 20 de la petite plaque 4, en une matière diélectrique, est munie d'une autre seconde électrode 21, conductrice de l'électricité, réalisée sous la forme d'une couche qui comprend une partie annulaire 22 qui entoure à distance son orifice 8, une bande transversale 23 qui recouvre une zone d'extrémité 24 et une branche longitudinale 25 qui relie la partie annulaire 22 et la bande transversale 23. Cette autre seconde électrode 21 correspond dimensionnellement à la seconde électrode 15 de la grande plaque 3. Comme le montrent les figures 1, 2 et 6, l'autre face 26 de la petite plaque 4, est exempte d'électrode. Les électrodes 10, 15 et 21 ci-dessus peuvent être réalisées par tous moyens connus, par exemple par sérigraphie d'une couche d'une matière conductrice de l'électricité. Après avoir réalisé les plaques 3 et 4 comme décrit ci-dessus, l'empilage 2 des plaques 3 et 4 est obtenu en accolant leurs faces 5 et 26 de telle sorte que la partie annulaire 11 de la première électrode 15 s'étende entre elles, tandis que les secondes électrodes 15 et 21 sont sur des faces extérieures opposées de l'empilage 2, correspondant aux faces 14 et 20 des plaques 3 et 4. Dans un exemple, les plaques 3 et 4 peuvent être solidarisées par une couche de colle, non représentée, interposée entre leurs faces 5 et 26 accolées. Comme le montre la figure 1, dans une variante, une couche latérale 27 conductrice de l'électricité, formée sur les champs transversaux des plaques 3 et 4 adjacents aux bandes 12 et 23 des secondes électrodes, permet de relier électriquement ces dernières. Comme le montre la figure 1, l'unité génératrice d'ozone 1 comprend une couche fine diélectrique de protection 28 qui recouvre les faces extérieures de l'empilage 2, autour du passage traversant 9, et qui recouvre la paroi intérieure de ce passage 9, cette couche de protection 28 étant réalisée après assemblage de l'empilage 2. Avantageusement, la matière des plaques 3 et 4, la matière des électrodes 10, 15 et 21 et la matière de la couche protectrice 28 peuvent être thermiquement compatibles. En particulier, la matière des plaques 3 et 4 et la matière de la couche protectrice 28 présentent de préférence des coefficients de dilatation voisins pour prévenir les risques de cassure de l'unité 1. Par exemple, les plaques 3 et 4 peuvent être en une céramique, en particulier en alumine, et la couche protectrice 28 peut être en verre. Par ailleurs, les électrodes 10, 15 et 21 peuvent être en cuivre, en aluminium ou en or. En reliant la première électrode 10 à une alimentation électrique alternative adaptée, sinusoïdale ou pulsée, et les secondes électrodes 15 et 21 à une masse, on peut obtenir une unité génératrice d'ozone 1 du type DBD (Décharge à barrière Diélectrique) et générer de l'ozone dans un flux d'air circulant dans l'environnement du passage 9. Un exemple de réalisation de l'unité réceptrice 1 peut être le suivant. Les plaques 3 et 5 peuvent présenter une épaisseur comprise entre 0,3 et 0,8 millimètre et une largeur comprise entre 8 et 12 millimètres, tandis que la grande plaque 3 peut présenter une longueur comprise entre 12 et 20 millimètres et la petite plaque 4 peut présenter une longueur comprise entre 8 et 15 millimètres, laissant cependant subsister une zone non recouverte 6 dont la largeur peut être comprise entre 2 et 4 millimètres. Le passage 9 peut présenter un diamètre compris entre 4 et 6 millimètres, son centre étant approximativement situé à une valeur comprise entre 7 et 9 millimètres des côtés transversaux adjacents des plaques 3 et 4. La partie annulaire 11 de la première électrode 10 peut présenter un diamètre intérieur compris entre 5 et 7 millimètres et un diamètre extérieur compris entre 7 et 10 millimètres, tandis que les parties annulaires 16 et 22 des secondes électrodes 15 et 21 peuvent présenter un diamètre intérieur compris entre 6 et 7 millimètres et un diamètre extérieur compris entre 7 et 9 millimètres. Les bandes transversales 12, 17 et 23 peuvent présenter une largeur comprise entre 2 et 5 millimètres La première électrode 10 peut être reliée à une source d'alimentation alternative, sinusoïdale ou pulsée, dont l'amplitude peut être comprise entre 0,5 et 3 kilovolts et la fréquence de quelques kiloHertz ou quelques dizaines de kiloHertz. On peut alors espérer générer, en fonction du débit d'air dans l'environnement de l'unité génératrice 1, une quantité d'ozone de l'ordre de 0,5 à 5 milligrammes d'ozone par heure. Pour produire une quantité d'ozone dans un flux d'air plus grande que celle susceptible d'être générée par une seule unité génératrice 1, il peut être avantageux de réaliser un module générateur d'ozone comprenant plusieurs unités génératrices d'ozone 1 montées sur un support commun ou plusieurs supports. Comme le montrent les figures 7 et 8, un module générateur d'ozone 29 comprend un support commun 30 qui présente un profilé longitudinal 31 en une matière isolante, par exemple en époxy ou en verre, muni de deux pistes longitudinales parallèles 32 et 33 en une matière conductrice de l'électricité, par exemple sérigraphiées sur des faces plates du profilé 31. Les pistes de connexion électrique 32 et 33 sont réalisées de telle sorte que des unités génératrices d'ozone 1 soient placées parallèlement les unes à côté des autres, en laissant éventuellement un écart entre elles, dans des positions telles que les bandes transversales 12 de leur première électrode 12 sont à plat en contact avec la piste 32 et que les bandes transversales 23 de leur seconde électrode 21 sont à plat en contact avec la piste 33. Les unités génératrices 1 peuvent être fixées sur le profilé 31 par tous moyens connus, par exemple par collage, encliquetage ou soudage. On peut d'une part, par un point unique déporté de la piste 32, relier les premières électrodes 12 des unités génératrices 1 à une source d'énergie électrique et d'autre part, par un point unique déporté de la piste 33, relier les secondes électrodes 15 et 21 à une masse. Le profilé 31 du support 30 présente des ailes longitudinales 34 et 35 munies des pistes de connexion électrique 32 et 33 et des ailes transversales 36 reliant ces ailes 34 et 35, de telle sorte que le profilé 31 présente un ou des passages traversants 37 situés en face des passages traversants 9 des unités génératrices 1 et de préférence plus grands. On peut relier la piste de connexion électrique 32 à une alimentation électrique alternative adaptée, sinusoïdale ou pulsée, commune aux différentes unités génératrices 1 et la piste de connexion électrique 33 à une masse, les points de connexion électrique des pistes 32 et 33 étant déportés par rapport aux unités génératrices 1. I1 résulte de ce qui précède qu'on peut construire des dispositifs générateurs d'ozone, à une ou plusieurs unités génératrices d'ozone et/ou à un ou plusieurs modules générateurs d'ozone, puissants et efficaces, pouvant être aisément configurés et dimensionnés pour être intégrés dans des systèmes de climatisation compacts, ce grâce à leur structure et au fait que la partie génératrice d'ozone peut être déportée par rapport aux points de connexion électrique. La présente invention ne se limite pas aux exemples ci-dessus décrits. Lesdites plaques peuvent être de formes et dimensions différentes et de nombres différents. Le support de plusieurs unités génératrices d'ozone peut être de formes et dimensions différentes adaptées aux systèmes de climatisation le recevant. *** REVENDICATIONS1. Unité génératrice d'ozone pour système de climatisation d'un véhicule automobile, comprenant : un empilage (2) de deux plaques (3, 4) en une matière diélectrique, accolées et présentant un passage (9) qui les traverse ; au moins une première électrode (10) formée entre lesdites plaques, s'étendant autour dudit passage et présentant une partie non recouverte par l'une desdites plaques et formant une première zone de connexion électrique extérieure (12) ; et au moins une seconde électrode (15, 21) formée sur l'une desdites plaques, sur une face extérieure dudit empilage, s'étendant autour dudit passage et présentant une seconde zone de connexion électrique extérieure (18, 23). 2. Unité selon la revendication 1, comprenant au moins une autre seconde électrode formée sur l'autre plaque, sur l'autre face extérieure dudit empilage, et s'étendant autour dudit passage 3. Unité selon la revendication 2, dans laquelle lesdites secondes électrodes sont reliées entre elles par une partie (27) contournant un bord dudit empilage. 4. Unité selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une couche en une matière diélectrique (28) recouvrant au moins l'intérieur dudit passage et les parties adjacentes à ce passage des faces extérieures dudit empilage. 5. Unité selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle lesdites plaques sont rectangulaires, l'une étant plus petite que l'autre, trois côtés de la plus petite étant adjacents à trois côtés de la plus grande de façon que la plus grande présente une partie non recouverte par la plus petite et sur laquelle est formée ladite première zone de connexion électrique, ladite seconde zone de connexion électrique étant formée à l'opposé. 6. Unité selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle lesdites zones de connexion électrique sont formées par des bandes parallèles allant d'un bord à l'autre desdites plaques. 7. Module générateur d'ozone, comprenant une pluralité d'unités génératrices d'ozone (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, et un support (3) pour porter lesdites unités génératrices d'ozone, ce support étant équipé de moyens de connexion électrique (32, 33) reliés auxdites zones de connexion électrique extérieure desdites unités. 8. Module selon la revendication 7, dans lequel le support présente au moins un passage (36) traversant en face des passages traversants (9) des unités génératrices d'ozone.10