Brevet FR2950258A1 — publié le 20110325

Appareil de filtration et d'aseptisation de l'air ambiant. La présente invention concerne un appareil de filtration et d'aseptisation de l'air ambiant, en particulier dans les établissements nécessitant une maîtrise de l'air tels que les établissements de santé (blocs opératoires, chambres stériles, chambres d'isolement, salles de préparations médicamenteuses, ...), les centres de recherches scientifiques (salles blanches, laboratoires protégés, salles de mise en culture, ...), et certaines industries (zones de productions pharmaceutiques, zones de productions agro-alimentaires), y compris chez le particulier, pour une hospitalisation à domicile et plus particulièrement dans un contexte de pandémie, ... Il existe trois types de dispositifs de filtration ou purification d'air: mécanique, électronique et à ionisation. L'invention décrite dans le présent exposé concerne des purificateurs d'air mécaniques. Le fonctionnement des purificateurs mécaniques est basé sur l'impaction des particules porteuses et gênantes sur les nombreuses fibres dont sont constitués les filtres qui les composent. La qualité des filtres est très variable selon les appareils. Pour être efficace contre les allergènes et les micro-organismes aéroportés, les études scientifiques ont montré qu'il faut utiliser un purificateur d'air muni d'un filtre HEPA (Haute Efficacité pour les Particules Aériennes). Bien que ce type de filtre ait un pouvoir de filtration d'environ et minimum 99,97% des particules d'une taille supérieure ou égale à 0,3 pm, l'entretien de tels filtres est assez onéreux, et ils doivent être changés périodiquement. Pour une bonne efficacité, les purificateurs d'air, en plus du système de filtration, doivent être équipés d'un ventilateur puissant. Cette exigence se répercute sur le niveau sonore de l'appareil qui peut être incommodant dans les pièces de vie et de travail, et, plus précisément, dans les chambres à coucher ou chambres de malades. En effet, dans un hôpital par exemple, pour protéger les zones à risques infectieux modérés, il faut un brassage d'air d'au moins 15 volumes par heure, et un débit de brassage d'air neuf de l'ordre de 6m3 d'air par heure et par personne. Le choix du ventilateur équipant les purificateurs d'air mécaniques se répercute également sur le volume d'air traité, il est donc important de bien choisir le ventilateur destiné à équiper l'appareil de filtration et d'aseptisation de l'air ambiant afin d'obtenir un important débit de brassage, ce que ne permettent pas les purificateurs d'air actuellement proposés aux utilisateurs. Un but de la présente invention est de fournir aux établissements hospitaliers, industriels ou scientifiques, ou aux particuliers, nécessitant une maîtrise de la qualité de l'air ambiant, un appareil de filtration et d'aseptisation de l'air efficace, exempt des inconvénients précédemment cités, et autorisant des utilisations diverses. Selon l'invention, ce but est atteint grâce à un appareil de filtration et 15 d'aseptisation de l'air ambiant, comprenant un caisson rigide renfermant : d'une part, en partie basse : - un préfiltre communiquant avec une entrée d'air constituée par une grille ou ouïe dont est pourvu l'arrière dudit caisson, ce préfiltre permettant de retenir les plus grosses particules présentes dans l'air, 20 et, un moto-ventilateur de type hélicoïdal permettant la mise en circulation d'un volume important d'air en direction de la partie haute dudit caisson, et, d'autre part, en partie haute : 25 - un silencieux acoustique, encore appelé piège à son, constitué d'éléments absorbants aptes à réduire le niveau sonore de l'installation aéraulique, et un filtre absolu pouvant retenir 99,999% des particules présentes dans l'air. -3 Cet appareil procure de nombreux avantages, notamment : de procurer un air débarrassé des particules gênantes et porteuses de germes infectieux, grâce à un filtre absolu, de fournir une meilleure cinétique de décontamination par l'utilisation d'un moto-ventilateur à débit important, de permettre un risque minimal de bio contamination, de fournir un dispositif silencieux grâce au piège à son. Selon un mode de mise en oeuvre avantageux, la coque externe rigide du caisson de filtration comporte au moins deux panneaux amovibles, l'un de ces panneaux est disposé en partie supérieure du caisson, tandis que l'autre est placé en partie inférieure, ces panneaux amovibles permettant l'accès à chacun des éléments logés dans ledit caisson, par exemple pour la maintenance et/ou le remplacement de ces derniers ou de leurs pièces maîtresses. L'appareil selon l'invention est encore remarquable en ce que le panneau amovible inférieur du caisson contient le préfiltre, ce qui simplifie la maintenance et l'appareil de filtration et d'aseptisation selon l'invention. Suivant un mode d'exécution, le sommet du caisson rigide est muni d'une grille de sortie de l'air aseptisé. Selon un mode de mise en oeuvre, la base du caisson est munie de roues permettant les déplacements aisés de l'appareil en fonction des nécessités et de la conformation des locaux. Suivant la destination des appareils, ces derniers peuvent être munis d'un filtre à charbon actif, constituant un adsorbant destiné à piéger les molécules, conjointement au filtre absolu ou en remplacement de celui-ci, notamment pour l'élimination des traces de produits gazeux, chimiques et la neutralisation des odeurs. 2950258 -4 Selon un autre mode d'exécution, l'entrée d'air est mise en relation avec une prise d'air installée sur un mur. Cette prise d'air peut être constituée par une grille d'aspiration munie d'un piquage lui permettant d'être fixé sur un mur afin que le dispositif puisse communiquer avec l'extérieur de la pièce. 5 Cette disposition procure un avantage intéressant qui est d'autoriser la mise en surpression ou une mise en dépression de la pièce. Selon un mode de réalisation préféré, le caisson de filtration et d'aseptisation de l'air est muni d'un pupitre de commande permettant à l'utilisateur d'adapter le réglage de la puissance du moto-ventilateur à l'utilisation 10 à laquelle le caisson de filtration est destiné. Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description détaillée qui suit et des dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue en perspective éclatée du dispositif de filtration et 15 d'aseptisation de l'air, version « recyclage ». La figure 2 est une vue en coupe verticale du dispositif de filtration et d'aseptisation de l'air ambiant selon l'invention. La figure 3 est une vue en coupe verticale du dispositif analogue à la figure 3 et illustrant le cheminement de l'air à travers le dispositif. 20 La figure 4 est une vue en perspective d'un dispositif de filtration et d'aseptisation de l'air utilisé pour créer une « surpression » ou une « dépression ». La figure 5 est une vue schématique du dispositif d'aseptisation selon l'invention et illustrant le cheminement de l'air lors de la mise en surpression 25 d'une pièce. La figure 6 est une vue analogue à la figure 5 et illustrant le cheminement de l'air lors de la mise en dépression d'une pièce. On se réfère auxdits dessins pour décrire un exemple intéressant quoique nullement limitatif, de réalisation de l'appareil de filtration et d'aseptisation de l'air ambiant selon l'invention. Dans le présent exposé et dans les revendications, les mots « supérieure », « inférieur(e) », « haut(e) » et « bas(se) » sont utilisés en référence au positionnement fonctionnel des éléments constitutifs du dispositif revendiqué. L'appareil de filtration et d'aseptisation de l'air ambiant, selon l'invention comprend un caisson rigide 1 renfermant : - d'une part, en partie basse : un préfiltre 2 communiquant avec une entrée d'air 3 constituée par une grille ou ouïe dont est pourvu l'arrière dudit caisson, ce préfiltre permettant de retenir les plus grosses particules présentes dans l'air, et un moto-ventilateur 4 de type hélicoïdal permettant la mise en circulation et la surpression d'un volume important d'air en direction de la partie haute dudit caisson, et, d'autre part, en partie haute : - un silencieux acoustique 5, encore appelé piège à son, constitué d'éléments absorbants aptes à réduire le niveau sonore de l'installation aéraulique, sans diminution du débit d'air, un filtre absolu 6 pouvant retenir 99,999% des particules présentes dans l'air. De manière avantageuse, la coque externe rigide 1 du caisson de filtration comporte au moins deux panneaux amovibles. L'un 7 de ces panneaux est disposé en partie supérieure du caisson, tandis que l'autre 8 est placé en partie inférieure. Ils permettent l'accès à chacun des éléments 2, 4, 5 et 6 logés dans ledit caisson, par exemple pour la maintenance et/ou le remplacement de ces derniers. Selon l'exemple illustré, le panneau amovible inférieur 8 contient le préfiltre 2. Le panneau inférieur amovible 8 est préférentiellement prévu à l'arrière du caisson 1 lorsque ce panneau contient ledit préfiltre 2, ce qui permet de ne pas avoir le préfiltre en façade du dispositif. En effet, dans le cas contraire, le préfiltre est alors disposé en façade avant, ce qui augmente la sonorité ambiante dans la pièce où il se trouve. D'autre part, le préfiltre 2 serait à la vue de tous, ce qui est peu esthétique, notamment lorsque le filtre "noircit" après un certain temps d'utilisation. Le moto-ventilateur 4 est préférentiellement de type hélicoïdal car contrairement au moto-ventilateur de type turbine, il permet un débit d'air très important, jusqu'à 2500 m3 d'air par heure, tout en étant moins bruyant. De préférence et avantageusement, le cycle de purification de l'air se fait verticalement, de bas en haut. En effet, pour avoir une circulation de l'air homogène dans toutes les directions, le flux traversant le dispositif doit être turbulent et n'est alors diffusé que par le haut. Bien que le moto-ventilateur 4 de type hélicoïdal soit moins bruyant, le réseau de ventilation est encore une source de bruit, notamment du fait du flux turbulent. Afin d'atténuer ce bruit résiduel, le dispositif de filtration selon l'invention est avantageusement muni d'un silencieux acoustique 5, encore appelé piège à son. Celui-ci peut, par exemple, être composé de plaques espacées de matériau absorbant, encore appelées baffles. Le filtre absolu 6 est de type connu en soi, par exemple de type buvard synthétique, constitué de micro fibres de verre ou de fibres de cellulose et de fibres minérales. Un tel filtre a généralement une durée de vie comprise entre 1 et 3 ans. Le sommet la du caisson 1 est muni d'une grille 9 de sortie de l'air aseptisé. Selon un mode de mise en oeuvre, la base 1 b du caisson 1 est munie de roues 10 permettant les déplacements aisés de l'appareil en fonction des 5 nécessités et de la conformation des locaux. Suivant un autre mode d'exécution non illustré, le filtre absolu 6 peut encore être complété par le montage d'un filtre à charbon actif, constituant un adsorbant destiné à piéger les molécules, notamment pour l'élimination des gaz et des odeurs, par exemple d'hydrocarbures, d'aliments, de tabac, ... 10 De préférence et avantageusement, le caisson de filtration et d'aseptisation de l'air est muni d'un pupitre de commande 11. Ce pupitre de commande est géré par de l'électronique embarquée connue en soi. Le pupitre 11 peut être constitué, d'une part, d'un bouton marche/arrêt 11 a, et, d'autre part, d'un curseur de réglage 11 b, permettant à l'utilisateur 15 d'adapter la puissance du moto-ventilateur 4 à l'utilisation à laquelle le caisson de filtration est destiné. Par exemple, ce curseur de sélection peut permettre de sélectionner un mode de fonctionnement diurne pour le jour, un mode de fonctionnement nocturne pour la nuit, et un mode de fonctionnement dit de décontamination, par exemple avant un changement de résident dans une 20 chambre d'hôpital. Ce pupitre peut encore être avantageusement muni d'un bouton permettant de scinder la puissance du moto-ventilateur pour ne fournir alors qu'un brassage d'un volume d'air diminué de moitié, et d'environ 1000 m3/h. L'appareil de filtration selon l'invention peut mesurer de l'ordre de 140 cm de hauteur, 72 cm de largeur et 35 cm de profondeur. 25 On peut également envisager des appareils de taille plus réduite, par exemple pour les particuliers, avec des dimensions de l'ordre de 80 de hauteur, 30 de largeur et 25 de profondeur. Le débit d'air est alors de l'ordre de 400 m3/h à 700 m3/h. L'exemple d'utilisation le plus fréquent prévu serait en cas d'hospitalisation à domicile ou dans des risques de pandémies pour se protéger 30 à domicile. -8- On conçoit bien le fonctionnement de l'appareil qui vient d'être décrit. L'appareil étant placé dans une pièce P que l'on souhaite maintenir à l'état d'aseptisation recherché, sous l'effet de l'action du moto-ventilateur 4, l'air de cette pièce P est donc aspiré en partie basse du caisson, et refoulé en direction de la partie haute de ce dernier. Il traverse en premier lieu le préfiltre 2 qui permet de retenir les particules les plus grosses (jusqu'à 10 pm). Il traverse ensuite le silencieux acoustique 5, afin de réduire le niveau sonore de l'installation. L'air traverse enfin le filtre absolu 6 où il est débarrassé et lavé des particules les plus fines (jusqu'à 0,3 pm), avant d'être renvoyé, purifié à 99,999%, dans la pièce P, à travers la grille de sortie d'air 9 équipant le sommet 1 b du caisson de filtration. Ce mode de filtration consistant à aspirer l'air d'une pièce et à le renvoyer dans la même pièce est appelé « recyclage ». Selon un autre mode d'exécution représenté (figure 4), le dispositif peut être utilisé pour mettre une pièce P en surpression ou en dépression. Dans le cas d'une mise en « surpression » (schéma de la figure 5), la prise d'air est alors effectuée par l'intermédiaire d'une grille d'aspiration. Cette grille est avantageusement munie d'un piquage lui permettant d'être fixée sur un mur. L'appareil étant placé dans une pièce P que l'on souhaite maintenir à l'état de surpression et d'aseptisation recherché, l'air est ainsi aspiré à l'extérieur E de la pièce, par exemple dans une pièce adjacente ou hors de l'établissement, il est ensuite filtré par le dispositif de la même façon que le mode « recyclage » et l'air ainsi aseptisé est envoyé dans la pièce P mettant cette dernière en surpression du fait de l'accumulation d'air dans ladite pièce et dans l'état d'aseptisation recherché. Grâce à ce mode de fonctionnement, les pièces peuvent atteindre, par exemple, des pressions de l'ordre de 30 Pa pour les salles d'opération, et 25 Pa pour les zones de stérilisation. Dans le cas d'une mise en « dépression » (schéma de la figure 6), la prise d'air est également effectuée par l'intermédiaire d'une grille d'aspiration munie d'un piquage lui permettant d'être fixée sur un mur. L'appareil est alors placé à l'extérieur E de la pièce P que l'on souhaite maintenir à l'état de dépression et de 2950258 -9- confinement recherchés, l'air est alors aspiré à l'intérieur de ladite pièce à dépressuriser, en partie basse du caisson. Il traverse ensuite le dispositif de filtration et d'aseptisation, du bas vers le haut du caisson, tout comme pour les modes de fonctionnement « recyclage » et « surpression », avant d'être relâché, 5 aseptisé, à l'extérieur E de ladite pièce P, et ce, dans le but de confiner et de le traiter par aseptisation avant le refoulement. Ce mode de fonctionnement est par exemple utilisé dans des zones accueillant des patients immunodéprimés ou atteints de maladies contagieuses, et devant être isolés dans des chambres en dépression pour éviter le risque de lo propagation de leur pathologie. La dépression dans de telles chambres peut alors être de l'ordre de - 45 Pa. 10 15 REVENDICATIONS1. Appareil de filtration et d'aseptisation de l'air ambiant, comprenant un caisson rigide (1) renfermant : - d'une part, en partie basse : un préfiltre (2) communiquant avec une entrée d'air (3) constituée par une grille ou ouïe dont est pourvu l'arrière dudit caisson, ce préfiltre (2) permettant de retenir les plus grosses particules présentes dans l'air, et - un moto-ventilateur (4) de type hélicoïdal permettant la mise en circulation d'un volume important d'air en direction de la partie haute dudit caisson, et, d'autre part, en partie haute : un silencieux acoustique (5), encore appelé piège à son, constitué d'éléments absorbants aptes à réduire le niveau sonore de l'installation aéraulique, et - un filtre absolu (6) pouvant retenir 99,999% des particules présentes dans l'air. 20 2. Appareil de filtration et d'aseptisation de l'air ambiant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coque externe rigide (1) du caisson de filtration comporte au moins deux panneaux amovibles (7, 8), l'un (7) de ces panneaux est disposé en partie supérieure du caisson, 25 tandis que l'autre (8) est placé en partie inférieure, ces panneaux amovibles permettant l'accès à chacun des éléments (2, 4, 5 et 6) logés dans ledit caisson, par exemple pour la maintenance et/ou le remplacement de ces derniers.. Appareil de filtration et d'aseptisation de l'air ambiant suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le panneau amovible inférieur (8) du caisson contient le préfiltre (2). 4. Appareil de filtration et d'aseptisation de l'air ambiant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le sommet du caisson rigide est muni d'une grille (9) de sortie de l'air aseptisé. 5. Appareil de filtration et d'aseptisation de l'air ambiant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la base (1 b) du caisson est munie de roues (10) permettant les déplacements aisés de l'appareil, en fonction des nécessités et de la conformation des locaux. 6. Appareil de filtration et d'aseptisation de l'air ambiant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est muni d'un filtre à charbon actif, constituant un adsorbant destiné à piéger les molécules, conjointement du filtre absolu (6), notamment pour l'élimination des gaz et des odeurs. 7. Appareil de filtration et d'aseptisation de l'air ambiant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est muni d'un filtre à charbon actif, constituant un adsorbant destiné à piéger les molécules, à la place du filtre absolu (6), pour l'élimination des gaz chimiques et des odeurs. 8. Appareil de filtration et d'aseptisation de l'air ambiant selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'entrée d'air (3) est mise en relation avec une prise d'air installée sur un mur, cette prise d'air peut être constituée par une grille d'aspiration munie d'un piquage lui permettant d'être fixée sur un mur, afin que le dispositif puisse communiquer avec l'extérieur de la pièce.-12- 9. Appareil de filtration et d'aseptisation de l'air ambiant selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est muni d'un pupitre de commande (11) permettant à l'utilisateur d'adapter le réglage de la puissance du moto-ventilateur (4) à l'utilisation à laquelle le caisson de filtration est destiné.