Brevet FR2950264A1 — publié le 20110325

DISPOSITIF DE FILTRAGE La présente invention revendique la priorité de la demande de brevet coréen n° 10-2009-0089566, déposée le 22 septembre 2009. La présente invention concerne un dispositif de filtrage et plus particulièrement un filtre intelligent capable de mesurer de manière automatique une période de remplacement. En général, des filtres sont utilisés pour des dispositifs tels que des climatiseurs, purificateurs d'air, automobiles, etc., pour filtrer l'air et pour des purificateurs d'eau, réfrigérateurs, etc., pour filtrer l'eau. Des filtres à air ou des filtres à eau sont prévus pour éliminer des composants nocifs, la poussière, des particules, etc., contenus dans l'air externe ou l'eau. Toutefois, quand ces filtres sont utilisés pendant une longue période, une grande quantité de poussière ou de particules est accumulée de sorte que la performance de filtrage est diminuée et de mauvaises odeurs sont émises à cause du moule, etc. Afin de résoudre ce problème, le filtre doit être remplacé par un filtre neuf quand la poussière ou les particules se sont accumulées dans une certaine mesure ou plus. Actuellement, les filtres utilisés ont une fonction permettant d'informer un utilisateur d'une période de remplacement quand un certain temps s'écoule, indépendamment de la quantité de poussières ou particules réellement accumulées. 2 Dans le cas d'un système dans lequel un filtre est remplacé quand un certain temps s'est écoulé, le filtre est remplacé quand le temps expire, indépendamment d'une habitude d'utilisation ou d'un temps de fonctionnement du filtre, et ainsi le remplacement du filtre peut être sans rapport avec la durée de vie réelle du filtre. De plus, dans le cas d'un dispositif dans lequel une période de remplacement d'un filtre serait déterminée en mesurant une durée de vie du filtre, du fait que la durée de vie du filtre est déterminée par un environnement extérieur tel qu'une pression appliquée au filtre, etc., plutôt que la durée de vie du filtre lui-même, le filtre peut être remplacé sans discernement, en augmentant les coûts d'entretien. La présente invention concerne un dispositif de filtrage capable de mesurer avec précision une période de remplacement de filtre en mesurant des caractéristiques du filtre lui-même qui varient durant le filtrage des contaminants. Selon un aspect de la présente invention, un dispositif de filtrage comprend une partie de filtre comportant une pluralité de filtres empilés, pour filtrer des contaminants dans un fluide, et une partie d'échantillon disposée sur un plan extérieur de la partie de filtre et comportant une pluralité d'échantillons correspondant respectivement aux filtres. Dans certains modes de réalisation, le dispositif peut comprendre en outre une partie de détection pour détecter périodiquement un niveau de contamination de 3 la partie d'échantillon et déterminer un temps de remplacement de la partie de filtre. La pluralité d'échantillons de la partie d'échantillon peut être composée respectivement des mêmes matériaux que les filtres de la partie de filtre. Les échantillons peuvent être traités superficiellement pour adsorber les mêmes contaminants que les filtres correspondants. La partie de détection peut mesurer périodiquement des propriétés électriques des échantillons, telles que la résistance, la conductivité électrique, etc. La partie de détection peut lire un niveau de contamination en fonction des propriétés électriques des échantillons, telles que la résistance, la conductivité électrique, etc. La partie de détection peut comprendre une source de lumière pour irradier périodiquement les échantillons et une partie de réception de lumière pour recevoir la lumière réfléchie par les échantillons. La partie de réception de lumière peut lire la chromaticité de la lumière en fonction des couleurs des échantillons, à partir de la lumière réfléchie. La partie de réception de lumière peut lire l'intensité de rayonnement de la lumière en fonction des couleurs des échantillons, à partir de la lumière réfléchie. La partie de détection peut émettre une alarme de remplacement quand le niveau de contamination dépasse une valeur critique. La partie de détection peut émettre une alarme de remplacement pour chaque filtre de la partie de filtre. 4 La partie de filtre peut avoir une structure cylindrique dans laquelle est empilée la pluralité de filtres avec des diamètres différents. La partie de filtre peut être formée en empilant 5 la pluralité de filtres sur un plan. Les caractéristiques ci-dessus et d'autres de la présente invention seront décrites en référence à certains modes de réalisation illustratifs de celle-ci en référence aux dessins annexés, sur lesquels : 10 la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un dispositif de filtrage selon la présente invention ; la figure 2 est une vue en perspective d'un filtre selon un premier mode de réalisation illustratif de la présente invention ; 15 la figure 3 est une vue en perspective d'un filtre selon un deuxième mode de réalisation illustratif de la présente invention ; la figure 4 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation d'une partie de détection 20 de la présente invention ; et la figure 5 est une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation d'une partie de détection de la présente invention. La présente invention va maintenant être décrite 25 plus en détail ci-après en référence aux dessins annexés, sur lesquels des modes de réalisation préférés de l'invention sont représentés. Cette invention peut toutefois être mise en oeuvre sous différentes formes et ne doit pas être considérée comme étant limitée aux 30 modes de réalisation exposés ici. Au contraire, ces modes de réalisation sont fournis pour que cette description soit approfondie et complète et transmette totalement l'étendue de l'invention à l'homme du métier. Des numéros identiques se réfèrent à des éléments identiques tout au long de la description. 5 Tout au long de la description, quand un élément est indiqué comme « comprenant », « comportant » ou « ayant » un composant, ceci n'écarte pas la présence d'un autre composant. En effet, il peut inclure en outre l'autre composant sauf si le contexte indique clairement autrement. La figure 1 est un schéma fonctionnel d'un dispositif de filtrage selon la présente invention, la figure 2 est une vue en perspective d'un filtre selon un premier mode de réalisation illustratif de la présente invention et la figure 3 est une vue en perspective d'un filtre selon un deuxième mode de réalisation illustratif de la présente invention. En se référant à la figure 1, le dispositif de filtrage selon la présente invention comprend une partie de filtre 100 et une partie d'échantillon 150 et peut comprendre en outre une partie de détection 200. 8 partie de filtre 100 comprend une pluralité de filtres pour filtre un gaz ou un liquide, par exemple un fluide tel que l'eau ou l'air. La pluralité de filtres est réalisée en effectuant un traitement chimique pour adsorber une matière cible sur une surface d'un matériau poreux tel qu'un tissu non tissé, etc., les filtres étant traités chimiquement avec des matières différentes en fonction des matières cibles, respectivement. Ici, les matières cibles comprennent des métaux lourds, des poussières, des 6 particules et d'autres matières nocives contenus dans l'eau ou l'air. La partie d'échantillon 150 est formée sur une surface du filtre le plus extérieur de la pluralité de 5 filtres exposés à l'extérieur de celle-ci. La partie de filtre 100 et la partie d'échantillon 150 seront réalisées comme représenté sur la figure 2. En se référant à la figure 2, la partie de filtre 100 est constituée de filtres cylindriques 110, 120 et 10 130 ayant des diamètres différents, qui se superposent pour former une unique structure cylindrique. La partie de filtre 100 comprend une pluralité de filtres, par exemple trois filtres 110, 120 et 130 superposés l'un à l'autre comme représenté sur la 15 figure 2. Les premier au troisième filtres 110, 120 et 130 ayant des épaisseurs prédéterminées sont disposés de l'intérieur vers l'extérieur. Les premier au troisième filtres 110, 120 et 130 sont traités superficiellement de différentes manières 20 pour adsorber des contaminants différents dans un fluide en tant que matières cibles pour purifier le fluide. Ici, la partie d'échantillon 150 est formée au niveau d'une surface du troisième filtre 130 disposé 25 sur le côté le plus externe. La partie d'échantillon 150 comprend des premier, deuxième et troisième échantillons 151, 152 et 153 formés des mêmes matériaux que les premier, deuxième et troisième filtres 110, 120 et 130. 30 Quand les premier au troisième filtres 110, 120 et 130 filtrent un fluide, la partie d'échantillon 150 7 adsorbe des matières cibles dans le fluide lorsque le fluide passe à travers. Précisément, le premier échantillon 151 adsorbe la même matière cible que le premier filtre 110 grâce au même traitement superficiel, le deuxième échantillon 152 adsorbe la même matière cible que le premier filtre 120 grâce au même traitement superficiel, et le troisième échantillon 153 adsorbe la même matière cible que le troisième filtre 130 grâce au même traitement superficiel. La partie d'échantillon 150 fixée à la surface extérieure de la partie de filtre 100 peut être formée du même tissu non tissé que les filtres 110, 120 et 130, ou peut être formée d'un matériau de filtrage traité superficiellement monté sur un substrat tel que du verre, etc., sous la forme d'une pastille. Ici, les premier au troisième échantillons 151, 152 et 153 peuvent être disposés dans une direction horizontale ou verticale par rapport aux filtres. Parallèlement, quand la partie de filtre 100 comprend une structure à empilement de filtres 310, 320, et 330 empilés sur un plan comme représenté sur la figure 3, la partie d'échantillon 150 peut être formée sur une surface du filtre le plus externe 330 exposé à l'extérieur. La partie d'échantillon 150 comprend des premier à troisième échantillons 351, 352 et 353 formés des mêmes matériaux que les filtres 310, 320 et 330 empilés comme représenté sur la figure 3. Les premier au troisième échantillons 351, 352 et 353 sont disposés séquentiellement ou arbitrairement sur un plan. 8 La disposition de la partie d'échantillon 150 de la présente invention n'est pas limitée à la figure 2 ou à la figure 3. La partie d'échantillon 150 peut être formée sur la surface de la partie de filtre 100 de manière qu'un fluide puisse passer simultanément à travers la partie de filtre 100 et la partie d'échantillon 150. Du fait que la partie de filtre 100 et la partie d'échantillon 150 adsorbent respectivement des matières nocives ou matières cibles telles que des poussières, etc., présentes dans un fluide en fonction du débit de fluide, une quantité d'absorption est augmentée jusqu'à dépasser une valeur critique lorsque le temps s'écoule. Dans ce cas, du fait que la partie de filtre 100 ne peut pas fonctionner de manière appropriée, la partie de filtre 100 doit être remplacée par une nouvelle. Comme décrit ci-dessus, afin de contrôler un temps de remplacement de la partie de filtre 100, le dispositif de filtrage selon la présente invention comprend une partie de détection 200 pour inspecter chaque échantillon de la partie d'échantillon 150 pour déterminer un temps de remplacement du filtre correspondant à l'échantillon. Ci-après, une opération de détermination de temps de remplacement en utilisant la partie de détection 200 va être décrite en référence aux figures 4 et 5. La figure 4 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation d'une partie de détection de la présente invention et la figure 5 est une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation d'une partie de détection de la présente invention. 9 Comme représenté sur la figure 4, une partie de détection 200 selon la présente invention est connectée à une partie d'échantillon 450 pour mesurer une variation de propriétés électriques, telles que la résistance, la conductivité électrique, la permittivité, etc., de la partie d'échantillon 450. La partie de détection 200 est connectée à chaque échantillon (non représenté) de la partie d'échantillon 450 sur la partie de filtre 400 par l'intermédiaire d'un câble, délivre un certain courant d'entrée Iin à chaque échantillon de la partie d'échantillon 450 et lit un courant de sortie Iout qui a traversé l'échantillon afin de mesurer les propriétés électriques, telles que la résistance, etc., de la partie d'échantillon 450. La chromaticité et la résistance de chaque échantillon de la partie d'échantillon 450 varient en fonction d'une quantité d'adsorption de la matière cible lorsque le temps s'écoule. Par conséquent, un niveau de contamination de l'échantillon peut être lu en mesurant la variation des propriétés électriques, telles que la résistance, etc., de chaque échantillon de la partie d'échantillon 450. Ici, la partie de détection 200 stocke une table de relation entre des valeurs de résistance d'échantillons et des niveaux de contamination des échantillons ou des niveaux de contamination des filtres correspondants, et des valeurs critiques des niveaux de contamination, lesquelles peuvent être obtenues par des expérimentations. 10 La partie de détection 200 délivre périodiquement un courant d'entrée Iin à la partie d'échantillon 450 pour lire une valeur de résistance de chaque échantillon, et trouve un niveau de contamination correspondant à partir de la table de relation pour émettre une alarme de remplacement quand le niveau de contamination dépasse une valeur critique. Ici, le dispositif de filtrage utilisant la pluralité de filtres émet séparément une alarme de remplacement pour chaque filtre en fonction d'un niveau de contamination de chaque filtre, en augmentant ainsi la durée de vie du filtre et en évitant un remplacement de celui-ci qui n'est pas nécessaire. Parallèlement, le deuxième mode de réalisation de la partie de détection de la présente invention peut comprendre une source de lumière 550 et une partie de réception de lumière 560, comme représenté sur la figure 5. Quand la partie de détection 200 comprend la source de lumière 550 et la partie de réception de lumière 560, la partie de détection 200 mesure un niveau de contamination en fonction d'une variation de couleur ou d'une variation d'intensité du rayonnement de la partie d'échantillon 450 sur la partie de filtre 400 pour émettre une alarme de remplacement. Si la variation de couleur de la partie d'échantillon 450 peut être vérifiée à l'oeil nu, la partie de détection 200 peut ne pas être nécessaire. Quand la source de lumière 550 émet une certaine lumière sur la partie d'échantillon 450, une lumière ayant une chromaticité différente est réfléchie par la 11 partie de réception de lumière 560 en fonction du changement de couleur de chaque échantillon. La matière cible est adsorbée par l'échantillon, en changeant la couleur de l'échantillon. En conséquence, quand de la lumière blanche pénètre dans l'échantillon, une longueur d'onde de lumière absorbée varie et, par conséquent, la chromaticité de la lumière réfléchie par l'échantillon varie aussi, induisant une variation sur la partie de réception de lumière 560. La partie de réception de lumière 560 comprend une pluralité de filtres optiques de couleur et un détecteur optique. La partie de réception de lumière 560 transmet la lumière réfléchie à la pluralité de filtres optiques de couleur et mesure ensuite la variation d'intensité lumineuse par le biais du détecteur optique afin de mesurer la chromaticité et l'intensité de rayonnement. La partie de détection 200 lit un niveau de contamination de chaque échantillon en fonction de la chromaticité ou de l'intensité du rayonnement de la lumière pénétrant dans la partie de réception de lumière 560 et émet une alarme de remplacement d'un filtre correspondant quand un niveau de contamination dépasse une valeur critique. Ici, quand un niveau de contamination est lu par la chromaticité, la source de lumière 550 peut émettre une lumière visible et quand un niveau de contamination est lu par l'intensité de rayonnement, la source de lumière 550 peut émettre une lumière visible ou une lumière ultraviolette. 12 Quand la source de lumière 550 émet une lumière visible, une ampoule électrique, la lumière naturelle, une diode électroluminescente (DEL), etc., peuvent être utilisées. Quand la source de lumière 550 émet une lumière ultraviolette, une DEL à ultraviolets, etc., peut être utilisée pour émettre une lumière ultraviolette sur la partie d'échantillon 150 et la partie de filtre 100 pour stériliser la partie d'échantillon 150 et la partie de filtre 100. Comme décrit ci-dessus, en fournissant la partie d'échantillon 150 comportant le même matériau que le filtre dans le dispositif de filtrage et en mesurant un état actuel de l'échantillon 150 pour calculer une durée de vie du filtre, il est possible de mesurer la durée de vie de filtres dans la partie de filtre, empilés sous forme de plusieurs couches, pour émettre séparément une alarme de remplacement de chaque filtre. Par conséquent, la partie d'échantillon 150 formée sur la surface du dispositif de filtrage peut être lue pour déterminer un niveau de contamination des filtres internes, pour lesquels une mesure du niveau de contamination est difficile, et chaque filtre peut être remplacé séparément. Comme cela ressort de ce qui précède, une période de remplacement de filtre peut être déterminée avec précision en mesurant des propriétés d'un filtre qui varient durant le filtrage de contaminants et un remplacement sans discernement des filtres peut être évité pour réduire les coûts d'entretien. Bien que la présente invention ait été décrite en référence à certains de ses modes de réalisation 13 illustratifs, l'homme du métier comprendra qu'une pluralité de modifications et de variations peut être apportée à la présente invention sans sortir de l'esprit ou du cadre de la présente invention définis dans les revendications jointes, et leurs équivalents. REVENDICATIONS1. Dispositif de filtrage comprenant : une partie de filtre (100) comportant une pluralité de filtres (110, 120, 130 ; 310, 320, 330) empilés pour filtrer des contaminants dans un fluide ; et une partie d'échantillon (150) disposée sur un plan extérieur de la partie de filtre (100) et comportant une pluralité d'échantillons (151, 152, 153 ; 351, 352, 353) correspondant respectivement aux filtres (110, 120, 130 ; 310, 320, 330). 2. Dispositif de filtrage selon la revendication 1, comprenant en outre une partie de détection (200) pour détecter périodiquement un niveau de contamination de la partie d'échantillon (150) et déterminer un temps de remplacement de la partie de filtre (100). 3. Dispositif de filtrage selon la revendication 1, dans lequel la partie d'échantillon (150) comprend une pluralité d'échantillons (151, 152, 153 ; 351, 352, 353) composés respectivement des mêmes matériaux que les filtres (110, 120, 130 ; 310, 320, 330) de la partie de filtre (100). 4. Dispositif de filtrage selon la revendication 3, dans lequel les échantillons (151, 152, 153 ; 351, 352, 353) sont traités superficiellement pour adsorber les mêmes contaminants que les filtres (110, 120, 130 ; 310, 320, 330) correspondants. 5. Dispositif de filtrage selon la revendication 2, dans lequel la partie de détection (200) mesure périodiquement des propriétés électriques des 15 échantillons (151, 152, 153 ; 351, 352, 353), telles que la résistance et la conductivité électrique. 6. Dispositif de filtrage selon la revendication 5, dans lequel la partie de détection (200) lit un niveau de contamination en fonction des propriétés électriques des échantillons (151, 152, 153 ; 351, 352, 353), telles que la résistance et la conductivité électrique. 7. Dispositif de filtrage selon la revendication 2, dans lequel la partie de détection (200) comprend : une source de lumière (550) pour irradier périodiquement les échantillons (151, 152, 153 ; 351, 352, 353) ; et une partie de réception de lumière (560) pour recevoir la lumière réfléchie par les échantillons (151, 15 152, 153 ; 351, 352, 353). 8. Dispositif de filtrage selon la revendication 7, dans lequel la partie de réception de lumière (560) lit la chromaticité de la lumière en fonction des couleurs des échantillons (151, 152, 153 ; 351, 352, 353), à 20 partir de la lumière réfléchie. 9. Dispositif de filtrage selon la revendication 7, dans lequel la partie de réception de lumière (560) lit l'intensité de rayonnement de la lumière en fonction des couleurs des échantillons (151, 152, 153 ; 351, 352, 25 353), à partir de la lumière réfléchie. 10. Dispositif de filtrage selon la revendication 2, dans lequel la (200) émet une alarme de remplacement quand le niveau de contamination dépasse une valeur critique. 30 11. Dispositif de filtrage selon la revendication 10, dans lequel la partie de détection (200) émet une 16 alarme de remplacement pour chaque filtre (110, 120, 130 ; 310, 320, 330) de la partie de filtre (100). 12. Dispositif de filtrage selon la revendication 1, dans lequel la partie de filtre (100) a une structure cylindrique dans laquelle est empilée la pluralité de filtres (110, 120, 130 ; 310, 320, 330) avec des diamètres différents. 13. Dispositif de filtrage selon la revendication 1, dans lequel la partie de filtre (100) est formée en empilant la pluralité de filtres (110, 120, 130 ; 310, 320, 330) sur un plan.