Brevet FR3131223A1 — publié le 20230630

L’invention concerne un filtre pour l’élimination de particules nocive de milieu gazeux. Figure pour l’abrégé : Figure 1 Filtre pour l’élimination de particules nocives de milieux gazeux L’objet du modèle d’utilité est un filtre pour filtrer des particules nocives pour la santé d’un milieu gazeux, le filtre comprend un matériau filtrant agencé dans un boîtier de filtre. L’air, qu’il soit dans un environnement libre ou fermé, peut être pollué par des produits chimiques, des biocarburants ou des particules et fibres qui peuvent être nocifs pour la santé. Ces polluants peuvent être d’origine naturelle (pollen, émissions volcaniques, etc.) ou liés à l’activité humaine (particules issues d’activités industrielles, de l’agriculture ou du transport routier, composés organiques volatils issus de matériaux de construction etc.). Dans le cas de l’air intérieur, la nature des polluants dépend en particulier des caractéristiques du bâtiment, des activités et du comportement (tabac, articles de bricolage, peinture, etc.). À l’extérieur, des activités qui émettent des polluants, telles que les activités industrielles, le transport, le chauffage de bâtiments et l’agriculture, affectent également la composition chimique des émissions. La qualité de l’air est une préoccupation depuis des années et un enjeu majeur de santé publique. Le document US 2008/0190772 A1 divulgue un appareil et un procédé pour éliminer des particules de l’air. Le dispositif comporte un boîtier de filtre et des couches filtrantes agencées dans le boîtier de filtre, où des différences de potentiel électrique sont créées entre les couches filtrantes individuelles pour une efficacité de filtration meilleure et conçue, et le champ électrostatique résultant fournit une filtration plus efficace à partir du milieu gazeux, le plus souvent et essentiellement de l’air. L’inconvénient de la solution proposée est qu’en raison de l’efficacité de filtration ciblée et du principe de fonctionnement, plusieurs couches filtrantes de matériaux différents, tels qu’un métal expansé, sont nécessaires et une énergie externe est indispensable au fonctionnement de l’équipement. Le document US 6 989 051 B2 divulgue un système de filtre à air portable dans lequel l’air à nettoyer entre dans le boîtier de filtre sur un côté d’entrée et l’air nettoyé sort sur un côté de sortie du boîtier de filtre. Le boîtier de filtre est pourvu d’une chambre de filtre à ionisation dans laquelle presque n’importe quel matériau filtrant de matériau classique peut être utilisé, tissé, non tissé, fibreux et similaire. Un autre inconvénient de cette solution proposée est que l’énergie externe est indispensable au fonctionnement de l’équipement, plus précisément à l’ionisation, et l’efficacité de la filtration ne peut pas être meilleure que l’efficacité de la cartouche filtrante choisie parmi les matériaux connus et classiques utilisés. Une pollution croissante de l’environnement impose des exigences croissantes aux filtres et aux inserts filtrants utilisés dans les filtres, que l’on cherche le plus souvent à satisfaire par des mécanismes d’action combinés et/ou en augmentant ou en épaississant l’insert filtrant appliqué. Cependant, cela n’est plus faisable dans de nombreux endroits en raison de limitations physiques, il existe donc un besoin pour un nouveau type de technique de filtration qui combine une petite taille avec une efficacité de filtration élevée. L’objectif du modèle d’utilité est de fournir un tel filtre universellement utilisable. On s’est rendu compte que cela peut être mieux réalisé dans la pratique en utilisant un matériau différent qui absorbe la saleté plus qu’auparavant. Selon le modèle d’utilité, cette tâche a été résolue avec un filtre pour filtrer des particules nocives pour la santé de milieux gazeux, en particulier l’air, le filtre comprend un matériau filtrant agencé dans un boîtier de filtre, où le matériau filtrant est du silicate de sodium, Na 2 SiO 3 , avec une taille de particule dans la plage allant de 0,2 à 0,4 mm, communément appelé verre soluble, qui est sous cette forme un excellent matériau absorbant. Selon un mode de réalisation préféré du modèle d’utilité, un matériau filtrant en poudre est inséré dans le boîtier de filtre. Selon un autre mode de réalisation préféré du modèle d’utilité, des granulés de matériau filtrant sont insérés dans le boîtier de filtre. Dans un mode de réalisation préféré du modèle d’utilité, le boîtier de filtre est conçu comme un boîtier réalisé en métal, de préférence en acier, avec des ouvertures pour l’écoulement du milieu gazeux à filtrer. Dans ce cas, il est avantageux que les parois du boîtier de filtre soient formées d’un treillis métallique dense. Afin d’empêcher le matériau filtrant de petite taille de particule de tomber du boîtier de filtre, dans un mode de réalisation préféré, le matériau filtrant est placé dans un boîtier de matériau perméable aux fluides gazeux et forme un insert filtrant. Dans un tel cas, il est également avantageux que le couvercle de l’insert filtrant forme une couche de pré-filtration ou de post-filtration par rapport à la direction d’écoulement du milieu gazeux en écoulement. Selon un autre mode de réalisation préféré du modèle d’utilité, l’insert filtrant a un cadre de maintien de forme résultant en une cartouche filtrante. Selon un autre mode de réalisation préféré du modèle d’utilité, le boîtier de filtre lui-même est conçu comme un cadre de filtre dans lequel l’insert filtrant peut être inséré, stocké et retiré. Selon un autre mode de réalisation préféré du modèle d’utilité, une structure de support est agencée dans la cartouche filtrante pour assurer une répartition uniforme du matériau filtrant chargé. Selon un mode de réalisation préféré, cette structure de support a une conception en nid d’abeille, qui, conjointement avec le matériau filtrant chargé, est fermée par le couvercle formant l’insert filtrant de manière à empêcher le matériau filtrant de s’échapper. Le matériau de la structure de support peut dépendre du domaine d’utilisation, par exemple en cas d’utilisation dans l’industrie automobile il peut être réalisé en acier inoxydable. Selon un mode de réalisation préféré, un ou plusieurs capteur(s) est/sont agencé(s) dans la cartouche filtrante, pour l’insertion duquel/desquels de préférence une porte verrouillable est formée sur la cartouche filtrante. Selon un autre mode de réalisation préféré, les bornes du ou des plusieurs capteur(s) sont en communication électrique avec des surfaces de connecteur respectives agencées sur la cartouche filtrante. Selon un autre mode de réalisation préféré, la cartouche filtrante a une porte verrouillable pour insérer le ou les plusieurs capteur(s). Le filtre selon le modèle d’utilité peut être considéré comme universel, car sa construction et sa géométrie illimitée permettent de découper sur mesure un filtre ayant des paramètres de production spécifiques et de l’intégrer dans un système cible. Le modèle d’utilité sera maintenant décrit de manière plus détaillée, à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels La montre une vue en perspective d’un mode de réalisation possible du filtre selon le modèle d’utilité, La montre une cartouche filtrante qui peut être placée dans le boîtier de filtre d’un mode de réalisation possible du filtre selon le modèle d’utilité, en partie découpée, La montre une autre conception de cartouche filtrante qui peut être placée dans le boîtier de filtre d’un mode de réalisation possible du filtre selon le modèle d’utilité, et La montre un détail d’une coupe transversale d’une cartouche filtrante possible qui peut être utilisée dans le filtre selon le modèle d’utilité. Le mode de réalisation du filtre proposé représenté dans les Figures comprend une cartouche filtrante 2 agencée dans un boîtier de filtre 1. Dans l’exemple représenté, le boîtier de filtre 1 est réalisé en acier inoxydable, mais peut être réalisé en d’autres matériaux appropriés, tels que du plastique, mais aussi du bois ou même du carton. Une ouverture 3 est formée dans le boîtier de filtre 1 à travers laquelle la cartouche filtrante 2 peut être insérée dans le boîtier de filtre 1. Dans le présent exemple, l’ouverture 3 peut être fermée avec une porte 4 dans l’état de fonctionnement du filtre, mais la porte 4 peut être omise si la cartouche filtrante 2 remplit suffisamment l’intérieur du boîtier de filtre 1 pour que le milieu gazeux à filtrer, dans cet exemple de l’air, ne puisse pas contourner la cartouche filtrante 2, ce qui pourrait même rendre la filtration inefficace. Dans le présent exemple, des parois latérales du boîtier de filtre 1 s’étendant perpendiculairement à l’écoulement d’air sont formées par un treillis métallique dense 5, mais une ou plusieurs ouverture(s) 6 quelconque(s) peut/peuvent être formée(s) dans les parois latérales pour permettre au flux d’air d’être filtré à travers le filtre sans chute de pression importante. La découpe dans la montre une structure donnée à titre d’exemple de la cartouche filtrante 2. La cartouche filtrante 2 comprend un cadre 7 qui entoure un insert filtrant 8. La fonction du cadre 7 est de retenir les couches de matériau utilisées pour la filtration et, bien entendu, le matériau filtrant 9 ensemble et pour fournir la résistance mécanique nécessaire. Dans l’insert filtrant 8, selon l’exemple, une structure de support en nid d’abeille 10 est agencée, qui assure une répartition uniforme du matériau filtrant chargé 9, dans cet exemple des granulés. Une telle structure de support 10 est la plus nécessaire dans le cas d’un matériau filtrant 9 à l’état de poudre ou de granulés à grains fins, et dans le cas de granulés à grains plus gros et suffisants, une répartition uniforme du matériau filtrant 9 peut être considérée comme assurée. Deux surfaces de délimitation externes de l’insert filtrant 8 sont formées par des couches de pré-filtration et de post-filtration 11, 12, qui dans le présent exemple sont réalisées en acier inoxydable, mais un filtre HEPA peut également être utilisé. Dans le filtre donné à titre d’exemple, l’épaisseur du matériau filtrant 9 dans l’insert filtrant 8 est de 20 mm et l’épaisseur des couches 11, 12 est de 5 mm, ce qui, dans des expériences, s’est avéré fournir l’efficacité de filtration ciblée sans chute de pression considérable. Bien entendu, l’application, le nombre et l’agencement des couches 11, 12 peuvent être mis en œuvre différemment selon la tâche respective. Dans l’exemple représenté, l’insert filtrant 8 de résistance mécanique modérée est inséré dans une cartouche filtrante 2 qui fournit la résistance mécanique requise et une manipulation aisée. Cette solution permet d’insérer 8 rapidement et facilement des cartouches filtrantes avec les paramètres appropriés dans une cartouche filtrante 2. Bien entendu, le filtre selon le modèle d’utilité peut également être conçu de manière à ce que l’insert filtrant 8 agisse lui-même comme une cartouche filtrante 2 et l’insert filtrant 8 puisse être inséré tout seul dans le boîtier de filtre 1. Il apparaîtra à l’homme du métier que des éléments structurels non représentés sur le dessin peuvent être montés ou formés sur le boîtier de filtre 1, au moyen desquels le filtre peut être connecté à d’autres composants, tels que des conduits de ventilation, des systèmes de nettoyage de véhicules, etc., selon l’application particulière. Afin de surveiller l’efficacité de la filtration ou d’autres valeurs liées à la filtration pendant l’utilisation, un ou plusieurs capteur(s), tel(s) qu’un module de détection de qualité de l’air ZP07-MP503, peut/peuvent également être inclus dans la cartouche filtrante 2 soit lors de la fabrication ou peut/peuvent être inséré(s) plus tard lors de l’assemblage pour l’utilisation. Dans la , une porte 13 est utilisée à cet effet, à travers laquelle un capteur sélectionné 14, représenté uniquement symboliquement dans la figure, peut être inséré et fixé. Dans le présent exemple, le capteur 14 a deux bornes qui communiquent avec des surfaces de connecteur 15 formées sur la paroi de la cartouche filtrante 2. Celles-ci sont de préférence formées à proximité du capteur 14, qui est représenté en haut de la cartouche filtrante 2 dans la à titre d’illustration uniquement. Dans ce cas, des contacts non représentés dans le dessin sont agencés dans le boîtier de filtre 1 qui sont en connexion avec les surfaces de connecteur 15 de la cartouche filtrante insérée 2 de toute manière connue dans l’art, par exemple via des ressorts en matériau électriquement conducteur, et un équipement électronique recevant et traitant le paramètre surveillé est connecté au capteur 14 via ces contacts. Le nombre des surfaces de connecteur 15 et des contacts qui leur sont connectés de manière fonctionnelle dépend, respectivement, du capteur respectif 14 et du nombre de capteurs 14, respectivement. L’installation dans la cartouche filtrante 2 d’un ou de plusieurs capteur(s) 14 avec sa propre source d’énergie et sa propre unité de communication sans fil, dont la durée de vie est conforme à la facilité d’utilisation et à la durée de vie de l’insert filtrant 8, est également possible. Dans ce cas, aucune surface de connecteur ni aucun contact à ressort n’est nécessaire. Liste des signes de référence utilisés : boîtier de filtre 1 cartouche filtrante 2 ouverture 3 porte 4 treillis métallique 5 ouverture 6 cadres 7 Insert filtrant 8 milieux filtrants 9 Structure de support 10 Couche 11, 12 porte 13 capteur 14 surface de connecteur 15 Filtre pour filtrer des particules nocives pour la santé d’un milieu gazeux, comprenant un matériau filtrant (9) agencé dans un boîtier de filtre (1), caractérisé en ce que le matériau filtrant (9) est constitué de silicate de sodium avec une taille de particule dans la plage allant de 0,2 à 0,4 mm. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que du silicate de sodium en poudre est introduit comme matériau filtrant (9) dans le boîtier de filtre (1). Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que des granules de silicate de sodium sont insérées dans le boîtier de filtre (1) comme matériau filtrant (9). Filtre selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le boîtier de filtre (1) est conçu comme un boîtier réalisé en métal, de préférence en acier, avec des ouvertures (6) pour l’écoulement du milieu gazeux à filtrer. Filtre selon la revendication 4, caractérisé en ce que les ouvertures (6) sont formées par un treillis métallique (5). Filtre selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le matériau filtrant (9) est enfermé dans un boîtier de matériau perméable aux fluides gazeux, formant un insert filtrant (8). Filtre selon la revendication 6, caractérisé en ce que le couvercler de l’insert filtrant (8) forme une couche de pré-filtration ou de post-filtration (11, 12) par rapport à la direction d’écoulement du milieu gazeux en écoulement. Filtre selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l’insert filtrant (8) a un cadre de maintien de forme (7) résultant en une cartouche filtrante (2). Filtre selon l’une des revendications 6 à 7, caractérisé en ce que le boîtier de filtre (1) lui-même est conçu comme un cadre de filtre (2) dans lequel l’insert filtrant (8) peut être inséré, stocké et retiré. Filtre selon l’une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu’une structure de support (10) est agencée dans l’insert filtrant (8), qui assure une répartition uniforme du matériau filtrant chargé (9). Filtre selon la revendication 10, caractérisé en ce que la structure de support (10) a une conception en nid d’abeille et la structure de support (10), conjointement avec le matériau filtrant chargé (9), est fermée par le couvercle formant l’insert filtrant (8) de manière à empêcher le matériau filtrant de s’échapper. Utilisation du filtre selon la revendication 10 ou 11 dans l’industrie automobile, caractérisée en ce que la structure de support (10) est réalisée en acier inoxydable. Filtre selon l’une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu’un ou plusieurs capteur(s) (14) est/sont agencé(s) dans la cartouche filtrante (2). Filtre selon la revendication 13, caractérisé en ce que les bornes du capteur (14) sont en communication électrique avec des surfaces de connecteur (15) respectives agencées sur la cartouche filtrante (2). Filtre selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que la cartouche filtrante (2) a une porte verrouillable (13) pour insérer le ou les plusieurs capteur(s) (14).