WO2002049767A1 - Dispositif electrostatique d'emission ionique en air - Google Patents

Dispositif electrostatique d'emission ionique en air Download PDF

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Alexandre Vladimirovitch Nagolkin
Frédéric Basset
Elena Vladimirovna Volodina
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Definitions

  • the invention relates to the technical field of electrostatic air treatment devices, and more specifically to devices for subjecting a multitude of particles (such as: dust, bio-aerosols or specific molecules, ...) aerosols within a moving fluid, under the action of an ionic flux coming from a corona discharge electrode, this in view:
  • the invention relates specifically to the technical field of electrostatic devices for ion emission and deposition of the type described below, constituted by the combination between: - on the one hand, a corona conductive discharge electrode, subjected to an electrical potential of discharge, emitting a flow of ions, - and on the other hand a porous non-corona conductive receiving electrode, subjected to a different potential, placed opposite the corona electrode.
  • the invention also relates specifically to ionization devices provided with a porous non-corona conductive receiving electrode, having an active pseudo-planar face pierced with a multitude of fluid passage channels. These channels pass through the receiving electrode and emerge through a multitude of orifices of almost circular shape, on an active face, along the axis of flow of the fluid substantially perpendicular to the face.
  • the invention further relates to ionization devices which include means for pressurizing the fluid, ensuring the movement of the fluid through the thickness of the electrode.
  • the invention finally relates to ionization devices which are equipped with an electric current source comprising at least two metal terminals, with a fairly high electrical potential difference between them (of the order of 5000V). At least two conductors are each connected - at one end to one of the two potential terminals and / or to the earth, - and by the other end respectively to one different from the corona and receiving electrodes, so that the two electrodes (corona and receptors) are subjected to a sufficient electric potential difference to ensure ionic emission in the discharge zone of the corona electrode.
  • the prior art knows the principle of electrostatic action devices by ion flux on aerosol particles, implementing the above arrangements.
  • the devices belonging to this technical field are currently mainly used to electrostatically filter particles transported by an air flow.
  • the prior art does not provide for any particular local geometrical organization of the active face of the receiving electrode having the effect of homogenizing the flow of ions on the face of the receiving electrode and / or homogenizing the number of ions deposited on the surface of particles of the same size, entrained by the fluid.
  • the electrostatic ion emission device comprises a specific local geometry of the active face of its reception electrode making it possible to establish a surface flux of ions, coming from the corona electrode and in the direction of the pseudo-plane active face of the receiving electrode, having a point ionic intensity having, in the vicinity of the active face, a spatial distribution of ionic intensity with increased homogeneity.
  • the invention makes it possible to make the number of ions deposited on the surface of aerosol particles of the same size class almost homogeneous.
  • the electrostatic ion flow homogenization device of the invention has much broader applications than those in the field of filtration.
  • the closest prior art is essentially constituted by electrostatic dust filters and auxiliary by certain devices for depositing ions on surfaces in the field of xerography. Consequently, the analysis of the prior art below mainly targets these two technical fields and more generally the various dust filtration and xerography techniques using a combination between a corona electrode emitting ions and a porous receiving electrode. .
  • a prior means is used to give an electrostatic charge to the particles, and, using an electrostatic field, these charged particles are precipitated on a collecting wall or a collecting medium maintained under electric voltage of opposite signs.
  • electrostatic filter structures - those with one floor, - and those with two floors.
  • electrostatic precipitation means - that with electrodes charged under voltage generated externally by electrical supply, - and that with electrostatic self-charging, charged by the friction of air.
  • the closest field to the invention is that of two-stage electrostatic precipitators including one stage of initial ionization by external electrical supply.
  • Two-stage electrostatic precipitators also known as electrostatic precipitators, have increased complexity, cost and efficiency. They have a stage of electrical charge by corona effect of the particles and a stage of precipitation. In the electric charge stage, the air passes through an ionization zone generally made up of one or more wires brought to high electric voltage (corona electrodes) to generate an intense electrostatic field, within which the particles are charged. electrically by ionization. Then the air flow comprising the charged particles passes through a second collection stage.
  • electrostatic precipitators which are close to the teachings of the invention relate exclusively to the prior generation of ions and their deposition on the particles to be filtered (and more specifically the control of the homogeneity of the ion flow) and not the efficiency dust precipitation.
  • a first major defect of ionization systems according to the prior art is that they do not have means making it possible to deposit a uniform quantity of ions on the treated aerosol particles. This has the consequence that part of the particles generally receives a sufficient quantity of ions (see larger than necessary) and another part receives too small a quantity of ions to result in a sufficient subsequent physical result. This reduces the efficiency of the electrostatic precipitators.
  • a second limitation of the prior art relating to the ionic treatment of particles is that it does not make provision for depositing, on aerosol particles, an almost homogeneous quantity of ions (i q + ) and (i q ⁇ ) of opposite charges. This seems to be due to the fact that at first sight it appears undesirable (see harmful) to deposit opposite charges on the same aerosol particle. Indeed, common sense tends to lead us to consider that the ions of opposite charge will cancel each other and that we will therefore obtain a lessened physical effect.
  • the inventors have established that in particular industrial applications, it may be desirable to deposit on the external surface of aerosol particles (in particular of the same diameter and / or of the same nature) quantities of ions with both opposite charge and quantity almost homogeneous for each sign.
  • a third defect of the prior art is that when it aims to homogenize a flow of ions, it does so: - either in the case where there is no displacement of fluid (such as within systems xerographic), - either in the case of a geometry which does not allow the homogeneous ionic loading of aerosol particles within large flow rates of fluids.
  • the particle-laden fluid is introduced at the other free end of the filter cylinder.
  • the ion flux in this cylindrical corona tube decreases as a function of the distance from the center.
  • the ionic deposition on the aerosol particles passing through it is therefore very inhomogeneous in the section of the tube. No particular local geometry of the surface of the receiving electrode (the interior of the cylinder) is provided and / or described to increase the uniformity of ionic deposition. This device does not allow and moreover does not claim a homogenization of the deposit of ions on the aerosol particles.
  • US Patent 4,979,364 describes an electrostatic precipitator comprising upstream a first ionizing stage formed by a series of cylindrical discharge electrodes, perpendicular to the flow of fluid and a second downstream filtering stage constituted by a longitudinal honeycomb network subjected to an electric or magnetic field. No local geometrical arrangement of the surface of the receiving electrode (honeycomb) is provided to increase the homogeneity of the deposit of ions on the particles.
  • US patent 4,910,637 aims to homogenize the flow of ions transmitted and the quantity of ozone emitted by a corona electrode within a xerographic system. A "barrier" is placed between the corona electrode and the plane on which the ions are to be deposited.
  • the proposed barrier consists of a) either a doped material such as glass or ceramic, b) either glass or porous ceramic, c) or a dispersion of metal or ceramic, d) or a conductive or semiconductor material, e) either a fibrous material having a catalysis function.
  • a doped material such as glass or ceramic
  • b) either glass or porous ceramic c) or a dispersion of metal or ceramic
  • d) or a conductive or semiconductor material e
  • a fibrous material having a catalysis function a fibrous material having a catalysis function.
  • US Patent 4,597,781 describes an electrostatic precipitator comprising a central corona electrode generating negative ions, surrounded by a receiving electrode constituted by a cylindrical collecting tube.
  • the receiving electrode has no particular local geometry of its active surface.
  • the ion flux in this cylindrical corona tube decreases as a function of the distance from the center.
  • the ionic deposition on the aerosol particles passing through it is therefore very inhomogeneous.
  • US Patent 4,898,105 describes an electrostatic filter consisting of a first ionic charging stage consisting of wire corona electrodes placed transversely to the air flow and of a second filtration stage (which can be assimilated to a receiving electrode) formed of a layer of non-conductive granules and of means for creating a transverse electrostatic field through this layer.
  • the system does not provide for any particular local geometry of the surface of the layer of granules having the effect of homogenizing the ionic flux coming from the first stage.
  • US Patent 4,313,739 describes a device for extracting a contaminating gas from a gas to be purified.
  • This consists of an outer tube including a porous cylinder (which can be described as a receiving electrode) placed internally and a wired corona electrode placed in its center. A potential difference is applied between the corona electrode and the cylinder.
  • the gas to be purified is introduced at one end of the cylinder.
  • the system makes it possible to extract a contaminating gas according to its difference in ionization potential with respect to that of the gas to be purified.
  • the wall of the cylinder (receiving electrode) is either made of a porous material, that is to say having no particular surface geometry, or provided with pores passing through it distributed over its circumference.
  • the active face of the receiving electrode has no particular geometry (surrounding the pores) on its active inner face. This device does not allow and moreover does not claim a homogenization of the deposit of ions on the aerosol particles.
  • US Patent 4,066,526 describes an electrostatic filter consisting of a corona electrode and a receiving electrode.
  • the receiving electrode has no particular geometry on its active face. This device does not allow and moreover does not claim a homogenization of the deposit of ions on the aerosol particles.
  • US Pat. No. 4,056,372 describes an electrostatic precipitator made up of parallel metal plates placed under alternating electric voltages and provided with spikes on their ends.
  • coronary electrodes of the wire type are placed upstream parallel and facing the stack of plates. The flow of discharge ions is emitted transversely between the coronary wire electrodes and parallel wire receiving electrodes.
  • This device does not describe a receiving electrode placed transversely to the path of the fluid.
  • the plates do not constitute receiving electrodes facing the coronary wire electrodes.
  • the surface of the plates has no orifice of almost circular shape on their surface. This device does not allow and moreover does not claim a homogenization of the deposit of ions on the aerosol particles.
  • US Patent 5,622,543 describes an air purifier including a flat anion-generating plate (corona electrode) provided with recesses ent facing a receiving electrode plane with spaced holes. This device does not have any particular geometry on the surface of the receiving electrode for the purpose of homogenizing the deposit of ions on the aerosol particles.
  • US Patent 5,402,639 describes an electrostatic system for dusting a gas, consisting of - a hollow cylinder with a ceramic honeycomb wall, having radially oriented orifices, opening from the inside towards the outside of the cylinder and subjected to a internal electric field using external electrodes, - and a corona electrode located in its center.
  • the cylinder has no specific local surface geometry on its inner face facing the corona electrode which is capable of allowing homogenization of the deposit of ions on the aerosol particles.
  • this system ensures inhomogeneous ion deposition on the particles.
  • US Patent 4,920,266 describes a xerographic system for depositing negative charges on a surface.
  • This system includes corona electrodes made up of a series of points arranged side by side linearly, facing a receiving electrode made up of a metal grid pierced with hexagonal orifices.
  • the receiving electrode does not have any particular surface geometry which is capable of allowing homogenization of the ion flow.
  • this device is intended for the deposition of ions on a flat surface and not on aerosol particles.
  • the system does not involve any moving fluid.
  • US Patent 5,474,600 in the name of the applicants, describes a bacteriological purification system, comprising an ionization stage formed by a receiving electrode made of porous cellular metal and a corona discharge electrode facing it. No local geometrical particularity of the surface of the receiving electrode n ? is intended to increase the homogeneity of the ion flux and of the ion deposition on the aerosol particles.
  • the invention relates to an electrostatic homogenized ionic emission device for depositing on the surface a multitude of aerosol particles within a fluid, belonging to the same class of diameters, an almost homogeneous quantity. of ions of the same charge.
  • An electrostatic ion emission device is of the type described below constituted by the combination between: - on the one hand, a corona conductive discharge electrode, subjected to an electric discharge potential and emitting a flux of ions, - and, on the other hand, a non-corona conductive receiving electrode, subjected to a different receiving electrical potential.
  • the receiving electrode has a pseudo-planar active face, located. opposite the corona electrode and far from its discharge zone. The free space separating the active face of the receiving electrode from the corona electrode is free. A multitude of fluid passage channels pass through the receiving electrode.
  • the device further comprises a means for pressurizing the fluid, ensuring the movement of the fluid (in particular through the thickness of the receiving electrode), substantially in said axis of flow and along the veins.
  • the device is equipped with a source of electric current, comprising at least two metal terminals of fairly high electrical potential difference between them (of the order of 5000N) and at least two conductors each connected at one end to one of the terminals of potential and / or to the earth, and by the other end, respectively to one different from the corona and receiving electrodes, to subject these two electrodes to a difference in electric potential sufficient to ensure ionic emission in the discharge zone of the corona electrode.
  • a source of electric current comprising at least two metal terminals of fairly high electrical potential difference between them (of the order of 5000N) and at least two conductors each connected at one end to one of the terminals of potential and / or to the earth, and by the other end, respectively to one different from the corona and receiving electrodes, to subject these two electrodes to a difference in electric potential sufficient to ensure ionic emission in the discharge zone of the corona electrode.
  • An electrostatic ion emission device is remarkable by the following combination:
  • the multitude of fluid passage channels are positioned through the receiving electrode so that the multitude of their orifices are distributed almost uniformly on the active face, in the two geometric directions of this face.
  • the pseudo-planar active face of the receiving electrode is covered with a plurality of sharp, pointy, sharp and or pungent areas. These emerge in relief from the active face. They have locally and at their end a small radius of surface curvature. These sharp zones are also distributed almost uniformly over this active face, in the two geometric directions of the surface and surround the orifices.
  • This particular local geometrical combination of the receiving electrode makes it possible to establish a surface flux of ions, coming from the corona electrode and in the direction of the pseudo-plane active face of the receiving electrode, having a point ionic intensity presenting to the neighboring points of the active face, a spatial distribution of ionic intensity with increased homogeneity, with respect to the variation of the spatial distance between - the corresponding projection point of the active face of the receiving electrode, - and the so-called area d main ionic action surrounding the geometric center of the figure formed by the straight projection of the discharge zone of the corona electrode on the pseudo-planar active surface.
  • Figures a and lb show schematically, in section and in perspective, the state of the prior art with regard to electrostatic ion emission device.
  • Figures 2.a and 2.b show schematically, in section and in perspective, the art nearest anterior constituted by the electrostatic ion emission device equipping the bacteriological purification system object of US patent 5,474,600.
  • Figures 3.a and 3.b show schematically, in section and in perspective, the main arrangements of an electrostatic ion emission device with homogenization of flux and ion deposition according to the invention.
  • Figures 4, 5 and 6 show in perspective three variants of an electrostatic ion emission device according to the invention.
  • FIG. 7 shows in section and perspective a biionic emission system according to the invention traversed by a fluid charged with aerosol particles.
  • FIGS. 8 to 12 show the particular features of constituting a conductive material recommended by the invention for constituting the porous receiving electrode of an electrostatic ion emission device.
  • FIG. 13 schematically shows, in section, a variant of an electrostatic ion emission device recommended by the invention, the receiving electrode of which is produced using the material described in FIG. 8 to 12.
  • FIG. 14 schematically shows, in section, another variant of a biionic emission system recommended by the invention, the receiving electrodes of which are produced using the material described in FIG. 8 to 12.
  • FIG. 15 describes, in section, a variant of a biionic emission system according to the invention with corona electrodes arranged in series and in parallel.
  • Figures 16 and 17 show in section and in perspective, the action of a biionic emission system such as that of Figure 14 on aerosol particles within a moving fluid.
  • FIGS a and lb show schematically, in section (figure a) and in perspective (figure lb), an electrostatic ion emission device (11) according to the prior art.
  • the electrostatic ion emission device (11) according to the prior art comprises a corona conductive electrode (EC) with discharge, subjected to an electric discharge potential (VI) negative, emitting a global flux (I) of negative ions ( i q ). It also includes a non-corona conductive receiving electrode (ER), subjected to a positive electrical receiving potential (N2).
  • the receiving electrode (ER) has an active face (SA) located opposite the corona electrode (EC).
  • the space (H) separating the active face (SA) from the corona electrode (EC) is free.
  • the receiving electrode (ER) is porous. It has a multitude of fluid passage channels (Cl, C2, ..., Cn), passing through the receiving electrode (ER), and emerging through a multitude of orifices (Ol, O2, ..., On) , on its active face (SA), along an axis (xx ') called flow, substantially perpendicular to the active face (SA).
  • a means for pressurizing the fluid ensures the movement of the fluid (F) in particular through the thickness (er) of the receiving electrode (ER), substantially in the flow axis (xx ') .
  • the surface geometry of the active face (SA) is arbitrary. No specific local geometrical arrangement of the active face (SA) is provided around the orifices (Ol, ...) to homogenize the flow of negative ions (i q ).
  • the curve (12) of the intensity (J (Q)) of the surface flux (Is (r)) of ions (i q ) in a plane (uu ') has been represented in the left part of FIG. A. ) close to the face (SA).
  • the intensity (J (Q)) is represented along the axis (xx ').
  • the point ionic surface intensity (J (Q)) exhibits at points Q (r) close to the active surface (SA), a very inhomogeneous spatial distribution of ionic intensity (J (Q)).
  • FIG. A the local intensity of the ion flux Is (r) between the two electrodes (EC, ER) has been diagrammed by clusters of ions (i q ).
  • the number of ions represented shows diagrammatically, on a radial, the intensity of the flow of ions in this direction.
  • FIG 1b schematically shows in perspective the configuration of the device (11).
  • Figures 2.a and 2.b show schematically, in section ( Figure 2.a) and in perspective ( Figure 2.b), a variant of the prior art in terms of electrostatic emission device (21) ionic type of that described in US patent application 5,474,600 in the name of the applicants.
  • the discharge electrode (EC) consists of a corona tip (22) placed at the end of a needle (23) perpendicular to the active surface (SA).
  • the corona point (22) is surrounded by a hollow metal tube (25) of small wall thickness (ep) (26), collinear with the point axis (xl, x'l) of the needle (23) .
  • the receiving electrode (ER) is made of porous cellular metal.
  • the tube (25) and the electrode (ER) are linked and subjected to the same positive electrical potential (N2).
  • the corona conductive discharge electrode (EC) is subjected to a negative electrical discharge potential (NI). It emits a global flux (I) of negative ions (i q ) in its discharge zone (D).
  • I negative electrical discharge potential
  • NI negative electrical discharge potential
  • the curve (27) represents the variations of the surface ionic intensity J (r) in a plane (tf) perpendicular to the axis (xx ') and cutting the tube (25) substantially in its center.
  • the ion intensity Is (r) weakens rapidly inside the tube (25) and in its central part, as a function of the distance (r) from the axis of the corona electrode (EC).
  • the variations in ionic intensity J (r) in the plane (tf) are in 1 / r.
  • Also shown on the curve (28) are the variations in the ionic intensity J (r) in a plane (uu ') parallel to the active surface (SA) of the receiving electrode (ER) in the vicinity of the latter.
  • the ion intensity J (r) also weakens rapidly as a function of the distance (r) to the axis (xx ') of the corona electrode (EC).
  • the active surface (SA) of the receiving electrode (ER) has no particular local geometry. As shown schematically in Figure 2.b, we can assimilate it as a first approximation to a perforated plate (ER) provided with a multitude of orifices (Ol, 02, ..., On) on its active face (SA) and placed at one end of the tube (25).
  • a flow (K) of fluid (F) is shown which is made to penetrate the tube (25) through the receiving electrode (ER).
  • the fluid (F) is charged with a multitude of aerosol particles (pi). We can consider that these particles (pi) are neutral before entering the device (21). After passing through the receiving electrode (ER), the particles are facing the flow of ions (i q ).
  • this system (21) neither makes it possible to significantly homogenize a flow of ions (i q ) in the vicinity of a receiving electrode (ER), nor to homogenize satisfactorily the flow of ions (i q ) deposited on aerosol particles (pl, p2, p3, ...) passing right through the system (21).
  • Figures 3a and 3b describe in section and in perspective, in their most primitive form, the improvements proposed by the invention to the ion emission device (1).
  • the general provisions of this device (1) according to the invention common to the devices (11, 21) of the prior art as described in references a to 2.b above, are taken up by the device (1) with the same references and are not re-described.
  • the electrostatic ion emission device (1) is intended to deposit on the surface (sp) a multitude of aerosol particles (pi) within a flow (K) of fluid (F), of the same class of diameters (dp), an almost homogeneous quantity of ions (i q ) of charge (q).
  • This electrostatic device (1) is of the type constituted by the combination between - a corona conductive electrode (EC) with discharge, subjected to an electric discharge potential (NI), emitting a global flow (I) of ions. (i q ) and - a porous non-corona conductive receiving electrode (ER), subjected to an electrical receiving potential (V2).
  • the receiving electrode (ER) has an active pseudo-planar face (SA), located opposite the corona electrode (EC) and distant by a distance (di) from its discharge zone (D).
  • the free space (H) separating its active face (SA) from the tip (22) of the corona electrode (EC) is free.
  • a multitude of fluid passage channels (Cl, C2, ..., Cn) pass through the receiving electrode (ER).
  • the electrode (EC) with corona tip (22) is surrounded by a hollow tube (25) of small wall thickness (ep) (26).
  • the hollow tube (25) is collinear with the axis of tip (xl, x'l) of the needle (23), along the axis (xx ') of the flow (K) of fluid (F) and located in look at the active face (SA) of the receiving electrode (ER).
  • This hollow tube (25) longitudinally encompasses the veins of fluid (F) opposite the active face (SA) and around the needle (23).
  • the hollow tube (25) consists of a conductive material, in particular metallic (34).
  • the hollow tube (25) is brought to the same positive electrical potential (V2) as the receiving electrode (ER) to provide electrical protection against the negative potential (VI) of the corona electrode (EC).
  • FIG. 13 describes additional specific details of the device (1) according to the invention.
  • a means (2) for pressurizing the fluid (and in particular a fan) ensures the movement of the fluid (F) in particular through the thickness (er) of the receiving electrode (ER), substantially in said axis of flux (xx '), and along said veins (not shown).
  • the device (1) is equipped with an electric current source (3) comprising at least two metal terminals (B +, B-) of fairly high electrical potential difference between them (of the order of 5000V).
  • Two conductors (4,5) are each connected - by one end (6,7) to one of the potential terminals (B +, B-) and / or to the earth (8), - and by the other end (9 , 10) respectively to one different of the corona (EC) and receiving (ER) electrodes.
  • This is to subject the two electrodes (EC, ER) to a difference in electrical potential (VI) ⁇ > (V2) sufficient to ensure the ionic emission of ion (i q ) in the discharge zone (D).
  • V2 electrical potential
  • the electrostatic ion emission device (1) is provided with a particular combination of the local surface geometry, of the face (SA) of the receiving electrode (ER).
  • FIG. 3. a the flow of ions (i q ) from the discharge zone (D) of the corona electrode (EC) is diagrammed using dotted lines of variable thickness representing its ion intensity (J (r)) in the different directions. It is noted that due to the presence of the plurality of sharp zones in points (sharp and or sharp) (Ai) emerging in relief from the active face (SA) and uniformly distributed on the latter, the flow of ions (i q ) towards the active face (SA) of the receiving electrode has increased homogenization (the dotted lines have a similar width). The curve (32), located on the left-hand side of FIG. 3.
  • a represents the variations in the surface ionic intensity J (r) in a plane (tt ') perpendicular to the axis (xx') and intersecting the tube (25) substantially at its center.
  • the surface ion intensity J (r) rapidly weakens inside the tube (25) as a function of the distance (r) from the axis of the electrode (ER).
  • the presence of (sharp and or sharp) points (Ai) weakens the overall level of the ion flow towards the inner wall of the tube (25) compared to what it is (see curve (27); Figure 2.a) in the absence of sharp zones (Ai).
  • the geometric arrangement described above therefore results in a homogenization of the ion flux.
  • the surface ion flux (Is (r)) of ions (i q ) coming from the corona electrode (EC) in the direction of the pseudo-planar active face (SA) of the receiving electrode (ER), has a point ionic surface intensity J (Q (r)) presenting at the points Q (r) close to the active face.
  • SA a spatial distribution of ionic intensity J (r) with increased homogeneity, compared to the variation of spatial distance (r) between - the corresponding projection point (P (r)) of the active face (SA) of the receiving electrode (ER), - and the main ionic action zone (A) surrounding the geometric center (O) of figure (G) of the right projection of the discharge zone (D) of the electrode corona (EC) on the pseudo-plane active face (SA).
  • SA pseudo-plane active face
  • the device (1) comprises the characteristic combination between: - the pseudo-plane active face (SA) of the receiving electrode (ER) covered with a quasi-distributed plurality uniformly of sharp emerging zones (Ai) surrounding orifices (Ol, 02, ..., On) also almost uniformly distributed, - and a discharge electrode (EC) consisting of a corona point (22) placed at the end a needle (23).
  • the device (1) comprises the characteristic combination between: - the pseudo-active active face (SA) of its receiving electrode (ER) covered with a plurality distributed almost uniformly of sharp emerging zones (Ai) surrounding orifices (Ol, O2, ..., On) also almost uniformly distributed, - and a discharge electrode (EC) consisting of a conductive wire (41), oriented along an axis (x2, x'2), substantially parallel to the pseudo-plane active face (SA).
  • the conductive wire (41) is substantially perpendicular to the emerging sharp areas (Ai), and positioned at a distance (di) opposite the active face (SA).
  • the invention recommends several types of geometry of emerging sharp zones (Ai).
  • the pseudo-plane active face (SA) of the receiving electrode (ER) is covered with a plurality distributed almost uniformly of emerging sharp zones (Ai) in the form of sharp points.
  • prickles (42) uniformly distributed, locally having a small radius of curvature (ra) surface, surrounding orifices (Ol, O2, ..., On) uniformly distributed.
  • These pungent sharp points (42) point towards the outside of the active face (SA), along an axis (xx ′) substantially perpendicular, in the direction of the discharge zone (D).
  • FIGS. 3.a and 3.b the pseudo-plane active face (SA) of the receiving electrode (ER) is covered with a plurality distributed almost uniformly of emerging sharp zones (Ai) in the form of sharp points.
  • prickles (42) uniformly distributed, locally having a small radius of curvature (ra) surface, surrounding orifices (Ol, O2, ..., On) uniformly
  • the pseudo-plane active face (SA) of the receiving electrode (ER) is covered with a plurality of almost uniformly distributed craters (43) with edges with sharp edges (Ai) closed in pseudo-circle (44). They have on their extreme edges a section with a small radius of curvature (ra), surrounding the orifices (Ol, O2, ..., On), and opening towards the outside of the active face (SA), along an axis ( xx ') substantially perpendicular, in the direction of the discharge zone (D).
  • FIG. 13 represents the variant recommended by the invention for producing an electrostatic device (1) for homogenized ionic emission.
  • the receiving electrode (ER) consists of a porous structure (51). Its sharp zones in points (sharp and or sharp) (Ai) are distributed almost uniformly on its active face (SA) and connected together using this porous structure (51).
  • the receiving electrode (ER) is constituted by a porous structure (51) with cellular meshes (52) constituted by an assembly in a network of fins (Ai, an) with elongated portions (57).
  • the plurality of its sharp zones in points (sharp and or sharp) (Ai) distributed almost uniformly on the active face (SA) is materialized by the sectioning of the structure of the cellular meshes (52) of the porous structure (51) at right of the active face (SA).
  • the variant preferred by the invention for producing a receiving electrode (ER) according to the invention appears in FIG. 8 to 12.
  • the receiving electrode (ER) supporting the pseudo-plane active face (SA) is materialized using a porous conductive block (55). This consists of a porous structure (51) with alveolar meshes (52) pseudo repetitive formed of a plurality of fins (..., year, ...) with elongated portions (57), constituted of a conductive material (58), in particular metallic.
  • the fins (an) have a thin cross section (St), thickness (ea) much less than their longitudinal dimension (la). They include at least one elongated and tapered lateral trailing edge (bn) (that is to say a small local radius (ra) of transverse curvature) oriented in the direction (xn, x'n) of the length of the fins (year).
  • the fins (..., al3, al4, al5, al6, ..., year, ...) are physically and electrically connected together by each of their ends (enl, en2, .. ..) to form a conductive three-dimensional network (R'xyz).
  • the fins (al3) inside the porous block (55) are mainly common to several elementary cells (..., cl, ..., cl7, ).
  • the majority of the associated fins (al3, al4, ...) belonging to the same cell (cl) inside the porous block (55) surround and adjoin tangentially, by at least one of their lateral longitudinal faces (if, ..
  • a virtual elementary surface (62,63) clean and internal to each elementary cell (cl, cl7), of closed geometry, to encompass an elementary empty cell volume (59,60) picked up. That is to say that its transverse dimensions (dxl, dyl, dzl) are of the same order of magnitude in the three directions (x, y, z).
  • the elementary empty cell volume (59) of the majority of the cells (cl) located in the center of the porous block (55) opens opposite the elementary empty volumes (..., 60, ...) of neighboring cells (cl6,
  • FIG. 10 schematically describes, in an enlarged manner, the surface appearance of the face (SA).
  • SA porous block
  • the porous block (55) is cut in a pseudo-plane manner along a so-called active face (SA), thereby cutting off a multitude of elementary cells (cA) of the external wall of the three-dimensional network (R'xyz), uniformly distributed on the active face (SA).
  • SA active face
  • a multitude of metal nozzles (71) having sharp edges (72) of substantially circular shape facing the active face (SA ).
  • the cells (cl 6, cl 7, ...) of the porous block (55) are positioned according to their distribution of greatest density and have twelve neighboring cells. They are pierced with twelve recesses.
  • the cells (cl 6, cl7, ...) have a dodecahedral geometry.
  • Figures 11 and 12 schematically show in perspective the interior of the porous block (55).
  • the receiving electrode (ER) of the device (1) shown in FIG. 13 consists of a substantially planar plate (64) having two substantially parallel pseudo-planar lateral faces:
  • SA active face
  • SA corona electrode
  • D discharge zone
  • S'A second face
  • SA corona electrode
  • cA, c 'A sectioned external cells
  • SA, S'A the sectioned external cells
  • cA, c'A are distributed on the surface of the two lateral faces (SA, S'A). As described in FIG. 10, they provide, in line with each external cell (cA, c'A) sectioned, a multitude of nozzles (72), having pointed edges (71) of substantially circular shape opposite the lateral face d 'support (SA, S'A) corresponding to the receiving electrode (ER).
  • a multitude of channels (Cn) for the passage of the fluid (F) are formed through the interior cells, and pass through the plate (64) constituting the receiving electrode (ER). They connect each of the two faces (SA) and (S'A) of the receiving electrode (ER). They open out through a multitude of orifices (On) on the first active face (SA), along an axis (xx ') called flow, substantially perpendicular to the first active face (SA), they also open out through a multitude of orifices (O'n) on the second face (S'A), along the axis (xx ') substantially perpendicular to the second face (S'A).
  • the multitude of passage channels (Cn) of the fluid (F) are formed and positioned through the receiving electrode (ER) in such a way that the multitude of orifices (On) are distributed almost uniformly on the first active face (SA), and that the multitude of orifices (O'n) are also distributed almost uniformly on the second active face (S'A).
  • the two pseudo-planar active faces (SA, S'A) of the receiving electrode (ER) are thus each covered with a plurality of sharp zones in points (sharp and or sharp) (Ai, A'i). They emerge in relief, one (Ai) from the active face (SA) and the other (A'i) from the active face (SA).
  • the recommended method of manufacturing receiving electrodes (ER) according to the invention consists first of all in producing a primary dielectric or semiconductor network.
  • This primary network is geometrically identical to that of the network (R'xyz).
  • the procedure is preferably, as shown in FIG. 8, by intersection of a multitude (preferably twelve) of closed material surfaces, having a thin envelope (ea), arranged substantially uniformly in the 3 directions (x , y, z), and made of a first dielectric material (in particular consisting of polyurethane).
  • the invention recommends making the receiving electrode (ER) by nickel plating on a primary polyurethane network.
  • the process consists first of all in producing a plate in a primary porous network of polyurethane wings (an). Then an electrical conductivity is given to the primary polyurethane network by immersing it in an awareness solution of the type: Sn Cl j - 25 g ⁇ ;
  • a chemical layer of nickel is then deposited on the primary network.
  • the primary network is immersed in a solution of the type (in ml / l): MS04. 7.20 - 25
  • the primary network is maintained in the solution for 30 minutes. Then it is washed with water for 10 minutes.
  • a nickel plating is carried out.
  • two nickel anodes are placed in an electrolysis tank.
  • the primary network is placed between the two anodes in the tank.
  • the tank is filled with a solution having a composition of the type (in g / 1):
  • the anodes and the primary network are connected to the different poles of a DC generator. (Anodes at the positive pole, primary network at the negative pole).
  • the intensity of the deposition current is regulated at 0.5 A / dm ⁇ for 7-10 minutes. 10 successive deposition cycles are carried out.
  • the skeleton formed by the underlying dielectric material is extracted by a calorific or chemical action on the external metallic surface of the primary network.
  • an entirely metallic network (R'xyz) is produced.
  • the underlying polyurethane structure is removed by thermal effect.
  • the network covered with nickel is placed in a reducing atmosphere at a temperature of 1100 ° C. for 4 hours.
  • the network (R'xyz) of the receiving electrode (ER) is then ready.
  • the receiving electrode (ER) of the device (1) of FIG. 13 is constituted by a porous structure (51), with cellular mesh (52) constituted by an assembly in a network of fins (an) with elongated portions (57 ).
  • the plurality of its sharp zones in points (sharp and or sharp) (Ai) distributed almost uniformly on the first active face (SA) are materialized by the sectioning of the structure of the alveolar meshes (52) of the porous structure (51) in network (R'xyz) to the right of the first active face (SA).
  • the plurality of its sharp zones in points (sharp and or sharp) (A'i) distributed almost uniformly on the second active face (S'A) are materialized by the sectioning of the cellular mesh structure (52) of the porous structure (51) in line with the second face (S'A).
  • FIG. 14 represents an electrostatic system (111) of biionic emission according to the invention for depositing on the surface (sp) of the same class of diameters (dp) of a multitude of particles (pi, p2,. ..) aerosols in a fluid (F), an almost homogeneous quantity for each sign, of ions (i ql ) and (i q2 ) of opposite charges.
  • This biionic electrostatic system (111) is typically constituted by the series chained combination of two electrostatic devices (101,102) of ionic emission of reverse polarity, of the type (1) described above.
  • the electrostatic devices (101, 102) are arranged in series along a common axis (xx ') of the flow (K) of fluid (F).
  • a means (2) for pressurizing the fluid common to the two devices (1,1 ') ensures the movement of the fluid (F) in particular through the receiving electrode (ERI) of the device (101) and (ER2) of the device (102), substantially in the common axis (xx ') of the flow (K) of fluid (F).
  • ER1, ER2, ER3 located in series, and brought to alternating electrical potentials
  • the system comprises at least two corona conductive electrodes (EC1, EC2) with discharge, subjected to an electric discharge potential (V11, V12) alternating, emitting a global flux (II) of ions (i ql ), and (12) of ions (i q2 ) of opposite signs.
  • the first corona electrode (EC1) is placed between the first pair of receiving electrodes (ER1, ER2). Its discharge zone (DI) is located opposite the active face (SAI) of one (ERI) of the two receiving electrodes (ER1, ER2) of the first pair.
  • the second corona electrode (EC2) is placed between the second pair of receiving electrodes (ER2, ER3).
  • the multitude of orifices (O'ni) are distributed almost uniformly on the second active face (S'Ai) in the two directions (yy ', zz'). It is recommended that the two pseudo-planar faces (SA2, S'A2) of the central receiving electrode (ER2) are each covered with a plurality of sharp zones in points (sharp and or sharp) (A2, A'2) , emerging in relief some (A2) of the first (SA2), and the others (A'2) of the second active face (SA'2). They locally have a small surface radius of curvature (ra). They are distributed almost uniformly in both directions (y.y ', zz'). On the first face (SA2) they surround the corresponding orifices (Oni).
  • the electrostatic system (131) has two stages (121,122) of ionic emission, organized in series . Each stage (121,122) is formed by the characteristic combination in parallel of a plurality of electrostatic devices. (123,124,125), (126,127,128) ion emission of the type (1) described above.
  • the electrostatic devices (123,124,125) of the same stage (121) are arranged side by side transversely with respect to the overall axis (xx ') of the fluid flow (F).
  • the signs of polarity of the pairs (V1, V '1, V "1) and (V2, V'2, V" 2) of the same stage (121), corresponding: - to the electrical potential of the corona conductive electrodes, and to the electrical potential of the non-corona conductive receiving electrodes, of each of the two electrostatic devices (123,124,125) are similar.
  • the receiving electrodes (ER1, ER '1, ER "1) of the electrostatic devices (123,124,125) constituting it are produced by a common porous plate (64) constituted by a network (R'xyz) of fins (an) of the type described. above, located transversely to the axis (xx ') of flow (F).
  • a common porous plate (64) constituted by a network (R'xyz) of fins (an) of the type described. above, located transversely to the axis (xx ') of flow (F).
  • the overall operation of the electrostatic system (111) of biionic emission described in FIG. 14 is described with reference to FIGS. 16 and 17.
  • a flow (K) of fluid (F) charged with particles (pi) is forced inside the biionic system (111) using the pressurizing means (2) (not shown in these figures).
  • the overall flow of positive ions (i ql ) encountered in the passageways of the flu x (F), at the crossing of the device (101) along the axis (xx ') of flow, is almost homogeneous throughout the section of its tube (25).
  • the particles (p2) are therefore charged with an almost homogeneous quantity of positive ions (i ql ).
  • Four positive ions (i ql ) are represented on the particles (P2).
  • the overall flow of negative ions (i q2 ) encountered in the flow passage streams (F), through the device (102) along the flow axis (xx '), is almost homogeneous throughout the section of its tube (25).
  • the particles (p3) previously charged in a quasi-homogeneous manner with positive ions (i l ) are also charged with a quasi-homogeneous quantity of negative ions (i ql ).
  • Four positive ions (i ql ) and four negative ions (i q2 ) are represented on the particles (p3).
  • the particles (p3) are covered with a homogeneous quantity of ions of opposite signs (i ql , i q2 ).
  • a physical result is thus obtained (represented by a star shape of the particles (p3)) consisting of a release of energy inside the particles (p3) having successively passed through the two electrostatic devices (101, 102) of the bi system.
  • -ionic (111) It is understood that, depending on the industrial applications sought, this energy release makes it possible, by ionic recombination, to inflict on the particles (p3) mechanical, physical, chemical, energy consequences ... of controlled intensity.
  • a peculiarity of the biionic system (111) according to the invention is that the particles, first charged with positive charges ( ql ) when passing through the device (101), undergo inside the device (102) , after passing the electrode (ER2) and facing the corona electrode (EC2), the combination of two effects:
  • the inventors have found experimentally that the combination of the bi-ionic system (111) according to the invention results in a homogeneity (expressed in terms of standard deviation) of the deposits of positive ions (i ql ) and negative ions (i q2 ) on particles (p3), which they have measured to be approximately + -10%.
  • the experiment was carried out on classes of particle diameters ranging from 0.01 micron to 3 microns.
  • the homogeneity of ion deposition was approximately + -80% under the same conditions .
  • the devices (1) according to the invention make it possible to homogenize the ion flow opposite the planar active face of a receiving electrode (ER).
  • the devices (1) according to the invention make it possible to subject a multitude of particles (such as: dust, bio-aerosols or specific molecules, etc.) aerosols within a moving fluid, to the action of an ionic flux coming from the corona discharge electrode (EC), the overall intensity of which inside any flow vein located inside the tube (25) is almost homogeneous on crossing of tube.
  • the devices (1) according to the invention make it possible to deposit on the surface of this multitude of aerosol particles (belonging to the same class of diameters) an almost homogeneous quantity of ions (i q ).
  • the devices (1) according to the invention make it possible to increase the efficiency of the flow of ions (i q ) in the direction of the electrode (ER) and therefore in the direction of the flow veins, by reducing the less efficient and inhomogeneous radial flow towards the wall (26) of the tube (25).
  • the biionic systems (111) according to the invention make it possible to deposit a homogeneous quantity of ions of opposite signs (i ql , i q2 ) on the surface of the particles.
  • the invention has industrial applications in numerous fields, in particular physical, chemical, energetic, biological where it is advisable to deposit on aerosol particles a homogeneous quantity of ions, with a view to inflicting them a controlled and almost uniform physical effect.

Abstract

Dispositif électrostatique (1) d'émision ionique pour déposer sur la surface (sp) d'une multitude de particules (p1, p2, ..., pn) aérosols au sein d'un fluide (F), une quantité quasi homogène d'ions (iq). Le dispositif (1) comprend une électrode conductrice corona (EC) à décharge, et une électrode réceptrice (ER) conductrice non-corona. La face active (SA) pseudo plane de son électrode réceptrice (ER) est recouverte d'une pluralité répartie quasi uniformément de cratères à bords acérés, refermés en pseudo cercle, présentant sur leurs bords extrêmes (Ai) une section à faible rayon de courbure, et entourant des orifices (O1, O2, ..., On), débouchant vers l'extérieur de la face active (SA). Ces cratères à bords acérés, sont répartis quasi uniformément sur la face active (SA), dans ses deux directions géométriques. Le flux surfacique d'ions (iq) en provenance de l'électrode corona (EC) et en direction de la face active de l'électrode réceptrice (ER) a une homogénéité accrue. Préférentiellement, on réalise l'électrode réceptrice (ER) à l'aide d'un réseau (R'xyz) d'ailettes métalliques.

Description

DISPOSITIF ELECTROSTATIQUE D ' EMISSION IONIQUE EN AIR
Domaine technique de l'invention
L'invention se rapporte au domaine technique des dispositifs électrostatiques de traitement d'air, et plus spécifiquement aux dispositifs pour soumettre une multitude de particules (telles que : poussières, bio-aérosols ou molécules spécifiques, ...) aérosols au sein d'un fluide en mouvement, à l'action d'un flux ionique provenant d'une électrode à décharge corona, ceci en vue :
- d'une part, d'homogénéiser le flux d'ions en regard de la face active plane d'une électrode réceptrice,
- et, d'autre part, de déposer sur la surface de cette multitude de particules aérosols (appartenant à une même classe de diamètres) une quantité quasi homogène d'ions. Cette homogénéisation du dépôt d'ions sur la surface des particules peut avoir pour but de leur infliger des conséquences mécaniques, physiques, chimiques, énergétiques ... d'intensité maîtrisée.
L'invention se rapporte spécifiquement au domaine technique des dispositifs électrostatiques d'émission et dépôt ionique du type décrit ci-après, constitué par la combinaison entre : - d'une part, une électrode conductrice corona à décharge, soumise à un potentiel électrique de décharge, émettant un flux d'ions, - et d'autre part une électrode réceptrice conductrice non-corona poreuse, soumise à un potentiel différent, placée en regard de l'électrode corona. L'invention se rapporte en outre spécifiquement à des dispositifs d'ionisation munis d'une électrode réceptrice conductrice non-corona poreuse, présentant une face active pseudo plane percée d'une multitude de canaux de passage du fluide. Ces canaux traversent l'électrode réceptrice et débouchent par une multitude d'orifices de forme quasi circulaire, sur une face active, selon l'axe de flux du fluide sensiblement perpendiculaire à la face
• active. L'invention se rapporte de surcroît à des dispositifs d'ionisation qui comprennent un moyen de mise en pression du fluide, assurant le mouvement du fluide au travers de l'épaisseur de l'électrode.
L'invention se rapporte enfin à des dispositifs d'ionisation qui sont équipés d'une source de courant électrique comprenant au moins deux bornes métalliques, de différence de potentiel électrique assez élevé entre elles (de l'ordre de 5000V). Au moins deux conducteurs sont reliés chacun - par une extrémité à une des deux bornes de potentiel et/ou à la terre, - et par l'autre extrémité respectivement à l'une différente des électrodes corona et réceptrice, en sorte que les deux électrodes (corona et réceptrices) soient soumises à une différence de potentiel électrique suffisante pour assurer l'émission ionique dans la zone de décharge de l' électrode corona. L'art antérieur connaît le principe de dispositifs d'action électrostatique par flux ionique sur des particules aérosols, mettant en œuvre les dispositions ci-dessus. Les dispositifs appartenant à ce domaine technique sont actuellement principalement utilisés pour filtrer électrostatiquement des particules transportées par un flux d'air. Mais l'art antérieur ne prévoit pas d'organisation géométrique particulière locale de la face active de l'électrode réceptrice ayant pour effet une homogénéisation du flux d'ions sur la face de l'électrode réceptrice et/ou une homogénéisation du nombre d'ions déposé sur la surface des particules de même taille, entraînées par le fluide. Au contraire, le dispositif électrostatique d'émission ionique selon l'invention comporte une géométrie locale particulière de la face active de son électrode de réception permettant d'établir un flux surfacique d'ions, en provenance de l'électrode corona et en direction de la face active pseudo plane de l'électrode réceptrice, ayant une intensité ponctuelle ionique présentant au voisinage de la face active une répartition spatiale d'intensité ionique à homogénéité accrue. En outre l'invention permet de rendre quasi homogène le nombre d'ions déposés sur la surface des particules aérosols d'une même classe de taille.
Etat de la technique antérieure
Le dispositif électrostatique d'homogénéisation de flux ionique de l'invention a des applications beaucoup plus larges que celles du domaine de la filtration. Néanmoins, l'art antérieur le plus proche est essentiellement constitué par les filtres électrostatiques de poussières et auxiliairement par certains dispositifs de dépôt d'ions sur des surfaces dans le domaine de la xérographie. En conséquence, l'analyse de l'art antérieur ci- après vise principalement ces deux domaines techniques et plus généralement les différentes techniques de filtration de poussières et de xérographie mettant en oeuvre une combinaison entre une électrode corona émettant des ions et une électrode réceptrice poreuse.
Pour des raisons médicales, sanitaires et de pureté de l'air, il est souhaitable de filtrer les petites particules de l'air et notamment les poussières industrielles, pollens, bactéries, virus, champignons, algues, et autres fines poussières... En dehors des systèmes fonctionnant par gravitation (dépôt des particules du fait de leur poids) et des systèmes cyclones fonctionnant par effet de force centrifuge (qui sont tous deux utilisés dans certaines applications industrielles spécifiques et aboutissent à des systèmes de grand encombrement), les deux méthodes les plus courantes pour assurer une décontamination des poussières de l'air consistent : - l'une à barrer le flux d'air à l'aide d'un média (filtre mécanique), - et l'autre à dévier et capturer les poussières par méthode électrostatique (électrofiltre). Un filtre électrostatique est basé sur le fait que des particules, ayant une certaine charge, sont attirées par une électrode collectrice de la charge opposée. Cette méthode a été largement utilisée dans l'industrie depuis son invention par F.G. Cottrell en 1910. On utilise un moyen préalable pour donner une charge électrostatique aux particules, et, à l'aide d'un champ électrostatique, on précipite ces particules chargées sur une paroi collectrice ou un média collecteur maintenu sous tension électrique de signes opposés. Il existe principalement deux classes de structures de filtres électrostatiques: - ceux à un étage, - et ceux à deux étages. Il existe également deux variantes de moyens de précipitation électrostatique : - celle à électrodes chargées sous tension générée extérieurement par alimentation électrique, - et celle à auto-chargement électrostatique, chargées par le frottement d'air. Le domaine le plus proche de l'invention est celui des électrofiltres à deux étages dont un étage d'ionisation initiale par alimentation électrique extérieure.
Les électrofiltres à deux étages, également appelés précipitateurs électrostatiques, ont une complexité, un coût et une efficacité accrus. Ils comportent un étage de charge électrique par effet corona des particules et un étage de précipitation. Dans l'étage de charge électrique, l'air passe à travers une zone d'ionisation constituée généralement d'un ou plusieurs fils portés à haute tension électrique (électrodes corona) pour générer un champ électrostatique intense, au sein duquel les particules sont chargées électriquement par ionisation. Puis le flux d'air comprenant les particules chargées passe à travers un second étage de collection. On distingue deux types de filtres électrostatiques à deux étages, suivant la structure de l'étage collecteur des particules chargées (- à plaques, - ou à média filtrant).
Les particularités des électrofiltres qui sont voisines des enseignements de l'invention concernent exclusivement la génération préalable d'ions et leur dépôt sur les particules à filtrer (et plus spécifiquement la maîtrise de l'homogénéité du flux d'ions) et non l'efficacité de la précipitation des poussières.
Un premier défaut majeur des systèmes d'ionisation selon l'art antérieur est qu'ils ne présentent pas de moyens permettant de déposer une quantité uniforme d'ions sur les particules aérosols traitées. Cela a pour conséquence qu'une partie des particules reçoit généralement une quantité suffisante d'ions (voir plus importante que nécessaire) et une autre reçoit une quantité trop faible d'ions pour aboutir à un résultat physique suffisant ultérieur. Cela réduit l'efficacité des électrofiltres.
Une deuxième limitation de l'art antérieur relatif au traitement ionique des particules est qu'il ne prévoit pas de disposition visant à déposer, sur des particules aérosols, une quantité quasi homogène d'ions (iq+) et (iq~) de charges opposées. Cela semble dû au fait qu'au premier abord, il apparaît non souhaitable (voir néfaste) de déposer des charges opposées sur une même particule aérosol. En effet, le bon sens tend à amener à considérer que les ions de charge opposée vont s'annuler et qu'on obtiendra donc un effet physique amoindri. Les inventeurs ont établi que dans des applications industrielles particulières, il pouvait être souhaitable de déposer sur la surface extérieure de particules aérosols (notamment de même diamètre et/ou de même nature) des quantités d'ions à la fois de charge opposée et de quantité quasi homogène pour chaque signe.
Ces deux premiers types de défauts de l'art antérieur sont principalement dus au fait que le flux d'air traité a une section transversale généralement très supérieure à la dimension transversale efficace des zones de décharge des électrodes coronas utilisées. De ce fait, et en l'absence de corrections liées à une géométrie particulière locale de l'électrode réceptrice, le flux d'ions atteignant les particules aérosols décroît très fortement dans la direction transversale du flux de fluide. Un troisième défaut de l'art antérieur est que lorsqu'il vise à homogénéiser un flux d'ions, il le fait : - soit dans le cas où il n'y a pas de déplacement de fluide (tel qu'au sein de systèmes xérographiques), - soit dans le cas d'une géométrie ne permettant pas le chargement ionique homogène de particules aérosols au sein de grands débits de fluides. Les géométries particulières d'électrodes de réception mises en oeuvre par l'art antérieur au sein des générateurs ioniques agissant sur des particules aérosols (notamment au sein des électrofiltres) ne visent généralement pas à accroître l'homogénéité ionique mais simplement à accroître l'action électrostatique entre l'électrode réceptrice et les particules préalablement chargées, en vue d'accroître la capture des poussières. En outre, lorsque des géométries particulières d'électrodes de réception sont mises en œuvre par l'art antérieur, il s'agit : - de géométries globales macroscopiques du système, - et non de géométries locales de surface ayant pour but une homogénéisation ionique, comme cela est le cas pour l'invention. Le brevet US 4,904,283 décrit un système de filtration constitué par une unique électrode corona longiligne placée au centre d'un cylindre constitué d'un matériau filtrant et bouché à une extrémité. Le fluide chargé de particules est introduit à l'autre extrémité libre du cylindre filtrant. Le flux ionique dans ce tube corona cylindrique décroît en fonction inverse de la distance au centre. Le dépôt ionique sur les particules aérosols le traversant est donc très inhomogène dans la section du tube. Aucune géométrie locale particulière de la surface de l'électrode réceptrice (l'intérieur du cylindre) n'est prévue et/ou décrite pour accroître l'homogénéité de dépôt ionique. Ce dispositif ne permet pas et d'ailleurs ne revendique pas une homogénéisation du dépôt d'ions sur les particules aérosols. Le brevet US 4,979,364 décrit un électrofiltre comprenant en amont un premier étage ionisant formé d'une série d'électrodes cylindriques à décharge, perpendicμlaires au flux de fluide et un deuxième étage filtrant aval constitué d'un réseau longitudinal en nid d'abeilles soumis à un champ électrique ou magnétique. Aucune disposition géométrique locale de la surface de l'électrode réceptrice (nid d'abeilles) n'est prévue pour accroître l'homogénéité du dépôt d'ions sur les particules. Le brevet US 4,910,637 vise à homogénéiser le flux d'ions transmis et la quantité d'ozone émise par une électrode corona au sein d'un système xérographique. Une « barrière » est placée entre l'électrode corona et le plan sur lequel doivent être déposés les ions. La barrière proposée est constituée a) soit d'un matériau dopé tel que du verre ou de la céramique, b) soit de verre ou de céramique poreuse, c) soit d'une dispersion de métal ou de céramique, d) soit d'un matériau conducteur ou semi-conducteur, e) soit d'un matériau fibreux ayant une fonction de catalyse. L'originalité de ce dispositif ne concerne donc pas une géométrie particulière de surface de l'électrode réceptrice mais un choix particulier de matériaux. En outre, ce dispositif est destiné au dépôt d'ions sur une surface plane et non sur des particules aérosols. Enfin le système ne fait intervenir aucun fluide en mouvement. Le brevet US 4,871,515 décrit un filtre électrostatique comprenant une électrode corona et une électrode réceptrice dont la structure est munie de circonvolutions, pores ou crevasses pour accroître ses capacités de rétention. Aucune particularité géométrique locale de la surface de l'électrode réceptrice n'est prévue pour accroître l'homogénéité du flux ionique et du dépôt d'ions sur les particules aérosols. Le brevet US 4,597,781 décrit un précipitateur électrostatique comprenant une électrode corona centrale générant des ions négatifs, entourée par une électrode de réception constituée d'un tube collecteur cylindrique. L'électrode réceptrice n'a aucune géométrie locale particulière de sa surface active. Le flux ionique dans ce tube corona cylindrique décroît en fonction inverse de la distance au centre. Le dépôt ionique sur les particules aérosols le traversant est donc très inhomogène.
Le brevet US 4,898,105 décrit un filtre électrostatique constitué d'un premier étage de chargement ionique constitué d'électrodes corona filaires placées transversalement au flux d'air et d'un deuxième étage de filtration (que l'on peut assimiler à une électrode réceptrice) formée d'une couche de granules non conductrices et de moyen pour créer un champ électrostatique transversal au travers de cette couche. Le système ne prévoit aucune géométrie particulière locale de la surface de la couche de granules ayant pour effet une homogénéisation du flux ionique en provenance du premier étage. Le brevet US 4,313,739 décrit un dispositif pour extraire d'un gaz à purifier un gaz contaminant. Celui-ci est constitué d'un tube extérieur incluant un cylindre poreux (que l'on peut qualifier d'électrode réceptrice) placé intérieurement et d'une électrode corona filaire placée en son centre. Une différence de potentiel est appliquée entre l'électrode corona et le cylindre. Le gaz à purifier est introduit à une extrémité du cylindre. Le système permet d'extraire un gaz contaminant en fonction de sa différence de potentiel d'ionisation vis-à-vis de celle du gaz à purifier. La paroi du cylindre (électrode réceptrice) est soit constituée d'un matériau poreux, c'est-à-dire ne possédant aucune géométrie particulière de surface, soit munie de pores la traversant répartis sur sa circonférence. La face active de l'électrode réceptrice n'est munie d'aucune géométrie particulière (entourant les pores) sur sa face intérieure active. Ce dispositif ne permet pas et d'ailleurs ne revendique pas une homogénéisation du dépôt d'ions sur les particules aérosols.
Le brevet US 4,066,526 décrit un filtre électrostatique constitué d'une électrode corona et d'une électrode réceptrice. L'électrode réceptrice ne possède aucune géométrie particulière sur sa face active. Ce dispositif ne permet pas et d'ailleurs ne revendique pas une homogénéisation du dépôt d'ions sur les particules aérosols.
Le brevet US 4,056,372 décrit un précipitateur électrostatique constitué de plaques métalliques parallèles placées sous des tensions électriques alternées et munies de pointes sur leurs extrémités. Dans une variante, des électrodes coronas de type filaire sont placées en amont parallèlement et face à l'empilement des plaques. Le flux d'ions de décharge est émis transversalement entre les électrodes filaires coronas et des électrodes réceptrices filaires parallèles. Ce dispositif ne décrit pas d'électrode réceptrice placée transversalement au chemin du fluide. Les plaques ne constituent pas des électrodes réceptrices face aux électrodes coronas filaires. En outre, la surface des plaques n'est munie d'aucun orifice de •forme quasi circulaire sur leur surface. Ce dispositif ne permet pas et d'ailleurs ne revendique pas une homogénéisation du dépôt d'ions sur les particules aérosols.
Le brevet US 5,622,543 décrit un purificateur d'air incluant une plaque plane génératrice d'anions (électrode corona) munie d'évide ents faisant face à une électrode réceptrice plane munie de trous espacés. Ce dispositif ne comporte aucune géométrie particulière sur la surface de l'électrode réceptrice en vue de l'homogénéisation du dépôt d'ions sur les particules aérosols.
Le brevet US 5,402,639 décrit un système électrostatique pour dépoussiérer un gaz, constitué - d'un cylindre creux à paroi céramique en nid d'abeilles, présentant des orifices orientés radialement, débouchant de l'intérieur vers l'extérieur du cylindre et soumis à un champ électrique interne à l'aide d'électrodes extérieures, - et d'une électrode corona 'située en son centre. Outre ses orifices, le cylindre ne possède aucune géométrie locale de surface particulière sur sa face intérieure faisant face à l'électrode corona qui soit apte à permettre une homogénéisation du dépôt d'ions sur les particules aérosols. En outre, du fait de sa structure cylindrique, et pour les même raisons que décrit plus haut, ce système assure un dépôt d'ions inhomogène sur les particules.
Le brevet US 4,920,266 décrit un système xérographique pour déposer des charges négatives sur une surface. Ce système comprend des électrodes coronas constituées d'une série de pointes disposées côte à côte linéairement, faisant face à une électrode réceptrice constituée d'une grille métallique percée d'orifices hexagonaux. Outres ses orifices, l'électrode réceptrice ne comporte pas de géométrie particulière de surface qui soit apte à permettre une homogénéisation du flux d'ions. En outre ce dispositif est destiné au dépôt d'ions sur une surface plane et non sur des particules aérosols. Enfin le système ne fait intervenir aucun fluide en mouvement.
Le brevet US 5,474,600, au nom des demandeurs, décrit un système de purification bactériologique, comprenant un étage d'ionisation formé d'une électrode réceptrice en métal cellulaire poreux et d'une électrode corona à décharge qui lui fait face. Aucune particularité géométrique locale de la surface de l'électrode réceptrice n?est prévue pour accroître l'homogénéité du flux ionique et du dépôt d'ions sur les particules aérosols.
Résumé de l'invention
Dans sa forme générale, l'invention se rapporte à un dispositif électrostatique d'émission ionique homogénéisée pour déposer sur la surface d'une multitude de particules aérosols au sein d'un fluide, appartenant à une même classe de diamètres, une quantité quasi homogène d'ions de même charge.
Un dispositif électrostatique d'émission ionique selon l'invention est du type décrit ci- après constitué par la combinaison entre : - d'une part, une électrode conductrice corona à décharge, soumise à un potentiel électrique de décharge et émettant un flux d'ions, - et, d'autre part, une électrode réceptrice conductrice non-corona, soumise à un potentiel électrique de réception différent. L'électrode réceptrice présente une face active pseudo plane, située. en regard de l'électrode corona et éloignée de sa zone de décharge. L'espace libre séparant la face active de l'électrode réceptrice de l'électrode corona est libre. Une multitude de canaux de passage du fluide traversent l'électrode réceptrice. Ils débouchent par une multitude d'orifices de forme quasi circulaire, sur sa face active, selon un axe dit de flux, sensiblement perpendiculaire à la face active. Ces canaux assurent, au voisinage de la face active, un écoulement du fluide selon des veines qui traversent l'électrode réceptrice et sont globalement sensiblement parallèles à l'axe du flux de fluide chargé des particules aérosols. Le dispositif comprend en outre un moyen de mise en pression du fluide, assurant le mouvement du fluide (notamment au travers de l'épaisseur de l'électrode réceptrice), sensiblement dans ledit axe de flux et le long des veines. Le dispositif est équipé d'une source de courant électrique, comprenant au moins deux bornes métalliques de différence de potentiel électrique assez élevée entre elles (de l'ordre de 5000N) et au moins deux conducteurs reliés chacun par une extrémité à une des bornes de potentiel et/ou à la terre, et par l'autre extrémité, respectivement à l'une différente des électrodes corona et réceptrice, pour soumettre ces deux électrodes à une différence de potentiel électrique suffisante pour assurer l'émission ionique dans la zone de décharge de l'électrode corona.
Un dispositif électrostatique d'émission ionique selon l'invention est remarquable par la combinaison suivante : D'une part, la multitude de canaux de passage de fluide sont positionnés au travers de l'électrode réceptrice de telle manière que la multitude de leurs orifices soient répartis quasi uniformément sur la face active, dans les deux directions géométriques de cette face. Et, d'autre part, la face active pseudo plane de l'électrode réceptrice est recouverte d'une pluralité de zones acérées en pointes, tranchantes et ou piquantes. Celles-ci émergent en relief de la face active. Elles présentent localement et à leur extrémité un faible rayon de courbure surfacique. Ces zones acérées sont également réparties quasiment uniformément sur cette face active, dans les deux directions géométriques de la surface et entourent les orifices.
Objet
Cette combinaison géométrique locale particulière de l'électrode réceptrice permet d'établir un flux surfacique d'ions, en provenance de l'électrode corona et en direction de la face active pseudo plane de l'électrode réceptrice, ayant une intensité ponctuelle ionique présentant aux points voisins de la face active, une répartition spatiale d'intensité ionique à homogénéité accrue, par rapport à la variation de la distance spatiale entre - le point de projection correspondant de la face active de l'électrode réceptrice, - et la zone dite d'action ionique principale entourant le centre géométrique de la figure formée de la projection droite de la zone de décharge de l'électrode corona sur la surface active pseudo plane.
Cette homogénéité ionique s'établit dans une large zone efficace entourant le centre géométrique. En sorte que dans cette large zone efficace, on dépose une quantité quasi uniforme d'ions sur la surface des particules aérosols (d'une même classe de diamètre) transportées par le fluide au travers des orifices.
Dessins et figures
Les figures a et l.b montrent de manière schématique, en coupe et en perspective, l'état de l'art antérieur en matière de dispositif électrostatique d'émission ionique. Les figures 2.a et 2.b montrent de manière schématique, en coupe et en perspective, l'art antérieur le plus proche constitué par le dispositif électrostatique d'émission ionique équipant le système de purification bactériologique objet du brevet US 5,474,600.
Les figures 3. a et 3.b montrent de manière schématique, en coupe et en perspective, les principales dispositions d'un dispositif électrostatique d'émission ionique à homogénéisation de flux et dépôt d'ions selon l'invention.
Les figures 4, 5 et 6 montrent en perspectives trois variantes d'un dispositif électrostatique d'émission ionique selon l'invention.
La figure 7 montre en coupe et perspective un système d'émission bi-ionique selon l'invention traversé par un fluide chargé de particules aérosols. Les figures 8 à 12 montrent les particularités de constitution d'un matériau conducteur recommandé par l'invention pour constituer l'électrode réceptrice poreuse d'un dispositif électrostatique d'émission ionique.
La figure 13 montre de manière schématique, en coupe, une variante de dispositif électrostatique d'émission ionique recommandée par l'invention, dont l'électrode réceptrice est réalisée à l'aide du matériau décrit figure 8 à 12.
La figure 14 montre de manière schématique, en coupe, une autre variante de système d'émission bi-ionique recommandée par l'invention, dont les électrodes réceptrices sont réalisées à l'aide du matériau décrit figure 8 àl2.
La figure 15 décrit, en coupe, une variante de système d'émission bi-ionique selon l'invention à électrodes corona disposées en série et en parallèle.
Les figures 16 et 17 montrent en coupe et en perspective, l'action d'un système d'émission bi-ionique tel que celui de la figure 14 sur des particules aérosols .au sein d'un fluide en mouvement.
Description détaillée de mise en œuvre de l'invention Les figures a et l.b montrent de manière schématique, en coupe (figure a) et en perspective (figure l.b), un dispositif électrostatique d'émission ionique (11) selon l'art antérieur. Le dispositif électrostatique (11) d'émission ionique selon l'art antérieur comporte une électrode conductrice corona (EC) à décharge, soumise à un potentiel électrique de décharge (VI) négatif, émettant un flux global (I) d'ions négatifs (iq). Il comporte également une électrode réceptrice (ER) conductrice non-corona, soumise à un potentiel électrique de réception (N2) positif. L'électrode réceptrice (ER) présente une face active (SA) située en regard de l'électrode corona (EC). Elle est éloignée d'une distance (di) de sa zone de décharge (D) d'ions négatifs (iq). L'espace (H) séparant la face active (SA) de l'électrode corona (EC) est libre. L'électrode réceptrice (ER) est poreuse. Elle présente une multitude de canaux de passage du fluide (Cl, C2,...,Cn), traversant 1' électrode réceptrice (ER), et débouchant par une multitude d'orifices (Ol, O2, ...,On), sur sa face active (SA), selon un axe (xx') dit de flux, sensiblement perpendiculaire à la face active (SA). Un moyen de mise en pression du fluide (non représenté) assure le mouvement du fluide (F) notamment au travers de l'épaisseur (er) de l'électrode réceptrice (ER), sensiblement dans l'axe de flux (xx'). Selon l'art antérieur, la géométrie de surface de la face active (SA) est quelconque. Aucune disposition géométrique locale particulière de la face active (SA) n'est prévue autour des orifices (Ol, ...) pour homogénéiser le flux d'ions négatifs (iq). On a représenté, dans la partie gauche de la figure a, la courbe (12) de l'intensité (J(Q)) du flux surfacique (Is(r)) d'ions (iq) dans un plan (uu') proche de la face (SA). Il s'agit des ions (iq) - en provenance de l'électrode corona (EC), - et en direction de la face active pseudo plane (SA) de l'électrode réceptrice (ER). L'intensité (J(Q)) est représentée selon l'axe (xx'). L'intensité surfacique ponctuelle ionique (J(Q)) présente aux points Q(r) voisins de la surface active (SA), une répartition spatiale d'intensité ionique (J(Q)) très inhomogène. On constate qu'elle décroît fortement lorsque l'on s'écarte de l'axe central (xx') de flux du dispositif (11), c'est-à-dire avec l'accroissement de la distance spatiale (r), représentée selon l'axe (yy'), entre : - le point de projection (P(r)) correspondant de la face active (SA) de l'électrode réceptrice (ER), - et le. centre géométrique (O) de la projection droite de la zone de décharge (D) de l'électrode corona (EC) sur la surface active (SA) pseudo plane.
Sur la figure a, on a schématisé l'intensité locale du flux ionique Is(r) entre les deux électrodes (EC,ER) par des grappes d'ions (iq). Le nombre d'ions représentés schématise, sur une radiale, l'intensité du flux d'ions dans cette direction. On constate que lorsque le point (Q(r)) et sa projection (P(r)) s'écartent du centre géométrique (O), le nombre d'ions atteignant en (Q(r)) la surface (SA), et par la même le flux surfacique Is(r), décroissent considérablement.
La figure l.b schématise en perspective la configuration du dispositif (11). Les figures 2.a et 2.b montrent de manière schématique, en coupe (figure 2.a) et en perspective (figure 2.b), une variante de l'art antérieur en matière de dispositif électrostatique (21) d'émission ionique du type de celle décrite dans la demande de brevet US 5,474,600 au nom des demandeurs. On constate que l'électrode à décharge (EC) est constituée d'une pointe corona (22) placée à l'extrémité d'une aiguille (23) perpendiculaire à la surface active (SA). La pointe corona (22) est entourée d'un tube creux métallique (25) de faible épaisseur (ep) de paroi (26), colinéaire à l'axe de pointe (xl,x'l) de l'aiguille (23). L'électrode réceptrice (ER) est réalisée en métal cellulaire poreux. Le tube (25) et l'électrode (ER) sont liés et soumis au même potentiel électrique positif (N2). L'électrode conductrice corona (EC) à décharge est soumise à un potentiel électrique de décharge (NI) négatif. Elle émet un flux global (I) d'ions négatifs (iq) dans sa zone de décharge (D). On a schématisé ce flux d'ions à l'aide de traits pointillés d'épaisseurs variables, représentant son intensité dans les différentes directions. En outre, on a grossi les différentes figures microscopiques intervenant dans le procédé (notamment les ions et les particules). On constate que du fait de la présence de l'électrode réceptrice (ER), le flux d'ions (iq) en direction de la paroi intérieure du tube (25) est très faible (traits fins). La courbe (27) représente les variations de l'intensité ionique surfacique J(r) dans un plan (tf) perpendiculaire à l'axe (xx') et coupant le tube (25) sensiblement en son centre. L' intensité ionique Is(r) s'affaiblit rapidement à l'intérieur du tube (25) et dans sa partie centrale, en fonction de la distance (r) à l'axe de l'électrode corona (EC). On comprendra aisément que les variations d'intensité ionique J(r) dans le plan (tf) sont en 1/r. On a représenté également sur la courbe (28) les variations de l'intensité ionique J(r) dans un plan (uu') parallèle à la surface (SA) active de l'électrode réceptrice (ER) au voisinage de cette dernière. L'intensité ionique J(r) s'affaiblit également rapidement en fonction de la distance (r) à l'axe (xx') de l'électrode corona (EC).
La surface active (SA) de l'électrode réceptrice (ER) n'a aucune géométrie locale particulière. Comme cela est schématisé figure 2.b, on peut l'assimiler en première approximation à une plaque trouée (ER) munie d'une multitude d'orifices (Ol, 02,..., On) sur sa face active (SA) et placée à une extrémité du tube (25). Sur la figure 2. a on a représenté un flux (K) de fluide (F) que l'on fait pénétrer dans le tube (25) au travers de l'électrode réceptrice (ER). Le fluide (F) est chargé d'une multitude de particules (pi) aérosols. On peut considérer que ces particules (pi) sont neutres avant de pénétrer dans le dispositif (21). Après avoir traversé l'électrode réceptrice (ER), les particules se trouvent face au flux d'ions (iq). Pour les raisons évoquées ci-dessus d'inhomogénéité du flux d'ions (iq), on comprend que les particules (p2) aérosols transitant proche de l'axe (xx') reçoivent une quantité importante d'ions négatifs (iq). Quatre sont représentés. Au contraire, les particules (p3) transitant de manière éloignée de l'axe (xx') reçoivent beaucoup moins d'ions négatifs (iq). Un est représenté. En conséquence, on comprend que ce système (21) selon l'art antérieur ne permet ni d'homogénéiser significativement un flux d'ions (iq) au voisinage d'une électrode réceptrice (ER), ni d'homogénéiser de manière satisfaisante le flux d'ions (iq) déposé sur des particules aérosols (pl,p2,p3,...) traversant de part en part le système (21).
Les figures 3a et 3b décrivent en coupe et en perspective, dans leur forme la plus primitive, ι les améliorations proposées par l'invention au dispositif (1) d'émission ionique. Les dispositions, générales de ce dispositif (1) selon l'invention communes aux dispositifs (11,21) de l'art antérieur telles que décrites en références a à 2.b ci-dessus, sont reprises par le dispositif (1) avec les mêmes références et ne sont pas re-décrites. Le dispositif électrostatique (1) d'émission ionique est destiné à déposer sur la surface (sp) d'une multitude de particules (pi) aérosols au sein d'un flux (K) de fluide (F), d'une même classe de diamètres (dp), une quantité quasi homogène d'ions (iq) de charge (q). Ce dispositif électrostatique (1) est du type constitué par la combinaison entre - une électrode conductrice corona (EC) à décharge, soumise à un potentiel électrique de décharge (NI), émettant un flux global (I) d'ions. (iq) et - une électrode poreuse réceptrice (ER) conductrice non-corona, soumise à un potentiel électrique de réception (V2). L' électrode réceptrice (ER) présente une face active pseudo plane (SA), située en regard de l'électrode corona (EC) et éloignée d'une distance (di) de sa zone de décharge (D). L'espace libre (H) séparant sa face active (SA) de la pointe (22) de l'électrode corona (EC) est libre. Une multitude de canaux de passage du fluide (Cl, C2,...,Cn) traversent l' électrode réceptrice (ER). Ils débouchent par une multitude d'orifices (Ol, O2,...,On) de forme quasi circulaire sur sa face active (SA), selon l' axe (xx') dit de flux, sensiblement perpendiculaire à la face active (SA). Ils assurent, au voisinage de la face active (SA), un écoulement du fluide (F) selon des veines (non représentées) traversant l'électrode réceptrice (ER) et globalement sensiblement parallèles audit axe (xx') du flux (K) de fluide (F).
L'électrode (EC) à pointe corona (22) est entourée d'un tube creux (25) de faible épaisseur (ep) de paroi (26). Le tube creux (25) est colinéaire à l'axe de pointe (xl,x'l) de l'aiguille (23), selon l'axe (xx') du flux (K) de fluide (F) et situé en regard de la face active (SA) de l'électrode réceptrice (ER). Ce tube creux (25) englobe longitudinalement les veines de fluide (F) en regard de la face active (SA) et autour de l'aiguille (23). Préférentiellement, le tube creux (25) est constitué d'un matériau conducteur notamment métallique (34). Le tube creux (25) est porté au même potentiel électrique positif (V2) que l'électrode réceptrice (ER) pour effectuer une protection électrique vis-à-vis du potentiel négatif (VI) de l'électrode corona (EC).
La figure 13 décrit des détails spécifiques complémentaires du dispositif (1) selon l'invention. Un moyen (2) de mise en pression du fluide (et notamment un ventilateur) assure le mouvement du fluide (F) notamment au travers de l'épaisseur (er) de l'électrode réceptrice (ER), sensiblement dans ledit axe de flux (xx'), et le long desdites veines (non représentées). Le dispositif (1) est équipé d'une source de courant électrique (3) comprenant au moins deux bornes métalliques (B+, B-) de différence de potentiel électrique assez élevé entre elles (de l'ordre de 5000V). Deux conducteurs (4,5) sont reliés chacun - par une extrémité (6,7) à une des bornes de potentiel (B+,B-) et/ou à la terre (8), - et par l'autre extrémité (9,10) respectivement à l'une différente des électrodes corona (EC) et réceptrice (ER). Ceci afin de soumettre les deux électrodes (EC, ER) à une différence de potentiel électrique (VI) <> (V2) suffisante pour assurer l'émission ionique d'ion (iq) dans la zone de décharge (D). On constate en référence à la figure 3.b que le dispositif électrostatique d'émission ionique (1) est doté d'une combinaison particulière de la géométrie locale de surface, de la face (SA) de l'électrode réceptrice (ER). D'une part, sa multitude de canaux de passage (Cl, C2, ...,Cn) de fluide (F) sont positionnés au travers de l'électrode réceptrice (ER) de telle manière que la multitude de leurs orifices (Ol, O2, ...,Oi,...,On) soient répartis quasi uniformément sur la face active (SA), dans ses deux directions géométriques (yy',zz'). Et d'autre part, la face active (SA) pseudo plane de l'électrode réceptrice (ER) est recouverte d'une pluralité de zones acérées en pointes (tranchantes et ou piquantes) (Ai). Elles émergent en relief de la face active (SA). Elles présentent localement un faible rayon de courbure (ra) surfacique. Elles sont réparties quasiment uniformément sur cette face active (SA), dans ses deux directions géométriques (yy',zz'). Elles entourent les orifices (Ol, O2,...,Oi,...,On).
Sur la figure 3. a, on a schématisé le flux d'ions (iq) en provenance de la zone de décharge (D) de l'électrode corona (EC) à l'aide de traits pointillés d'épaisseurs variables représentant son intensité ionique (J(r)) dans les différentes directions. On constate que du fait de la présence de la pluralité de zones acérées en pointes (tranchantes et ou piquantes) (Ai) émergeant en relief de la face active (SA) et réparties uniformément sur cette dernière, le flux d'ions (iq) en direction de la face active (SA) de l'électrode réceptrice a une homogénéisation accrue (les traits pointillés ont une largeur semblable). La courbe (32), située dans la partie gauche de la figure 3. a, représente les variations de l'intensité ionique surfacique J(r) dans un plan (tt') perpendiculaire à l'axe (xx') et coupant le tube (25) sensiblement en son centre. L' intensité ionique surfacique J(r) s'affaiblit rapidement à l'intérieur du tube (25) en fonction de la distance (r) à l'axe de l'électrode (ER). En outre on constate que la présence de pointes (tranchantes et ou piquantes) (Ai) affaiblit le niveau global du flux d'ions en direction de la paroi intérieure du tube (25) par rapport à ce qu'il est (voir la courbe (27); figure 2.a) en absence de zones acérées (Ai). Il y a une action électrostatique prépondérante des pointes (Ai) (tranchantes et ou piquantes) de la face active (SA) vis-à-vis de celle de la paroi intérieure du tube 25. On a représenté également sur la courbe (33) les variations de l'intensité ionique surfacique J(r) dans un plan (uu') parallèle à la surface (SA) active de l'électrode réceptrice (ER), au voisinage de cette dernière. On constate que, contrairement à la courbe (28), l'intensité ionique surfacique J(r) : - d'une part, s'affaiblit très faiblement en fonction de la distance (r) à l'axe (xx') de l'électrode corona (EC), - et, d'autre part, à un niveau global supérieur à celui qui est constaté (tel que sur la courbe (32), figure 2.a) quand on s'écarte de l'électrode réceptrice (ER). La disposition géométrique décrite plus haut a pour donc conséquence une homogénéisation du flux ionique.
En effet, le flux ionique surfacique (Is(r)) d'ions (iq) en provenance de l'électrode corona (EC) en direction de la face active pseudo plane (SA) de l'électrode réceptrice (ER), a une intensité surfacique ponctuelle ionique J(Q(r)) présentant aux points Q(r) voisins de la face active. (SA), une répartition spatiale d'intensité ionique J(r) à homogénéité accrue, par rapport à la variation de distance spatiale (r) entre - le point de projection (P(r)) correspondant de la face active (SA) de l'électrode réceptrice (ER), - et la zone d'action ionique principale (A) entourant le centre géométrique (O) de la figure (G) de la projection droite de le zone de décharge (D) de l'électrode corona (EC) sur la face active (SA) pseudo plane. Ceci est constaté dans une large zone efficace (S) entourant le centre géométrique (O) occupant toute la section du tube (25). En sorte que dans cette zone efficace (S), et donc dans toute la section du tube (25), on dépose au voisinage de l'électrode réceptrice (ER) une quantité quasi uniforme d'ions (iq) sur la surface (sp) de particules aérosols (pi,...) d'une même classe de diamètres (dp) transportée par le fluide (F) au travers des orifices (Ol, O2, ...,On). En outre, l'influence de F inhomogénéité de dépôt ionique dans la partie centrale (tV) est très affaiblie pour les raisons décrites ci-dessus. En sorte que le dépôt d'ions (iq) sur la surface de (sp) de particules aérosols (pi) traversant de part en part le système (1) est considérablement homogénéisé par rapport à ce que l'on obtiendrait au passage au travers d'un dispositif (11,21) selon l'art antérieur. Le résultat d'expériences de laboratoire menées par les demandeurs sur un dispositif (1) selon l'invention confirme cette particularité physique. Les inventeurs ont pu le constater expérimentalement en modifiant les électrodes réceptrices d'un dispositif tel que décrit dans la demande US 5,474,600 selon les enseignements de l'invention et en mesurant les résultats physiques de l'homogénéisation du dépôt ionique.
L'invention peut être avantageusement mise en œuvre avec plusieurs types d'électrodes corona (EC). Ainsi, selon la variante représentée figures 3.a et 3.b, le dispositif (1) comporte la combinaison caractéristique entre : - la face active (SA) pseudo plane de l'électrode réceptrice (ER) recouverte d'une pluralité répartie quasi uniformément de zones acérées émergentes (Ai) entourant des orifices (Ol, 02, ...,On) également quasi uniformément répartis, - et une électrode à décharge (EC) constituée d'une pointe corona (22) placée à l'extrémité d'une aiguille (23). Celle-ci est orientée selon un axe de pointe (xl,xl') perpendiculaire à la face active (SA) pseudo plane, en direction des zones acérées émergentes (Ai), et positionnée à une distance (di) en regard de la face active (SA). Selon la variante représentée figure 6, le dispositif (1) comporte la combinaison caractéristique entre: - la face active (SA) pseudo plane de son électrode réceptrice (ER) recouverte d'une pluralité répartie quasi uniformément de zones acérées émergentes (Ai) entourant des orifices (Ol, O2,...,On) également quasi uniformément répartis, - et une électrode à décharge (EC) constituée d'un fil conducteur (41), orienté selon un axe (x2,x'2), sensiblement parallèle à la face active (SA) pseudo plane. Le fil conducteur (41) est sensiblement perpendiculaire aux zones acérées émergentes (Ai), et positionné à une distance (di) en regard de la face active (SA).
L'invention recommande plusieurs types de géométrie des zones acérées émergentes (Ai). Selon la variante décrite figures 3. a et 3.b, la face active (SA) pseudo plane de l'électrode réceptrice (ER) est recouverte d'une pluralité répartie quasi uniformément de zones acérées émergentes (Ai) en forme de pointes acérées piquantes (42) uniformément réparties, présentant localement un faible rayon de courbure (ra) surfacique, entourant des orifices (Ol, O2,...,On) uniformément répartis. Ces pointes acérées piquantes (42) pointent vers l'extérieur de la face active (SA), selon un axe (xx') sensiblement perpendiculaire, en direction de la zone de décharge (D). Selon les variantes décrites figures 4, 5 et 6, la face active (SA) pseudo plane de l'électrode réceptrice (ER) est recouverte d'une pluralité répartie quasi uniformément de cratères (43) à bords à bords acérés (Ai) refermés en pseudo cercle (44). Ils présentent sur leurs bords extrêmes une section à faible rayon de courbure (ra), entourant les orifices (Ol, O2,...,On), et débouchant vers l'extérieur de la face active (SA), selon un axe (xx') sensiblement perpendiculaire, en direction de la zone de décharge (D).
La figure 13 représente la variante recommandée par l'invention de réalisation d'un dispositif électrostatique (1) d'émission ionique homogénéisée. L'électrode réceptrice (ER) est constituée par une structure poreuse (51). Ses zones acérées en pointes (tranchantes et ou piquantes) (Ai) sont réparties quasiment uniformément sur sa face active (SA) et reliées entre elles à l'aide de cette structure poreuse (51).
L'électrode réceptrice (ER) est constituée par une structure poreuse (51) à mailles alvéolaires (52) constituée d'un assemblage en réseau d'ailettes (Ai,an) à portions longilignes (57). La pluralité de ses zones acérées en pointes (tranchantes et ou piquantes) (Ai) réparties quasiment uniformément sur la face active (SA) est matérialisée par le sectionnement de la structure des mailles alvéolaires (52) de la structure poreuse (51) au droit de la face active (SA). La variante préférée par l'invention de réalisation d'une électrode réceptrice (ER) selon l'invention apparaît Fig. 8 à 12. L'électrode réceptrice (ER) supportant la face active (SA) pseudo plane est matérialisée à l'aide d'un bloc poreux conducteur (55). Celui-ci est constitué à partir d'une structure poreuse (51) à mailles alvéolaires (52) pseudo répétitive formée d'une pluralité d'ailettes (..., an,...) à portions longilignes (57), constituées d'un matériau conducteur (58) notamment métallique.
Comme cela apparaît figures 8 et 9, les ailettes (an) possèdent une section transversale (St) fine, d'épaisseur (ea) très inférieure à leur dimension longitudinale (la). Elles comprennent au moins un bord latéral de fuite (bn) allongé et effilé (c'est-à-dire à faible rayon (ra) local transversal de courbure) orienté dans la direction (xn,x'n) de la longueur des ailettes (an). Comme cela apparaît figure 8, les ailettes (...,al3, al4, al5,al6, ...,an, ...) sont physiquement et électriquement reliées entre elles par chacune de leurs extrémités (enl, en2,....) pour constituer un réseau tridimensionnel conducteur (R'xyz). Elles sont associées et regroupées géométriquement pour former une multiplicité de cellules élémentaires (cl,...,cl6, cl7,...), communicantes entre elles pour former les canaux de passage (Cl, C2, ... ,Cn) du fluide (F). Les ailettes (al3) intérieures au bloc poreux (55) sont majoritairement communes à plusieurs cellules élémentaires (..., cl,..., cl7, ...). La majorité des ailettes (al3, al4, ...) associées appartenant à une même cellule (cl) intérieure au bloc poreux (55) entourent et jouxtent tangentiellement, par au moins l'une de leurs faces longitudinales latérales (si, ....), une surface élémentaire virtuelle (62,63) propre et intérieure à chaque cellule élémentaire (cl,cl7), de géométrie fermée, pour englober un volume cellulaire vide élémentaire (59,60) ramassé. C'est-à-dire que ses dimensions (dxl, dyl, dzl) transversales sont du même ordre de grandeur dans les trois directions (x, y, z). Le volume cellulaire vide élémentaire (59) de la majorité des cellules (cl) situées au centre du bloc poreux (55) débouche en regard des volumes vides élémentaires (..., 60, ...) de cellules voisines (cl6,
• cl7, ...) par au moins quatre (et préférentiellement douze) evidements (el6) au travers de leur surface élémentaire (62). Chacun des evidements (el6) est entouré par le bord latéral
(bl6) d'ailettes (..., al6...) appartenant à sa cellule (cl6) et communes à des cellules voisines (..., cl, ...) . La figure 10 décrit schématiquement, de manière grossie, l'aspect de surface de la face (SA). On constate en référence aux figures 10 et 13, que le bloc poreux (55) est coupé de manière pseudo plane selon une face dite active (SA), en sectionnant de ce fait une multitude de cellules élémentaires (cA) de la paroi externe du réseau tridimensionnel (R'xyz), réparties uniformément sur la face active (SA). On ménage ainsi au droit de chaque cellule externe (cA) sectionnée du réseau tridimensionnel (R'xyz), une multitude de tuyères métalliques (71), présentant des bords (72) acérés de forme sensiblement circulaire en regard de la face active (SA).
On constate en référence à la figure 8 que les cellules (cl 6, cl 7, ...) du bloc poreux (55) sont positionnées selon leur répartition de plus grande densité et ont douze cellules voisines. Elles sont percées de douze evidements. Les cellules (cl 6, cl7, ...) on une géométrie dodécaédrique. Les figures 11 et 12 montrent schématiquement en perspective l'intérieur du bloc poreux (55).
L'électrode réceptrice (ER) du dispositif (1) représenté figure 13 est constituée d'une plaque (64) sensiblement plane présentant deux faces latérales pseudo planes sensiblement parallèles :
- une première face dite active (SA), est située en regard de l'électrode corona (EC) et éloignée d'une distance (di) de sa zone de décharge (D), - et une deuxième face (S'A). On remarque que les cellules externes (cA,c' A) sectionnées sont réparties en surface des deux faces latérales (SA, S'A). Comme cela a été décrit figure 10, elles ménagent au droit de chaque cellule externe (cA,c'A) sectionnée une multitude de tuyères (72), présentant des bords (71) pointus de forme sensiblement circulaire en regard de la face latérale d'appui (SA, S'A) correspondante de l'électrode réceptrice (ER). Une multitude de canaux (Cn) de passage du fluide (F) sont ménagés au travers des cellules intérieures, et traversent la plaque (64) constituant l' électrode réceptrice (ER). Ils relient chacune des deux faces (SA) et (S'A) de l'électrode réceptrice (ER). Ils débouchent par une multitude d'orifices (On) sur la première face active (SA), selon un axe (xx') dit de flux, sensiblement perpendiculaire à la première face active (SA), us débouchent également par une multitude d'orifices (O'n) sur la deuxième face (S'A), selon l' axe (xx') sensiblement perpendiculaire à la deuxième face (S'A). Du fait de la géométrie répétitive du réseau (R'xyz), la multitude de canaux de passage (Cn) du fluide (F) sont constitués et positionnés au travers de l'électrode réceptrice (ER) de telle manière que la multitude des orifices (On) soient répartis quasi uniformément sur la première face active (SA), et que la multitude des orifices (O'n) soient également répartis quasi uniformément sur la deuxième face active (S'A). Les deux faces actives (SA,S'A) pseudo planes de l'électrode réceptrice (ER) sont ainsi recouvertes chacune d'une pluralité de zones acérées en pointes (tranchantes et ou piquantes) (Ai,A'i). Elles émergent en relief les unes (Ai) de la face active (SA) et les autres (A'i) de la face active (SA). Elles présentent localement un faible rayon de courbure (ra) surfacique. Elles sont réparties quasiment uniformément sur la première face active (SA) et sur deuxième face (S'A), et entourent lesdits orifices (On) et (O'n). Le procédé recommandé de fabrication d'électrodes réceptrices (ER) selon l'invention consiste à réaliser tout d'abord un réseau primaire diélectrique ou semi-conducteur. Ce réseau primaire est géométriquement identique à celui du réseau (R'xyz). Pour réaliser le réseau primaire, on procède préférentiellement, comme cela apparaît figure 8, par intersection d'une multitude (préférentiellement douze) de surfaces fermées matérielles, ayant une enveloppe de faible épaisseur (ea), disposées sensiblement uniformément dans les 3 directions (x, y, z), et réalisées en un premier matériau diélectrique (notamment constitué par du polyuréthane).
Puis, on effectue une électrodéposition d'un second matériau (58) métallique, notamment du nickel, sur le réseau primaire. On réalise ainsi un réseau tridimensionnel primaire à surface métallique extérieure.
L'invention recommande de réaliser l'électrode réceptrice (ER) par électrodéposition de nickel sur un réseau primaire en polyuréthane. Le procédé consiste tout d'abord à réaliser une plaque en réseau poreux primaire d'ailes (an) en polyuréthane. Ensuite on donne une conductibilité électrique au réseau primaire de polyuréthane en le plongeant dans une solution de sensibilisation du type : Sn Clj - 25 gΛ;
HCl - 40 ml/l. On maintient le réseau primaire dans la solution pendant 10 minutes, puis on le lave à l'eau chaude pendant 10 minutes. On plonge ensuite le réseau primaire pendant 5 minutes dans un réservoir comprenant une solution d'activation du type :Pd Cil - 0.5 gâ
HCl - 10 ml/l. Puis on le lave à l'eau chaude pendant 10 minutes.
On dépose ensuite une couche chimique de nickel sur le réseau primaire. Pour ce faire on plonge le réseau primaire dans une solution du type (en ml/l): MS04. 7H20 - 25
NaH2P02 . H20 - 25
NaP207. 10H2O - 50
NH40H (28% sol). - 23
On maintient le réseau primaire dans la solution pendant 30 minutes. Puis on le lave à l'eau pendant 10 minutes.
Puis on effectue une électrodéposition de Nickel. Pour ce faire, on place deux anodes de nickel dans un bac d'électrolyse. On place le réseau primaire entre les deux anodes dans le bac. On remplit le bac avec une solution ayant une composition du type (en g/1) :
NiS04 . 7H20 - 250 l,4 butandiol - 0.15 NiCl2 - 50 Phthalimide - 0.12
H3B03 - 30 PH -4.3 - 5.1
Les anodes et le réseau primaire sont reliés aux pôles différents d'un générateur de courant continu. (Anodes au pôle positif, réseau primaire au pôle négatif). On régule l'intensité du courant de déposition à 0.5 A/dm^ pendant 7-10 minutes. On effectue 10 cycles successifs de déposition.
Après électrodéposition métallique du matériau conducteur (58), on effectue une extraction du squelette constitué par le matériau sous-jacent diélectrique par une action calorifique ou chimique sur la surface métallique extérieure du réseau primaire. Ainsi on réalise un réseau (R'xyz) entièrement métallique. Préférentiellement, on retire la structure sous jacente de polyuréthane par effet thermique. Pour ce faire, on place le réseau recouvert de nickel dans une atmosphère réductrice à une température de 1100°C pendant 4 heures. Le réseau (R'xyz) de l'électrode réceptrice (ER) est alors prêt.
L'électrode réceptrice (ER) du dispositif (1) de la figure 13 est constituée par une structure poreuse (51), à mailles alvéolaires (52) constituée d'un assemblage en réseau d'ailettes (an) à portions longilignes (57). La pluralité de ses zones acérées en pointes (tranchantes et ou piquantes) (Ai) réparties quasiment uniformément sur la première face active (SA) sont matérialisées par le sectionnement de la structure des mailles alvéolaire (52) de la structure poreuse (51) en réseau (R'xyz) au droit de la première face active (SA). De même, la pluralité de ses zones acérées en pointes (tranchantes et ou piquantes) (A'i) réparties quasiment uniformément sur la deuxième face active (S'A) sont matérialisées par le sectionnement de la structure des mailles alvéolaire (52) de la structure poreuse (51) au droit de la deuxième face (S'A).
La figure 14 représente un système électrostatique (111) d'émission bi-ionique selon l'invention pour déposer sur la surface (sp) d'une même classe de diamètres (dp) d'une multitude de particules (pi, p2, ...) aérosols au sein d'un fluide (F), une quantité quasi homogène pour chaque signe, d'ions (iql) et (iq2) de charges opposées. Ce système électrostatique (111) bi-ionique est constitué de manière caractéristique par la combinaison enchaînée en série de deux dispositifs électrostatiques (101,102) d'émission ionique de polarité inverse, du type (1) décrit ci-dessus. Les dispositifs électrostatiques (101,102) sont disposés en série selon un axe commun (xx') du flux (K) de fluide (F). On constate que les signes de polarité des couples (V11,V12) et (V21,V22) correspondant - d'une part, au potentiel électrique des électrodes conductrices corona (EC1 ,EC2), - et, d'autre part, au potentiel électrique des électrodes réceptrices (ER1,ER2) conductrices non-corona, de chacun des deux dispositifs électrostatiques (101,102) sont inversés. Un moyen (2) de mise en pression du fluide commun aux deux dispositifs (1,1') assure le mouvement du fluide (F) notamment au travers de l'électrode réceptrice (ERI) du dispositif (101) et (ER2) du dispositif (102), sensiblement dans l'axe commun (xx') du flux (K) de fluide (F). Le système (111) comprend trois électrodes réceptrices (ER1,ER2,ER3) conductrices non- corona situées en série, et portées à des potentiels électriques alternés (V21,V22,V23). Elles ont été réalisées selon la méthode de fabrication décrite plus haut. Elles ont la géométrie montrée figure 8 à 12. Elles présentent chacune deux faces latérales pseudo planes sensiblement parallèles : - une première face (SA1,SA2,SA3), - et une deuxième face (S'Al, S'A2, S'A3). Une multitude de canaux de passage du fluide (Cni) avec (l<=i<=3) traversent chacune des électrodes réceptrices (ERi) avec (l<=i<=3) et relient chacune des deux faces (S Ai) et. (S 'Ai) de chaque électrode réceptrice (ERi) avec (l<=i<=3). us débouchent par une.multitude d'orifices (Oni) de forme quasi circulaire, sur la première face active (SA), selon un axe (xx') perpendiculaire à la première face active (SAi) correspondante, avec (l<=i<=3). Ils débouchent également par une multitude d'orifices (O'ni) de forme quasi circulaire, sur la deuxième face (S'Ai), selon un axe (xx') sensiblement perpendiculaire à la deuxième face (S'Ai), avec (l<=i<=3).
Il est recommandé que le système comporte au moins deux électrodes conductrices corona (EC1,EC2) à décharge, soumises à un potentiel électrique de décharge (V11,V12) alternée, émettant un flux global (II) d'ions (iql), et (12) d'ions (iq2) de signes opposés. La première électrode corona (EC1) est placée entre le premier couple d'électrodes réceptrices (ER1,ER2). Sa zone de décharge (DI) est située en regard de la face active (SAI) de l'une (ERI) des deux électrodes réceptrices (ER1,ER2) de la première paire. La deuxième électrode corona (EC2) est placée entre le deuxième couple d'électrodes réceptrices (ER2,ER3). Sa zone de décharge (D2) est située en regard de la face active (SA2) de l'une (ER2) des deux électrodes réceptrices (ER2,ER3) de la deuxième paire. Du fait du mode de fabrication (décrit plus haut) des électrodes (ER1,ER2,ER3), d'une part la multitude de canaux de passage (Cni) avec (l<=i<=3) de chaque électrode réceptrice (ERi) sont positionnés au travers de l'électrode réceptrice (ERi) de telle manière que la multitude des orifices (Oni) soient répartis quasi uniformément dans les deux directions (yy',zz') sur la première face active (SAi). De même la multitude des orifices (O'ni) sont répartis quasi uniformément sur la deuxième face active (S'Ai) dans les deux directions (yy',zz'). II est recommandé que les deux faces (SA2,S'A2) pseudo planes de l'électrode réceptrice (ER2) centrale soient recouvertes chacune d'une pluralité de zones acérées en pointes (tranchantes et ou piquantes) (A2,A'2), émergentes en relief les unes (A2) de la première (SA2), et les autres (A'2) de la deuxième face active (SA'2). Elles présentent localement un faible rayon de courbure (ra) surfacique. Elles sont réparties quasiment uniformément dans les deux directions (y.y',zz'). Sur la première face (SA2) elles entourent les orifices (Oni) correspondants. Sur la deuxième face (S'A2) elles entourent les orifices (O'ni) correspondants. En fait les trois électrodes réceptrices du système (111) représenté figure 14 sont identiques et ont leurs 2 faces semblables par construction. En référence à la figure 15, on voit une variant e du système électrostatique (111) d'émission bi-ionique décrit à la figure 14. Le système électrostatique (131) a deux étages (121,122) d'émission ionique, organisés en série. Chaque étage (121,122) est constitué par la combinaison caractéristique en parallèle d'une pluralité de dispositifs électrostatiques. (123,124,125),(126,127,128) d'émission ionique du type (1) décrit plus haut. Les dispositifs électrostatiques (123,124,125) d'un même étage (121) sont disposés côte à côte transversalement par rapport à l'axe (xx') global du flux de fluide (F). Les signes de polarité des couples (V1,V' 1,V" 1) et (V2,V'2,V"2) d'un même étage (121), correspondant : - au potentiel électrique des électrodes conductrices corona, et au potentiel électrique des électrodes réceptrices conductrices non-corona, de chacun des deux dispositifs électrostatiques (123,124,125) sont similaires. Les électrodes réceptrices (ER1,ER' 1,ER" 1) des dispositifs électrostatiques (123,124,125) le constituant sont réalisées par une plaque poreuse commune (64) constituée par un réseau (R'xyz) d'ailettes (an) du type décrit plus haut, située transversalement à l'axe (xx') de flux (F). Le fonctionnement global du système électrostatique (111) d'émission bi-ionique décrit à la figure 14 est décrit en référence aux figures 16 et 17. Un flux (K) de fluide (F) chargé de particules (pi) est forcé à l'intérieur du système bi-ionique (111) à l'aide du moyen de mise en pression (2) (non représenté sur ces figures). Du fait des particularités fonctionnelles décrites plus haut (communes aux dispositifs électrostatiques (1) selon l'invention), au sein du dispositif (101) et grâce à l'action conjuguée de l'électrode corona (EC1) et de l'électrode réceptrice (ERI) selon l'invention, le flux global d'ions positifs (iql) rencontrés dans les veines de passages du flux (F), à la traversée du dispositif (101) selon l'axe (xx') de flux, est quasi homogène dans toute la section de son tube (25). Au passage du premier dispositif (101), les particules (p2) sont donc chargées d'une quantité quasi homogène d'ions positifs (iql). Quatre ions positifs (iql) sont représentés sur les particules (P2). De même, au sein du dispositif (102) et grâce à l'action conjuguée de l'électrode corona (EC2) et de l'électrode réceptrice (ER2) selon l'invention, le flux global d'ions négatifs (iq2) rencontrés dans les veines de passages du flux (F), à la traversée du dispositif (102) selon l'axe (xx') de flux, est quasi homogène dans toute la section de son tube (25). Au passage du deuxième dispositif (102), les particules (p3) préalablement chargées de manière quasi homogène d'ions positifs (i l) sont chargées également d'une quantité quasi homogène d'ions négatifs (iql). Quatre ions positifs (iql) et quatre ions négatifs (iq2) sont représentés sur les particules (p3).
Ainsi, à l'issue de la traversée du système bi-ionique (111), les particules (p3) sont recouvertes d'une quantité homogène d'ions de signes opposés (iql, iq2). On obtient ainsi un résultat physique (représenté par une forme en étoile des particules (p3)) consistant en une libération d'énergie à l'intérieur des particules (p3) ayant traversé successivement les deux dispositifs électrostatiques (101 ,102) du système bi-ionique (111). On comprend que, suivant les applications industrielles recherchées, cette libération énergétique permet, par recombinaison ionique, d'infliger aux particules (p3) des conséquences mécaniques, physiques, chimiques, énergétiques ... d'intensité maîtrisée. Une particularité du système bi-ionique (111) selon l'invention est que les particules, tout d'abord chargées de charges positives (ql) au passage au travers du dispositif (101), subissent à l'intérieur du dispositif (102), après passage de l'électrode (ER2) et face à l'électrode corona (EC2), la combinaison de deux effets:
- un effet de concentration de leur trajet en direction de la zone de décharge de l'électrode corona (EC2) de charge électrique (négative) opposée, - et un effet de vent d'ions négatifs (iq2) orienté selon des radiales sensiblement colinéaires et de sens opposé au mouvement des particules (p3), dans la zone (H) séparant les deux électrodes (EC2,ER2) du dispositif (102).
Cela apparaît sur les figures 16 et 17 par des radiales fléchées issues de l'électrode corona
(EC2) du dispositif (102) en direction de l'électrode réceptrice (ER2). Ceci provoque un effet de "targetisation" des chocs entre particules (p3) et ions négatifs (iq2) qui - d'une part, augmente l'efficacité (la quantité) du dépôt d'ions négatifs (iq2) sur les particules (p3), - et, d'autre part, accroît l'homogénéité du dépôt d'ions négatifs (iq2) sur les particules (p3), (du fait que les particules (p3) transitent sur des radiales soumises à une intensité ionique équivalente). Les inventeurs ont constaté expérimentalement que la combinaison du système bi-ionique (111) selon l'invention aboutit à une homogénéité (exprimée en terme d'écart type) des dépôts d'ions positifs (iql) et d'ions négatifs (iq2) sur des particules (p3), qu'ils ont mesurée être environ +-10%. Ceci a été mesuré avec des dispositifs (101,102) de diamètre de tube 5 cm, équipés chacun d'une pointe corona distante de 2,5 cm de l'électrode réceptrice et soumises à une différence de potentiel de +- 5000V. L'expérimentation a été opérée sur des classes de diamètres de particules s'étendant de 0,01 micron à 3 microns. Lorsque la même expérimentation a été effectuée avec des dispositifs d'émission ionique de dimension équivalente selon l'art antérieur, l'homogénéité de dépôt ionique (exprimée en terme d'écart type) était d'environ +-80% dans les mêmes conditions. Avantage de l'invention par rapport à l'art antérieur
On constate donc que les dispositifs (1) selon l'invention permettent d'homogénéiser le flux d'ions en regard de la face active plane d'une électrode réceptrice (ER). On constate également que les dispositifs (1) selon l'invention permettent de soumettre une multitude de particules (telles que : poussières, bio-aérosols ou molécules spécifiques, ...) aérosols au sein d'un fluide en mouvement, à l'action d'un flux ionique provenant de l'électrode à décharge corona (EC) , dont l'intensité globale à l'intérieur d'une quelconque veine de flux située à l'intérieur du tube (25) est quasi homogène à la traversée de tube. On constate de surcroît que les dispositifs (1) selon l'invention permettent de déposer sur la surface de cette multitude de particules aérosols (appartenant à une même classe de diamètres) une quantité quasi homogène d'ions (iq) . On constate aussi que les dispositifs (1) selon l'invention permettent d'augmenter l'efficacité du flux d'ions (iq) en direction de l'électrode (ER) et donc dans le sens des veines de flux, en réduisant le flux radial moins efficace et inhomogène en direction de la paroi (26) du tube (25). On constate enfin que les systèmes bi-ioniques (111) selon l'invention permettent de déposer une quantité homogène d'ions de signes opposés (iql, iq2) sur la surface des particules.
Applications industrielles de l'invention
L'invention a des applications industrielles dans de nombreux domaines, notamment physiques, chimiques, énergétiques, biologiques où il convient de déposer sur des particules aérosols une quantité homogène d'ions, en vue de leur infliger un effet physique maîtrisé et quasi-uniforme.
Une application immédiate concerne le domaine de la peinture électrostatique. D'autres applications sont évidentes dans le domaine de la filtration électrostatique, visant à ce que l'ensemble des particules traversant un filtre électrostatique soit quasi uniformément pré- chargées. Les inventeurs ont mis en œuvre l'invention dans le domaine de la biologie pour soumettre la paroi extérieure de micro-organismes à une action énergétique maîtrisée modifiant de manière quasi homogène leur structure et leur configuration interne. Bien que la description ci-dessus contienne de nombreuses spécificités, celles-ci ne doivent pas être considérées comme limitant l'objet de l'invention mais comme offrant des illustrations de certains des modes de mise en œuvre préférés de l'invention.
La portée de l'invention doit être considérée par rapport aux revendications ci-après et leurs équivalents légaux, plus que par les exemples donnés ci-dessus.

Claims

Revendications
1) Dispositif électrostatique (1) d'émission ionique pour déposer sur la surface (sp) d'une multitude de particules (pi, p2, ...., pn) aérosols au sein d'un fluide (F), d'une même classe de diamètres (dp), une quantité quasi homogène d'ions (iq) de charge (q), ce dispositif électrostatique (1) étant du type constitué par la combinaison entre : a) une électrode conductrice corona (EC) à décharge, soumise à un potentiel électrique de décharge (VI), émettant un flux global (I) d'ions (iq), b) une électrode réceptrice (ER) conductrice non-corona, soumise à un potentiel électrique de réception (V2), - présentant une face active pseudo plane (SA), située en regard de l'électrode corona (EC) et éloignée d'une distance (di) de sa zone de décharge (D),
- et dont l'espace libre (H) séparant la face active (SA) de l'électrode corona (EC) est libre, c) une multitude de canaux de passage du fluide (Cl, C2,...,Cn), - traversant l'électrode réceptrice (ER),
- débouchant par une multitude d'orifices (Ol, O2,...,On) de forme quasi circulaire, sur sa face active (SA), selon un axe (xx') dit de flux, sensiblement perpendiculaire à la face active (SA), assurant, au voisinage de la face active (SA), un écoulement du fluide (F) selon des veines, traversant l'électrode réceptrice (ER) et globalement sensiblement parallèles au dit axe (xx') du flux (K) de fluide (F), d) un moyen (2) de mise en pression du fluide, assurant le mouvement du fluide (F) notamment au travers de l'épaisseur (er) de l'électrode réceptrice (ER), sensiblement dans ledit axe de flux (xx'), et le long desdites veines (30), e) une source de courant électrique (3) comprenant au moins deux bornes métalliques
(B+, B-) de différence de potentiel électrique assez élevé entre elles (de l'ordre de 5000V), f) au moins deux conducteurs (4,5),
- reliés chacun par une extrémité (6,1) à une des bornes de potentiel (B+,B-) et/ou à la terre (8) , et par l'autre extrémité (9,10) respectivement à l'une différente des électrodes corona (EC) et réceptrice (ER),
- pour soumettre les deux électrodes (EC, ER) à une différence de potentiel électrique (VI) <> (V2) suffisante pour assurer l'émission ionique d'ions (iq) dans la zone de décharge (D), ledit dispositif électrostatique d'émission ionique (1) étant caractérisé en ce qu'en combinaison:
• d'une part, la face active (SA) pseudo plane de son électrode réceptrice (ER) est recouverte d'une pluralité répartie quasi uniformément de cratères (43) à bords acérés, refermés en pseudo cercle (44), _ présentant sur leurs bords extrêmes (Ai) une section à faible rayon de courbure (ra), entourant les orifices (Ol, O2,...,On), _ et débouchant vers l'extérieur de la face active (SA), selon un axe (xx') sensiblement perpendiculaire, en direction de la zone de décharge (D).
• d'autre part ces cratères (43) à bords acérés, refermés en pseudo cercle (44), sont disposés sur l'électrode réceptrice (ER) de manière que la multitude des orifices (Ol, 02,..., On) des canaux de passage (Cl, C2,...,Cn) de fluide (F) soient répartis quasi uniformément sur la face active (SA), dans ses deux directions géométriques (yy',zz'), de manière à établir un flux surfacique (Is(r)) d'ions (iq) en provenance de l'électrode corona (EC) en direction de la face active pseudo plane (SA) de l'électrode réceptrice (ER), ayant une intensité surfacique ponctuelle ionique J(Q(r)) présentant aux points Q(r) voisins de la face active (SA) une répartition spatiale d'intensité ionique Is (r) à homogénéité accrue, par rapport à la variation de distance spatiale (r) entre:
• le point de projection (P(r)) correspondant de la face active (SA) de l'électrode réceptrice (ER),
• et la zone d'action ionique principale (A) entourant le centre géométrique (O) de la figure (G) de la projection droite de la zone de décharge (D) de l'électrode corona (EC) sur la face active (SA) pseudo plane, dans une large zone efficace (S) entourant le centre géométrique (O); en sorte que dans cette zone efficace (S), on dépose une quantité quasi uniforme d'ions (iq) sur la surface (sp) de particules aérosols (pi, p2,..., pn) d'une même classe de diamètres (dp) transportées par le fluide (F) au travers des orifices (Ol, 02,... ,On).
2) Dispositif électrostatique (1) d'émission ionique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en combinaison:
• Son électrode à décharge (EC) est constituée d'une pointe corona (22), _ placée à l'extrémité d'une aiguille (23), ._ orientée selon un axe de pointe (xl,x' 1) perpendiculaire à la face active (SA) pseudo plane, en direction des zones acérées émergentes (Ai) des cratères (43) à bords acérés, refermés en pseudo cercle (44), _ et positionnée à une distance (di) en regard de la face active (SA).
3) Dispositif électrostatique (1) d'émission ionique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'en outre, en combinaison:
• son électrode (EC) à pointe corona (22) est entourée d'un tube creux (25) de faible épaisseur de paroi (26), colinéaire à l'axe de pointe (xl,x'l) de l'aiguille (23), selon l'axe (xx') du flux de fluide (F), _ et situé en regard de la face active (SA) de l'électrode réceptrice (ER),
• ce tube creux (24) englobe longitudinalement les veines de fluide (F) en regard de la face active (SA) et autour de l'aiguille (23).
4) Dispositif électrostatique (1) d'émission ionique selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'en outre, en combinaison: • son électrode (EC) à pointe corona (21) est entourée d'un tube creux (25) de faible épaisseur de paroi (26) constitué d'un matériau conducteur notamment métallique (34), • et ce tube creux (25) est porté au même potentiel électrique (V2) que l'électrode réceptrice (ER), pour effectuer une protection électrique vis-à-vis du potentiel (NI) de l'électrode corona (EC), tout en limitant le flux d'ions radiaux perpendiculaires à l'axe de pointe (xl,x' 1), du fait de l'action électrostatique prépondérante des pointes (Ai) (tranchantes et ou piquantes) de la face active (SA).
5) Dispositif électrostatique (1) d'émission ionique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en combinaison :
• son électrode réceptrice (ER) est constituée par une structure poreuse (51), à mailles alvéolaires (52) constituée d'un assemblage en réseau d'ailettes (an) à portions longilignes (57),
• et la pluralité de ses zones acérées en pointes (tranchantes et ou piquantes) (Ai) réparties quasiment uniformément sur la face active (SA) est matérialisée par le sectionnement de la structure des mailles alvéolaires (52) de la structure poreuse (51) au droit de la face active (SA).
6) Dispositif électrostatique (1) d'émission ionique selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'en combinaison :
• son électrode réceptrice (ER) supportant la face active (SA) pseudo plane est matérialisée à l'aide d'un bloc poreux conducteur (55), _ constitué à partir d'une structure poreuse (51) à mailles alvéolaires (52) pseudo répétitive formée d'une pluralité d'ailettes (an, ...) à portions longilignes (57), constituées d'un matériau conducteur (58) notamment métallique,
_ dont les ailettes (an) possèdent une section transversale (St) fine,, d'épaisseur (ea) très inférieure à leur dimension longitudinale (la), et comprennent au moins un bord latéral de fuite (bn) allongé et effilé (c'est-à-dire à faible rayon (ra) local transversal de courbure) orienté dans la direction (xn,x'n) de la longueur des ailettes (an),
__ dont les ailettes (...al3, al4, al5, ..., an, ...) sont physiquement et électriquement reliées entre elles par chacune de leurs extrémités (enl, en2,....) pour constituer un réseau tridimensionnel conducteur (R'xyz), et sont associées et regroupées géométriquement pour constituer une multiplicité de cellules élémentaires
(cl,....,cl6, cl7, ....), communiquant entre elles pour former des canaux de passage (C1, C2, ...,Cn) de fluide (F), _ dont les ailettes (al 3) intérieures au bloc poreux (55) sont majoritairement communes à plusieurs cellules élémentaires ( ..., cl,..., cl7, ...), _ dont la majorité des ailettes (al3, al4,...) associées appartenant à une même cellule (cl) intérieure au bloc poreux (55) entourent et jouxtent tangentiellement, par au moins l'une de leurs faces longitudinales latérales (si), une surface élémentaire virtuelle (62,63) propre et intérieure à chaque cellule élémentaire (cl,cl7), de géométrie fermée, pour englober un volume cellulaire vide élémentaire (59,60) ramassé, c'est-à-dire de dimensions (dxl, dyl, dzl) transversales du même ordre de grandeur dans les trois directions (x, y, z), _ dont le volume cellulaire vide élémentaire (59) de la majorité des cellules (cl) situées au centre du bloc poreux (55) débouche en regard des volumes vides élémentaires (..., 60, ...) de cellules voisines (cl6, cl7, ...) par au moins quatre (et préférentiellement douze) evidements (el6) au travers de leur surface élémentaire (62),
_ dont chacun des evidements (el6) est entouré par le bord latéral (bl6, ...) d'ailettes (...,al6,...) appartenant à sa cellule (cl6) et communes à des cellules voisines (..., cl, ...) ,
• et le bloc poreux (55) est coupé de manière pseudo plane selon une face dite active (SA) en sectionnant de ce fait une multitude de cellules élémentaires (cA) de la paroi externe du réseau tridimensionnel (R'xyz), _ réparties sur la face active (SA),
_ et ménageant ainsi au droit de chaque cellule externe (cA) sectionnée une multitude de tuyères métalliques (71), présentant des bords (72) acérés de forme sensiblement circulaire en regard de la face active (SA).
7 ) Dispositif électrostatique (1) d'émission ionique selon la revendication 1 dont l'électrode réceptrice (ER) conductrice non-corona est du type constituée d'une plaque (64) sensiblement plane présentant :
• deux faces latérales (SA,S' A) pseudo planes sensiblement parallèles, _ une première face dite active (SA), située en regard de l'électrode corona (EC) et éloignée d'une distance (di) de sa zone de décharge (D), _ et une deuxième face (S'A),
• une multitude de canaux de passage du fluide (Cl, C2, ...,Cn), _ traversant l'électrode réceptrice (ER,64), _ reliant chacune des deux faces (SA) et (S'A) de l'électrode réceptrice (ER),
_ débouchant par une multitude d'orifices (Ol, O2, ...,On) sur la première face active (SA), selon un axe (xx') dit de flux sensiblement perpendiculaire à la première face active (SA), _ et débouchant par une multitude d'orifices (O' 1, O'2, ...,O'n) sur la deuxième face (S'A), selon un axe (xx') sensiblement perpendiculaire à la deuxième face (S'A), ce dit dispositif électrostatique d'émission ionique (90) étant caractérisé en ce qu'en combinaison :
• la multitude de canaux de passage (Cl, C2, ...,Cn) de fluide (F) sont positionnés au travers de l'électrode réceptrice (ER) de telle manière que la multitude des orifices (Ol, O2, ...,On) soient répartis quasi uniformément sur la première face active (SA), et que la multitude des orifices (O' I, O'2, ...iO'n) soient également répartis quasi uniformément sur la deuxième face active (S'A)
• et les deux faces actives (SA,S'A) pseudo planes de l'électrode réceptrice (ER) sont recouvertes chacune d'une pluralité de zones acérées en pointes (tranchantes et ou piquantes) (Ai,A'i), émergeant en relief - les unes (Ai) de la face active (SA), - et les autres (A'i) de la face active (S'A), _ présentant localement un faible rayon de courbure (ra) surfacique, _ réparties quasiment uniformément sur la première face active (SA) et sur la deuxième face (S'A), et entourant lesdits orifices (Ol, 02, ...,On), (O'I, O'2, ...,O'n). 8) Dispositif électrostatique (1) d'émission ionique selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'en combinaison :
• son électrode réceptrice (ER) est constituée par une structure poreuse (51) à mailles alvéolaires (52), constituée d'un assemblage en réseau d'ailettes (an) à portions longilignes (57), • la pluralité de ses zones acérées en pointes (tranchantes et ou piquantes) (Ai) reparties quasiment uniformément sur la première face active (SA) sont matérialisées par le sectionnement de la structure des mailles alvéolaires (52) de la structure poreuse (51) au droit de la première face active (SA),
• la pluralité de ses zones acérées en pointes (tranchantes et ou piquantes) (A'i) réparties quasiment uniformément sur la deuxième face active (S'A) sont matérialisées par le sectionnement de la structure des mailles alvéolaires (52) de la structure poreuse (51) au droit de la deuxième face (S'A). 9) Système électrostatique (111) d'émission bi-ionique pour déposer sur la surface (sp) d'une même classe de diamètres (dp) d'une multitude de particules (pi, p2, ...) aérosols au sein d'un fluide (F), une quantité quasi homogène pour chaque signe d'ions (iql) et (iq2) de charges opposées, ce système électrostatique (111) bi-ionique étant constitué de manière caractéristique par la combinaison enchaînée de deux dispositifs électrostatiques (101,102) d'émission ionique selon l'une des revendications 1 à 8:
• disposés en série selon un axe commun (xx') du flux (K) de fluide (F), • et dont les signes, de polarité des couples (VI 1,V12) et (N21,V22) correspondant : _ au potentiel électrique des électrodes conductrices corona (EC ,EC2), _ et au potentiel électrique des électrodes réceptrices (ER1,ER2) conductrices non- corona, de chacun dés deux dispositifs électrostatiques (101,102) sont inversés. 10)Système électrostatique (111) d'émission bi-ionique selon la revendication 9 pour déposer sur la surface (sp) d'une même classe de diamètres (dp) d'une multitude de particules (pi, p2, ...., pn) aérosols au sein d'un fluide (F), une quantité quasi homogène, pour chaque signe, d'ions (iql) et (iq2) de charges opposées, ce système électrostatique (111) bi-ionique étant constitué de manière caractéristique par la combinaison enchaînée de deux dispositifs électrostatiques (101,102) d'émission ionique selon l'une des revendications 1 à 8 à polarité inverse et constitué par la combinaison caractéristique entre:
• trois électrodes réceptrices (ER1,ER2,ER3) conductrices non-corona situées en série, portées à des potentiels électriques alternés (V21,V22,V23), présentant chacune : deux faces latérales pseudo planes sensiblement parallèles : une première face (SA1,SA2,SA3) et une deuxième face (S'AI, S'A2, S'A3), une multitude de canaux de passage du fluide (Cli, C2i, ...,Cni) avec (l<=i<=3), traversant chacune des électrodes réceptrices (ERi) avec (l<=i<=3), reliant chacune des deux faces (S Ai) et (S'Ai) de chaque électrode réceptrice (ERi) avec (l<=i<=3), débouchant par une multitude d'orifices (Oli, O2i, ...,Oni) de forme quasi circulaire, sur la première face active (SA), selon un axé (xx') perpendiculaire à la première face active (SAi) correspondante, avec (l<=i<=3), et débouchant par une multitude d'orifices (O' I, O'2, ...,O'n) de forme quasi circulaire, sur la deuxième face (S'Ai), selon un axe (xx') sensiblement perpendiculaire à la deuxième face (S'Ai), avec (l<=i<=3),
• au moins deux électrodes conductrices corona (EC1,EC2) à décharge, soumises à un potentiel électrique de décharge (Vil, VI 2) alternativement positif ou négatif, _ émettant un flux global (II) d'ions (iql), et (12) d'ions (iq2) de signes opposés,
_ dont la première électrode corona (EC1) est placée entre le premier couple d'électrodes réceptrices (ER1,ER2), et dont la zone de décharge est située en regard de la face active (SAI) de l'une (ERI) des deux électrodes réceptrices (ER1,ER2) de la première paire, _ et dont la deuxième électrode corona (EC2) est placée entre la première paire d'électrodes réceptrices (ER2,ER3), et dont la zone de décharge est située en regard de la face active (SA2) de l'une (ER2) des deux électrodes réceptrices (ER2,ER3) de la première paire, cedit système électrostatique (111) d'émission bi-ionique étant caractérisé en ce qu'en combinaison :
• la multitude de canaux de passage ((Cli, C2i, ...,Cni) avec (l<=i<=3) de chaque électrode réceptrice (ERi) sont positionnés au travers de l'électrode réceptrice (ERi) de telle manière que la multitude des orifices (Oli, O2i, ...,Oni) soient répartis quasi uniformément dans les deux directions' (yy',zz') sur la première face active (SAi), et que la multitude des orifices (O'ii, O'2i, ...,O'ni) soient répartis quasi uniformément sur la deuxième face active (S'Ai)'dans les deux directions (yy',zz'),
• et les deux faces (SA2,S'A2) pseudo planes de l'électrode réceptrice (ER2) centrale sont recouvertes chacune d'une pluralité de zones acérées en pointes (tranchantes et ou piquantes) (A2,A'2), _ émergeant en relief les unes (A2) de la première (SA2), et les autres (A'2) de la deuxième face active (SA'2) _ présentant localement un faible rayon de courbure (ra) surfacique, _ réparties quasiment uniformément dans les deux directions (yy',zz'), sur la première face (SA2) et entourant les orifices (On2) correspondants, ainsi que sur la deuxième face (S'A2) et entourant les orifices (O'n2) correspondants. l l)Système électrostatique (131) d'émission ionique selon la revendication 1, constitué par la combinaison caractéristique en parallèle d'une pluralité de dispositifs électrostatiques (123,124,125) d'émission ionique selon l'une des revendications 3 ou 4,
• disposés côte à côte transversalement par rapport à l'axe (xx') global du flux de fluide (F),
• et dont les signes de polarité des couples (V1,V' 1,V" 1) et (V2,V'2,V"2) correspondant : au potentiel électrique des électrodes conductrices corona (EC1 ,EC 1,EC" 1), _ et au potentiel électrique des électrodes réceptrices (ER1,ER' 1,ER"1) conductrices non-corona, de chacun des deux dispositifs électrostatiques (123,124,125) sont similaires. 12) Système électrostatique (131) d'émission ionique selon la revendication 11, constitué par la combinaison en parallèle d'une pluralité de dispositifs électrostatiques (123,124,125) d'émission ionique selon l'une des revendications 3 ou 4, ce système étant caractérisé en ce que les électrodes réceptrices (ER1,ER' 1,ER" 1) de la pluralité de dispositif électrostatique (123,124,125) le constituant sont réalisées par une plaque poreuse commune (64) constituée par un réseau (R'xyz) d'ailettes (an) situées transversalement à l'axe (xx') de flux (F).
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