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WO1996002281A1 - Systeme de sterilisation de l'air comprime et de recuperation d'energie - Google Patents

Systeme de sterilisation de l'air comprime et de recuperation d'energie Download PDF

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WO1996002281A1
WO1996002281A1 PCT/CA1995/000261 CA9500261W WO9602281A1 WO 1996002281 A1 WO1996002281 A1 WO 1996002281A1 CA 9500261 W CA9500261 W CA 9500261W WO 9602281 A1 WO9602281 A1 WO 9602281A1
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WO
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metal
tubing
compressed air
wound
sterilizer
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PCT/CA1995/000261
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English (en)
Inventor
Pierre Charbonneau
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Individual
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena

Definitions

  • the present invention relates to an electro-mechanical process for sterilizing air in compressed air networks, and in particular those used for respiratory devices as well as pneumatic surgical and industrial instruments.
  • the use of compressed air for direct and indirect human consumption is problematic by the very nature of the compressor and its location.
  • the compressor the maintenance of which is most often neglected, is generally installed in a room in the basement where debris accumulates, breathes air of questionable quality often charged with humidity, therefore mold and pathogenic bacteria.
  • the air once compressed is found waiting in the tank, which undergoes pressure variations inherent in the successive starts and stops of the pump, accumulates a condensation of humidity thus constituting an excellent incubator for micro- pathogenic organisms found there
  • the contaminated air from these two sources is directly or indirectly consumed by humans who use pneumatic instruments or respiratory devices.
  • the creative idea of the present invention relates to the preventive treatment of the two sources of bacterial proliferation described above as well as to the recovery of the energy generated at first.
  • this device is inserted into the compressed air circuit between the compressor and the pneumatic instruments or the breathing apparatus.
  • the stale compressed air passing at high velocity at an average pressure of 100 to 150 Ibs / in 2 and at an approximate flow of 100 cfm enters a heat exchanger through a metal inlet tube, wound in a spiral, where it is preheated, then circulates in the sterilizer through a metal tube fitted with internal baffles, wound in a double spiral inside an electric element which heats it to 400 ° C.
  • the sterile compressed air passes back into the exchanger (before moving towards the pneumatic instruments) by means of a metal outlet tube wound in a spiral around the inlet tube to which it communicates its heat.
  • the two assemblies (exchanger, sterilizer) are individually dipped in liquid metal and enclosed in a metal case lined with ceramic fiber wool which serves as thermal insulation.
  • the present invention has been designed to solve the problems inherent in the use of a compressor and can be used whenever the quality of the compressed air is in question.
  • this process could be used to sterilize the compressed air used in industrial suits and breathing apparatus, in oxygen cylinders for scuba diving, in assembly lines to actuate pneumatic instruments, where humans handle, in pharmaceutical and food factories to dry containers before bottling, in the manufacture of sterile blisters as well as to operate pneumatic dental and medical surgical instruments.
  • the present invention was designed to treat microbiological contamination of compressed air, it can also treat chemical pollutants thanks to its high operating temperature (400 ° C).
  • the present invention protects users of compressed air against more than obvious contamination from the compressor.
  • Drawing 1 shows a sectional view of the sterilizer itself, with the elements constituting it
  • Drawing 2 shows a sectional view of the energy exchanger, with the elements constituting it
  • Drawing 3 is a diagram of the circuit that the compressed air performs in the sterilizer and the exchanger.
  • the sterilizer consists of an electrical element (l) wound in a spiral inside a metal tube (5) wound in a double spiral, said tube being provided with internal baffles ( ⁇ ).
  • the element heats the tubing to 400 ° C, the temperature necessary for micro-biological sterilization and the elimination of certain chemical pollutants from the compressed air.
  • This assembly is dipped in a liquefied metal (4) which makes the electrical element and the metal tubing integral ensuring better thermal conductivity.
  • This assembly is finally inserted into a box (2) lined with a ceramic fiber wool (3) serving as thermal insulation.
  • the energy exchanger consists of a metal inlet tube (7) wound in a spiral inside a metal outlet tube (8).
  • the metal inlet tubing routes the stale air from the compressor to the sterilizer while the metal outlet tubing routes the sterilized air from the sterilizer to the pneumatic instruments. In doing so, it communicates its heat to the metal inlet tubing which serves as preheating.
  • This assembly is dipped in a liquefied metal (4) making the two metal tubes integral ensuring them a better heat exchange.
  • This assembly is inserted into a lined metal case (2) lined with a ceramic fiber wool (3) which serves as thermal insulation.
  • the compressed air circuit is as follows:
  • the stale compressed air coming from the compressor first passes through the exchanger (D2) through the metallic tubing of e ⁇ tr ⁇ e (7) leaves the exchanger, circulates in the sterilizer (D1) through of metal tubing (5) wound in a double spiral and provided with internal baffles, heated by the electric element (l).
  • the sterile and hot air again passes through the exchanger through the metal outlet tube (8) wound in a spiral around the metal inlet tube (7) to which it communicates its heat.
  • the compressed air finally leaves the exchanger to go towards the pneumatic instruments.

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)

Abstract

La présente invention est un système de stérilisation constitué d'un stérilisateur et d'un échangeur-récupérateur d'énergie qui propose une solution aux problèmes actuels inhérents à l'utilisation d'instruments pneumatiques et d'appareils respiratoires dans les domaines industriels et médicaux. En effet, la qualité de l'air comprimé consommé directement ou indirectement par l'humain est tributaire de l'atmosphère ambiante où le compresseur se trouve et de la nature même du réservoir du compresseur, qui constitue un incubateur idéal pour les micro-organismes pathogènes s'y trouvant. La présente invention est un appareil stérilisateur récupérateur d'énergie. L'air comprimé vicié passe à une pression moyenne de 100 à 150 lbs/po2 et à un débit d'approximativement 100 cfm dans l'échangeur par une tubulure métallique d'entrée, enroulée en spirale, où il est préchauffé, puis circule dans le stérilisateur par le biais d'une tubulure métallique munie de chicanes internes, enroulée en double spirale à l'intérieur d'un élément électrique qui la chauffe à 400 DEG C. L'air comprimé stérile repasse dans l'échangeur (avant de se diriger vers les instruments pneumatiques) par le biais d'une tubulure métallique de sortie enroulée en spirale autour de la tubulure d'entrée à laquelle il communique sa chaleur. Les deux montages (échangeur, stérilisateur) sont trempés individuellement dans du métal liquide et enfermés dans de la laine de céramique qui sert d'isolant thermique.

Description

Système de stérilisation de l'air comprimé et de récupération d'énergie
La présente invention se rapporte à un procédé électro-mécanique de stérilisa¬ tion de l'air dans les réseaux d'air comprimé, et notamment ceux utilisés pour les appareils respiratoires ainsi que les instruments pneumatiques chirurgicaux et industriels.
Présentement, l'utilisation de l'air comprimé aux fins de consommation humaine directe et indirecte est problématique de par la nature môme du compresseur et de sa localisation. D'une part, le compresseur, dont l'entretien est le plus souvent négligé est généralement installé dans une pièce au sous-sol où s'accumulent les débris, respire un air de qualité douteuse souvent chargé d'humidité, donc de moisissures et de bactéries pathogènes. D'autre part, l'air une fois comprimé se retrouve en attente dans le réservoir, qui subissant des variations de pression inhérentes aux départs et arrêts successifs de la pompe, accumule une condensation d'humidité constituant ainsi un excellent incubateur pour les micro-organismes pathogènes s'y trouvant L'air contaminé provenant de ces deux sources se trouve directement ou indirectement consommé par les humains qui font usage des instruments pneumatiques ou appareils respiratoires.
L'idée créatrice de la présente invention porte sur le traitement préventif des deux sources de prolifération bactérienne décrites ci-avant ainsi que sur la récupération de l'énergie générée dans un premier temps. En effet, cet appareil est inséré dans le circuit d'air comprimé entre le compresseur et les instruments pneumatiques ou les appareils respiratoires.
L'air comprimé vicié passant à haute vélocité sous une pression moyenne de 100 à 150 Ibs/po2 et à un débit approximatif de 100 cfm entre dans un échangeur par une tubulure métallique d'entrée, enroulée en spirale, où il est préchauffé, puis circule dans le stérilisateur par le biais d'une tubulure métallique munie de chicanes internes, enroulée en double spirale à l'intérieur d'un élément électrique qui la chauffe à 400 °C. L'air comprimé stérile repasse dans l'échangeur (avant de se diriger vers les instruments pneumatiques) par le biais d'une tubulure métallique de sortie enroulée en spirale autour de la tubulure d'entrée à laquelle il communique sa chaleur. Les deux montages (échangeur, stérilisateur) sont individuellement trempés dans du métal liquide et enfermés dans un boîtier métallique doublé de laine de fibre de céramique qui sert d'isolant thermique. La présente invention a été conçue pour résoudre les problèmes inhérents à l'utilisation d'un compresseur et peut être utilisée chaque fois que la qualité de l'air comprimé est en cause. Par exemple, ce procédé pourra servir à stériliser l'air comprimé utilisé dans les scaphandres et appareils respiratoires industriels, dans les bouteilles à oxygène pour la plongée sous-marine, dans les chaînes de montages pour actionner des instruments pneumatiques, là où des humains les manipulent, dans les usines de produits pharmaceutiques et alimentaires pour assécher les contenants avant l'embouteillage, dans la fabrication de plaquettes stériles ainsi que pour actionner des instruments pneumatiques chirurgicaux dentaires et médicaux.
Bien que la présente invention ait été conçue pour traiter la contamination micro-biologique de l'air comprimé, elle peut aussi traiter les polluants chimiques grâce à sa haute température de fonctionnement (400 °C).
En conclusion, la présente invention protège les utilisateurs d'air comprimé contre une contamination plus qu'évidente provenant du compresseur.
Relativement aux dessins qui illustrent la réalisation de l'invention:
Le dessin 1 représente une vue en coupe du stérilisateur proprement dit, avec les éléments le constituant
Le dessin 2 représente une vue en coupe de l'échangeur d'énergie, avec les éléments le constituant
Le dessin 3 constitue un schéma du circuit que l'air comprimé effectue dans le stérilisateur et l'échangeur. DESSIN 1 : Le stérilisateur est constitué d'un élément électrique(l) enroulé en spirale à l'intérieur d'une tubulure mόtallique(5) enroulée en double spirale, ladite tubulure étant munie de chicanes intemes(β). L'élément chauffe la tubulure à 400 °C, température nécessaire à la stérilisation micro-biologiquθ et à l'élimination de certains polluants chimiques de l'air comprimé. Ce montage est trempé dans un métal liquêfiό(4) qui rend l'élément électrique et la tubulure métallique solidaires leur assurant une meilleure conductivité thermique. Ce montage est enfin inséré dans un boîtiθr(2) doublé d'une laine de fibre de cόramique(3) servant d'isolant thermique.
DESSIN 2 : L'échangeur d'énergie est constitué d'une tubulure métallique d'entrée(7) enroulée en spirale à l'intérieur d'une tubulure métallique de sortie(8). La tubulure métallique d'entrée achemine l'air vicié en provenance du compresseur en direction du stérilisateur pendant que la tubulure métallique de sortie achemine l'air stérilisé en provenance du stérilisateur vers les instruments pneumatiques. Ce faisant il communi¬ que sa chaleur à la tubulure métallique d'entrée qui sert de préchauffe. Ce montage est trempé dans un métal liquéfié(4) rendant les deux tubulures métalliques solidaires leur assurant un meilleur échange ther¬ mique. Ce montage est inséré dans un boîtier métallique(2) doublé doublé d'une laine de fibre de céramique(3) qui sert d'isolant thermique.
DESSIN 3 : Le circuit d'air comprimé est le suivant:
L'air comprimé vicié en provenance du compresseur, passe d'abord par l'échangeur (D2) par le biais de la tubulure métallique d'eπtrόe(7) sort de l'échangeur, circule dans le stérilisateur(D1) par le biais de la tubu¬ lure métallique(5) enroulée en double spirale et munie de chicanes internes, chauffée par l'élément électrique(l). L'air stérile et chaud passe à nouveau dans l'échangeur par le biais de la tubulure métallique de sortie(8) enroulée en spirale autour de la tubulure métallique d'entrée(7) à laquelle elle communique sa chaleur. L'air comprimé sort enfin de réchangeur pour se diriger vers les instruments pneumatiques.

Claims

Les applications au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué sont définies comme suit:
1. Un appareil de stérilisation de l'air comprimé et de récupération d'énergie comprenant
un stérilisateur constitué: d'un élément électrique enroulé en spirale servant à chauffer à 400 °C une tubulure métallique enroulée en double spirale autour dudit élément électrique, ladite tubulure étant munie de chicanes internes servant à faire obstacle aux micro-organismes pathogènes présents dans l'air comprimé, ladite tubulure et ledit élément électrique ayant subi un trempage dans un métal liquéfié, ledit trempage servant à unir et à assurer une meilleure conductivité thermique entre ledit élément électrique et ladite tubulure, ledit élément électrique et ladite tubulure étant enfermés dans une laine de fibre de céramique servant d'isolant thermique;
et un échangeur d'énergie constitué: d'une tubulure métallique d'entrée, enroulée en spirale, servant à préchauffer l'air comprimé en provenance du compresseur et à acheminer cet air audit stérilisateur, ladite tubulure métallique d'entrée étant enroulée à l'intérieur d'une tubulure métallique de sortie, enroulée en spirale, acheminant l'air comprimé chaud et stérile en provenance dudit stérilisateur à des instruments pneumatiques par le biais de canalisations, ladite tubulure de sortie communiquant son énergie calorifique à ladite tubulure d'entrée permettant une récupération de l'énergie générée par la stérilisation, ladite tubulure de sortie et ladite tubulure d'entrée ayant subi un trempage dans un métal liquéfié, ledit trempage servant à unir et à assurer une meilleure conductivité thermique entre ladite tubulure d'entrée et ladite tubulure de sortie, ladite tubulure d'entrée et ladite tubulure de sortie, solidaires étant enfermés dans une laine de fibre de céramique servant d'isolant thermique.
2. Un appareil, tel que défini dans la revendication 1 , où lesdites tubulures métalliques sont faites d'acier inoxydable.
3. Un appareil, tel que défini dans la revendication 1 , où lesdites tubulures métalliques sont faites de cuivre.
4. Un appareil, tel que défini dans la revendication 1 , où lesdites chicanes sont des lamelles.
5. Un appareil, tel que défini dans la revendication 1 , où lesdites chicanes sont des ressorts en spirales.
6. Un appareil, tel que défini dans la revendication 1 , où lesdits trempages se font à l'aluminium liquide.
7. Un appareil tel que défini dans la revendication 1 , où lesdits instruments pneumatiques sont aussi des appareils respiratoires.
PCT/CA1995/000261 1994-07-13 1995-05-03 Systeme de sterilisation de l'air comprime et de recuperation d'energie Ceased WO1996002281A1 (fr)

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CA2,128,140 1994-07-13
CA 2128140 CA2128140A1 (fr) 1994-07-13 1994-07-13 Systeme de sterilisation de l'air comprime et de recuperation d'energie

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WO1996002281A1 true WO1996002281A1 (fr) 1996-02-01

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