EP1066880A1 - Enceinte de travail munie de moyens de recyclage de l'atmosphère - Google Patents
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Abstract
L'enceinte de travail (10) comporte une chambre de travail (12) dont les parois délimitent un espace de confinement (16) propre à la mise en oeuvre d'un travail et une boucle de dérivation (40) extérieure pour le recyclage de l'atmosphère de l'espace de confinement. La boucle de dérivation (40) débouche à ses deux extrémités (42, 44) dans l'espace de confinement (16) et comporte des moyens (52) de mise en mouvement de l'atmosphère dans la boucle de dérivation. Elle comporte des organes de filtration (54, 56) disposés aux deux extrémités (42, 44) de la boucle de dérivation (40). <IMAGE>
Description
La présente invention concerne une enceinte de travail, du type comportant
une chambre de travail dont les parois délimitent un espace de confinement
propre à la mise en oeuvre d'un travail et une boucle de dérivation
extérieure pour le recyclage de l'atmosphère de l'espace de confinement,
laquelle boucle de dérivation débouche à ses deux extrémités dans l'espace
de confinement et comporte des moyens de mise en mouvement de l'atmosphère
dans la boucle de dérivation.
De telles enceintes de travail sont couramment thermostatées, afin
que l'espace de confinement soit maintenu à température constante. De
plus, des dispositifs annexes sont couramment utilisés pour assurer une
valeur d'humidité relative élevée.
Ces enceintes sont utilisées par exemple pour des travaux sous atmosphère
contrôlée. Il peut s'agir par exemple de la culture de cellules animales
ou d'embryons. Dans ce cas on contrôle en particulier la teneur en
CO2 et en vapeur d'eau de l'atmosphère de l'espace de confinement.
En fonction de l'utilisation faite de l'enceinte, celle-ci peut être contaminée
par des germes non désirables se développant dans l'espace de
confinement.
Le recyclage de l'atmosphère de l'enceinte, au travers d'une boucle
de dérivation extérieure prévue à cet effet, permet de traiter l'atmosphère en
continu, et notamment de filtrer l'atmosphère de l'enceinte.
Un ventilateur ou une pompe est monté dans la dérivation pour la
mise en circulation de l'atmosphère.
Un filtre est prévu à l'extrémité d'entrée du tuyau constituant la boucle
de dérivation en considérant le sens normal d'écoulement de l'atmosphère
dans la boucle. Il assure la retenue des éléments contaminants lors de la
mise en circulation de l'atmosphère de l'enceinte.
Une telle enceinte fonctionne de manière satisfaisante tant que le
ventilateur ou la pompe n'est pas arrêté et que l'atmosphère circule au travers
de la boucle de dérivation.
En cas d'interruption de la pompe, une contamination de la boucle de
dérivation est possible. Il est alors nécessaire, avant le redémarrage de l'enceinte,
de procéder à une décontamination de l'ensemble de la boucle de
dérivation, ce qui nécessite un travail important.
De plus, lors des interventions sur la boucle de dérivation nécessitant
l'arrêt de la pompe, il est nécessaire, avant remise en route de l'enceinte de
procéder à la décontamination à la fois de l'espace de confinement et de la
boucle de dérivation.
L'invention a pour but de proposer une enceinte de travail limitant les
besoins de décontamination manuelle de l'espace de confinement et de la
boucle de dérivation.
A cet effet, l'invention a pour objet une enceinte de travail, du type
précité, caractérisée en ce qu'elle comporte des organes de filtration disposés
aux deux extrémités de ladite boucle de dérivation.
Suivant des modes particuliers de réalisation, l'enceinte comporte
l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- les organes de filtration sont disposés pour chaque extrémité de la boucle de dérivation, dans le prolongement de la paroi de la chambre au travers de laquelle la boucle de dérivation débouche ;
- la chambre de travail comporte une cuve et une porte mobile par rapport à la cuve, obturant un accès audit espace de confinement, et la boucle de dérivation est portée par la porte, et les extrémités de la boucle de dérivation débouchent toutes deux au travers de la porte, les organes de filtration étant portés par la porte à chaque extrémité de la boucle de dérivation ;
- la porte comporte sur l'essentiel de sa surface un caisson thermostaté, et ladite boucle de dérivation s'étend sur l'essentiel de sa longueur à l'intérieur dudit caisson thermostaté ;
- la chambre de travail comporte une cuve et une porte mobile par rapport à la cuve, obturant un accès audit espace de confinement, et les deux extrémités de la boucle de dérivation débouchent toutes deux au travers des parois de la cuve ;
- la cuve est entourée au moins partiellement par une enveloppe thermostatée, et ladite boucle de dérivation s'étend sur l'essentiel de sa longueur à l'intérieur de ladite enveloppe thermostatée ; et
- la cuve est entourée au moins partiellement par une enveloppe thermostatée emplie d'un liquide caloporteur, et ladite boucle de dérivation traverse ladite enveloppe et s'étend sur l'essentiel de sa longueur dans un caisson thermostaté adjacent à ladite enveloppe, lequel caisson contient un gaz.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va
suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux
dessins sur lesquels :
- La figure 1 est une vue schématique en coupe transversale d'une enceinte selon l'invention prise suivant un plan vertical passant par l'ouverture d'accès de l'enceinte ; et
- Les figures 2 et 3 sont des vues schématiques en coupe transversale suivant des plans verticaux de deux variantes de réalisation d'enceintes de travail selon l'invention, les plans de coupe s'étendant parallèlement à l'ouverture d'accès de l'enceinte.
L'enceinte de travail 10, représentée sur la figure 1, comporte une
chambre de travail 12 reçue dans un caisson thermostaté 14. La chambre
de travail délimite un espace de confinement 16 propre à la mise en oeuvre
d'un travail, tel que l'incubation de cellules ou d'embryons. De manière classique,
l'enceinte 10 est équipée de moyens de contrôle de l'atmosphère de
l'espace de confinement et notamment de sa teneur en CO2 et en vapeur
d'eau.
La chambre de travail 12 est constituée d'une cuve 17, sensiblement
parallélépipédique et dont une des faces est ouverte. Cette face, notée 18,
est obturée par une porte articulée 20. Cette dernière est adaptée pour
l'obturation étanche d'une ouverture d'accès à l'espace de confinement 16.
La cuve 17 délimitant partiellement la chambre de travail 12 est reçue
complètement dans le caisson thermostaté 14. Ce dernier forme une enveloppe
22 tout autour de la chambre de travail 12, à l'exception de la face
ouverte 18 de celle-ci. L'enveloppe 22, ainsi délimitée, est emplie d'un liquide
caloporteur, tel que de l'eau. Les parois pleines de la cuve 17 sont en
contact avec le liquide caloporteur.
Des moyens 24 de régulation de la température du liquide caloporteur,
tel que des résistances chauffantes, sont installés dans le caisson
thermostaté 14.
La porte 20 est articulée sur le caisson thermostaté 14 par l'intermédiaire
de charnières 26. La porte est déplaçable entre une position permettant
l'accès à l'espace de confinement 16 au travers de la face ouverte 18
de la chambre de travail et une position d'obturation de la face 18.
La porte 20 comporte un bâti délimité par un caisson étanche 28 empli
d'un fluide caloporteur tel que de l'eau. Des moyens 30 de régulation de
la température du fluide caloporteur, tels que des résistances chauffantes,
sont prévus à l'intérieur du caisson 28. Le caisson 28 est ainsi thermostaté
et peut avantageusement être maintenu à la même température que l'enveloppe
22.
De plus, la porte 20 comporte, suivant sa face en regard de la chambre
12, une plaque 32 destinée à l'obturation étanche de l'espace de confinement
16. La plaque 32 a des dimensions légèrement supérieures à la
face ouverte 18 de la cuve. Elle est adaptée pour s'appliquer suivant les
bords de la cuve pour fermer celle-ci hermétiquement. A cet effet, un joint
périphérique est avantageusement prévu.
Une boucle de dérivation 40, pour le recyclage de l'atmosphère contenu
dans l'espace de confinement 16, est intégrée à l'intérieur de la porte
20. Cette boucle de dérivation débouche à ses deux extrémités à l'intérieur
de la chambre de travail 12, au travers de la face ouverte 18 de celle-ci.
La boucle de dérivation 40 s'étend depuis une ouverture d'entrée 42
jusqu'à une ouverture de sortie 44, toutes deux ménagées dans la plaque
d'obturation 32. Une bouche d'aspiration 46 est prévue en arrière de l'ouverture
d'entrée 42. Celle-ci est prolongée par une canalisation 48 s'étendant
suivant la longueur de la porte à l'intérieur du caisson 28. Ainsi, la canalisation
48 est baignée dans le fluide caloporteur.
La boucle de dérivation débouche à l'extrémité de sortie 44 par l'intermédiaire
d'une bouche de rejet 50.
Un ventilateur 52, un compresseur ou une pompe est monté à l'intérieur
de la bouche d'aspiration 46 pour assurer une mise en circulation de
l'atmosphère au travers de la boucle de dérivation 40.
Selon l'invention, des organes de filtration 54, 56 sont prévus, respectivement,
aux extrémités d'entrée et de sortie de la boucle de dérivation
40. Ces organes de filtration sont identiques et sont formés, par exemple, de
filtres connus sous le nom de HEPA, initiales de "Haute Efficacité Particules
Air". Les filtres sont par exemple des tamis de diamètre d'ouverture de 0,2
µm.
Les organes de filtration 54 et 56 sont disposés dans l'épaisseur de la
plaque 32 et assurent ainsi la continuité de cette paroi de la chambre.
On conçoit que la boucle de dérivation 40, équipée du ventilateur 52,
permet de faire circuler en continu l'atmosphère contenue dans l'espace de
confinement. Ainsi, les particules contaminantes contenues dans l'atmosphère
sont retenues par l'organe de filtration 54 monté à l'entrée 42 de la
boucle de dérivation.
En fonctionnement normal de l'enceinte, c'est-à-dire lorsque le ventilateur
52 est en marche, l'organe de filtration 56 ne participe pas à proprement
parler à la filtration de l'atmosphère de l'enceinte.
En revanche, lors de l'arrêt du ventilateur 52, alors qu'aucun flux n'est
établi dans la boucle de dérivation 40, le filtre 56 évite que des contaminants
ne pénètrent dans la boucle de dérivation 40 par l'ouverture de sortie 44.
De même, lors de l'ouverture de la porte 20, la présence des deux
filtres 54 et 56 évite toute contamination de l'intérieur de la boucle de dérivation
40.
L'essentiel de la longueur de la boucle de dérivation 40 s'étendant à
l'intérieur du caisson thermostaté 28, l'atmosphère ne subit pas de variation
de température lors de son transit dans la boucle 40.
Dans les variantes de réalisation, représentées aux figures 2 et 3, les
éléments identiques ou analogues à ceux de la figure 1 sont désignés par
les mêmes numéros de référence.
Dans le mode de réalisation de la figure 2, la boucle de dérivation,
désignée par la référence 70 n'est pas disposée dans la porte d'obturation
de l'espace de confinement 16. Cette porte est non représentée et s'étend
en avant parallèlement au plan de la figure. La boucle de dérivation 70 est
disposée dans l'enveloppe 22 délimitée par le caisson 14 et la chambre de
travail 12.
Plus précisément, la boucle de dérivation 70 s'étend le long d'une paroi
latérale extérieure 72 du caisson. La boucle de dérivation 70 débouche
au travers d'une paroi latérale 73 de la cuve. A cet effet, cette paroi est percée
d'une ouverture d'entrée 74 destinée au recueil de l'atmosphère contenue
dans l'espace de confinement et d'une ouverture de sortie 76 destinée
à la réintroduction de l'atmosphère filtrée.
Les ouvertures 74 et 76 sont chacune munies d'un organe de filtration
noté respectivement 78 et 80. Ces organes de filtration, constitués par
exemple de tamis ayant un diamètre de 0,2 µm, sont intégrés dans l'épaisseur
de la paroi 73.
Comme dans le mode de réalisation précédent, la boucle de dérivation
comporte une bouche d'aspiration 82 disposée en aval du filtre 78, une
conduite de transport 84 et une bouche de rejet 86 s'ouvrant dans l'espace
de confinement 16 au travers du filtre 76.
Un ventilateur est monté dans la boucle de dérivation. Il comporte un
rotor 88 disposé dans la conduite 84, en aval de la bouche d'aspiration 82.
Le rotor 88 est entraíné en rotation par un moteur électrique 90 disposé, à
l'extérieur du caisson thermostaté 14 et à l'intérieur d'un coffret auxiliaire 92.
Dans ce mode de réalisation également, on comprend que le filtre 78
assure la capture des contaminants lors de la circulation en continu de l'atmosphère
de l'espace de travail au travers de la boucle de dérivation 70.
Lors de l'arrêt du ventilateur, le filtre 80 empêche les contaminants de
pénétrer dans la boucle de dérivation 70, évitant ainsi de devoir décontaminer
la boucle de dérivation 70 avant une nouvelle utilisation de l'enceinte.
Dans le mode de réalisation de la figure 3, la boucle de dérivation est
désignée par la référence générale 100. Elle comporte une conduite de
transport 102 qui relie une bouche d'aspiration 104 à une bouche de rejet
106. Celles-ci débouchent dans l'espace 16 au travers d'une paroi latérale
108 dans laquelle sont ménagées des ouvertures 110, 112. Ces ouvertures
sont chacune équipées d'un filtre 114, 116. La conduite 102 s'étend non pas
à l'intérieur de l'enveloppe 22 emplie de fluide caloporteur, mais dans une
zone thermostatée adjacente 120. Cette zone 120 est délimitée par un coffret
122 et est emplie d'air. Des résistances chauffantes 124 sont disposées
à l'intérieur du coffret 122, afin d'assurer un maintien de la température dans
la zone 120 à une température sensiblement égale à celle de l'enveloppe
22.
Un rotor 130 de ventilateur est monté dans la boucle de dérivation
100. Son moteur d'entraínement, noté 132, est disposé à l'intérieur de la
zone thermostatée 120.
Dans ce mode de réalisation également, le filtre 116 empêche les
contaminants de pénétrer dans la boucle de dérivation 100 lors de l'arrêt du
ventilateur.
La conduite de transport 102 étant disposée non pas dans l'enveloppe
22 emplie de liquide caloporteur mais dans une zone thermostatée
adjacente maintenue à l'air, les opérations de maintenance sur la boucle de
dérivation se trouvent facilitées. Toutefois, la zone 120 étant également
thermostatée, le transport de l'atmosphère de l'espace de confinement lors
de sa filtration au travers de la conduite 102 ne provoque pas de variation
de sa température, réduisant ainsi les risques de condensation éventuelle.
Quelque soit le mode de réalisation, en cas d'intervention sur la boucle
de dérivation, notamment sur le ventilateur, il n'est pas nécessaire de
décontaminer l'enceinte de travail lors de la remise en marche, puisque
celle-ci est protégée des éventuels contaminants introduits dans la boucle
de dérivation par les filtres prévus aux deux extrémités de cette dernière.
Claims (7)
- Enceinte de travail (10), du type comportant une chambre de travail (12) dont les parois délimitent un espace de confinement (16) propre à la mise en oeuvre d'un travail et une boucle de dérivation (40 ; 70 ; 100) extérieure pour le recyclage de l'atmosphère de l'espace de confinement, laquelle boucle de dérivation (40 ; 70 ; 100) débouche par chacune de ses extrémités (42, 44 ; 74, 76 ; 110, 112) dans l'espace de confinement (16) et comporte des moyens (52 ; 88, 90 ; 130, 132) de mise en mouvement de l'atmosphère dans la boucle de dérivation, caractérisée en ce qu'elle comporte des organes de filtration (54, 56 ; 78, 80 ; 104, 106) disposés à chaque extrémité (42, 44 ; 74, 76 ; 110, 112) de ladite boucle de dérivation (40 ; 70 ; 100).
- Enceinte de travail selon la revendication 1, caractérisée en ce que les organes de filtration (54, 56 ; 78, 80 ; 104, 106) sont disposés pour chaque extrémité de la boucle de dérivation, dans le prolongement de la paroi (32 ; 73 ; 108) de la chambre au travers de laquelle la boucle de dérivation débouche.
- Enceinte selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la chambre de travail (12) comporte une cuve (17) et une porte (20) mobile par rapport à la cuve, obturant un accès audit espace de confinement (16), et en ce que la boucle de dérivation (40) est portée par la porte (20), et chaque extrémité (42, 44) de la boucle de dérivation débouche au travers de la porte (20), les organes de filtration (54, 46) étant portés par la porte (20) à chaque extrémité de la boucle de dérivation (40).
- Enceinte selon la revendication 3, caractérisée en ce que la porte (20) comporte sur l'essentiel de sa surface un caisson thermostaté (28), et en ce que ladite boucle de dérivation (40) s'étend sur l'essentiel de sa longueur à l'intérieur dudit caisson thermostaté (28).
- Enceinte selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la chambre de travail (12) comporte une cuve (17) et une porte mobile par rapport à la cuve, obturant un accès audit espace de confinement, et en ce que chaque extrémité (74, 76 ; 110, 112) de la boucle de dérivation débouche au travers des parois (73 ; 108) de la cuve (17).
- Enceinte selon la revendication 5, caractérisée en ce que la cuve (17) est entourée au moins partiellement par une enveloppe thermostatée (22), et en ce que ladite boucle de dérivation (70) s'étend sur l'essentiel de sa longueur à l'intérieur de ladite enveloppe thermostatée (22).
- Enceinte selon la revendication 5, caractérisée en ce que la cuve (17) est entourée au moins partiellement par une enveloppe thermostatée (22) emplie d'un liquide caloporteur, et en ce que ladite boucle de dérivation (100) traverse ladite enveloppe (22) et s'étend sur l'essentiel de sa longueur dans un caisson thermostaté (120) adjacent à ladite enveloppe (22), lequel caisson (120) contient un gaz.
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