Brevet FR2128678A1 — publié le 19721020

Un mode stérilisation des eaux potables et de piscine consiste à faire passer l'eau légèrement salée entre les électrodes drune cellule électrolytique, en vue d'obtenir dans l'eau un dégagement de chlore et d'autres produits d'oxydation, notamment de l'ozone, pre- sentant des propriétés désinfectantes spécifiques. Par suite de ce dégagement de chlore, l'agressivité de l'électro- lyte est grande et, pour obtenir une durée de vie suffisante des électrodes, on les constitue le plus souvent en métal précieux, géné- ralement en platine, ou tout au moins on les protège par un revêtement de métal précieux. Vu le prix élevé d'électrodes en métal précieux, ou même d'électrodes simplement recouvertes d'un placage de platine, il est important de maintenir les électrodes dans des dimensions réduites, et une disposition favorable consiste à utiliser deux électrodes annulaires concentriques entre lesquelles l'eau est amenée à passer. Dans les cellules de ce type connues, l'eau circule axialement, entre les deux électrodes, à une vitesse relativement faible et lors du traitement d'une eau meme pure, des dépits de calcaire se forment rapidement sur les électrodes et diminuent l'efficacité et la durée de vie de la cellule. L'invention a pour objet une cellule à électrodes concentriques présentant des dispositions visant à diminuer les dépôts de produits solides sur les électrodes. À cette fin, dans la cellule objet de l'invention comportant deux électrodes de forme générale circulaire placées l'une dans l'autre et délimitant entre elles un canal traversé par l'eau, sont prévus des moyens de guidage de l'eau agencés de manière à communiquer, à l'eau, un mouvement de circulation hélicoïdal dans ce canal. Dans une forme d'exécution préférée de la cellule objet de l'invention, ces moyens de guidage sont constitués par des ajuçtages inclinés placés à l'extrémité amont du canal annulaire libre de tout obstacle délimité entre les deux électrodes. Dans une autre forme d'exécution, les moyens de guidage peuvent aussi être constitués par un ou plusieurs guides hélicoïdaux établis dans ce canal, ce guide étant, par exemple, un jonc hélicoïdal amovible intercalé entre les deux électrodes. le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme dtexé- cution de la cellule objet de l'invention. La fig. 1 en est une coupe axiale, la longueur de la cellule étant fortement réduite du fait de l'omission d'une tranche centrale de la cellule. La fig. 2 est une vue en plan d'une plaque comprise dans cette cellule, à plus petite échelle. La fig. 3 est une vue d'un détail de construction d'une électrode à plus grande échelle. La cellule représentée à la fig. 1 comporte une enveloppe extérieure constituée par un corps central tubulaire 1 et par deux pièces d'extrémité identiques 2 comportant des tubulures d'extrémité axiales non représentées, pour le raccordement de la cellule qui sera traversée par l'eau à traiter. Entre le corps 1 et les pièces d'extrémité 2 sont intercalées d'ex plaques-supports identiques 3 portant un noyau central 4 et qui sont percées chacune de cinq trous 5, pour le passage de l'eau. Sur le noyau 4, qui comprend des tétons d'extrémité 6 engagés ins des trous centraux percés dans les plaques 3, est disposée une électrode tubulaire centrale 7 formée par une feuille mince de platine enroulée sur ce noyau, qu'elle épouse étroitement. La surface intérieure du corps 1 est garnie d'une feuille mince de platine constituant une électrode tubulaire extérieure 8 concentrique à l'électrode 7. les deux électrodes 7 et 8 délimitent entre elles un canal annulaire 9 servant au passage de l'eau à stériliser qui traverse la cel- lule. les plaques-supports 3 comportent chacune une borne 11 établie wr une surface estérieure de la plaque, et un presse-étoupe 12 assurant l'étanchéité entre cette dernière et un conducteur de platine 13, 14 passant par l'un des trous 5 et qui est soudé à l'extrémité de l'une des électrodes. les électrodes sont ainsi alimentées par leurs ext# mités opposées, ce qui assure l'uniformité et, de la sorte, évite i5 dépôts de calcaire dus à une surchauffe locale, permettant ainsi une meilleure utilisation du métal de l'électrode. Comme visible à la fig. 3, le conducteur 15 est soudé à l'électrode intérieure 7 sur une partie inférieure de cette dernière dans laquelle la feuille de platine est renforcée par une manchette extérieure 7a également en platine. Le conducteur 14 est soudé sur une partie 8a de l'électrode 8 renforcée de la même manière (fig. 1). Le corps central 1 et les pièces d'extrémité 2 sont par exemple en verre, tandis que les plaques-supports 3 sont en-matière plasti- que. Chaque plaque-support 3 est fortement serrée entre ltextrémi- té voisine du corps 1 et la pièce d'extrémité correspondante, par un dispositif de serrage constitué par deux brides folles 15 reliées l'une à l'autre par des boulons 16. les cinq trous 5 des plaques-supports 3 sont régulièrement répartis angulairement autour de l'axe À-À de la cellule. Les axes B B de ces trous sont toutefois inclinés d'environ 30 par rapport aiz plans radiaux correspondants (fig. 1), de sorte que ces trous forment des ajustages communiquant à l'eau un mouvement de circulation hélicoïdal dans le canal délimité par les électrodes, mouvement représenté schématiquement par les lignes 17. La rotation de l'eau dans ce canal présente les avantages suivants a) L'eau conserve la plus grande vitesse acquise dans les ajutages inclinés 5 sur la majeure partie de la longueur de la cellule et on obtient un meilleur brassage et une stérilisation plus régulière. b) Sous l'effet de la force centrifuge, les produits solides sont éloignés de l'électrode intérieure 7, de sorte que cette électrode de plus petite surface, et pour laquelle la densité de courant est plus élevée, se trouve ainsi relativement protégée. c) Du fait de la vitesse accrue qu'on peut donner à l'eau dans la cellule, tout en la maintenant dans le canal de traitement pendant un temps minimum donné, une plus grande partie des impuretés et dépots sont alors entratnés hors de la cellule. d) Le mouvement de rotation de l'eau contribue aussi, par l'effet connu de cyclone, à permettre une meilleure décantation des particules lourdes. D'autre part, dans la cellule représentée e) Le champ électrique est uniforme du fait de l'alimentation des électrodes par leurs extrémités opposées qui s'établit presque uniquement entre leurs surfaces directement opposées, le dos de lté- lectrode extérieure 8 adossé à la surface interne du corps et la surface intérieure de l'électrode centrale 7 adossée au noyau restant pratiquement exempt de dépits et de corrosion. f) les deux électrodes adossées à cette surface d'appui et ne jouant aucun r81e de déflecteur peuvent être très minces, ce qui per met de les constituer entièrement en métal précieux, tout en resian dans un prix abordable. g) l'assemblage des différents éléments de l'enveloppe par des brides extérieures indépendantes entraîne une simplification de forme de ces pièces de verre. Dans une variante, les trous inclinés 5 peuvent être coniques ou prolongés par des tuyères accroissant encore la vitesse de l'eau et son mouvement de rotation. On peut également prévoir d'autres moyens de guidage de l'eau, notamment un ou plusieurs guides hélicoïdaux établis dans le canal délimité par les électrodes. Un tel guide peut, par exemple, être constitué par un jonc hélicoïdal disposé dans ce canal et formant éventuellement une entretoise entre les deux électrodes. Dans une variante, les pièces d'extrémité 2, les plaques-supports 3 et le corps 1 pourraient aussi être tenus assemblés par deux brides en appui sur les pièces d'extrémités et qui seraient réunies par des tirants s'étendant sur toute la longueur de l'appareil. les électrodes pourraient aussi être constituées en d'autres ma tériaux résistant à l'oxydation. L'électrode centrale pourrait notamment être formée par un barreau de charbon. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits, elle englobe au contraire toutes les variantes. REVIF CHAT IONS 1) Cellule électrolytique pour la stérilisation des eaux potables ou de piscine, comportant deux électrodes de forme générale circulaire placées l'une dans l'autre et délimitant entre elles un canal traversé par l'eau à stériliser, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de guidage de l'eau agencée de manière à-communiquer à l'eau un mouvement de circulation hélicoïdal dans ce canal. 2) Cellule selon la revendication 1, caractérisée en ce que ces moyens de guidage comportent au moins un ajutage incliné placé à l'extrémité amont du canal. 3) Cellule selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de guidage comportent au moins un guide hélicoïdal établi dans le canal. 4) Cellule selon la revendication 1 comportant une enveloppe extérieure constituée par un corps central tubulaire et par deux pièces d' extrémité comportant des tubulures pour l'entrée et la sortie de 1' eau, caractérisée en ce qu'elle comporte des plaques-supports perces de trous pour le passage de l'eau et qui sont intercalées entre le corps et les pièces d'extrémité, ces plaques-supports servant de sur port à un noyau central sur lequel l'électrode- intérieure est dispo sée. 5) Cellule selon les revendications 1 et 4, caractérisée en ce que ces plaques-supports comportent des bornes établies sur une partie extérieure de la plaque et qui sont reliées aux électrodes par des conducteurs traversant des presse-étoupes. 6) Cellule selon les revendications I, 2 et 4, caractérisée en ce que les trous pour le passage de l'eau de l'une des plaques-supports au moins sont conformés pour constituer des ajutages inclinés. 7) Cellule selon les revendications 1 et 4, caractérisée en ce que les pièces d'extrémité sont tenues serrées contre les plaques-supports pincées entre elles et le corps central par des tirants établis entre deux brides prenant appui sur les pièces d'extrémité et le corps central ou sur les deux pièces d'extrémité. 8) Cellule selon les revendications 1 et 4, caractérisée en ce que les électrodes sont constituées par des feuilles minces en métal pré- cieux plaquées l'une contre la surface extérieure du noyau central, et l'autre contre la surface intérieure du corps tubulaire. 9) Cellule selon les revendications 1, 4 et 8, caractérisée en ce que les électrodes sont alimentes par leurs extrémités opposés, en vue d'obtenir un champ Clectrique uniforme. IO) Cellule selon les revendications I et ), caractérisée en ce que le guide helicoïdal constitue une entretoise entre les deux électrodes.