Brevet FR2140410A1 — publié le 19730119

La présente invention concerne un dispositif de commande pour régler le rendement d'une installation d'ozonisation comprenant au moins un ozoniseur. Il est universellement connu de préparer et/ou décontaminer de l'eau potable par addition d'ozone. Le taux spécifique d'addition d'ozone exprimé en g 03/m3 varie dans ce cas en fonction de la composition chimique et bactériologique de l'eau qui peut varier considérablement suivant la saison et les conditions atmosphériques. Le débit momentané de l'eau å traiter peut cependant également varier considérablement, par exemple par suite de pertes de pression dans des conditions de refoulement irrégulières de la pompe ou en cas de variations du déversement d'une source.Or, étant donné que, d'une part, pour diverses raisons, une certaine quantité minimale d'ozone doit être ajou tée à l'eau mais que, d'autre part, pour éviter des phdnomenes de corrosion dans le réseau de conduits d'eau, il ne doit pas y avoir un excédent d'ozone par trop important dans l'eau traitée, l'ozoniseur doit, en fonction de la variation du débit d'eau et de la quantité spécifique d'ozone i ajouter, être réglé de telle façon suivant l'oxydabilité variable de l'eau brute que la quantité d' ozone produite et le besoin en ozone soient au moins ap proxin tiv ement égaux. Le rendement de l'ozoniseur est réglé dans la pratique par variation de la tension aux électrodes, cette variation étant souvent obtenue en utilisant un transformateur régulateur dont les phases de tension du côté du primaire peuvent être réglées en continu au moyen de potentiomètres régulateurs. D'autres pa ramètres influençant le rendement de l'ozoniseur sont donc les variations de courant et de tension résultant des variations dans le réseau d'alimentation en électricité. Or, la présente invention crée un dispositif de commande destiné i régler le rendement d'une installation d'ozonisation et permettant de régler la production d'ozone de manière précise en fonction des paramètres cités. L'installation suivant l'invention doit, en outre, offrir la possibilité de traiter de l'air vicié par désodorisation, décontamination et neutralisation. ce- ci est obtenu suivant l'invention au moyen d'un étage d'exploitation de signaux qui, d'une part, reçoit du côté de l'entrée un premier signal de commande proportionnel à la quantité d'air ou d'eau passant par l'installation, un deuxième signal de commande proportionnel à la quantité spécifique d'ozone devant être ajoutée, un troisième signal proportionnel au courant de l'ozo- niseur et un quatrième signal proportionnel à la tension de l'o- zoniseur, et à la suite duquel il est, d'autre part, monté du côté de la sortie au moins un servomécanisme permettant de réajuster au moins la source de puissance de l'ozoniseur en fonction de la variation des signaux d'entrée. Dans ce cas, l'étage d'exploitation de signaux peut comprendre un circuit en pont dont les quatre éléments de pont peuvent chacun être réglée par l'un des quatre signaux de commande. Ces mesures permettent à présent, moyennant une dépense relativement réduite, de régler le rendement de l'installation d'ozonisation automatiquement en tenant compte de tous les paramètres essentiels. Une formede réalisation de l'objet de l'invention, indi quée à titre d'exemple, est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide du dessin annexé qui représente schématiquement un montage du dispositif de commande. Suivant l'exemple de réalisation représenté, un ozoniseur I d'une installation d'ozonisation connue, non représentée en détail et destinée à préparer de l'eau potable, est monté à la suite d'une source d'alimentation de puissance 2 présentée sous la forme d'un transformateur régulateur. Ce transformateur permet, au moyen d'un réglage encore å décrire plus loin, de faire varier la tension aux électrodes et, par suite, le rendement de l'ozoniseur. Le transformateur régulateur 2 est connecté, du côté du primaire, par l'intermédiaire de la ligne d'amenée 3 au réseau d'alimentation 4. Le réglage du rendement doit à présent s'effectuer conformément à l'équation O=Q. Z où O représente le rendement en ozone exprimé en g 03/h, Q représente le débit d'eau à travers l'installation exprimée en m3/h et 2 représente la quantité spécifique d'ozone ajoutée exprimée en g O3/m3. En même temps, la valeur de puissance effective I . V de Q . Z l'ozoniseur doit s'approcher de la valeur nominale + , IE représentant la consommation de courant de l'ozoniseur en ampères (Â), Y représentant la tension appliquée à ltozoniseur en volts et B étant le facteur de dosage exprimé en VA/g 03. Pour remplir ces conditions, un servomécanisme présent soue la forme d'un servomoteur 5 cononandant le transformateur régulateur 2 est connecté par l'intermédiaire d'un dispositif inverseur 6, qui peut être par exemple un groupe de commutation ou analogue, à la sortie d'un étage d'exploitation de signaux 7 qui reçoit, du côté d'entrée, les paramètres à prendre en considération. in l'occurrence, l'étage d'exploitation de signaux 7 se compose d'un circuit en pont comprenant les quatre éléments de pont 8, 9, 10 et 11. Le circuit en pont 7 est relié par les lignes d'entré 12 et 13 au réseau d'alimentation 4 et par les lignes de sortie 14 et 15, comme déjà indiqué, au dispositif inverseur 6 prévu pour le servomoteur 5. L'élément de pont 8 reçoit un signal de commande qui est proportionnel à la quantité d'eau passant par l'installation. Le signal de commande concerné peut, dans ce cas, être produit par un débitiètre 16 à la suite duquel peuvent éventuellement être montée des dispositifs amplificateurs et, au besoin, également des moyens pour rendre linéaires des fonctions non linéai rets. Ces moyens sont connus et ne nécessitent pas d'explication détaillée dans le cadre de l'invention. L'élément de pont 9, par eontre, reçoit un signal de commande qui est proportionnel à la quantité spécifique d'ozone devant entre ajoutée en fonction de l'oxydabilité variable de l'eau brute. Ce signal de co a ade peut ici être produit par exemple par un appareil de mesure d'osydabilité ou un appareil de mesure d'excédent d'ozone 17 à la suite duquel peuvent à nouveau être montés des dispositifs amplificateurs et éventuellement des moyens pour rendre linéaires des fonctions non linéaires. L'élément de pont 10 reçoit un signal de commande qui est proportionnel à la tension produite dans l'ozoniseur 1. À cette fin, l'entrée de signaux de l'élément de pont 10 est reliée, par l'intermédiaire d'un transformateur de tension, à la prise de tension secondaire 18 prévue sur le transformateur régulateur 2. In outre, l'élément de pont 11 reçoit un signal de cos- nnde proportionnel au courant de l'ozoniseur, l'entrée de ai- gnaux de l'élément de pont 11 étant à cette fin reliée à un am- pèremètre 19 prévu entre l'ozoniseur 1 et le transformateur régulateur 2. Comme on le voit à présent, sans difficulté, un déséquilibre produit dans le circuit en pont 7 par variation des paramètres introduits provoque un signal de commande au servomoteur 5 qui, en fonction des écarts constatés, réajuste le transformateur régulateur 2 et, par suite, le rendement de l'ozoniseur 1. En d'autres termes, le circuit en pont détermine la valeur nominale du rendement de l'ozoniseur et corrige constamment la valeur effective en agissant sur la tension d'alimentation des électrodes de l'ozoniseur. Ainsi, il se produit une compensation ininterrompue et continue des variations de tension dans le réseau d'alimentation 4. Cette régulation pourrait évidemment aussi s'effectuer,sans difficulté, par une adaptation de la fréquence ou de ltexcita- tion de générateurs à haute frdquence. Lorsque l'installation d'ozonisation présente deux ou plusieurs ozoniseurs, la régulation peut s'étendre à tous les ozoniseurs en fonction de la charge réelle subie par l'installation d'ozonisation. Le dispositif décrit ci-dessus permet, en outre, de régler la valeur nominale du rendement de l'ozoniseur de façon que l'installation d'ozonisation puisse démarrer et s'arrêter avec une charge minimale afin d'éviter des pointes dues aux commutations. En outre, en fonction de la régulation de rendement décrite ci-dessus, la quantité d'air utilisée pour le dispositif d'alimentation de l'installation peut, à tout moment, être réglée en fonction de la valeur nominale du rendement afin de garantir une concentration constante en gaz et d'assurer ainsi une absorption régulière de l'ozone par l'eau. En outre, le rendement du dispositif de décomposition d'ozone dans le gaz d'échappement peut1 par exemple à l'aide d'autres servomécanismes, être réglé automatiquement et en continu en fonction du rendement de l'ozoniseur, ce qui est avantageux dans le cas d'installations qui fonctionnent avec une concentration en ozone constante du gaz frais. Par gaz d'échappement, il faut ici entendre l'air présentant encore une faible teneur en ozone qui sort de l'eau au niveau du dispositif d'alimentation en gaz.Lorsque le dispositif d'alimentation en gaz fonctionne sous une pression de service variable, le servomécanisme du dispositif de commande décrit peut assumer le réglage des organes d'étranglement concernés afin que la quantité de gaz introduite dane l'eau puisse Autre réglée par l'installation en fonction du débit d'eau et cela de manière à éliminer l'influence des fluctuation de la pression d'eau. Bn outre, l'utilisation de servomécanismes appropriés dans le dispositif de commande permet également de régler la quantité d'eau de refroidissement automatiquement en fonction du rendement effectif de l'ozoniseur. En ce qui concerne le traitement d'air vicié, le réglage du rendement de l'installation d'ozonisation s'effectue évidemment sur la base de la concentration en ozone de l'air vicié traité. Ainsi, le dispositif de commande suivant l'invention permet, moyennant une dépense relativement réduite, de régler une installation d'ozonisation de manière parfaitement automatique. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de commande pour régler le rendement d'une installation d'ozonisation comprenant au moins un ozoniseur, caractérisé en ce qu'il comprend un étage d'exploitation de signaux qui, d'une part, reçoit du côté de l'entrée, un premier signal de commande proportionnel à la quantité d'air ou d'eau passant par l'installation, un deuxième signal de commande proportionnel à la quantité spécifique d'ozone devant être ajoutée, un troisième signal proportionnel au courant de l'ozoniseur et un quatrième signal proportionnel à la tension de l'ozoniseur, et à la suite duquel il est monté, d'autre part, du côté de la sortie au moins un servom4eanisme permettant de réajuster au moins la source de puissance de ltozoniseur en fonction de la variation des signaux d'entrée. 2 - Dispositif de commande suivant la revendication 1, ca ractérisé en ce que l'étage d'exploitation de signaux comprend un circuit en pont dont les quatre dléments de pont peuvent chacun être réglos par l'un des quatre signaux de commande.