Brevet FR2293235A1 — publié le 19760702

La présente invention est relative à un dispositif destiné à introduire un gaz au sein d'une masse liquide statique ou en mouvement afin d'en réaliser la solution dans ce liquide, ce dispositif étant immergé dans cette masse liquide. De tels dispositifs, qui en général se présentent sous la forme de turbines, sont utilisés dans la mise en oeuvre de procédés d'épuration biologique où ils servent à effectuer une introduction intense d'oxygène dans l'effluent brut, cet oxygène assurant une oxydation directe de l'effluent et permettant aux bactéries aérobies de vivre et de se multiplier. La présente invention se propose d'apporter un dispositif permettant simultanément d'effectuer une diffusion gazeuse au sein de la masse liquide à aérer et un brassage de cette ma sse liquide, ce brassage pouvant être plus ou moins violent selon le but recherché et les conditions d'utilisation du dispositif. En conséquence cette invention concerne un dispositif qui est caractérisé en ce qu'il comprend un moteur d'entrainement, une bofte à vent, une tubulure de prise de gaz et une turbine de diffusion du type radial accouplée CL une turbine de brassage; ces deux turbines pouvant être naturellement réalisées sous la forme d'une pièce unique. Selon une caractéristique de cette invention, la turbine de brassage est conique. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description ci-après qui en référence au dessin annexé en illustre un exemple de réalisation non limitatif. Sur le dessin: La figure 1 est une vue en élévation et coupe partielle du dispositif de l'invention, et La figure 2 est une vue à plus grande échelle des turbines de ce dispositif. En se référant au dessin on voit que le dispositif de l'invention comporte un moteur d'entrainement 10, de préférence électrique, entrainant un arbre 12 sur lequel est calé l'ensemble de turbines désigné d'une façon générale par la référence 14. Ce dispositif comprend en outre une boite à vent 16 alimentée par une tubulure 18. L'ensemble de turbines 14 comprend d'une part une turbine radiale 20 destinée à assurer la diffusion du gaz au sein de la masse liquide dans laquelle est immergé le dispositif, et d'autre part une turbine de brassage 22 pour assurer un brassage efficace et homogène de cette masse. Dans cet exemple de réalisation cette turbine 22 est conique, forme qui s'oppose à un colmatage par les matières contenues dans le liquide à airer et brasser. Les deux étages de turbines 20 et 22 peuvent entre, comme représenté, accouplés par tous moyens appropriés (boulons par exemple), par l'intermédiaire de leurs plateaux en regard 24, 24', ou bien on peut les réaliser sous la forme d'une pièce unique monobloc. Dans cet exemple de réalisation les pales de la turbine de diffusion 20 ont la forme d'un parallélogramme, qui à l'expérience, a donné le meilleur rendement. L'ensemble des deux étages de turbines est calé sur l'arbre moteur 12 par l'intermédiaire d'une clavette 26 et l'étanchéité est assurée par un joint labyrinthe 28. Le dispositif est muni par ailleurs d'un diffuseur support 30. Le dispositif selon l'invention permet d'effectuer simultanément une oxygénation par diffusion de bulles d'air très fines au travers d'une masse liquide et un brassage homogène de cette masse. Comparé à une turbine classique de surface ayant un rendement d'oxy génation (rapport o2 dissous ) de l'ordre de 5 à 6 %, le dispositif de l'in O2 insuffle vention présente un rapport de l'ordre de 8 à IZ 7o qui est comparable àu rapport d'oxygénation procuré par un compresseur (11 %). Le dispositif selon l'invention peut d'ailleurs être utilisé en combinaison avec un compresseur monté sur la tubulure d'admission d'air 18 dans le cas où l'installation nécessite de gros débits. Cette disposition présente alors une grande souplesse car on peut utiliser simultanément le compresseu#r et les turbines lors des périodes de pointe, et les turbines seulement en dehors de ces périodes. Ainsi qu'on 1 1a précisé dans le préambule de la présente description, le dispositif de l'invention peut être mis en oeuvre dans une installation d'épuration d'eau résiduaire en vue d'assurer une aération et un brassage simultanés de l'effluent brut. Il peut être également employé dans une installation de dégraissage; il présente alors l'avantage de permettre un brassage du fond sans agitation de la surface tout en assurant simultanément la diffusion de fines bulles gazeuses au sein de la masse liquide à traiter. Bien entendu, cette invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisa~ tion décrit et représenté, mais elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1) Dispositif destiné à introduire un gaz au sein d'une masse liquide statique ou en mouvement, en vue d'en réaliser la solution dans ce liquide, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend un moteur d'entraihe- ment (10), une boite à vent (16), une tubulure de prise de gaz (18) et une tur bine de diffusion radiale (20) accouplée 8 une turbine de brassage (22), ces deux turbines étant immergées dans la masse liquide. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la turbine de diffusion est accolée à la turbine de brassage et elles sont solidarisées l'une de l'autre par tout moyen approprié tel que notamment boulons, soudure. 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la turbine de diffusion et la turbine de brassage sont réalisées sous la forme d'une pièce monobloc. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la turbine de brassage est conique. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les pales de la turbine de diffusion sont en forme de parallélogramme. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les deux turbines sont montées sur un support diffuseur (30). 7) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alimentation en gaz se fait par l'intermédiaire d'un compresseur alimentant la tubulure (18).