Brevet FR2307575A1 — publié le 19761112

La présente invention concerne un dispositif permettant de faire circuler un fluide dans un champ d'irradiation en vue d'obtenir une modi- fication de l'état du fluide. Ce dispositif s'applique en particulier aux appareils dits stérilisateurs utilisés pour le traitement de l'eau et de l'air par l'action des rayons germicides. Dans des dispositifs connus de ce genre d'appareils, le fluide arrive directement et latéralement dans une chambre généralement cylindrique traversée longitudinalement par les générateurs de rayons germicides. Il en ressort par un orifice généralement identique à l'orifice d'entrée et disposé comme le premier sur la paroi latérale de la chambre Dans ces appareils, les générateurs sont des lampes tubulaires contenues dans des gaines également tubulaires en verre spécial perméable aux rayons germicides, destinées à éviter les échanges de température entre le fluide et les générateurs. L'un des inconvénients de ces chambres de traitement concerne leur entretien surtout lorsque le fluide, de par sa nature, provoque des dépits divers qui salissent la surface interne de la chambre et les gaines isothermiques. Leur nettoyage nécéssite des démontages longs, fréquents et délicats. Un autre inconvénient provient de ce que le fluide ne parcourt pas le champ d'irradiation d'une manière uniforme, surtout dans les appareils à grand débit munis d'orifices de grand diamètre. Une partie du fluide passe directement d'un orifice à l'autre par le trajet le plus court, alors que d'autres font un trajet beaucoup plus long. n en résulte que lténergie irradiée est très inégale d'un filet de fluide à un autre. Les filets courts et rapides sont insuffisamment irradiés alors que les autres le sont trop. Le dispositif suivant l'invention a pour objet, non seulement de permettre un nettoyage complet et facile, mais aussi d'assurer une irradiation homogène de la masse du fluide passant dans la chambre de traitement, et d'utiliser au mieux lténergie rayonnée fournie par les générateurs. Dans le dispotitif objet de l'invention, le fluide entre dans un vestibule coiffant une extrémité de la chambre de traitement, puis dans la champ bre de traitement proprement dite qu'il parcourt dans toute sa longueur, sans trajets préférentiels, à vitesse et pression sensiblement constantes dans toute la masse du fluide. La sortie du fluide s'effectue par un vestibule analogue au premier coiffant l'autre extrémité de la chambre de traitement. L'adjonction des vestibules d'entrée et de sortie, non seulement limite le salissement et facilite le nettoyage des parties actives de l'appareil comme nous le verrons plus loin, mais permet d'utiliser au mieux 1 'énergie rayonnée en faisant circuler le fluide de façon uniforme sur toute la longueur du champ d'irradiation. La chambre de traitement suivant le dispositif objet de l'invention comprend essentiellement: a)- les deux vestibules d'entrée et de sortie du fluide mentionnés ci-dessus. Ils sont en principe semblables mais diffèrent par des détails d'exécution et des éléments secondaires tels que parties ou pièces de fixation et d'étan- chéité. Les vestibules portent sur leur paroi latérale les orifices d'entrée et de sortie du fluide. Les deux fonds de chaque vestibule sont ouverts: l'un pour coiffer le corps de chambre, l'autre pour recevoir l'un des flasques du support de gaines qui sera décrit plus loin. b)- Un corps de chambre contenant les générateurs de rayons germicides. Le fluide est exposé aux rayons en le parcourant d'un orifice à l'autre. Eh principe mais non obligatoirement le corps de chambre est à section constante, généralement cylindrique, afin d'assurer un écoulement régulier et une répartition homogène du fluide, Dans le cas où le champ d'irradiation est de forme irrégulière la surface interne du corps de chambre peut présenter différentes sections de manière à ralentir le débit dans les parties faibles du champ et à l'accélérer dans les parties fortes. c)- Un support de gaines constitué essentiellement par deux flasques parallèles maintenus à l'écartement désiré par une entretoise centrale. Les flasques supportent les gaines isothermiques. Celles-ci sont disposées parallèlement à l'entretoise centrale et fixées à leurs extrêmités dans des presse-étoupe incorporés dans les flasques, suivant un procédé connu. Les gaines isothermiques, en verre spécial perméable aux rayons germicides, contiennent les générateurs de rayons germicides, les isolent du fluide empechant un échange de température entre le fluide et les générateurs suivant un procédé connu et courramment utilisé dans les stérilisateurs à rayons germicides du commerce. Pour certains fluides les générateurs peuvent être montés sans gaines de verre et serrés directement dans les presse-étoupe des flasques. Dans le cas où les générateurs sont isolés du fluide par une gaine isothermique à fond bombé dite gaine-éprouvette, un seul flasque est muni de presse-étoupe, l'autre flasque ne servant dans ce cas qu'à assurer la fermeture de la chambre de traitement, comme il est indiqué ci-après, et éventuellement, à maintenir le fond des éprouvettes pour empêcher les vibrations aux changements de pression. Les flasques peuvent également porter sur leur face extérieure, les pièces nécéssaires.pour supporter les générateurs de rayons germicides et assurer leurs connexions électriques. Ces pièces peuvent d'ailleurs, en totalité ou en partie, être supportées par les vestibules. L'écartement des flasques est réglé de manière à assurer la fermeture du fond des vestibules, chaque flasque constituant le couvercle d'un vestibule. Les joints d'étanchéité sont disposés de telle manière qu'il suffit de fixer l'un des flasques sur l'un des vestibules pour assurer l'étanchéité entre les deux flasques et les deux vestibules. L'ensemble formé par les flasques, l'entretoise centrale et les gaines isothermiques, et constituant le support de gaines, forme après assemblage avec le corps de chambre et les deux vestibules, la chambre de traitement. De sorte que le fluide entrant par un orifice emplit le vestibule correspondant, passe dans le corps de chambre, autour des gaines isothermiques, passe ensuite dans l'autre vestibule pour sortir par l'orifice de ce vestibule. Dans son trajet autour des gaines isothermiques le fluide est irradié par les rayons issus des générateurs montés dans les gaines isothermiques. Le support de gaines peut être démonté et retiré d'un seul bloc de la chambre de traitement après déconnexion des générateurs, afin: a)- de nettoyer efficacement et rapidement les gaines isothermiques sangles sortir des presse-étoupe b)- de nettoyer facilement la chambre de traitement, ses parties internes étant facilement accessibles après enlèvement du support de gaines. D'autre part, et ainsi qu'on le verra dans la description donnée ciaprès d'un exemple de réalisation, le corps de chambre peut être facilement séparé des vestibules après enlèvement du support de gaines, cette disposition permettant un nettoyage complet, minutieux et rapide des vestibules. La surface intérieure du corps de chambre , ainsi que la surface extérieure de l'entretoise du support de gaines, peuvent être agencées, pour réfléchir au mieux les rayons émis par les générateurs. Soit par le choix d'un matériau ayant un bon coefficient de réflexion à ces rayons. Soit par l'adjonction de chemises couvrant les surfaces soumises au rayonnement. Soit encors par tout autre procédé. Le vestibule inférieur peut ou non entre garni d'une matière filtrante ( treillis métallique, fibre de cellulose, etc....) destinée à retenir au moins en partie, les matières en suspension dans le fluide. La garniture de matière filtrante est agencée pour entre changée ou régénérée lors du nettoyage du corps de chambre. Dans le cas d'une chambre cylindrique notamment, les vestibules peuvent être orientés en tournant sur le corps de chambre. De sorte que la conduite d'arrivée du fluide peut former un angle avec la conduite de sortie. On comprendra mieux, dans l'exemple de réalisation présenté ci-après, la possibilité offerte par ce point particulier. Les caractères de l'invention apparattront au cours de la description suivante, faite en se référant aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif d'une application du dispositif selon l'invention à un appareil épurateur, d'eau à rayons germicides. Dans ces dessins la figure I est une coupe de l'appareil suivant l'axe longitudinal, la figure 2 une coupe transversale suivant A A de la figure I, la figure 3 une vue en coupe partielle de la fixation étanche du corps de chambre, la figure 4 montre, démontés, les éléments principaux de la chambre de traitement. Dans la figure I, l'appareil est représenté monté verticalement sur une canalisation d'arrivée d'eau brute référencfée I et une canalisation de sortie d'eau traitée référencXée 2. L'eau brute entre par l'orifice 5 dans le vestibule inférieur 4. En suivant les flèches, l'eau emplit le corps de chambre cylindrique 5, puis le vestibule supérieur 6 pour sortir par l'orifice 7 et la canalisation 2. Dans son trajet dans le corps de chambre 5, lteau est irradiée par un champ de rayons germicides émis par les générateurs 8, contenus dana les ga# 9. Sur la figure I, il n'a été représenté que deux générateurs avec leur gaine, ceci afin de clarifier le dessin. Mais on comprendra que l'appareil, dans les proportions que nous avons adoptées, peut en comporter davantage. C'est ce qui apparaitra dans la figure 2 représentant une coupe transversale suivant A A qui montre 8 générateurs identiques référencés 8, ce nombre n'étant d'ailleurs pas limitatif, Les gaines 9 sont fixées à leurs extrmités à l'aide de presse-étoupe, à joint torique d'un modèle connu, dans les flasques IO et Il. Ces flasques sont assemblés et maintenus à ltéeartement voulu, par l'entretoise centrale I2, l'étanchéité étant obtenue à l'aide de rondelles-joints d'un modèle connu. Sur ltextrêmité supérieure de l'entretoise I2 est fixé un anneau qui sert à l'extraction de 1 1ensemble du support de gaine 23 formé par les flasques IO et Il, l'entretoise I2 et les gaines 9. Les générateurs 8, passés dans les gaines 9, sont centrés et maintenus par les douilles de contact électriques 14. Les douilles I4 sont agencées sur les plateaux 15 solidaires mais démontables des flasques IO et Il à l'aide des colonnettes filetées I6 également solidaires des flasques IO et Il. Les plateaux I5 sont maintenus solidaires des flasques par des écrous à oreilles vissés sur l'extrêmité filetée des colonettes 16. L'ensemble du support de gaines 23 formé des pièces 9 à I3 inclus, repose, après réglage de 11 écartement des flasques IO et Il sur des joints toriques placés d'une part sur le bord supérieur du vestibule 6, et d'autre part sur le fond inférieur I7 du vestibule inférieur 4. L'ensemble du support de gaine 23 est serré sur ces joints et maintenu solidaire des vestibules à l'aide des brides pivotantes I8 et de la vis de blocage 19 suivant un agencement classique qui apparattra à lthomme de l'art; et qui comportera notamment le nombre de brides nécéssaire pour assurer l'étan chéité. Le corps de chambre 5 est un cylindre dont la surface extérieure est lis se, sans aucune aspérité de manière à pouvoir glisser sur les joints toriques 20 lors du montage ou du démontage. Le corps de chambre 5 est maintenu solidaire des vestibules 4 et 6, par blocage des joints 20, ce blocage étant obtenu par serrage des brides 21 sur les contrebrides 22 solidaires des vestibules 4 et 6. Lors de l'assemblage du corps de chambre 5 avec les vestibules 4 et 6 , le corps de chambre est mis en position à distance égale du bord supérieur du vestibule 6 et du fond du vestibule inférieur 4 . Des butées (non représentées) peuvent être prévues sur le fond I7 pour faciliter cette mise en place. On comprendra la nécéssité de ménager des espaces égaux et suffisants entre les fonds des vestibules et le corps de chambre, afin d'assurer un bon écoulement du fluide. On comprendra que la position verticale de l'appareil dans l'exemple proposé, n'est pas impérative. La chambre de traitement peut être horizon tale ou même oblique, les agencements nécéssités par ces formules ne constituant pas un obstacle pour l'homme de l'art. Nettoyage de l'appareil: les générateurs ayant été déconnectés et retirés, - enlever le plateau inférieur 15 - débloquer les vis I9 et effacer les brides I8 en les faisant pivoter. - retirer le corps de gaine 23 en utilisant l'anneau 13 - desserrer les vis 24 des brides 21 de manière à libérer le corps de chambre 5 du serrage des joints 20 - Retirer le corps 5 en le faisant glisser sur les joints 20 Ainsi qu'on le voit sur la figure 4, après ces opérations, il reste, fixés aux canalisations I et 2, les vestibules 4 et 6 qui sont dès lors facilement accessibles pour le nettoyage Les autres éléments (corps 5 et support de gaines 23) peuvent être commodément nettoyés sur établi à l'aide d'un détergent approprié. Sur la figure I les canalisations I et 2 sont parallèles. Tout en restant dans des plans parallèles, on remarquera que les canalisations I et 2 pourraient former entre elles un angle quelconque, comme indiqué par le tracé en traits mixtes de la figure 2, sans modifier en rien l'appareil, les vestibules 4 et 6 pouvant tourner sans inconvénient autour de l'axe longitudinal du corps de chambre 5. Dans l'exemple qui vient d'être décrit, il n'a pas été fait mention d'agencements concernant la réflexion des rayons germicides sur la surface interne du corps de chambre 5 et sur la surface externe de l'entretoise I2. On comprendra, dans cet exemple, que le métal choisi pour les pièces 5 et I2 est d'un bon rendement pour la réflexion des rayons germicides et que leur surface a été traitée en conséquence Le dispositif suivant l'invention trouve son application dans le traitement germicide de lteau, et également dans le traitement de l'air ou des gaz chargés de germes, particules ou micro-organismes divers, surtout pour les débits importants à cause de l'inconvénient déjà signalé d'utiliser des orifices de grand diamètre débouchant directement dans le corps de chambre. Le dispositif suivant l'invention est également exploitable dans les installations de traitement d'eaux fortement chargées, où les opérations de nettoyage sont fréquentes. Le dispositif suivant l'invention peut également être utilisé pour traiter des matières pulvérulentes et même des produits granuleux, soit pour appliquer par rayonnement approprié un traitement insecticide ou anti-parasitique, soit pour obtenir un enrichissement vitaminique, par rayons ultraviolets par exemple. Il est possible également, en utilisant des générateurs dtinfra-rouge, d'appliquer le dispositif suivant l'invention au réchauffage de produits divers et d'une manière générale de traiter par rayonnement tout produit suffisamment fluide pour circuler dans l'appareil. REVENDECATIONS I- Dispositif pour traitement d'un fluide par rayonnement permettant de faire circuler le fluide à traiter dans une chambre contenant des générateurs de rayons germicides ou autres, caractérisé en ce que les orifices d'entrée et de sortie du fluide ne débouchent pas directement dans le corps de chambre où se produit l'irradiation mais dans deux vestibules, l'un portant l'orifice d'entrée, et l'autre l'orifice de sortie du fluide, le corps de chambre débouchant par ses extrémités dans les vestibules. 2- Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que le fond des vestibules est constitué par deux flasques solidaires d'une entretoise agencés de telle sorte qu'il suffise de fixer l'un des flasques sur le vestibule correspondant pour que l'autre vestibule se trouve également fermé par l'autre flasque.Des joints interposés entre les vestibules et les flasques, assurant l'étanchéité 3- Dispositif selon les revendications I et 2 caractérisé par le fait que les gaines isothermiques des générateurs de rayons (ou les générateurs eux-mêmes lorsqu'ils sont utilisés sans gaine) sont montées sur les flasques de l'agencement décrit dans la revendication 2 de telle sorte que l'on puisse retsIeno deux seul bloc dicta chaabre#da traitement l'ensemble formé par les flasques, l'entretoise et les gaines isothermiques des générateurs de rayons ( ou les générateurs eux-mêmes lorsqu'ils sont utilisés sans gaine). Eventuellement l'ensemble décrit ci-dessus peut être enlevé de la chambre de traitement avec les gaines garnies des générateurs, si les supports des générateurs sont solidaires des flasques 4- Dispositif selon les revendications I et 2 caractérisé en ce que le corps de chambre est rendu solidaire de chaque vestibule par blocage d'un joint serré entre deux brides dont l'une est solidaire du vestibule. Le joint serré entre les brides se dilate et fait pression sur la surface externe du ~corps de chambre, assurant ainsi la fixation étanche du corps de chambre. 5- Dispositif selon les revendications I, 2 et 3 caractérisé en ce que le corps de chambre peut être extrait des vestibules après enlèvement des flasques comme indiqué dans la revendication 3, et déblocage des joints mentionnés dans la revendication 4, de manière à libérer entièrement les vestibules. 6- Dispositif selon les revendications I, 2 et 4, caractérisé par le fait que les vestibules peuvent tourner autour de l'axe longitudinal du corps de chambre de manière à orienter les orifices d'entrée et de sortie, l'un par rapport à l'autre. 7- Dispositif selon les revendications I et 2 caractérisé par la possibilité d'incorporer un filtre dans la chambre de traitement, en garnissant le vestibule d'entrée d'un élément filtrant.