Brevet FR2510613A1 — publié le 19830204

L'entartrage des canalisations est dû principalement à la précipitation des carbonates de calcium et de magnésium sur les parois chaudes des canalisations et installations domestiques ou industrielles dans lesquelles circule de l'eau. Il est bien connu que le dépôt incrustant da à la précipitation des sels conduit à des incidents de fonc- tionnement. Un moyen d'éviter ce dép8t consiste à favoriser la formation et la croissance de micro-cristaux du ou des sels au sein de la veine liquide. Le tartre qui est ainsi produit est pulvérulent et n'adhère plus aux parois. La présence des micro-cristaux dans l'eau en circulation permet de diminuer et, éventuellement, d'éliminer les dép8ts déjà existants par un effet d'abrasion mécanique. La présente invention crée un nouveau procédé permettant d'éviter l'entartrage des canalisations. Conformément à l'invention, le procédé électrolytique pour prévenir l'entartrage des canalisations de circulation d'eau est caractérisé en ce qu'on crée entre des électrodes un gradient de pH au sein de la veine liquide en circulation entre lesdites électrodes. L'invention s'étendt, en outre, à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus. Conformément à cette seconde disposition de l'invention, le dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte, au moins, un réservoir dans lequel sont disposés des électrodes de polarité opposée, isolées les unes des autres par un élément séparateur. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig.1 est une coupe-élévation, en partie schématique, d'un mode de réalisation du dispositif antitartre de l'invention. La fig.2 est une coupe transversale correspondant à la fig. 1. Dans le mode de réalisation représenté, le dispositif comporte un réservoir 1, par exemple tubulaire, qui est fermé à ses deux extrémités par des couvercles 2 et 3 qui sont, par exemple, vissés ou assemblés par l'intermédiaire de tiges filetées 6 de façon à serrer des joints d'étanchéité 4, 5. Les couvercles 2 et 3 pourraient évidemment titre montés d'une autre façon, par exemple rapportés au moyen de brides. Le couvercle 2 qui est disposé à la partie supérieure du dispositif est avantageusement muni d'un tube depurga 7 fermé par une vanne 8. Le réservoir 1 est muni, à sa partie supérieure, d'une entrée 9 et à sa partie inférieure d'une sortie 10. Le réservoir ainsi que le couvercle 2 et de préférence,aussi, les tubes d'amenée et de sortie 9 et 10 sont fabriqués en matière diélectrique ou métallique revêtus d'une matière diélectrique pour éviter des phénomènes de corrosion électrolytique lors du fonctionnement du dispositif. Le couvercle inférieure 3 est muni à sa partie centrale d'une électrode 11 destinée à constituer une anode ou une cathode. L'électrode Il est, par exemple, cylindrique. Une seconde électrode 12 constituant une cathode ou une anode est disposée concentriquement à l'anode 11. L'électrode 12 peut être tubulaire ou, comme représenté, constituée par des éléments séparés 12a, 12b, etc., disposés sur une même circonférence et reliés au même pôle électrique. Cette disposition permet de monter les éléments 1Sa, 12b dans des fentes du couvercle 3 dans lesquelles lesdits éléments sont collés ou fixés par un autre moyen, les électrodes 11 et 12 s'étendant sur la hauteur du réservoir 1 mais en laissant libres des passages de circulation d'eau. Les électrodes 11 et 12 sont de préférence fabriquées en métal, par exemple en acier inoxydable, mais d'autres métaux ou alliages peuvent, le cas échéant, entre utilisés si on le désire. Des électrodes en carbone peuvent aussi entre employées. Deux éléments de centrage 13t et 133 supportent un séparateur tubulaire 14 réalisé avantageusement en une matière plastique poreuse inerte èt flexible, par exemple, en polychlorure de vinyle en un complexe de polystyrène ou de polyéthylène sur lequel sont fixés des groupements anioniques ou cationiques. Si l'on désire que le séparateur tubulaire présente des groupements anioniques, alors il peut être imprégné ou recouvert d'un benzyS- sulfonate. Au contraire, Si l'on désire que le groupement soit cationique, l'imprégnation ou le recouvrement du séparateur tubulaire est réalisé par un ammonium quaternaire. Des séparateurs tubulaires d'autre nature peuvent être utilisés,par exemple de la céramique, de la cellophane, du papier filtre, etc... Les électrodes 11 et 12 sont reliées aux bornes de sortie d'un générateur électrique 15 qui applique entre lesdites électrodes une tension continue à laquelle est, de préférence, superposée une tension alternative dont la fréquence est avantageusement comprise entre 4 et 400 Hz. Cette tension alternative n'est pas obligatoire, on peut la remplacer par un système d'inversion de polarité réglable et de période comprise entre une heure et vingt-quatre heures. La tension continue appliquée est déterminée-en fonction de l'eau à traiter et de manière que la densité de courant soit comprise entre 0,5 et 200 mA/cm2 Be générateur 13 est mis en ou hors fonctionnement par un dispositif pilote 16 qui comporte un palpeur 17 déterminant si l'eau se trouvant dans le tube de sortie 10 est ou non en mouvement.Ainsi, le générateur 15 débite seulement Si de l'eau traverse le tube 10 et, par conséquent, le réservoir 1. Comme cela ressort de ce qui précède, l'eau à traiter entre par le tube 9 dans le réservoir 1 alors que les électrodes Il et 12 sont traversées par un courant dont la composante principale est continue et auquel. peut être superposée une composante alternative. Lorsque l'électrode 12 est polarisée négativement à son contact la décomposition de 11 eau a lieu avec production d'hydrogène et libération d'ions hydro xfes. il résulte de ce qui précède qu'à l'interface cathode-eau se produit une élévation de pH qui engendre une précipitation de certains sels, notamment les sels de calcium et de magnésium. Sous lteffet de la composante alternative du courant, les micro-cristaux naissant à l'état collovdal, donc chargés électriquement, sont maintenus en suspension sans qu'ils puissent s'agglomérer ou se déposer sur la cathode. De plus, entre la cathode et le sépa rateur 14 B s'établit un gradient de pH qui modifie l'équilibre calco-carbonique et fait apparaître des micro-cristaux dans toute la veine liquide. Le séparateur 14 limite le transfert par diffusion des ions acides produits à l'anode et, par conséquent, empêche toute dissolution. A l'anode Il l'oxydation de l'eau a lieu avec production d'oxygène gazeux et production d'ions H30+ acides. Il se produit ainsi une oxydation des chlorures et bromures contenus dans l'eau en donnant naissance à des agents bactéricides tels que le chlore et le brome. Dans le compartiment délimité par l'anode et le séparateur 14, l'acide produit a pour effet de transformer les carbonates et bicarbonates en gaz carbonique. À la sortie du réservoir les eaux acides provenant du compartiment anodique, c'est-à-dire celui qui est délimité par l'anode Il et le séparateur 14, et les eaux basiques provenant du compartiment cathodique délimité par la cathode 12 et le séparateur 14 se mélangent de sorte que l'eau résultante présente~ le même pH que celui de l'eau amenée par le tube 9. Par contre, 10 à 50 % de carbonates et bicarbonates ont été transformés en gaz carbonique dans le comparti ment anodique et 20 à 50 % de carbonates de calcium ont été cristallisés dans le compartiment cathodique. Dans ce qui précède, les électrodes ont été décrites pour être disposées concentriquement les unes par rapport aux autres. On ne sortirait pas du cadre de l'invention en utilisant des électrodes planes ou ondulées, partiellement séparées les unes des autres par des séparateurs de mtme formeret disposées pour que l'eau suive un trajet analogue à celui qui est décrit dans ce qui précède. De mSme plusieurs dispositifs du genre de celui décrit peuvent être montés en parallèle lorsque le débit d'eau à traiter est important. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y Entre apportées sans sortir de son cadre. REVENDICAGIONS 1 - Procédé électrolytique pour prévenir l'entartrage des canalisations de circulation d'eau, caractérisé en ce qu'on crée entre des électrodes un gradient de pH au sein de la veine liquide en circulation entre lesdites électrodes. 2 - Procédé électrolytique suivant la revendication 1, Caractérisé en ce que le gradient de pH est favorisé par la mise en oeuvre entre des électrodes de polarité opposée d'une barrière anionique ou cationique. 3 - Dispositif électrolytique pour prévenir l'entartrage des canalisations, dispositif mettant en oeuvre le procédé de l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte, au moins,un réservoir dans lequel sont disposées des électrodes de polarité opposée et isolées les unes des autres par un élément séparateur. 4 - Dispositif électrolytique suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir dont au moins les parois internes sont en une matière diélectrique, les électrodes à polarité opposée formant respectivement anode et cathode étant disposées dans le réservoir en laissant libre au moins un passage à l'une de leurs extrémités, l'élément séparateur étant disposé entre les électrodes en laissant également un passage libre pour la circulation de l'eau s'écoulant dans ledit réservoir entre un tube d'amenée et un tube de sortie disposés de manière que l'eau soit amenée à passer entre lesdites électrodes. 5 - Dispositif électrolytique suivant l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'élément séparateur est en matière synthétique inerte. 6 - Dispositif électrolytique suivant l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'élément séparateur est imprégné et ou revêtu d'un complexe anionique, notamment un benzyl-sulfonate ou un complexe cationique, notamment un ammonium quaternaire. 7 - Dispositif électrolytique suivant l!une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les électrodes sont disposées concentriquement. 8 - Dispositif électrolytique suivant l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que celle des électrodes qui a fonction d'anode est constituée par des éléments en forme d'arc faisant saillie d'un couvercle en suivant les génératrices d'une circonférence, ledit couvercle portant également l'électrode formant anode. 9 - Dispositif électrolytique suivant l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que les électrodes sont reliées à un générateur mis sous tension par un dispositif pilote, lui-m#me actionné par un palpeur sensible au mouvement de l'eau dans le dispositif. 10 - Dispositif électrolytique suivant l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que le générateur applique aux électrodes une tension continue à laquelle est superposée une tension alternative, ou un système inversant la polarité réglable et programmable entre une heure et vingt-quatre heures. 11 - Dispositif électrolytique suivant l'une des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que la tension continue est choisie pour que la densité de courant entre les électrodes soit comprise entre 0,5 à 200 m/cm . 12 - Dispositif électrolytique suivant l'une des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que la composante alternative a une fréquence comprise entre 4 et 400 Hz.