Brevet FR2688776A1 — publié le 19930924

PROCEDE ET DISPOSITIF DE REGENERATION DE RESINE D'ADOUCISSEMENT D'EAU Cette invention concerne un procédé de régénération de résine d'adoucissement d'eau et ses dispositifs d'utilisation, notamment pour les machines à laver. Des dispositifs d'adoucissement d'eau sont généralement utilisés dans les lave-vaisselle et parfois dans les lave-linge afin d'éliminer la plus grande partie du calcium (calcaire) et du magnésium contenu dans les eaux d'alimentation des machines. Ces dispositifs d'adoucissement d'eau sont constitués par des résines échangeuses d'ions qui ont la propriété de capter les cations, notamment les ions calcium et magnésium, dont on veut débarrasser les eaux d'alimentation de machines et, à un degré bien moindre, de capter les ions sodium. Quand tout ou partie de cette résine est saturée en calcium et/ou en magnésium, elle perd de sa capacité d'adoucissement et doit être régénérée. Cette régénération s'effectue en imbibant la résine d'une solution dont les ions vont prendre la place des ions calcium et/ou magnésium de la résine saturée. La solution utilisée peut être de la saumure (solution de NaCl) car, si la résine est, comme on l'a dit plus haut, moins avide de sodium que de calcium ou de magnésium, la forte concentration de saumure (et donc de sodium) autour de la résine permet au sodium de se substituer au calcium et au magnésium. Cette saumure est obtenue par dissolution de cristaux de sel dans l'eau et a une concentration en sel de l'ordre de 250 à 300 grammes par litre. Sur ce principe, les procédés généralement utilisés sont du type suivant: à un moment précis du cycle de lavage, une quantité déterminée d'eau du réseau est introduite directement ou après un pré-stockage-dosage dans des réservoirs, dans un réservoir de sel constitué de cristaux de NaCl et complété en eau qui est donc saturée. Cette solution de saumure obtenue est ainsi poussée hors du réservoir en quantité équivalente à celle de l'eau du réseau introduite dans le réservoir à sel et va imbiber le pot à résine pour régénérer celle-ci. Ce transfert se fait à un moment pré-déterminé du cycle de lavage à l'aide d'un signal électrique du programmateur de la machine qui actionne généralement un clapet électrique. Diverses améliorations à ces procédés utilisés depuis plusieurs dizaines d'années ont porté sur l'optimisation de la quantité de saumure consommée, la forme du pot à résine, sur les écoulements, la distribution, la vitesse et la circulation de l'eau à adoucir et de la saumure de régénération dans la résine, ou encore sur l'optimisation des échanges chimiques à l'aide de la température donnée par la phase de régénération dans le cycle de lavage. Toutes ces actions pour améliorer la quantité de saumure nécessitent des mises au point des systèmes de régénération extrêmement longs et délicats. L'invention a pour objet un procédé qui consiste à n'envoyer au moment de la phase de régénération que de la saumure très peu concentrée. En effet des essais ont montré que, en gardant par ailleurs toutes les autres conditions y compris le volume de liquide saumuré mais avec une concentration de sel réduite d'environ 45 %, l'efficacité d'adoucissement était comparable. D'autres essais concluants ont été menés qui consistaient à optimiser la fonction de régénération en augmentant notablement le volume mais en diminuant par des facteurs très importants la concentration. La présente invention concerne donc un procédé de régénération de résine d'adoucissement d'eau caractérisé en ce que la résine est immergée pendant une durée déterminée dans la saumure de concentration inférieure à 200 grammes de sel par litre ainsi que les dispositifs de sa mise en oeuvre. Le grand avantage d'utiliser les concentrations de sel beaucoup plus faibles que celles utilisées jusqu'à présent est l'économie de sel faite. Cela conduit à devoir réapprovisionner le réservoir de sel moins souvent, ce qui est une facilité pour l'utilisateur et meilleur d'un point de vue écologique.De plus, les dispositifs nécessaires à la mise en oeuvre de l'invention sont très simples. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre illustrée par les figures suivantes: - la figure 1 représente un premier mode de réalisation d'un dispositif d'adoucissement d'eau selon la présente invention, - et la figure 2 représente un second mode de réalisation d'un dispositif d'adoucissement d'eau selon la présente invention. Sur la figure 1, l'eau de lavage arrive par le conduit 9, traverse la résine échangeuse d'ions du pot à résine 4 qui la débarrasse en grande partie de ses ions calcium et magnésium et est dirigée vers la cuve de la machine à laver (non représentée sur la figure 1) par le conduit 10. Les flèches indiquent le sens du flux d'eau ou de saumure. La régénération selon l'invention de la résine s'effectue de la manière suivante: l'eau du réseau arrive par le conduit 1 directement ou après avoir été stockée et dosée dans des réservoirs 2, dans le réservoir à sel 3. Ce réservoir à sel 3 n'est pas directement raccordé au pot à résine 4, mais y est raccordé par un canal mélangeur 5. Ce canal 5 comporte une arrivée d'eau claire 6 commandée par un interrupteur hydraulique 7. Lorsque l'opération de régénération de la résine doit être effectuée, un autre interrupteur hydraulique 8 (qui peut être situé n'importe où dans le canal mélangeur 5) qui commande l'entrée de la saumure dans le pot à résine 4 s'ouvre, l'eau du réseau qui arrive par le conduit 1 pousse la saumure hors du réservoir à sel 3 dans le canal mélangeur 5 et, par l'arrivée d'eau claire 6 'interrupteur 7 étant ouvert), un apport d'eau claire en quantité pré-déterminée dilue la saumure lors de son passage dans le canal mélangeur 5. Ainsi, la saumure qui, au départ dans le réservoir à sel est saturée (elle est de "concentration naturelle"qui est fonction des conditions de température et de pression du dispositif), lorsqu'elle parvient dans le pot à résine 4 est diluée, sa concentration finale étant donnée par la quantitée d'eau claire à laquelle elle a été mélangée dans le canal 5. Ainsi la concentration de saumure utilisée pour la régénération de la résine échangeuse d'ions est parfaitement maîtrisée. Au sortir du réservoir à sel la concentration naturelle de la saumure étant de 250 à 300 grammes par litre, la quantité d'eau claire qui y est ajoutée dans le canal mélangeur est calculée pour faire baisser la concentration de la saumure jusqu'à la valeur désirée. Bien évidemment, ces opérations de régénération sont commandées automatiquement au cours d'un cycle de lavage par le programmateur, ou les préréglages peuvent être faits manuellement par l'utilisateur, cette opération consistant en l'ouverture de l'interrupteur hydraulique 8 commandant l'entrée du pot à résine 4 et de l'interrupteur hydraulique 7 pendant un temps déterminé. Ces interrupteurs hydrauliques peuvent être des clapets, des valves ou des vannes. Dans ce mode de réalisation non limitatif, le circuit d'adoucissement d'eau a été modifié par rapport à un circuit classique (addition d'un canal mélangeur 5 , distribution et stockage des volumes), cependant, dans le cas où ce circuit ne pourrait être modifié, un autre mode de réalisation de l'invention illustré par la figure 2, permet la mise en oeuvre de l'invention par des modifications plus simples du circuit. Sur cette figure 2 les éléments identiques ou similaires à la figure l ont gardé la même indexation. De la même manière que dans le mode de réalisation précédent, l'eau du réseau arrive par le conduit 9, passe au travers de la résine dans le pot 4 qui la débarrasse de la plus grande partie de son calcium et de son magnésium, puis est évacuée dans la cuve de la machine par le conduit 10. Les flèches indiquent le sens du flux d'eau. Un dispositif classique de production de saumure est connecté par l'intermédiaire d'un conduit ll et d'un interrupteur hydraulique 8 à ce pot de résine 4. La différence avec un dispositif classique de production de saumure est que le volume de saumure à concentration naturelle utilisé, c'est à dire saturé, est notablement plus faible comme par exemple de 1,5 à 4 fois plus faible. Une simple modification des stockages, des dosages et éventuellement des dimensions du réservoir à sel 3 permet d'obtenir de telles quantités de saumure à concentration naturelle.Lorsque l'interrupteur 8 commandé électriquement par le programmateur est ouvert, le volume de saumure à concentration naturelle présent dans le pot à résine 4 ne permet pas une immersion totale de la résine dans la saumure. Après un temps d'imprégnation de quelques dizaines de secondes à quelques minutes de la résine par la saumure, de l'eau du réseau est introduite dans le pot à résine par le circuit classique de remplissage de la machine symbolisé sur la figure 2 par le conduit 9 grâce à un interrupteur hydraulique d'admission 12 situé quelque part dans ce circuit de remplissage. Cet interrupteur 12 reste ouvert pendant un temps très court (de l'ordre de 0,5 à quelques secondes suivant son débit) suffisant pour que le volume d'eau ajouté permette une immersion totale de la résine dans la saumure , celle-ci ayant à présent un volume plus important mais étant beaucoup plus diluée qu'initialement lorsqu'elle avait sa concentration naturelle. Une fois encore, la concentration finale de la saumure est parfaitement maîtrisée. De même que dans le mode de réalisation précédent, les interrupteurs hydrauliques 8 et 9 peuvent être des clapets, des valves ou des vannes. Typiquement la contenance en eau libre d'un pot à résine est d'environ 40 centilitres et la résine permet d'adoucir efficacement jusqu'à environ 30 litres d'eau pour une dureté de 75 degré hydrotimétrique. La régénération doit donc avoir lieu après chaque passage de 30 litres d'eau adoucie. Dans l'art antérieur le volume de saumure à concentration naturelle nécessaire pour un tel pot à résine et une telle dureté est de 30 centilitres, le même résultat peut être obtenu grâce à l'invention pour 15 centilitres de saumure à concentration naturelle et de 10 à 30 centilitres d'eau claire ajoutés selon l'un ou l'autre des dispositifs proposés. Dans ces deux dispositifs, la circulation de l'eau et de la saumure se fait par pression du réseau ou par gravité mais peut aussi se faire par l'intermédiaire de pompes. D'autre part, le conduit 1 peut être muni dans les deux dispositifs d'un interrupteur hydraulique empêchant la remontée par diffusion du sel présent dans le réservoir 3. La présente invention s'applique à tous les types de machines nécessitant l'utilisation d'une eau débarrassée de son calcaire. REVENDICATIONS 1. Procédé de régénération de résine d'adoucissement d'eau caractérisé en ce que la résine est immergée pendant une durée déterminée dans de la saumure de concentration inférieure à 200 grammes de sel par litre. 2. Procédé de régénération de résine d'adoucissement d'eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette concentration de saumure est obtenue à partir de saumure de concentration naturelle à laquelle est ajoutée de l'eau claire. 3. Dispositif d'adoucissement d'eau comportant un réservoir à sel (3) connecté d'un côté à une arrivée d'eau (1), et de l'autre à un pot à résine (4) au travers duquel passe l'eau d'alimentation à filtrer, par un interrupteur hydraulique (8) commandant la fermeture et l'ouverture de la liaison réservoir à sel 3 pot à résine 4, caractérisé en ce que cette liaison est réalisée par un canal mélangeur (5) comportant un conduit reliant le réservoir à sel (3) au pot à résine (4) sur lequel débouche une arrivée d'eau (6) dont l'ouverture est commandée par un interrupteur hydraulique (7). 4. Dispositif d'adoucissement d'eau selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'ouverture de l'interrupteur hydraulique(7) du conduit d'arrivée d'eau (6) débouchant sur la liaison réservoir à sel 3 pot à résine 4 est commandée par un programmateur pendant un temps inférieur ou égal à celui de l'ouverture de l'interrupteur hydraulique (8) commandant l'ouverture du pot à résine (4). 5. Dispositif d'adoucissement d'eau comportant un réservoir à sel (3) connecté d'un côté à une arrivée d'eau (1), et de l'autre grâce à un interrupteur hydraulique (8) à un pot à résine (4) comportant un conduit d'arrivée d'eau à adoucir (9) et un conduit d'évacuation de l'eau adoucie (10) caractérisé en ce que le volume de saumure à concentration naturelle contenue dans le réservoir à sel (3) et injecté dans le pot à résine (4) est inférieur au volume de saumure que peut contenir le pot à résine (4), et que ce volume est complété pour immerger totalement la résine par un apport d'eau provenant du conduit d'arrivée d'eau (9) à adoucir grâce à l'ouverture d'un interrupteur hydraulique (12) de ce conduit pendant une durée déterminée. 6. Dispositif d'adoucissement d'eau selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'ouverture de l'interrupteur hydraulique (12) du conduit d'arrivée d'eau à adoucir (9) est commandée par un programmateur après l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur hydraulique (8). 7. Dispositif d'adoucissement d'eau selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le volume de saumure à concentration naturelle contenu dans le réservoir à sel (3) et injecté dans le pot à résine (4) est inférieur de l'ordre d'un facteur 2 au volume de saumure que peut contenir le pot à résine (4). 8. Dispositif d'adoucissement d'eau selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les interrupteurs hydrauliques (7, 8, 12) sont des clapets, des valves ou des vannes.