Brevet FR2698798A1 — publié le 19940610

La présente invention a pour objet un procédé dthydro-injection par décollement de la couche limite couplé à 11effet Karman. La présente invention a aussi pour objet un appareil pour mettre en oeuvre ce procédé. De nombreux procédés ont été déjà décrits, utilisant - le système venturi - la création d'une contre-pression sur une membrane étroitement liée à un piston doseur ou l'entrainement d'un piston doseur par un piston principal mis en route par le passage d'un liquide. Ces procédés présentent plusieurs inconvénients - ils nécessitent des pressions de fonctionnement élevées - le système venturi utilise la pression comme source motrice. Or la pression délivrée, dans bien des cas, n'est pas proportionnelle au débit d'eau qui passe à travers le système - les doseurs proportionnels utilisent des pièces mobiles générant des pertes de charges qui peuvent être importantes et présentant beaucoup plus de risques d'usure ; ils nécessitent pour ltentretien un certain niveau de technicité de la part des artisans réparateurs. Le procédé suivant l'invention pallie les inconvénients de ces systèmes. L'hydro-injection est essentiellement basée sur des phénomènes hydrauliques et non mécaniques. Il n'y a pas de pièces en mouvement d'où une limitation de Il usure du système et des dysfonctionnements. Le système fonctionne aussi bien sous de très faibles pressions que sous de très fortes pressions. L'injection du produit à doser est régulière dans le temps et proportionnelle au débit d'eau à travers le système. De par sa simplicité, il n'entraine pas d'entretien coûteux. L'invention consiste en un procédé d'hydro-injection dans lequel on provoque - la formation et le développement d'une couche limite suivis de son décollement - la création d'une dépression et d'une allée de tourbillons de Karman, puis de l'accélération du mouvement de translation de ces tourbillons par cisaillement. Suivant l'invention, la formation de la couche limite se fait le long d'un cylindre interne par l'écoulement de l'eau steffectuant dans l'espace annulaire formé par deux cylindres creux, coaxiaux ; son décollement ayant lieu à 11 extrémité du cylindre interne de longueur inférieure à celle du cylindre externe. Le décollement est accompagné de la création d'une dépression et de la formation de tourbillons de Karman. Le fluide à doser est alors aspiré à l'intérieur du cylindre interne, puis entrainé dans 11 écoulement par le mouvement de translation des tourbillons de Karman dont la vitesse est proportionnelle à la vitesse de l'écoulement avant décollement. Suivant l'invention, le mouvement de translation des tourbillons peut etre accéléré par la création d'un cisaillement. Suivant l'invention, le fluide à doser peut être un produit liquide ou gazeux. Le procédé selon l'invention consiste à faire aspirer, proportionnellement au débit dudit liquide, un faible débit dudit fluide par le liquide, par utilisation du phénomène hydraulique dit effet Karman, c'est-à-dire sans dispositif mobile ni nécessité de pression constituant une source motrice. L'invention concerne également un appareil pour mettre en oeuvre le procédé ainsi décrit, consistant en une capacité de traitement munie d'une entrée pour l'eau à traiter, d'une sortie pour l'eau traitée, d'une entrée pour l'aspiration du fluide à doser, d'une entrée pour l'aspiration de l'air. Le liquide ou gaz à traiter (B) est amené dans un tuyau intérieur et concentrique au tuyau de circulation du liquide (A), et débouche à l'intérieur de celui-ci ; la vitesse de passage du liquide (A), même sous très faible pression, provoque une dépression et la formation de tourbillons de Karman au débouché du tuyau d'aspiration du liquide (B) (ou du gaz B) entraînant une aspiration dans ce tuyau. Suivant une disposition de l'invention, l'appareil est muni de vannes de réglage des débits d'aspiration et, pour pouvoir aspirer à la fois, un liquide et un gaz, il peut être muni d'une bifurcation du tuyau d'amenée de ces derniers. Suivant une autre disposition de l'invention, le cylindre interne peut traverser la paroi latérale du cylindre externe. Les deux cylindres coaxiaux peuvent être droits (figure 1) ou courbés (figures 2 et 3). Dans ce dernier cas, l'extrémité du cylindre interne peut être dans la partie courbe du cylindre externe. Suivant une troisième disposition de l'invention, le débit q du fluide à aspirer est proportionnel au débit Q du fluide à travers l'appareil suivant l'équation q = a.Q + b. La variation du débit d'aspiration q est représentée figure 4, en fonction du débit d'alimentation g de l'appareil. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, en référence à la figure 5 annexée, un appareil permettant de mettre en oeuvre le procédé d'hydroinjection. Cette figure représente de façon schématique, un appareil selon l'invention, qui comprend une capacité de traitement 1 munie d'une entrée 2 pour l'eau à traiter et d'une sortie 3 pour l'eau traitée. L'aspiration du fluide à injecter et celle de l'air se font respectivement par les entrées 4 et 5. Le tuyau central est maintenu coaxial au tuyau extérieur par un dispositif genre manchon, étoile, ou autre, non représenté sur le schéma. L'effet Karman se manifeste à l'extrémité 6 du tuyau intérieur et provoque les aspirations en 4 et 5. Cette représentation n' est donnée qu'a titre d'exemple, et on pourra, sans sortir des limites du brevet, adopter toute variante géométrique conservant le même principe. Le système hydraulique de dosage proportionnel ainsi décrit peut être utilisé dans le traitement d'eau potable ou d'eau de piscines pour injecter les produits désinfectants ou floculants et dans le traitement d'eau résiduaire pour l'aération. Il peut valablement remplacer les pompes doseuses. Cette liste n'est pas exhaustive. Il peut y avoir d'autres applications. - REVENDICATIONS 1.- Procédé d'injection d'au moins un fluide (B) dans un liquide (A) à traiter qui circule dans une conduite, caractérisé en ce qu'il consiste à faire aspirer, proportionnellement au débit dudit liquide, un faible débit dudit fluide par le liquide, par utilisation du phénomène hydraulique dit effet Karman ctest-à-dire sans dispositif mobile ni nécessité de pression constituant une source motrice. 2.- Appareil pour la mise en oeuvre du procédé, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide (B) (ou le gaz B) est amené dans un tuyau intérieur et concentrique au tuyau de circulation du liquide (A), et débouche à l'intérieur de celui-ci ; la vitesse de passage du liquide (A), même sous très faible pression, provoque une dépression et la formation de tourbillons de Karman au débouché du tuyau d'aspiration du liquide (B) (ou du gaz B), entraînant une aspiration dans ce tuyau. 3.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte, pour aspirer à la fois un liquide et un gaz, une bifurcation du tuyau d'amenée de ce liquide et de ce gaz. 4.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte, pour permettre le réglage des débits de liquide ou de gaz aspirés, des moyens de réglage des orifices d'aspiration.