Brevet FR2786761A1 — publié le 20000609

DESCRIPTION La présente invention concerne un appareil de chloration pour traiter de l'eau et plus particu[ièrement, mais non exclusivement, de l'eau de piscine. Des appareil de chloration salins destinés à conserver l'eau des piscines propre et hygiénique sont proposés depuis longtemps. Ces appareil de chloration fonctionnent dans la mesure o ils traitent l'eau de manière satisfaisante, mais ils présentent de graves inconvénients. Principalement, ils ont une durée de vie très réduite sans entretien et sont donc à la fois peu pratiques et chers à maintenir en bon état de marche. L'objet de la présente invention est de fournir un appareil de chloration qui 1.5 soit sans danger et qui atténue les inconvénients ci-dessus mentionnés. La présente invention fournit un appareil de chloration pour l'eau comprenant un logement présentant des ouvertures d'entrée et de sortie en ligne et un couvercle amovible supportant des terminaux d'électrodes, les terminaux étant espacés et présentant des tiges s'étendant depuis ceux-ci à travers des disques anodique et cathodique concentriques, des disques alternatifs étant connectés de manière électrique à chaque tige. D'autres caractéristiques de la présente invention prévoient que les tiges soient filetées, que les disques soient maintenus en relation d'espacement fixe sur les tiges par des écrous et des pièces d'écartement et que les écrous et les pièces d'écartement 2 5 aient une coupe transversale circulaire. L'invention prévoit également que les disques anodique et cathodique présentent des trous espacés de la distance entre les électrodes, un trou étant dimensionné de manière à recevoir une tige et l'autre étant dimensionné de manière à permettre le passage d'une pièce d'écartement avec un espace de jeu. Un autre aspect de la présente invention prévoit que le couvercle du logement inclue un évidement faisant face vers l'intérieur et recevant un capteur d'écoulement. L'invention prévoit également que les disques anodique et cathodique soient fabriqués dans le même matériau ou des matériaux différents. 3 5 Un autre aspect de la présente invention prévoit que l'appareil de chloration présente une alimentation en puissance en courant continu qui irlut uI prat d'entrée connecté à un transformateur survolteur-dévolteur, et un relais de sortie destiné à commuter la sortie du transformateur survolteur aux électrodes de l'appareil de chloration. Le transformateur survolteur inclut une phase de sortie à transistor à effet de champ, le transformateur survolteur est entraîné de manière synchrone par un mécanisme de réglage ou de commande du mode de commutation et le mécanisme de réglage du mode de commutation fonctionne à une fréquence d'environ 70 KHz. Il est également prévu que l'alimentation en puissance inclut des moyens destinés à réguler la tension et le courant appliqués aux électrodes de l'appareil de chloration et la régulation de courant inclut une limitation du courant. Il est également prévu que l'alimentation en puissance inclut un dispositif de commutation destiné à inverser de manière sélective la polarité de la tension appliquée à la cellule ou aux électrodes à des intervalles périodiques. Ces caractéristiques de l'invention ainsi que d'autres apparaîtront clairement grâce à la description suivante d'une réalisation préférée d'un appareil de chloration pour piscine dans laquelle il est fait référence aux dessins en annexe dans lesquels: la figure I représente une coupe longitudinale à travers l'appareil de chloration; la figure 2 représente les détails des montages des électrodes; et la figure 3 est un schéma fonctionnel d'une alimentation en puissance de l'appareil de chloration de la figure 1. Comme cela est illustré, un appareil de chloration pour piscine I comprend une cellule à l'électrolyse 2 avec une alimentation en puissance de courant continu 3. La cellule 2 est, en usage, connectée en série à un conduit d'écoulement retour du filtre de piscine, de sorte que l'eau filtrée passe à travers la cellule avant de retourner dans la piscine. L'eau dans la piscine doit avoir une teneur en sel adaptée afin que l'électrolyse puisse se produire pour relâcher suffisamment de chlore dans l'eau afin de fournir une purification adéquate. La cellule 2 consiste en un logement 4 présentant une entrée 5 et une sortie 6 en ligne. L'entrée et la sortie présentent des moyens destinés à connecter l'appareil de chloration dans le conduit d'écoulement retour depuis le filtre de la piscine vers la piscine. L'appareil de chloration I peut donc être situé à distance de la piscine et aucune protection spéciale de l'alimentation électrique vers l'appareil de chloration n'est nécessaire. Le logement 4 présente une ouverture d'accès à angle droit par rapport à l'entrée et à la sortie avec un couvercle fileté 7. Le couvercle 7 supporte une paire de terminaux 8 et 9 et ces terminaux sont connectés de manière rigide à des séries séparées 3 5 d'électrodes formant les bornes d'anode et de cathode de la cellule 2. En se référant à la figure 2, on constate que les électrodes sont formées comme des disques circulaires de dimensions identiques 10. Les disques 10 sont fabriqués de manière à pouvoir être introduits dans le logement à travers l'ouverture d'accès tout en étant fixés au couvercle 7. Les disques 10 sont également chacun munis d'ouvertures 11 et 12 ayant des dimensions et un emplacement identiques. Les ouvertures ont la même distance par rapport au centre que les terminaux 8 et 9. Les disques 10 sont fabriqués en métal rigide et peuvent avoir une épaisseur d'environ I mm. Les terminaux 8 et 9 sont fournis par les extrémités des tiges filetées 13 et chaque tige présente une rainure annulaire 14 dans laquelle est situé un joint torique 15. Les tiges 13 passent à travers des protubérances creuses 16 fournies sur le couvercle 7. Le logement 4 et le couvercle 7 sont fabriqués en matière plastique adaptée non conductrice. Le montage des tiges 13 dans le couvercle 7 et des disques 10 sur les tiges est effectué au moyen d'écrous filetés 17 et de pièces d'écartement 18 de coupe transversale circulaire. Bien que cette opération requiert des outils spéciaux pour fixer et 1 5 relâcher les écrous sur les tiges, elle fournit des surfaces externes qui peuvent être exposées à l'électrolyte en usage et qui ne sont pas rapidement attaquées et corrodées. Ces surfaces fournissent également une forme optimale pour recevoir un manchon isolant, minimisant encore les dommages qui peuvent être causés par la corrosion. Les terminaux 8 et 9 sont montés sur le couvercle 7 par des écrous qui placent le joint torique 15 sous compression pour rendre l'étanchéité autour des tiges 13 complète. Les disques 10 sont filetés sur les tiges 13 et attachés par serrage sur celles-ci, avec chaque disque alternatif 10 attaché par serrage sur une tige et les autres disques attachés par serrage sur l'autre tige. Cela est rendu possible par les dimensions des ouvertures 1 I et 12. De grandes ouvertures sont choisies pour garantir qu'elles sont situées au-dessus des pièces d'écartement avec un jeu suffisant pour permettre à un manchon isolant d'être placé sur la pièce d'écartement adaptée. On appréciera que la construction ci-dessus privilégie la fabrication simple des disques 10 et de la cellule 2. Le matériau des disques 10 peut être le même lorsque la surface excitée est un revêtement de ruthénium, de préférence sur un substrat de titane. Lorsqu'une construction moins onéreuse est requise, ce type de disque revêtu peut être entremêlé entre des disques 10 d'acier inoxydable ou doux. L'utilisation de disques fabriqué à partir du même matériau rend possible l'utilisation d'une inversion de la polarité de la puissance en courant continu vers les disques pour obtenir un effet d'autonettoyage et augmenter la durée de vie de la cellule avant que tout entretien soit nécessaire. En usage, le chlore est généré et ionisé sur la surface des anodes o il est dissout directement dans l'eau en passant à travers la cellule 2. Le fonctionnement de la cellule 2 n'est de préférence pas contrôlé au moyen du moteur de la pompe, mais plutôt par un capteur d'écoulement 20 qui détermine si de l'eau coule ou non à travers l'appareil de chloration. A l'intérieur du couvercle 7, un évidement est aménagé qui fournit un siphon à gaz 19. Monté à l'intérieur du siphon à gaz 19 se trouve un capteur d'écoulement 20. Cela permet une détection d'écoulement fiable et une réponse rapide aux changements, évitant de ce fait l'accumulation dangereuse d'hydrogène dans la cellule. Le capteur 20 est une cheville s'étendant dans le siphon à gaz 19 o, dans des conditions d'écoulement normales, un circuit se termine à travers la cheville et l'électrolyte pour fournir un potentiel prédéterminé qui est constamment contrôlé. Lorsqu'aucun écoulement d'eau n'a lieu, la cellule excitée 2 génère de l'hydrogène qui entraîne l'eau depuis la partie supérieure du logement et initialement depuis le siphon à gaz 19. Cela rompt le contact entre la cheville et l'eau et produit un changement du potentiel contrôlé. Dès que cette condition est atteinte, la génération de chlore dans la cellule 2 est arrêtée. Cet arrêt est toutefois contrôlé afinque la cellule ait un temps prédéterminé de marche à vide pour générer de l'hydrogène afin de retirer les incrustations des électrodes. En se référant maintenant à la figure 3, l'alimentation en puissance de courant continu 3 fournit une puissance en courant continu de 12V 100 à la cellule 2. De manière pratique, lorsqu'une piscine inclut un éclairage sous-marin, une tension d'entrée 101 pour l'alimentation en puissance 3 peut être dérivée depuis le transformateur fourni pour procurer une tension basse nécessaire à ce type d'éclairage. Il convient de s'assurer que seulement l'appareil de chloration I ou l'éclairage est connecté à la puissance à tout moment. Cela permet à l'appareil de chloration de faire partie de l'équipement original pour les installations de filtrage de piscine ou d'être facilement connecté aux installations existantes. La tension d'entrée 101, lorsqu'elle n'est pas dérivée depuis le transformateur d'éclairage de la piscine, inclut des dispositifs de protection spéciaux pour garantir un fonctionnement efficace et sans danger. L'alimentation en puissance 3 inclut un pont d'entrée 102 sous la forme d'un redresseur de demi-pont de transistor à effet de champ à commutation automatique fournissant une sortie d'environ 17V en courant continu. La sortie du pont d'entrée est appliquée à un transformateur survolteur 103 dont la sortie est, à son tour, appliquée à la cellule 2 au moyen d'un relais de sortie 104. Le transformateur survolteur 103 inclut une phase de sortie de pont de transistor à effet de champ et est entraîné de manière synchrone par un dispositif de réglage de mode de commutation 105 fonctionnant à environ KHz. Le dispositif de réglage de mode de commutation 105 est de préférence basé sur un circuit intégré de régulateur de tension de commutation LT 1339 qui est bien connu de l'état de la technique. Le pont d'entrée 102 est destiné à fournir un coupe-circuit de surtension et de pointe de tension ainsi qu'un redressement d'entrée à faibles pertes et, de ce fait, une génération à faible dégagement de chaleur. Le courant et la tension de la sortie du transformateur survolteur 103 sont renvoyés vers le dispositif de réglage de mode de commutation 105 afin de fournir un redressement à la fois du courant et de la tension, respectivement, appliqués à la cellule 2. En usage, cela procure à l'appareil de chloration I une immunité contre les surcharges de 1 0 sel et une meilleure stabilité de la sortie de chlore. La régulation du courant de l'alimentation en puissance 3 inclut également une fonction de limitation du courant pour empêcher tout dommage à la cellule 2 dans des conditions de courtcircuit. La sortie du capteur d'écoulement 20 est connectée au dispositif de réglage de mode de commutation pour fermer l'alimentation en puissance 3 lorsqu'aucune condition d'écoulement n'est détectée. L'alimentation en puissance 3 inclut un circuit de minuterie à double fonction. L'une des fonctions de la minuterie 106 est destinée à calculer la durée pendant laquelle on souhaite que la cellule 2 fonctionne, tandis que la seconde fonction de minuterie 107 est utilisée pour contrôler la polarité de la tension de sortie appliquée à la cellule 2. En particulier, la seconde fonction, ou fonction de minuterie de décharge, est connectée au dispositif de réglage de mode de commutation 105 et au relais de sortie au moyen d'un dispositif d'entraînement à relais 108, et est programmée pour /burnir un cycle d'inversion de polarité de 90 secondes, comprenant une phase de décharge de cellule de 30 secondes, une phase d'inversion de polarité de 30 secondes et une phase de 255 recharge de 30 secondes. Lorsque l'on utilise des disques anodique et cathodique fabriqués à partir de matériaux différents, I'inversion de la polarité de la tension appliquée aux disques n'est pas nécessaire et la seconde fonction de minuterie est invalidée par un réglage adapté de l'alimentation en puissance 3. L'invention fournit un appareil de chloration de l'eau dans lequel l'alimentation en puissance est contrôlé de manière précise pour garantir la protection des composants de la cellule tout en obtenant une production de gaz de chlore efficace. REVENDICATIONS 1. Appareil de chioration de l'eau, caractérisé en ce qu'il comprend un icce- -mt (4) paéseta.t des ouvertures d'entrée (5) et de sortie (6) en ligne et un couvercle (7) amovible supportant des terminaux (8, 9) d'électrodes, les terminaux étant espacés et présentant des tiges (13) s'étendant depuis ceux-ci à travers des disques (10) anodique et cathodique concentriques, des disques alternatifs étant connectés de manière électrique à chaque tige (13). 2. Appareil de chloration de l'eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tiges (13) sont filetées. 3. Appareil de chloration de l'eau selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que les disques sont maintenus en relation d'espacement fixe sur les tiges par des écrous (17) et des pièces d'espacement (18). 4. Appareil de chloration de l'eau selon la revendication 3, caractérisé en ce que les écrous et des pièces d'espacement ont une coupe transversale circulaire. 5. Appareil de chloration de l'eau selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les disques anodique et cathodique ( 10) présentent des trous (I l, 12) espacés de la distance existant entre les électrodes (8, 9), un trou (12) étant dimensionné de manière à recevoir une tige et l'autre ( 1) étant dimensionné de manière à permettre le passage d'une pièce d'écartement avec un espace de jeu. 6. Appareil de chloration de l'eau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le couvercle du logement inclut un évidement (19) faisant face vers l'intérieur et recevant un capteur d'ecoulement (20). 7. Appareil de chloration de l'eau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les disques (10) anodique et cathodique sont fabriqués dans le même matériau ou des matériaux différents. 8. Appareil de chloration de l'eau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il inclut une alimentation en puissance en courant continu (3). 9. Appareil de chloration de l'eau selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'alimentation en puissance en courant continu (3) inclut un pont d'entrée (102) connecte à un transformateur survolteur (103), et un relais de sortie ( 104) destiné à commuter la sortie du transformateur survolteur aux électrodes de l'appareil de chloration (1). 10. Appareil de chloration de l'eau selon la revendication 9, caractérisé en ce que le transformateur survolteur inclut une phase de sortie à transistor à effet de champ. I 1. Appareil de chloration de l'cau scion la revcndication 8 ou 9, caractérisé en ce que le transformateur survolteur est entraîné de manière synchrone par un dispositif de réglage de mode de commutation (105). 12. Appareil de chloration de l'eau selon la revendication I 1, caractérisé en ce que le dispositif de réglage ou de commande de mode de commutation fonctionne à une fréquence d'environ 70 KHz. 13. Appareil de chloration de l'eau selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'il inclut des moyens destinés à réguler la tension et le courant appliqués aux électrodes de l'appareil de chloration ( 1). 14. Appareil de chloration de l'eau selon la revendication 14, caractérisé en ce que la régulation de courant inclut une limitation de courant. 15. Appareil de chloration de l'eau selon l'une des revendications 8 à 14, caractérisé en ce que l'alimentation en puissance (3) inclut un dispositif de commutation destiné à inverserde manière sélective la polarité de [a tension appliquée aux électrodes à 1 5 des intervalles périodiques.