Brevet FR2794451A1 — publié le 20001208

La présente invention concerne un appareil de traitement de l'eau en général, et plus particulièrement un appareil de destruction ou d'éradication des micro-organismes éventuellement pathogènes qui peuvent y être contenus. On connaît déjà, par exemple du document EP-A- 0 766 647, un appareil de traitement de liquides contenant des matériaux organiques et/ou des micro-organismes, qui comporte une surface sur laquelle le liquide est amené à s'écouler, et qui porte un film de semi-conducteur qui est irradié de telle manière qu'une réaction photochimique soit engagée. Une tension est appliquée au matériau semi-conducteur pour s'assurer que les électrons, libérés par la réaction, soient transportés loin du semi-conducteur. Un tel appareil emploie un film de semi-conducteur formé thermiquement ou à l'aide d'un aérogel. Cet appareil est utilisé pour décomposer les solutions organiques ou pour enlever les micro- organismes de l'eau, par exemple pour purifier des eaux usées contenant des résidus ou des composés organiques et pour en extraire les bactéries pathogènes. Dans cet appareil connu, outre son coût relativement élevé, l'effet de purification ou de traitement est limité à une zone active, ce qui a pour conséquences de ne pas pouvoir contrôler le développement des micro-organismes en aval de la zone de traitement, et également de ne pas pouvoir assurer une fourniture en continu d'une eau purifiée de tout micro-organisme pouvant être pathogène. La présente invention se place dans ce contexte et elle a pour objet de proposer un appareil de traitement de l'eau, permettant une purification de cette eau en continu de sorte qu'il soit possible de puiser de l'eau pure en permanence et de façon continue, en étant assuré que cette eau possède le degré de pureté requis, cet appareil devant être de conception simple de manière à être de coût réduit, qui soit facile à mettre en #uvre même par un personnel peu qualifié. Dans ce but, la présente invention propose un appareil de traitement de l'eau, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison, entre un dispositif d'entrée et un dispositif de sortie, un dispositif d'échange de chaleur, un surchauffeur et un dispositif de puisage, l'eau circulant successivement dans le dispositif d'échange de chaleur où sa température s'élève, dans le surchauffeur où sa température s'élève encore, dans le dispositif d'échange de chaleur où sa température s'abaisse, et dans le dispositif de puisage. Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif d'échange de chaleur comporte au moins une cuve dans laquelle est disposée au moins une canalisation en serpentin, l'eau provenant du dispositif d'entrée circulant dans la cuve, l'eau provenant du surchauffeur circulant dans la canalisation. Selon une autre caractéristique de l'invention, le surchauffeur comporte au moins un corps, dans lequel est formée au moins une canalisation pour la circulation de l'eau à traiter, et au moins un alésage destiné à recevoir au moins une cartouche chauffante. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de puisage comporte un corps disposé dans un carter et traversé par un canal, une résistance électrique étant installée dans le corps à proximité du canal, et un système d'isolation thermique étant disposé autour du corps Selon une variante de réalisation, le dispositif de puisage comporte au moins une canalisation supplémentaire de distribution d'un deuxième fluide, cette canalisation supplémentaire permettant une utilisation séparée du dispositif de puisage. Dans ce cas, le deuxième fluide peut être de nature différente. Il peut par exemple être constitué d'eau à une température prédéterminée indépendante de la température de l'eau à la sortie du dispositif d'échange de chaleur. Il peut encore être constitué d'eau déminéralisée. Selon une autre variante de réalisation, le dispositif d'échange de chaleur peut comporter au moins une cuve dans laquelle sont disposées des surfaces spécifiques d'échange de chaleur dont la nature et la disposition confèrent à l'eau en sortie du dispositif d'échange de chaleur des propriétés prédéterminées. De telles surfaces spécifiques d'échange de chaleur peuvent être constituées par des plaques. D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront clairement de la description qui va maintenant en être faite à titre d'illustration seulement, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - La Figure 1 représente une vue schématique illustrant le principe de l'appareil de traitement de l'eau selon la présente invention; - La Figure 2 représente une vue en perspective d'un appareil de traitement de l'eau réalisé selon la présente invention, et mettant en application le principe de la Figure 1; - La Figure 3 représente une vue en perspective, partiellement éclatée, d'un dispositif d'échange de chaleur faisant partie de l'appareil de traitement de l'eau représenté sur la Figure 2; - La Figure 4 représente une vue en perspective, partiellement éclatée, d'un surchauffeur faisant partie de l'appareil de traitement de l'eau représenté sur la Figure 2, et - La Figure 5 représente une vue en coupe d'un dispositif de puisage faisant partie de l'appareil de traitement de l'eau représenté sur la Figure 2. On a représenté sur la Figure 1 un schéma de principe de l'appareil de traitement de l'eau, et sur la Figure 2 une vue en perspective de cet appareil de traitement de l'eau, destiné à en éliminer de façon continue tous les micro-organismes et tous les germes, éventuellement pathogènes, qui pourraient y être présents. Un tel appareil comporte une entrée ou arrivée d'eau 10, destinée par exemple à être raccordée à une canalisation du réseau de distribution d'eau sous pression d'un immeuble, et constituée par exemple par un robinet d'arrêt. L'eau ainsi admise dans l'appareil passe ensuite dans un dispositif d'échange de chaleur E, où elle subit une première élévation de température. Cette eau ainsi préchauffée passe ensuite dans un surchauffeur S, où sa température est élevée à plus de 100 'C. En sortie du surchauffeur S, l'eau repasse dans le dispositif d'échange de chaleur E, où elle cède une partie de sa chaleur à l'eau arrivant en amont du surchauffeur. L'eau ainsi refroidie peut ensuite être utilisée, par l'intermédiaire d'un dispositif de puisage P, éventuellement muni d'un robinet de distribution, l'eau issue du dispositif de puisage étant exempte de tout micro-organisme ou de tout germe pathogène comme on va le voir par la suite. De façon plus précise, l'eau à traiter est admise dans le dispositif d'échange de chaleur, représenté plus en détail sur la Figure 3, après être passée éventuellement par le robinet d'arrêt 10, où elle subit une première élévation de température. Comme on peut le voir sur la Figure 3, le dispositif d'échange de chaleur E est constitué d'une cuve 12, par exemple cylindrique, dans laquelle est disposée une canalisation 14 en serpentin. En variante, on peut prévoir que plusieurs serpentins soient disposés dans la cuve 12, et soient enroulés de manière coaxiale. L'eau arrivant dans l'appareil de traitement pénètre dans la cuve 12 par une canalisation 16, et elle en ressort par une canalisation 18, après avoir circulé autour du ou des serpentins 14. Dans le ou les serpentins 14 circule l'eau qui provient du surchauffeur S, de sorte que la température de l'eau s'élève entre son entrée par la canalisation 16 et sa sortie par la canalisation 18. La canalisation 18 en sortie du dispositif d'échange de chaleur E est reliée à l'entrée du surchauffeur S, représenté plus en détail sur la Figure 4. Le surchauffeur S est constitué d'un corps 20, dans lequel sont formées des canalisations 22 pour la circulation de l'eau à traiter, et dans lequel sont également formés des alésages 24 destinés à recevoir des cartouches chauffantes 26, par exemple des résistances électriques. Dans le surchauffeur S, l'eau est ainsi portée à une température comprise entre 90 'C et 120 'C, de sorte qu'elle subit un choc thermique, éliminant tous les micro-organismes, germes, bactéries ou microbes qui pourraient y être présents. L'eau ainsi traitée ressort du surchauffeur S par une canalisation 28 pour retourner dans le dispositif d'échange de chaleur E, et circuler dans le ou les serpentins 14 de ce dernier. Comme on l'a vu plus haut, la paroi externe du ou des serpentins 14 est en contact avec l'eau à traiter pénétrant dans l'appareil, et donc à température inférieure. L'eau traitée est ainsi refroidie par l'eau à traiter, et elle ressort du dispositif d'échange de chaleur E par une canalisation 30, menant au dispositif de puisage P, représenté plus en détail sur la Figure 5. Selon une variante de réalisation non représentée, on peut également prévoir que le dispositif d'échange de chaleur E comporte dans la cuve 12 des surfaces spécifiques d'échange de chaleur, par exemple des plaques d'échange de chaleur, l'eau à refroidir passant sur une face de ces plaques, l'eau de refroidissement passant sur l'autre face de ces plaques. On peut alors choisir ces surfaces spécifiques d'échange de chaleur pour que leur nature et/ou leur disposition confèrent à l'eau en sortie du dispositif d'échange de chaleur E des propriétés prédéterminées. Le dispositif de puisage P est constitué d'un corps métallique 32 disposé dans un carter 33, par exemple cylindrique, comportant un support 34, le corps 32 étant traversé par un canal 36 dont un des orifices est ouvert à l'atmosphère pour pouvoir effectuer le puisage. Une résistance électrique 38 est installée dans le corps 32, à proximité du canal 36. Un système d'isolation thermique 40 est disposé dans le carter 33 autour du corps 32, et une collerette de protection 42 est disposée au voisinage immédiat de l'extrémité ouverte vers l'extérieur du canal 36, de manière à éviter tout contact avec l'extrémité du canal 36. Un robinet de distribution (non représenté) peut avantageusement être disposé sur la canalisation 30, en aval du dispositif d'échange de chaleur E et en amont du dispositif de puisage P. A la lecture de la description qui précède, on aura compris comment la présente invention peut être mise en #uvre. Lorsque, le robinet d'arrêt 10 étant ouvert, un utilisateur désire disposer d'eau exempte de micro-organismes, il ouvre le robinet de distribution disposé en amont du dispositif de puisage P. De l'eau peut ainsi être admise dans l'appareil de traitement de l'eau que l'on vient de décrire. Cette eau passe successivement dans le dispositif d'échange de chaleur E, où elle subit une première élévation de température jusqu'à environ 50 'C, dans le surchauffeur S où elle subit un choc thermique compris entre 90 'C et 120 'C, puis à nouveau dans le dispositif d'échange de chaleur E où sa température est abaissée jusqu'à environ 50 'C, puis enfin dans le dispositif de puisage P d'où elle peut être recueillie par l'utilisateur, en étant débarrassée de tout micro-organisme. Après s'être ainsi servi en eau traitée, l'utilisateur referme le robinet de distribution. L'eau cesse donc de circuler dans l'appareil de traitement de l'eau. L'eau contenue dans le surchauffeur S est cependant maintenue en température (entre 90 'C et 120 'C) afin d'éviter toute prolifération de germes ou de micro-organismes. De plus, ce maintien en température de l'eau contenue dans le surchauffeur S permet d'éviter toute attente lors d'une demande ultérieure de puisage d'eau traitée. De même, le dispositif de puisage P est maintenu, grâce au système d'isolation thermique 40 et à la résistance chauffante 38, à une température d'environ 90 'C de manière à éviter toute pénétration de micro-organismes ou de germes en provenance de l'extérieur, ou toute prolifération de ces agents infectieux sur toutes les surfaces de l'appareil pouvant être au contact de l'eau. L'appareil de traitement de l'eau selon la présente invention peut avantageusement être muni de dispositifs de sécurité pouvant entrer en action à différentes occasions. Une procédure automatique d'autodécontamination peut être prévue lors de la mise en service de l'appareil de traitement de l'eau selon la présente invention, ou lors de chaque remise en service après un arrêt prolongé d'une durée prédéterminée. Une telle procédure peut par exemple consister en une mise sous tension de l'appareil de manière à atteindre un seuil de température, typiquement de l'ordre de 120 'C, une mise en situation dynamique à très faible débit pendant environ 12 minutes de sorte que l'ensemble des canalisations en contact avec l'eau ait été porté à une température minimale de 120 'C, après quoi l'utilisation de l'appareil de traitement de l'eau est autorisé. En cas de dysfonctionnement électrique, les dispositifs de sécurité peuvent inhiber l'appareil de traitement de l'eau et en interdire l'utilisation, la remise en service ne pouvant intervenir qu'après un diagnostic du dysfonctionnement et une intervention sur l'appareil. En cas de dysfonctionnement hydraulique, par exemple une fuite dans l'une des canalisations constituant l'appareil, les dispositifs de sécurité, par exemple constitués de détecteurs de pression à sécurité positive, peuvent de la même manière inhiber l'appareil de traitement de l'eau et en interdire l'utilisation, l'eau qui serait fournie dans ces conditions pouvant ne plus être exempte de micro-organismes ou de germes pathogènes. On a donc bien réalisé un appareil de traitement de l'eau, permettant une purification de cette eau de manière continue, de sorte qu'il est possible de puiser de l'eau traitée en permanence, en étant assuré que cette eau possède le degré de pureté requis. Cet appareil est de conception particulièrement simple de sorte qu'il ne présente qu'un coût réduit, et il est facile à mettre en #uvre même par un personnel peu qualifié. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit, mais elle est au contraire susceptible de recevoir de nombreuses modifications qui apparaîtront à l'homme du métier sans sortir de son cadre. C'est ainsi par exemple que l'on pourra prévoir que le dispositif de puisage pourra être utilisé séparément et comporter plusieurs canaux et orifices de distribution, pour permettre une distribution d'eau ou de fluide séparée à chacun des orifices de distribution, les qualités de l'eau à ces différents orifices de distribution pouvant être de natures différentes par l'utilisation de résistances chauffantes de puissances différentes. On pourra ainsi prévoir qu'un deuxième fluide soit alors être constitué par de l'eau à une température prédéterminée indépendante de la température de l'eau à la sortie du dispositif d'échange de chaleur, par exemple de l'eau couramment appelée eau chaude ou eau froide. Il pourra également être constitué par de l'eau déminéralisée. De même, le robinet de distribution en amont du dispositif de puisage pourra être constitué d'une valve fonctionnant en tout ou rien, la commande de cette valve ou de ce robinet pouvant être manuelle, une commande au pied, ou par une cellule photoélectrique. Enfin, le dispositif d'échange de chaleur et le surchauffeur pourront comprendre un, deux ou plusieurs modules selon la température désirée pour l'eau à leur sortie. REVENDICATIONS 1. Appareil de traitement de l'eau, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison, entre un dispositif d'entrée (10) et un dispositif de sortie (P), un dispositif d'échange de chaleur (E), un surchauffeur (S) et un dispositif de puisage (P), l'eau circulant successivement dans le dispositif d'échange de chaleur (E) où sa température s'élève, dans le surchauffeur (S) où sa température s'élève encore, dans le dispositif d'échange de chaleur (E) où sa température s'abaisse, et dans le dispositif de puisage (P). 2. Appareil de traitement de l'eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'échange de chaleur (E) comporte au moins une cuve (12) dans laquelle est disposée au moins une canalisation (1 4) en serpentin, l'eau provenant du dispositif d'entrée (10) circulant dans la cuve (12), l'eau provenant du surchauffeur circulant dans la canalisation (14). 3. Appareil de traitement de l'eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le surchauffeur (S) comporte au moins un corps (20), dans lequel est formée au moins une canalisation (22) pour la circulation de l'eau à traiter, et au moins un alésage (24) destiné à recevoir au moins une cartouche chauffante (26). 4. Appareil de traitement de l'eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de puisage (P) comporte un corps (32) disposé dans un carter (33) et traversé par un canal (36), une résistance électrique (38) étant installée dans le corps (32) à proximité du canal (36), et un système d'isolation thermique (40) étant disposé autour du corps (32). 5. Appareil de traitement de l'eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de puisage (P) peut être utilisé séparement et peut comporter au moins une canalisation supplémentaire de distribution d'un deuxième fluide, 6. Appareil de traitement de l'eau selon la revendication 5, caractérisé en ce que le deuxième fluide est de nature différente. 7. Appareil de traitement de l'eau selon la revendication 6, caractérisé en ce que le deuxième fluide est de l'eau à une température prédéterminée indépendante de la température de l'eau à la sortie du dispositif d'échange de chaleur. 8. Appareil de traitement de l'eau selon la revendication 6, caractérisé en ce que le deuxième fluide est de l'eau déminéralisée. 9. Appareil de traitement de l'eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'échange de chaleur (E) comporte au moins une cuve (12) dans laquelle sont disposées des surfaces spécifiques d'échange de chaleur dont la nature et la disposition confèrent à l'eau en sortie du dispositif d'échange de chaleur (E) des propriétés prédéterminées. 10. Appareil de traitement de l'eau selon la revendication 9, caractérisé en ce que les surfaces spécifiques d'échange de chaleur sont des plaques.