Brevet FR2919857A1 — publié le 20090213

Appareil pour le traitement de liquides par rayonnement pulsé La présente invention concerne un appareil pour le traitement de liquides par rayonnement pulsé. II est connu de soumettre un liquide tel que de l'eau à un rayonnement pulsé pour décontaminer et /ou stériliser ce liquide. Il est notamment connu d'utiliser à cet effet une lampe au xénon émettant un rayonnement dont une partie substantielle de l'énergie est située dans le domaine des ultra violets, en particulier dans la bande B ( UVB ) ou C ( UVC ). Une telle lampe peut comporter un tube en silice aux deux extrémités duquel sont respectivement scellées deux électrodes, ce tube étant rempli de xénon au moins pour partie. La lampe peut être entourée d'une gaine pour la circulation d'un fluide de 15 refroidissement de la lampe. Un appareil connu de traitement d'un liquide comportant une telle lampe est illustré figure 1. L'appareil insolateur comporte un corps CS incorporant un conduit de transport CT du liquide à irradier. Ce conduit est délimité côté intérieur par un cylindre en silice CY au sein duquel est disposée la lampe LT et côté 20 extérieur par une paroi PA entourant le cylindre CY. Les axes de la lampe LT et du cylindre CY sont sensiblement confondus. Cette paroi PA est percée de deux orifices OR1, OR2 permettant respectivement l'entrée et la sortie du liquide dans l'insolateur. Un tel appareil est bien adapté lorsqu'une ou plusieurs lampes est/sont 25 nécessaire(s) au traitement d'un volume de liquide correspondant à la contenance du conduit CT. Lorsque l'on doit traiter par rayonnement plusieurs liquides ù qui peuvent être de même nature ù sans les mélanger, l'agencement d'un tel appareil pour chaque conduit de liquide à traiter aboutit à une installation coûteuse et 30 complexe. Par ailleurs, la nature et/ou la quantité de liquide à traiter peuvent nécessiter des durées d'exposition au rayonnement émis par une lampe qui sont différents et nécessitent donc des lampes et des corps d'appareil différents. La présente invention a ainsi pour objet un appareil pour le traitement de 35 liquides par rayonnement pulsé qui remédie à ces limitations. 2 Selon l'invention, un appareil pour le traitement de liquides par rayonnement pulsé comporte une lampe susceptible d'émettre un tel rayonnement ; de plus, il comporte plusieurs circuits de transport de liquide à traiter, chaque circuit comportant au moins un tube transparent à ce rayonnement. L'invention permet d'assurer une profondeur uniforme de pénétration du rayonnement pulsé dans les différents circuits de transport. Elle permet en outre de diminuer le réchauffement du(des) liquide(s) traités par la lampe._Elle permet encore de traiter des liquides dont la pression de service s'étend de 100 mbar environ à 40 bar environ, étant entendu que les différents circuits de transport peuvent être soumis à des pressions différentes. Avantageusement, les tubes sont à la même distance de la lampe. De plus, ces tubes ont à la même longueur. Suivant un mode de réalisation préférentiel, l'appareil comporte une 15 boîte distributrice et une boîte collectrice auxquelles est raccordé chacun de ces tubes. Lorsqu'il s'agit d'augmenter la durée d'exposition de l'un des liquides à traiter, le circuit de transport qui lui est affecté comporte plusieurs tubes raccordés en série. 20 Si, par contre, il s'agit d'augmenter le débit du liquide à traiter, le circuit de transport qui lui est affecté comporte plusieurs tubes raccordés en parallèle. Ainsi, par exemple, pour un appareil comportant quatre tubes identiques, on peut former un premier circuit de transport comportant un seul tube et un second circuit de transport comportant trois tubes qui peuvent être raccordés en 25 série et/ou en parallèle. De préférence, les tubes sont en quartz. Suivant une caractéristique additionnelle, l'appareil comporte un réflecteur entourant les tubes. A titre d'exemple, ce réflecteur est formé par la face interne d'une 30 enveloppe cylindrique coaxiale à la lampe et solidarisé aux boites. L'invention permet de réaliser des appareils de traitement de liquides par rayonnement pulsé dont l'encombrement est réduit. La présente invention apparaîtra maintenant avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif 35 en se référant aux dessins joints dans lesquels : 3 la figure 1 représente schématiquement, en vue en coupe longitudinale, un appareil connu de traitement de liquide par rayonnement pulsé, - la figure 2 représente schématiquement, en vue en coupe 5 longitudinale, un appareil selon l'invention, et - la figure 3 représente schématiquement, en vue en coupe transversale, ce même appareil. Les éléments présents dans plusieurs figures sont affectés d'une seule et même référence. 10 En référence à la figure 2, l'appareil 10 comporte une lampe 23 qui se présente comme un tube 24 aux extrémités duquel sont scellées deux électrodes. Le tube 24 de la lampe peut être réalisé en silice fondue synthétique et transmettre les longueurs d'onde supérieures à 180 nanomètres. Un espace vide 15 peut être ménagé à l'extérieur de ce tube 24, pour la circulation d'un fluide, de l'air ou de l'eau par exemple, chargé de pourvoir au refroidissement de la lampe. La lampe 23 peut être majoritairement remplie de xénon dont la pression partielle peut être située dans une plage allant de 100 torr environ à 2 500 torr environ. On peut y introduire des métaux alcalins et éventuellement d'autres 20 éléments pour favoriser une bande spectrale déterminée. Le circuit d'alimentation de la lampe peut comporter un générateur, un condensateur connecté en parallèle sur le générateur, une inductance dont un premier pôle est connecté au point chaud du générateur et un deuxième pôle est raccordé à la première borne d'un premier enroulement secondaire d'un 25 transformateur. La lampe a son anode raccordée à la deuxième borne du premier enroulement secondaire et sa cathode raccordée à la première borne d'un second enroulement secondaire du transformateur, la seconde borne de ce second enroulement secondaire étant reliée à la masse. 30 L'enroulement primaire de ce transformateur est alimenté par un module haute-tension prévu pour amorcer le plasma dans la lampe. Un circuit de commande est prévu pour synchroniser le générateur et le module haute-tension. Ce type de circuit d'alimentation connu ne sera pas plus détaillé. 35 L'appareil 10 comporte en outre douze tubes de transport de liquide(s) à traiter par rayonnement qui sont repérés 11 à 22. 4 De préférence, les tubes 11-22 sont de même diamètre 38 et de même longueur 39. Ils sont réalisés en quartz et s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal de la lampe, et sont situés à égale distance 26 de cette dernière. Le diamètre des tubes 11-22, peut être de l'ordre de 5 à 50 millimètres, préférentiellement de l'ordre de 10 à 30 mm. Pour optimiser l'efficacité de l'éclairement, s'il y a n tubes (n valant 12 dans le cas présent), la distance de l'un quelconque des tubes de diamètre d au centre de la lampe sera un peu supérieure à n.d/II. L'appareil 10 comporte également un corps supérieur 27, un corps 10 inférieur 28, ainsi qu'une enveloppe cylindrique 43 entourant les tubes de transport 11-22 et obturée par les deux corps 27, 28. Ces deux corps sont réalisés en acier inoxydable, et sont creusés pour former deux boites de distribution ou de collection du (des) liquide(s) à traiter. Dans l'exemple de réalisation illustré figures 2 et 3, ces deux boites sont 15 sensiblement identiques et présentent quatre séparations virtuelles délimitant quatre chambres ou cavités dans chaque boîte. Ainsi, la boîte 27 comporte quatre séparations virtuelles 30-33 séparant deux à deux quatre chambres de distribution 34-37 (voir figure 3). La partie inférieure du corps supérieur 27 est percée de douze orifices 20 qui débouchent chacun dans l'une des chambres 34-37 et qui reçoivent respectivement les extrémités supérieures des douze tubes 11-22. Ainsi, les tubes 11-13 débouchent dans la cavité 35, les tubes 14-16 débouchent dans la cavité 36, les tubes 17-19 débouchent dans la cavité 37, et les tubes 20-22 débouchent dans la cavité 34. 25 La partie supérieure du corps supérieur 27 est percée de quatre orifices d'entrée 40 qui débouchent respectivement dans les quatre chambres 34 à 37. Le corps inférieur 28 présente une structure similaire à celle du corps supérieur 27, et délimite quatre chambres collectrices qui communiquent d'une part avec les douze extrémités inférieures des tubes 11 à 22, et d'autre part avec 30 quatre orifices de sortie 41. Cet appareil comporte ainsi quatre circuits identiques de transport de liquide comportant chacun trois tubes de transport û tels que les tubes 11-13 û raccordés en parallèle entre un orifice d'entrée et un orifice de sortie, ce qui permet de traiter simultanément quatre liquides présentant des besoins 35 d'insolation pulsée identiques ou similaires. On comprend qu'en modifiant le nombre et la disposition des corps 27, 28, on peut réaliser des circuits de transport de liquide de capacité et de longueur différente. L'appareil comporte en outre un réflecteur entourant tous les tubes de transport de l'appareil. Ce réflecteur est formé sur la face interne 42 de l'enveloppe cylindrique 43 de section circulaire, s'étendant coaxialement à la lampe, autour des tubes, et solidarisé aux deux boites d'extrémité. Les exemples de réalisation de l'invention présentés ci-dessus ont été choisis eu égard à leur caractère concret. Il ne serait cependant pas possible de répertorier de manière exhaustive tous les modes de réalisation que recouvre cette invention. En particulier, tout moyen décrit peut être remplacé par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1) Appareil (10) pour le traitement de liquides par rayonnement pulsé qui comporte une lampe (23) susceptible d'émettre un tel rayonnement, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs circuits de transport de liquide à traiter, chaque circuit comportant au moins un tube (11-22) transparent au rayonnement pulsé. 2) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits tubes (11- 22) sont à la même distance (26) de la lampe. 3) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits tubes (11-22) ont à la même longueur (39). 4) Appareil selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'il comporte une boîte distributrice 27 et une boîte collectrice 28 auxquelles est raccordé chacun desdits tubes (11-22). 5) Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un au moins desdits circuits de transport comporte plusieurs tubes (11-22) raccordés en série. 6) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'un au moins desdits circuits de transport comporte plusieurs 25 tubes (11-22) raccordés en parallèle. 7) Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits tubes (11-22) sont en quartz. 30 8) Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un réflecteur (42) entourant lesdits tubes (11-22). 9) Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit réflecteur 35 (42) est formé par la face interne d'une enveloppe cylindrique (43) coaxial à ladite lampe (23) et solidarisé auxdites boites (27-28). 6