Brevet FR2941446A1 — publié le 20100730

DISPOSITIF DE REDUCTION DU TARTRE DANS UNE INSTALLATION D'ECOULEMENT D'UN FLUIDE LIQUIDE La présente invention concerne un dispositif de réduction du tartre dans une installation d'écoulement d'un fluide liquide, telle qu'un système de distribution d'eau, de chauffage ou de climatisation. Il est connu que l'eau distribuée par les compagnies des eaux et approvisionnant des installations industrielles ou individuelles comprend dans sa composition des gaz dissous ainsi que des sels minéraux, tels que du calcium ou du magnésium, sous forme ionique. Lorsque la température de l'eau est froide, c'est-à-dire inférieure à 50°C, il existe un équilibre permettant de maintenir lesdits gaz et sels minéraux en dissolution dans l'eau. En particulier, l'équilibre calco-carbonique assure le maintien du calcium sous forme ionique. Par contre, lorsque la température de l'eau est plus élevée, l'équilibre est déplacé dans le sens d'une cristallisation du calcium sous forme de carbonate de calcium, autrement appelé tartre. Il y a aussi cristallisation du magnésium sous forme de carbonate de magnésium. Ces arrangements cristallins présentent la propriété de se lier à tout élément métallique. Ainsi, le tartre a particulièrement tendance à se déposer dans les canalisations d'une installation d'écoulement d'eau, telle qu'un système de distribution d'eau, de chauffage ou de climatisation. Ce dépôt de tartre nuit fortement au rendement des appareils de chauffage. En particulier, la couche de tartre affecte directement le coefficient d'échange des générateurs de chauffage ; la réduction de ce coefficient peut être même supérieure à 30%. De plus, le dépôt de tartre obture les canalisations d'eau chaude jusqu'à empêcher complètement l'écoulement de l'eau et est responsable du blocage de différents organes de l'installation d'écoulement de l'eau, tels que les régulateurs de débits, pompes, vannes ou robinets. Pour remédier à ces effets nocifs du tartre, il existe plusieurs types de traitement de l'eau, tels qu'un traitement chimique par abaissement du titre hydrotimétrique de l'eau, un traitement électro-physique notamment par électrolyse de l'eau, un traitement par polyphosphates ou un traitement magnétique selon lequel l'eau est soumise à un champ magnétique généré par un aimant et permettant une cristallisation dans une configuration non incrustante. Concernant plus spécifiquement le traitement magnétique de l'eau, il est connu du document WO 9403400 un dispositif comprenant une paire d'aimants disposés en regard l'un de l'autre ; les deux aimants de la paire s'attirent et sont maintenus à distance par une entretoise, ce qui assure une voie de passage de l'eau. Un tel dispositif simple permet un traitement local de l'eau destiné à approvisionner une seule habitation mais n'est pas adapté à une installation de plus grande capacité. De plus, l'écoulement de l'eau est rendu difficile par les obstacles que constituent l'entretoise nécessaire à la séparation des aimants ainsi que les aimants eux-mêmes. En particulier, la présence d'aspérités à la surface des aimants est susceptible de modifier localement l'écoulement de l'eau. Enfin, l'usage optimal de ce dispositif suppose que les deux aimants soient en regard l'un de l'autre. Toutefois, avec l'usure, les aimants peuvent se déplacer relativement l'un à l'autre, ce qui affaiblit l'efficacité de traitement magnétique de l'eau par ce dispositif. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de réduction du tartre de conception simple, économique à réaliser et qui s'adapte aux installations d'écoulement d'eau de forte capacité. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de réduction du tartre dans une installation d'écoulement d'un fluide liquide, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir muni d'une entrée de fluide dans le réservoir et d'une sortie de fluide hors du réservoir, ledit réservoir étant équipé d'au moins un bloc monolithique comprenant au moins un trou de passage du fluide à travers le bloc et deux paires d'aimants disposés autour dudit au moins un trou de passage, chaque aimant étant monté noyé dans la matière constituant le bloc, et les aimants d'une même paire étant montés diamétralement opposés et en opposition de polarité. L'invention sera décrite maintenant plus en détail en référence aux figures annexées, données uniquement à titre d'exemple et dans lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif de réduction du tartre selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective d'un bloc formant disque du dispositif de la figure 1, - la figure 3 est une vue de dessus du disque de la figure 2, - la figure 4 est une vue de dessus d'un disque selon une variante de réalisation, - la figure 5 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif de réduction du tartre selon un deuxième mode de réalisation, et - la figure 6 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif de réduction du tartre selon un troisième mode de réalisation. Comme plus particulièrement visible sur les figures 1, 5 et 6, l'invention concerne un dispositif 10 de réduction du tartre comprenant un réservoir 12, interposé dans une installation non représentée, dans lequel l'eau circule depuis une entrée 14 de l'eau dans le réservoir 12 jusqu'à une sortie 16 de l'eau hors du réservoir 12. Il s'agit notamment d'une installation de chauffage, de climatisation ou de distribution d'eau. Comme visible sur les figures, l'entrée 14 est disposée dans le fond du réservoir 12 tandis que la sortie 16 est en partie haute du réservoir 12. Le sens de circulation de l'eau est indiqué par des flèches F. Le réservoir 12 est de forme générale cylindrique et comprend une paroi latérale 18 munie d'au moins un bloc 20 de traitement magnétique de l'eau. Ce au moins un bloc 20 est d'une forme dont les contours épousent les contours de la partie du réservoir à laquelle il est destiné à être solidarisé. En l'occurrence, le bloc 20 est cylindrique, c'est-à-dire qu'il est de la forme d'un disque. Comme plus particulièrement visible sur les figures 2 et 3, le bloc formant disque 20 comprend un trou 22 de passage de l'eau à travers le disque 20 s'étendant sur toute l'épaisseur e du disque 20 depuis une entrée 24 de l'eau dans le disque jusqu'à une sortie 26 de l'eau hors du disque. Le disque 20 comprend également deux paires de deux aimants 28a, 28b, et 30a, 30b qui assurent un traitement magnétique de l'eau lors de son passage dans le trou 22. Les aimants 28a à 30b, sont dirigés parallèlement à l'axe longitudinal du trou de passage 22, en étant disposés en périphérie de ce trou 22. Les aimants s'étendent sur toute l'épaisseur e du disque 20. Les aimants 28a à 30b et le trou sont donc sensiblement de la même longueur e. Sur les figures, les aimants sont des parallélépipèdes mais toute forme adaptée est également couverte dans le cadre de l'invention. En particulier, les aimants 28a à 30b peuvent être des disques ou des cylindres dont l'axe principal est orthogonal à la direction principale X du réservoir 12. Les aimants 28a, 28b et 30a, 30b d'une même paire sont diamétralement opposés, et deux aimants adjacents sont à 90° l'un de l'autre. Les aimants 28a, 28b et 30a, 30b d'une même paire sont en opposition de polarité. Ainsi, comme représenté à la figure 3, les aimants 28a et 30a présentent leur pôle sud en direction du trou de passage 22 tandis que les aimants 28b et 30b présentent leur pôle nord en direction du trou 22. Chacun des aimants 28a à 30b génère un champ magnétique, de sorte que l'eau s'écoulant à travers le trou 22 est soumise aux quatre champs magnétiques, ce qui empêche la cristallisation incrustante du tartre. En d'autres termes, comme visible à la figure 3, l'aimant 28a présente son pôle sud au fluide, l'aimant 30b, à 90° de l'aimant 28a, son pôle nord, l'aimant 28b, à 180° de l'aimant 28a, son pôle nord et l'aimant 30a, à 270° de l'aimant 28a, son pôle sud. Cette configuration assure une attirance nord sud pour les aimants d'une même paire disposés face à face l'un de l'autre et une répulsion sud sud et nord nord pour les aimants adjacents. Ces deux répulsions allongent les champs vers l'intérieur du trou du passage en formant deux angles idoines pour influencer de manière optimum le fluide à traiter. Les aimants 28a à 30b sont avantageusement de type Néodyme-Fer-Bore, et les champs magnétiques générés sont de l'ordre de 14 000 Gauss. Comme plus particulièrement visible à la figure 2, le trou 22 et les aimants 28a à 30b sont noyés dans l'épaisseur e du disque 20, c'est-à-dire que le disque est réalisé par injection d'une matière inerte, telle qu'une matière plastique, dans un moule comprenant une matrice munie d'un tube destiné à former le trou de passage 22 et équipé des aimants 28a à 30b configurés comme précédemment décrit. La matière injectée après polymérisation, génère le trou 22 et les aimants 28a à 30b à sa périphérie. Le disque 20 ainsi réalisé est un bloc monolithique et parfaitement étanche. Le trou 22 constitue la seule voie de passage de l'eau au travers du disque 20 et les aimants 28a à 30b ne sont éloignés du fluide que par l'épaisseur du tube formant trou de passage 22, épaisseur qui est par exemple de l'ordre de 2 mm. Selon le mode de réalisation illustré à la figure 1, le réservoir 12 comprend un unique disque 20 muni d'un trou 22 et disposé de sorte que le trou 22 est dirigé dans la direction générale F de l'eau dans le réservoir 12 qui coïncide avec la direction principale X du réservoir 12. Ainsi, l'eau pénètre dans le réservoir 12 par l'entrée 14 connectée à l'installation d'écoulement d'eau non représentée, circule dans le réservoir 12 jusqu'à atteindre le disque 20 qu'elle ne peut traverser que par le trou 22. Pendant son passage dans le trou 22, l'eau est soumise aux quatre champs magnétiques générés par les aimants 28a à 30b, ce qui empêche la cristallisation incrustante du tartre. En sortant du trou 22, l'eau continue de circuler dans le réservoir 12 jusqu'à la sortie 16 puis pénètre dans une canalisation de l'installation d'écoulement d'eau. Ainsi, l'eau sortant du réservoir 12 est traitée magnétiquement. On note que d'autres variantes du disque 20 sont possibles sans sortir du cadre de la présente invention. Ainsi, comme représenté à la figure 4, le disque 20 peut être muni de plusieurs trous de passage 22, chacun des trous étant entouré, comme précédemment décrit, par deux paires d'aimants diamétralement opposés, les aimants d'une paire étant en opposition de polarité et deux aimants adjacents étant à 90° l'un de l'autre. Selon les modes de réalisation illustrés aux figures 5 et 6, le réservoir 12 comprend au moins deux disques 20, chaque disque 20 étant muni de plusieurs trous de passage 22 auxquels sont associés les aimants déjà décrits. Les disques 20 sont parallèles les uns aux autres et dirigés parallèlement à l'axe principal X du réservoir 12. Les disques 20 sont espacés les uns des autres, de sorte qu'ils constituent des étages discontinus de traitement de l'eau. Ainsi, l'eau pénètre dans le réservoir 12 par l'entrée 14 et traverse successivement chaque disque 20 par les trous 22 constituant les seules voies de passage de l'eau à travers chaque disque 20 ; l'eau est traitée magnétiquement dans chaque trou 22. Ensuite, l'eau est évacuée du réservoir 12 par la sortie 16 et pénètre dans une canalisation non représentée de l'installation d'eau. Selon le mode illustré à la figure 5, le réservoir 12 comprend trois disques 20 identiques et chaque disque 20 comprend deux trous 22-1 et 22-2. Les trous 22-1 sont disposés dans le prolongement les uns des autres, de même que les trous 22-2 sont dans le prolongement les uns des autres. Ainsi, la circulation de l'eau dans le réservoir 12 est essentiellement linéaire, et, de ce fait, l'écoulement de l'eau est laminaire. Selon le mode de réalisation illustré à la figure 6, le réservoir 12 comprend deux disques 20, le disque 20a disposé à proximité de l'entrée 14 comprenant un unique trou 22, tandis que l'autre disque 20b, plus proche de la sortie 16, est muni de deux trous 22-1 et 22-2. Les deux trous 22-1 et 22-2 du second disque 20b sont décalés angulairement par rapport à la position du trou 22. Ainsi, la circulation de l'eau dans le réservoir 12 est sinueuse, ce qui rend l'écoulement d'eau turbulent. Le dispositif de réduction du tartre 10 est avantageusement muni d'un circulateur, tel qu'une pompe motorisée, afin de forcer l'écoulement de l'eau dans le dispositif depuis l'entrée 14 jusqu'à la sortie 16 et d'en contrôler le flux. Le dispositif 10 de réduction du tartre comprend avantageusement des moyens de réinjection du fluide depuis la sortie du réservoir dans l'entrée du réservoir, de sorte qu'au moins une partie du fluide déjà traité circule à nouveau dans ledit réservoir. Ces moyens de réinjection comportent avantageusement une pompe qui entraîne une partie de l'eau filtrée dans une canalisation de réinjection depuis une extrémité d'introduction piquée dans la partie haute du réservoir et disposée au dessus du disque 20 le plus proche de la sortie 16 du réservoir 12, jusqu'à une extrémité de réinjection disposée en dessous du disque 20 le plus proche de l'entrée 14, par laquelle l'eau pénètre à nouveau dans le réservoir 12. Les moyens de réinjection 20 comprennent également des moyens de régulation du débit de l'eau dans la canalisation de réinjection, ledit débit étant fonction notamment du débit de circulation du fluide dans le réservoir et de la dureté de l'eau. On note que le faible diamètre des trous de passage, la re-circulation éventuelle de l'eau dans le réservoir, ainsi que la structure monolithique de chaque disque permettent que toute l'eau circulant dans l'installation via le dispositif de réduction du tartre soit efficacement traitée contre le tartre, et ce, quel que soit le débit d'eau. L'invention concerne également un procédé de réalisation d'un bloc monolithique 20 tel que décrit précédemment et qui comprend une étape de moulage consistant à injecter de la matière dans un moule dans lequel ont été disposés une matrice munie d'un tube, pour générer un trou de passage 22 et équipé de deux paires d'aimants 28a, 28b, 30a, 30b. En d'autres termes, la matrice comprend un tube destiné à former le trou de passage et sur lequel sont rapportés les aimants 28a, 28b, 30a, 30b. A l'issue de cette étape, le trou de passage 22 et les aimants 28a, 28b, 30a, 30b constituent un bloc monolithique, étanche, formant un disque 20. Etant donné que le trou 22 et les aimants 28a, 28b, 30a, 30b sont dirigés parallèlement et sont de même longueur, les aimants et le trou sont noyés dans la matière du disque 20 et s'étendent sur toute son épaisseur e. REVENDICATIONS1. Dispositif de réduction du tartre dans une installation d'écoulement d'un fluide liquide, comprenant un réservoir (12) muni d'une entrée (14) de fluide dans le réservoir (12) et d'une sortie (16) de fluide hors du réservoir (12), ledit réservoir (12) étant équipé d'au moins un bloc monolithique (20) comprenant au moins un trou de passage (22) du fluide à travers le bloc (20) et deux paires d'aimants (28a, 28b, 30a, 30b) disposés autour de ledit au moins un trou de passage (22), chaque aimant (28a, 28b, 30a, 30b) étant monté noyé dans la matière constituant le bloc (20), et les aimants (28a, 28b, 30a, 30b) d'une même paire étant montés diamétralement opposés et en opposition de polarité. 2. Dispositif de réduction du tartre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les aimants (28a, 28b, 30a, 30b) du au moins un bloc (20) sont parallélépipédiques ou cylindriques, dirigés parallèlement à ledit au moins un trou de passage (22) en étant montés en regard les uns des autres. 3. Dispositif de réduction du tartre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux blocs monolithiques (20) disposés parallèlement l'un à l'autre en étant espacés, de sorte que les trous de passage (22) du fluide sont parallèles entre eux. 4. Dispositif de réduction du tartre selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les trous de passage (22) d'un bloc monolithique (20) sont chacun dans le prolongement des trous de passage (22) du au moins un bloc adjacent (20). 5. Dispositif de réduction du tartre selon la revendication 3, caractérisé en ce les trous de passage (22) d'un bloc (20) sont décalés angulairement par rapport aux trous de passage (22) du au moins un bloc adjacent (20). 6. Dispositif de réduction du tartre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réinjection du fluide depuis la sortie (16) du réservoir (12) dans l'entrée (14) du réservoir (16), de sorte qu'au moins une partie du fluide déjà traité circule à nouveau dans ledit réservoir (12). 7. Dispositif de réduction du tartre selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de réinjection comprennent une pompe. 8. Dispositif de réduction du tartre selon l'une des revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les moyens de réinjection du fluide dans le réservoir comprennent des moyens de régulation du débit en fonction notamment du débit de circulation du fluide dans le réservoir et de la dureté du fluide. 9. Procédé de réalisation d'un bloc monolithique (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de moulage consistant à injecter de la matière dans un moule dans lequel ont été disposés une matrice pour former un trou de passage (22) et au moins deux paires d'aimants (28a, 28b, 30a, 30b). 10. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la matrice comprend un tube destiné à former le trou de passage (22) et sur lequel sont rapportés les aimants (28a, 28b, 30a, 30b).