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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
BREVET D'INVENTION
EMI1.1
tlaurice VANDERBORGHT "Dispositif et procédé pour le traitement électrique d'un liquide"
La présente invention est relative à un dispositif pour le traitement électrique d'un liquide conducteur de l'électricité comprenant des moyens permettant de faire traverser le liquide à traiter pur un courant électrique variable d'une faible densité efficace maximum.
Dans le but d'empêcher la formation d'incrustations dans les chaudières alimentées en eau calcaire, on a proposé de faire passer cette eau entre deux électrodes reliées à une source de courant variable d'une intensité efficace comprise entre 0,03 et 0,527 microampère par centimètre carré, cette intensité étant mesurée à la surface de l'une des électrodes.
Le contact du liquide à traiter avec les électrodes provoque parfois une altération superficielle de celles-ci altérant la répartition du courant, ce qui est préjudiciable au bon fonction- nement .
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Dans le même but, on a proposé d'agir sur le liquide à treiter par induction électro-magnétique engendrant dans le liquide dcs courants de Foucault qui ont sur celui-ci un effet analogue à celui du courant variable amené par les électrodes susdites. Les courants de Foucault engendrés doivent avoir une intensité efficace comprise entre 0,01 et 1 micro ampère par centimètre carré de surface de liquide offerte au traitement et, de préférence, entre 0,1 et 0,15 micro-ampère par centimètre carré,
Ce dispositif présente l'inconvénient d'être relativement compliqué, d'exiger plus de courent que le précédent et de rester dépend nt de la résistance du liquide traiter.
La présente invention a comme objet un dispositif qui ne présente pas les inconvénients susdits.
A cet effet, le dispositif suivant l'invention comprend au moins un condensateur alimenté en courant variable et dont une armature est constituée par le liquide en traitement qui est au contact d'une paroi isolante constituant le diélectrique du condensateur considéré.
Suivant une forme de réalisation avantageuse, le liquide en traitement constitue une armature commune à deux condensateur; traversés en série par le courant variable.
Dans ce cas, on peut facilement utiliser une matière diélectrique qui n'est pas attaquée même par des liquides qui corodent généralement les métaux.
Dans un cas particulier donnant lieu à une variation de l'intensité efficace du courant per lequel le liquide est traité, l'une des armatures non communes aux deux condensateurs est disposée disymétriquement par rapport un plan qui est perpen- diculaire à la direction de circulation entre elles du liquide à traiter et par rapport auquel l'autre armature est disposée symétriquement.
Cette variation dé l'intensité efficace du courant, qui
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est avantageuse en pratique, est obtenue de cette façon sans variation du courant dans le circuit d'alimentation des condensa- teurs.
Un autre moyen particulier permettant de réaliser une variation de l'intensité efficace du courant sans variation du courant d'alimentation des condensateurs oonsiste à employer un dispositif dans lequel le liquide qui constitue l'armature commune aux deux condensateurs susdits circule dans une enceinte dont la forme est telle que l'épaisseur de la couche de liquide en traitement, comptée suivant les lignes de force du champ électrique créé soit différente d'une section à une autre considérée perpendiculairement à la direction générale de déplacement du liquide dans l'enceinte de traitement.
Dans la description de la mise en oeuvre des dispositifs connus rappelés plus haut on ne trouve aucune indication au sujet de la fréquence du courant variable à utiliser. Mais la pratique montre que les limites rappelées plus haut entre lesquelles l'intensité efficace du courant variable doit être maintenue pour que le traitement de l'eau calcaire soit obtenu, conviennent lorsque la fréquence du courent d'alimentation est la fréquence habituelle de 50 périodes par seconde.
Jusqu'à présent, on ne s'est jamais demandé si un traitement analogue pouvait être appliqué en se servant d'un courent variable d'une fréquence sensiblement différente de 50 périodes par seconde ni, à plus forte raison, si l'intensité efficace de ce courant devait être maintenue entre les mêmes limites pour d'autres fréquences.
Or, on a constaté, de manière surprenante, que, pour obtenir des résultats satisfaisants, il faut que l'intensité efficace soit maintenue entre des limites qui dépendent de la fréquence du courant d'alimentation. Il résulte d'essais que cette intensité augmente avec la fréquence et cela d'une manière qui semble être proportionnelle à la racine carrée de la filé-
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quence par seconde.
Par application de cette nouvelle règle technique, suivant l'invention, on utilise un courant d'une intensité efficace par centimétre carré de surface du liquide offerte au traitement, comprise entre, d'une part, le produit de 0,00143 microampèr par laracine carrée de la fréquence par seconde et, d'autre part, le produit de 1,43 microampère par 1a racine carrée de 1a fréquence par seconde.
L'intensité efficace du courant utilisé par centimètre carré de surface du liquide offerte au traitement est avanta- geusement comprise entrr, d'une part, le produit de 0,0143 microampère par la racine carrée de la fréquence par seconde et, d'autre part, le produit de 0,0214 microampère par la racine carrée de la fréquence par seconde .
De préférence, cette intensité efficace est sensiblement égale au produit de 0,018 micro ampère par la racine carrée de la fréquence par seconde.
Ces relations entre l'intensité efficace du courant utilise et la fréquence de ce courant par seconde sont vraies quel que soit le dispositif utilisé pour engendrer le courant variable au sein du liquide.
On a également constaté, au cours d'essais que l'on peut avantageusement traiter par le procédé susdit d'autres liquides que des eaux calcaires dont on désire empêcher les sels cil caires dissous de se déposer sous forme d'incrustation sur des parois chauffées.
On a, par exemple, constaté que des fibres naturelles, végétales ou animales, ou des fibres artificielles lavées au moyen d'eau ayant subi un traitement électrique dans les conditions indiquées ci-dessus ont une plus grande résistance mécanique. On a constaté également que le traitement suivant l'invention peut améliorer les qualités nutritives de certains aliments, faciliter l'extraction de substances incluses dans
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certains produits naturels, augmenter l'éclat de certains colorants, augmenter la quantité de mousse provenant d'une savonnée donnée.
D'autres particularités et détails de l'invention apparattront au cours de la description des dessins annexés eu présent mémoire, qui représentent schématiquement et à titre d'exemple seulement quelques formes de réalisation d'un dispositif suivant l'invention.
La figure 1 représente schématiquement en perspective une forme de réalisation d'un dispositif suivant l'invention.
Les figures 2 à 5 sont des coupes transversales dans diffé- rentes variantes de ce dispositif.
La figure 6 est une coupe longitudinale suivant la ligne Vl - Vl de la figure 7 dans une autre forme de réalisation d'un dispositif suivant l'invention.
La figure 7 est une coupe transversale suivant la ligne Vll - v11 de la figure 6.
Les figures 8 et 9 représentent schématiquement en perspec- tive deux autres formes de réalisation d'un dispositif suivant l'invention.
La figure 10 représente, en perspective, après coupe partielle, une autre forme de réalisation d'un dispositif suivant l'invention.
La figure 11 est une coupe longitudinale suivant la ligne Xl - Xl de la figure 12 d'une autre forme de réalisation d'un dispositif suivant l'invention.
La figure 12 est une coupe transversale suivant la ligne Xll - Xll de la figure 11.
La figure 13 est un schéma d'un circuit d'alimentation d'un dispositif suivant l'invention.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques. A la figure 1, on a représenté un dispositif pour le
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traitement électrique d'un liquide conducteur de l'électricité, par exemple d'eau chargée de sel calcaire, qui comprend deux condensateurs alimentés cn courant variable.
Une des armatures d'un de ces condensateurs est constituée par une feuille métallique 2 connectée à une source de courant par un conducteur variable/3 et appliquée à l'extérieur d'une des parois 4 d'un mince conduit 5 en matière diélectrique dont la section trans- versale est carrée. Ce conduit est destine'=, à être parcouru par l'eau calcaire à traiter.
A l'extérieur de la paroi 6 opposée à la naroi 4, est appliquée une feuille métallique 7 connectée par un conducteur 8 à la même source de courant variable que le conducteur 3. Cette feuille métallique est disposée exactement en regard de la feuil- le métallique 3. Elle con st itue une des armatures du deuxième condensateur du dispositif suivant l'invention. Ces deux condensa- teurs ont une armature commune qui est constituée par le liquide en traitement.
Si la source de courant variable a, par exemple, une fréquence de 50 périodes par seconde, le courant à appliquer à l'Pau calcaire pour empêcher que les sels calcaires puissent former des incrustations sur des parois chaudes, a avantageu- sement une intensité effieage par centimètre carré de surface du liquide offerte au traitement entre les armatures 3 et 7, comprise entre 0,1 microampère et 0,15 micro ampère.
Ce courant a, de préférence, une intensité efficace de 0,125 microampère car centimètre carré de la surface susdite Le traitement peut, toutefois, être appliqué pour des intensités efficaces de courant sortant des limites susdites, à condition que ces intensités soient, par exemple, comprises entre 0,01 microampère et 10 microampères par centimètre carré de surface offerte au traitement du liquide.
L'intensité du courant variable à appliquer peut être déterminée facilement en fonction de la capacité des condensa- teurs montés en série dans le circuit alimenté par la source de
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courant. Cette capacité dépend notamment de la surface des armatures et de l'épaisseur ainsi que de la composition des diélectriques.
La surface des armatures est déterminée en pratique par la condition qu'il faut que le liquide soit soumis au trai- tement pendant un temps minimum de l'ordre de grandeur d'une seconde. Il importe donc de connaître le débit maximum d liquide à traiter pour déterminer la grandeur des armatures telles que 2 et 7.
La forme de la section transversale du conduit 5 peut, en principe, être quelconque. A la figure 2, on a représente un conduit de section rectangulaire; à la figure 3, un conduit de seotion circulaire et à la figure 4, un conduit de section annu- laire. Ce dernier dispositif comprend deux enceintes en matière diélectrique 9 et 10 disposées l'une dans l'autre et entre lesquelles le liquide à traiter 11 peut séjourner. Les faces de ces enceintes opposées à celles en contact avec le liquide sont en contact avec des feuilles métalliques 2 et 7 connectées à la source de courant comme indiqué à propos des figures préoé- dentes.
Les armatures des condensateurs autres que le liquide à traiter ne doivent pas nécessairement être constituées par des feuilles métalliques. Elles peuvent, par exemple, être formées par un liquide conducteur en contact avec les parois @ à celles diélectriques sur les faces/opposée de¯ces paroi /qui sont en contact avec le liquide à traiter.
A la figure 5, on a représenté un dispositif de ce genre dans lequel l'enceinte 9 est entourée d'un liquide 12 contenu dans une cuve en matière diélectrique 13. Ce liquide 12 est connecté à la source de courant variable par une électrode 14 qui y est immergée. L'enceinte 10 contient un liquide conduc- teur 15 cormecté à la source de courant grâce à une électrode 16 qui y est immergée.
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Aux figures 6 et 7, on a représenté un dispositif suivant l'invention dans lequel les armatures métalliques 2 et 7 appli- d' quées à l'extérieur un mince conduit en verre 5 ne sont pas disposéesexactement en regard l'un: de l'autre. En d'autres ternes, l'une des armatures, par exemple 7, est disposée disY- métriquement per rapport à un plan 17 qui est perpendiculaire à la direction X de circulation du liquide 11 entre les armatu- res 2 et 7. L'armature 2 est, par contre, disposée symétrique- ment par rapportàce plan.
Grâce à cette disposition des armatures, le liquide 11 passant antre celles-ci est soumisà une variation de l'intensi- té efficace du courant qui le traverse pendant le traitement.
Cette intensité efficace croit d'abord vers un maximum lorsque le liquide s'avance vers la zone où les deux armatures 2 et 7 sont en regard l'une de l'autre, puis elle décroît lorsque le liquide s'éloigne de cette zône.
Le conduit 5 et les armatures 2 et 7 des figures 6 et 7 sont logés dans un tube de résistance mécanique convenable, par exemple, dans un tube 18 dont ils sont séparés par une couche de matière isolante telle que de la paraffine 19.
Des bourrages 20 sont prévus pour empêcher que le liquide à traiter ne puisse s'infiltrer entre le conduit 5 et le tube 18 et entrer ainsi en contact avec les armatures métalliques des condensateurs. Des platraux 21 en métal ou en toute autre matière résistante sont serrés à l'aide de boulons 23 aux extrémités de l'ensemble qui vient d'être décrit, des joints étanches 23 étant avantageusement disposés en contact de ces plateaux. ceux-ci, sont fixés des raccords 24 destinés à relier le dispositif à la canalisation dans laquelle le liquide à traiter circule.
On peut aussi réaliser une variation de l'intensité efficace du courant de traitement d'un point à l'autre du trajet suivi par la veine de liquide à traiter en faisant
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circuler ce liquide dens une enceinte dont la forme est telle que l'épaisseur de le couche de liquide en traitement comptée suivant les lignes de force du champ électrique créé dans ce liquide soit différente d'une section à une autre considérée perpendiculairement à la direction générale de déplacement du liquide dans l'enceinte de traitement.
A la figure 8, on a représenté un dispositif dans lequel la distance entre les armatures varie d'une extrémité à l'autre du conduit 5 traversé par le liquide à traiter dans le sens de la flèche X. Cette distance augmente de l'entrée vers la sortie à de ce conduit. Celui-ci a, xx son entrée, une section carrée et, à sa sortie, une section rectangulaire de même aire. La section de passage offerte au liquide reste ainsi à peu près constante sur toute la longueur du conduit.
La variation de distance entre les armatures peut évidem- ment se faire autrement que de la façon représentée à la figure 8.
La figure 9 représente, à titre d'exemple, une de ces autres façons. On y voit que l'armature 2 se rapproche d'abord de l'armature 7 pour s'en éloigner ensuite quand on se déplace dens la direction générale de circulation du courant.
La figure 10 représente un autre dispositif dans lequel on réalise une variation de l'épaisseur de la veine de/liquide à traiter le long du trajet suivi par cette veine en cours de traitement. Dans ce dispositif, un noyau d'épaisseur variable 25 est prévu dans le conduit 5 sur une partie de la longueur de ce conduit recouverte par les armatures 2 et 7. Par ce noyau, on fait donc varier l'épaisseur de la couche liquide traitée, dans la zone soumise au champ électrique.
Au lieu de deux condensateurs en série présentant une armature commune constituée par le liquide à traiter, le dispo- sitif suivant l'invention peut ne comprendre qu'un seul conden- sateur dont le liquide à traiter constitue une des armatures.
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Un dispositif de l'espèce est représente aux figures 11 et 12.
Il comprend un mince conduit en verre 5 entouré d'une armature métallique 26 connectée une source dE, courant variable par le conducteur 3. Dans ce conduit,circule le liquide à traiter 11 qui joue le rôle de deuxième armature pour le condensateur grâce au fait qu'une électrode 27 connectée au conducteur 8 plonge dans ce liquide. Cotte électrode est Portée par des bras tels que 28 solidaires d'un anneau 29. Des boulons 30 servent à appliquer le plateau 21 contre un rebord 31 d'un cylindre 32 jouant le même rôle que le tube 18 des figures 6 et 7.
Quelle que soit la forme de réalisation adoptée, les conducteurs 3 et 8, au lieu d'être connectés directement à une source de courant variable, peuvent être connectés à des appareils intermédiaires ayant comme effet d'adapter les caractéristiques du courant d'alimentation au ces envisagé.
A la figure 13, on a représenté une source de courant alternatif 32 connectée à un transformnteur 33 qui alimente un oscillateur 34, La fréquence des oscillations engendrées dans ce dernier appareil peut être réglée à volonté. On peut évidemment utiliser un oscillateur à haute fréquence. L'oscillateur 34 est connecté à un modulateur 35 qui peut servir à moduler, soit l'amplitude du courant variable, soit la fréquence de ce courant. Enfin, le modulateur 35 est connecté à un amplifica- teur 36 auquel aboutissent les conducteurs 3 et 8 aboutissant, d'autre/s part, au dispositif suivant l'invention représenté schématiquement en 37.
On peut monter toutes les formes de réalisation du dispositif suivant l'invention en série avec une bobine de self induction dont le self induction est choisie en fonction de la fréquence du courant variable utilisé et de la capacité du ou des condensateurs de façcon à réaliser dans le circuit la résonance exprimée par la relation :2 L C = 1, dans laquelle @ désigne la fréquence du courant, L la self inductjon du circuit
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d'alimentation et C la capacité de ce circuit.
Lorsque la résonance existe, on peut, pour une tension d'alimentation donnée, utiliser un diélectrique plus épais ou faire passer dans l'appareil un courant plus intense
Le réglage du courant dans le circuit d'alimentation peut s'obtenir à l'aide d'une résistance variable avantageusement réalisée de façon que sa self-induction soit négligeable.
Le dispositif suivant l'invention présente l'avantage que l'intensité du courant est pratiquement indépendante de la oonduc tibilité électrique du liquide à traiter parce que la résistance électrique de ce liquide est, dans la plupart des cas, négligeable devant la réactance du ou des condensateurs.
Dans le cas de la forme de réalisation ne comprenant qu'un seul condensateur dont le liquide à traiter constitue une des armatures, les altérations de l'électrode plongée dans ce liquide sont moins nuisibles que dans le cas où le liquide est en contact avec deux électrodes reliées chacune à une des bornes de la source de courant alternatif.
Dans ce qui précède, il a été question plus spécialement du traitement d'une eau calcaire en vue d'empêcher les sels calcaires de former des inerustations sur des parois chauffées.
Le traitement de l'eau peut être avantageux dans d'autres cas que celui où cette eau doit passer dans des conduits chauffés, D'autre part, il est à remarquer qu'on peut avantageusement traiter au moyen des dispositifs suivant l'invention d'autres liquides que de l'eau calcaire. Des exemples d'emploi de liquides de ce genre traités de cette façon ont déjà été donnés plus avant.
Pour que le traitement électrique de liquides suivant l'invention donne de bons résultats, il faut que l'intensité efficace du courant variable traversant le liquide en traitement soit maintenue' entre certaines limites qui dépendent de la fréquence du courant variable utilisé. On a déterminé par
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expérience que ce courant variait à peu près proportionnellement à la racine carrée de la fréquence par seconde. Différentes intensités efficaces peuvent êtrp appliquées pourvu qu' elles soient comprises entre le nroduit de 0,00143 microsmpère par la racine carrée de la fréquence par seconde et le produit de 1,43 microampère par cette même racine carrée.
L'intensité efficace est avantageusement comprise entre le produit de 0,0145 microampère par la racine carrée susdite et 0,0214 microampère par cette même racine carrée. De préférence, l'intensité efficace est choisie sensiblement égale au produit de 0,018 microampère par la racine carrée de la fréquence par seconde.
En appliquant cette loi, au cas d'une fréquence de 50 périodes par seconde, on retrouve les données qui ont été citées plus haut à propos de la description de la figure 1.
Si la fréquence du courant d'alimentation est, par exemple, de 5000 périodes par seconde, fréquence qui peut être obtenue facilement à l'aide d'un oscillateur électronique, l'intensité du courant est dix fois supérieure. Il neuf donc arriver,en choisissant une fréquence suffisamment élevée, que la limite inférieure de l'intensité efficace pour laquelle le traitement peut être appliqué soit supérieure à la limite supérieurs de l'intensité efficace applicable dans le cas d'un courant à très basse, fréquence.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée aux formes de réalisation représentées et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation, à condition que ces modifications ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications suivantes.
REVENDICATIONS.
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PATENT
EMI1.1
tlaurice VANDERBORGHT "Device and method for the electrical treatment of a liquid"
The present invention relates to a device for the electrical treatment of an electrically conductive liquid comprising means making it possible to cause the liquid to be treated pure to pass through a variable electric current with a low maximum effective density.
In order to prevent the formation of encrustations in boilers supplied with hard water, it has been proposed to pass this water between two electrodes connected to a variable current source with an effective intensity of between 0.03 and 0.527 microampere. per square centimeter, this intensity being measured at the surface of one of the electrodes.
The contact of the liquid to be treated with the electrodes sometimes causes a superficial alteration of the latter, altering the distribution of the current, which is detrimental to proper operation.
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For the same purpose, it has been proposed to act on the liquid to be treated by electromagnetic induction generating in the liquid dcs eddy currents which have on the latter an effect similar to that of the variable current supplied by the aforementioned electrodes. The eddy currents generated must have an effective intensity of between 0.01 and 1 microampere per square centimeter of liquid surface offered to the treatment and, preferably, between 0.1 and 0.15 micro-amps per square centimeter,
This device has the drawback of being relatively complicated, of requiring more current than the previous one and of remaining dependent on the resistance of the liquid to be treated.
The present invention relates to a device which does not have the aforementioned drawbacks.
To this end, the device according to the invention comprises at least one capacitor supplied with variable current and one armature of which is formed by the liquid being treated which is in contact with an insulating wall constituting the dielectric of the capacitor in question.
According to an advantageous embodiment, the liquid being treated constitutes a common reinforcement with two capacitors; traversed in series by the variable current.
In this case, one can easily use a dielectric material which is not attacked even by liquids which generally corrode metals.
In a particular case giving rise to a variation in the rms intensity of the current through which the liquid is treated, one of the reinforcements not common to the two capacitors is arranged disymmetrically with respect to a plane which is perpendicular to the direction of flow. between them the liquid to be treated and relative to which the other armature is arranged symmetrically.
This variation in the rms intensity of the current, which
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is advantageous in practice, is obtained in this way without variation of the current in the supply circuit of the capacitors.
Another particular means making it possible to achieve a variation of the rms intensity of the current without variation of the supply current of the capacitors oonsiste to use a device in which the liquid which constitutes the reinforcement common to the two aforesaid capacitors circulates in an enclosure whose shape is such that the thickness of the layer of liquid being treated, counted along the lines of force of the electric field created, is different from one section to another considered perpendicular to the general direction of movement of the liquid in the treatment enclosure .
In the description of the implementation of the known devices recalled above, there is no indication of the frequency of the variable current to be used. But practice shows that the limits recalled above between which the rms intensity of the variable current must be maintained so that the treatment of hard water is obtained, are suitable when the frequency of the supply current is the usual frequency of 50 periods. per second.
Until now, it has never been asked whether a similar treatment could be applied by using a variable current of a frequency appreciably different from 50 periods per second nor, a fortiori, if the effective intensity of this current had to be kept between the same limits for other frequencies.
Now, it has been found, surprisingly, that, in order to obtain satisfactory results, the rms intensity must be kept between limits which depend on the frequency of the supply current. It results from tests that this intensity increases with the frequency and that in a way which seems to be proportional to the square root of the thread.
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quence per second.
By application of this new technical rule, according to the invention, a current is used with an effective intensity per square centimeter of surface area of the liquid offered to the treatment, ranging between, on the one hand, the product of 0.00143 microamper by the root of the frequency per second and, on the other hand, the product of 1.43 microamperes times the square root of the frequency per second.
The effective intensity of the current used per square centimeter of surface of the liquid offered to the treatment is advantageously included between, on the one hand, the product of 0.0143 microamperes by the square root of the frequency per second and, on the other hand Hand, the product of 0.0214 microamperes times the square root of the frequency per second.
Preferably, this effective intensity is substantially equal to the product of 0.018 microamperes times the square root of the frequency per second.
These relationships between the effective intensity of the current used and the frequency of this current per second are true regardless of the device used to generate the variable current within the liquid.
It has also been observed, during tests that one can advantageously treat by the aforesaid process other liquids than hard water of which it is desired to prevent the dissolved eyelash salts from being deposited in the form of encrustation on heated walls. .
It has, for example, been found that natural fibers, plant or animal, or artificial fibers washed with water having undergone an electrical treatment under the conditions indicated above have a greater mechanical strength. It has also been found that the treatment according to the invention can improve the nutritional qualities of certain foods, facilitate the extraction of substances included in
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certain natural products, increase the brightness of certain dyes, increase the quantity of foam coming from a given soap.
Other features and details of the invention will become apparent from the description of the drawings appended to this specification, which schematically and by way of example only show a few embodiments of a device according to the invention.
FIG. 1 schematically shows in perspective an embodiment of a device according to the invention.
Figures 2 to 5 are cross sections in different variations of this device.
FIG. 6 is a longitudinal section along the line Vl - Vl of FIG. 7 in another embodiment of a device according to the invention.
Figure 7 is a cross section taken on the line VII - v11 of Figure 6.
FIGS. 8 and 9 schematically show in perspective two other embodiments of a device according to the invention.
FIG. 10 shows, in perspective, after partial section, another embodiment of a device according to the invention.
Figure 11 is a longitudinal section along the line Xl - Xl of Figure 12 of another embodiment of a device according to the invention.
Figure 12 is a cross section taken along the line Xll - Xll of Figure 11.
FIG. 13 is a diagram of a power supply circuit of a device according to the invention.
In these different figures, the same reference notations designate identical elements. In Figure 1, there is shown a device for
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electrical treatment of an electrically conductive liquid, for example water laden with limestone salt, which comprises two capacitors supplied with variable current.
One of the plates of one of these capacitors consists of a metal foil 2 connected to a current source by a variable conductor / 3 and applied to the outside of one of the walls 4 of a thin duct 5 of dielectric material, the cross section is square. This conduit is intended '=, to be traversed by the hard water to be treated.
On the outside of the wall 6 opposite the naroi 4, is applied a metal foil 7 connected by a conductor 8 to the same variable current source as the conductor 3. This metal foil is arranged exactly opposite the foil. metallic 3. It constitutes one of the reinforcements of the second capacitor of the device according to the invention. These two capacitors have a common armature which is formed by the liquid being treated.
If the variable current source has, for example, a frequency of 50 periods per second, the current to be applied to the limestone to prevent the limestone salts from forming encrustations on hot walls, advantageously has an effieage intensity per square centimeter of surface of the liquid offered to the treatment between fittings 3 and 7, between 0.1 microamperes and 0.15 microampere.
This current has, preferably, an effective intensity of 0.125 microampere because square centimeter of the aforesaid surface The treatment can, however, be applied for effective intensities of current beyond the aforesaid limits, provided that these intensities are, for example, included / understood between 0.01 microamperes and 10 microamperes per square centimeter of surface offered to the treatment of the liquid.
The intensity of the variable current to be applied can be easily determined as a function of the capacitance of the capacitors connected in series in the circuit supplied by the power source.
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current. This capacity depends in particular on the surface of the reinforcements and on the thickness as well as on the composition of the dielectrics.
The surface of the reinforcements is determined in practice by the condition that the liquid must be subjected to the treatment for a minimum time of the order of magnitude of one second. It is therefore important to know the maximum flow of liquid to be treated in order to determine the size of the reinforcements such as 2 and 7.
The shape of the cross section of the duct 5 can, in principle, be any. In FIG. 2, a duct of rectangular section is shown; in FIG. 3, a circular seotion duct and in FIG. 4, a duct of annular section. The latter device comprises two enclosures of dielectric material 9 and 10 arranged one inside the other and between which the liquid to be treated 11 can remain. The faces of these enclosures opposite to those in contact with the liquid are in contact with metal sheets 2 and 7 connected to the current source as indicated with regard to the preceding figures.
The reinforcements of the capacitors other than the liquid to be treated need not necessarily be formed by metal sheets. They can, for example, be formed by a conductive liquid in contact with the walls @ to those dielectric on the faces / opposite dēces wall / which are in contact with the liquid to be treated.
In Figure 5, there is shown a device of this type in which the enclosure 9 is surrounded by a liquid 12 contained in a tank of dielectric material 13. This liquid 12 is connected to the variable current source by an electrode 14. which is submerged therein. The enclosure 10 contains a conductive liquid 15 connected to the current source by virtue of an electrode 16 which is immersed therein.
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In Figures 6 and 7, there is shown a device according to the invention in which the metal frames 2 and 7 applied to the outside of a thin glass duct 5 are not arranged exactly opposite one: of the 'other. In other words, one of the reinforcements, for example 7, is arranged disYmetrically with respect to a plane 17 which is perpendicular to the direction X of circulation of the liquid 11 between the reinforcements 2 and 7. The reinforcement 2 is, on the other hand, arranged symmetrically with respect to this plane.
By virtue of this arrangement of the reinforcements, the liquid 11 passing between them is subjected to a variation in the effective intensity of the current which passes through it during the treatment.
This effective intensity first increases towards a maximum when the liquid advances towards the zone where the two reinforcements 2 and 7 are opposite one another, then it decreases when the liquid moves away from this zone.
The conduit 5 and the reinforcements 2 and 7 of Figures 6 and 7 are housed in a tube of suitable mechanical strength, for example, in a tube 18 from which they are separated by a layer of insulating material such as paraffin 19.
Blockages 20 are provided to prevent the liquid to be treated from infiltrating between line 5 and tube 18 and thus come into contact with the metal reinforcements of the capacitors. Plates 21 made of metal or any other resistant material are tightened by means of bolts 23 at the ends of the assembly which has just been described, sealing gaskets 23 being advantageously placed in contact with these plates. these are attached fittings 24 intended to connect the device to the pipe in which the liquid to be treated circulates.
It is also possible to vary the effective intensity of the treatment current from one point to another on the path followed by the stream of liquid to be treated by making
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circulate this liquid in an enclosure the shape of which is such that the thickness of the layer of liquid under treatment, counted along the lines of force of the electric field created in this liquid, is different from one section to another considered perpendicular to the general direction displacement of the liquid in the treatment chamber.
In Figure 8, there is shown a device in which the distance between the reinforcements varies from one end to the other of the conduit 5 through which the liquid to be treated in the direction of arrow X. This distance increases from the inlet. towards the exit to this conduit. This has, xx its entrance, a square section and, at its exit, a rectangular section of the same area. The section of passage offered to the liquid thus remains approximately constant over the entire length of the conduit.
The variation in distance between the reinforcements can obviously be done other than as shown in FIG. 8.
Figure 9 shows, by way of example, one of these other ways. It can be seen that the armature 2 first approaches the armature 7 and then moves away from it when moving in the general direction of flow of the current.
FIG. 10 represents another device in which a variation is made in the thickness of the vein of / liquid to be treated along the path followed by this vein during treatment. In this device, a core of variable thickness 25 is provided in the conduit 5 over part of the length of this conduit covered by the reinforcements 2 and 7. By this core, the thickness of the treated liquid layer is therefore varied. , in the area subject to the electric field.
Instead of two capacitors in series having a common armature formed by the liquid to be treated, the device according to the invention can only comprise a single capacitor of which the liquid to be treated constitutes one of the armatures.
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One such device is shown in Figures 11 and 12.
It comprises a thin glass conduit 5 surrounded by a metal frame 26 connected to a source of E, variable current through the conductor 3. In this pipe, the liquid to be treated 11 circulates which acts as a second armature for the capacitor thanks to the fact that an electrode 27 connected to the conductor 8 is immersed in this liquid. This electrode is carried by arms such as 28 integral with a ring 29. Bolts 30 are used to apply the plate 21 against a rim 31 of a cylinder 32 playing the same role as the tube 18 of FIGS. 6 and 7.
Whatever the embodiment adopted, the conductors 3 and 8, instead of being connected directly to a variable current source, can be connected to intermediate devices having the effect of adapting the characteristics of the supply current to the these considered.
In Figure 13, there is shown an alternating current source 32 connected to a transformer 33 which supplies an oscillator 34. The frequency of the oscillations generated in the latter device can be adjusted at will. We can obviously use a high frequency oscillator. Oscillator 34 is connected to a modulator 35 which can be used to modulate either the amplitude of the variable current or the frequency of this current. Finally, the modulator 35 is connected to an amplifier 36 to which the conductors 3 and 8 terminate, on the other hand, in the device according to the invention shown schematically at 37.
All the embodiments of the device according to the invention can be mounted in series with an induction coil whose induction coil is chosen as a function of the frequency of the variable current used and of the capacity of the capacitor or capacitors to be produced in the circuit the resonance expressed by the relation: 2 LC = 1, in which @ designates the frequency of the current, L the inductor of the circuit
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power supply and C the capacity of this circuit.
When resonance exists, it is possible, for a given supply voltage, to use a thicker dielectric or to pass a more intense current through the device.
The adjustment of the current in the supply circuit can be obtained using a variable resistor advantageously produced so that its self-induction is negligible.
The device according to the invention has the advantage that the intensity of the current is practically independent of the electrical conductivity of the liquid to be treated because the electrical resistance of this liquid is, in most cases, negligible compared to the reactance of the or capacitors.
In the case of the embodiment comprising only a single capacitor of which the liquid to be treated constitutes one of the reinforcements, the alterations of the electrode immersed in this liquid are less harmful than in the case where the liquid is in contact with two electrodes each connected to one of the terminals of the alternating current source.
In the foregoing, it was more specifically the treatment of hard water with a view to preventing hard salts from forming inerustations on heated walls.
The treatment of the water can be advantageous in other cases than that where this water must pass through heated conduits. On the other hand, it should be noted that it is advantageously possible to treat by means of the devices according to the invention d 'other liquids than hard water. Examples of the use of liquids of this kind treated in this way have already been given above.
In order for the electrical treatment of liquids according to the invention to give good results, it is necessary that the effective intensity of the variable current flowing through the liquid being treated is kept between certain limits which depend on the frequency of the variable current used. We determined by
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experience that this current varied roughly in proportion to the square root of the frequency per second. Different effective intensities can be applied as long as they are between the product of 0.00143 microsmpere by the square root of the frequency per second and the product of 1.43 microamperes by that same square root.
The effective intensity is advantageously between the product of 0.0145 microampere by the aforementioned square root and 0.0214 microampere by this same square root. Preferably, the effective intensity is chosen to be substantially equal to the product of 0.018 microamperes times the square root of the frequency per second.
By applying this law, in the case of a frequency of 50 periods per second, we find the data which were cited above with regard to the description of Figure 1.
If the frequency of the supply current is, for example, 5000 periods per second, a frequency which can be easily obtained using an electronic oscillator, the intensity of the current is ten times higher. It therefore happens, by choosing a sufficiently high frequency, that the lower limit of the effective intensity for which the treatment can be applied is greater than the upper limit of the effective intensity applicable in the case of a very low current. , frequency.
It is obvious that the invention is not exclusively limited to the embodiments shown and that many modifications can be made in the form, the arrangement and the constitution of some of the elements involved in its realization, provided that these modifications do not not contradict the purpose of each of the following claims.
CLAIMS.
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