FR2890573A1 - Dispositif, ensemble et procede pour la purification de liquide - Google Patents

Abstract

Ensemble pour la purification de liquide (1) comportant un récipient (3) présentant une paroi latérale limitant latéralement le récipient, un fond chauffé (30) limité périphériquement par lesdites parois latérales et un dispositif (4) pour la purification du liquide (2), le dispositif (4) comprenant un moyen de filtration (41).Le moyen de filtration est prévu pour être immergé et s'étend dans le récipient à une distance du fond chauffé qui est au plus égale à la plus grande longueur entre deux points périphériques opposés du fond et ledit moyen de filtration (41) occupe une surface au moins égale à 10% de la surface de ce fond chauffé, le moyen de filtration délimitant ainsi dans le récipient une partie supérieure et une partie inférieure qui communiquent entre elles par une ouverture de circulation (42) d'au moins 30 mm2 de section de passage.

Description

DISPOSITIF, ENSEMBLE ET PROCEDE POUR LA PURIFICATION DE LIQUIDE

La présente invention concerne, de façon générale, le domaine de la filtration et notamment le domaine de la filtration d'eau pour la préparation de boissons chaudes.

Plus particulièrement, l'invention concerne un ensemble pour la purification de liquide comportant un récipient, tel qu'une bouilloire, présentant une paroi latérale limitant latéralement le récipient, un fond chauffé limité périphériquement par lesdites parois latérales et dans lequel est inséré un dispositif pour la purification du liquide, le dispositif comprenant: - un moyen de filtration de liquide propre à être traversé par le liquide qui est ainsi filtré ; - une structure - support supportant ce moyen de filtration, y compris dans le récipient.

Des liquides et en particulier de l'eau pour la préparation de boissons chaudes doivent être relativement pures et notamment dépourvus de tartre, et autres polluants.

C'est la raison pour laquelle des fabricants de matériels de purification de liquide ont développé diverses solutions visant à filtrer le liquide et à le traiter à l'aide de résines échangeuses d'ions permettant de modifier l'équilibre calco-carbonique de façon à éviter la formation de tartre.

Un ensemble du type précédemment défini, permettant une telle purification du liquide, est par exemple décrit dans le document brevet GB2344507. Ce document décrit un dispositif de filtration en forme de cartouche qui est inséré dans une zone latérale d'un récipient / bouilloire, pour permettre la filtration de l'eau mise en mouvement dans la bouilloire.

Toutefois, i.1 est nécessaire de réduire le temps de filtration et d'augmenter la qualité de la filtration.

Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer un ensemble, et un dispositif adapté pour la réalisation de l'ensemble, l'invention permettant de purifier un liquide durant le temps de chauffe de ce liquide.

A cette fin, l'ensemble de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule défini précédemment, est essentiellement caractérisé en ce que le moyen de filtration est prévu pour être immergé et s'étend à cet effet dans le récipient à une distance du fond chauffé qui est au plus égale à la plus grande longueur entre deux points périphériques opposés de ce fond et ledit moyen de filtration occupe une surface en vis-à-vis du fond chauffé au moins égale à 10% de la surface de ce fond chauffé, le moyen de filtration délimitant ainsi dans le récipient une partie supérieure et une partie inférieure lesquelles communiquent entre elles par au moins une ouverture de circulation située à l'écart du moyen de filtration, cette ou ces ouverture(s) de circulation formant une section de passage totale d'au moins 30 mm2.

L'ensemble de l'invention est ainsi adapté pour permettre la création d'une chambre de circulation de liquide dans la partie inférieure du récipient, entre le fond chauffé et le dispositif. A cet effet, le moyen de filtration du dispositif est situé à une distance du fond chauffé qui est au plus égale à la plus grande longueur entre deux points périphériques diamétralement opposés du fond chauffé, la périphérie du fond chauffé étant limitée par les paroi latérales du récipient. En d'autres termes cette plus grande longueur est le diamètre du fond chauffé s'il s'agit d'un fond circulaire ou la diagonale d'un fond carré si le fond chauffé est sensiblement carré.

Le moyen de filtration forme une surface de filtration en vis-à-vis du fond chauffé qui est d'au moins 10% de la surface de ce fond chauffé visible de l'intérieur du récipient. Ainsi le moyen de filtration forme une paroi filtrante de la chambre.

Préférentiellement la surface de filtration représente au moins 15%, préférentiellement au moins 30% de la surface de ce fond chauffé. Plus ce ratio est important et plus la capacité de filtration d'eau transitant entre les parties inférieure et supérieure du récipient est importante. Préférentiellement, la surface de filtration est choisie pour occuper au moins 40% et préférentiellement 50% de la surface du fond chauffé qui est en contact avec le moyen de chauffage de ce fond. Le moyen de chauffage du fond chauffé étant généralement soit une résistance électrique sérigraphiée, soit un diffuseur thermique associé à une résistance électrique.

Les bulles générées par la chauffe du fond et le fluide mis en mouvement par convection s'échappent de la chambre par l'ouverture de circulation qui à cet effet forme un passage de circulation de liquide d'au moins 30 mm2. Cette valeur minimale de 30mm2 peut être calculée en additionnant les sections de passage de fluide de chaque ouverture de circulation dans le cas où le dispositif en comporterait plusieurs. Grâce à cette section de passage minimale de 30 mm2, le moyen de filtration ne peut être utilisé pour réaliser une filtration gravitaire car le liquide s'écoulerait alors par la ou les ouvertures de circulations et non au travers du moyen de filtration. Ainsi, seule une filtration durant le chauffage du liquide est autorisée par l'ensemble de l'invention.

En effet, lorsque les bulles de vapeur (créées par la chauffe du fond) et le liquide se mettent en mouvement pour être évacués par l'ouverture de circulation, la partie inférieure du récipient c'est-à-dire la chambre se trouve alors en dépression au niveau de la paroi filtrante.

Cette dépression crée un flux forcé de liquide au travers de la paroi filtrante favorisant ainsi la qualité de la filtration.

Le temps nécessaire à la filtration est ainsi minimisé par une circulation forcée et rapide des fluides au travers de la paroi filtrante.

De plus la qualité de la filtration est améliorée car le liquide à traiter dans le récipient est à un moment donné forcé vers et au travers de la paroi filtrante.

Egalement grâce à l'invention, le temps global nécessaire à la purification du liquide / de l'eau et à sa chauffe est minimisé car la chauffe et la purification sont:. simultanées.

Un autre avantage de l'invention est que le dispositif de purification est de faible encombrement et se trouve directement dans le récipient / bouilloire.

On peut par exemple faire en sorte que ladite au moins une ouverture de circulation de liquide soit pratiquée au travers des moyens de filtration et qu'au moins une partie d'une paroi périphérique du dispositif vienne en contact avec le récipient à l'endroit ou à proximité du fond chauffé, créant ainsi entre le moyen de filtration et le fond chauffé, jusqu'à ladite partie de paroi périphérique, une chambre de circulation forcée du liquide s'étendant et communiquant par le moyen de filtration et, par ladite ouverture de circulation, avec un volume restant du récipient.

On peut également faire en sorte que le dispositif porte un joint qui définit une limite de ladite chambre. Ce joint permet d'améliorer l'étanchéité de la chambre au niveau de la paroi périphérique.

Dans un mode de réalisation préférentiel, le joint est situé à l'endroit de la paroi périphérique et est en contact contre le récipient à l'endroit ou à proximité du fond chauffé. Dans ce mode de réalisation, le joint est directement mis au contact du fond chauffé ce qui permet de rapprocher le dispositif du fond. La chambre de circulation ainsi formée est de relativement faible hauteur par rapport à un mode de réalisation où le joint serait en contact contre une portion de récipient autre que le fond chauffé.

On peut également faire en sorte que le moyen de filtration comprenne l'une au moins des substances du groupe de substances constitué par: - une résine échangeuse d'ions; - des charbons actifs; - le moyen de filtration étant adapté pour piéger des éléments chimiques et/ou des contaminants de l'eau tels que du calcium, des métaux lourds, des nitrates, chlore, pesticides.

L'introduction dans la paroi filtrante d'une ou plusieurs de ces substances est avantageuse car en plus de l'effet filtrant, cette paroi favorise un traitement chimique et ionique du liquide. En effet les réactions entre les substances et le liquide sont catalysées par l'apport calorifique généré par le fond et par la circulation forcée du liquide au niveau de la paroi filtrante.

On peut également faire en sorte que le moyen de filtration se présente sous la forme d'un ou plusieurs compartiments. Ces compartiments peuvent par exemple être mobiles les uns par rapport aux autres. La multiplicité de compartiments permet d'avoir différentes zones de traitement dans un même dispositif, ces zones pouvant présenter chacune des caractéristiques de traitement particulières selon la nature du liquide à traiter (dureté du liquide à traiter). Ces compartiments sont préférentiellement étudiés pour minimiser la perte de charge du liquide traversant la paroi et pour favoriser un débit de liquide filtré assez élevé.

On peut également faire en sorte que certains au moins desdits compartiments renferment au moins l'une 5 desdites substances.

On peut également faire en sorte que dans le cas où le dispositif comporte plusieurs compartiments, ceux-ci soient assemblés entre eux de façon à permettre un mouvement relatif entre les compartiments, facilitant ainsi la déformation du dispositif et son insertion dans le récipient. Grâce à une telle structure flexible et préférentiellement élastique, et grâce à la mobilité relative entre les compartiments, un même dispositif peut être mis en place dans une grande variété de récipients / bouilloires.

On peut également faire en sorte que certains au moins desdits compartiments soient démontables du dispositif pour permettre le remplacement de chaque compartiment démontable, un tel compartiments formant ainsi des cartouches filtrantes amovibles. Cette caractéristique permet de remplacer au moins des portions de la paroi filtrante lorsque ces portions sont usées ou lorsque l'on souhaite modifier les caractéristiques de filtration / traitement d'eau du dispositif.

Préférentiellement, le moyen de filtration comporte au moins une toile filtrante, préférentiellement formée d'un textile non-tissé, celle-ci pouvant avantageusement être placée à la surface externe du moyen filtration.

Cette toile possède préférentiellement une maille de filtration comprise entre 200 et 400 micromètres ce qui est souhaitable pour la préparation d'eau pour boissons chaudes telles que du thé.

On peut également faire en sorte que la paroi périphérique du dispositif soit continue, et en contact sur toute sa longueur avec le récipient, définissant ainsi un périmètre fermé. Le flux forcé au travers du dispositif de filtration est augmenté grâce à cette étanchéité périphérique.

On peut également faire en sorte que le moyen de filtration possède une face inférieure en forme de collecteur sensiblement tronconique adapté pour diriger des fluides tels que le liquide à filtrer vers la ladite ouverture de circulation. Cette forme tronconique permet d'une part d'éviter des pertes de charge trop importantes dans le flux de fluide transitant par l'ouverture et d'autre part d'assurer un acheminement des bulles de vapeur le long du moyen de filtration (aussi appelé paroi filtrante) vers l'ouverture. Le phénomène de stagnation de bulles dans des zones du moyen de filtration est donc réduit et la circulation de fluide favorisée ce qui va dans le sens d'un maintien en température du filtre, sans surchauffe ponctuelle de ce dernier.

On peut également faire en sorte que le moyen de filtration soit en forme de couronne filtrante ou de portion de couronne.

2890573 9 On peut également faire en sorte que l'ouverture de circulation soit concentrique par rapport à cette couronne filtrante ou à la portion de couronne.

On peut également faire en sorte que la face inférieure de forme tronconique possède une inclinaison, par rapport à une base de la forme tronconique, comprise entre 3 et 20 degrés d'angle, cet angle d'inclinaison étant préférentiellement de 7 degrés d'angle. Cette angulation de la face inférieure du moyen de filtration détermine en partie les caractéristiques d'écoulement du fluide dans la chambre.

Il y a un compromis à trouver entre: -un angle d'inclinaison trop faible qui conduit à une stagnation, contre la paroi filtrante, des bulles de vapeur générées au fond du récipient et donc à un réchauffement de cette paroi; -et un angle d'inclinaison trop fort qui conduit à une circulation trop rapide des bulles le long de la paroi filtrante et donc à un refroidissement de cette paroi filtrante.

Cet angle d'inclinaison est pour cela fixé entre 3 et 20 d'angle et préférentiellement 7 . La base de référence pour la mesure de cet angle est la base de la forme tronconique qui est généralement parallèle au fond chauffé.

On peut également faire en sorte que le dispositif comporte un moyen de préhension du dispositif comportant une zone de préhension éloignée de la paroi filtrante d'une distance d'au moins 10 centimètres.

Typiquement cette zone de préhension permet de saisir le dispositif sans avoir à introduire la main dans le récipient, limitant ainsi les risques de brûlures d'un utilisateur. Le moyen de préhension peut être une tige s'étendant sensiblement perpendiculairement par rapport à la paroi filtrante, une extrémité de cette tige étant distante d'au moins 10 centimètres de la paroi filtrante.

Dans un mode de réalisation particulier de l'invention qui sera décrit par la suite cette tige peut venir en appui contre le couvercle du récipient et ainsi servir au maintien en position du dispositif dans le récipient.

On peut également faire en sorte que le dispositif comporte des nervures disposées en vis-à-vis dudit fond pour permettre de guider des fluides dans une zone du récipient débouchant au dessus dudit moyen de filtration.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure le représente une vue en perspective d'un dispositif de filtration selon l'invention; - la figure lb représente une vue d'ensemble d'une bouilloire dans laquelle est disposé un dispositif de filtration de la figure le; - la figure la représente une vue en coupe détaillée d'une portion de l'ensemble selon l'invention de la figure lb; - la figure 2c représente une vue en perspective d'une partie d'un dispositif de filtration selon l'invention doté d'un joint à lèvres; - la figure 2d représente une vue en coupe d'un dispositif selon l'invention doté d'un joint à lèvres et assemblé au fond d'une bouilloire; - la figure 3b représente un dispositif de l'invention doté d'un moyen de préhension inséré dans une bouilloire; - la figure 3a représente une coupe détaillée du dispositif de l'invention de la figure 3b; - la figure 4 représente un dispositif selon un mode particulier de réalisation de l'invention comportant des baïonnettes d'assemblage avec le récipient; - la figure 5 représente un dispositif selon un autre mode particulier de réalisation de l'invention comportant une tige excentrée à la périphérie du moyen de filtration pour venir en appui contre un rebord d'une ouverture de remplissage du récipient.

Comme annoncé précédemment, l'invention concerne un ensemble pour la purification de liquide. Cet ensemble 1 comporte un récipient 3 à fond chauffé (tel qu'une bouilloire) et un dispositif de filtration 4 doté d'un moyen de filtration aussi appelé dans la présente description paroi filtrante. Ce moyen de filtration est inséré dans le récipient de façon à y délimiter une partie inférieure où se trouve le fond chauffé et une partie supérieure située au dessus du moyen de filtration. Pour délimiter ces deux parties de récipient, le moyen de filtration occupe dans une plan de section A-A sensiblement parallèle au fond chauffé une surface d'au moins 10% de la surface du fond chauffé et préférentiellement d'au moins 15%, préférentiellement au moins 30%.

Le moyen de filtration forme une paroi filtrante située à une distance au plus supérieure au diamètre du fond chauffé. Ici, le moyen de filtration est situé dans les 60% de la hauteur maximale Hmax de remplissage du récipient visible sur la figure lb. Dans tous les modes de réalisation de l'invention, une ouverture de circulation 42 est ménagée entre les parties inférieure et supérieure du récipient, cette ouverture étant située à l'écart des moyens de filtration (paroi filtrante).

Dans les modes de réalisation des figures la, lb et lc, l'ouverture de circulation 42 a une forme d'anneau située entre une couronne filtrante et un disque filtrant.

Dans les modes de réalisation des figures 2c, 3a, 3b, l'ouverture a une forme circulaire située à l'intérieur d'un anneau filtrant.

Dans les modes de réalisation, des figures 4 et 5, l'ouverture de circulation 42 est formée d'une portion d'anneau et d'une zone centrale circulaire, le moyen de filtration 41 ayant la forme d'une portion de couronne.

Dans un mode de réalisation particulier non représenté le moyen de filtration peut avoir la forme d'un disque et l'ouverture de circulation 42 peut être un anneau entourant le disque et s'étendant selon le plan de section A-A, jusqu'à la paroi du récipient.

On détermine la forme du moyen de filtration et de l'ouverture 42 ainsi que leurs dispositions en fonction du type de fond chauffé utilisé et en fonction des zones chaudes du fond où sont créées les bulles de vapeur. Ainsi on fera en sorte de disposer le moyen filtrant sensiblement au dessus et en regard des zones les plus chaudes du fond et de disposer l'ouverture de circulation au dessus et en vis-à-vis de zones relativement plus froides.

Par exemple, si le fond chauffé comporte une résistance sérigraphiée, alors le fond a sensiblement une température homogène sur toute sa surface et les zones froides se trouvent à la périphérie du fond. Dans ce cas, le moyen filtrant sera centré par rapport au fond et l'ouverture 42 sera préférentiellement annulaire.

Selon un autre exemple, si le fond chauffé est un fond comportant une résistance tubulaire assemblée avec un diffuseur de chaleur, alors la zone chaude sera généralement périphérique du fond et la zone froide sera centrale. Dans ce cas, on placera plutôt le moyen filtration en vis-à-vis de la périphérie du fond et l'ouverture de circulation en vis-à-vis de la partie centrale du fond.

La figure le présente un dispositif 4 de l'invention doté d'une couronne filtrante 41 périphérique et d'un disque filtrant central. Le disque filtrant est disposé à l'intérieur de la couronne filtrante.

Un espace entre le disque et la couronne 41 forme une ouverture de circulation 42 de forme annulaire traversant le dispositif 4. Le disque, la couronne 41 et l'ouverture 42 annulaire sont concentriques entre eux et coplanaires.

Une structure 40 relie le disque filtrant intérieur et la couronne filtrante externe 41. Des espaces / compartiments 46 sont créés dans la paroi filtrante (c'est-à-dire dans le disque et dans la couronne) à l'aide de cloisons appartenant à la structure.

Chaque compartiment 46 ainsi formé contient des substances telles que des résines échangeuses d'ions 45.

Plusieurs sortes de résines 45 peuvent être mélangées dans un même compartiment 46 pour obtenir des effets de traitements combinés du liquide 2. Les résines ou substances 45 sont choisies pour obtenir une eau claire, sans calcaire, ce qui réduit le dépôt de tartre dans la bouilloire 3.

Une toile filtrante 47, obturant chaque compartiment 46 est assemblée à la surface de la structure.

Cette toile possède une maille comprise entre 200 et 400pm qui permet d'une part la filtration du liquide traversant la paroi et d'autre part le maintient des résines dans les logements / compartiments 46 ainsi obturés. Cette toile 47 peut être métallique ou synthétique, par exemple en polyéthylène surmoulé sur le support 40 comme un non-tissé.

La paroi filtrante 41 et en particulier ses compartiments 46 sont adaptés pour qu'à la fin d'un cycle de chauffe, d'environ une à deux minutes d'un volume de liquide de 1 à 1,5 litre, le TAC de ce liquide qui était à l'origine de 33 f passe à moins de 10 f.

Pour cela, chaque compartiment 46 de la paroi filtrante peut contenir de 20m1 à 30 ml de résine ou substance active se présentant sous la forme de billes de diamètres compris entre 0.2 et 0.3 mm. Le diamètre des billes est choisi pour être supérieur à la maille de la toile filtrante tout en permettant une bonne surface d'échange entre le liquide et la résine. Ainsi, le moyen de filtration aussi appelé paroi filtrante est adapté pour emprisonner des substances de traitement de l'eau se présentant sous la forme de billes de 0.3 à 0.4 mm de diamètre.

Le dispositif 4, tel que représenté sur la figure lb, est inséré dans la bouilloire 3 pour y définir une chambre 5 située entre le fond chauffant 30 et le dispositif 4 de l'invention. Cette chambre 5 qui forme la partie inférieure du récipient est délimitée par la ligne circulaire de contact entre la paroi périphérique 43 du dispositif 4 et le fond chauffé 30.

La bouilloire 3 est une bouilloire standard dotée d'un fond 30 auquel est assemblée une résistance chauffante qui peut par exemple être une résistance sérigraphiée.

Ce fond 30 à la forme d'une coupelle s'évasant de façon conique ce qui permet un coincement du dispositif 4 le long du cône intérieur du fond 30. Ainsi la chambre 5 ne communique avec le reste du volume interne du récipient 3 (partie supérieure du récipient) qu'à travers l'ouverture annulaire 42 du dispositif et au travers de la paroi filtrante 41. Dans le mode de réalisation des figures la, lb, 2c, 2d, 3a, et 3b, le dispositif comporte une paroi périphérique 43 venant en contact à l'intérieur du récipient 3 pour augmenter l'effet de chambre de circulation forcée.

I1 est à noter que le dispositif peut également être maintenu dans le récipient par un clipage ou par coincement à l'aide d'un joint à lèvre (s) 44 comme sur les figures 2c, 2d, ou par une tige d'appui (moyen de préhension 51) comme représenté sur les figures 3a et 3b. D'autres modes de fixation du dispositif dans le récipient seront présentés ci-après en référence aux figures 4 et 5.

La chambre de circulation forcée du liquide 5 ainsi définie a une hauteur préférentiellement inférieure à 2 20 centimètres.

La distance entre le fond et la paroi filtrante immergée doit être suffisante pour ne pas provoquer un phénomène de cavitation trop violent ou de surchauffe de l'élément chauffant dans la zone de création des bulles (zone la plus chaude du fond). En effet le mouvement du fluide doit être suffisant pour permettre un échange thermique entre le liquide et le fond, et pour éviter une trop forte proportion de phase vapeur en contact avec le fond chauffé.

Préférentiellement, la surface des parois filtrantes / moyen de filtration en vis-à-vis avec la chambre est choisie pour être supérieure à 30% de la surface totale du fond chauffé. Ce ratio de surfaces est par exemple visible dans le plan de section transversal du récipient A-A représenté sur la figure lb. Ce ratio est choisi pour permettre l'évacuation d'un flux d'eau suffisant par l'ouverture 42 tout en conservant une importante surface de filtration et en évitant une surchauffe du fond chauffé.

La figure la est une vue détaillée de la zone de contact entre le dispositif 4 et le fond chauffant 30. Sur cette figure on s'aperçoit que la paroi filtrante est disposée en vis-à-vis d'une résistance électrique de chauffe du fond ce qui favorise le flux de liquide au travers de la paroi filtrante.

La structure 40 de maintien de la couronne est en plastic élastomère déformable ce qui facilite l'insertion du dispositif dans le récipient et permet un mouvement relatif entre les compartiments 46.

La face inférieure 48 du dispositif comporte une pente créée, par exemple, par une forme tronconique de cette face 48. Cette pente permet de guider les fluides ascendants (bulles de vapeur et liquide) vers l'ouverture favorisant ainsi le mouvement naturel des fluides.

Dans le cas du mode de réalisation de l'invention représenté aux figures la, lb et lc, la paroi inférieure du dispositif comporte deux surfaces coniques concentriques. L'une de ces surfaces coniques constitue une face inférieure du disque central et l'autre une face inférieure de la couronne filtrante 41.

Dans les cas des autres modes de réalisations des figures 2c, 2d, 3a et 3b seule une forme tronconique est créée sur la face inférieure 48 de la paroi filtrante en forme de couronne 41.

L'angle 50 d'inclinaison de la pente formée sur la face inférieure 48 est représenté en détail sur la figure 2d. Cet angle 50 est mesuré par rapport à la base 49 de la surface tronconique qui est parallèle au fond chauffant 30. Cet angle 50 doit être suffisant pour permettre aux bulles de s'échapper de la chambre 5 tout en ayant une vitesse maximale autorisant un réchauffement de la paroi filtrante. Pour cela l'angle 50 a une valeur de 7 .

Les modes de réalisation de l'ensemble 1 et du dispositif selon l'invention représentés aux figures 2c, 3a, 3b montrent une paroi filtrante 41 en forme de couronne filtrante au centre de laquelle est formée l'ouverture de circulation 42 traversant la couronne.

Un joint 44 d'étanchéité, est préférentiellement disposé à la périphérie de ladite couronne, et est adapté pour créer une étanchéité entre le dispositif 4 et le fond chauffant 30 et ainsi favoriser la circulation de fluide par l'ouverture de circulation 42 et par la paroi filtrante 41. Ce joint à lèvres 44 a également tendance à se bloquer contre les rebords du récipient grâce à une force de frottement du joint symbolisée par la flèche descendante de la figure 2d, ce qui évite la remontée du dispositif sous l'effet de la poussée des bulles de vapeur symbolisée par la flèche ascendante. Pour favoriser l'effet de maintien du dispositif par le joint 44, ce dernier est étudiée pour se retourner par frottement contre le fond chauffant lors de l'insertion ou lors de l'extraction du dispositif.

La lèvre élastomère du joint 44 est par exemple en silicone afin de résister à une chauffe à sec du récipient. Cette lèvre est placée à la périphérie du dispositif, dans une rainure circulaire formée dans la structure. L'élasticité de cette lèvre permet d'avoir une dimension périphérique variable du dispositif ce qui facilite son adaptation sur différents fonds de bouilloires.

Une autre particularité du mode de réalisation de l'invention des figures 2c, 2d est que les compartiments 46 sont rigides et reliés entre eux par des zones flexibles pour permettre la déformation du dispositif 4. Dans ce cas, l'ouverture 42 a la forme d'une étoile dont chaque branche est disposée entre deux compartiments 46 voisins.

La mobilité relative entre deux compartiments 46 voisins est préférablement réalisée par une articulation selon un axe perpendiculaire au plan du dispositif, cette articulation autorisant une rotation maximale de 14 entre deux compartiments.

Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, représenté sur les figures 3a, 3b, le maintien du dispositif par rapport au fond peut être assuré grâce à une tige servant de moyen de préhension 52 et s'étendant perpendiculairement au plan de la paroi filtrante, en direction du haut dela bouilloire 3. Cette tige est positionnée dans l'axe de l'ouverture de circulation, sans toutefois obturer cette dernière. La tige 51 est reliée à la structure portant la paroi filtrante par des extensions planes le long desquelles s'écoule le flux de fluide passant par l'ouverture 42.

La longueur de cette tige 51 est ici prévue pour que cette dernière soit en butée sur le couvercle du récipient lorsque ce dernier est obturé.

Pour une raison de standardisation du dispositif, cette tige peut être élastique et compressible ce qui permet une variation de longueur de tige fonction de la hauteur du récipient. Pour cette raison, la tige 51 des figures 3a et 3b est en deux parties télescopiques. Un ressort est monté à l'intérieur de la tige télescopique afin de la forcer élastiquement dans une position étendue grâce à laquelle le dispositif peut être en appui à la fois contre le fond chauffé et contre le couvercle du récipient permettant ainsi de le maintenir en position dans ce récipient.

Dans le mode de réalisation des figures 3a et 3b, la paroi filtrante est composée de compartiments amovibles de la structure du dispositif. Chacun de ces compartiments est une cartouche en forme de poche dotée: - d'une portion plane destinée à être positionnée en vis à vis du fond chauffant et; - d'une portion creuse thermoformée recevant les substances (ici des résines échangeuses d'ions).

Cette portion creuse est obturée par la portion plane.

Ces deux portions creuses et planes sont en textile synthétique non-tissé et sont soudées entre elles par 5 thermo - soudage à la périphérie externe de la portion plane.

Le dispositif des figures 3a et 3b, comporte quatre compartiments amovibles ayant chacun une forme de haricot. Ces compartiments sont assemblés pour entourer l'ouverture de circulation 42 et ainsi former la couronne filtrante 41. Pour cela, chaque compartiment est assemblé dans un logement complémentaire prévu dans la structure 40.

Chaque logement de la structure est étudié de façon que la zone de périphérique de la portion plane d'un compartiment 46 soit en appui plan contre une zone complémentaire formée sur la structure. Des pattes 53 sont formées sur la structure 40 pour coincer la zone périphérique 54 de la portion plane de chaque compartiment contre la structure 40 et ainsi maintenir les compartiments 46 assemblés à la structure.

La figure 4 présente un mode de réalisation de l'invention dans lequel la structure du dispositif porte deux compartiments filtrants amovibles. Cette structure possède trois excroissances périphériques formant des baïonnettes 55 venant dans des encoches 56 pratiquées dans les parois du récipient à proximité du fond chauffé 30. Cet assemblage par encoches / baïonnettes permet de fixer précisément le dispositif dans récipient par un simple mouvement rotatif du dispositif autour de son axe principal.

Dans un autre mode de réalisation alternatif présenté sur la figure 5, la fixation est réalisée par une tige 57 s'étendant sensiblement perpendiculairement par rapport à la paroi filtrante à partir de sa périphérie. Cette tige 57 a une longueur adaptée pour coincer le dispositif entre une zone de butée annulaire proche du fond du récipient et un rebord 58 de l'ouverture de remplissage 59 du récipient.

Une roue dateuse réglable manuellement est attachée à la structure du dispositif pour indiquer la date à laquelle on a changé les compartiments filtrants 46 ou la date à laquelle ces compartiments devraient être changés. Cette roue dateuse est montée à rotation face à une fenêtre de telle manière qu'une indication de date écrite sur la roue puisse être lue au travers de la fenêtre.

Dans les deux modes de réalisations des figures 4 et 5, la structure porte filtre possède une trappe 59 formant une grille articulée par rapport au reste de la structure. Cette grille maintient enfoncé chaque compartiment 46 dans un logement complémentaire prévu dans la structure et l'empêche de sortir de ce logement. Cette grille possède des nervures 60 en vis-à-vis du fond pour guider les bulles en direction de l'ouverture 42.

Une fois le dispositif assemblé avec le récipient, la trappe 59 est maintenue fermée pour immobiliser les 30 compartiments.

Le principe de fonctionnement de l'ensemble selon l'invention consiste à : -générer des bulles de vapeur d'eau sur la coupelle du fond chauffant 30 et plus exactement 5 au dessus de la résistance électrique et en face de la parois filtrante 41; -permettre l'échappement de ces bulles au travers de l'ouverture 42 constituant une cheminée, ce qui génère un flux d'eau ascensionnel dans l'ouverture 42; -créer une zone dépressionnaire située au dessus de la résistance et en dessous de la paroi filtrante 41 (aussi appelée couronne filtrante 41), ce qui force l'eau à rejoindre cette zone par le plus court chemin, c'est-à-dire en traversant la paroi filtrante 41.

Le flux d'eau ainsi purifié, est orienté en direction de la zone la plus chaude du fond chauffant 30 (au dessus de la résistance dans le cas d'un élément résistif caché), si bien que cette zone chaude est baignée d'un flux continu d'eau purifiée, limitant ainsi la création de tartre sur cette zone chaude du fond.

Lorsque la capacité d'échange utile de la paroi filtrante et de la résine est atteinte, l'efficacité du système sur l'entartrage décroît. On peut alors régénérer la paroi / résine en ajoutant à l'eau un mélange de produits chimiques, sous forme de poudre, galet, liquide, puis en faisant chauffer jusqu'à ébullition dans la bouilloire et en laissant reposer l'eau et le filtre un temps déterminé de l'ordre de 1/4 à 1/2 heure.

Les produits à utiliser sont: -dans le cas où l'on souhaite régénérer des résines d'adoucissement: du sel -dans le cas où l'on souhaite régénérer des résines de décarbonatation: un mélange d'acide sulfamique ou acétique afin de dissoudre facilement les sels de calcium formés et d'acide oxalique ou citrique afin de faire baisser le pH, pour amorcer la régénération.

Claims (19)

REVENDICATIONS

1) Ensemble pour la purification de liquide (1) comportant un récipient (3), tel qu'une bouilloire, présentant une paroi latérale limitant latéralement le récipient, un fond chauffé (30) limité périphériquement par lesdites parois latérales et dans lequel est inséré un dispositif (4) pour la purification du liquide (2), le dispositif (4) comprenant: - un moyen de filtration (41) de liquide propre à être traversé par le liquide (2) qui est ainsi filtré ; - une structure -support (40) supportant ce moyen de filtration, y compris dans le récipient; caractérisé en ce que le moyen de filtration est prévu pour être immergé et s'étend à cet effet dans le récipient à une distance du fond chauffé qui est au plus égale à la plus grande longueur entre deux points périphériques opposés de ce fond et ledit moyen de filtration (41) occupe une surface en vis-à- vis du fond chauffé au moins égale à 10% de la surface de ce fond chauffé, le moyen de filtration délimitant ainsi dans le récipient une partie supérieure et une partie inférieure lesquelles communiquent entre elles par au moins une ouverture de circulation (42) située à l'écart du moyen de filtration, cette ou ces ouverture(s) de circulation formant une section de passage totale d'au moins 30 mm2.

2)Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite au moins une ouverture de circulation (42) de liquide (2) est pratiquée au travers des moyens de filtration (41) et en ce qu'au moins une partie d'une paroi périphérique (43) du dispositif (4) vient en contact avec le récipient (3) à l'endroit ou à proximité du fond chauffé (30), créant ainsi entre le moyen de filtration et le fond chauffé, jusqu'à ladite partie de paroi périphérique (43), une chambre de circulation forcée (5) du liquide (2) s'étendant et communiquant par le moyen de filtration et, par ladite ouverture de circulation (42), avec un volume restant du récipient (3).

3) Ensemble (1) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen de filtration comprend l'une au moins des substances du groupe de substances (45) constitué par: - une résine échangeuse d'ions; - des charbons actifs; le moyen de filtration étant adapté pour piéger des éléments chimiques et/ou des contaminants de l'eau tels que du calcium, des métaux lourds, des nitrates, chlore, pesticides.

4) Ensemble (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen de filtration se présente sous la forme d'un ou plusieurs compartiments (46).

5) Ensemble (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que certains au moins desdits compartiments (46) renferment au moins l'une desdites substances (45).

6) Ensemble (1) selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que dans le cas où le dispositif comporte plusieurs compartiments, ceux-ci sont assemblés entre eux de façon à permettre un mouvement relatif entre les compartiments (46), facilitant ainsi la déformation du dispositif (4) et son insertion dans le récipient (3).

7) Ensemble (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que certains au moins desdits compartiments (46) sont démontables du dispositif (4) pour permettre le remplacement de chaque compartiment démontable (46), un tel compartiments (46) formant ainsi des cartouches filtrantes amovibles.

8) Ensemble (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le moyen de filtration comporte au moins une toile filtrante (47).

9) Ensemble (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite toile filtrante (47) a une maille de filtration comprise entre 200 et 400 micromètres.

10) Ensemble (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes combinées à la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi périphérique (43) du dispositif est continue, et est en contact sur toute sa longueur avec le récipient, définissant ainsi un périmètre fermé.

11) Ensemble (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif (4) porte un joint (44) qui définit une limite de ladite chambre (5).

12) Ensemble (1) selon la revendication 11, caractérisé en ce que le joint (44) est à l'endroit de la paroi périphérique (43) et est en contact contre le récipient (3) A l'endroit ou à proximité du fond chauffé (30).

13) Ensemble (1) selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que le joint 20 (44) est un joint à lèvres.

14) Ensemble (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le moyen de filtration est en forme de couronne filtrante ou de portion de couronne.

15) Ensemble (1) selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'ouverture de circulation (42) est concentrique par rapport à cette couronne filtrante ou à la portion de couronne.

16) Ensemble (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le moyen de filtration est déformable de manière à permettre son insertion dans le récipient (3).

17) Ensemble (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le moyen de filtration possède une face inférieure (48) en forme de collecteur sensiblement tronconique adapté pour diriger des fluides tels que le liquide (2) à filtrer vers la ladite ouverture de circulation.

18) Ensemble (1) selon la revendication 17, caractérisé en ce que la face inférieure (48) de forme tronconique possède une inclinaison, par rapport à une base (49) de la forme tronconique, comprise entre 3 et 20 degrés d'angle, cet angle d'inclinaison (50) étant préférentiellement de 7 degrés d'angle.

19) Ensemble (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que le dispositif comporte des nervures (60) disposées en vis-à-vis dudit fond pour permettre de guider des fluides dans une zone du récipient débouchant au dessus dudit moyen de filtration.