FR2979628A1

FR2979628A1 - Dispositif permettant le rincage au moyen d'eau purifiee des membranes des purificateurs par osmose inverse sans rejet de rincage, donc specialement adapte aux osmoseurs sans rejet d'eau

Info

Publication number: FR2979628A1
Application number: FR1102686A
Authority: FR
Inventors: Michel Duflos
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-05
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2013-03-08
Anticipated expiration: 2031-09-05
Also published as: FR2979628B1

Abstract

Cette invention est plus spécialement adaptée aux purificateurs par osmose inverse sans rejet d'eau à usage domestique qui ne possèdent pas de circuit de mise à l'égout. Elle est destinée à leur permettre de fonctionner durablement avec de l'eau fortement minéralisée grâce au rinçage avec de l'eau pure et en circuit fermé de la membrane d'osmose après chaque cycle de production d'eau. Les osmoseurs qui ne produisent pas de rejet d'eau ne disposent pas de circuit de rejet à l'égout, il est donc difficile d'effectuer un rinçage de leur membrane. Le dispositif ici décrit accumule de l'eau osmosée dans un compartiment de volume variable au début de chaque cycle de production d'eau purifiée. A la fin du cycle, cette eau pure vient remplacer celle qui environnait précédemment la membrane d'osmose. L'eau remplacée est récupérée dans un autre compartiment - lui aussi de volume variable. L'eau récupérée est réutilisée au début du cycle de production d'eau pure suivant. L'énergie mécanique nécessaire au transfert de l'eau d'un compartiment à l'autre est accumulée dans un système élastique approprié : ressort, paroi élastique, gaz compressible, etc. Ce dispositif peut aussi être utilisé dans les osmoseurs avec rejet d'eau, afin de ne pas augmenter les pertes d'eau lorsque l'on souhaite effectuer des rinçages de la membrane. Le but de l'invention est de permettre aux osmoseurs de petite taille - et plus spécialement à ceux ne produisant pas, ou peu, de rejet d'eau - de fonctionner avec de l'eau fortement minéralisée sans risque d'entartrage de la membrane, cela grâce à un rinçage de cette membrane à l'eau pure après chaque cycle de production d'eau.

Description

La présente invention permet le rinçage à l'eau pure de la membrane des purificateurs d'eau fonctionnant par osmose inverse - sans rejet de cette eau de rinçage. Elle est donc spécialement adaptée aux osmoseurs fonctionnant sans rejet d'eau. Ce rinçage est effectué dans le but d'éviter l'entartrage de cette membrane en cas d'eau fortement minéralisée Parmi les technologies utilisées pour purifier l'eau afin de lui conférer une qualité alimentaire optimisée, l'une des plus efficaces est l'osmose inverse qui consiste, au moyen d'une pression exercée sur le liquide à purifier, à forcer celui-ci à traverser un filtre membranaire capable de bloquer la quasi totalité des éléments dissous dans le liquide.

Si l'eau à purifier est fortement minéralisée, le filtre membranaire risque de se trouver rapidement recouvert d'une couche de tartre qui le rend inutilisable. L'une des solutions consiste à effectuer des rinçages réguliers de cette membrane avec une fraction de l'eau pure précédemment filtrée par elle-même. Cette eau légèrement acide élimine sans peine le tartre en début de formation. Cette opération est facile à réaliser pour les osmoseurs qui rejettent de l'eau à l'égout, mais plus délicate pour ceux qui ne possèdent pas de circuit de mise à l'égout, tels les osmoseur sans rejet d'eau, et plus particulièrement les petits osmoseurs à usage domestique qui n'ont pas la possibilité d'être assistés par des systèmes de détartrage élaborés. L'innovation revendiquée dans la présente demande de brevet accumule de 20 l'eau osmosée dans un compartiment de volume variable au début de chaque cycle de production d'eau purifiée. A la fin du cycle cette eau pure vient remplacer celle qui environnait précédemment la membrane d'osmose. L'eau remplacée est récupérée dans un autre compartiment, lui aussi de volume variable. L'eau récupérée est réutilisée au début du cycle de production d'eau suivant. 25 L'énergie mécanique nécessaire au transfert de l'eau d'un compartiment à l'autre est accumulée lors du fonctionnement de l'osmoseur par un système élastique approprié : ressort, paroi élastique, gaz compressible, etc. La figure n° 1 représente un osmoseur sans rejet d'eau incluant le dispositif de rinçage selon l'invention réalisé sous la forme de deux compartiments contigus séparés 30 par une poche en matière élastique. La figure n° 2 représente un osmoseur à recyclage partiel incluant le système de rinçage selon l'invention réalisé sous la forme de deux compartiments contigus séparés par un piston actionné par un ressort extensible et un ressort compressible. La figure n° 3, à titre d'exemple de variante, représente l'ensemble des deux 35 compartiments de volume variable séparés par un diaphragme en matière élastique. En référence à la figure n° 1, quand l'osmoseur dans lequel le dispositif revendiqué est inclus est en cours de fonctionnement, la pompe (1) aspire l'eau à -2- purifier dans le réservoir tampon (19) et la pousse sur la membrane d'osmose (2). L'eau purifiée transite dans un circuit (3) et s'accumule dans un compartiment (4) délimité par une cloison (11) en matière élastique. La pression de l'eau purifiée dilate cette cloison (ou poche) qui repousse l'eau accumulée dans un second compartiment contigu (6) délimité par l'autre face de la cloison (ou poche) élastique (19). Lorsque le compartiment élastique (4) s'est suffisamment dilaté, son extrémité actionne une tige de transmission avec butée (9) qui ouvre une vanne (10) afin de permettre à l'eau purifiée qui continue à être produite de sortir de l'osmoseur par un circuit (14) pour être utilisée ou stockée conformément aux manières classiques connues et couramment utilisées dans les osmoseurs à usage domestiques de conception ordinaire. La pompe électrique (1) peut, par exemple, être commandée par un interrupteur manoeuvré par une pression ou par un niveau d'eau existant dans une canalisatità bu un réservoir de stockage. Lorsque la pompe (1) cesse de fonctionner, la pression dans le compartiment (4) n'est plus entretenue et l'énergie accumulée dans la matière élastique (11) tend à ramener le compartiment (4) à son volume d'origine en refoulant son contai vers la membrane d'osmose (2) par l'intermédiaire du circuit (12). L'eau précédemment accumulée dans le compartiment membrane (2) est à la fois repoussée à travers le circuit (12) et aspirée à travers le circuit (13) vers le second compartiment (6). L'eau qui 20- baignait la membrane (2) est donc progressivement remplacée par de l'eau pure jusqu'à ce que les compartiments (4) et (6) retrouvent leur volume de départ. Des clapets anti retour (15) et des restricteurs de flux (16) sont disposés en certains points des canalisations dans le but d'orienter ou de doser les circulations d'eau conformément aux besoins particuliers des systèmes de production d'eau pure et de 25 rinçage, cela en fonction de l'architecture choisie pour la conception du purificateur d'eau lui-même. Indépendamment de l'invention revendiquée, la vanne d'admission (17) qui permet la pénétration de l'eau à traiter dans l'osmoseur lorsque celui-ci est en cours de fonctionnement peut, par exemple, être matérialisée par une électrovanne, ladite 30 électrovanne pouvant être commandée en même temps que la pompe (1) par un pressostat (18) placé sur le circuit (14). En référence à la figure 2, une variante de l'invention est ici intégrée dans un osmoseur à recyclage partiel qui prélève l'eau à purifier dans le réseau et en rejette le surplus à l'égout. L'énergie nécessaire au fonctionnement du système de rinçage est ici 35 accumulée dans des ressorts. Les deux compartiments contigus (4) et (6) sont intégrés dans un tube et sont séparés par un piston (5). La pression de l'eau purifiée repousse ce piston (5) qui lui- -.3- même repousse l'eau accumulée dans un second compartiment contigu (6) délimité par l'autre face du piston (5). Lé ressort (7) s'allonge dans le compartiment (4) sous l'effet de la poussée de l'eau sur ,e piston pendant que l'autre ressort (8) se comprime dans le compartiment (6). Lorsqùe le piston arrive en fin de course, il pousse une tige de transmission (9) qui' ouvre une vanne (10) afin de permettre à l'eau purifiée par osmose inverse de sortiC'de l'osmoseur par ,un circuit (14) pour être utilisée ou stockée conformément aux manières classiques connues et couramment utilisées, idans les osmoseurs a usage domestiques de conception ordinaire. Lorsque la pompe (1) cesse de fonctionner, la pression dans le compartiment (4) n'est plus entretenue et les deux ressorts (7) et (8) ramènent le piston (5) en arrière en repouSsant l'eau pure accumulée dans le compartiment (4) vers la membrane d'osmose (2) par l'intermédiaire du circuit (12). L'eau précédemment accumulée dans le compartiment membrane (2) est donc à la fois repoussée à travers le circuit (12) et aspirée à travers le circuit (13) vers le second compartiment tubulaire (6). L'eau qui baignait la membrane (2) est donc progressivement remplacée par de l'eau pure jusqu'à ce que le piston (5) et les ressorts (7) et (8) retrouvent leur position de départ. En variante non représentée ici, le piston (5) peut être ramené dans sa position de départ par l'énergie mécanique accumulée dans un ressort unique, soit à compression, soit à traction.

En référence à la figure n°3, l'énergie nécessaire au fonctionnement du système de rinçage peut être accumulée par la déformation d'un diaphragme élastique (20) dont l'extension sous l'effet de la pression déterminera le volume d'eau contenu à l'intérieur des compartiments (4) et (6) correspondants. Le fonctionnement global du dispositif est semblable à celui des exemples précédents.

En variante non représentée. ici, l'énergie nécessaire au fonctionnement du système peut être accumulée et restituée par un gaz compressible contenu dans un vérin. Selon diverses variantes possibles non représentées ici, les ressort (7) ou (8), ou bien un vérin à gaz de fonction identique, peuvent être placés partiellement ou en totalité à l'extérieur des compartiments (4) ou (6). L'une des façons de réaliser industriellement un système de rinçage selon l'invention en conformité avec la figure n°2 consistera à utiliser du tube en acier inoxydable poli pour réaliser la paroi extérieure des compartiments (4) et (6), le piston (5) sera en matière plastique, le ressort à traction (7) dans le compartiment (4) assisté par le ressort à compression (8) dans le compartiment (6) seront en acier inoxydable. La tige de transmission en acier inoxydable (9) servira aussi de guide pour le ressort à -4- compression (8). Les deux ressorts seront de même section afin que les volumes d'eau déplacés de chaque côté du piston restent identiques. L'invention revendiquée est réalisable à partir de fournitures déjà disponibles dans le commerce, éventuellement complétées par quelques éléments spécifiques spécialement fabriqués dans le but d'optimiser la construction ou de parfaire la présentation de produits finis commercialisables.

Claims

REVENDICATIONS1) Procédé de rinçage des membranes des purificateurs d'eau par osmose inverse, caractérisé en ce qu'une certaine proportion de l'eau purifiée produite par l'osmoseur est stockée dans un compartiment (4) dans le but de remplacer l'eau présente autour de la membrane d'osmose (2) à la fin de chaque cycle de fonctionnement du purificateur. Progressivement remplacée par l'eau purifiée, l'eau qui baignait précédemment la membrane d'osmose (2) est récupérée dans un second compartiment (6) pour être utilisée au début du prochain cycle de production d'eau pure. L'énergie mécanique nécessaire au transfert de l'eau de rinçage d'un compartiment de stockage à l'autre est accumulée au cours du fonctionnement de la pompe de l'osmoseur dans un système élastique capable de la restituer après l'arrêt de ladite pompe.
2) Procédé de rinçage pour purificateur d'eau par osmose inverse selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'énergie nécessaire au transfert de l'eau d'un compartiment de stockage à l'autre est accumulée par une extension de ressort.
3) Procédé de rinçage pour purificateur d'eau par osmose inverse selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'énergie nécessaire au transfert de l'eau d'un compartiment de stockage à l'autre est accumulée par une compression de ressort.
4) Procédé de rinçage pour purificateur d'eau par osmose inverse selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'énergie nécessaire au transfert de l'eau d'un compartiment de stockage à l'autre est accumulée à la fois par compression et allongement de ressorts.
5) Procédé de rinçage pour purificateur d'eau par osmose inverse selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'énergie nécessaire au transfert de l'eau d'un compartiment de stockage à l'autre est accumulée par l'extension d'une poche élastique.
6) Procédé de rinçage pour purificateur d'eau par osmose inverse selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'énergie nécessaire au transfert de l'eau d'un compartiment de stockage à l'autre est accumulée par l'extension d'un diaphragme élastique.
7) Procédé de rinçage pour purificateur d'eau par osmose inverse selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'énergie nécessaire au transfert de l'eau d'un compartiment de stockage à l'autre est accumulée par la compression d'un gaz enfermé dans un vérin.M -6-
8) Procédé de rinçage pour purificateur d'eau par osmose inverse selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'énergie nécessaire au transfert de l'eau d'un compartiment de stockage à l'autre est accumulée par une poche élastique ou un diaphragme mis en extension, le retour en position de repos de cette poche ou ce diaphragme étant assisté par des ressorts compressés ou distendus.
9) Procédé de rinçage pour purificateur d'eau par osmose inverse selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de stockage de l'énergie nécessaire au transfert de l'eau d'un compartiment de stockage à l'autre est placé à l'intérieur des compartiments de stockage de l'eau.
10) Procédé de rinçage pour purificateur d'eau par osmose inverse selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le stockage de l'énergie nécessaire au transfert de l'eau d'un compartiment de stockage à l'autre se fait en partie ou en totalité à l'extérieur des compartiments de stockage de l'eau.