BE376491A - - Google Patents

Description

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  " Nouveau dispositif Epurateur - Decanteur - Dégazeur " 
Cette invention se rapporte à un dispositif destiné au traitement intégral des eaux d'alimentation de chaudières, c'est- tant à-dire au point de vue de l'épuration en sels calciques et magné- siens, qu'à celui du dégazage des gaz (-oxygène et acide carbo- nique-) contenus dans ces eaux. 



   Elle a pour but de réaliser tout ensemble une épuration,une décantation., une filtration et un dégazage très satisfaisants au moyen de deux appareils simples et peu coûteux; d'un fonctionne- ment sur -précisément parce qu'ils ne comportent aucun organe compliqué sujet à derangement- ces organes étant d'autre part aisément accessibles en vue de leur nettoyage périodique. 

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   Disons tout de suite   que   ce dispositif a été réalisé et mis en service pendant de longs mois. Il a donné d'excellents résul- tats de façon continue -abaissant le degré hydrotimétrique de 26  à 1 ou 2  maximum à la sortie de l'épurateur et 0  dans la chau dièe (Remarquons que la plupart des épurateurs utilisés jusqu' ici n'abaissent le degré hydrotimétrique qu'à 6  ou 8 ). non 
Au point de vue dégazage l'eau dégazée contenait de 7 à 9 milligrammes d'oxygène au litre- au/sortir du dégazeur cette te- neur était réduite à moins de un dixième de   milligramme   d'oxygè- ne au litre (chiffre maximum). 



   L'inventeur peut donc affirmer que ces dispositifs amélio- rent considérablement les rendements obtenus avec les appareils antérieurs - tout en évitant certains défauts -d'ordre essentiel- lement pratique- qui les avaient fait discréditer jusqu'ici au-   près   des praticiens. évidemment les épurateurs à purges continues sont connus- ainsi que les dégazeurs de systèmes différents... mais ce qui ca- racterise précisément ce travail   c'est   que l'inventeur   les¯a   mo- difiés- combinés et associés de manière à augmenter le rendement- tout en évitant les principaux défauts reconnus. 



   Parmi ces derniers, relevons que la plupart des épurateurs, n'épurent que très imparfaitement les eaux   traitées.Les   uns sont encore encombrants -do dimensions énormes- d'autres exigent une surveillance trop délicate. 



   Les plus rationnels-c'est-à-dire les épurateurs du système à   purges   continues se   trouvant   sur le   marché.peuvent   donner de bons résultats- malheureusement en pratique, ils sont loin de travailler dans de noones   conditions :   la décantation, la filtra- tion ne sont qu'à. peine esquissées- les matières précipitées restant donc entraînées vers les chaudières. 



   Quant à la temperature de régime, - alors que les   construc-   vus teurs préconisent + 70 degrés- l'inventeur en lui-même plusieus en service qui n'atteignaient pas 40 - soit par négligence soit surtout par obstruction des conduites amenant les purges continuée. 

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   En ce qui concerne les degazeurs ceux basés sur le princi pe physique de l'ébullition donnent d'excellents résultats. 



   'Seulement,ils exigent un appareillage très coûteux, compli- qué et à la merci de la première panne : pompes à vide, moteurs électriques, soupapes spéciales,   etc....Seules   les grandes cen- trales peuvent consentir aux frais élevés de leur installation. 



   Les dégazeurs basés sur le principe chimique de l'oxydation préalable de tournures de fer spécial au manganèse présentant donc une grande surface oxydable et agissant en quelque sorte comme un masque à gaz -comme un préventif- ces derniers dégazeurs donc, n'ont pas ces inconvénients, sont tres simples et peu cou teux; mais l'eau froide non dégazée oxyde rapidement la tournu- re ou paille de fer - d'où consommation notable de matiëre rela- tivement coûteuse et dont le remplacement est assez lent et in- commode. 



   D'autre part, certains dispositifs   presentent   une capacité trop restreinte pour que la reaction ait le temps de s'effectuer   intégralement...(la   vitesse de circulation de l'eau traitée étant trop grande).... 



   Dans d'autres cas les mati.ères calcaires précipitées et entraînées, viennent recouvrir la tournure de fer et diminuer . ainsi considérablement la surface active.   jésuite,   défaut généra- lement commun aux appareils réalisés   jusqu'ici:-les   débris et particules de tournure de fer peuvent être entraînes par l'eau et venir se coincer entre les sièges et les soupapes des vannes de manoeuvre- d'où impossibilite de les fermer complètement et les ennuis qui en résultent. 



   Ajoutons encore, que le nettoyage et l'évacuation des hydra- tes ferreux et ferriques recouvrant la tournure de fer ayant réa- gi, est souvent chose malaisée ou incomplète. 



   L'inventeur est parvenu à eviter la plupart   des   inconventiens énumérés ci-dessus par la combinaison judicieuse d'un epurateur spécial à purges continues comportant certains perfectionnements 

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 inedits, avec un dégazeur à pailla de fer de forme spéciale et   muni   de dispositifs permettant autre une décantation,-un déga- zage' et une filtration vraiment efficaces-, un nettoyage rapide rationnel et commode. 



   L'idée inventive conductrice repose sur l'observation que d'une part l'élévation de l'eau d'alimentation de chaudière- légèrement alcalinisée-, à une température de 95  - 98  favorise en plus de la précipitation des sels calcaires et magnésien,s   (alcalino-terreux)   -phénomène connu- favorise donc la décantation et conséquemment la filtration elle-mêmes de ces précipités..grâce à un phénomène de "floculation" de ces derniers ne se produisant que très imparfaitement aux températures plus   basses....   adoptées jusqu'ici par les constructeurs. 



   Que d'autre part cette même élévation de température augmen- tant la tension des gaz oxygène et acide carbonique contenus dans   1'eau...favorise     singulièrement   l'élimination de ceux-ci à tel point   qu'à   cette température si voisine de l'ébullition-leur quantité devient presque insignifiante. 



   Dès lors,le peu qu'il en reste est certainement retenu par la masse de tournure de fer disposée dans le dégazeur dont la forme est telle que l'eau s'élève très lentement à l'intérieur et en un lent mouvement giratoire de façon à multiplier les chances de contact.   l'idée   fondamentale conductrice d'associer les deux appa- reils : épurateur et dégazeur se trouve ainsi justifiée du fait du double résultat obtenu par la seule éléhatin de température. 



   A remarquer en outre que l'eau introduite à haute températu- re dans le dégazeur se trouve dans des conditions réactionnelles remarquables vis-à-vis de la tournure de fer d'autant plus qu'il se produit simultanément en surplus, du dégazage mécanique -donc sans consommation de matière les petites bulles   gazeu-   ses retenues d'abord par lesspérités de la paille de fer- grossissent et se   dégageât.-vers   le haut de l'appareil par le 

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 tuyau da trop plein muni   d'un   joint hydraulique. 



   Ces quelques considérations montrent clairement que la con- sommation de paille de fer -principal reproche fait aux dégazeurs de ce système- devient donc très minime, grâce à cette combinai- son de deux dispositifs perfectionnés utilisant un principe com- mun scientifiquement établi. 



   Les différents plans ci-annexés indiquent les dispositions nouvelles que l'inventeur a adoptées pour   realiser   et maintenir pratiquement les conditions optimum de bon fonctionnement. 



   La figure 1 représente une coupe verticale selon   l'axe de   
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 l'appareil épurateur muni des per adtionnements revendiqués; la figure 2 représente une coupe verticale selon l'axe -à 'une échelle plus grande que la précédente- de la nouvelle dispo- sition de l'épurateur, caractérisée   essentiellement   par une co- lonne chauffante renfermant le répartiteur ainsi que le rechauf feur d'eau à ruissellement et à baroottage. ' 
La figure 3 représente une coupe verticale selon l'axe, et   à   la même échelle que l'épurateur complet (fig.l) de l'appareil 
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 décanteur-dégazeur cylindro-conique. indiquant clairenJ8nt le, dispositifs originaux de décantation, de   filtration,   de nettoya- ge et d'évacuation.

   Cette même figure représente, placée sur la gauche de l'appareil, la coupe d'une partie de bâche à eau quel- conque de manière à mettre en relief la façon spéciale dont est reliée cette bâche avec l'appareil dégazeur en vue de recueillir le trop plein du dégazeur tout en servant de réserve d'alimenta- tion lors des purges périodiques de celui-ci ou du nettoyage mensuel de l'épurateur. 



   Les figures 4 et 5 représentent les vues en plan de l'épu- rateur ainsi que de l'appareil décanteur-dégazeur. 



   Ajoutons que tous les dispositifs sont numérotés successi- vement dans l'ordre chronologique de la circulation de l'eau à l'intérieur des appareils. Suivons donc le trajet de celle-ci pour nous assimiler le fonctionnement et le but des différents dispositifs. 

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   L'eau brute c'est-à-dire non dégazée et renfermant en solu- tion les sels calciques et magnésiens arrive par la tuyauterie E.E à la température de l'ambiance 5 à 12 ). 



   Elle traverse d'abord le filtre 1 protégeant le compteur à eau 2 des sâletés et petits décris qui pourraient l'obstruer. 



   Elle arrive ensuite ensuite au-dessus de l'épurateur, tra- versant le robinet automatique à flotteur 3 réglant automatique- ment son arrivée   d'après   les besoins de la vaporisation. 



   Ensuite, au lieu de descendre par un simple tube plongeur dans la colonne centrale de l'épurateur 4 -comme cela se fait dans tous les appareils existants sur le marché,- elle débouche dans un récipient amovible, le répartiteur 5 dont le fond com- porte deux rainures circulaires et concentriques, de section to- tale un peu supérieure à celle de la section de la conduite d'a- menée.

   Ce dispositif 5 répartit donc l'eau brute en deux nappes circulaires très minces qui viennent ruisseler sur les deux faces intérieures et extérieures du réchauffeur annulaire spécial 6 en cuivre rouge et à l'intérieur duquel circule de la vapeur à hau- te température amenée par la petite conduite de vapeur E.V   Disons que ces deux dispositifs nouveaux : 5 et   réchauffeur 6 sont aisément accessibles et amovibles et qu'ils se trouvent enfermés dans la nouvelle colonne chauffante 7 calo- rifugée, qui surplombe l'épurateur dans le prolongement de la colonne centrale propre à la plupart des épurateurs à purges con- tinues. 



   Ce réchauffeur annulaire 6 est suffisamment long pour pou- voir plonger sous le niveau normal de l'eau dans l'épurateur; la partie immergée ainsi que le fond circulaire mobile du réchauf- feur 6 étant perforés d'une multitude de petits trous par les- quels la vapeur devenue saturée vient barbotter dans l'eau en la réchauffant également. 



   Remarquons que dans cette même colonne centrale viennent également déboucher un peu plus bas, par la tuyauterie centrale 

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 E.V -les eaux de purges continues de la chaudière très chaudes et légèrement alcalines- ainsi que la solution franche de carbo- nate de sodium Solvay venant du bac   à   soude 8 et s'écoulant goutte à goutte de façon visible (dans ce   dispositif )   et régla- ble par l'entonnoir 9. 



   Ce qui caractérise donc cette disposition c'est que l'eau froide brute au lieu de tomber telle quelle dans la zone de réac- tion de la colonne centrale-s'échauffe progressivement et rapi- dement le long des parois du rechauffeur d'abord puis par contact direct avec la vapeur résiduelle et les aaux très chaudes des purges continues. 



   Il en résulte que les conditions de réaction optima avec la soude se trouvent beaucoup plus rapidement réalises -en con- séquence, A) les sels calcaires et   magnesiens   se précipitent plus rapidement et plus complètement. B   les   gaz dissous sont presque éliminés à cette température d'ébullition maintenue de façon permanente. 



   Le souci du maintien de cette dernière a porté également à faire calorifuger de manière spéciale (par enveloppe d'air ren- fermée entre deux parois 10) toute la surface rayonnante de l'ap- pareil tandis que le dessus est obturé soigneusement au moyen de tôles spécialement appropriées 11 aisément amovibles. 



   Les sels précipités se ressemblent donc dans la partie co- nique inférieure de l'appareil, où ils sont extraits par des purges fréquentes au moyen du gros robinet à   levier 12.   



   Il faut dire que leur décantation a été également   favorisée   du fait qu'ils ont été précipités à haute temperatare en parti cules se rassemblant rapidement. Remarquons en plus qua ces par- ticules étant beaucoup plus volumineuses flouclatinn   clue   lors de la précipitation à des températures plas basses, sont beaucoup mieux retenues par le dispositif de filtration 13 consitant d'a- bord en couches de fibres de bois entassées sur des tôles peffo rées et au surplus en un dispositif original spécial de secteurs 

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 perforés amovibles 14 enserrait de part et d'autre et contre la paroi de   réparateur   du tissu filtrant de texture appropriée. 



   L'eau ayant. abandonné sur ce filtre la presque totalité des sels précipités, sort de l'épurateur par la tuyauterie 15 et peut au besoin- (en cas d'avarie aux conduites de raccordement)- se rendra directement   à   la chaudière grâce aux robinets-vannes 16-   17-10   disposés de façon voulue.

   Si 18 est fermé, 16 et 17 étant ouverts, elle se dirigera normalement vers le décanteur-dégazeur dans lequel elle penètrera tangentiellement par la partie coniue de façon à acquérir ainsi un lent mouvement de rotation à l'inté- rieur de l'appareil 
Elle traversera d'abord un lit de tessons de verre 19 dispo- sés sur des taques solides perforées et sur lequel elle abandonne le peu de matières calcaires qu'elle pouvait encore tenir en sus- pension puis, s'élevant   lentement..{ attendu   le diamètre et la capa- cité de l'enceinte elle parachèvera sa décantation tout en tra- versant la forte couche de tournure de fer au manganèse disposés sur une bonne hauteur. 



   Le peu d'oxygène restant, n'ayant pas été éliminé par ébul- lition dans la colonne centrale de l'épurateur réagira forcément avec ce composé éminemment   oxydable.....tandis   que les   milices   d'aspérités que présentent ces copeaux de fer "accrocheront" se- lon le phénomène d'adsorption les innombrables petites bulles des gaz non réagissants (acide carbonique et azote) lesquelles en grossissant finiront par se détacher du sein du liquide et seront évacuées à la partie supérieure de l'appareil par la soupape à joint hydraulique 20. 



     L'eau   ainsi   qégazée   traversera encore les disques perforés   21   maintenant le tissu filtrant spécial-en sorte que la   filtrais   tion sera remarquablement achevée à la sortie de l'appareil. 



   Au surplus- et ce point a une importance pratique considéra- ble- les débris de tournure de fer ne pourront être entrainés dans les tuyauteries et venir coincer les soupapes des vannes d'arrêt. 

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   L'eau complètement tracée pourra donc faire retour à la chaudière par la tuyauterie 22- ou à volonté se rendre dans la bâche à eau de réserve (fig.3) (selon les besoins de la valorisa- tion) par la tuyauterie 23. Le trop plein du dégazeur re rendra également dans la bâche par la tuyauterie 24 reliée   à   la soupape hydraulique 20. 



   A remarquer que les tuyauteries ont ete combinées de   façon   à pouvoir alimenter la chaudière de façon continue, soit direc- tement de l'épurateur, soit directement de la Lâche de reserve, soit normalement en passant par l'épurateur et le degazeur, de manière que le nettoyage de l'un de ces appareils n'apporte au- cune perturbation dans l'alimentation de la chaudière considérée. 



   L'inventeur termine en disant que le nettoyage et l'évacua- tion des boues calcaires et de   l'hydrate   ferrique ou ferreux de- posés sur les tessons de verre et la tournure de fer se font dans cet appareil de façon très commode et particulièrement   rationnella   
En effet, un gros tube de trois pouces, raccorde quatre bras horizontaux disposés dans la masse de tournure de fer, est en liaison avec une conduite de vapeur voisine par l'intermédiai- re d'une forte vanne à vapeur 25. Ce tube vertical 26 disposé selon l'axe du dégazeur s'arrête just au-dessus du gros robinet de purge de quatre pouces à levier 27, son extrémité opposée dé- passe légèrement le couvercle de l'appareil et est obturée par le bouchon fileté amovible 28. 



   Ce tube ainsi que les oras horizontaux sont perforés d'une multitude de petits trous dans la zone où se trouvent la tournu- re de fer et les tessons de verre. 



   Pour purger le dégazeur (tous les deux jours seulement),il suffit d'abord de mettre la bâche de réserve en communication avec la chaudière en ouvrant les robinets 29 et 30 et fermant les robinets 31 et 32 afin d'isoler le dégazeur. Ouvrant ensuite le gros robinet de purge   à   levier 27-puis peu après la vanne à va- peut 25 il se produit un brossage particulièrement violent de 

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 l'eau à l'intérieur de l'appareil Les copeaux de fer sont se- coués et débarrassés des boues qui les recouvraient et celles- ci sont évacuées avec force par le gros robinet de purge 27 vers l'égout.

   L'opération demande quelques   minutes,...celle-ci   jugée suffisante en ferme la vanne à vapeur 25 puis le gros robinet de purge 27 et l'eau remonte à l'intérieur de l'épurateurs-ce que l'on peut contrôler par l'indicateur de niveau d'eau 33- lorsqu' elle s'écoule par le trop plein 24. On replace les robinets d'ar rêt 29-30-31-32 dans leur position primitive. 



   L'on remarquera enfin que ce dispositif permet -lors d'un nettoyage plus complet de l'appareil par vidange totale-, la désobstruction aisée du conduit de vapeur vertical et du cône collecteur -ainsi qu'un   rinçage   efficace sans pour cela devoir déboulonner le couvercle ni retirer la paille de fer-. Il suffit de dévisser le bouchon   28,   d'introduire une tige de fer appro- priée et de visser en lieu et place du bouchon 28 une conduite quelconque amenant de l'eau sous pression. 



    REVENDICATIONS.   



   1./ Dispositif original peu coûteux destiné au traitement intégral des eaux d'alimentation de chaudière convenant particu-   liérement   pour les installations de moyenne et petite importance, caractérisé par l'association judicieuse d'un épurateur à purges continues spécial muni de nouveaux perfectionnements -avec un dégazeur à paille de fer- de forme originale et spécialement combine pour remédier aux inconvénients qu'on reprochait jusqu' ici à ce système de dégazeur 
2./ Dispositif d'épuration et de dégazage selon la revendi- cation 1, caractérisé par le traitement des eaux brutes à une température beaucoup plus élevée (100 à 101 ) que celle préconi- sée jusqu'ici dans ce genre d'appareils. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 3 Dispositif d'épuration et de dégazage selon les reven- dications 1 et 2 et basé sur l'observation que par le maintien de la température indiquée : d'une part, la décantation des sels <Desc/Clms Page number 11> alcalino-terreux précipités 'effectue beaucoup plus rapidement et plus complètement grâce à une floculation rapide et consequem- ment la filtration subséquente est plus parfaite au bénéfice de l'épuration en général, d'autre part, le n,ême traitement dans l'épurateur outre qu'il élimine la presque totalité des gaz contenus dans l'eau brute, facilite considérablement dans le dégazeur, l'élimination de la petite quantité restante par oxy- dation plus aisée de la paille de fer d'abord,

   soit surtout par action mécanique conformément au phénomène d'adsorption des par- ticules solides et gazeuses au sein d'un même liquide- ce phéno- mène étant beaucoup plus accusé et plus rapide, si le liquide est porté à la température indiquée.

   4./ Dispositif d'épuration et de dégazage selon les reven- dications 1,2,3, caractérisé par une disposition spéciale des tuyauteries et vannes d'arrêt selon le plan ci-annexé et per- mettant : A) une double décantation et une double filtration des eaux trai- tées.

   B) l'alimentation "continue" normale de la chaudière, même en cas d'avarie ou de nettoyage de l'épurateur, du dégazeur, ou des conduites de jonction.

   5./ Dispositif épurateur à purges continues, caractérisé par une colonne chauffante de l'eau brute en tôle calorifugée et dis- posée dans le prolongement de la colonne centrale à récatin cette colonne renfermant : A) Un récipient répartiteur amovible répartissant le jet d'ame- née en deux nappes minces circulaires et concentriques.

   B) Un réchauffeur cylindrique annulaire amovible en cuivre rouge à ruissellement et barbotage, selon plan ci-annexé, à l'inté- rieur duquel circule de haut en bas la vapeur de chauffage, (valeurs récupérées) tandis qu'une mince nappe d'eau ruisselle sur ses parois intérieure et extérieure, et dont la partie in- ferieure immergée et perforée d'une multitude de petits trous par lesquels la vapeur devenue saturée vient barboter dans <Desc/Clms Page number 12> l'eau en la réchauffant encore /ce réchauffeur possédant un fond mobile (pour faciliter le nettoyage) et également perforé.

   6./ Dispositif épurateur à purges continues selon la reven- dication précédente, et caractérisé par un calorifugeage spécial de la surface cylindrique rayonnante, ce calorifugeage consistant en une couche d'air renfermée entre deux parois -et enveloppant complètement l'appareil- la seconde paroi (extérieure) étant con- stituée de matériaux calorifuges spéciaux particulièrement effi- caces.

   7./ Dispositif épurateur à purges continues selon les reven- dications 5,6 et 1,2,3,4, caractérisé par la particularité nouvel- le 1) que la colonne centrale ordinaire est prolongée au delà du grand résenvoir et obturée au moyen d'un plateau étanche et amovible ,ce qui empêche la protection des eaux brutes de la colonne dans le réservoir contenant l'eau épurée, lors des remous violents se produisant dans cette colonne oentrale.

   2 que l'espace annulaire, compris entre la colonne contraire! la paroi de l'épurateur est également obturé par un couvercle étanche, composé de plusieurs secteurs amovibles en vue de s'opposer aux déperditions de chaleur.

   8./ Dispositif épurateur à purges continues selon les reven- dications 1,2,3,4,5,6,7 et caractérisé par le fait qu'il est disposé à l'intérieur de l'appareil, âpres la zone de décan tation, un filtre circulaire particulièrement efficace et commo- de à remplacer, ce filtre nouveau étant composé de secteurs en tôle perforée interchangeables maintenant de part et d'autre et contre les parois intérieures du réservoir du tissu filtrant de texture spéciale appropriée.

   9./ Appareil décanteur-dégazeur selon les revendications précédentes 1,2,5,4,et caractérisé 1) Par sa forme cylindro-conique rationnelle.

   2) Par sa consommation minime de paille de fer attendu- comme il a été longuement développé- que cet appareil traite les eaux très chaudes venant de l'épurateur. <Desc/Clms Page number 13> eaux @ 3 Que ce arrivent tangent iellement à la partie conique infé- rieur de manière à provoquer unlent mouvement de giration à l'intérieur de l'appareil.

   10./ Appareil décanteur-dégazeur selon plan ci-annexé et les revendications 1,2,3,4,9 caractérise par la disposition d'un filtre ciruclaire analogue à celui décrit à la revendication 8 placé à la partie supérieure de l'appareil au-dessus do la tour- nure de fer, en vue de parachever la filtration,et à empêcherque des débris de tournure de fer ne soient entraînées vers les tuyau- teries et vannes d'arrêt.

   Il./ Appareil décanteur-dégazeur selon plan ci-annexé et les revendications 1,2,3,4,9,10 caractérisé par la particularité.

   1) qu'un gros tube de chasse portant quatre bras horizontaux per-. forés et reliés à une forte vanne à vapeur, traverse axiale- ment l'appareil* 2) que ce gros tube perforé lui-même aux endroits opportuns - s'arrête d'une part à faible distance du gros robinet d'éva ouation des purges - de manière à faciliter et accelérer l'élimination de celles-ci.

   3) que ce gros tube traverse d'autre part le couvercle boulonné de l'appareil à la partie supérieure-où il est obturé par un gros bouchon fileté amovible de manière à pouvoir procéder aisément à la désobstruction éventuelle et au rinçage effica- ce de l'appareil- lors d'un nettoyage de celui-ci.

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