Appareil pour imprégner l'eau d'acide carbonique.
La présente invention a pour objet un appareil pour imprégner l'eau d'acide carbonique, afin de produire de l'eau gazéifiée pour l'emploi comme boisson.
I1 est bien connu que la qualité de l'eau gazéifiée dépend principalement de la quantité d'acide carbonique en solution dans l'eau, exprimée généralement par le rapport du volume de gaz dissous à un certain volume d'eau. L'acide carbonique dissous dans l'eau lui communique un caractère mousseux très apprécié et une saveur agréable.
L'appareil selon l'invention permet d'obtenir une eau présentant un haut degré de gazéification et cela en utilisant au mieux la quantité d'acide carbonique disponible.
Cet appareil comporte un récipient fermé, dans la partie supérieure duquel se trouve une tuyère de pulvérisation de l'eau, agencée de façon à projeter à travers son orifice un jet conique vers le bas du récipient, et se caractérise par un conduit d'amenée de l'acide carbonique débouchant de façon a' décharger celui-ci près de l'orifice de la tuyère et à le diriger vers ledit orifice, pour favoriser son absorption par le jet d'eau.
Une forme d'exécution de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple, Åa la figure unique du dessin annexé.
L'appareil d'imprégnation représenté comporte une enveloppe extérieure 10 de forme tronconique établie en un métal non corrodable, tel que de l'acier inoxydable. Le fond 11 de l'appareil est formé par un disque circulaire ayant une aile relevée 12 entourant l'extrémité de la pièce tronconique 10 et fixée sur celle-ci par soudure, comme indiqué en 13.
Un raccord 14 est soudé de façon étanche au centre de ce fond 11. Ce raccord sert d'orifice de sortie de l'appareil d'imprégnation et peut recevoir un tuyau, une soupape ou un autre dispositif de débit du liquide (non représenté).
Un collet circulaire 15, intérieurement taraudé, est fixé par soudure sur l'extrémité supérieure de l'enveloppe tronconique, et un bouchon fileté 16 est vissé dans le collet 15.
Une garniture 17 est insérée entre l'extrémité supérieure du collet et l'aile du bouchon 16 pour assurer un contact étanche de ces deux parties.
Un dispositif à tuyère 20 est fixé au bouchon 16, à l'intérieur de la chambre d'imprégnation, ia l'aide d'un raccord taraudé 21 coopérant avec une courte pièce de tube filetée 22 vissée dans un orifice'taraudé 23 du bouchon 16. L'orifice 23 est en communication avec un raccord là coude 24 qui est a son tour relié au moyen d'un raccord normal 25 à un conduit 26 allant vers une pompe à refoulement 27, actionnée par un moteur électrique 28, et débitant de l'eau sous pression.
Le dispositif à tuyère 20 comporte nne courte pièce de tube 30 qui peut être désignée comme pièce de connexion, dont l'extrémité supérieure est vissée dans le raccord 21, tandis que dans son extrémité inférieure est vissée la tuyère proprement dite 31. Cette tuyère 31 est une tuyère normale ayant une capacité et un angle de cône de jet déterminés. Dans une tuyère de ce genre, le liquide sous pression émerge de celle-ci en forme d'un jet conique, animé d'un mouvement de rotation. En pratique, on a employé -une tuyère particulièrement efficace ayant un débit de 90 850 litres par heure sous une pression de 45 360 kg et produisant un jet conique animé d'une rotation en sens inverse des aiguilles d'une montre.
La tuyère 31 avec ses connexions est disposée verticalement, et au dessin on a représenté l'orifice de décharge de la tuyère comme étant situé directement dans l'axe vertical de l'appareil, mais le fonctionnement de l'appareil pourrait être tout aussi efficace avec une tuyère déplacée par rapport à cet axe.
Pour l'amenée de l'acide carbonique, la tuyère 31 est entourée d'un collet 32 relié métalliquement en 33 à la pièce de connexion 30. Ce collet se prolonge au-dessous de la tuyère, comme représenté au dessin. Il présente une ouverture inférieure 34 de diamètre suffisant pour permettre au jet conique de la tuyère de sortir librement.
Le collet 32 est en outre muni d'un canal 35 situé horizontalement dans sa paroi et se terminant près de la tuyère 31. Le canal 35 forme ainsi un ehemin de communication libre entre la chambre de gazéification et l'orifice de la tuyère.
Un second canal 36 est prévu dans la paroi latérale du collet 32. Les canaux 35 et 36 sont représentés comme étant diamétralement opposés, ce qui simplifie la fabricatison; mais au point de vue du fonctionnement de l'appareil, les deux canaux peuvent être situés sous n'importe quel angle l'un par rapport à l'autre. Le canal 36 est relié à la source d'acide carbonique 37 par un conduit 38 relié au collet 32 en 39 près du canal 36 et relié par un raccord à capuchon 40 à la pièce de connexion 41 fixée en 42 de façon étanche au bouchon 16 et communiquant avec un canal 43 traversant le bouchon 16. Le canal 43 communique à son tour avec un raccord normal 44 reliant le conduit d'amenée d'acide carbonique 45 au canal 43 et à travers le raccord 40-41, au conduit 38 et au canal 36.
L'acide carbonique se trouvant dans le récipient 37 sous une pression élevée, un ré gulatdur 46 est prévu pour réduire la pression de l'acide carbonique à une pression appropriée, ordinairement de 4,2 atm. environ.
A l'intérieur de l'appareil est placé, à une certaine distance au-dessous de l'orifice de la tuyère 31, une plaque circulaire 47, sur laquelle est projeté le jet conique de ia tuyère.
Cette plaque peut être munie à son bord d'ailes 48 et 49 dirigées alternativement vers le haut et le bas. Les ailes 49, tournées vers le bas, peuvent être soudées à l'enveloppe pour supporter la plaque, et les ailes 48, tournées vers le haut, servent de plaques de choc et leur formation produit en même temps des ouvertures, à travers lesquelles l'eau gazéifiée peut s'écouler dans le réservoir 50 au-dessous de la plaque 47.
Le récipient représenté et décrit à titre d'exemple a une forme tronconique. Grâce, à cette forme, on obtient, avec l'arrangement représenté des autres parties, une absorption de gaz et un rendement bien plus grand que si l'on employait un récipient cylindrique de la même capacité volumétrique; mais, grâce aux dispositions décrites, même en utilisant un récipient cylindrique, le rendement et les volumes de gaz absorbé sont bien plus élevés que dans n'importe quel autre appareil de gazéification fonctionnant sous des conditions de pression et de débit identiques.
Des essais ont été effectués avec un appareil de gazéification monté dans une machine de débit de boissons, dans laquelle de l'eau à une température de 2,2 à 4,80 C est introduite sous une pression de 12, 5 1à 28 atm. à une vitesse d'environ 113,5 litres par heure.
L'eau gazéifiée soutirée de cette machine contenait une quantité d'acide carbonique absorbée dans le rapport d'au moins 5,5 volumes de gaz pour un volume d'eau.
La tuyère représentée à la fig. 1 est une tuyère à jet tourbillonnant produisant un cône de 450 d'ouverture pour un débit de 90 850 litres par heure sous une pression d'environ 8,5 atm. La même tuyère, débitant 128,7 litres par heure sous une pression de
20 atm., produit un cône dont l'ouverture est d'à peu près 600.
Le bord inférieur du collet 32 est situé à une distance de 6,67 cm au-dessous de la paroi supérieure du récipient, et l'orifice de la tuyère est situé à 5,56 mm au-dessus du bord inférieur du collet, de sorte que l'orifice
de décharge de la tuyère se trouve à une distance d'environ 6,1 cm au-dessous de la paroi la plus élevée du récipient. n est là noter que, grâce à la disposition particulière du collet 32 et des canaux 34, 35 et 36, le jet d'eau sous haute pression (12,5 à 28 atm.) aspire l'acide carbonique sous une pression inférieure (4,2 à 5,8 atm.).
Dans l'exemple représenté, le disque amortisseur 47 est disposé à une distance de 38,1 mm au-dessus de la partie inférieure de la paroi' de fond du récipient et à une distance légèrement plus grande que 12,7 cm audessous de l'orifice de la tuyère. La distance entre le disque amortisseur et l'orifice de la tuyère est suffisamment grande pour empêcher que la tuyère soit inondée par l'eau gazéifiée dans le récipient.
Le dispositif entourant la tuyère et le rejaillissement de l'eau sur la plaque inférieure 47 favorisent le contact intime de l'acide carbonique avec l'eau et par suite l'absorption de oe gaz.
L'acide carbonique libre est continuellement aspiré à travers le canal 35 et ainsi mélangé avec le jet émergeant de l'orifice de la tuyère.
L'eau hautement gazéifiée s'écoule à travers les ouvertures prévues à la circonférence de la plaque 47 et s'accumule dans le réservoir 50. Dans l'exemple représenté, cette chambre possède une capacité volumétrique passablement petite, mais cela n'est pas d'importance et on peut prévoir une chambre d'une grandeur quelconque, suivant l'espace disponible et les conditions d'emploi.
Un dispositif de réglage du niveau de liquide approprié, tel qu'une soupape à flotteur ou un dispositif à électrodes, peut être placé dans la chambre 50 et l'appareil peut être muni des autres accessoires bien connus.
En démontant les raccords 25 et 44 des canalisations d'eau et de gaz respectivement, on peut retirer de l'appareil la tuyère, le collet 32 et les autres parties adjointes solidaires du bouchon 16 en un bloc, du fait que le bouchon 16 est vissé dans le collet 15.