WO2012168645A1 - Procede de nettoyage dynamique des canalisations d'eau d'un vehicule et dispositif permettant de le mettre en oeuvre - Google Patents

Procede de nettoyage dynamique des canalisations d'eau d'un vehicule et dispositif permettant de le mettre en oeuvre Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to the field of maintenance of the pipes forming the water network of vehicles and in particular adaptations to perform the cleaning of said pipes in the best conditions.
  • filtration means for example carbon filtration cartridge, ion exchange, etc.
  • the document DE 102009009938 describes a method of inserting gas into water flowing in the water supply lines of an aircraft in order to create turbulence in the circulating flow, turbulences likely to avoid the depositing biofilms and / or detaching said deposit for evacuation purposes. Turbulence created by such a method is not always sufficient to perform a complete cleaning.
  • an intermediate state of the fluid flowing in the pipe namely a fluid formed of water and gas creating turbulence in the pipe to be cleaned, may not be sufficient. to detach some deposits.
  • this shock wave is advantageously implemented by the method of the invention which consists of:
  • shock wave To generate a shock wave, once the volume emptied, shock wave propagating downstream of said constriction through the mixture.
  • shock created defines a constraint on deposits of biofilms, bacteria, scale which they can not resist thus ensuring their detachment and evacuation.
  • This shock wave is achieved by the establishment of a sudden discontinuity in the nature of the fluid passing through the pipe.
  • the method consists in creating a fluid by mixing a liquid with pressurized gas and propagating said shock wave in said fluid.
  • the creation of this mixture will not only support the shock wave but also create a turbulent phase conducive to the removal of any impurity in the pipe.
  • the method of the invention thus combines the advantages of a gas and liquid intermediate phase with those of a shock wave optimizing the stresses on the deposits to be removed and ensuring their detachment for evacuation purposes.
  • the method of the invention thus makes it possible to associate the creation of a shock wave with an intermediate phase gas / liquid that can create turbulence in the pipe to be cleaned.
  • the acceleration is obtained by pressurizing the unoccupied volume and maintaining the pressure despite the escape of the liquid by the throttling.
  • the gas and liquid mixture is obtained when the volume is almost emptied and where the liquid at its highest acceleration (due to the maintenance of the pressure) carries gas in its displacement and the shock wave is generated due to the sudden absence of liquid to move due to the total emptying and accelerated volume.
  • the method consists in heating the water filling the volume thus participating in the cleaning.
  • the vehicle is an aircraft.
  • the invention also relates to the device for implementing the method described above.
  • said constriction is created by the difference in diameter between the volume and the pipe in which the shock wave propagates.
  • said volume is that of a water tank of the vehicle.
  • said volume is that of an independent reservoir coming from the outside to connect to the pipe network of the vehicle.
  • This tank can be associated within the same module to different functional subassemblies participating in the cleaning process.
  • said independent reservoir is included in a mobile cleaning module uniting on the same platform, the following subsets: water tank that will constitute the volume partially filled here with water,
  • thermometer for controlling the temperature of the water
  • This single module can thus, by connecting to the pipe network, implement the method of the invention. It also makes it possible to implement another characteristic of the method of the invention which consists in heating the water filling the volume of the tank so that the water ensures, by its temperature, a treatment function.
  • said liquid is water and in particular water already present in the storage tank of the vehicle.
  • the implementation of the method of the invention consists in controlling the filling and the emptying of a tank of the vehicle as well as its pressurization in order to carry out the different steps necessary to obtain a phase intermediate fluid and the propagation of the shock wave through said fluid.
  • FIG. 1 is a schematic drawing of a drinking water supply circuit of an aircraft on which the method of the invention is applied from a reservoir integrated in said aircraft;
  • FIG. 1 illustrates the scattering of the shock wave in the circuit of Figure 1;
  • Figure 3 is a schematic drawing of a drinking water supply circuit of an aircraft on which the method of the invention is applied from a tank independent of the aircraft;
  • FIG. 4 illustrates the diffusion of the shock wave in the circuit of FIG.
  • the method of the invention applies to the drinking water supply network of an aircraft referenced A in which it comprises a water reservoir 100 as well as a plurality of pipes 200 forming said water supply network for distributing the water to the taps available to users such as the tap 300 illustrated.
  • the method of the invention for removing deposits is applied to the portion of a pipe 210 communicating said reservoir 100 to said valve 300.
  • the reservoir 100 has a much larger diameter than the pipe 210 to be cleaned.
  • This difference in diameter creates a constriction at the junction point P between said duct 210 and said reservoir 100.
  • the tank 100 further comprises in its original version or for implementing the method of the invention:
  • a gas inlet valve 130 allowing the contents of the tank 100 to be pressurized
  • a gas outlet valve 140 making it possible to regulate said pressure.
  • valve 300 is closed as well as the valves 120 and 130,
  • valve 140 is open and water and / or a disinfectant liquid is injected from the outside into the tank 100 via the valve 110,
  • valve 140 is closed and the valve 120 giving access to the pipe 210 is open.
  • a high intensity shock wave 0 accompanied by a high degree of turbulence is then generated downstream of the point P and propagates inside the pipe 210 to be cleaned.
  • the velocity at point P passes less than 10 meters per second at a speed greater than 440 meters per second, which is the velocity of gas at the point P during the generation of the discontinuity.
  • FIGS. 3 and 4 illustrate the implementation of the same method by a slightly different device in that it consists of a tank 400 independent of the aircraft A coming to connect to the pipe network 200 and associated with functional subassemblies to ensure the different phases of the process.
  • the latter is based on a large difference in diameter between that of the tank 400 and that of the pipe 220 connection with the pipe 210 to be cleaned.
  • a constriction at the point P 'of connection between the pipe 220 and the tank 400 makes it possible to create the desired discontinuity.
  • the arrival of the liquid at the bottom of tank 400 creates the creative discontinuity of the desired shock wave 0 'propagating through line 220 and then 210 in the gas, the air / liquid mixture and in the liquid.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de nettoyage dynamique des conduites d'alimentation en eau potable d'un véhicule (A), remarquable en ce qu'il consiste à créer une onde de choc (0) dans la conduite (210) à nettoyer. L'invention concerne également un dispositif permettant de mettre en oeuvre ledit procédé. Applications : nettoyage des conduites d'alimentation en eau des véhicules dont les aéronefs.

Description

PROCÉDÉ DE NETTOYAGE DYNAMIQUE DES CANALISATIONS D'EAU D'UN VÉHICULE ET DISPOSITIF PERMETTANT DE LE METTRE
EN ŒUVRE
DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION
La présente invention a trait au domaine de l'entretien des canalisations formant le réseau d'eau des véhicules et notamment aux adaptations permettant de réaliser le nettoyage desdites canalisations dans les meilleures conditions.
DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR
Classiquement, l'eau potable distribuée dans un véhicule tels un aéronef, un wagon de train, un bateau etc.. est traitée selon différentes solutions :
- des moyens chimiques (chlore et dérivés, oxygène actif, etc ... ) ,
des moyens de filtration (par exemple cartouche de filtration à charbon, par échange d'ions, etc...),
Néanmoins, du fait notamment de l'utilisation non continue des canalisations de distribution, à la longue ces différents moyens n'empêchent pas le dépôt d'impuretés, de biofilms et/ou l'apparition de bactéries sur les parois intérieures des canalisations.
Il existe dans l'art antérieur des procédés de nettoyage dits "dynamiques" des canalisations évitant ou venant en complément desdites solutions de traitement.
Parmi ces procédés, le document DE 102009009938 décrit un procédé consistant à insérer du gaz dans de l'eau circulant dans les conduites d'alimentation en eau d'un aéronef afin de créer des turbulences dans le flux circulant, turbulences susceptibles d'éviter le dépôt de biofilms et/ou de détacher le dit dépôt à des fins d'évacuation. Les turbulences créées par un tel procédé ne sont néanmoins pas toujours suffisantes pour réaliser un nettoyage complet.
Il existe également le procédé connu sous l'anglicisme d'"air scouring" tel celui décrit dans le document US 5915395 consistant originellement à isoler une section de conduite d'alimentation et à retirer l'eau de la conduite en utilisant de l'air propre comprimé. De l'air et l'eau sont graduellement réintroduits dans la conduite. L'action de tourbillonnement de l'air comprimé et de l'eau élimine les dépôts de tartre, sédiments, matières et débris de la conduite. L'accélération et le tourbillonnement de l'eau et de l'air comprimé est notamment mis en œuvre par l'ouverture d'une extrémité de la section isolée de conduite après injection d'air comprimé. Ce document décrit plus spécifiquement le fait que l'air introduit dans la conduite puisse contenir des moyens de traitement évitant ou ralentissant tout dépôt futur.
Malgré les bons résultats obtenus, une telle solution qui utilise comme la solution précédente, un état intermédiaire du fluide circulant dans la conduite à savoir un fluide formé d'eau et de gaz créant des turbulences dans la conduite à nettoyer, peut ne pas être suffisante pour détacher certains dépôts.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
Partant de cet état de fait, la demanderesse a mené des recherches visant à concevoir un procédé et un dispositif de nettoyage des conduites d'alimentation en eau potable des véhicules permettant d'optimiser les résultats obtenus par les solutions de l'art antérieur.
Ces recherches ont abouti à la conception d'un procédé de nettoyage dynamique des conduites d'alimentation en eau potable d'un véhicule consistant à créer une onde de choc dans la conduite à nettoyer.
Selon l'invention, la création de cette onde de choc est avantageusement mise en œuvre par le procédé de l'invention qui consiste :
- à remplir partiellement un volume par un liquide,
- à remplir par du gaz sous pression, le volume non occupé par le liquide,
à libérer le liquide à travers un étranglement communiquant avec la ou lesdites conduites à nettoyer tout en maintenant la pression de façon :
- à créer un déplacement accéléré du liquide dans un premier temps et du mélange de gaz et de liquide se créant dans un deuxième temps puis,
- à générer une onde de choc, une fois le volume vidé, onde de choc se propageant en aval dudit étranglement à travers le mélange.
Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce que le choc créé définit une contrainte sur les dépôts de biofilms, de bactéries, de tartre à laquelle ils ne peuvent résister assurant ainsi leur détachement et leur évacuation.
Afin d'isoler la conduite dans laquelle l'onde de choc doit se propager, il suffit de fermer l'ensemble des robinets à l'exception du robinet situé à l'extrémité de la conduite concernée.
Cette onde de choc est réalisée par la mise en place d'une discontinuité brutale dans la nature du fluide passant à travers la conduite.
Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le procédé consiste à créer un fluide par mélange d'un liquide avec du gaz sous pression et à propager ladite onde choc dans ledit fluide. La création de ce mélange va permettre de non seulement supporter l'onde de choc mais également de créer une phase turbulente propice à l'enlèvement de toute impureté dans la conduite. Le procédé de l'invention permet ainsi d'associer les avantages d'une phase intermédiaire gaz et liquide à ceux d'une onde de choc optimisant les contraintes soumises sur les dépôts à enlever et garantissant leur détachement à des fins d'évacuation.
Le procédé de l'invention permet donc d'associer la création d'une onde de choc à une phase intermédiaire gaz/liquide susceptible de créer des turbulences dans la conduite à nettoyer.
L'accélération est obtenue par mise en pression du volume non occupé et maintien de la pression malgré l'échappement du liquide par l'étranglement. Le mélange gaz et liquide est obtenu lorsque le volume est presque vidé et où le liquide à sa plus forte accélération (du fait du maintien de la pression) emporte du gaz dans son déplacement et l'onde de choc est générée du fait de l'absence soudaine de liquide à déplacer du fait de la vidange totale et accélérée du volume.
Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, le procédé consiste à faire chauffer l'eau remplissant le volume participant ainsi au nettoyage.
Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, le véhicule est un aéronef.
L'invention concerne également le dispositif permettant de mettre en œuvre le procédé ci-dessus décrit. Ainsi, selon une caractéristique de ce dispositif, ledit étranglement est créé par la différence de diamètre entre le volume et la conduite dans laquelle se propage l'onde de choc.
Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, ledit volume est celui d'un réservoir d'eau du véhicule.
Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, ledit volume est celui d'un réservoir indépendant venant se connecter de l'extérieur au réseau de conduites du véhicule.
Ce réservoir peut être associé à l'intérieur d'un même module à différents sous-ensembles fonctionnels participant au procédé de nettoyage. Ainsi, selon une caractéristique particulièrement avantageuse, ledit réservoir indépendant est inclus dans un module de nettoyage mobile réunissant sur une même plate-forme, les sous-ensembles suivants : réservoir d'eau qui va constituer le volume rempli partiellement ici d'eau,
- moyen de chauffage de l'eau contenue dans le réservoir qui va alors devenir un liquide de nettoyage,
- moyen de mise en pression associé au réservoir pour mettre en pression ce dernier et pour maintenir cette pression ,
- thermomètre permettant de contrôler la température de 1 ' eau ,
- pompe doseuse, et
- un moyen de filtration de l'eau.
Ce seul module peut ainsi, en se connectant au réseau de canalisations, mettre en œuvre le procédé de l'invention. Il permet en outre de mettre en œuvre une autre caractéristique du procédé de l'invention qui consiste à faire chauffer l'eau remplissant le volume du réservoir de sorte que l'eau assure, de par sa température, une fonction de traitement.
Selon une autre caractéristique, ledit liquide est de l'eau et notamment de l'eau déjà présente dans le réservoir de stockage du véhicule.
Selon une autre caractéristique, la mise en œuvre du procédé de l'invention consiste à piloter le remplissage et la vidange d'un réservoir du véhicule ainsi que sa mise en pression afin de réaliser les différentes étapes nécessaires à l'obtention d'une phase intermédiaire de fluide et à la propagation de l'onde de choc à travers ledit fluide.
Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d'exemple non limitatif, plusieurs modes de réalisation d'un procédé et d'un dispositif conformes à l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 est un dessin schématique d'un circuit d'alimentation en eau potable d'un aéronef sur lequel est appliqué le procédé de l'invention à partir d'un réservoir intégré audit aéronef;
La figure 2 illustre la diffusion de l'onde de choc dans le circuit de la figure 1;
La figure 3 est un dessin schématique d'un circuit d'alimentation en eau potable d'un aéronef sur lequel est appliqué le procédé de l'invention à partir d'un réservoir indépendant de l'aéronef;
La figure 4 illustre la diffusion de l'onde de choc dans le circuit de la figure 3.
DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS
Tel qu'illustré sur les dessins des figures 1 et 2 , le procédé de l'invention s'applique au réseau d'alimentation en eau potable d'un aéronef référencé A dans sont ensemble lequel comprend un réservoir d'eau 100 ainsi qu'une pluralité de canalisations 200 formant ledit réseau d'alimentation en eau permettant de distribuer l'eau jusqu'aux robinets disponibles pour les utilisateurs tel le robinet 300 illustré.
Le procédé de l'invention d'élimination des dépôts est appliqué à la portion d'une conduite 210 faisant communiquer ledit réservoir 100 audit robinet 300.
Pour mettre en œuvre les principes de l'invention, le réservoir 100 présente un diamètre largement supérieur à celui de la conduite 210 à nettoyer.
Cette différence de diamètre crée un étranglement au point de jonction P entre ladite conduite 210 et ledit réservoir 100.
Le réservoir 100 comprend en outre dans sa version d'origine ou à des fins de mise en œuvre du procédé de 1 ' invention :
- une vanne d'entrée 110 de l'eau communiquant avec l'extérieur de l'aéronef A, - au moins une vanne commandant la sortie 120 de l'eau du réservoir 100,
une vanne d'entrée de gaz 130 permettant la mise en pression du contenu du réservoir 100,
- une vanne de sortie du gaz 140 permettant de réguler ladite pression.
Les opérations suivantes sont alors mises en œuvre :
- le robinet 300 est fermé ainsi que les vannes 120 et 130,
- la vanne 140 est ouverte et de l'eau et/ou un liquide désinfectant est injecté de l'extérieur dans le réservoir 100 par la vanne 110,
- lorsque le liquide atteint le niveau haut NI dans le réservoir 100, l'alimentation en eau est stoppée et la vanne 110 correspondante est fermée,
- la valve 140 est fermée et la valve 120 donnant accès à la conduite 210 est ouverte.
- du gaz est injecté dans le réservoir par la vanne 130, lorsque la pression atteint la valeur désirée à l'intérieur du réservoir 100, le robinet 300 est ouvert pour démarrer le déplacement du liquide à l'intérieur de la conduite 210.
Ces opérations donnent les effets physiques suivants - comme le liquide se déplace dans la conduite 210, son niveau baisse dans le réservoir 100,
- une fois que le liquide atteint le niveau bas N2 , c'est à dire qu'il atteint le niveau de l'étranglement P, une discontinuité soudaine de masse, de vélocité et de pression est alors générée,
une vitesse supersonique est atteinte au niveau du point P,
- une onde de choc 0 d'haute intensité accompagnée d'une grande turbulence est alors générée en aval du point P et se propage à l'intérieur de la conduite 210 à nettoyer.
Selon un essai mesuré, la vélocité au point P passe de moins de 10 mètres par seconde à une vitesse allant au delà de 440 mètres par seconde qui est la vélocité de gaz au point P lors de la génération de la discontinuité.
Trois zones de propagation sont créées dans la conduite 210 :
- une première zone de contact entre le gaz et le liquide,
- une deuxième zone située en amont de la première où seul le liquide est présent et dans laquelle l'onde de choc se propage,
- une troisième zone en aval de ladite zone de contact où seul du gaz est présent et à l'intérieur de laquelle se propage l'onde de raréfaction ou d'expansion volumique.
Les dessins des figures 3 et 4 illustrent la mise en œuvre du même procédé par un dispositif légèrement différent en ce qu'il se compose d'un réservoir 400 indépendant de l'aéronef A venant se connecter au réseau de canalisation 200 et associé à des sous-ensembles fonctionnels permettant d'assurer les différentes phases du procédé. Comme pour le dispositif ci-dessus décrit, ce dernier se base sur une grande différence de diamètre entre celui du réservoir 400 et celui de la conduite 220 de connexion avec la conduite 210 à nettoyer. Ainsi, un étranglement au point P' de liaison entre la conduite 220 et le réservoir 400 permet de créer la discontinuité souhaitée .
Comme illustrée sur le dessin de la figure 4 et conformément au procédé de l'invention, l'arrivée du liquide en fond de réservoir 400 crée la discontinuité créatrice de l'onde de choc recherchée 0' se propageant à travers la conduite 220 puis 210 dans le gaz, le mélange air/liquide et dans le liquide.
On comprend que le procédé et le dispositif, qui viennent d'être ci-dessus décrits et représentés, l'ont été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés aux exemples ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de 1 ' invention .

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de nettoyage dynamique des conduites d'alimentation en eau potable d'un véhicule (A), consistant à créer une onde de choc (0) dans la conduite (210) à nettoyer,
CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste :
- à remplir partiellement un volume (100) par un liquide,
- à remplir le volume non occupé par le liquide par du gaz sous pression,
_ à libérer le liquide à travers un étranglement communiquant avec l'extrémité de la ou desdites conduites à nettoyer dont l'autre extrémité est ouverte tout en maintenant la pression,
de façon :
- à créer un déplacement accéléré du liquide dans un premier temps et du mélange de gaz et de liquide se créant dans un deuxième temps puis
- à générer une onde de choc (0) une fois le volume (100) vidé, onde de choc se propageant à travers le mélange.
2. Procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN
CE QU'il consiste à créer un fluide par mélange d'un liquide avec du gaz sous pression et à propager ladite onde de choc dans ledit fluide.
3. Procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à faire chauffer l'eau remplissant le volume ( 100 ) .
4. Procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QUE le véhicule (A) est un aéronef.
5. Procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QUE ledit étranglement est créé par la différence de diamètre entre le volume (100) et la conduite (210) dans laquelle se propage l'onde de choc.
6. Procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QUE ledit volume est celui d'un réservoir d'eau (100) du véhicule (A).
7. Procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QUE ledit volume est celui d'un réservoir indépendant (400) venant se connecter de l'extérieur au réseau (200) de conduites du véhicule (A) .
8. Dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 7, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ledit réservoir indépendant (400) est inclus dans un module de nettoyage mobile réunissant sur une même plateforme les sous-ensembles suivants :
- réservoir d'eau,
- moyen de chauffage de l'eau,
- moyen de mise en pression,
- thermomètre,
- pompe doseuse,
- moyen de filtration de l'eau.
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