Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
105453'~
La présente lnvention a pour ob~et un perfect~nnement aux
demandes de brevets canadiens no 124.240 du ler octobre 1971 et
no 183.915 du 22 octobre 1973, ces demandes de brevets se rappor-
tant a un procédé et a des appareils pour l'enlevement de nappes
de produits polluant sur l'eau.
Le procédé décrit dans ces demandes consistent,à l'aide
d'un appareil tiré ou poussé par un bateau ou encore immobile
dans un courant, à recueillir sur une épaisseur appropriée de
l'eau et le polluant qui surnage sous le seul effet de la vitesse
de déplacement relatif et à utiliser cette vitesse relative pour
diriger l'eau et le liquide polluant, par une introduction
tangentielle dans une ou plusieurs chambres du type cyclône,
remplissant cette ou ces chambres en eau et en liquide polluant
jusqu'au plafond et entraînant une rotation cyclonique ayant
pour effet de provoquer une zone tourbillonnaire créant une
concentration en liquide polluant dans la zone centrale axiale d
d'où il est evacué par un tube placé dans l'axe et émergeant
du plafond du cyclône, l'eau centrifugée, débarrassée du polluant
étant évacuée par la pointe du cyclône.
Ce procédé est basé sur l'utilisation de la vitesse
relative d'avancement de l'appareil par rapport au plan d'eau à ~
épurer et fonctionne d'autant mieux que cette vitesse est élevée. ~ '
Dans certaines formes de réalisation décrites, l'appa-
reil est muni à son avant, d'une écope prélevant sur une épaisseur
. .
appropriée de l'eau et le polluant et fonctionnant en déversoir
noyé.
La présente invention a pour objet un appareil
pour l'enlèvement de nappes de produits flottants sur un liquide
plus lourd, qui ne présente aucun mouvement relatif de déplacement
par rapport au plan d'eau à épurer c'est-a-dire qui est
immobile dans un plan dleau sensiblement sans courant.
Si dans un tel ap~areil, on se contente d'assurer
.. ~ ,.,. . .. . - .
;: : ~ . ...................................... .
: ' ' ~ ' . ~ ' '
1C~5~5;~
l'écoulement dans l'apyareil immobile par une pompe aspirante
placée à la sortie inférieure du cyclône en maintenant
l'ecope avant noyée pour alimenter le cyclone en
.
,. .
1054S3~
eau et sn polluant, on s'apercoit que l'on arrive très rapidemsnt 3 aspirer
uniquDment de l'eau dans 1Q cyclône, le polluant, plus léger, rsstant ~ la
surface et ne s'accumulant pas du fait de l'immobilité de l'appareil, alors
que dans l'appareil fonctionnant grâce ~ la vitesse relative le polluant
s'accumuls au-dela de l'écope au-dessus de l'entrée du cyclôns pour
atteindre une épaisseur suffisante pour lui permettre de pénétrer par ladite
entrés.
Lss sssais sffsctués par la demanderesse ont montré qu'il était
nécsssairs ds réalissr l'alimentation du cyclôns à partir d'un ssuil
préssntant à tout moment un écoulsment continu sn régime torrentisl avec
formation à l'aval, avant l'sntrés du cyclôns, d'un rsssaut à nivsau
constant inférisur à celui du plan d'eau.
Le maintien de cet écoulement torrsntiel avec ressaut stabilisé
à un niveau prédétsrminé quelles que soisnt lss conditions ds fonctionns-
ment de l'appareil dans le plan d'eau tvaguss, turbulsncss, stc.) peut
atrs obtsnu au moysn d'uns régulation du débit d'entrée du cyclôns.
Cstts régulation de débit d'entrée du cyclône peut se faire soit
sn commandant le débit ds la pomps à l'orifice supérieur ou inférieur
:
du cyclôns au moysn d'uns détsction du nivsau du rsssaut, préalablsmsnt
20fixé à une valeur détsrminés, soit par uns ou plusisurs sntréss d'sau ds
.
ssction convsnabls dans uns paroi ds l'apparsil au-dsssous du niveau du
plan d'sau.
L'écoulemsnt d'eau qui s'établit par ces entrées complémentalres
compenss automatiquement les écarts ds déblt à l'entrée du cyclône pour
maintenir le rsssaut à la position prsalablsment fixés car le débit de css
entrées est à tout moment fonctlon d~ la différencs ds prssslon sntrs
l'sxtérieur st l'lntérisur ds l'apparsil, cstts dsrnièrs étant directsmsnt
liés au nivsau du rsssaut.
D'autrs part, il faut éviter, sn cas de vagues à fort creux pouvant
30découvrir complétemsnt le seuil, d'aspirer ds l'air dans le cyclône, ce qui
le désamorcsrait st psrtubsrait considérablement son fonctionnemsnt.
On peut rsmédier à cet inconvénient au moyen dss sntréss d'sau
~ ,~
- 2 -
:. .
' :,- . . . : '
1~54S3~
ou de la détection de niveau precités.
Le seuil pourra être surmonté d'un guideau de profil
approprié afin d'améliorer l'entrée de liquide dans l'appareil.
Dans ces conditions, l'appareil selon l'invention
comprend: un seuil solidaire de l'appareil, pour recueillir sur
une épaisseur appropriée dans un plan d'eau, de l'eau et du
polluant, et diriger ce liquide vers au moins un orifice d'entrée
d'un cyclône, ce seuil donnant lieu à un écoulement continu en
régime torrentiel avec formation d'un ressaut au dessus de ladite
entrée du cyclone, un cycl6ne constitué par une chambre à axe
vertical comportant une paroi cylindrique munie d'au moins un
orifice d'entrée à travers laquelle l'eau et le liquide polluant
receuillis par le seuil pénètrent dans la chambre, un plafond
comportant un tube axial et une paroi de base comportant un tube
relié à une première pompe aspirante ayant pour effet de produire
une centrifugation séparant le liquide polluant de l'eau en le
concentrant dans la zone axiale centrale du cyclone d'où il
est évacué par le tube axial du plafond au moyen d'une seconde
pompe, l'eau débarrassée du polluant étant évacuée par la pre-
mière pompe aspirante reliée au tube émergeant de la base de la
chambre et des moyens de régulation du débit d'entrée à l'inté-
rieur du cyclone.
Ci-apres a titre d'exemple deux formes de réalisation
d'un appareil pour la récupération de nappes de produits flottants
dans un bassin en référence aux ~igures annexées:
- la figure 1 est une vue en perspective d'un appareil
selon l'invention;
- la figure 2 est une vue en perspective d'une variante
de l'invention;
- la figure 3 est une vue en perspective d'une autre
variante de l'invention.
On voit sur la figure 1 une paroi verticale plane 1
- 3 -
105453~
et une paroi verticale 2 ayant une face interne courbe 3
formant un convergent avec la paroi 1 à l'avant d'un cycl~ne
4, l'ensell~le etant mis en place et maintenu a une immersion
determinee au moyen de flotteurs non representés, sur le
" .
:
,:
'
i :
( :
'
'','
,: . .
~ ' .
1054S3'~
plan d~eau ~ nettoycr qui contient en surface une couche de
liquide polluant 5, par exemple de l~huile.
A l'interieur de ce convergcnt est place un seuil
6 dont l~extrémité libre 7 est située légèrement au-dessous
de la couche polluante et qui aboutit ~ la partic basse de
llorifice 8 d~entrée tangentielle du cyclône 4.
~entrée du liquide à l~intérieur du cyclône 4, par
la fente d~entrée tangentielle 8 située au-dessous de la sur-
face libre remplissnnt celui-ci jusqu~au plafond, et la rota-
~on du liquide à l~intérieur du corps du cycl~ne destiné à
réaliser la séparation polluant-eau épurée sont provoquées par
~ une pompe 9 sur une conduite 17 branchée à la sortie inférieu-
: re 18 du cyclône.
Il est nécessaire qu~il se produise sur le seuil
6 d~alimentation du cycl8ne un écoulement continu en régime
torrentiel avec formation d~un ressaut 11 au-dessous du niveau
libre du plan d~eau et dont la position est stabilisée à un
niveau constant au-dessus de l~orifice d'entrée'8.
~a stabilisation du ressaut est obtenue par une
~ 20 entrée d~eau tangentielle complémentaire 12 en communication
'- directe avec le plan dleau et dont le débit, fonction de la
hauteur du niveau liquide extérieur au-dessus du ressaut 11,
s~adapte en fonction du débit entrant par l~orifice 8 de façon
.' à compenser automatiquement les fluctuations de niveau du
ressaut 11.
D~autre part, à la suite de vagues ~ fort creux,
l!entrée 7 du seuil pourrait se decouvrir momentanément et .
.
.' ' aucun liquide ne s~écoulerait le long du seuil 6 pour pénétrer
~ dans le cyclône, lequel aspirerait alors de l'air et se
- 30 désamorcerait, arrêtant son fonctionnementO
~ 4
. ~ .
1~ 5'~
Llentrée d~eau complémen-taire 1~ ~ la basc du
cycl~ne permet de remédier à cet inconvcnicnt, puis~u~étant
direc-tement en communication avec le plan d~eau au-dessous
du nivcau de l~eau elle assurera -toujours automatiquement
l~alimentation en eau du cyclônc.
Il se forme à l~intérieur du cyclone sous l~effet
de l'aspiration de la pompe 9 une zone tourbillonnaire qui
par sa rotation cyclonique ~
16)S453Z
cree une concentration celltrale axiale 13 en liquide polluant, ce
liquide polluant, complètement d~barrasse de son eau, etant aspir~ au
moyen d'une pornpe 15 par un tuhe central 14 emergeant du plafond 20 du
cyclone pour être déversé, par la conduite 16, dans un réservoir de
stockage.
L'eau rassemblee vers le fond du cycl~ne est aspirée par la
pompe 9 et rejetée par la conduite 19 dans le plan d'eau.
La régulation automatique du débit d'entrée du cycl8ns obtenue
par l'entrée d'eau complémentaire 12, pourrait etre réalisée en variante
par un détecteur de niveau du ressaut 11 qui commanderait le débit de
l'une des deux pompes 9 ou 15 de façon à stabiliser ce ressaut au niveau
constant désiré.
On pourrait ajouter, au-dessus du seuil 5, un guideau 21 de
forme appropriée comme le montre la figure 2, afin d'améliorer l'entrée
du liquide dans le cyclôns. Le ressaut 11 se forme alors au contact de
ce guideau 21.
Les dispositions des Figures 1 et 2 sont avantageuses pour
faire de l'épuration dans des secteurs étroits, par exemple dans les
ports entre les coques des bateaux ou autres obstacles.
Le convergent d'entrée formé par les parois 1 et 3 pourrait
etre supprimé, et l'on aurait alors un seuil 22 de r~lvolution autour du
cyclone comme le montre la figure 3, avec des guideaux verticaux 23
tangents au corps du cycl~ne 4 et dirigeant le liquide vers les orifices
d'entrée 24 du cyclône. L'appareil est maintenu à une immersion prédéter-
minée par des flotteurs non représentés. Cette disposition se prete 3
un balayage circulaire dans des étendues librss d'obstacles.
En variante, les entrées d'eau complémentaires en vue de la
régulation automatique du débit d'entrée dans le cyclone sont constituées
par des orifices 25 dans la partie inférieure du seuil 22.
Dans des conditions de fonctionnement difficiles sur des
étendues d'eau agitées présentant en particulier des vagues à fort creux
- ~ :
,. : . ,
~05453;2
Pouvant découvrir momentanément l'entres tangentielle du cyclône et y
introduire de l'air, risquant de le désamorcer partiellement ou totalement,
on pourra munir l'appareil des dispositifs objets de la demande de brevet
canadien n 183 915 du 2Z Octobre 1973, en vue de remédier à cet incon-
. vénient.
,
. .
` . :` '`' ~ :
.
