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CA 02500184 2005-03-23
WO 03/027023 PCT/FR02/02469
Système de désinfection de fontaine à ea u
par chauffage intégral, procédé, dispositif et
fontaines correspondants.
s Secteur technique de l'invention
La présente invention concerne le secteur technique des appareils du
type dit « fontaine à eau » et plus particulièrement leur désinfection.
On sait que les fontaines à eau sont des appareils destinés à distribuer à
volonté de l'eau fraîche et chaude, à partir d'une bonbonne d'eau que
l'on remplace lorsqu'elle est épuisée, ou lorsque sa date de péremption
intervient, ou à partir du réseau d'eau potable.
Ces fontaines comportent essentiellement un système d'alimentation en
eau, un système de distribution / réfrigération d'eau et de chauffage, et
divers éléments de contrôle.
Problème technique posé
Le problème rencontré est celui de la prolifération bactérienne, qu'elle
soit inoffensive ou pathogène. Naturellement, le problème le plus aigu
est lié à la prolifération bactérienne pathogène, Pseudomonas, E. Coli,
Staphylococcus , etc...
2o La contamination bactérienne peut intervenir à de nombreux stades de
la préparation de la fontaine, de son chargement en eau et de son
utilisation.
La fontaine comporte en général, au moins pour les fontaines à
bonbonne, un système de percussion de la bonbonne ou bouteille, qui
peut être contaminé accidentellement à chaque manipulation.
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L'opercule de la bonbonne peut lui même être contaminé lors de toute
manipulation, y compris durant l'acheminement et le stockage, ou lors de
la pose de la bonbonne.
Enfin, l'eau présente dans le circuit de distribution d'eau de la fontaine
etc.... donne lieu à une croissance bactérienne, appelée « biofilm »,
notamment en cas de non utilisation prolongée, mais aussi en cas
d'utilisation normale.
Art antérieur
On connaît (FR 99 13838) des dispositifs visant à chauffer tous les jours
la partie du système de tubulures adjacent ou proche du système de
percussion de la bonbonne, par le moyen notamment de résistances
électriques, afin de provoquer un choc thermique à 90 - 93 °C, durant
un
temps suffisant (quelques minutes) capable de détruire la flore totale et
pathogène.
i s Avec un tel système, on a déjà noté une diminution notable de la
croissance bactérienne.
On connaît aussi des systèmes qui ont renoncé à la désinfection, jugée
trop difficile, pour s'en tenir à un système d'alarme qui se déclenche au
terme d'un temps donné (calculé d'après des recommandations
officielles) suivant la percussion de la bonbonne. Outre que ces
systèmes ne résolvent pas le problème de la désinfection, mais sont
simplement censés éviter la survenue d'un seuil dangereux de
prolifération pathogène, ils sont limités par la vigilance du personnel.
Un tel système d'alarme n'est donc utile qu'en complément d'autres
2s mesures traitant le problème de fond.
Le fait que de tels systèmes existent, et soient commercialisés, montre
bien que la solution du problème technique posé (c'est-à-dire la
véritable désinfection des fontaines à eau) est loin d'être simple, puisque
l'on est réduit, dans la plupart des cas, à des palliatifs tels que le
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changement de bonbonne au terme d'un certain délai jugé apte à
garantir une bonne hygiène.
On connaît aussi des systèmes de « kits » de distribution d'eau jetables
ou des bacs amovibles qui sont remplacés ou désinfectés environ 4 fois
s par an.
La fréquence de désinfection ne peut étre augmentée, en raison de
considérations économiques (coût). Or les relevés de laboratoire
montrent que, au terme de seulement deux semaines, la flore totale est
déjà importante. De plus, une contamination par des bactéries
~o pathogènes peut survenir à n'importe quel moment lors de l'utilisation de
la fontaine.
On notera également que de tels systèmes, déjà insuffisants en eux
mêmes, n'éliminent en rien le danger de prolifération pathogène : en
effet, si le percuteur de la bonbonne est contaminé, par exemple lors
15 d'un mauvais nettoyage, il ne servira à rien de remplacer la bonbonne
dans un délai de sécurité donné. En effet, la flore pathogène subsistera
au niveau du percuteur et du début des tubulures, et s'étendra d'autant
plus aisément qu'on aura cru l'éradiquer.
On connaît encore des systèmes de désinfection qui consistent en
2o machines fournissant de l'eau chaude, et que l'on connecte
périodiquement aux fontaines, pour désinfecter le système durant un
temps suffisant, par une circulation d'eau chaude à 90-95 °C. Ces
machines sont très efficaces, mais l'efficacité de désinfection est
naturellement dépendante de la fréquence à laquelle on décide de les
2s employer.
On connaît encore des systèmes amovibles ou « kits » capables de
former un système de réception de la bonbonne, que l'on nettoie ou jette
après chaque usage. Ce système comporte à l'évidence les
inconvénients déjà mentionnés.
3o Ce système est donc encore un système capable de traiter seulement
une zone limitée et très localisée, qui est la zone d'arrivée de l'eau.
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On a enfin cherché à utiliser des filtres sur des fontaines du type dit
« réseau », mais ces filtres ne sont pas réellement efficaces et
possèdent la propriété de déchlorer l'eau, ce qui ne va pas dans le sens
de l'hygiène.
II existe donc un besoin important et reconnu pour un système efficace
de désinfection d'appareils de type fontaines à eau, qui soit indépendant
de la qualité et du sérieux de la maintenance, de la fréquence de la
maintenance, et qui ne dépende ni de la propreté des matériaux (tissus,
chiffons, éponges, etc... ) utilisés pour le nettoyage, ni du temps de
1 o présence de la bonbonne ou de manière générale d'eau dans les
tubulures, bacs et volumes analogues, ni de la fréquence de
désinfection, ni de la propreté de l'opercule de la bonbonne qui est
livrée, et qui soit efficace pour tout type de fontaine, domestique, à usage
en entreprises ou dans des collectivités, à bonbonne ou à réseau, et de
i 5 toutes capacités.
Résumé de l'invention
L'invention concerne un dispositif et procédé dit de « désinfection
thermique intégrale » caractérisé en ce que l'on désinfecte en
2o permanence l'eau contenue dans une « fontaine à eau » (de tout type,
comme indiqué ci-dessus) en chauffant, à une température
prédéterminée et durant un temps prédéterminé, le tout avec une
fréquence prédéterminée, l'ensemble (ou la quasi totalité, comme on le
verra ci-après) des tubulures, bacs, robinets, joints, raccords, et autres
2s éléments du circuit ou réseau d'alimentation, de distribution et de
circulation d'eau de ladite fontaine, situés entre le système de
percussion de la bonbonne (ou l'arrivée d'eau du réseau) et le robinet
de distribution.
Par « l'ensemble des tubulures, bacs, robinets, joints et autres
ao éléments » l'homme de métier comprendra que l'on désigne soit la
totalité des tubulures et autres éléments, soit au moins une partie aussi
importante que possible de ces tubulures et autres éléments, si possible
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la quasi-totalité, en tout état de cause une fraction suffisamment
importante pour assurer la fonction de désinfection thermique de l'eau
de l'invention. On pourra par exemple traiter une fraction donnée de cet
ensemble, et assurer un temps de traitement suffisant pour que, par
5 conduction thermique, les zones non traitées soient portées néanmoins
à la température du traitement. On pourra également faire varier la
température de traitement, et / ou la fréquence du traitement. L'homme
de métier saura adapter ces paramètres, étant entendu que les courbes
de prolifération bactériennes, et les conditions optimales de destruction
i o des bactéries pathogènes, sont bien connues depuis de nombreuses
décennies.
On rappelle qu'une fontaine à eau est essentiellement composée d'une
zone d'arrivée de l'eau (dans le cas d'une fontaine à bonbonne, cette
zone est composée principalement
- d'un réceptacle de la bonbonne, comportant un moyen de
percussion » de la bonbonne, c'est-à-dire de positionnement vertical
de la bonbonne et de perforation de son opercule, et du début de la
tubulure ; dans le cas d'une fontaine - réseau, il s'agit des moyens de
connexion de la fontaine au réseau d'alimentation en eau potable et
2o également du début de la tubulure)
- d'un réservoir ou de tubulures de circulation/distribution d'eau
depuis la réceptacle jusqu'au(x) robinets) de distribution d'eau pour
l'usager
- de moyens éventuels de réfrigération d'au moins une partie des
tubulures, notamment dans le cas où la fontaine comporte deux circuits,
l'un pour délivrer de l'eau à température normale ou tempérée, et l'autre
pour délivrer de l'eau rafraîchie ou chaude, avec les joints, raccords et
autres pièces correspondant aux deux circuits et à leur commande,
- d'un dispositif de chauffage pour la distribution d'eau chaude,
so - éventuellement des moyens de contrôle.
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Comme on l'a vu, certaines fontaines comportent également des moyens
de chauffage localisés ou des moyens de connexion avec des machines
de désinfection à eau chaude.
Description détaillée de l'invention
s L'invention concerne donc un dispositif et procédé de désinfection
thermique de l'eau potable d'une fontaine à eau, intégré à ladite
fontaine, et caractérisé en ce que on désinfecte en permanence, par des
actions effectuées à des intervalles de temps préprogrammées, l'eau
contenue dans le système ou circuit d'alimentation / distribution d'une
i o « fontaine à eau » (de tout type, comme indiqué ci-dessus) en
chauffant, à une température prédéterminée et durant un temps
prédéterminé, le tout avec une fréquence prédéterminée, l'intégralité
dudit système ou circuit et donc de l'eau contenue dans l'ensemble des
tubulures (et / ou bacs, réservoirs, et autres éléments du système ou
15 circuit en contact avec l'eau) de ladite fontaine, situées entre le système
de percussion de la bonbonne (ou l'arrivée d'eau du réseau) et le
robinet de distribution.
L'homme de métier comprendra que l'on ne dupliquera pas inutilement
les caractéristiques du « procédé » et du « dispositif » et que la
2o description (ou revendication) de l'un vaudra description (ou
revendication) de l'autre. Ainsi, la description et la revendication d'un
procédé comportant une étape X vaudra aussi pour la description et la
revendication du dispositif comportant des moyens pour mettre en oeuvre
ladite étape X, si ces moyens sont bien connus ou ont été décrits ou
25 revendiqués en relation avec le procédé.
On a donc songé essentiellement dans l'art antérieur à chauffer
localement la zone d'arrivée de l'eau ou certaines zones limitées. On a
aussi songé à désinfecter périodiquement l'ensemble du système par
une circulation d'eau très chaude. On n'a jamais songé à chauffer
so l'ensemble des tubulures d'une fontaine.
Ou bien l'industrie considérée s'est accommodée des résultats, même
partiels, obtenus, ou bien l'industrie a considéré que trop d'obstacles
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techniques s'opposaient à la réussite d'un chauffage de l'ensemble des
tubulures, avec trop de risques d'échec.
II existe en effet de nombreux obstacles techniques, qui forment autant
de problèmes à résoudre.
D'une part, les tubulures, ou le réceptacle, éventuellement le ou les bacs
incorporés, ou les « kits » décrits ci dessus, voire le ou les robinets) de
distribution, comportent des joints, raccords, aspérités, embouts,
interstices et analogues, qui forment autant de nids potentiels où les
bactéries peuvent s'accrocher puis proliférer, et d'où il est difficile de les
1 o déloger ou de les détruire.
D'autre part, l'eau qui circule dans les tubulures donne
irrémédiablement, même dans les meilleurs systèmes connus,
naissance à un ~t biofilm » qui se forme sur les parois et est constitué
de colonies de bactéries non pathogènes . Ce biofilm se présente sous
l'aspect d'une pellicule transparente et gluante qui, d'une part, n'est pas
agréable et qui, d'autre part, forme un milieu de culture idéal pour les
bactéries pathogènes. Un tel biofilm représente donc un danger potentiel
permanent, qui favorise la prolifération des bactéries pathogènes dès
que celles-ci sont présentes durant un temps suffisamment long.
2o Aucun des systèmes antérieurs n'est capable, ni d'ailleurs ne s'est
attaché à détruire ce biofilm ou à empêcher sa formation. Pourtant, son
élimination représente un facteur d'hygiène capital.
L'invention résout tous les problèmes qui viennent d'étre décrits, y
compris le prévention ou destruction du biofilm (ou empêchement de sa
formation), désinfection de tous interstices, raccords, coudes, etc.... et
méme des fissures et microfissures qui apparaissent inéluctablement
dans le métal, même sur une tubulure dite « lisse » : de telles
microfissures constituent autant de nids à bactéries impossibles à
désinfecter efficacement avec les systèmes connus, et d'autant plus
3o pernicieux qu'ils sont invisibles pour l'agent préposé au nettoyage
périodique.
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L'invention vise en particulier un dispositif et procédé de désinfection
thermique de l'eau d'une fontaine à eau, intégré à ladite fontaine,
caractérisé en ce qu'on désinfecte par voie thermique, en permanence,
c'est-à-dire par des actions thermiques ponctuelles mais à des
s intervalles préprogrammés, réguliers de préférence, l'eau contenue
dans une « fontaine à eau » (de tout type, comme indiqué ci-dessus) en
chauffant, à une température prédéterminée et durant un temps
prédéterminé, le tout avec une fréquence prédéterminée, et le tout (c'est-
à-dire l'ensemble de ces paramètres) étant adapté pour obtenir l'effet de
1 o désinfection thermique souhaité, le métal et / ou alliage constitutif de
l'ensemble des tubulures de ladite fontaine, situées entre le système de
percussion de la bonbonne (ou l'arrivée d'eau du réseau) et le robinet
de distribution, et /ou directement l'eau contenue dans l'ensemble des
tubulures.
15 Selon un mode de réalisation préféré, non limitatif, on effectue un
chauffage des tubulures par l'insertion dans les tubulures d'alimentation
(et de distribution) en eau dudit circuit, sur toute la longueur de celles-ci,
ou sensiblement toute leur longueur, d'un tube dit « à passage de
courant », c'est-à-dire d'un tube métallique chauffé par effet Joule par le
2o passage d'un courant électrique apte à porter la température de l'eau à
la valeur souhaitée dans les conditions de fonctionnement souhaitées, et
adapté pour obtenir la désinfection thermique souhaitée.
Selon un mode de réalisation préféré, ce sont les tubulures elles-mêmes
qui sont constituées par un tel « tube à passage de courant ». Cette
2s solution présente des avantages décisifs car elle élimine radicalement
tout risque.
Un exemple non limitatif d'alimentation d'un tel tube à passage de
courant, qui est de type connu, est de l'ordre de 1000 A sous un faible
voltage de 3 V environ.
so On pourra également employer un tube à passage de courant pour les
tubulures et un autre mode de chauffage, par exemple une gaine
comportant une résistance électrique, pour les autres éléments tels que
bacs, robinets, vannes et analogues.
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Selon encore un mode de réalisation préféré, non limitatif, on effectue le
chauffage du métal ou alliage des tubulures en accolant à la tubulure,
sur l'ensemble de sa longueur, une résistante chauffante apte à porter
indirectement la température de l'eau à la valeur souhaitée dans les
s conditions de fonctionnement souhaitées et adapté pour obtenir la
désinfection thermique souhaitée.
Par « à la valeur souhaitée dans les conditions de fonctionnement
souhaitées » et « et adapté pour obtenir la désinfection thermique
souhaitée » l'homme de métier comprendra que la valeur souhaitée ou
io adaptée est de l'ordre de 90 - 95 °C et que les conditions
souhaitées ou
adaptées sont celles qui correspondent à un temps et à une fréquence
de traitement à la fois suffisants pour casser la prolifération bactérienne,
détruire les bactéries pathogènes et de préférence empêcher la
formation du biofilm, tout en restant économiquement satisfaisants.
15 L'invention propose donc une auto désinfection par chauffage intégral
périodique de l'ensemble des tubulures (et / ou bacs etc.... ) à une
température de désinfection. Ce chauffage est rendu possible par la
faible inertie thermique des matériaux utilisés pour la conception de
l'ensemble des tubulures et bacs, etc..., à condition naturellement que
2o ces éléments soient constitués d'un matériau thermiquement conducteur,
comme l'acier inoxydable de qualité alimentaire et métaux ou alliages
analogues bien connus.
L'invention permet pour la première fois de produire de l'eau dont la
qualité sanitaire est, en permanence, identique à la qualité de l'eau
2s contenue dans la bouteille livrée. A supposer éventuellement que l'eau
de la bouteille soit accidentellement infectée avant sa livraison, le
système selon l'invention serait capable de détruire la flore pathogène.
Par ailleurs, par conduction thermique, le système de percussion ou
d'arrivée d'eau, ainsi que le ou les robinet(s), sont également
so désinfectés par le procédé selon l'invention.
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Le traitement selon l'invention sera par exemple effectué par une montée
à 90 - 95 °C durant environ 10 à 20 mins, de préférence autour de 10
mins, chaque 24h, de préférence chaque nuit.
Essentiellement, l'invention couvre donc les aspects suivants
s - Procédé de désinfection thermique de l'eau potable d'une
fontaine à eau, comprenant un système ou circuit de distribution d'eau
comprenant un point d'alimentation en eau, un système ou circuit de
distribution comportant des tubulures, bacs, robinets, et circuits
analogues, et un robinet de distribution, caractérisé en ce que
10 - on désinfecte en permanence l'eau contenue dans ledit système
ou circuit de distribution de ladite fontaine en chauffant, à une
température prédéterminée et durant un temps prédéterminé, le tout
avec une fréquence prédéterminée, adaptés pour opérer ladite
désinfection,
- l'intégralité dudit système ou circuit et donc de l'eau contenue
dans l'ensemble dudit système ou circuit en contact avec l'eau,
- situé entre le point d'alimentation en eau (système de percussion
de la bonbonne ou arrivée d'eau du réseau ) et le robinet de distribution.
- Dispositif de désinfection thermique de l'eau potable d'une
fontaine à eau, intégré à ladite fontaine comprenant un système ou
circuit de distribution d'eau comprenant un point d'alimentation en eau,
un système ou circuit de distribution comportant des tubulures, bacs,
robinets, et circuits analogues, et un robinet de distribution, caractérisé
en ce que
- il comporte des moyens de chauffage, à une température
prédéterminée et durant un temps prédéterminé, le tout avec une
fréquence prédéterminée, adaptés pour opérer ladite désinfection,
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- de l'intégralité dudit système ou circuit et donc de l'eau contenue
dans l'ensemble dudit système ou circuit en contact avec l'eau,
- situé entre le point d'alimentation en eau (système de percussion
de la bonbonne ou arrivée d'eau du réseau ) et le robinet de distribution.
s
- les fontaines à eau caractérisées en ce qu'elles mettent en
aeuvre un procédé selon l'invention ou comportent un dispositif selon
l'invention.
- les couples (ou combinaisons) de tubulure à eau 13 et de
dispositif chauffant 14 de désinfection thermique, applicable aux
dispositifs selon l'invention.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux
compris à la lecture de la description qui va suivre, et en se référant au
dessin annexé sur lequel
- la figure 1 représente un mode de mise en oeuvre de l'invention
sur une fontaine dite « à bonbonne » ;
- la figure 2 représente un mode de mise en oeuvre de l'invention
sur une fontaine alimentée par le réseau, dite « à détente directe » ;
- la figure 3 représente un mode de réalisation possible d'une
combinaison de tubulure d'eau et de tube de chauffage accolé ;
- la figure 4 représente un mode de mise en oeuvre de l'invention
sur une fontaine dite « avec banque de glace ».
Sur les figures annexées, les mêmes références ont les mêmes
2s significations.
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L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va
suivre, et des exemples non limitatifs ci-dessous.
La figure 1 représente une fontaine à eau 1 du type à réservoir,
comportant une bonbonne amovible 2, placée sur le dispositif de
s percussion (et réceptacle) 3 ; cette bonbonne alimente en eau le
réservoir 4 qui ouvre sur un robinet de distribution 6. Un évaporateur 5
permet la réfrigération éventuelle de l'eau avant le robinet 6. L'invention
consiste à entourer une partie (suffisante pour obtenir l'effet souhaité) de
la surface latérale du réservoir 4 par un dispositif de chauffage 7,
1o notamment une plaque chauffante qui épouse la surface latérale du
réservoir 4. A intervalles réguliers, la plaque 7 chauffe l'eau du réservoir
4 à une température ~et durant un temps suffisants pour que les bactéries
pathogènes soient détruites.
On peut de plus prévoir autour du dispositif 3 de percussion de la
15 bonbonne un dispositif annexe connu de chauffage / désinfection.
On peut aussi prévoir que le dispositif de chauffage 7 se prolonge
jusqu'au niveau du dispositif de percussion 3 afin de le désinfecter en
même temps que l'eau contenue dans le réservoir 4.
On peut également prévoir que le dispositif de percussion 3 comporte
2o des prolongements ou liaisons thermiques, en matériau conducteur de la
chaleur, qui plongent dans l'eau du réservoir 4: ainsi, lors de la
désinfection de l'eau du réservoir 4, le dispositif de percussion sera
également désinfecté par l'effet de la conduction thermique depuis la
masse d'eau. On prévoira simplement un temps de chauffage de l'eau
2s dans le réservoir 4 suffisant pour que la conduction thermique puisse
s'établir et que la désinfection du dispositif de percussion soit efficace.
On conçoit que, le cas échéant, le réservoir 4 peut être remplacé par une
tubulure en forme de serpentin, à laquelle serait accolée un élément
chauffant de désinfection et éventuellement un élément réfrigérant. Un
so tel système est représenté sur la figure 2.
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La figure 2 représente une fontaine à eau alimentée par le réseau
d'alimentation en eau potable, et dite à détente directe. L'eau potable
arrive en E et circule dans des tubulures 13, généralement enroulées en
serpentin. Un fluide réfrigérant F arrive en 10 et circule dans une
s tubulure accolée à la tubulure 13, afin de produire une eau fraîche. Un
dispositif 14 de chauffage pour désinfection selon l'invention est accolé à
la tubulure d'eau 13. Comme on le voit, ce dispositif 14, de manière tout
à fait préférée, est accolé à la tubulure d'eau sur toute sa longueur, et
jusqu'au robinet 6. Cependant, selon une variante, le dispositif de
~ o chauffage 14 pour désinfection peut désinfecter les deux extrémités
seulement par convection thermique.
La figure 3 représente un mode de réalisation non limitatif d'un couple
de tubulure à eau 13 et de dispositif chauffant 14 de désinfection selon
l'invention. On voit la tubulure à eau 13 et de dispositif chauffant 14 de
i s désinfection sont réunis thermiquement dans une gaine conductrice de
la chaleur 15. La gaine 15 présente une forme telle qu'elle peut
accommoder le tube réfrigérant 12 sur la paroi proche du tube à eau 13.
La figure 4 représente la mise en oeuvre de l'invention dans une fontaine
à eau de type « avec banque de glace ». Dans ce type de fontaine, la
2o réfrigération de l'eau est assurée par un circuit secondaire 40 de
refroidissement, alimentée par un évaporateur 20 qui forme un bloc de
glace 30 autour de ses tubes échangeurs. Le fluide réfrigérant est
envoyé par une pompe P vers une enceinte 50 où se trouve une tubulure
d'eau potable 13 accolée à un dispositif de désinfection 14 selon
2s l'invention, par exemple un dispositif à gaine comme représenté sur la
figure 3. L'eau potable arrive en E, soit du réseau, soit d'une bonbonne,
et est délivrée par un robinet 6.
Les matériaux seront adaptés, comme le comprendra facilement
l'homme de métier, à la fois pour assurer une bonne conductivité
3o thermique et résister à la température de désinfection.
Un voyant lumineux et éventuellement une alarme sonore comme un
vibreur ou « buzzer » pourra, à titre de précaution, s'activer lorsque le
dispositif de désinfection fonctionne, afin d'éviter tout risque de brûlure
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soit par l'eau soit par une pièce de la fontaine. Un tel système d'alarme
peut par exemple être déclenché par la mise en route programmée du
dispositif de désinfection selon l'invention, et se déconnecter lorsque la
température est revenue à une température inoffensive. II peut aussi être
s déclenché et stoppé par un thermostat.
Le système de l'invention est de préférence programmé par une
mémoire et une horloge, et des moyens quelconques électriques,
mécaniques, adaptés. Comme mentionné ci-dessus, le dispositif est
programmé pour entrer en fonction à un moment de non utilisation,
1 o notamment la nuit.
Tous ces systèmes sont connus depuis des décennies dans de très
nombreuses industries, notamment l'électroménager, et ne seront pas
décrits ici.
15 L'invention couvre également tous les modes de réalisation et toutes les
applications qui seront directement accessibles à l'homme de métier à la
lecture de la présente demande, de ses connaissances propres, et
éventuellement d'essais simples de routine.
