Dαitaine technique

La presente invention a pour objet une machine automatigue ä laver le linge .ou la vaisselle dans laquelle de l'hypochlorite de sodiura peut etre ajoute separement et ä volonte au bain lessiviel dans le but de blanchir, de desinfecter ou d'obtenir ces deux effets simultanement.

Technique anterieure

On a deja propose dans la demande EP 0 002 423 de munir une ma¬ chine ä laver le linge d'une cellule electrochimique de production d'eau oxygenee comprenant un cαmpartiment cathodique et un oαmpar- timent anodique pouvant servir ä la production d'hypochlorite de so- dium conjointement ä celle d'eau oxygenee. La cαnbinaison des deux substances donne de l'oxygene "singlet" qui est un agent de blanchi- ment tres energique. Toutefois un tel melange n'est pas adapte ä des applications oü seule l'action bactericide et fongicide est recher- chee, il n'est pas non plus adapte ä l'utilisation dans les lave-vais- selles.

II a egalement ete propose dans ^' le brevet US 4118 307 une cel¬ lule electrochimique de production d'hypochlorite comprenant des mo- yen≤ pour delivrer des quantites dosees d'hypochlorite relativement concentre. Une teile cellule est cependant utilisable notarrment dans le cas de piscines, ou dans toutes les applications oü l'utilisation d'hypochlorite est relativement σontinue. On sait en effet que l'hy¬ pochlorite produit dans une teile cellule ne se conserve pas du fait qu'il n'est pas stabilise. II doit donc etre utilise irrarediatement. Or les machines de enage ä laver le linge ou la vaisselle ne fonc- tionnent que periodique ent de sorte qu'une teile cellule n'est pas adaptee ä leur usage. En outre l'utilisation d'hypochlorite concen¬ tre risque d'endo mager le linge du fait que sa dilution dans le bain lessiviel n'est pas immediate. De plus, le dosage precis de pe.tit-£

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volumes d'hypochlorite concentre est difficile ä realiser avec pre- cision.

Par ailleurs, il n'est pas possible d'envisager l'utilisation de cellules de production d'hypochlorite de type industrielle pour ^' produire des doses concentrees en tres faible quantite.

II a d'autre part deja ete propose par le DOS 2 134 850 un pro¬ cede de lavage de vaisselle selon lequel on forme un bain lessiviel avec un agent de nettoyage contenant une formulation enzymatique en chauffant le bain ä 55°C puis on introduit un agent de nettoyage ä ccinpose ä chlore actif en chauffant le bain jusqu'ä 65°C. Malheureu- sement, ce procede est difficile ä mettre en oeuvre avec l'eau de Javel du cαmierce en raison des problemes de stockage en presence d'une source chaude σonstituee par la proximite de la cuve de lava¬ ge. D'autre part, vu les faibles quantites de NaOCl necessaires ä chaque lavage, il n'est pas possible de requerir de l'utilisateur d'introduire lui-meme des doses aussi faibles avec precision lors de chaque lavage. Le probleme reste donc pose quant aux moyens ca- pables de mettre en oeuvre un procede ^• tel que celui propose par ce document. En plus de cεs differents problemes, il est encore ä relever que la concentration d'hypochlorite necessaire peut varier sensible- ment suivant l'action recherchee, ce qui suppose une souplesse re¬ lativement grande dans la concentration d'hypochlorite alimentant le bain lessiviel.

Expose de l'invention

Le but de la presente invention est d'apporter une solution pour l'alimentation des machines autcmatiques ä laver le linge ou la vais- seile en quantites dosees d'hypochlorite.

A cet effet l'invention a pour objet une machine autαnatique ä laver le linge ou la vaisselle, caracterisee par le fait qu'elle ccmporte une cellule de production electrolytique d'hypochlorite de sodium, un reservoir de chlorure de sodiurn, une alimentation en eau, des moyens pour relier ledit reservoir a ladite cellule, des moyens pour mettre en liaison cette cellule avec ladite alimentation en eau, des moyens pour fixer le volume d'eau introduit dans la cellule.

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des moyens pour introduire des quantites dosees de chlorure de so¬ diura dans cette cellule.

La cellule electrochimique equipant la machine ä laver selon l'invention est concue pour conferer une large autonαmie ä cette ma- chine et pour permettre de s'adapter aisement aux differents usages auxquels l'hypochlorite produit est destine. La production d'hypo¬ chlorite ä basse concentration permet de donner ä la cellule des di- mensions süffisantes pour produire les doses d'hypochlorite neces¬ saires, en un temps ccmpatible avec la duree du cycle de lavage. Les moyens de dosage permettent d'adapter cette concentration suivant les besoins. En outre seules les doses necessaires ä un processus de lavage peuvent etre produites, evitant les problemes de stocka- ge et de degradation de l'hypochlorite.

Breve description des dessins

Le dessin annexe illustre, tres schematiquement et ä titre d'exem- ple, deux formes d'execution d'une machine a laver autσnatique ob- jet de la presente invention. La fig. 1 est un Schema de la premiere forme d'execution rela¬ tive ä une machine ä laver le linge.

La fig. 2 est un Schema de la seconde forme d'execution rela¬ tive ä un lave-vaisselle.

Meilleures manieres de realiser l'invention

Dans la description qui va suivre, ne seront decrits des raachines ä laver le linge ou la vaisselle, que les seuls elements necessai¬ res ä la cαπprehension de la presente invention. La machine ä laver illustree par la fig. 1 est ali entee en eau par un conduit d'alimentation 1, un oonduit de vidange 2 servant a evacuer les eaux usees. Le conduit d'alimentation 1 est relie par un oonduit de liaison 3 ä une entree d'une cellule electrochimique 4. Cette cellule comporte un bac 5 en acier inoxydable. La face in- terne de la paroi laterale de ce bac regoit une electrode tubulai- re 6 en graphite, titane platine en acier inox reliee au pole nega- tif de la source de courant et constituant de ce fait la cathode.

Une seconde electrode 7 en graphite, en titane platine ou en tita- ne recouvert dOxydes de metaux nobles reliee au pole positif de la source de courant et constituant l'anode de la cellule electrochi¬ mique s'etend axialement dans le bac 5. Le reglage de l'intensite 5 du courant imposee aux electrodes 6 et 7 est determine en fonction du prograπme de lavage et de la concentration d'hypochlorite de so- dium desiree. Par αonsequent, un selecteur de prograπme 8 dont est habituellement muni toute machine ä laver autcmatique regle l'inten¬ site du courant d'alimentation de la cellule pour fournir la densi-

10 te de courant necessaire. La cellule electro-chimique 4 est depour- vue de diaphragme de sorte que le melange de chlore et de soude re- sultant de 1'electrolyse de la saumure produira par reaction, de l'hy¬ pochlorite de sodium. Le chlorure de sodium necessaire ä la forma- tion de la saumure constituant le bain electrolytique est contenu

15. dans un distributeur 9 pourvu d'un dispositif doseur qui ccmporte un piston doseur ä deux segments 16a et 16b, monte dans un tube de distribution 17 muni d'une ouverture d'admission 17a. Ce piston d≥li- mite une chambre 18 entre les deux segments de piston 16a et 16b. Le volume de cette chambre 18 est choisi pour correspondre ä la do-

20 se minimale de saumure necessaire ä 1'alimentation de la cellule elec¬ trochimique 4. Le piston doseur 16a, 16b est solidaire d'une tige 19 qui s'etend ä l'exterieur du distributeur 9 et se termine par un disque ferromagnetique 20 monte dans l'entrefer d'un electro-aimant 21. Le nαπbre de doses distribuees par le piston doseur determine

25 la concentration de l'electrolyte en chlorure de sodium. Une double valve ä flotteur 11 contrδle 1'extremite du conduit de liaison 3 a- boutissant ä la cellule electrochimique 4 ainsi qu'une ouverture 12 de cατiraunication avec 1'atmosphere. Un conduit de sortie 13 relie la cellule electrochimique 4 ä la cuve de lavage de la machine ä la- 0 ver. Ce conduit de sortie 13 et le conduit de liaison 3 sont contrδ- les simultanement par une electrovanne ä deux voies 14, 14a dont l'une est ouverte quand l'autre est fermee et vice-versa.

La cellule electrochimique est encore pourvue d'un dispositif de refroidissement constitue par un Serpentin 15 entourant la face 5 externe du bac 5 et ont une extremite est reliee au oonduit de liai¬ son 3 en amont de la vanne 14 tandis que l'autre extremite est soit reliee au conduit d'alimentation 1 en un point situe en aval du bran-

chement du oonduit de liaison 3, soit au oonduit de vidange 2, sui¬ vant que l'on desire recuperer ou non l'eau de refroidissement pour le lavage u le rincage. Si la sortie du Serpentin 15 est reliee au conduit d'alimentation, une electro-vanne 10 est interposee entre les branchements des σonduits 3 et 13 sur le conduit d'alimentation. Le refroidissement de la cellule electrochimique 4 sert ä maintenir la temperature du bain electrolytique suffisaπment hasse pour assu- rer un bon rendement de formation de l'hypochlorite.

La dose d'hypochlorite de sodium habituellement utilisee pour desinfecter du linge est cαnprise entre 1,4 g et 6 g exceptionnel- lement jusqu'ä 14,0 g. Le poids moleculaire du NaOCl est de 74,4. La production d'une mole necessite 53,6 Ah. Pour produire 1,4 g de NaOCl avec un rendement de 100%, il faudrait 1 Ah. Avec un rendement faradique de 80%, le courant necessaire est donc de 1,2 Ah et en ra- menant la duree de production ä 24 minutes, il faut alors 3 Ah, la tension de la cellule etant de l'ordre de 3,5 volts, 9 volts suivant la concentration de l'electrolyte. La densite de oourant se situe entre 5 et 10 A/dm ² , de sorte que chaque electrode ä une surface σom- prise entre 0,25 et 0,5 dm ² . Suivant la quantite d'hypochlorite desi- ree, la concentration de l'electrolyte peut varier entre 1 et 30 gram- mes pour une capacite totale de la cellule ccmprise entre 0,8 et 1,5 dm ³ avec un taux de remplissage de 70 ä 80%. La dose de 1,4 graπrne de NaOCl peut etre modifiee en variant soit la duree de production soit l'amperage soit encore en modulant ces deux parametres. Le chargement de la cellule electrochimique se fait au mαnent desire en introduisant le ncmbre de doses dssirees ä l'aide du pis¬ ton doseur 16a, 16b actionne par 1'electro-aimant 21. ühe fois ces doses introduites en fonction de la concentration cesiree de NaCl pour l'electrolyte, l'eau est introduite par 1Ouverture de l'elec- tro-vanne 14 ccntrδlant le conduit de liaison 3 jusqu'ä ce que la valve ä flotteur 11 ferme l'arrivee de ce conduit 3 dans la cellu¬ le electrochimiqαe 4. Apres le temps necessaire ä la prccuction elec¬ trolytique d'hypochlorite de sodium, le courant alimentant les elec- trodes 6 et 7 est coupe et la position de 1'electro-vanne ä deux voies est inversee de sorte que le contenu de la cellule electrochimique 4 peut se vider dans la machine.

Bien entendu la determination des doses de chlorure de sodium

du temps d'electrolyse de la solution et de l'intensite du courant peuvent etre determines par le Systeme general de programmation de la machine de maniere ä adapter la quantite d'hypochlorite ä chaque type de lavage. Ces doses sont en outre adaptables en fonction de l'utilisation desiree pour l'hypochlorite de sodium.

Cαπme on l'a mentionne ci-dessus, la desinfection courante neces- site generalement une dose de l'ordre de 1,4 g de NaOCl pour 20 li- tres d'eau. Toutefois, suivant le volume d'eau de ringage, la natu- re des textiles, les couleurs et apprets de ces textiles et le de- gre de desinfection desiree; suivant qu'il s'agit de linge courant ou de linge plus particulierement susceptible d'etre contamine ccm- me le linge provenant de malades σontagieux notairment, la quantite de NaOCl peut varier entre 0,35 g et 14,0 g mais de preference en- tre 1,4 g et 2,1 g dans la plupart des cas.

Cn peut envisager la production de 14,0 g de NaOCl dans les oon- ditions suivantes:

On porte la densite de oourant ä 25 A/dm ² et la surface d'elec¬ trode ä 1,5 dm ² qui peuvent etre reparties en trois electrodes de 0,5 dm ² . Avec cette densite de oourant, la concentration de NaCl pour- rait etre de l'ordre 10 g 1 de sorte que le volume de l'electroly¬ te necessaire pour obtenir les 14 graπmes de NaOCl devra etre envi¬ ron de 3 litres. Dans ces conditions et etant donne qu'il faut 12 Ah pour produire 14,0 g de NaOCl avec un rendement faradique de 80% en 1 heure, il faudra environ 20 minutes pour produire ces 14,0 g avec 1,5 dm ² d'electrodes alimentees par un oourant de densite de 25 A/dm ² . Bien qu'il s'agisse d'un cas extreme, le calcul montre que les differents parametres entränt en jeu dans cet exemple sont ccxa- patibles avec l'application envisagee. ^' L'hypochlorite de sodium peut encore etre utilise pour la ja- vellisation du linge, Operation qui englobe la desinfection et un blanchiment σcmplementaire et qui peut etre effectuee avantageuse- ment au deuxieme ringage. Dans ce cas et suivant les conditions fi- xees par le linge ä traiter et la machine la dose de NaOCl peut va- rier de 3,5 g ä 7,0 g.

Si l' hypochlorite est utilise coirme agent de blanchiment en lieu et place du perborate ou de l' eau oxygenee dans le bain de lavage,

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les doses varieront en fonction des differentes variables entre 5,0 g et 14,0 g toujours pour un bain lessiviel de 20 litres.

La machine ä laver la vaisselle illustree par la figure 2 σom- porte un conduit d'alimention en eau 31, et un,oonduit d'evacuation des eaux usees 32. Cette machine ccmporte en outre un reservoir de saumure 33 et une cellule electrochimique 34. Les proportions entre machine et cellule 34 ne correspondent pas ä la real ^' ite. Cette cellu¬ le 34 presente une anode 35 en graphite ou en titane platine et une cathode tubulaire 36 en fer ajustee ä l'interieur d'une cuve cylin- drique 37 en acier inoxydable, sans separateur entre l'anode et la cathode. Cette cuve est entouree par un Serpentin de refroidissement 38 dont une extremite est reliee au oonduit d'alimentation 31 en eau et dont l'autre extremite, est soit reliee au conduit d'evacuation des eaux usees 32, soit en un point du oonduit d'alimentation 31 si- tue en aval par rapport ä l'endroit de raccordement de la premiere extremite de ce Serpentin au meme tuyau d'alimentation 31. Dans ce dernier cas, une electro-vanne 39 devrait etre placee sur le conduit d'alimentation 31 entre les deux points de raccordement avec le Ser¬ pentin de refroidissement 38, de sorte qu'en cas de fermeture de l'e- lectro-vanne 39, le Serpentin de refroidissement 38 constituera une derivatiα du conduit d'alimentation 31.

La cellule electrochimique 34 est aliπtentee en oourant d'inten- site reglable pour les raisons que l'on expliquera par la suite, cette intensite etant fixee de preference en fonction du programme de la- vage de la machine, selectionne ä l'aide d'un selecteur manuel 40. Cette cellule electrochimique 34 ccmporte un oonduit d'alimentation 41 relie au reservoir de saumure 33 lui-mone relie au conduit d'ali¬ mentation en eau 31 par une electro-vanne 43 oontrδlant un conduit de derivation 44. Cette electro-vanne 43 fait partie d'un ensemble electro-vanne ä deux voies dont le second element 43a contrδle un conduit 45 reliant la sortie de la cellule electrochimique 34 au bac de lavage de la machine ä laver.

L'alimentation de la cellule electrochimique 34 en concentra- tions desirees de chlorure de sodium, adaptees ä la quantite neces- saire d'hypochlorite ä produire suivant le cycle de lavage, est rea- lisee grace ä un Systeme doseur qui ccmporte un piston 51 traverse par un conduit ooude 52 et monte dans un tube de distribution 53 qui

debouche ä la jonction des oonduits d'alimentation 41 et de deriva- tion 44. Ce tube de distribution 53 est contrδle par une valve an- ti-retour 54 maintenue normalement fermee par la pression de l'eau dans les conduits 41 et 44. Le piston 51 est solidaire d'une tige 55 qui s'etend ä l'exterieur du reservoir de saumure 33 et se ter¬ mine par un disque 56 monte dans l'entrefer d'un electro-aimant de cαπmande 58. Lorsque le piston 51 est en position ecartee de la val-, ve anti-retour 54, une chambre de dosage 57 est menagee entre cette valve et 1'extremite du piston. Comme la valve 54 est fermee lors- que le piston 51 s'ecarte de cette valve 54, la chambre est en de- pression. Des que 1'extremite du conduit coude 52, s'ouvrant dans la face laterale du piston 51, sort du tube de distribution 53, une dose de saumure est aspiree dans la chambre 57. Lors du deplacement en sens inverse du piston 51, le conduit coude 52 est ferme des que son extremite s'ouvrant dans la face laterale du piston 51 _penetre dans le tube de distribution 53. Le liquide contenu dans la chambre de dosage 57 est emprisonne et force alors la valve 54 ä s'ouvrir. La dose est injectee dans l'eau circulant du conduit de derivation 44 au conduit d'alimentation 41. L'extremite du oonduit 41 aboutissant ä la cellule electrochi¬ mique 34 ^' et une ouverture 42 reliee ä l'atmosphere sont contrδlees par deux valves 46 et 47 solidaires d'un flotteur 48. Une εoupape de securite 49, taree par un ressort 50 sert au degazage de la cel¬ lule 34 lorsque la pression depasse un oertain niveau. Cette soupa- pe 49 peut etre reliee au conduit 45 pour eviter le rejet de gaz -chlo- res dans l'atmosphere.

A titre d'exemple, la cellule electrochimique 34 peut avoir une capacite de l'ordre de 1 ä 2/ m^, avec un taux de remplissage en elec- trolyte de l'ordre de 60 ä 80%, la concentration de NaCl etant cαm- prise entre 1 et 30 g/1. La dose de poudre pour un lavage est gene- ralement de l'ordre de 30 g, au maximum de 60 g et les ccmpositions actuelles αomportent, pour une teile dose l'equivalent de 0,2 ä 1,5 g de NaOCl, resultant de l'hydrolyse du ccmpose organique ä chlore ac¬ tif. Les caracteriεtiques electriques de la cellule pour produire des doses de NaOCl de cet ordre sont semblables ä celles donnees pour la cellule de la machine ä laver le linge etant donne que la quan¬ tite de NaOCl est equivalente. La chaleur engendre par la reaction

electro-chimique est evacuee par l'eau circulant dans le Serpentin de refroidissement 38 et sert a empecher la formation de chlorate qui resulterait si la temperature du bain s'elevait. Cette chaleur peut etre recuperee par exemple au oours du premier ringage si l'hy- pochlorite est produite ä ce mαnent pour attenuer -l'effet de choc thermique sur la vaisselle.

Bien entendu, les doses d'hypochlorite produites peuvent etre sensiblement differentes de celles cαnprises dans les produits de lavage. Notamment, compte tenu du fait qu'il est possible de redui- re la duree d'action du cαπpose ä chlore actif, on peut envisager d'en augmenter la dose de maniere ä ameliorer l'effet bactericide et fongicide. Pour fabriquer la quantite d'hypochlorite necessaire ä un cycle determine de lavage, 1'electro-vanne ä deux voies ferme la vanne 43a et ouvre la vanne 43. Simultanement, le piston 51 est actionne par 1'electro-aimant 58 pour introduire une ou plusieurs doses correspondant au volume de la chambre 57, dans l'eau circulant dans le conduit 41 en direction de la cellule electro-chimique 34, chargeant ainsi l'eau de la quantite de chlorure de sodium desiree. Lorsque la cellule est remplie au niveau desire, les valves 46 et 47 ferment respectivement l'arrivee d'eau et la liaison avec l'at¬ mosphere. Les electrodes' 35 et .36 sont alimentees en courant d'in- tensite desiree. Lorsque le temps necessaire ä la production de la quantite d'hypochlorite desire s'est eσoule, 1'electro-vanne 43, 43a est actionnee en sens inverse pour vider le contenu de la cellule electrochimique 34 dans la cuve de lavage de la machine.

La production d'hypochlorite ä la concentration desiree peut etre fixee en liaison avec les differents progra mes de lavage de la machine. L'introduction de la dose desiree d'hypochlorite dans le bain lessiviel ou dans un bain de ringage peut etre choisie au mcment le plus opportun et pour une duree determinee. La temperatu¬ re de l'eau peut egalement etre fixee. En general, ces choix se fe- ront de maniere ä ce que toutes les conditions soient reunies pour obtenir un effet bactericide et fongicide optimal tout en cherchant ä eviter des effets nefastes sur la vaisselle, en particulier sur les deoors et les ustensiles πetalliques, ainsi que sur le lave-vais- selle meme. De preference 1'introduction de l'hypochlorite de sodium se produira durant la fin de la phase de lavage ou durant le premier

ringage suivant la phase de lavage. Bien entendu, le produit de la¬ vage utilise pour former le bain lessiviel de la phase de lavage pre¬ sente une formulaticn simplifiee et est notaπment exempt d'un oom- pose ä chlore actif. On a deja mentionne le fait que l'absence d'un tel cαnpose permet d'envisager d'autres formulations dstergentes et notamment des formulations contenant un Systeme enzymatique sous for¬ me d'enzyme seule ou de la cαnbinaison d'enzymes specifiques. II est egalement possible d'envisager la formulation de ccmpositions deter- gentes aqueuses oe qui permet le stockage de produit de lavage pour une periode relativement longue dans un reservoir de la machine elle- meme, de sorte que sa distribution peut devenir automatique, la re¬ charge du reservoir etant effectuee pour plusieurs lavages consecu- tifs.

L'avantage de l'invention decrite ici reside essentiellement dans le fait de produire un agent oxydant dans la machine .ä laver pour l'introduire separement ä l'instant et ä la concentration desi¬ ree. Seule la dose requise est prcduite ä chaque lavage evitant de ce fait tout probleme de oonservation. La dose produite peut etre adaptee de cas en cas au type de lavage et ä l'effet recherche. La cellule electrochimique associee ä la machine ä laver peut conferer ä celle-ci une large autoncmie, de sorte que le seul travail deman- de ä l'utilisateur est le remplissage periodique du distributeur de saumure. De plus tous les lave-vaisselles modernes, au oins en Euro- pe, sont deja munis d'un reservoir de saumure pour regenerer les re- sines echangeuses d'ions des adoucisseurs d'eau, donc dans ce cäs la production d'hypochorite par la machine ne demandera pas d'atten- ticn particuliere ä l'utilisateur, le meme reservoir de saumure ser- vant alors ä deux usages.

La machine ä laver seien 1'invention permet en outre de resou-r dre differents problemes specifiques aux machines ä laver le linge. Le dosage precis de quantites d'hypochlorite tres dilue permet d'en¬ visager la desinfection du linge de couleur sans faire intervenir l'utilisateur directement, c'est ä dire sans risque d'erreurs humai- nes, qui serait eleve dans le cas de machines susceptibles d'etre mises entre toutes les mains.