EP0446134A1 - Dispositif générant avec un débit élevé un aérosol monodispersé - Google Patents

Dispositif générant avec un débit élevé un aérosol monodispersé Download PDF

Info

Publication number
EP0446134A1
EP0446134A1 EP91400621A EP91400621A EP0446134A1 EP 0446134 A1 EP0446134 A1 EP 0446134A1 EP 91400621 A EP91400621 A EP 91400621A EP 91400621 A EP91400621 A EP 91400621A EP 0446134 A1 EP0446134 A1 EP 0446134A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
disc
flow rate
liquid
high flow
monodispersed aerosol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP91400621A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0446134B1 (fr
Inventor
Jean-Pierre Renaudeaux
Jean-Marc Chicheportiche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Direction General pour lArmement DGA
Etat Francais
Original Assignee
Direction General pour lArmement DGA
Etat Francais
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Direction General pour lArmement DGA, Etat Francais filed Critical Direction General pour lArmement DGA
Publication of EP0446134A1 publication Critical patent/EP0446134A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0446134B1 publication Critical patent/EP0446134B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B05B3/10—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces
    • B05B3/1007—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces characterised by the rotating member
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations

Definitions

  • the present invention relates to a device generating with a high flow rate a monodispersed aerosol, that is to say of which the droplets have a low statistical dispersion of their diameter around a defined value.
  • Such devices are particularly applicable to experimental research, a field in which the criterion of monodispersion is important.
  • Monodispersed aerosol generators are used in porosity studies, in the medical field, in the pharmaceutical field.
  • a device generating a high flow rate a monodispersed aerosol has an increased efficiency compared to known sprayers.
  • Fluid mechanics and more particularly the theory of jets, shows that by subjecting a jet of fluid to a capillary wave of adequate amplitude and frequency, propagating along the jet of fluid, the jet is fragmented into droplets whose the diameter is of the order of magnitude of the half wavelength of the capillary wave.
  • Monodispersed aerosol generating devices are already known using this principle, in particular of the vibrating orifice type and of the electrostatic excitation type.
  • Monodispersed aerosol generating devices of the vibrating orifice type subject the jet of liquid coming from the orifice to a mechanical vibration of the acoustic type, which generates a capillary wave which fragments it into a monodispersed aerosol.
  • the flow of liquid thus sprayed by a single jet is low.
  • Monodispersed aerosol generating devices of the electrostatic excitation type are used only with a dielectric fluid, distributed at the periphery of a disc by the slow rotation of the latter, and ejected in the form of jets from the edge of the disc by a powerful continuous electrostatic field, while an alternating field is superimposed on this continuous field which will cause the jets to vibrate as desired and fragment them into a monodispersed aerosol.
  • aerosol generating devices have been known for a long time using a rotating disc. It is known that, if a stream of liquid is sent perpendicular to a rotating disc and at its center, this liquid spreads out on the disc under the action of centrifugal force, then resolves at the periphery according to three physical processes, depending on the operating conditions of the device: Formation of droplets, formation of jets, or formation of films.
  • the conditions for forming jets apart from the conditions for forming droplets or films, are reached for values of surface tension, flow rate, radius of the disc, density, viscosity, and the speed of rotation given in the LEUTEURTROIS formulas.
  • the surface tension forces are weak compared to the centrifugal forces.
  • Filaments or jets are formed in regular distribution around the disc. Their diameter decreases as one moves away from the center of the disc, until the jet resolves in drops. When the jet breaks, there is usually a main drop and one or more smaller drops called sattelites.
  • patent FR 687,144 describes a disc provided with concentric grooves or ribs.
  • the concentric obstacles are disposed between them with any spacing on the disc, with no concern other than to oppose the direct flow of the fluid on the disc in order to better distribute it on the periphery and increasing the flow rate of dispersed fluid.
  • rotating disc devices have the advantage of spraying more liquid than the generators of aerosols of the vibrating orifice type, but with a large heterogeneity in particle size of the aerosol formed.
  • the hydraulics of rotating discs or cups seems to have been known for a long time, there is currently no technology known which makes it possible, from a device of the rotating disc sprayer type, to produce primary monodispersed aerosols free secondary aerosols.
  • the object of the invention is to propose a device for generating a monodispersed aerosol having a much higher flow rate than that of devices with a vibrating orifice and usable for any liquid, dielectric or not.
  • the invention achieves its object thanks to improvements made to devices of the rotary disc sprayer type, comprising a flat disc, cup or object with symmetry of axial revolution set at high speed of rotation, a tube for feeding the liquid to be dispersed or a liquid reservoir provided at its base with an orifice, opening into the center of the object with symmetry of axial revolution or which may include concentric obstacles placed on the surface of the object with symmetry of axial revolution, of the type in which the speed of rotation, the dimensions of the object in rotation and the flow of liquid define operating conditions such that jets of fluid form around the periphery of the object in rotation, the device being characterized in that it includes means for disturbing the flow of the liquid to be dispersed generating a capillary wave propagating towards the periphery of the rotating object.
  • the means for disturbing the liquid to be dispersed generate capillary waves propagating towards the periphery of the rotating disc to reach the jets and fragment them.
  • the means for the disturbance of the liquid to be dispersed generating capillary waves can put in longitudinal vibration either the supply tube, or the reservoir, or the liquid in the reservoir, or make vibrate the tube and the disc, either excite the surface of the liquid flowing on the disc by means of a ring centered on the disc and vibrating in contact with the film of liquid flowing from a central region, or else use a combination of these different excitations.
  • the means for disturbing the liquid to be dispersed generating capillary waves comprise one or more several concentric obstacles periodically arranged on the object rotated with a spacing of the order of magnitude of the value of the diameter of the droplets of the monodispersed aerosol.
  • the high-flow monodispersed aerosol generator comprises an object with axial symmetry of revolution driven at high speed in rotation by an electric motor or an air turbine 2.
  • the object with symmetry of axial revolution is a flat disc 1, of interchangeable diameter with a sharp edge.
  • the distance to the center of the disc is preferably less than the diameter of the tube or the orifice of the reservoir.
  • the other end is connected to a tank of liquid in charge 5 or to a device making it possible to provide a constant flow.
  • a vibration generator of adjustable frequency and amplitude 6 can be linked to the supply tube, or to the reservoir provided at its base with an orifice, or to a ring 10 coaxial with the tube and placed in contact with the film of liquid s 'flowing from a central region of the disc, which it vibrates longitudinally to induce capillary waves propagating in the liquid flowing on the disc.
  • the liquid to be dispersed is injected with a constant flow rate perpendicular to the surface of the rapidly rotating disc (1,000 to 120,000 rpm) from a reservoir and a capillary tube or from a reservoir provided at its base with an orifice.
  • FIGS. 5, 6 and 7 illustrate the importance of the operating conditions on the way in which the liquid dispersed on the disc resolves at its periphery: FIG. 5 shows the formation of jets, FIG. 6 shows the formation of drops, the Figure 7 shows the formation of a film.
  • either the supply tube or the reservoir is vibrated, or the liquid in the tank, or the supply tube and the disc.
  • the size of the drops is measured using a particle sizer 7 and the formation of these droplets is visualized using a camera 8, as illustrated in FIG. 1.
  • the particle size analyzer 7 is positioned as shown in FIG. 1 vertically so that a laser beam 9 cuts perpendicularly the plane formed by the droplets when they leave the edge of the disc . It is thus possible to determine the spatial distribution of the size of the droplets as a function of the distance to the center of the disc and of the angle of measurement. We then obtain cumulative particle size curves in volume as presented in Figure 3 (particle size as a function of the% of droplets present in the same class) highlighting the beneficial effect of vibrations on the dispersion.
  • the vibrator selected is an electrodynamic vibrator 11 operating in the frequency range 0-12000 Hz. It is associated with a conventional electric chain comprising a signal generator , an amplifier, a vibrator. The electrical parameters of voltage, frequency and intensity are then checked in the vibrator. The amplitude of the movement of the vibrator can be controlled using a displacement sensor.
  • the feed tube 4 is placed for reasons of symmetry, perpendicular to the disc and at its center.
  • the excitation frequency adopted is such that it is equal to the natural frequency of fragmentation of the liquid to be dispersed.
  • the droplets obtained are of the order of 50 micrometers.
  • droplets are obtained which can vary according to the speed and frequency of vibration from 150 to 300 micrometers with a low dispersion for a given speed and frequency.
  • the smaller the diameter of the disc the smaller the diameter of the droplets and the smaller the flow rate, with a given fluid characteristic and under the operating conditions forming jets.
  • the more one wishes to obtain droplets of small diameter the more it is necessary to increase the frequency of vibration.
  • a monodispersion can be obtained without an external vibrator, provided that capillary waves of adequate amplitude and wavelength are created by flow-disrupting means.
  • This is achieved by means of an embodiment of the invention in which one or more concentric obstacles are periodically placed on the surface of the disc, of spacing of the order of magnitude of the diameter of the droplets of the monodispersed aerosol. that one wishes to obtain, the end of the disc then forming an acute angle. If this particular distribution of disturbances on the surface of the disc is not respected, the fragmentation takes place at a variable distance from the disc and there is no monodispersion of the aerosol.
  • a concentric obstacle can take the form of singularities of the type 2a, 2b, 2c, 2d as shown in FIG. 2.

Landscapes

  • Special Spraying Apparatus (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif générant avec un débit élevé un aérosol monodispersé, du type pulvérisateur à disque tournant, comportant un disque plan (1), coupelle ou objet à symétrie de révolution axiale mis en grande vitesse de rotation, un tube d'alimentation (4) du liquide à disperser ou un réservoir de liquide muni à sa base d'un orifice, débouchant au centre de l'objet à symétrie de révolution axiale ou en son voisinage, pouvant comporter des obstacles concentriques disposés à la surface de l'objet à symétrie de révolution axiale, et du type dans lequel la vitesse de rotation, les dimensions de l'objet mis en rotation et le débit de liquide définissent des conditions de fonctionnement telles que des jets de fluide se forment autour de la périphérie de l'objet mis en rotation, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens perturbateurs de l'écoulement du liquide à disperser générant une onde capillaire se propageant vers la périphérie de l'objet en rotation. Application à la recherche expérimentale, à l'agriculture. <IMAGE>

Description

  • La présente invention concerne un dispositif générant avec un débit élevé un aérosol monodispersé, c'est-à-dire dont les gouttelettes présentent une faible dispersion statistique de leur diamètre autour d'une valeur définie.
  • De tels dispositifs sont notamment applicables à la recherche expérimentale, domaine dans lequel le critère de monodispersion est important. Les générateurs d'aérosols monodispersés sont utilisés dans les études de porosité, dans le domaine médical, dans le domaine pharmaceutique. On peut également envisager leur application à l'agriculture, dans la mesure où des études ont montré qu'il existe une taille optimale pour laquelle les gouttelettes d'un aérosol sont suffisamment petites pour atteindre toutes les parties d'une plante mais suffisamment grosses pour ne pas être emportées au loin par le vent. Un dispositif générant avec un débit élevé un aérosol monodispersé présente une efficacité accrue par rapport aux pulvérisateurs connus.
  • La mécanique des fluides, et plus particulièrement la théorie des jets, montre qu'en soumettant un jet de fluide à une onde capillaire d'amplitude et de fréquence adéquates, se propageant le long du jet de fluide, le jet se fragmente en gouttelettes dont le diamètre est de l'ordre de grandeur de la demi-longueur d'onde de l'onde capillaire.
  • On connaît déjà des dispositifs générateurs d'aérosols monodispersés utilisant ce principe, en particulier du type à orifice vibrant et du type à excitation électrostatique.
  • Les dispositifs générateurs d'aérosols monodispersés du type à orifice vibrant soumettent le jet de liquide issu de l'orifice à une vibration mécanique du type acoustique, ce qui génère une onde capillaire qui fragmente celui-ci en un aérosol monodispersé. Cependant, le débit de liquide ainsi pulvérisé par un jet unique est faible. Les dispositifs générateurs d'aérosols monodispersés du type à excitation électrostatique s'utilisent uniquement avec un fluide diélectrique, réparti à la périphérie d'un disque par la rotation lente de celui-ci, et éjecté sous forme de jets du bord du disque par un puissant champ électrostatique continu, tandis qu'on superpose à ce champ continu un champ alternatif qui va faire vibrer les jets de façon voulue et les fragmenter en un aérosol monodispersé.
  • On connaît par ailleurs depuis longtemps des dispositifs générateurs d'aérosols utilisant un disque tournant. Il est connu que, si l'on envoie un filet de liquide perpendiculairement à un disque en rotation et en son centre, ce liquide s'étale sur le disque sous l'action de la force centrifuge, puis se résoud à la périphérie suivant trois processus physiques, selon les conditions de fonctionnement du dispositif: Formation de gouttelettes, formation de jets, ou formation de films.
  • Dans les dispositifs à disque tournant, les conditions de formation de jets, en dehors des conditions de formation de gouttelettes ou de films, sont atteintes pour des valeurs de la tension superficielle, du débit, du rayon du disque, de la masse volumique, de la viscosité, et de la vitesse de rotation données dans les formules de LEUTEURTROIS. Dans les conditions de formation de jets, les forces de tension superficielles sont faibles par rapport aux forces centrifuges. Il se forme des filaments ou jets en distribution régulière autour du disque. Leur diamètre diminue au fur et à mesure que l'on s'écarte du centre du disque, jusqu'à ce que le jet se résolve en gouttes. Lors de la rupture du jet, il se forme en général une goutte principale et une ou plusieurs gouttes de plus petite taille appelées sattelites. En théorie, à paramètres de fonctionnement constants, tous les jets devraient se fragmenter à la même distance du disque; or, la mécanique n'étant jamais parfaite, il existe des instabilités mal contrôlées et la longueur des jets n'est pas stationnaire mais aléatoire, il en résulte que la taille des gouttelettes et des sattelites est hétérogène. L'aérosol primaire recueilli (gouttelettes principales) n'est donc pas monodispersé.
  • Depuis longtemps, des perfectionnements ont été apportés aux pulvérisateurs à disque tournant afin d'augmenter le débit. Par exemple le brevet FR 687 144 décrit un disque muni de rainures ou nervures concentriques. Cependant, dans un tel dispositif, les obstacles concentriques sont disposés entre eux avec un espacement quelconque sur le disque, sans préoccupation autre que de s'opposer à l'écoulement direct du fluide sur le disque afin de mieux répartir celui-ci à la périphérie et augmenter le débit de fluide dispersé.
  • En conclusion sur cet état de la technique, on peut dire que dans le contexte des générateurs d'aérosols monodispersés à particules supermicroniques (20 à 1000 micromètres), les dispositifs à disque tournant présentent l'avantage de pulvériser plus de liquide que les générateurs d'aérosols du type à orifice vibrant, mais avec une grande hétérogénéité de taille des particules de l'aérosol formé. Bien que l'hydraulique des disques ou coupes tournant semble connue depuis longtemps, il n'est pas connu à l'heure actuelle de technologie permettant, à partir d'un dispositif du type pulvérisateur à disque tournant, de réaliser des aérosols primaires monodispersés exempts d'aérosols secondaires.
  • L'invention a pour but de proposer un dispositif générateur d'aérosol monodispersé présentant un débit nettement plus important que celui des dispositifs à orifice vibrant et utilisable pour tout liquide, diélectrique ou non.
  • L'invention atteint son but grâce à des perfectionnements apportés aux dispositifs du type pulvérisateur à disque tournant, comportant un disque plan, coupelle ou objet à symétrie de révolution axiale mis en grande vitesse de rotation, un tube d'alimentation du liquide à disperser ou un réservoir de liquide muni à sa base d'un orifice, débouchant au centre de l'objet à symétrie de révolution axiale ou en son voisinage, pouvant comporter des obstacles concentriques disposés à la surface de l'objet à symétrie de révolution axiale, du type dans lequel la vitesse de rotation, les dimensions de l'objet mis en rotation et le débit de liquide définissent des conditions de fonctionnement telles que des jets de fluide se forment autour de la périphérie de l'objet mis en rotation, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour la perturbation de l'écoulement du liquide à disperser générant une onde capillaire se propageant vers la périphérie de l'objet en rotation.
  • Les moyens pour la perturbation du liquide à disperser génèrent des ondes capillaires se propageant vers la périphérie du disque en rotation pour atteindre les jets et les fragmenter.
  • Selon un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, les moyens pour la perturbation du liquide à disperser générant des ondes capillaires peuvent mettre en vibration longitudinale soit le tube d'alimentation, soit le réservoir, soit le liquide dans le réservoir, soit faire vibrer le tube et le disque, soit exciter la surface du liquide s'écoulant sur le disque au moyen d'un anneau centré sur le disque et vibrant au contact du film de liquide s'écoulant depuis une région centrale, ou bien utiliser une combinaison de ces différentes excitations.
  • Selon un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention, les moyens pour la perturbation du liquide à disperser générant des ondes capillaires comportent un ou plusieurs obstacles concentriques disposés periodiquement sur l'objet mis en rotation avec un espacement de l'ordre de grandeur de la valeur du diamètre des gouttelettes de l'aérosol monodispersé.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de réalisation de l'invention, à caractère non limitatif, en référence aux figures parmi lesquelles:
    • La figure 1 montre le schéma général du dispositif et de l'ensemble de l'instrumentation permettant d'apprécier la qualité de l'aérosol généré,
    • la figure 2 montre des variantes de réalisation d'un obstacle à la surface du disque,
    • la figure 3 présente des courbes granulométriques mettant en évidence la monodispersion de l'aérosol généré par le dispositif selon un mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 4 montre la répartition des gouttelettes générées par le dispositif selon l'invention dans une même classe granulométrique,
    • la figure 5 illustre le fonctionnement d'un dispositif pulvérisateur à disque tournant dans des conditions de formation de jets au voisinage de la périphérie du disque,
    • la figure 6 illustre le fonctionnement d'un dispositif pulvérisateur à disque tournant dans des conditions de formation de gouttes au voisinage de la périphérie du disque,
    • la figure 7 illustre le fonctionnement d'un dispositif pulvérisateur à disque tournant dans des conditions de fonctionnement formant un film au voisinage de la périphérie du disque,
    • la figure 8 est une vue d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention comportant un anneau centré au dessus du disque, accouplé à la partie mobile d'un vibreur électrodynamique et vibrant au contact du film de liquide s'écoulant à la surface du disque depuis une région centrale.
  • Sur la figure 1, on voit que le générateur d'aérosol monodispersé à débit élevé selon l'invention comporte un objet à symétrie axiale de révolution entraîné à grande vitesse en rotation par un moteur électrique ou une turbine à air 2. Dans un mode de réalisation préférentiel, l'objet à symétrie de révolution axiale est un disque plan 1, de diamètre interchangeable avec un bord vif.
  • Un tube d'alimentation 4 de faible section par rapport au diamètre du disque 1 ou un réservoir muni à sa base d'un orifice, perpendiculaire à ce dernier, et dont l'extrémité est proche de la surface du disque projette le liquide à disperser. La distance au centre du disque est de préférence inférieure au diamètre du tube ou de l'orifice du réservoir. L'autre extrémité est reliée à un réservoir de liquide en charge 5 ou à un dispositif permettant de fournir un débit constant. Un générateur de vibrations de fréquence et d'amplitude réglable 6 peut être lié au tube d'alimentation, ou au réservoir muni à sa base d'un orifice, ou à un anneau 10 coaxial au tube et disposé au contact du film de liquide s'écoulant depuis une région centrale du disque, qu'il fait vibrer longitudinalement pour induire des ondes capillaires se propageant dans le liquide s'écoulant sur le disque. On injecte le liquide à disperser avec un débit constant perpendiculairement à la surface du disque en rotation rapide (1000 à 120000 tr/min) à partir d'un réservoir et un tube capillaire ou à partir d'un réservoir muni à sa base d'un orifice. Les figures 5, 6 et 7 illustrent l'importance des conditions de fonctionnement sur la façon dont le liquide dispersé sur le disque se résoud à sa périphérie: La figure 5 montre la formation de jets, la figure 6 montre la formation de gouttes, la figure 7 montre la formation d'un film.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, on met en vibration soit le tube d'alimentation, soit le réservoir, soit le liquide dans le réservoir, soit le tube d'alimentation et le disque. On peut aussi exciter la surface liquide par un anneau vibrant au contact du film liquide répandu sur le disque, ou bien utiliser une combinaison de ces différentes excitations.
  • Afin de vérifier expérimentalement le fonctionnement du dispositif selon ce mode de réalisation de l'invention, on mesure la grosseur des gouttes à l'aide d'un granulomètre 7 et l'on visualise la formation de ces gouttelettes à l'aide d'une caméra 8, tel qu'illustré sur la figure 1. Le granulomètre 7 est positionné comme l'indique la figure 1 verticalement de telle manière qu'un faisceau laser 9 coupe perpendiculairement le plan formé par les gouttelettes lorsqu'elles quittent le bord du disque. Il est ainsi possible de déterminer la répartition spatiale de la taille des gouttelettes en fonction de la distance au centre du disque et de l'angle de mesure. On obtient alors des courbes granulométriques cumulées en volume telles que présentées sur la figure 3 (granulométrie en fonction du % de gouttelettes présentes dans une même classe) mettant en évidence l'effet profitable des vibrations sur la dispersion.
  • Pour déterminer l'ordre de grandeur de la fréquence de vibration à appliquer au dispositif, on utilise la formule de RAYLEIGH (approximation au premier ordre). V = PI.(2) 1/2 .D.F
    Figure imgb0001
     avec
       V=vitesse normale à la périphérie du disque,
       D=diamètre du jet non perturbé
       F=fréquence de vibration.
  • On obtient, à titre indicatif, pour un débit de 0,2 cm3/s, une fréquence de 10000 Hz, un diamètre de goutte de 70 micromètres avec un diamètre de disque de 0,5 cm.
  • Dans un mode de réalisation particulier où l'on veut obtenir des gouttes de gros diamètre, le vibreur retenu est un vibreur électrodynamique 11 fonctionnant dans la gamme de fréquence 0-12000 Hz. Il est associé à une chaîne électrique classique comprenant un générateur de signal, un amplificateur, un vibreur. On contrôle alors les paramètres électriques de tension, fréquence et intensité dans le vibreur. L'amplitude du déplacement du vibreur peut être controlée grâce à un capteur de déplacement. Le tube d'alimentation 4 est placé pour des raisons de symétrie, perpendiculairement au disque et en son centre. La fréquence d'excitation retenue est telle que celle-ci soit égale à la fréquence naturelle de fragmentation du liquide à disperser.
  • On donne quelques résultats concernant les conditions de formation de jets. Ceux-ci ont été obtenus avec un disque en acier inoxydable de diamètre 15 mm et de l'eau distillée. On obtient des gouttes de diamètre important plus faciles à observer et à visualiser, ainsi que le montre la figure 4. Dans ce cas précis, pour une fluctuation de 1% de la vitesse et de 0,5% du débit, on obtient une fluctuation faible de 1,5% du diamètre des gouttelettes mesurées. En ce qui concerne l'évolution du rayon volumique des gouttelettes, celui-ci est fonction inverse de la vitesse de rotation du disque.
  • Pour d'autres variantes de réalisation, notamment en ce qui concerne le diamètre du disque, on obtient des résultats similaires au niveau de la dispersion. A noter que pour un disque de 0,25 cm de rayon, les gouttelettes obtenues sont de l'ordre de 50 micromètres. Pour un disque de 1,5 cm de diamètre, on obtient des gouttelettes pouvant varier selon la vitesse et la fréquence de vibration de 150 à 300 micromètres avec une dispersion faible pour une vitesse et une fréquence donnée.
  • De façon plus générale, plus le diamètre du disque est petit, plus le diamètre des gouttelettes diminue et plus le débit est faible, à caractéristique de fluide donné et dans les conditions de fonctionnement formant des jets. De même, plus on désire obtenir des gouttelettes de petit diamètre, plus il faut augmenter la fréquence de vibration.
  • On peut obtenir en théorie une monodispersion sans vibreur externe, à condition de créer par des moyens perturbateurs de l'écoulement, des ondes capillaires d'amplitude et de longueur d'onde adéquates. On parvient à ce résultat grâce à un mode de réalisation de l'invention où l'on dispose périodiquement un ou plusieurs obstacles concentriques sur la surface du disque, d'espacement de l'ordre de grandeur du diamètre des gouttelettes de l'aérosol monodispersé que l'on désire obtenir, l'extrémité du disque formant alors un angle aigu. Si l'on ne respecte pas cette répartion bien particulière des perturbations sur la surface du disque, la fragmentation a lieu à une distance variable du disque et l'on a pas de monodispersion de l'aérosol. Un obstacle concentrique peut se présenter sous la forme de singularités du type 2a, 2b, 2c, 2d comme montrées sur la figure 2.

Claims (9)

  1. Dispositif générant avec un débit élevé un aérosol monodispersé, du type pulvérisateur à disque tournant, comportant un disque plan (1), coupelle ou objet à symétrie de révolution axiale mis en grande vitesse de rotation, un tube d'alimentation (4) du liquide à disperser ou un réservoir de liquide muni à sa base d'un orifice, débouchant au centre de l'objet à symétrie de révolution axiale ou en son voisinage, pouvant comporter des obstacles concentriques disposés à la surface de l'objet à symétrie de révolution axiale, et du type dans lequel la vitesse de rotation, les dimensions de l'objet mis en rotation et le débit de liquide définissent des conditions de fonctionnement telles que des jets de fluide se forment autour de la périphérie de l'objet mis en rotation, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens perturbateurs de l'écoulement du liquide à disperser générant une onde capillaire se propageant vers la périphérie de l'objet en rotation.
  2. Dispositif générant avec un débit élevé un aérosol monodispersé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens perturbateurs comportent un ou plusieurs obstacles concentriques disposés periodiquement sur l'objet mis en rotation, avec un espacement de l'ordre de grandeur de la valeur du diamètre des gouttelettes de l'aérosol monodispersé.
  3. Dispositif générant avec un débit élevé un aérosol monodispersé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les obstacles concentriques sont constitués par une ou plusieurs marches (surélévation de la partie centrale du disque) à symétrie cylindrique pratiquées sur la surface de l'objet mis en rotation.
  4. Dispositif générant avec un débit élevé un aérosol monodispersé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les obstacles concentriques sont constitués par une ou plusieurs marches (surélévation de la partie externe du disque) à symétrie cylindrique pratiquées sur la surface de l'objet mis en rotation.
  5. Dispositif générant avec un débit élevé un aérosol monodispersé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en les moyens perturbateurs soumettent le tube d'alimentation (4) à un mouvement vibratoire longitudinal.
  6. Dispositif générant avec un débit élevé un aérosol monodispersé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens perturbateurs soumettent le réservoir muni à sa base d'un orifice à un mouvement vibratoire longitudinal.
  7. Dispositif générant avec un débit élevé un aérosol monodispersé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens perturbateurs soumettent le liquide contenu dans le réservoir à un mouvement vibratoire longitudinal.
  8. Dispositif générant avec un débit élevé un aérosol monodispersé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens perturbateurs comportent un anneau (10) centré au dessus de l'objet mis en rotation et vibrant au contact du film de liquide s'écoulant depuis une région centrale de l'objet mis en rotation.
  9. Dispositif générant avec un débit élevé un aérosol monodispersé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens perturbateurs soumettent le tube d'alimentation et la surface du disque à un mouvement vibratoire.
EP19910400621 1990-03-08 1991-03-07 Dispositif générant avec un débit élevé un aérosol monodispersé Expired - Lifetime EP0446134B1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9002914 1990-03-08
FR9002914A FR2659251B1 (fr) 1990-03-08 1990-03-08 Appareil generateur d'aerosols a disque tournant.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0446134A1 true EP0446134A1 (fr) 1991-09-11
EP0446134B1 EP0446134B1 (fr) 1994-08-03

Family

ID=9394495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19910400621 Expired - Lifetime EP0446134B1 (fr) 1990-03-08 1991-03-07 Dispositif générant avec un débit élevé un aérosol monodispersé

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0446134B1 (fr)
DE (1) DE69103179T2 (fr)
FR (1) FR2659251B1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6485280B1 (en) 1999-07-23 2002-11-26 Xerox Corporation Methods and apparatus for fabricating bichromal elements
FR2929136A1 (fr) * 2008-03-25 2009-10-02 Sprainnov Soc Par Actions Simp Procede et tete de pulverisation, procede et tour associes pour fabriquer un produit pulverulent

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2868707B1 (fr) 2004-04-08 2008-02-01 Jean Pierre Renaudeaux Atomiseur a disque tournant d'aerosols controles

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR687144A (fr) * 1929-12-23 1930-08-05 Kartof As Perfectionnements apportés aux procédés et dispositifs pour la pulvérisation de liquides, notamment ceux servant à la destruction de mauvaises herbes ou d'insectes
FR1021973A (fr) * 1949-08-15 1953-02-26 Siemens Ag Dispositif pour le traitement par vibrations de liquides ou de matières portées par des liquides
FR1206551A (fr) * 1958-11-10 1960-02-10 Interplanetary Res And Dev Cor Procédé et appareil pour recouvrement électrostatique
FR1300822A (fr) * 1961-06-23 1962-08-10 Sames Mach Electrostat Perfectionnements aux têtes de pulvérisation de liquides pour le revêtement d'objets
FR2599280A1 (fr) * 1986-05-28 1987-12-04 Ameliorair Sa Pulverisateur de liquide.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR687144A (fr) * 1929-12-23 1930-08-05 Kartof As Perfectionnements apportés aux procédés et dispositifs pour la pulvérisation de liquides, notamment ceux servant à la destruction de mauvaises herbes ou d'insectes
FR1021973A (fr) * 1949-08-15 1953-02-26 Siemens Ag Dispositif pour le traitement par vibrations de liquides ou de matières portées par des liquides
FR1206551A (fr) * 1958-11-10 1960-02-10 Interplanetary Res And Dev Cor Procédé et appareil pour recouvrement électrostatique
FR1300822A (fr) * 1961-06-23 1962-08-10 Sames Mach Electrostat Perfectionnements aux têtes de pulvérisation de liquides pour le revêtement d'objets
FR2599280A1 (fr) * 1986-05-28 1987-12-04 Ameliorair Sa Pulverisateur de liquide.

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6485280B1 (en) 1999-07-23 2002-11-26 Xerox Corporation Methods and apparatus for fabricating bichromal elements
FR2929136A1 (fr) * 2008-03-25 2009-10-02 Sprainnov Soc Par Actions Simp Procede et tete de pulverisation, procede et tour associes pour fabriquer un produit pulverulent
WO2009125129A3 (fr) * 2008-03-25 2009-12-03 Sprainnov Procédé et tête de pulvérisation, procédé et appareil associés pour fabriquer un produit pulvérulent
US9352339B2 (en) 2008-03-25 2016-05-31 Sprainnov Method and pulverisation head, associated method and apparatus to manufacture a product in powder form

Also Published As

Publication number Publication date
FR2659251A1 (fr) 1991-09-13
FR2659251B1 (fr) 1994-10-28
DE69103179T2 (de) 1994-12-08
DE69103179D1 (de) 1994-09-08
EP0446134B1 (fr) 1994-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3328548B1 (fr) Methode et dispositif de collecte de particules d&#39;aerosols, a collecte selective en fonction de la granulometrie des particules
FR2692501A1 (fr) Dispositif de projection électrostatique de produit de revêtement liquide à tête de pulvérisation rotative.
FR2557295A1 (fr) Echantillonneur d&#39;aerosols a impaction en cascade et a depot uniforme
FR2550469A1 (fr) Injecteur de microbulles
EP0446134B1 (fr) Dispositif générant avec un débit élevé un aérosol monodispersé
FR3003778A1 (fr) Procede et dispositif de tri de billes
EP3216607A1 (fr) Generateur de gouttes robuste
FR2836638A1 (fr) Dispositif de pulverisation de produit de revetement liquide
EP2656921B1 (fr) Dispositif éléctrostatique de collecte de particules en suspension dans un milieu gazeux
CA2136540A1 (fr) Broyeur vibrant a cone et procede de reglage de la marche d&#39;un tel broyeur
EP1673160B1 (fr) Appareil de mixage d&#39;un analyseur chimique ou biochimique avec entrainement pendulaire d&#39;une pipette
CH407345A (fr) Appareil pour vérifier les caractéristiques ou la position d&#39;un faisceau de particules chargées
WO2005102537A2 (fr) Atomiseur a disque tournant d’aerosols calibres
EP3898180B1 (fr) Système pour déposer de manière contrôlée un fluide sur un substrat
EP0015195A1 (fr) Appareil de détermination des propriétés rhéométriques d&#39;un fluide
Sato Formation of uniformly sized liquid droplets using spinning disk under applied electrostatic field
EP3181235A1 (fr) Procede pour controler la divergence d&#39;un jet de particules sous vide avec une lentille aerodynamique et lentille aerodynamique associee
CA1320062C (fr) Gyrometre acoustique
CA1170120A (fr) Procede de peinture electrostatique de petites pieces allongees, portees par un transporteur en omega, avec un projecteur a bol tournant sur l&#39;axe de la boucle d&#39;omega
FR2797783A1 (fr) Melangeur a jet dirige pour desagregation et mise en dispersion dans un liquide d&#39;un subtrat flottant a sa surface
EP0685725A1 (fr) Sélecteur de particules chargées, à haute sensibilité
EP0790495A1 (fr) Sélecteur de mobilité dynamique des particules d&#39;un aérosol
FR2939616A1 (fr) Tete de pulverisation d&#39;un produit cosmetique, dispositif, et procede de pulverisation associe
FR2570963A1 (fr) Pulverisateur centrifuge.
DE4426264A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung und Dosierung eines Pulveraerosols

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19910326

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE FR GB IT

17Q First examination report despatched

Effective date: 19930511

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

ITF It: translation for a ep patent filed
AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB IT

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: THE PATENT HAS BEEN ANNULLED BY A DECISION OF A NATIONAL AUTHORITY

Effective date: 19940803

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 19940809

REF Corresponds to:

Ref document number: 69103179

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19940908

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: IF02

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20090327

Year of fee payment: 19

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20090519

Year of fee payment: 19

Ref country code: IT

Payment date: 20090321

Year of fee payment: 19

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20100307

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20101001

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100307

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100307