EP1066118B1 - Nebuliseur perfectionne et systeme de controle de la nebulisation - Google Patents

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EP1066118B1
EP1066118B1 EP99911872A EP99911872A EP1066118B1 EP 1066118 B1 EP1066118 B1 EP 1066118B1 EP 99911872 A EP99911872 A EP 99911872A EP 99911872 A EP99911872 A EP 99911872A EP 1066118 B1 EP1066118 B1 EP 1066118B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
flow
container
venturi
atmosphere
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP99911872A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP1066118A1 (fr
Inventor
Laurent Moy
Claude Accaries
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.)
TOULOUSE PARFUM INDUSTRIE
Original Assignee
TOULOUSE PARFUM IND
Toulouse Parfum Industrie
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Filing date
Publication date
Application filed by TOULOUSE PARFUM IND, Toulouse Parfum Industrie filed Critical TOULOUSE PARFUM IND
Publication of EP1066118A1 publication Critical patent/EP1066118A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1066118B1 publication Critical patent/EP1066118B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/12—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature position or movement of the target relative to the spray apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/0012—Apparatus for achieving spraying before discharge from the apparatus

Definitions

  • the present invention relates to devices for nebulizing a liquid in the atmosphere, comprising a container intended to contain the liquid, presenting to the minus one liquid outlet opening towards the outside of the container, the opening being placed at the above the liquid, means for generating a gas flow for discharging the liquid towards the outside of the container, means for vaporizing the liquid in the gas flow, means for nebulizing the vaporized liquid.
  • a container intended to contain the liquid
  • means for generating a gas flow for discharging the liquid towards the outside of the container
  • means for vaporizing the liquid in the gas flow means for nebulizing the vaporized liquid.
  • Such devices can be used as a simple product diffuser or allow odors to be released into the atmosphere when the liquid in the container is an odorous liquid, in any place according to the desire or the needs of the user, especially in the laboratory to study the influence of odor on the behavior of individuals or the composition of odors, in a marketing agency to ensure promotion of a product, in supermarkets in order to influence the consumption of products, in one any place to ensure its odorization, etc.
  • Uses of this type aromatherapy devices are also possible.
  • the prior art teaches in particular with document EP 0 608 176 a nebulizer of the type described above.
  • the nebulizer includes a container containing the liquid to be nebulize, at the base of which is fixed a gas flow inlet tube.
  • the tube passes through the liquid in the container and has a venturi at its upper end above the liquid, venturi to which a liquid suction pipe is connected laterally.
  • the upper part of the container is extended by a fractionation chamber intended for reduce the size of the liquid droplets in suspension in the flow gaseous downstream of the venturi, this in order to diffuse at the outlet of the nebulizer a mist of very fine droplets.
  • a nebulizer works well, but has drawbacks that can limit very strongly the possibilities of using it. Indeed, the liquid is contained in a container which is integral with the nebulizer and to the base of which the venturi is fixed, which does not confer great flexibility of use. Such a configuration further induces difficult cleaning of the parts making up the nebulizer, in particular of the container, especially when you want to use a different product, and a manufacturing cost Student. In addition, it is not easy to fill the container with spray product each time that it is empty.
  • nebulization device for odoriferous liquid in which the liquid to be nebulized is placed in a cartridge interchangeable, disposable when empty. It is the interchangeable cartridge which here comprises the venturi intended to vaporize the liquid.
  • This type of nebulizer can allow to solve the drawbacks of filling and cleaning the nebulizer previously described.
  • it remains very expensive to use since the cartridge, that it is changed with each refill of product, includes elaborate technical devices, notably the venturi.
  • this cartridge being intended for a single use, the means of nebulization which it comprises cannot be as effective as those of a device for which they are intended to be depreciated over the life of the device.
  • the apparatus according to the invention makes it possible to use, to contain the liquid to be nebulized, a simple container provided with an orifice which advantageously serves both for filling and for evacuation of the liquid.
  • a container can be of the vial type in the upper orifice which will be placed the body including in particular the means of nebulization and vaporization.
  • the container can advantageously be discarded when it is empty, with minimum production and operating costs because this container may consist of only means necessary to retain liquid inside, i.e. an envelope waterproof.
  • the apparatus according to the invention provides great flexibility and ease. of use by this design.
  • the reused vaporization and nebulization means with each change of bottle allow an appropriate sophistication of these if necessary.
  • the baffle column allows micro-diffusion of the liquid to be nebulized, in due to the extreme fineness of the droplets obtained, necessary to allow a good suspension of the nebulized liquid in the atmosphere, low consumption of liquid as well as a better performance in odor diffusion in the atmosphere for example.
  • the vaporization means comprise a venturi.
  • the column comprises a plurality of inclined walls forming baffles on which said vaporized liquid abuts, and the inclined walls form an angle greater than 90 ° with the longitudinal direction flow, so as to avoid retrograde flow of the latter.
  • said inclined walls comprise each a hole for the flow passage, the respective holes of two successive walls being off center.
  • said hole takes the form of a venturi.
  • two successive inclined walls are symmetrical about a plane perpendicular to the longitudinal direction flow flow.
  • the means for generating a flow gas to discharge the liquid to the outside of the container include an accelerator flow placed downstream of the nebulization means.
  • the flow accelerator comprises a fluid flow enveloping said gas flow and the nebulized liquid downstream of the means of nebulization.
  • said flow accelerator includes a fluid flow conveyed axially in a type conduit venturi comprising a convergent followed by a cylindrical part, said gas flow and the nebulized liquid being introduced into said cylindrical part of said venturi type duct laterally.
  • FIG. 1 represents a view in longitudinal section of a first example of embodiment of an apparatus making it possible to nebulize a liquid in the atmosphere, according to the invention.
  • FIG. 2 represents a view in longitudinal section of a second example of embodiment of an enlarged detail of the apparatus of FIG. 1.
  • Figure 3 shows in perspective an overview of a system for to control the nebulization of a liquid in the atmosphere.
  • the apparatus making it possible to nebulize a liquid in the atmosphere, or nebulizer, comprises a container 1 intended to contain the liquid 2 to be nebulized, the container 1 having an orifice 3 for the outlet of the liquid towards the outside of the container, the orifice 3 being placed above the liquid 2, means 4 for generating a gas flow to evacuate the liquid 2 towards the outside of the container 1, vaporization means 5 of the liquid 2 in the gas flow, nebulizing means 6 of the vaporized liquid.
  • the vaporization means 5 and the nebulization means 6 are integral with a body 7 able to be engaged and detachably held in the orifice 3 of the container 1, as shown in FIG. 1, the body 7 comprising a discharge duct 28 from the liquid 2 to the outside of container 1.
  • the container can advantageously consist of a packaging bottle 1 of the product to be nebulized.
  • the single orifice 3 of the bottle 1 is used for filling and evacuation of the liquid 2, and will include a tight plug (not shown), used for packaging the product, plug which will be removed to engage the body 7 in the orifice.
  • the bottle 1 will advantageously be rigid or semi-rigid so as to allow maintaining the body 7 in the engagement position in the orifice 3.
  • the body 7 will have at one of its ends a shape 14 capable of coming to engage on the part top of the bottle 1 comprising the orifice 3.
  • the shape 14 may include, as shown in Figure 1, a holding tube 15 engaged in the orifice 3 or on the flange 17 of the bottle by a forced fitting or an assembly helical thread (not shown), or the like, and if necessary an additional stop 16 resting on the upper part of the bottle 1 or of its flange 17.
  • the shape 14 of the body 7 will obviously be adapted to that of the container 1 used for an assembly of these two elements.
  • the container 1 or the body 7 will include any vent means allowing to empty the container by sucking the liquid into the body as described below.
  • the body 7 will be hollow in order to accommodate the vaporization and nebulization means. as explained below and must allow on the one hand a suction of the liquid 2 by its lower part through the orifice 3 of the bottle 1, and on the other hand an outlet of the gas flow comprising the liquid nebulized by its upper part.
  • the body 7 will be produced in a rigid material, for example steel or plastic, and will advantageously be consisting of two parts 19 and 20 removable from each other to facilitate access to inside the body 7. In the example of FIG.
  • the body 7 takes the form of a tube in two parts, a lower part 19 having at its lower end the form 14 already described for associating a container, and an upper part 20, for example screwed (not shown) or force fitted on the lower part 19, which comprises at its upper end an opening 21 through which the liquid nebulized in the flow comes out gaseous.
  • the means for generating a gas flow for discharging the liquid 2 to the outside of the bottle 1 include a pump 4 which delivers a flow of gas supplied to the body 7 by means of a line 18 as will be explained later with a description of the spraying means.
  • the gas used will depend on the use of the nebulizer, and will advantageously be ambient air in the case of diffusion of odor from an odorous liquid 2, as shown in the example.
  • the means for vaporizing the liquid 2 in the gas flow comprise advantageously a venturi 5 placed for example in the longitudinal axis 23 of the body 7 in its lower part, but advantageously fixed to the upper part 20, by means a plate 35 and screws 34 for example, in order to produce an upper part of the body 7 compact and comprising the means for vaporizing and nebulizing the liquid.
  • the lower part 19 of the body has the simple function of carrying the form 14 allowing an association of the body 7 with the container 1. In the event of a change in shape of the container 1, only the removable bottom part 19 of the body 7 will have to be replaced.
  • the plate 35 for fixing the venturi 5 will advantageously include at least one passage 36 crossing which allows a return by gravity downwards upstream of the means nebulization, in the container 1 through the orifice 3, of the insufficiently vaporized liquid and who would not be entrained in the nebulizing means 6 due to the weight too important droplets.
  • the passage 36 can for example consist of at least one hole placed in the lower part of the plate 35.
  • Line 18 routes the air flow in body 7 to the end lower 22 of the venturi 5 passing through the upper end 24 of the body 7 along the axis longitudinal 23 of the latter in the upper part 20 containing the means of nebulization placed above the spraying means, then following so offset in the lower part 19 of the body 7, so that the pipe 18 can be replaced in the longitudinal axis 23 of the body 7 while directing the air flow towards the upper end 24 of the body 7, as shown in FIG. 1. It should be noted that the line 18 could enter the body 7 and follow a path of a differently from that previously described.
  • line 18 is in effect of routing the air flow to the inlet of the venturi 5 in order to create a vacuum on the inner wall of this venturi on which a conduit 25 opens, the other end of which 26 immerses in the liquid 2, as shown in FIG. 1.
  • the liquid 2 is thus sucked in the venturi 5 and vaporized in the air flow upwards towards the means of nebulization. It is possible, for example, to perform a lateral entry of the pipe 18 in the body 7, for example in its lower part 19 (not shown).
  • the nebulization means comprise a column 6 with baffles placed downstream of the venturi 5 to nebulize the vaporized liquid 2, ie above the venturi 5 according to the arrangement along a vertical axis of the means shown in Figure 1.
  • the venturi 5 allows the liquid 2 to be vaporized in the gas stream in fine droplets, and the column 6 to baffles makes it possible to split these fine droplets into particles of a size of the order of a few micrometers capable of better diffusion of the liquid into the atmosphere in which it is rejected by the outlet 21 of the body 7 downstream of the column 6.
  • the column 6 advantageously comprises a plurality of inclined walls 9 placed substantially the one above the other, forming baffles on which the flow abuts two-phase moving generally from bottom to top, i.e. the vaporized liquid in the gas flow, the inclined walls 9 forming an angle ⁇ greater than 90 ° with the longitudinal direction 10 of flow, so as to avoid retrograde flow of the latter between the impact zone of the two-phase flow on a wall and the passage from the latter to the next wall.
  • the angle ⁇ will preferably be between 95 ° and 135 °, for example substantially equal to 105 ° as in the example shown in the figure 1.
  • the value of the angle ⁇ depends on the size of the particles that one wishes get out of the nebulizer; the closer the angle ⁇ is to 90 ° the more the particles of the finer the nebulized liquid, the further it is 90 ° and the more the flow flow improved and the particles are large.
  • Each wall 9 can for example be carried by a tubular junction 27 of a external shape complementary to the internal shape of the upper part of the body 7, thus allowing a contiguous adjustment of the external surface of the tubular junction 27 on the inner surface of the upper part 20 of the body 7 and a practical stack walls 9, as shown in FIG. 1.
  • a plurality of walls 9 thus provided with their own tubular junction, for example 4 walls, can be stacked one on the other in order to produce the column 6 with baffles, the wall 9 and its tubular junction 27 being inscribed in a right cylinder in the example shown.
  • Each inclined wall 9 will advantageously include a hole 11 for the passage of the two-phase flow, the respective holes 11 of two successive walls 9 being offset, so as to ensure an impact of the flow on the next wall without crossing directly the hole 11.
  • the hole 11 will for example be cylindrical with a circular section or oblong and will be placed on the wall substantially in the area most downstream of the impact of the flow on this wall, in the longitudinal direction of flow, as shown in Figure 1.
  • the wall of the hole 11 will preferably be non-tangent to the wall inside of the tubular junction 27 and will be slightly set back towards the longitudinal axis 23 of the body 7 as shown in FIG. 1.
  • the holes of two successive walls 9 may be symmetrically opposed by relative to the longitudinal axis 23 of the body 7, and diametrically opposite in the case of a body of circular cross section.
  • the holes 11 may alternatively be arranged so that the two-phase flow in column 6 through the holes It adopts a generally substantially helical profile, the holes being offset angularly in the same direction of rotation according to a determined pitch, for example regular.
  • two successive inclined walls 9 may be symmetrical about a plane perpendicular 12 to the longitudinal direction 10 of the flow, as shown in FIG. 1, this in order to allow a regularity of two-phase flow.
  • the through holes 11 of the flow from one wall 9 to the next will adopt a venturi type structure comprising a convergent 50 followed by a cylindrical part 51.
  • the venturi type hole 11 allows here to increase the performance of the nebulizer column and help optimize the fractionation particles to increase the homogeneity factor of the particles for a size particle data.
  • Column 6 advantageously comprises below each wall 9 from the second wall in the direction of flow after the venturi 5, a funnel 52 for collecting by gravity the liquid not entrained in the flow two-phase, and to route it through hole 11 of venturi type according to two alternatives described below.
  • the first alternative (not shown) is that the lowest part of a funnel 52 is linked to the outlet of the hole 11 located upstream so that the liquid drained by the funnel 52 flows by gravity into the hole 11 and is thus discharged into the two-phase flow at the outlet of the hole.
  • a second alternative is that the exit from the hole 11 located upstream rises above the lower part of the funnel 52, and a conduit 53 is made in the bottom of the funnel 52 conveying the liquid condensed in hole 11, and more particularly in the cylindrical part of hole 11, as shown in figure 2.
  • This second alternative is particularly effective for viscous liquids because it allows to vaporize the liquid in the hole 11 by the venturi effect.
  • the funnels and conduits 53 possibly make it possible to avoid a fouling of baffles caused by accumulation of product.
  • the nebulization column shown in FIG. 2 advantageously comprises shims 54 of thickness making it possible to adjust the distance separating the outlet from a hole 11 of the next wall 9, this in order to ensure an adjustment of the particle size of the liquid particles.
  • the distance between the venturi 5 and the first wall 9, and the distances between the exit from a hole 11 and the next wall will be decreasing preference in the direction of flow, in order to help optimize the liquid droplet fractionation reaction.
  • the diameters of the holes 11 for passage of the flow will preferably also be decreasing from the hole 11 of the first wall 9 to the hole of the last wall in the direction of flow.
  • column 6 may include an element 55 interposed respectively between two walls 9 successive, and carrying the funnel 52.
  • An element 55 will advantageously be placed at the above the last wall 9 in the direction of flow.
  • the nebulization column shown in Figure 2 could be inserted into the body 7 of the apparatus shown in Figure 1, for example. It should be noted that the passage of the pipe 18 for supplying the gas flow to the venturi has not been shown on the Figure 2. In addition, it should be noted that two successive holes 11 have been aligned in order to reduce the effects of the nebulization column as necessary.
  • the gas flow comprising the liquid 2 nebulized at the outlet of the last wall 9 of the column 6 is then evacuated from the nebulizer through the opening 21 at the top of the body 7.
  • the opening 21 can be provided with a simple nozzle 28 if necessary, fixed or directive as required.
  • the device represented in FIG. 1 comprises means 4 for generating a flow gaseous for discharging the liquid 2 towards the outside of the container 1 as described above, which additionally and advantageously include a flow accelerator 13, placed downstream of the nebulization means 6, and more particularly downstream of the opening 21 of the body 7, as shown in FIG. 1.
  • the flow accelerator 13 preferably comprises a fluid flow enveloping the gas flow and the liquid nebulized, at the outlet of the nozzle 28.
  • the function of the accelerator is to avoid or limit the condensation of the liquid in the nebulization column, this by creating a fluid drive flow from the gas flow and nebulized liquid leaving the body 7. Another function of the accelerator flow is to bring additional energy to the nebulized liquid of so as to project it at a greater and variable distance according to the flow rate training fluid. Another function of accelerator flow is to provide a insect trap by pheromone projection. Another function of flow accelerator is to allow a dilution of the nebulized liquid.
  • the output of the two-phase flow out of the body 7 is helped by the friction of the enveloping accelerator fluid flow two-phase flow.
  • the accelerator fluid flow can be supplied by the pump 4 generating the gas flow at the inlet of the venturi, and conveyed at the outlet of the body 7 by a bypass line derived from line 18 supplying the venturi 5 with flow air.
  • the diversion can be carried out in any place preferably before the penetration of the pipe 18 in the body 7.
  • the flow accelerator will be supplied by an independent pump 37, and routed out of the body by a line 29 independent of the line 18 supplying the venturi.
  • the accelerator flow can advantageously be controlled and controlled from a independently of the gas flow supplying the venturi, in order to obtain greater flexibility of use, and optimal adjustment of the accelerator flow compared to the two-phase flow for better performance of the nebulizer.
  • the supply line for the accelerator fluid flow is connected to a nozzle 30 attached for example to the nozzle 28, as shown in FIG. 1.
  • the accelerator flow is carried out around the nozzle 28 inside the nozzle 30 of so that it envelops the gas flow and the nebulized liquid, at the outlet of nozzle 28, this in order to create a maximum friction of the accelerator flow on the flow biphasic.
  • the nozzle 30 can be provided with a flow exit nozzle 31 accelerator, gas flow, and nebulized liquid, the nozzle 31 can be mounted on a ball joint 32 in order to allow a choice of the direction of exit of the flow.
  • the nozzle 28 penetrates inside the body by a projection 56 intended to prevent droplets of liquid from escaping through the opening 21.
  • the projection 56 will be provided, on its outer surface, with at least one gutter 57 for channel the droplets of liquid which would condense on the projection, and in order to avoid that the latter are not sucked into the flow leaving the nebulizer.
  • the face 58 of the projection 56 will preferably be vertical, the gutter being composed at least one groove placed in a vertical plane and surrounding the projection, as shown in Figure 1.
  • the flow accelerator can be achieved using a venturi type opening 21 (not shown) comprising a convergent followed by a part of cylindrical duct.
  • a venturi type opening 21 (not shown) comprising a convergent followed by a part of cylindrical duct.
  • the two-phase flow at the outlet of the column nebulization is introduced laterally and evenly distributed, by lateral conduits, inside the cylindrical part of the upper opening of the body, venturi type, the accelerator flow being carried axially in the duct principal of the venturi type opening, ie in the convergent. So, the two-phase flow enters the outlet opening of the nebulizer under the effects the suction due to the venturi and the pressure due to the nebulization column, and is accelerated towards the exit of the nebulizer.
  • the system for controlling the nebulization of a liquid in the atmosphere shown in Figure 3 comprises at least a plurality of devices 40 according the invention, as described above for example, making it possible to nebulize a liquid in the atmosphere, a plurality of gas sensors 41A making it possible to provide a measurement of the concentration of the nebulized liquid in the atmosphere, control means 42 the operation of the apparatuses 40 as a function of at least one predetermined setpoint and measurements provided by the gas sensors.
  • the servo means 42 advantageously comprise a module electronic 43 for command and control of the apparatuses 40, electronic power 44, and a power supply 45 of electrical energy.
  • the electronic module 43 of command and control is advantageously provided with emission monitoring software of nebulized liquid.
  • the operator enters the instruction (s), via a keyboard 47, in the command and control module 43 which transmits these to the power electronics 44 which controls the operation of the devices 40 by relative to this or these instructions, with the help of sensors 41, in particular gas sensors 41A which refer to the electronic module 43 the measurements taken of the concentration liquid nebulized into the atmosphere.
  • the system according to the invention described above can thus operate automatically.
  • Electronic command and control will advantageously be provided with a display 48 for controlling the operation of the system, on which the setpoints and the values of the sensors 41 may appear.
  • the system according to the invention will advantageously be provided with a portable module for programming 46 enabling wireless communication with the command and control electronics 43.
  • the portable programming module 46 will perform the functions of the keyboard and the electronic display 43.
  • an operator may intervene in the operation of the devices 40, by modifying the operating instructions directly from the sites where the devices are placed 40 nebulization.
  • the system according to the invention will include means for regulation of the flow rate of the gas flow supply pumps of the vaporization means devices and flow rate of the fluid supply pumps of the accelerator means flow at the outlet of the devices.
  • the means of regulating the pump flow may for example consist of respective solenoid valves whose opening and closure are controlled according to a determined frequency and by modifying the ratio cyclic.
  • the system according to the invention will include means for controlling the level of liquid in the container of the apparatuses 40, according to all known means for example a level 41B electric gauge, in order to stop the operation of devices whose liquid has been completely nebulized, and / or to proceed manually or automatically when filling the containers with liquid, and / or simply to issue a warning signal.
  • a level 41B electric gauge for example a level 41B electric gauge
  • the system according to the invention will include means for heating the liquid to be nebulized, for example by means of effect modules Peltier, placed under the container of the apparatus 40.
  • the system will include jointly 41C liquid temperature sensors to control and control the operation of Peltier effect modules with respect to a temperature setpoint some cash.
  • the system according to the invention will advantageously include one or more bases to support and maintain each at least one device according to the invention, the base to which the heating means will be associated as well as one or several 41C temperature sensors.
  • the system according to the invention will include 41D ambient temperature sensors and 41E sensors allowing measurement of humidity.
  • Sensors 41A to 41E will be connected to the control and control 43 in order to advantageously allow automatic operation of the system according to the invention relative to the measurements transmitted by these sensors.
  • the system according to the invention described above is particularly suitable for the controlled diffusion of odors into the atmosphere, which may be different depending on the devices and where they are placed.

Landscapes

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  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
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Description

La présente invention se rapporte aux appareils permettant de nébuliser un liquide dans l'atmosphère, comprenant un récipient destiné à contenir le liquide, présentant au moins un orifice de sortie du liquide vers l'extérieur du récipient, l'orifice étant placé au dessus du liquide, des moyens de génération d'un flux gazeux pour évacuer le liquide vers l'extérieur du récipient, des moyens de vaporisation du liquide dans le flux gazeux, des moyens de nébulisation du liquide vaporisé. Dans ce qui suit, on entend par vaporisation la transformation d'un liquide en fines gouttelettes ainsi que son passage éventuel à l'état gazeux, et par nébulisation la transformation des fines gouttelettes obtenues par vaporisation en très fines gouttelettes.
De tels appareils peuvent être utilisés comme simple diffuseur de produit ou permettent de diffuser des odeurs dans l'atmosphère, lorsque le liquide contenu dans le récipient est un liquide odorant, en tout lieu selon le désir ou les besoins de l'utilisateur, notamment en laboratoire pour étudier l'influence de l'odeur sur le comportement des individus ou la composition des odeurs, en agence marketing afin d'assurer la promotion d'un produit, en grande surface afin d'influer sur la consommation des produits, en un lieu quelconque pour en assurer son odorisation, etc. Des utilisations de ce type d'appareil en aromathérapie sont également envisageables.
L'art antérieur enseigne notamment avec le document EP 0 608 176 un nébuliseur du type décrit ci-dessus. Le nébuliseur comprend un récipient contenant le liquide à nébuliser, à la base duquel est fixé un tube d'arrivée du flux gazeux. Le tube traverse le liquide dans le récipient et est muni d'un venturi à son extrémité supérieure au dessus du liquide, venturi auquel est raccordé latéralement un conduit d'aspiration du liquide. La partie supérieure du récipient est prolongée par une chambre de fractionnement destinée à réduire la dimension des gouttelettes de liquide se trouvant en suspension dans le flux gazeux en aval du venturi, ceci afin de diffuser en sortie de nébuliseur un brouillard de très fines gouttelettes.
Un tel nébuliseur fonctionne bien, mais présente des inconvénients pouvant limiter très fortement les possibilités d'utilisation de celui-ci. En effet, le liquide est contenu dans un récipient qui fait corps avec le nébuliseur et à la base duquel le venturi est fixé, ce qui ne confère pas une grande souplesse d'utilisation. Une telle configuration induit de plus un nettoyage difficile des parties composant le nébuliseur, en particulier du récipient, notamment lorsqu'on désire employer un produit différent, et un coût de fabrication élevé. En outre, il n'est pas aisé de remplir le récipient de produit à nébuliser chaque fois qu'il est vide.
On connaít également avec le document EP 0 655 282 un appareil de nébulisation de liquide odoriférant dans lequel le liquide à nébuliser est placé dans une cartouche interchangeable, jetable lorsqu'elle est vide. C'est la cartouche interchangeable qui comporte ici le venturi destiné à vaporiser le liquide. Ce type de nébuliseur peut permettre de résoudre les inconvénients du remplissage et du nettoyage peu aisés du nébuliseur précédemment décrit. Toutefois, il reste très onéreux à l'usage puisque la cartouche, que l'on change à chaque recharge de produit, comporte des dispositifs techniques élaborés, notamment le venturi. En outre, cette cartouche étant destinée à un usage unique, les moyens de nébulisation qu'elle comporte ne peuvent être aussi performants que ceux d'un appareil pour lequel ils sont destinés à être amortis sur la durée de vie de l'appareil.
La présente invention se propose de pallier ces inconvénients, et d'apporter d'autres avantages. Plus précisément, elle consiste en un appareil permettant de nébuliser un liquide dans l'atmosphère, comprenant :
  • un récipient destiné à contenir ledit liquide, présentant au moins un orifice de sortie du liquide vers l'extérieur dudit récipient, ledit orifice étant placé au dessus dudit liquide,
  • des moyens de génération d'un flux gazeux pour évacuer ledit liquide vers l'extérieur dudit récipient,
  • des moyens de vaporisation dudit liquide dans ledit flux gazeux,
  • des moyens de nébulisation du liquide vaporisé comprenant une colonne à chicanes placée en aval des moyens de vaporisation,
caractérisé en ce que lesdits moyens de vaporisation et lesdits moyens de nébulisation sont solidaires d'un corps apte à être engagé et maintenu de manière amovible dans ledit orifice du récipient, ledit corps comportant un conduit d'évacuation du liquide vers l'extérieur du récipient.
L'appareil selon l'invention permet d'utiliser, pour contenir le liquide à nébuliser, un simple récipient muni d'un orifice qui sert avantageusement à la fois au remplissage et à l'évacuation du liquide. Un tel récipient peut être de type flacon dans l'orifice supérieur duquel sera placé le corps comportant notamment les moyens de nébulisation et de vaporisation. Ainsi, le récipient pourra avantageusement être jeté lorsqu'il est vide, avec des coûts de revient et d'exploitation minimum car ce récipient pourra être constitué des seuls moyens nécessaires pour retenir du liquide à l'intérieur, c'est à dire une enveloppe étanche. De plus, l'appareil selon l'invention procure une grande souplesse et facilité d'utilisation par cette conception. Les moyens de vaporisation et de nébulisation réutilisés à chaque changement de flacon permettent une sophistication appropriée de ceux-ci si nécessaire. La colonne à chicanes permet une micro-diffusion du liquide à nébuliser, en raison de l'extrême finesse des gouttelettes obtenues, nécessaire pour permettre une bonne suspension du liquide nébulisé dans l'atmosphère, une faible consommation de liquide ainsi qu'un meilleur rendement en matière de diffusion d'odeur dans l'atmosphère par exemple.
Selon une caractéristique avantageuse, les moyens de vaporisation comprennent un venturi.
Selon une autre caractéristique avantageuse, la colonne comprend une pluralité de parois inclinées formant des chicanes sur lesquelles vient buter ledit liquide vaporisé, et les parois inclinées forment un angle supérieur à 90° avec la direction longitudinale d'écoulement du flux, de manière à éviter un écoulement rétrograde de ce dernier.
Selon une autre caractéristique avantageuse, lesdites parois inclinées comportent chacune un trou pour le passage du flux, les trous respectifs de deux parois successives étant désaxés.
Selon une autre caractéristique avantageuse, ledit trou adopte une forme de venturi.
Selon une autre caractéristique avantageuse, deux parois inclinées successives sont symétriques par rapport à un plan perpendiculaire à la direction longitudinale d'écoulement du flux.
Selon une autre caractéristique avantageuse, les moyens de génération d'un flux gazeux pour évacuer le liquide vers l'extérieur du récipient comprennent un accélérateur d'écoulement placé en aval des moyens de nébulisation.
Selon une autre caractéristique avantageuse, l'accélérateur d'écoulement comprend un écoulement fluide enveloppant ledit flux gazeux et le liquide nébulisé en aval des moyens de nébulisation.
Selon une alternative à la caractéristique précédente, ledit accélérateur d'écoulement comprend un écoulement fluide acheminé de manière axiale dans un conduit de type venturi comportant un convergent suivi d'une partie cylindrique, ledit flux gazeux et le liquide nébulisé étant introduits dans ladite partie cylindrique dudit conduit de type venturi de manière latérale.
L'invention se rapporte aussi à un système permettant de contrôler la nébulisation d'un liquide dans l'atmosphère, caractérisé en ce qu'il comprend au moins :
  • un appareil permettant de nébuliser un liquide dans l'atmosphère selon l'invention,
  • un capteur gaz permettant de fournir une mesure de la concentration du liquide nébulisé dans l'atmosphère,
  • des moyens d'asservissement du fonctionnement dudit appareil en fonction d'au moins une consigne prédéterminée et de ladite mesure fournie par ledit capteur gaz.
D'autres caractéristiques et avantages apparaítront à la lecture de la description qui suit d'un exemple de mode de réalisation d'un appareil et d'un système selon l'invention, accompagnée des dessins annexés, exemple donné à titre d'illustration et sans qu'aucune interprétation restrictive de l'invention ne puisse en être tirée.
La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un premier exemple de mode de réalisation d'un appareil permettant de nébuliser un liquide dans l'atmosphère, selon l'invention.
La figure 2 représente une vue en coupe longitudinale d'un deuxième exemple de mode de réalisation d'un détail agrandi de l'appareil de la figure 1.
La figure 3 représente en perspective une vue d'ensemble d'un système permettant de contrôler la nébulisation d'un liquide dans l'atmosphère.
Sur la figure 1, l'appareil permettant de nébuliser un liquide dans l'atmosphère, ou nébuliseur, comprend un récipient 1 destiné à contenir le liquide 2 à nébuliser, le récipient 1 présentant un orifice 3 de sortie du liquide vers l'extérieur du récipient, l'orifice 3 étant placé au dessus du liquide 2, des moyens de génération 4 d'un flux gazeux pour évacuer le liquide 2 vers l'extérieur du récipient 1, des moyens de vaporisation 5 du liquide 2 dans le flux gazeux, des moyens de nébulisation 6 du liquide vaporisé.
Les moyens de vaporisation 5 et les moyens de nébulisation 6 sont solidaires d'un corps 7 apte à être engagé et maintenu de manière amovible dans l'orifice 3 du récipient 1, comme représenté sur la figure 1, le corps 7 comportant un conduit d'évacuation 28 du liquide 2 vers l'extérieur du récipient 1.
Le récipient peut avantageusement être constitué d'un flacon 1 de conditionnement du produit à nébuliser. A cet effet, l'orifice 3 unique du flacon 1 sert au remplissage et à l'évacuation du liquide 2, et comportera un bouchon étanche (non représenté), utilisé pour le conditionnement du produit, bouchon qui sera ôté pour engager le corps 7 dans l'orifice. Le flacon 1 sera avantageusement rigide ou semi-rigide de manière à permettre un maintien du corps 7 en position d'engagement dans l'orifice 3. A cet effet, le corps 7 possédera à une de ses extrémités une forme 14 apte à venir s'engager sur la partie supérieure du flacon 1 comprenant l'orifice 3. Par exemple, la forme 14 pourra comporter, comme représenté sur la figure 1, un tube de maintien 15 en prise dans l'orifice 3 ou sur la collerette 17 du flacon par un emmanchement forcé ou un assemblage à filet hélicoïdal (non représenté), ou analogue, et si nécessaire une butée 16 additionnelle reposant sur la partie supérieure du flacon 1 ou de sa collerette 17. La forme 14 du corps 7 sera bien évidemment adaptée à celle du récipient 1 utilisé en vue d'un assemblage de ces deux éléments. Le récipient 1 ou le corps 7 comportera tout moyen d'évent permettant d'assurer une vidange du récipient par aspiration du liquide dans le corps comme décrit ci-après.
Le corps 7 sera creux afin de loger les moyens de vaporisation et de nébulisation comme expliqué plus loin et devra permettre d'une part une aspiration du liquide 2 par sa partie inférieure à travers l'orifice 3 du flacon 1, et d'autre part une sortie du flux gazeux comportant le liquide nébulisé par sa partie supérieure. Le corps 7 sera réalisé dans un matériau rigide, par exemple de l'acier ou de la matière plastique, et sera avantageusement constitué de deux parties 19 et 20 démontables l'une de l'autre afin de faciliter un accès à l'intérieur du corps 7. Sur l'exemple de la figure 1, le corps 7 adopte la forme d'un tube en deux parties, une partie inférieure 19 comportant à son extrémité inférieure la forme 14 déjà décrite pour associer un récipient, et une partie supérieure 20, par exemple vissée (non représenté) ou emmanchée en force sur la partie inférieure 19, qui comporte à son extrémité supérieure une ouverture 21 par laquelle sort le liquide nébulisé dans le flux gazeux.
Les moyens de génération d'un flux gazeux pour évacuer le liquide 2 vers l'extérieur du flacon 1 comprennent une pompe 4 qui délivre un débit de gaz acheminé vers le corps 7 au moyen d'une canalisation 18 comme cela sera expliqué plus loin avec une description des moyens de vaporisation. Le gaz utilisé sera fonction de l'utilisation du nébuliseur, et sera avantageusement l'air ambiant dans le cas de diffusion d'odeur à partir d'un liquide 2 odorant, comme représenté dans l'exemple.
Les moyens de vaporisation du liquide 2 dans le flux gazeux comprennent avantageusement un venturi 5 placé par exemple dans l'axe longitudinal 23 du corps 7 dans sa partie inférieure, mais avantageusement fixé à la partie supérieure 20, au moyen d'une platine 35 et de vis 34 par exemple, afin de réaliser une partie supérieure de corps 7 compacte et comportant les moyens de vaporisation et de nébulisation du liquide. Ainsi, la partie inférieure 19 du corps a pour simple fonction de porter la forme 14 permettant une association du corps 7 avec le récipient 1. En cas de changement de forme du récipient 1, seule la partie inférieure 19 démontable du corps 7 devra être remplacée.
La platine 35 de fixation du venturi 5 comportera avantageusement au moins un passage 36 traversant qui permet un retour par gravité vers le bas en amont des moyens de nébulisation, dans le récipient 1 par l'orifice 3, du liquide insuffisamment vaporisé et qui ne serait pas entraíné dans les moyens de nébulisation 6 en raison du poids trop important des gouttelettes. Le passage 36 peut par exemple être constitué d'au moins un trou placé en partie basse de la platine 35.
La canalisation 18 achemine le flux d'air dans le corps 7 jusqu'à l'extrémité inférieure 22 du venturi 5 en passant par l'extrémité supérieure 24 du corps 7 selon l'axe longitudinal 23 de ce dernier dans la partie supérieure 20 contenant les moyens de nébulisation placés au dessus des moyens de vaporisation, puis en suivant de manière désaxée dans la partie inférieure 19 du corps 7, afin que la canalisation 18 puisse être replacée dans l'axe longitudinal 23 du corps 7 tout en dirigeant le flux d'air vers l'extrémité supérieure 24 du corps 7, comme représenté sur la figure 1. Il est à noter que la canalisation 18 pourrait pénétrer dans le corps 7 et suivre un cheminement d'une manière différente de celle précédemment décrite. La fonction de la canalisation 18 est en effet d'acheminer le flux d'air à l'entrée du venturi 5 afin de créer une dépression sur la paroi intérieure de ce venturi sur laquelle débouche un conduit 25 dont l'autre extrémité 26 plonge dans le liquide 2, comme représenté sur la figure 1. Le liquide 2 est ainsi aspiré dans le venturi 5 et vaporisé dans le flux d'air vers le haut en direction des moyens de nébulisation. On peut réaliser par exemple de manière alternative une entrée latérale de la canalisation 18 dans le corps 7, par exemple dans sa partie inférieure 19 (non représentée).
Les moyens de nébulisation comprennent une colonne 6 à chicanes placée en aval du venturi 5 pour nébuliser le liquide 2 vaporisé, soit au dessus du venturi 5 selon l'agencement suivant un axe vertical des moyens représenté sur la figure 1. Le venturi 5 permet de vaporiser le liquide 2 dans le flux gazeux en fines gouttelettes, et la colonne 6 à chicanes permet de fractionner ces fines gouttelettes en particules d'une taille de l'ordre de quelques micromètres aptes à une meilleure diffusion du liquide dans l'atmosphère dans lequel il est rejeté par la sortie 21 du corps 7 en aval de la colonne 6. Pour cela, la colonne 6 comprend avantageusement une pluralité de parois 9 inclinées placées sensiblement les unes au dessus des autres, formant chicanes sur lesquelles vient buter l'écoulement diphasique se déplaçant d'une manière générale de bas en haut, soit le liquide vaporisé dans le flux gazeux, les parois inclinées 9 formant un angle α supérieur à 90° avec la direction longitudinale 10 de l'écoulement, de manière à éviter un écoulement rétrograde de ce dernier entre la zone d'impact de l'écoulement diphasique sur une paroi et le trou de passage de ce dernier à la paroi suivante. L'angle α sera de préférence compris entre 95° et 135°, par exemple sensiblement égal à 105° comme sur l'exemple représenté sur la figure 1. La valeur de l'angle α est fonction de la taille des particules que l'on désire obtenir en sortie du nébuliseur ; plus l'angle α est proche de 90° plus les particules de liquide nébulisé sont fines, plus il est éloigné de 90° et plus l'écoulement du flux est amélioré et les particules sont grosses. Le mouvement de bas en haut du liquide vaporisé dans le flux gazeux, puis celui de l'écoulement diphasique dans la colonne à chicanes permet d'utiliser la gravité pour empêcher en tout endroit un entraínement vers la sortie des gouttelettes de liquide non suffisamment fines par rapport à l'utilisation à laquelle l'appareil de nébulisation selon l'invention est destinée, et pour diriger au contraire ces gouttelettes en direction du récipient de liquide où elles peuvent ainsi suivre à nouveau le circuit complet de vaporisation et nébulisation ou un circuit partiel de nébulisation en cas de retour partiel dans les moyens de nébulisation.
Chaque paroi 9 peut par exemple être portée par une jonction tubulaire 27 d'une forme extérieure complémentaire de la forme intérieure de la partie supérieure 20 du corps 7, permettant ainsi un ajustement jointif de la surface extérieure de la jonction tubulaire 27 sur la surface intérieure de la partie supérieure 20 du corps 7 et un empilement pratique des parois 9, comme représenté sur la figure 1. Une pluralité de parois 9 ainsi munies de leur jonction tubulaire propre, par exemple 4 parois, peuvent être empilées l'une sur l'autre afin de réaliser la colonne 6 à chicanes, la paroi 9 et sa jonction tubulaire 27 étant inscrite dans un cylindre droit dans l'exemple représenté.
Chaque paroi 9 inclinée comportera avantageusement un trou 11 pour le passage de l'écoulement diphasique, les trous 11 respectifs de deux parois 9 successives étant désaxés, de façon à assurer un impact de l'écoulement sur la paroi suivante sans traverser directement le trou 11. Le trou 11 sera par exemple cylindrique de section circulaire ou oblongue et sera placé sur la paroi sensiblement dans la zone la plus en aval de l'impact de l'écoulement sur cette paroi, dans la direction longitudinale 10 d'écoulement, comme représenté sur la figure 1. La paroi du trou 11 sera de préférence non tangente à la paroi intérieure de la jonction tubulaire 27 et sera légèrement en retrait vers l'axe longitudinal 23 du corps 7 comme représenté sur la figure 1.
Les trous de deux parois 9 successives pourront être symétriquement opposés par rapport à l'axe longitudinal 23 du corps 7, et diamétralement opposés dans le cas d'un corps de section transversale circulaire. Les trous 11 pourront de manière alternative être disposés de telle sorte que l'écoulement diphasique dans la colonne 6 à travers les trous Il adopte un profil général sensiblement hélicoïdal, les trous étant décalés angulairement dans un même sens de rotation selon un pas déterminé, par exemple régulier.
Dans la configuration de deux trous 11 successifs symétriquement opposés par rapport à l'axe longitudinal 23 du corps 7, deux parois 9 inclinées successives pourront être symétriques par rapport à un plan perpendiculaire 12 à la direction longitudinale 10 de l'écoulement, comme représenté sur la figure 1, ceci afin de permettre une régularité de l'écoulement diphasique.
De manière avantageuse, comme représenté sur la figure 2, les trous 11 de passage de l'écoulement d'une paroi 9 à la suivante adopteront une structure de type venturi comportant un convergent 50 suivi d'une partie cylindrique 51. Il est à noter que sur la figure 2, les éléments exerçant une fonction similaire à celle d'éléments de la figure 1, portent la même référence numérique. Le trou 11 de type venturi permet ici d'augmenter le rendement de la colonne de nébulisation et de contribuer à optimiser le fractionnement des particules pour augmenter le facteur d'homogénéité des particules pour une taille donnée de particule. La colonne 6 comprend avantageusement au dessous de chaque paroi 9 à partir de la deuxième paroi dans le sens d'écoulement après le venturi 5, un entonnoir 52 permettant de recueillir par gravité le liquide non entraíné dans l'écoulement diphasique, et de l'acheminer dans le trou 11 de type venturi selon deux alternatives décrites ci-dessous.
La première alternative (non représentée) consiste à ce que la partie la plus basse d'un entonnoir 52 soit liée à la sortie du trou 11 situé en amont de manière que le liquide drainé par l'entonnoir 52 s'écoule par gravité dans le trou 11 et soit ainsi rejeté dans l'écoulement diphasique à la sortie du trou. Une deuxième alternative consiste à ce que la sortie du trou 11 situé en amont s'élève au dessus de la partie basse de l'entonnoir 52, et qu'un conduit 53 soit réalisé dans le fond de l'entonnoir 52 acheminant le liquide condensé dans le trou 11, et plus particulièrement dans la partie cylindrique du trou 11, comme représenté sur la figure 2. Cette deuxième alternative est particulièrement efficace pour des liquides visqueux car elle permet de vaporiser sûrement le liquide dans le trou 11 par l'effet venturi. Les entonnoirs et conduits 53 éventuellement permettent d'éviter un encrassement des chicanes provoqué par accumulation de produit.
La colonne de nébulisation représentée sur la figure 2 comprend avantageusement des cales 54 d'épaisseur permettant de régler la distance séparant la sortie d'un trou 11 de la paroi 9 suivante, ceci dans le but d'assurer un réglage de la granulométrie des particules de liquide. D'une manière générale, la distance entre le venturi 5 et la première paroi 9, et les distances entre la sortie d'un trou 11 et la paroi suivante seront de préférence décroissantes dans le sens de l'écoulement, ceci afin de contribuer à optimiser la réaction de fractionnement des gouttelettes de liquide. Conjointement à la décroissante des distances définies ci-dessus, les diamètres des trous 11 de passage de l'écoulement seront de préférence également décroissant du trou 11 de la première paroi 9 au trou de la dernière paroi dans le sens d'écoulement.
Comme représenté sur la figure 2, et afin de faciliter la fabrication des conduits 53, la colonne 6 peut comprendre un élément 55 intercalé respectivement entre deux parois 9 successives, et portant l'entonnoir 52. Un élément 55 sera avantageusement placé au dessus de la dernière paroi 9 dans le sens de l'écoulement.
La colonne de nébulisation représenté sur la figure 2 pourrait être insérée dans le corps 7 de l'appareil représenté sur la figure 1, par exemple. Il est à noter que le passage de la canalisation 18 d'amenée du flux gazeux au venturi n'a pas été représenté sur la figure 2. De plus, il est à noter que deux trous 11 successifs ont été alignés afin de réduire selon les besoins les effets de la colonne de nébulisation.
Le flux gazeux comportant le liquide 2 nébulisé en sortie de la dernière paroi 9 de la colonne 6 est ensuite évacué du nébuliseur par l'ouverture 21 au sommet du corps 7. L'ouverture 21 peut être munie d'une simple buse 28 le cas échéant, fixe ou directive selon les besoins.
L'appareil représenté sur la figure 1 comprend des moyens de génération 4 d'un flux gazeux pour évacuer le liquide 2 vers l'extérieur du récipient 1 comme décrit plus haut, qui comportent additionnellement et avantageusement un accélérateur 13 d'écoulement, placé en aval des moyens de nébulisation 6, et plus particulièrement en aval de l'ouverture 21 du corps 7, comme représenté sur la figure 1. L'accélérateur 13 d'écoulement comprend de préférence un écoulement fluide enveloppant le flux gazeux et le liquide nébulisé, en sortie de la buse 28.
L'accélérateur a pour fonction d'éviter ou de limiter la condensation du liquide dans la colonne de nébulisation, ceci par la création d'un écoulement fluide d'entraínement du flux gazeux et du liquide nébulisé en sortie de corps 7. Une autre fonction de l'écoulement accélérateur est d'apporter une énergie supplémentaire au liquide nébulisé de manière à le projeter à une distance plus grande et variable selon le débit de l'écoulement fluide d'entraínement. Une autre fonction de l'écoulement accélérateur est de fournir un piège à insectes par la projection de phéromone. Une autre fonction de l'écoulement accélérateur est de permettre une dilution du liquide nébulisé.
Sur l'exemple représenté sur la figure 1, la sortie de l'écoulement diphasique hors du corps 7 est aidée par le frottement de l'écoulement fluide accélérateur enveloppant l'écoulement diphasique. L'écoulement fluide accélérateur pourra être fourni par la pompe 4 générant le flux gazeux à l'entrée du venturi, et acheminé en sortie du corps 7 par une canalisation de dérivation dérivée de la canalisation 18 d'alimentation du venturi 5 en flux d'air. La dérivation peut être effectuée en tout endroit de préférence avant la pénétration de la canalisation 18 dans le corps 7. De manière alternative et préférentielle, l'écoulement accélérateur sera fourni par une pompe 37 indépendante, et acheminé en sortie de corps par une canalisation 29 indépendante de la canalisation 18 d'alimentation du venturi. Ainsi, l'écoulement accélérateur pourra avantageusement être commandé et contrôlé d'une manière indépendante de l'écoulement gazeux d'alimentation du venturi, en vue d'obtenir une plus grande souplesse d'utilisation, et un réglage optimal de l'écoulement accélérateur par rapport à l'écoulement diphasique pour de meilleures performances du nébuliseur.
La canalisation d'alimentation de l'écoulement fluide accélérateur est raccordée sur une buse 30 rapportée par exemple sur la buse 28, comme représenté sur la figure 1. L'écoulement accélérateur est réalisé autour de la buse 28 intérieure à la buse 30 de manière à ce qu'il enveloppe le flux gazeux et le liquide nébulisé, en sortie de buse 28, ceci afin de créer un frottement maximal de l'écoulement accélérateur sur l'écoulement diphasique.
De manière additionnelle, la buse 30 peut être dotée d'un ajutage 31 de sortie du flux accélérateur, du flux gazeux, et du liquide nébulisé, l'ajutage 31 pouvant être monté sur une rotule 32 afin de permettre un choix de la direction de sortie de l'écoulement.
Comme représenté sur la figure 1, la buse 28 pénètre à l'intérieur du corps par une saillie 56 destinée à éviter que des gouttelettes de liquide ne s'échappent par l'ouverture 21. La saillie 56 sera munie, sur sa surface extérieure, d'au moins une gouttière 57 pour canaliser les gouttelettes de liquide qui se condenseraient sur la saillie, et afin d'éviter que ces dernières ne soient aspirées dans le flux sortant du nébuliseur. A cet effet, la face d'extrémité 58 de la saillie 56 sera de préférence verticale, la gouttière étant composée d'au moins une gorge placée dans un plan vertical et entourant la saillie, comme représenté sur la figure 1.
De manière alternative, l'accélérateur de flux peut être réalisé en utilisant une ouverture 21 de type venturi (non représentée) comportant un convergent suivi d'une partie de conduit cylindrique. Dans ce cas, le flux diphasique en sortie de la colonne de nébulisation est introduit latéralement et de manière régulièrement répartie, par des conduits latéraux, à l'intérieur de la partie cylindrique de l'ouverture supérieure du corps, de type venturi, le flux accélérateur étant acheminé de manière axiale dans le conduit principal de l'ouverture de type venturi, c'est à dire dans le convergent. Ainsi, l'écoulement diphasique pénètre dans l'ouverture de sortie du nébuliseur sous les effets conjoints de l'aspiration due au venturi et de la pression due à la colonne de nébulisation, et est accéléré vers la sortie du nébuliseur.
Le système permettant de contrôler la nébulisation d'un liquide dans l'atmosphère représenté sur la figure 3 comprend au moins une pluralité d'appareils 40 selon l'invention, comme décrits précédemment par exemple, permettant de nébuliser un liquide dans l'atmosphère, une pluralité de capteurs gaz 41A permettant de fournir une mesure de la concentration du liquide nébulisé dans l'atmosphère, des moyens d'asservissement 42 du fonctionnement des appareils 40 en fonction d'au moins une consigne prédéterminée et des mesures fournies par les capteurs gaz.
Les moyens d'asservissement 42 comprennent avantageusement un module électronique 43 de commande et de contrôle des appareils 40, une électronique de puissance 44, et une alimentation 45 en énergie électrique. Le module électronique 43 de commande et de contrôle est avantageusement muni d'un logiciel de suivi des émissions de liquide nébulisé. L'opérateur entre la ou les consignes, par l'intermédiaire d'un clavier 47, dans le module de commande et de contrôle 43 qui transmet ces dernières à l'électronique de puissance 44 laquelle commande le fonctionnement des appareils 40 par rapport à cette ou ces consignes, avec l'aide des capteurs 41, notamment des capteurs gaz 41A qui renvoient au module électronique 43 les mesures effectuées de la concentration du liquide nébulisé dans l'atmosphère. Le système selon l'invention décrit ci-dessus peut ainsi fonctionner de manière automatique. L'électronique de commande et de contrôle seront avantageusement dotées d'un afficheur 48 de contrôle du fonctionnement du système, sur lequel pourra apparaítre les consignes ainsi que les valeurs des capteurs 41.
Le système selon l'invention sera avantageusement muni d'un module portable de programmation 46 permettant d'assurer à distance une communication sans fil avec l'électronique de commande et de contrôle 43. Le module portable de programmation 46 assurera les fonctions du clavier et de l'afficheur de l'électronique 43. Ainsi, un opérateur pourra intervenir sur le fonctionnement des appareils 40, par une modification des consignes de fonctionnement directement à partir des sites où sont placés les appareils 40 de nébulisation.
De manière avantageuse, le système selon l'invention comprendra des moyens de régulation du débit des pompes d'alimentation en flux gazeux des moyens de vaporisation des appareils et du débit des pompes d'alimentation en fluide des moyens d'accélérateur d'écoulement en sortie des appareils. Les moyens de régulation du débit des pompes peuvent par exemple être constitués d'électrovannes respectives dont l'ouverture et la fermeture sont commandées selon une fréquence déterminée et en modifiant le rapport cyclique.
De manière avantageuse également, le système selon l'invention comprendra des moyens de contrôle du niveau de liquide dans le récipient des appareils 40, selon tout moyen connu par exemple une jauge électrique de niveau 41B, afin de stopper le fonctionnement des appareils dont le liquide a été nébulisé en totalité, et/ou de procéder manuellement ou automatiquement au remplissage des récipients en liquide, et/ou d'émettre simplement un signal d'avertissement.
De manière avantageuse également, le système selon l'invention comprendra des moyens de chauffage du liquide à nébuliser, par exemple aux moyens de modules à effet Peltier, placés au dessous du récipient des appareils 40. Le système comprendra conjointement des capteurs de température 41C du liquide afin de contrôler et d'asservir le fonctionnement des modules à effet Peltier par rapport à une consigne de température du liquide. Le système selon l'invention comprendra avantageusement un ou plusieurs socles permettant de supporter et de maintenir chacun au moins un appareil selon l'invention, socle auquel seront associés les moyens de chauffage ainsi qu'un ou plusieurs capteurs de température 41C.
De manière avantageuse également, le système selon l'invention comprendra des capteurs de température ambiante 41D et des capteurs 41E permettant une mesure de l'hygrométrie.
Les capteurs 41A à 41E seront connectés à l'électronique de commande et de contrôle 43 afin de permettre avantageusement un fonctionnement automatique du système selon l'invention relativement aux mesures transmises par ces capteurs.
Le système selon l'invention décrit ci-dessus est particulièrement approprié à la diffusion contrôlée d'odeurs dans l'atmosphère, qui peuvent être différentes selon les appareils et les endroits dans lesquels ces derniers sont placés.

Claims (10)

  1. Appareil permettant de nébuliser un liquide dans l'atmosphère, comprenant :
    un récipient (1) destiné à contenir ledit liquide (2), présentant au moins un orifice (3) de sortie du liquide vers l'extérieur dudit récipient, ledit orifice étant placé au dessus dudit liquide,
    des moyens de génération (4) d'un flux gazeux pour évacuer ledit liquide vers l'extérieur dudit récipient,
    des moyens de vaporisation (5) dudit liquide dans ledit flux gazeux,
    des moyens de nébulisation (6) du liquide vaporisé comprenant une colonne à chicanes placée en aval des moyens de vaporisation,
    caractérisé en ce que lesdits moyens de vaporisation (5) et lesdits moyens de nébulisation (6) sont solidaires d'un corps (7) apte à être engagé et maintenu de manière amovible dans ledit orifice du récipient (1), ledit corps (7) comportant un conduit d'évacuation (28) du liquide nébulisé vers l'extérieur du récipient.
  2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de vaporisation comprennent un venturi (5).
  3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite colonne à chicanes comprend une pluralité de parois (9) inclinées formant des chicanes sur lesquelles vient buter ledit liquide vaporisé, et en ce que lesdites parois inclinées forment un angle (α) supérieur à 90° avec une direction longitudinale (10) d'écoulement du flux, de manière à éviter un écoulement rétrograde de ce dernier.
  4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites parois (9) inclinées comportent chacune un trou (11) pour le passage du flux, les trous respectifs de deux parois (9) successives étant désaxés.
  5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit trou (11) adopte une forme de venturi.
  6. Appareil selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que deux parois (9) inclinées successives sont symétriques par rapport à un plan perpendiculaire (12) à la direction longitudinale (10) d'écoulement du flux.
  7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de génération (4) d'un flux gazeux pour évacuer ledit liquide vers l'extérieur dudit récipient comprennent un accélérateur (13) d'écoulement placé en aval desdits moyens de nébulisation (6).
  8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit accélérateur d'écoulement comprend un écoulement fluide enveloppant ledit flux gazeux et le liquide nébulisé en aval des moyens de nébulisation (6).
  9. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit accélérateur d'écoulement comprend un écoulement fluide acheminé de manière axiale dans un conduit de type venturi comportant un convergent suivi d'une partie cylindrique, ledit flux gazeux et le liquide nébulisé étant introduits dans ladite partie cylindrique dudit conduit de type venturi de manière latérale.
  10. Système permettant de contrôler la nébulisation d'un liquide dans l'atmosphère,
    caractérisé en ce qu'il comprend au moins :
    un appareil (40) permettant de nébuliser un liquide dans l'atmosphère selon l'une des revendications précédentes,
    un capteur gaz (41A) permettant de fournir une mesure de la concentration du liquide nébulisé dans l'atmosphère,
    des moyens d'asservissement (42) du fonctionnement dudit appareil en fonction d'au moins une consigne prédéterminée et de ladite mesure fournie par ledit capteur gaz.
EP99911872A 1998-04-03 1999-04-02 Nebuliseur perfectionne et systeme de controle de la nebulisation Expired - Lifetime EP1066118B1 (fr)

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