FR3022807A1 - Dispositif de nebulisation de differents types de liquide - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de nébulisation de liquide (1), comprenant : -un tube capillaire (21) comportant un orifice traversant, allongé selon une direction, dont une extrémité (26) forme une tête d'éjection de liquide ; -un dispositif d'excitation (24) entraînant ledit tube capillaire (21) en vibrations; -un réservoir déformable (3), en communication avec le tube capillaire et contenant un liquide (35) ; -un actionneur (43) mobile selon une course de coulissement et sollicitant le réservoir déformable, le déplacement de l'actionneur selon sa course induisant une réduction de volume du réservoir déformable proportionnelle à ce déplacement ; -un circuit de commande (6) commandant un déplacement de l'actionneur selon sa course à vitesse constante et commandant l'entraînement du tube capillaire (21) en vibrations par le dispositif d'excitation (24).

Description

22 807 1 DISPOSITIF DE NEBULISATION DE DIFFERENTS TYPES DE LIQUIDE L'invention concerne la nébulisation de liquide, et en particulier les dispositifs de nébulisation comportant un tube capillaire excité en vibrations et 5 dont une extrémité forme une tête de nébulisation. Le document W02006048523 décrit un dispositif de nébulisation de liquide à tube capillaire. Ce document décrit un dispositif de nébulisation muni d'un tube capillaire allongé selon un axe, et dont une extrémité biseautée forme une tête de nébulisation. Le tube capillaire est excité en vibrations par un 10 transducteur piézo-électrique à résonateur. Un liquide à diffuser est conduit jusqu'à l'extrémité du tube capillaire, et est éjecté sous forme de microgouttelettes lors de l'excitation du tube capillaire. Durant la génération des microgouttelettes, la pression du liquide conduit dans le tube capillaire est régulée par l'introduction de ce liquide dans un 15 réservoir surélevé par rapport au tube capillaire. Le liquide du réservoir exerce alors une pression hydrostatique dans le tube capillaire. La pression hydrostatique du liquide est régulée par régulation du niveau de liquide dans le réservoir, l'ordre de grandeur de la pression hydrostatique étant défini par la hauteur du réservoir. Avec une taille appropriée des microgouttelettes, la 20 majeure partie d'entre elles peuvent s'évaporer dans l'air. Pour un liquide donné, une pression régulée dans le tube capillaire permet d'éviter la formation de gouttes massives qui tombent au sol avant évaporation ou le blocage de l'éjection par un liquide qui n'atteindrait pas l'extrémité du tube capillaire. 25 Pour réduire la pression dans le tube capillaire lorsque le dispositif est au repos, une électrovanne interrompt l'écoulement du liquide entre le réservoir et le tube capillaire. En pratique, le dispositif de nébulisation peut être amené à nébuliser différents types de liquides, basés sur différents produits. Par exemple, le 30 dispositif de nébulisation peut être amené à nébuliser différentes essences de parfums, présentant des dosages différents en solvants, tensioactifs et en solutés, avec des propriétés physiques variables telles que la viscosité ou la tension de surface. Un même liquide à nébuliser peut même présenter des propriétés physiques évoluant dans le temps, par exemple du fait de 35 l'évaporation progressive d'un solvant ou de son oxydation lors d'une inactivité prolongée du dispositif.

L'utilisation de différents liquides avec un dispositif de nébulisation tel que décrit précédemment aboutit au mieux à la formation de gouttelettes de dimensions différentes. Au pire, les pressions sont inadaptées pour certains liquides, pouvant aboutir aux problèmes de formation de gouttes massives ou de blocage d'éjection. Cet inconvénient est parfois contourné en utilisant différents produits présentant un même solvant en fortes proportions, afin de limiter les disparités liées aux propriétés des différents produits. Le produit à diffuser se trouve alors trop fortement dilué dans le solvant pour certaines applications.

La viscosité du liquide pouvant varier avec sa température, un tel dispositif de nébulisation présente un fonctionnement sensible à la température ambiante. Ainsi, pour un diamètre donné du tube capillaire et pour une pression hydrostatique donnée exercée par le réservoir, on peut aboutir en fonction du liquide, soit à la formation de gouttes massives, soit au blocage de l'éjection.

Ce phénomène est accentué quand le liquide est stocké en contact avec un volume d'air ouvert ou fermé. En effet, cette configuration entraîne une évaporation d'une partie du liquide et bien souvent des solvants, modifiant ainsi dans le temps les caractéristiques de viscosité du liquide. Le fonctionnement ne peut pas être maîtrisé dans ce cas.

Le fonctionnement d'un tel dispositif s'avère en outre particulièrement sensible à son vieillissement, qui peut affecter la section de passage dans le tube capillaire par encrassement ou usure. Par ailleurs, un tel dispositif est relativement peu approprié au remplacement d'un liquide par un autre, sans induire de pertes importantes de quantité du liquide à nébuliser. Dans certains cas quand le dispositif est vide il est nécessaire d'appliquer une pression manuelle pour amorcer le système. Par ailleurs, l'étanchéité de l'électrovanne du dispositif est sensible au vieillissement, ce qui peut conduire à des dysfonctionnements du dispositif. L'invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. 30 L'invention porte ainsi sur un dispositif de nébulisation de liquide, comprenant: -un tube capillaire comportant un orifice traversant, allongé selon une direction, dont une extrémité forme une tête d'éjection de liquide ; -un dispositif d'excitation entraînant ledit tube capillaire en vibrations; -un réservoir déformable, en communication avec le tube capillaire et 35 contenant un liquide ; -un actionneur mobile selon une course de coulissement et sollicitant le réservoir déformable, le déplacement de l'actionneur selon sa course induisant une réduction de volume du réservoir déformable proportionnelle à ce déplacement ; -un circuit de commande commandant un déplacement de l'actionneur selon sa course à vitesse constante et commandant l'entraînement du tube 5 capillaire en vibrations par le dispositif d'excitation. Selon une variante, ladite extrémité du tube capillaire est libre. Selon encore une variante, ladite extrémité du tube capillaire est biseautée Selon encore une autre variante, le dispositif de nébulisation comporte en 10 outre un élément rapporté recouvrant un bord supérieur de la surface biseautée, un bord inférieur de la surface biseautée s'étendant au-delà de l'élément rapporté, et le matériau de la surface biseautée présente une hydrophobie ou une lipophobie inférieure à celle du matériau de l'élément rapporté. Selon une autre variante, l'orifice traversant présente un diamètre au 15 plus égal à 1,2mm. Selon une variante, ledit réservoir déformable est un réservoir étanche comportant un septum auto-cicatrisant, et une aiguille traverse ce septum et met en communication l'intérieur du réservoir avec le tube capillaire. Selon une autre variante, le réservoir comporte une coque tubulaire et un 20 piston monté coulissant dans la coque tubulaire, ledit piston étant sollicité par ledit actionneur mobile. Selon encore une variante, ledit réservoir est amovible du dispositif de nébulisation. Selon encore une autre variante, le dispositif comprend un moteur 25 électrique commandé par le circuit de commande et entraînant ledit actionneur en coulissement par l'intermédiaire d'un mécanisme roue/vis sans fin. Selon une autre variante, le dispositif comprend un moteur électrique pas à pas commandé par le circuit de commande et entraînant ledit actionneur en coulissement par l'intermédiaire d'un mécanisme de réduction de sorte qu'un 30 pas du moteur électrique entraîne ledit actionneur en coulissement d'une amplitude inférieure à 10pm. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement 35 limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : -la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un dispositif de nébulisation selon un exemple de mode de réalisation de l'invention ; -la figure 2 est une vue en coupe d'un exemple de cartouche utilisable dans un dispositif de nébulisation selon l'invention ; -la figure 3 est une vue en coupe d'une première variante de tube capillaire; -la figure 4 est une vue en coupe d'une deuxième variante de tube capillaire; -la figure 5 est une vue en coupe d'une troisième variante de tube capillaire; -la figure 6 est une vue en coupe du tube capillaire de la figure 5 associé 10 à un dispositif de diffusion ; -les figures 7 à 10 sont des vues en coupe schématique du dispositif de nébulisation de la figure 1 durant différentes étapes de fonctionnement ; -la figure 11 est une vue en coupe de tubes d'un dispositif de nébulisation ; 15 -la figure 12 est une vue en coupe des tubes assemblés ; -les figures 13 à 16 sont des vues en coupe d'une variante de cartouche. La figure 1 est une vue en coupe schématique d'un dispositif de nébulisation 1 selon un exemple de mode de réalisation de l'invention. Le 20 dispositif 1 comporte une tête de nébulisation 2, un réservoir 3 sous forme de cartouche, un chariot 4, un système d'entrainement 5, et un circuit de commande 6. La tête de nébulisation 2 comprend un tube capillaire 21 comportant une extrémité libre 26, une jonction fluidique 22 communiquant avec le tube 25 capillaire 21, une aiguille 23 communiquant avec la jonction fluidique 22, et un excitateur 24. Le tube capillaire 21 est ici un tube creux et comporte un orifice de passage le traversant de part en part. Le tube capillaire 21 présente une extrémité libre 26 au niveau de laquelle débouche l'orifice. L'orifice présente ici 30 une forme cylindrique de forme circulaire. Le tube capillaire 21 est ici sensiblement horizontal, de façon à limiter la pression hydrostatique sur le liquide au niveau de son extrémité libre 26 mais pourrait également être incliné par rapport à l'horizontale, voire être vertical. Le tube capillaire 21 est fixé au niveau de son extrémité opposée à l'extrémité libre 26, par une liaison rigide ou 35 souple. Le tube capillaire 21 est sélectivement sollicité par l'excitateur 24. L'excitateur 24 est par exemple un transducteur piézoélectrique à résonateur.

L'excitateur 24 sollicite par exemple le tube capillaire 21 dans sa partie médiane, pour lui appliquer sélectivement des vibrations. Dans l'exemple illustré, le tube capillaire 21 est fixé à la jonction fluidique 22. La jonction fluidique est creuse et présente éventuellement une section 5 transversale supérieure à la section transversale de l'orifice du tube capillaire 21. La jonction fluidique 22 est par exemple encastrée dans un bâti (non illustré) du dispositif de nébulisation 1, ou solidaire avec un ou plusieurs degrés de liberté. Le tube capillaire 21 d'une part et l'aiguille 23 d'autre part débouchent dans la jonction fluidique 22. L'aiguille 23 débouche par ailleurs à l'intérieur du 10 réservoir 3. Le tube capillaire est ainsi en communication avec l'intérieur du réservoir 3 par l'intermédiaire de la jonction fluidique 22 et de l'aiguille 23. Le réservoir 3 comporte une coque allongée et creuse 31, une paroi 33 et un piston 32. La coque 31 délimite un volume intérieur contenant un liquide 35 à nébuliser. Ce volume intérieur est fermé de façon étanche d'une part par la paroi 15 33 et d'autre part par le piston 32, de façon à isoler le liquide 35 par rapport à l'extérieur en vue de conserver ses propriétés. La coque 31 présente une forme appropriée pour guider le piston 32 en coulissement. Le volume intérieur de la coque 31 présente par exemple une forme cylindrique de section circulaire. Le piston 32 peut être entouré par un ou plusieurs joints périphériques 34 de façon 20 à pouvoir coulisser dans la coque 31 de façon étanche. L'étanchéité peut également être réalisée par une forme adaptée du piston 32. La paroi 33 est destinée la fois à être traversée par l'aiguille 23 pour permettre un accès au liquide 35 contenu dans le réservoir 3 et destinée à garantir l'étanchéité de ce réservoir lors du retrait de l'aiguille 23. Le réservoir 3 est avantageusement 25 amovible du dispositif de nébulisation 1 (le dispositif 1 peut avoir un capteur de présence de cartouche réservoir de type mécanique ou photoélectrique qui indique à un circuit de commande 6 si une cartouche réservoir est présente). L'objet du réservoir 3 est une invention indépendante à part entière. Avantageusement, un réservoir 3 peut comporter des ergots ou gorges 30 externes d'entrainement (non illustrés). De tels ergots ou gorges permettent éventuellement à un mécanisme manuel ou automatique de venir en prise et d'entrainer le réservoir 3 par rapport au dispositif 1 et à l'aiguille 23, jusqu'à ce que l'aiguille 23 perce la paroi 33. Avantageusement, les ergots et gorges sont disposés de part et d'autre de l'axe de coulissement du piston 32, afin de 35 favoriser le guidage du réservoir 3 lors de son entrainement. Le chariot 4 comporte d'une part une platine 41, un alésage fileté 42, une tige d'actionnement 43, un ou plusieurs arbre de guidage 44, une plaque d'actionnement 45 et un ressort 46. La tige 43 est solidaire de la platine 41 et s'étend selon la direction de coulissement du piston 32. La tige 43 pénètre ici à l'intérieur de la coque 31 jusqu'à venir en contact avec le piston 32. La plaque 45 est montée coulissante autour de la tige 43 et le ressort de rappel 46 est 5 interposé entre la plaque 45 et la platine 41, de façon à exercer un effort de rappel sur la plaque 45 vers l'extrémité libre de la tige 43. Le ressort de rappel 46 sollicite ici la plaque 45 pour la maintenir en contact avec une extrémité de la coque 31. La plaque 45 maintient ainsi le réservoir 3 en position par rapport à un bâti du dispositif 1. La tige 44 traverse la platine 41 de façon à la guider en 10 coulissement selon la direction de coulissement du piston 32. La tige 44 est encastrée dans un bâti du dispositif de nébulisation 1. Une tige filetée 55 détaillée par la suite est ici vissée dans l'alésage 42. Le système d'entraînement 5 comprend un moteur électrique 51, une 15 poulie 52, une courroie d'entraînement 53, une poulie 54 et la tige filetée 55. Un arbre de sortie du moteur électrique 51 entraîne la poulie 52 en rotation. La poulie 54 est montée à rotation par rapport à un bâti du dispositif de nébulisation 1 et présente un axe de rotation colinéaire à l'axe de rotation de la poulie 52. La poulie 52 entraîne la poulie 54 en rotation par l'intermédiaire de la courroie 53. 20 La tige filetée 55 est encastrée dans la poulie 54 et s'étend selon l'axe de rotation de cette poulie 54. La tige filetée 55 forme ainsi une vis sans fin. Une rotation de la tige filetée 55 entraîne ainsi le chariot 4 en coulissement selon la direction de coulissement du piston 32. Le circuit de commande 6 est configuré d'une part pour alimenter 25 l'excitateur 24 lors d'une étape de nébulisation, et pour alimenter le moteur électrique 51 en vue d'entraîner en rotation la tige filetée 55. Les figures 7 à 10 représentent schématiquement différentes étapes de fonctionnement du dispositif de nébulisation 1. Au préalable, un utilisateur 30 positionne un réservoir 3, contenant un liquide 35 à nébuliser, dans un logement non illustré du dispositif 1. Les étapes des figures 7 et 8 visent à mettre en communication le liquide 35 à l'intérieur du réservoir 3 avec le tube capillaire 21. À la figure 7, le circuit de commande 6 commande la mise en rotation de la tige filetée 55 de façon à 35 entraîner la platine 41 en translation. La platine 41 entraîne la plaque 45 jusqu'à l'amener en contact avec la coque 31 du réservoir 3. À la figure 8, le circuit de commande 6 commande la mise en rotation de la tige filetée 55 de façon à entraîner la platine 41 en translation. La platine 41 entraîne davantage la plaque 45 de façon à déplacer le réservoir 3 par rapport à la tête de nébulisation 2 fixe. La paroi 3 formant septum vient tout d'abord en 5 contact avec une extrémité libre de l'aiguille 23 (ayant par exemple une forme biseautée pour favoriser un percement). L'aiguille 23 traverse ensuite la paroi 33 formant un septum. L'intérieur du tube capillaire 21 est alors mis en communication avec le liquide 35 présent à l'intérieur du réservoir 3 par l'intermédiaire de la jonction 22 et de l'aiguille 23. Le réservoir 3 est déplacé en 10 translation jusqu'à venir interférer avec une butée 47 fixe. La figure 9 vise à positionner l'extrémité de la tige 43 en contact avec le piston 32. Le circuit de commande 6 commande la mise en rotation de la tige filetée 55 de façon à entraîner la platine 41 en translation, jusqu'à ce que la tige 43 entre en contact avec le piston 32. Le piston 32 a notamment pu être déplacé 15 en translation au préalable lors d'une utilisation antérieure du réservoir 3. Le circuit de commande 6 peut par exemple déterminer qu'un contact est atteint entre le piston 32 et la tige 43 par d'autres moyens, par exemple au moyen d'un capteur de pression, la rupture d'un contact électrique ou en déterminant une augmentation du courant électrique appelé par le moteur 51 lors de 20 l'entraînement de la tige filetée 55. Dans cette configuration, du liquide 35 éventuellement présent dans le tube capillaire 21 est retenu par capillarité, en absence de vibrations appliquées par l'excitateur 24. La tige 43 étant dorénavant en contact avec le piston 32, toute translation supplémentaire de la tige 43 entraîne une translation identique du piston 32 à l'intérieur de la coque 25 31. Un volume contrôlé du liquide 35 peut alors être amené dans le tube capillaire 21 La figure 10 illustre une étape de nébulisation du liquide 35 par le tube capillaire 21. A partir d'une position illustrée à la figure 9, le circuit de commande 6 commande la mise en rotation de la tige filetée 55 de façon à entraîner la 30 platine 41 en translation, avec une vitesse et une amplitude régulée. Le débit ou le volume du liquide 35 amené au tube capillaire 21 est ainsi contrôlé. Simultanément ou en alternance, le circuit de commande 6 alimente l'excitateur piézoélectrique à résonance 24 de façon à faire vibrer de façon appropriée le tube capillaire 21, de sorte que des microgouttelettes 8 de liquide sont éjectées 35 à l'extrémité libre 26 du tube capillaire 21. L'association du moteur 51, des poulies 52 et 54 avec un rapport de réduction approprié, de la tige filetée 55 et de l'alésage fileté 42 forme un système de coulissement micrométrique du piston 32. Des exemples de dimensionnement du moteur 51, des poulies 52 et 54, et de la tige filetée 55 sont détaillés ultérieurement. Le moteur 51 est par exemple du type pas à pas. Le circuit de commande 6 commande le moteur 51 en vitesse et en amplitude durant l'étape de nébulisation. Le circuit de commande 6 commande la vitesse de rotation du moteur 51 à une vitesse de consigne donnée, afin d'obtenir un débit constant du liquide 35 à travers le tube capillaire 21, et donc au niveau de son extrémité libre 26. Ainsi, quel que soit le liquide, sa viscosité ou la présence d'une éventuelle impureté, le piston 32 est déplacé à une vitesse constante, ce qui induit un débit constant du liquide 35 au niveau de l'extrémité libre 26. Le dispositif de nébulisation 1 n'est ainsi pas affecté par le vieillissement, le changement de propriétés physiques ou l'oxydation du liquide 35 ainsi que par l'orientation du dispositif. Avantageusement, un liquide 35 présentant une proportion réduite de solvants, de tensioactifs et d'autres additifs pour réduire la viscosité, voire une absence de solvant, de tensioactifs ou d'additifs, peut être utilisé dans le réservoir 3. Ainsi, pour un volume donné de réservoir 3, l'efficacité et l'autonomie de diffusion du produit contenu dans le réservoir 3 sont sensiblement accrues et on limite fortement ou complètement l'émission de solvants, tensioactifs et d'autres additifs potentiellement nocifs. Le liquide peut en outre être diffusé de façon beaucoup plus efficace dans des environnements de grand volume. Par ailleurs, un tel actionneur commandé permet de réduire la section de passage du tube capillaire 21, de façon à réduire davantage le risque de formation de gouttes de forte dimension. Les microgouttellettes éjectées au niveau de l'extrémité libre suite à l'application d'un débit constant de liquide 35 présentent alors une taille homogène et limitent fortement le phénomène de retombées de gouttelettes sur le sol rencontré dans l'état de la technique, et plus particulièrement quand le liquide 35 ne contient pas de solvants. Le circuit de commande 6 fixe également l'amplitude de la rotation du moteur 51, et donc l'amplitude du coulissement du piston 32, de sorte que le volume total du liquide nébulisé est contrôlé. Avantageusement, en fonction par exemple d'un réglage souhaité par l'utilisateur, la quantité totale de liquide nébulisé ou la vitesse de nébulisation de ce liquide pourra être réglable. Ainsi, le circuit de commande 6 pourra appliquer différentes valeurs de consignes pour la vitesse de rotation du moteur 51 et/ou l'amplitude de la rotation du moteur 51. Le moteur électrique 51 est par exemple un moteur pas à pas présentant 48 pas par tour. La courroie 53 est par exemple une courroie crantée s'engrenant sur une poulie 52 à 11 dents et sur une poulie 54 à 60 dents. Ainsi, un pas du moteur 51 entraîne la tige filetée 55 sur 1/261,8 tours. La tige filetée 55 présente par exemple un filetage de type M3 avec un pas de 0,5 mm. Par conséquent, chaque pas du moteur 51 entraîne alors le plateau 41 selon une translation d'environ 1,9 pm. Bien que l'invention soit ici décrite avec un moteur électrique pas à pas 51, d'autres types de moteurs peuvent être utilisés, par exemple un moteur à courant continu. Un tel moteur à courant continu pourra par exemple être associé à un capteur rotatif mesurant l'amplitude de la rotation de celui-ci, par 10 exemple par mesure de la rotation de la poulie 54. Le circuit de commande 6 peut alors réguler la tension/le courant appliqué à un tel moteur courant continu pour faire coulisser le piston 32 à une vitesse et avec une amplitude souhaitées. Un ou plusieurs capteurs de position par contact ou par barrière photoélectrique permettent par exemple au circuit de commande 6 de détecter 15 la ou certaines positions absolues du plateau 41. L'excitateur 24 est par exemple un excitateur piézoélectrique à résonance. Le circuit de commande 6 peut par exemple alimenter l'excitateur 24 au moyen d'une tension carrée de 12 V crête à crête durant les étapes de 20 nébulisation, avec une fréquence typiquement comprise entre 180 et 200 kHz. La fréquence du signal carré peut par exemple être de 185 kHz. L'excitation est typiquement réalisée à une fréquence qui permet d'avoir un pic d'amplitude vibratoire au niveau de l'extrémité libre 26 du tube capillaire 21. 25 Le réservoir 3 illustré en coupe schématique à la figure 2 comporte une coque allongée 31 formant un guide interne pour guider le piston 32 en coulissement selon une direction. Le piston 32 comporte par exemple un ou plusieurs joints 34 à sa périphérie afin de former une étanchéité avec la coque 31. L'étanchéité peut également être réalisée par une forme adaptée du piston 30 32. La coque 31 comporte une ouverture à une extrémité arrière, afin que la tige 47 puisse solliciter le piston 32. La coque 31 est obturée à son extrémité avant par une paroi 33. Le liquide 35 est ainsi maintenu de façon étanche dans le réservoir par le piston 32, la coque 31 et la paroi 33. La coque 31 sera avantageusement réalisée en matériau rigide, de sorte qu'elle soit peu déformée 35 lors de l'entraînement du piston 32. De même, le piston 32 et la paroi 33 doivent être avantageusement très peu déformés par rapport au volume de liquide 35 déplacé. La paroi 33 forme avantageusement un septum, c'est-à-dire une paroi 3022 807 étanche pouvant être percée par une aiguille. Un tel septum pourra par exemple être auto-cicatrisant, pour permettre un percement répété par une aiguille, tout en garantissant le maintien de l'étanchéité après le retrait d'une telle aiguille. Le réservoir 3 forme un guide pour le piston 32 présentant par exemple 5 une forme cylindrique de section circulaire. Un tel guide présente par exemple un diamètre interne compris entre 3 et 12 mm, et par exemple égal à 7,5 mm. Avec un diamètre interne de 7,5 mm du guide, chaque pas du moteur 51 décrit précédemment alimente le tube capillaire 21 avec une quantité de 84,4 nanolitres de liquide 35. 10 Le circuit de commande 6 commande ici à la fois l'alimentation de l'excitateur 24 et la rotation du moteur 51. Des circuits de commande distincts et dédiés peuvent bien entendu être utilisés pour constituer le circuit de commande 6. Le circuit de commande 6 peut également contrôler la rotation du moteur pas à pas en mode micropas afin d'avoir une précision encore plus grande dans le contrôle de la vitesse. Par exemple, il peut utiliser un système de gestion à 16 micropas. Le circuit de commande 6 peut mettre en oeuvre une nébulisation avec différents types de séquences automatisées. Le circuit de commande 6 peut par exemple réaliser l'étape de nébulisation de la façon suivante : -a) alimenter l'excitateur 24 de façon à le mettre en vibration ; -b) éventuellement après un temps d'attente, mettre en rotation le moteur 51 à une vitesse régulée à une vitesse de consigne, sur une course de rotation déterminée (par exemple 1 pas décomposé en 16 micropas sur une durée de 25ms); -c) éventuellement après un temps d'attente (par exemple de 100 à 300ms), interrompre l'alimentation de l'excitateur 24 ; -d) répéter les étapes a) à c), après un temps d'attente prédéterminé. Durant le temps d'attente prédéterminé avant la répétition des étapes a) à c), l'excitateur peut être alimenté transitoirement, de façon à nébuliser une 30 éventuelle quantité de liquide 35 qui aurait atteint l'extrémité libre 26 par capillarité. Une alimentation transitoire de l'excitateur 24 peut également être commandée, afin de limiter au maximum la quantité de liquide 35 présente dans le tube capillaire 21 ou à son extrémité libre 26 lors de l'extinction du dispositif 35 de nébulisation 1, du remplacement d'un réservoir, de l'insertion d'un réservoir. Des valeurs de débit, d'amplitude et de temps d'attente peuvent être mémorisées dans une mémoire numérique du dispositif de nébulisation 1. Le circuit de commande 6 peut alors consulter cette mémoire numérique afin de mettre en oeuvre l'étape de nébulisation. Différentes valeurs de débit pourront être utilisées lors de différentes nébulisation, par exemple pour du parfum, l'odorat des utilisateurs ayant 5 tendance à s'habituer à des odeurs constantes. Bien que non illustré, le dispositif de nébulisation 1 peut comprendre plusieurs réservoirs 3 en communication avec une même jonction fluidique 22. Le dispositif de nébulisation 1 peut alors comprendre plusieurs tiges 43 10 commandées de façon indépendante par le circuit de commande 6. Le circuit de commande 6 peut ainsi réaliser un mélange dans le tube capillaire 21 à partir du contenu de plusieurs réservoirs 3 différents. Afin de permettre le retrait du réservoir 3 et l'introduction d'un nouveau 15 réservoir, le circuit de commande 6 pourra commander la rotation du moteur électrique 51 selon un sens de rotation opposé, de façon à retirer la tige 43 hors de la coque 31.1e réservoir pour la séparer Lorsque le circuit de commande 6 comporte une étape de recherche du contact avec la butée 32, telle que détaillée en référence à la figure 9, un réservoir 3 utilisé précédemment peut 20 être réintroduit dans le dispositif de nébulisation 1 pour procéder à une nouvelle nébulisation. Les inventeurs ont constaté qu'un tube capillaire présentant une extrémité libre 26 biseautée avec une surface biseautée avait tendance à générer des 25 gouttelettes de taille supérieure au niveau du bord supérieur de l'extrémité libre 26. Une telle formation de gouttelettes de dimension importante est accrue lorsque le débit de liquide 35 est augmenté et que le liquide 35 est plus visqueux. Les différentes variantes illustrées aux figures 3 à 5 permettent d'éviter l'éjection de grosses gouttelettes au niveau du bord supérieur de 30 l'extrémité libre 26 du tube capillaire 21, afin de permettre la nébulisation d'un plus grand débit de microgouttelettes dans de bonnes conditions. Un tube capillaire 21 comporte typiquement un orifice 25 allongé traversant le tube capillaire 21 de part en part. L'orifice 25 présente typiquement une section transversale constante. Dans ces différentes variantes, le tube 35 capillaire 21 peut comporter un orifice 25 dont la géométrie est connue en soi, avec un diamètre intérieur inférieur ou égal à 1,2 mm, de préférence inférieur ou égal à 0,6 mm, et avantageusement au plus égal à 0,3 mm. L'extrémité libre 26 est par exemple biseautée selon un plan ayant une inclinaison comprise entre 15 et 80° par rapport à la verticale. Une telle fane biseautée limite le risque d'accrochage de gouttes par capillarité au bord inférieur de l'extrémité libre 26. Le tube capillaire 21 n'est pas fixé sur sa longueur, mais est par exemple fixé par une liaison rigide ou souple au niveau de son extrémité arrière à la jonction 22. L'excitateur 24 est également fixé en un point. L'extrémité libre 26 du tube capillaire 21 est ainsi apte à se déplacer selon des vibrations transversales à l'axe du tube 21. Le tube capillaire 21 présente une longueur typiquement au moins égale à 10 mm, et par exemple au moins égale à 20 mm.

Un tube capillaire 21 présentant une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,2mm peut être utilisé. Pour un diamètre intérieur de 0,6mm, une épaisseur de 0,15mm a notamment été utilisée avec succès lors d'essais (soit un diamètre extérieur de 0,9mm du tube capillaire). La longueur et l'épaisseur du tube capillaire 21 pourront être dimensionnées de façon connue en soi pour un entraînement en vibrations par l'excitateur 24 à une fréquence adéquate à la nébulisation. La figure 3 est une vue en coupe schématique d'une première variante d'un tube capillaire 21 destiné à limiter le risque de formation de gouttelettes de taille excessive, difficiles à évaporer ou nébuliser. Dans cette variante, un élément rapporté 28 obture la partie supérieure de l'orifice 25 au niveau de l'extrémité libre 26. La section de sortie du tube capillaire 21 au niveau de son extrémité libre 26 est ainsi inférieure à la section transversale de l'orifice 25. Par ailleurs, le bord supérieur de l'extrémité libre 26 ne peut plus éjecter de gouttelettes. L'éjection de microgouttelettes est alors concentrée au niveau du bord inférieur 27 de l'extrémité libre 26. Avantageusement, l'élément rapporté 28 obture plus de la moitié de l'orifice 25. L'élément rapporté 28 sera avantageusement réalisé dans un matériau lipophobe dans le cas de liquide à base d'huile ou hydrophobe dans le cas d'usage de liquides à base aqueuse, par exemple en PTFE. La figure 4 est une vue en coupe schématique d'une deuxième variante d'un tube capillaire 21 destinée à limiter le risque de formation de gouttelettes de taille excessive. Dans cette variante, un manchon ou gaine 29 est rapporté autour du tube capillaire 21. Le bord supérieur de l'extrémité libre 26 est logé à l'intérieur du manchon 29. Le bord inférieur 27 de l'extrémité libre 26 est en saillie hors du manchon 29, par exemple d'une longueur de 0,3mm. Le manchon 29 permet en pratique d'éviter l'éjection de gouttelettes au niveau du bord supérieur de l'extrémité libre 26. Avantageusement, la majeure partie de l'extrémité libre 26 est logée à l'intérieur du manchon 29. Le manchon 29 est avantageusement réalisé dans un matériau lipophobe dans le cas de liquides à base d'huiles ou hydrophobe dans le cas d'usage de liquides à base aqueuse, par exemple du PTFE. La figure 5 est une vue en coupe schématique d'une troisième variante d'un tube capillaire 21 destiné à limiter le risque de formation de gouttelettes de taille excessive. Le tube capillaire 21 traverse ici une paroi 7, par exemple en élastomère. La paroi 7 recouvre au moins la partie supérieure de l'extrémité libre 26. Un recouvrement plus ou moins important pourra être obtenu par un enfoncement plus ou moins important du tube capillaire 21 dans la paroi 7. La paroi 7 peut par exemple être réalisée dans matériau lipophobe dans le cas de liquide à base d'huiles ou hydrophobe dans le cas d'usage de liquides à base aqueuse, par exemple un élastomère tel que de l'EPDM. Le bord inférieur 27 de l'extrémité libre 26 est en saillie hors de la paroi 7, par exemple d'une longueur de 0,3mm. Dans l'exemple illustré à la figure 6, la paroi 7 traversée par le tube capillaire 21 délimite un conduit (présentant typiquement un diamètre intérieur compris entre 5 et 9 mm) de diffusion des microgouttelettes. Un ventilateur peut par exemple être disposé au niveau de la partie inférieure de ce conduit, de façon à créer un flux d'air, de sorte que les microgouttelettes sont entraînées vers la sortie haute du conduit et que leur évaporation dans l'air soit favorisée par ce flux. Un tel conduit favorise la régularité de diffusion du flux des microgouttelettes dans l'air environnant. Afin de ne pas limiter le débattement vibratoire du tube capillaire 21, la paroi 7 peut présenter localement une rigidité inférieure au niveau de la zone où cette paroi 7 est traversée par le tube capillaire 21. La paroi 7 permet également 30 d'éviter que du liquide n'atteigne le résonateur L'extrémité libre 26 du tube capillaire 21 présente avantageusement une mouillabilité supérieure à celle de la paroi 7, celle du manchon 29 ou celle de l'élément rapporté 28, de sorte que les microgouttelettes sont avantageusement 35 éjectées au niveau du bord inférieur de cette extrémité libre 26.

Le volume de liquide 35 stocké dans l'aiguille 23 et la jonction 22, c'est-à-dire entre le réservoir 3 et le tube capillaire 21, est extrêmement réduit, notamment du fait de l'absence de réservoir intermédiaire. Ainsi, lors d'un changement de réservoir 3, le volume de liquide 35 éventuellement perdu lors du changement est extrêmement limité. Cet aspect s'avère particulièrement important lorsque le liquide comporte une proportion réduite ou absence de solvants, c'est-à-dire lorsque la concentration en produit actif est particulièrement élevée, voire de 100%. Dans les exemples illustrés précédemment, le réservoir 3 délimite une course de translation horizontale du piston 32. On peut également prévoir que le réservoir 3 soit orienté de sorte que la course du piston 32 soit verticale et que la sortie du réservoir 3 (ici à travers la membrane 33) soit disposée en haut, de sorte que le liquide présent dans le tube capillaire 21 ne subisse pas de pression hydrostatique du réservoir 3.

Le circuit de commande 6 peut définir plusieurs vitesses d'entraînement du piston 32, de façon à modifier le débit de liquide 35 à nébuliser, en fonction d'une consigne d'un utilisateur, d'un identificateur présent dans le réservoir, du type de liquide dans le réservoir. Le circuit de commande 6 peut également mémoriser la position du plateau 41, de façon à pouvoir indiquer la quantité résiduelle de liquide 35 dans le réservoir 3. Dans l'exemple détaillé, le percement de la paroi 33 est réalisé par l'intermédiaire de l'entraînement du moteur 51. On peut également envisager que ce percement soit réalisé de façon mécanique par l'utilisateur lors du positionnement du réservoir 3 dans le dispositif de nébulisation 1. On peut également envisager de remplacer la paroi 33 par un clapet d'obturation s'ouvrant par accouplement à la tête de nébulisation 2. Le liquide 35 stocké dans le réservoir 3 peut-être de tout type, par exemple du parfum, un insecticide, un désinfectant, un produit pharmaceutique, ou une encre ou une peinture.

D'autres variantes de fonctionnement peuvent être envisageables. On peut par exemple envisager de stocker du liquide dans un réservoir de grande capacité en communication avec un réservoir de petite capacité, tel que le réservoir 3 détaillé précédemment. Une entrée du réservoir de petite capacité est raccordé à une conduite connectée d'une part réservoir de grande capacité, et d'autre part une tête de nébulisation telle que décrite précédemment. Un clapet anti-retour disposé dans la conduite entre l'entrée du réservoir de petite 3022 807 15 capacité et le réservoir de grande capacité. Un autre clapet anti-retour est disposé dans cette conduite, entre l'entrée du réservoir de petite capacité et la tête de nébulisation. Le piston du réservoir de petite capacité est solidarisé à une tige d'actionnement telle que détaillée précédemment. 5 Selon un premier sens de déplacement de la tige d'actionnement, le réservoir de petite capacité aspire du liquide du réservoir de grande capacité. Selon un deuxième sens de déplacement de la tige d'actionnement, du liquide est refoulé du réservoir de petite capacité vers la tête de nébulisation. 10 Les figures 11 et 12 sont des vues en coupe d'une variante de tube capillaire 21 associé à un tube interne 9 afin de limiter le risque de formation de gouttelettes de taille excessive. Le tube capillaire 21 présente une extrémité libre 26 biseautée et formant une tête d'éjection. La partie distale de cette extrémité biseautée 26 forme le bord inférieur 27. 15 Un tube interne 9 comporte un orifice traversant 91. La surface externe du tube interne 9 épouse la surface interne du tube capillaire 21, de façon à éviter un écoulement de liquide entre les tubes 9 et 21. Le tube interne 9 est plus court que le tube capillaire 21, de sorte que le liquide n'est qu'en partie guidé par le tube interne 9. Le tube interne 9 comporte également une extrémité 20 biseautée 92. L'angle du biseau de cette extrémité biseautée 92 par rapport à une direction perpendiculaire à la direction longitudinale est supérieur à l'angle de biseau du tube capillaire 21. La partie distale 93 de l'extrémité biseautée 92 forme un bord inférieur du tube interne 9. Les surfaces biseautées des tubes 9 et 21 présentent une même orientation, ici vers le haut. La partie distale 93 est 25 disposée avantageusement à une distance comprise entre 0 et d/2 de la partie distale de l'extrémité biseautée 26, avec d la distance axiale entre la partie distale et la partie proximale de l'orifice 25. Ici, cette distance est nulle. Du fait de l'angle de biseau supérieur, la partie proximale de la partie biseautée 92 est en retrait par rapport à la partie proximale de l'extrémité biseautée 26. 30 Avantageusement, la différence entre les angles de biseau du tube capillaire 21 et du tube interne 9 est au moins égale à 5°. L'angle de biseau de l'extrémité biseautée 26 du tube capillaire 21 est avantageusement au moins égal à 20°, de préférence inférieure à 60°. L'angle de biseau de l'extrémité biseautée 92 du tube interne 9 est avantageusement au moins égal à 12°, de 35 préférence inférieure à 55°. Avantageusement, le tube interne 9 est fixé par son extrémité arrière 94 au tube capillaire 21. La fixation du tube 9 au tube 21 peut être réalisée de différentes manières, par exemple par l'intermédiaire d'un ajustement mécanique serré sur une zone de contact limitée, par collage, par déformation locale des tubes comme par sertissage ou par connexion par soudure. La soudure peut par exemple être réalisée dans un noeud de vibration du tube 21.

Par ailleurs, des bulles peuvent apparaître dans un réservoir 3. Ces bulles peuvent pénétrer dans l'aiguille 23. Ces bulles pénètrent souvent dans l'aiguille 23 avant le liquide lui-même et peuvent alors retarder la nébulisation du liquide 35. Ces bulles peuvent provenir d'air emprisonné au niveau de joints toriques 34 lors du remplissage (en particulier lorsque le liquide 35 est visqueux), d'air introduit dans le réservoir lors de chaque percement de la paroi 33, d'une évaporation de composants volatiles du liquide 35. Les figures 13 à 16 illustrent différentes variantes d'un réservoir 3 permettant d'une part de limiter la génération de bulles lors du remplissage, et 15 d'autre part de limiter le risque de pénétration de bulles à l'intérieur d'une aiguille 23. Au niveau d'une extrémité, le réservoir 3 comporte une paroi transversale 39. La paroi transversale 39 est en contact avec la paroi 33 de type septum et supporte cette paroi 33. La paroi transversale 39 comporte un orifice 392 dans 20 sa partie médiane. Cet orifice 392 est destiné à permettre le passage d'une aiguille 23 traversant la paroi 33 jusqu'au liquide 35. La paroi 39 comporte une partie tubulaire 391 s'étendant en saillie vers l'intérieur du réservoir 3 et entourant l'orifice 392. Cette partie tubulaire 391 est destinée à collecter d'éventuelles bulles d'air 38 de façon à les maintenir cantonnées hors de l'orifice 25 392. Avantageusement, la partie tubulaire 391 forme un rétrécissement de l'orifice 392 (par exemple par une forme conique), de préférence progressif, vers l'intérieur du réservoir 3, afin de favoriser le piégeage des bulles hors de l'orifice 392. Le diamètre du rétrécissement de l'orifice 392 est par exemple compris entre 0,3mm et 3mm.

30 Au niveau de l'extrémité opposée, le réservoir 3 comporte un piston 32 ayant une configuration favorisant l'évacuation de bulles d'air lors du remplissage du réservoir 3. À cet effet, le piston 32 comporte des ergots internes 37, baignés dans le liquide 35. Le joint 34 est ici logé dans une gorge délimitée par des ergots 37 du côté intérieur du réservoir 3. Afin de maintenir le 35 joint 34 en contact avec le liquide 35 et ainsi favoriser l'évacuation de l'air en bordure du joint 34 lors du remplissage du liquide 35, le piston 32 comporte des évidements radiaux 36 entre les ergots 37. Ces évidements 36 ménagent ainsi un passage entre le piston 32 et la coque 31, fournissant un passage pour que le liquide 35 entre en contact avec le joint 34. Le piston 32 comporte par ailleurs un épaulement sur sa face externe, délimitant la gorge. Cet épaulement forme une butée permettant d'entraîner le joint 34 lors du coulissement du piston 32.5

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de nébulisation de liquide (1), caractérisé en ce qu'il comprend : -un tube capillaire (21) comportant un orifice traversant (25), allongé selon une 5 direction, dont une extrémité (26) forme une tête d'éjection de liquide ; -un dispositif d'excitation (24) entraînant ledit tube capillaire (21) en vibrations; -un réservoir déformable (3), en communication avec le tube capillaire et contenant un liquide (35) ; -un actionneur (43) mobile selon une course de coulissement et sollicitant le 10 réservoir déformable, le déplacement de l'actionneur selon sa course induisant une réduction de volume du réservoir déformable proportionnelle à ce déplacement ; -un circuit de commande (6) commandant un déplacement de l'actionneur selon sa course à vitesse constante et commandant l'entraînement du tube capillaire 15 (21) en vibrations par le dispositif d'excitation (24).
2. 2. Dispositif de nébulisation selon la revendication 1, dans lequel ladite extrémité (26) du tube capillaire est libre. 20
3. 3. Dispositif de nébulisation selon la revendication 2, dans lequel ladite extrémité (26) du tube capillaire est biseautée
4. 4. Dispositif de nébulisation selon la revendication 3, dans lequel le dispositif de nébulisation comporte en outre un élément rapporté (28, 29) recouvrant un 25 bord supérieur de la surface biseautée, un bord inférieur de la surface biseautée s'étendant au-delà de l'élément rapporté, et dans lequel le matériau de la surface biseautée présente une hydrophobie ou une lipophobie inférieure à celle du matériau de l'élément rapporté. 30
5. 5. Dispositif de nébulisation de liquide selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'orifice traversant (25) présente un diamètre au plus égal à 1,2mm.
6. 6. Dispositif de nébulisation de liquide selon l'une quelconque des 35 revendications précédentes, dans lequel ledit réservoir déformable (3) est un réservoir étanche comportant un septum (33) auto-cicatrisant, et dans lequel une aiguille (23) traverse ce septum et met en communication l'intérieur du réservoir avec le tube capillaire (21). 40
7. 7. Dispositif de nébulisation de liquide selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le réservoir (3) comporte une coquetubulaire (31) et un piston monté coulissant (32) dans la coque tubulaire, ledit piston (32) étant sollicité par ledit actionneur mobile (43).
8. 8. Dispositif de nébulisation de liquide selon la revendication 7, dans lequel ledit réservoir (3) est amovible du dispositif de nébulisation.
9. 9. Dispositif de nébulisation de liquide selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un moteur électrique (51) commandé par le circuit de commande (6) et entraînant ledit actionneur (43) en coulissement par l'intermédiaire d'un mécanisme roue/vis sans fin (22, 55).
10. 10. Dispositif de nébulisation de liquide selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un moteur électrique pas à pas (51) commandé par le circuit de commande (6) et entraînant ledit actionneur (43) en coulissement par l'intermédiaire d'un mécanisme de réduction (52, 54) de sorte qu'un pas du moteur électrique entraîne ledit actionneur en coulissement d'une amplitude inférieure à 10pm.