FR3054971A1 - Procede de protection, par soufflage fluidique, d'un appareil d'emission et/ou de reception des ondes electromagnetiques, dispositif convenant a sa mise en œuvre et un tel appareil equipe dudit dispositif - Google Patents

Procede de protection, par soufflage fluidique, d'un appareil d'emission et/ou de reception des ondes electromagnetiques, dispositif convenant a sa mise en œuvre et un tel appareil equipe dudit dispositif Download PDF

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Abstract

La présente invention a pour objet procédé de protection, par soufflage fluidique, d'un appareil d'émission et/ou de réception des ondes électromagnétiques, ledit appareil comprenant un élément (1) de protection du type vitre, verre ou autre matériau laissant passer lesdites ondes émises ou reçues suivant un axe de propagation (X). Le procédé consiste à injecter au moins un fluide, en un ou plusieurs points d'injection, dans un canal d'éjection annulaire (4b) se terminant par une fente d'éjection annulaire (4c) débouchant à l'extérieur devant ou à hauteur dudit élément et à éjecter, par ladite fente, un flux de protection, formé par l'écoulement du fluide dans ledit canal, créant une enveloppe de protection et de régulation thermique aéraulique ou hydraulique devant ledit élément. Elle a également pour objet un dispositif convenant à sa mise en œuvre et un tel appareil équipé de ce dernier.

Description

DESCRIPTION
La présente invention concerne le domaine des appareils d’émission et/ou de réception des ondes électromagnétiques et plus particulièrement les dispositifs permettant de protéger ces appareils contre les contraintes environnementales extérieures et a pour objet un procédé de protection, par soufflage fluidique, d’un appareil d’émission et/ou de réception des ondes électromagnétiques. Elle a également pour objet un dispositif de protection à soufflage fluidique, convenant à la mise en œuvre dudit procédé. Elle a aussi pour objet un tel appareil équipé d’un tel dispositif.
La présente invention trouve plus particulièrement une application dans le domaine des appareils de découpe et/ou soudage par rayon laser, plus connus sous le nom de têtes de découpe et/ou soudage au laser, qui sont soumis aux contraintes environnementales telles que les particules, poussières ou projections de soudures ou de métal en fusion. Une autre application peut concerner les appareils d’acquisitions d’images tels que les caméras qui sont fréquemment soumises, notamment dans le monde industriel, à des environnements très poussiéreux et/ou à des températures très élevées ou des variations de température.
Ces contraintes perturbent ou affectent le bon fonctionnement des appareils qui nécessitent en conséquence une maintenance importante et coûteuse avec l’intervention d’opérateurs pour leur nettoyage ou leur réparation.
Pour répondre à cet inconvénient, ces appareils, si cela ne perturbe pas leur fonctionnement, sont généralement équipés d’un élément de protection tel qu’une vitre ou un verre capable de laisser passer, c’est-àdire à travers lui, les ondes électromagnétiques, par exemple le faisceau laser ou un rayonnement lumineux venant de l’extérieur, émis ou reçu par ledit appareil, qui comprend à cet effet un capteur ou un émetteur, tout en créant un écran de protection. Un tel écran empêche les particules, poussières ou projections de soudure ou de métal en fusion d’atteindre les organes de fonctionnement de l’appareil concerné tels que, par exemple, selon l’application, son optique, par exemple une lentille de focalisation du faisceau laser, son capteur ou son émetteur, par exemple sa source laser.
-2Toutefois, ces vitres ou verres de protection, dont la partie antérieure est en contact avec l’extérieur, sont soumis à leur tour aux contraintes environnementales extérieures. Il en résulte que les particules, poussières ou projections qui les atteignent viennent les salir ou les dégrader et que ces vitres sont directement exposées aux contraintes thermiques. Cette exposition aux contraintes thermiques, notamment lors de variations thermiques, a pour effet de créer des déformations de la vitre ou du verre qui changent ses propriétés de transmission des ondes électromagnétiques. En outre, si les contraintes thermiques sont trop importantes, le matériau constituant la vitre ou le verre peut être endommagé.
La vitre ou le verre de protection, notamment dans le domaine du soudage laser, est donc nettoyé(e) régulièrement et changée en fonction du taux d’encrassement ou de sa déformation. Ces opérations nécessitent l’intervention d’un opérateur et surtout l’arrêt de l’appareil et donc de la production.
Pour remédier à ce problème, il a été proposé dans le document DE20080266, qui concerne une tête laser hybride comprenant une source laser, une optique de focalisation et un verre de protection, d’utiliser une lame d’air émise par une fente rectiligne rectangulaire située sur le côté du faisceau laser. La lame d’air, qui coupe le faisceau transversalement sous le verre de protection et à distance de ce dernier, empêche les projections de métal en fusion de venir se déposer sur la vitre de protection et évite qu’une partie des fumées vienne se déposer sur la vitre, ce qui réduirait le taux de transfert du faisceau laser et provoquerait une élévation de température de la vitre.
Toutefois, si les dispositifs de protection du type de ceux divulgués dans le document précité apportent une solution de protection de la vitre ou du verre contre les contraintes environnementales auxquelles il ou elle est exposé, ils ne permettent pas de lutter efficacement contre les particules, poussières ou projections susceptibles d’atteindre la vitre ou le verre et contre le problèmes d’échauffement ou de variations thermiques dus à l’environnement thermique et affectant la stabilité et/ou la structure de la vitre ou du verre de protection. En outre, ces dispositifs confèrent à l’ensemble de la tête laser un encombrement important.
La présente invention a pour but de pallier à au moins l’un de ces inconvénients.
-3 A cet effet, le procédé de protection, par soufflage fluidique, d’un appareil d’émission et/ou de réception des ondes électromagnétiques, ledit appareil comprenant un élément de protection présentant une partie postérieure en contact avec l’intérieur et une partie antérieure en contact avec l’extérieur de l’appareil, ledit élément étant capable de laisser passer lesdites ondes électromagnétiques émises ou reçues suivant un axe de propagation, se caractérise essentiellement en ce qu’il consiste, à partir d’un dispositif de protection à soufflage fluidique équipant ledit appareil et comprenant un canal d’éjection annulaire se terminant par une fente d’éjection annulaire débouchant à l’extérieur devant ou à hauteur de la partie antérieure de l’élément, de préférence devant ou à hauteur de la partie antérieure de l’élément en entourant l’axe de propagation ou en étant centrée sur ce dernier :
- à injecter au moins un fluide, en un ou plusieurs points d’injection, dans le canal d’éjection annulaire pour former un flux de protection,
- à éjecter à l’extérieur et, de préférence vers l’axe de propagation, par la fente d’éjection annulaire, le flux de protection ainsi formé de sorte à créer devant ou à hauteur de la partie antérieure de l’élément, une enveloppe de protection et de régulation thermique aéraulique ou hydraulique ayant pour effet d’empêcher les particules provenant de l’extérieur d’atteindre ledit élément et de permettre un échange thermique entre ce dernier et ledit flux régulant sa température, tout en laissant passer, à travers ledit flux, les ondes électromagnétiques depuis ou vers ledit élément.
Toujours à cet effet, le dispositif de protection à soufflage fluidique, selon la présente invention, convenant à la mise en œuvre du procédé selon la présente invention, apte et destiné à équiper un appareil d’émission et/ou de réception des ondes électromagnétiques comprenant un élément de protection présentant une partie postérieure en contact avec l’intérieur et une partie antérieure en contact avec l’extérieur de l’appareil, ledit élément étant capable de laisser passer lesdites ondes électromagnétiques émises ou reçues suivant un axe de propagation, se caractérise essentiellement en ce qu’il comprend une buse de soufflage fluidique apte à être montée, ou au moins en partie intégrée, sur ou dans ledit appareil, ladite buse comprenant, d’une part, des moyens d’amenée d’au moins un fluide, un canal d’éjection annulaire se terminant par une
-4fente d’éjection annulaire, une paroi externe et une paroi interne délimitant entre elles ledit canal d’éjection annulaire, ladite paroi externe comprenant au moins un orifice d’injection du ou de chaque fluide dans ledit canal d’éjection annulaire et, d’autre part, des moyens de fixation permettant la fixation de la buse sur l’appareil de sorte que la fente d’éjection annulaire débouche à l’extérieur devant ou à hauteur de la partie antérieure de l’élément, de préférence devant ou à hauteur de la partie antérieure de l’élément en entourant l’axe de propagation ou en étant centrée sur ce dernier.
Toujours à cet effet, l’appareil d’émission et/ou de réception des ondes électromagnétiques comprenant un élément de protection présentant une partie postérieure en contact avec l’intérieur et une partie antérieure en contact avec l’extérieur de l’appareil, ledit élément étant capable de laisser passer lesdites ondes électromagnétiques émises ou reçues suivant un axe de propagation, se caractérise essentiellement en ce qu’il est équipé d’un dispositif de protection à soufflage fluidique selon la présente invention et en ce qu’il des moyens de fixation complémentaire aptes et destinés à coopérer avec les moyens de fixation de la buse de soufflage fluidique, et/ou un espace de réception intégrant tout ou partie de la buse de soufflage fluidique, pour permettre sa fixation ou son intégration sur ou dans ledit appareil de sorte que de sorte que la fente d’éjection annulaire débouche à l’extérieur devant ou à hauteur de la partie antérieure de l’élément, de préférence devant ou à hauteur de la partie antérieure de l’élément en entourant Taxe de propagation ou en étant centrée sur ce dernier.
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ciaprès, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe transversale de côté d’un dispositif de protection à soufflage fluidique, selon la présente invention, monté sur un appareil d’émission et/ou de réception des ondes électromagnétiques du type onde lumineuse, selon la présente invention, représenté partiellement et montrant le profil d’écoulement,
- la figure 2 est une vue en coupe transversale de dessus du dispositif représenté sur la figure 1,
-5 - la figure 3 est une vue en perspective de l’appareil représenté sur la figure 1, montrant le côté antérieur de ce dernier comprenant le dispositif représenté sur la figure 1,
- la figure 4 montre le dispositif et l’appareil tels que représentés sur la figure 1 dans une configuration de simulation de son fonctionnement et de l’écoulement du fluide permettant de visualiser la vitesse et le comportement du fluide depuis les moyens d’amenée jusqu’à l’extérieur devant la partie antérieure de l’élément à protéger,
- la figure 5 montre le dispositif tel que représenté sur la figure 2 dans une configuration de simulation de son fonctionnement et de l’écoulement du fluide permettant de visualiser le comportement du fluide dans la buse.
- la figure 6 est une vue en coupe transversale de dessus du dispositif selon la présente invention, dans une forme de réalisation comprenant une superposition de deux plans d’injection, dont l’un est similaire à celui représenté sur la figure 2.
Les figures montrent un dispositif de protection par soufflage fluidique, selon la présente invention, apte et destiné à équiper un appareil d’émission et/ou de réception des ondes électromagnétiques, par exemple des ondes lumineuses tel qu’un faisceau Laser ou des ondes acoustiques, ledit appareil comprenant un élément 1 de protection présentant une partie postérieure en contact avec l’intérieur 2 de l’appareil, par exemple avec l’espace intérieur d’un boîtier, par exemple un boîtier d’une tête laser pour le traitement des surfaces au laser ou un boîtier de caméra, et une partie antérieure en contact avec l’extérieur 3, ledit élément étant capable de laisser passer, c’est-à-dire à travers lui, lesdites ondes électromagnétiques émises ou reçues, c’est-à-dire par un capteur ou un émetteur que comprend l’appareil, suivant un axe de propagation X. Elles montrent également un tel appareil adapté pour être équipé d’un tel dispositif.
On comprendra qu’un tel appareil peut comprendre, non représentés sur les figures, un capteur ou un émetteur permettant d’émettre ou de recevoir les ondes électromagnétiques suivant la direction de propagation X. On notera que l’élément de protection 1 peut être constitué directement par le capteur ou l’émetteur.
Le procédé de protection, par soufflage fluidique, d’un tel appareil d’émission et/ou de réception des ondes électromagnétiques, consiste, à partir d’un dispositif de protection à soufflage fluidique équipant
-6ledit appareil et comprenant un canal d’éjection annulaire 4b se terminant par une fente d’éjection annulaire 4c débouchant à l’extérieur 3 devant ou à hauteur de la partie antérieure de l’élément 1, de préférence devant ou à hauteur de la partie antérieure de l’élément 1 en entourant l’axe de propagation X ou étant centrée sur ce dernier :
- à injecter au moins un fluide 5, en un ou plusieurs points d’injection 40d, dans le canal d’éjection annulaire 4b pour former un flux de protection 6,
- à éjecter à l’extérieur et, de préférence vers l’axe de propagation X, par la fente d’éjection annulaire 4c, le flux de protection 6 ainsi formé de sorte à créer devant la partie antérieure de l’élément 1, c’est à dire au voisinage de, à proximité de, dans une zone adjacente à, ou contre, la partie antérieure de l’élément 1, une enveloppe de protection et de régulation thermique 7 aéraulique ou hydraulique ayant pour effet d’empêcher les particules provenant de l’extérieur d’atteindre ledit élément et de permettre un échange thermique entre ce dernier et ledit flux régulant sa température.
L’échange thermique peut être créé par les turbulences générées par l’enveloppe de protection et de régulation thermique 7 au niveau de l’élément 1. Cet échange thermique permet de maintenir l’élément 1 dans des conditions thermiques maîtrisées et ainsi minimiser les effets de la dilatation thermique ainsi que le vieillissement prématuré dudit élément 1 (figure 4).
De préférence, le procédé peut consister à réaliser l’écoulement du ou de chaque fluide dans ledit canal d’éjection annulaire 4b jusqu’à la fente d’éjection annulaire 4c en lui imprimant une forme et/ou une vitesse déterminée(s). Dans une forme préférentiellement de l’écoulement du ou de chaque fluide dans le canal d’éjection annulaire 4b, le procédé peut consister, à réaliser l’écoulement du ou de chaque fluide dans le canal d’éjection annulaire 4b en lui imprimant une forme conique ou tourbillonnaire (figure 5).
De préférence, le procédé peut consister à réaliser l’écoulement du ou de chaque fluide en augmentant sa vitesse entre son point d’injection dans le canal d’éjection annulaire 4b et la fente d’éjection annulaire 4c.
Dans une forme de réalisation préférentielle de l’injection du ou de chaque fluide dans le canal d’éjection annulaire 4b, comme on peut le voir sur la figure 6, le procédé peut consister à injecter le ou chaque fluide
-7dans le canal d’éjection annulaire 4b en un ou plusieurs points d’injection réparti(s) dans un même plan ou dans une superposition de plans d’injection, par exemple deux plans d’injection, coupant perpendiculairement l’axe dudit canal, ce de sorte à injecter le ou chaque fluide dans le canal d’éjection annulaire 4b de manière étagée le long dudit axe.
Si on se réfère notamment aux figures 1, 2, 4 et 6 on peut voir que l’axe du canal d’éjection annulaire 4b, c’est-à-dire plus particulièrement son axe de symétrie ou de révolution, est confondu avec l’axe de propagation X des ondes électromagnétiques traversant l’élément de protection 1. Bien entendu, la présente invention peut prévoir une autre situation où les deux axes ne sont pas confondus. De préférence, l’axe du canal d’éjection annulaire est positionné de sorte à être parallèle ou sensiblement parallèle à l’axe de propagation X, voire en étant incliné par rapport à ce dernier.
Dans cette forme de réalisation où le dispositif comprend, par exemple, au moins deux plans d’injection, le procédé peut consister à injecter un premier fluide dans l’un des plans d’injection et à injecter un second fluide, de préférence de viscosité différente de celle du premier fluide, dans l’autre plan d’injection.
De préférence, le procédé peut consister à injecter le ou chaque fluide dans l’un des plans d’éjection avec un angle d’attaque ou une incidence différent(e) de celui ou celle du ou de chaque fluide injecté dans un autre plan d’éjection.
D’autre part, lorsque le procédé prévoit de réaliser une injection dans plusieurs plans d’injection, le procédé peut consister à réaliser un décalage angulaire entre les points d’injection de l’un des plans d’injection et les points d’injection d’un autre plan d’injection.
Dans un mode de réalisation préférentiel, le procédé peut consister à prévoir une étape préalable à rinjection consistant à pouvoir régler la section transversale d’écoulement du canal d’éjection annulaire 4c pour modifier la vitesse d’écoulement du ou de chaque fluide.
Un tel dispositif de protection à soufflage fluidique, convenant à la mise en œuvre du procédé précité selon la présente invention, apte et destiné à équiper un tel appareil d’émission et/ou de réception des ondes électromagnétiques, comprend une buse 4 de soufflage fluidique apte à être
-8montée, ou au moins en partie intégrée, sur ou dans ledit appareil, ladite buse comprenant :
- des moyens d’amenée 4a d’au moins un fluide 5, un canal d’éjection annulaire 4b se terminant par une fente d’éjection annulaire 4c, une paroi externe 4d et une paroi interne 4e délimitant entre elles ledit canal d’éjection annulaire 4b, ladite paroi externe 4d comprenant au moins un orifice d’injection 40d du ou de chaque fluide dans ledit canal d’éjection annulaire 4b, ladite fente d’éjection annulaire 4c, et
- des moyens de fixation 8 permettant la fixation, par exemple par vissage, de la buse 4a sur l’appareil de sorte que la fente d’éjection annulaire débouche à l’extérieur 3 à proximité de la partie antérieure de l’élément 1 en entourant l’axe de propagation X.
Les moyens d’amenée 4a peuvent consister en une ou plusieurs chambres ou, comme on peut le voir notamment sur les figures 2, 5 et 6, un ou plusieurs canaux, chaque canal ou chaque chambre communiquant, d’une part, avec une alimentation en au moins un fluide, non représentée, et destinée à connectée à la buse 4, et, d’autre part, avec le ou l’un des orifices d’éjection 40d.
De préférence, la fente d’éjection annulaire 4c peut s’étendre le long d’une ligne circulaire (figures 1, 2, 3, 4 et 6) ou elliptique.
De préférence, le canal d’éjection annulaire 4b délimité entre la paroi interne 4e et la paroi externe 4d peut présenter une forme tronconique (figures 1, 2, 3, 4 et 5).
D’autre part, pour pouvoir augmenter la vitesse de l’écoulement du ou de chaque fluide entre son point d’injection dans le canal d’éjection annulaire 4b et la fente d’éjection annulaire 4c, la présente invention peut prévoir que la section transversale d’écoulement du canal d’éjection annulaire 4c puisse diminuer, de préférence progressivement, dans la direction d’écoulement du fluide vers la fente d’éjection annulaire 4c (voir notamment les figures 4, 5 et 6).
Par ailleurs, pour imprimer au ou à chaque fluide une forme, de préférence conique ou tourbillonnaire, et/ou une vitesse déterminée(s), la présente invention peut prévoir que la paroi externe 4d et/ou la paroi interne 4e comprennent, sur leur face interne dans le canal d’élection annulaire 4b, des reliefs ou nervures formant des guides d’écoulement, par exemple en forme d’hélice.
-9Le ou les orifices d’injection 40d peuvent être situés et répartis dans un même plan d’injection (voir notamment figures 2 et 5) ou dans une superposition de plans d’injection (figure 6) coupant perpendiculairement l’axe du canal d’élection annulaire. Chaque plan d’injection peut comprendre un ou plusieurs orifices d’injection 40d.
Dans le cas où le dispositif comprend au moins deux plans d’injection (figure 6), le ou les orifices d’injection 40d de l’un des plans d’injection peuvent être décalés angulairement par rapport à ou aux orifices d’injection 40d de l’autre ou d’un autre plan d’injection.
Dans le ou chaque plan d’injection, le ou les orifices d’injection 40d peuvent être situés sur un cercle ou une ellipse centré(e) sur l’axe du canal d’éjection annulaire 4b. On comprendra que le décalage angulaire précité entre deux orifices d’injection appartenant à deux plans d’injection distincts correspondra à une position angulaire de l’orifice d’injection 40d de l’un desdits plans d’injection, sur sa ligne, différente de la position angulaire de l’orifice d’injection de l’autre plan d’injection.
L’axe du ou des orifices d’injection peut être orienté de sorte à être perpendiculaire à l’axe de révolution ou de symétrie X, c’est-à-dire à s’étendre le cas échéant dans le ou l’un des plans d’injection, et/ou à couper ledit axe de révolution ou de symétrie X et/ou à passer à proximité de ce dernier.
Dans une forme de réalisation préférentielle, de sorte à pouvoir régler la section transversale d’écoulement du canal d’éjection annulaire 4c pour, notamment, modifier la vitesse d’écoulement du ou de chaque fluide dans le canal d’injection annulaire 4b, le dispositif peut comprendre en outre des moyens de déplacement et de réglage permettant de régler l’écartement entre la paroi interne 4e et la paroi externe 4d. De préférence, les parois interne 4e et externe 4d peuvent être réglables en écartement l’une par rapport à l’autre au moyen d’une bague 4f de réglage lors de sa rotation (figures 1 et 4).
Le ou chaque fluide peut être de l’air, un gaz inerte ou actif ou un liquide tel que de l’eau.
Les figures montrent également qu’un tel appareil d’émission et/ou de réception des ondes électromagnétiques, selon la présente invention, équipé d’un tel dispositif de protection à soufflage fluidique selon la présente invention, des moyens de fixation complémentaire 9 aptes et destinés à coopérer avec les moyens de fixation 8 de la buse de soufflage
- 10fluidique, et/ou un espace de réception intégrant tout ou partie de la buse de soufflage fluidique, pour permettre sa fixation ou son intégration sur ou dans ledit appareil de sorte que de sorte que la fente d’éjection annulaire 4c débouche à l’extérieur devant ou à hauteur de la partie antérieure de l’élément 1, de préférence devant ou à hauteur de la partie antérieure de l’élément 1 en entourant l’axe de propagation X ou en étant centrée sur ce dernier.
Si on se réfère notamment à la figure 4, on peut voir que les moyens de fixation 8 de la buse de soufflage peuvent consister en au moins une partie filetée de la buse 4 de soufflage, par exemple une partie filetée ou taraudée de sa surface externe et les moyens de fixations complémentaires 9 de l’appareil peuvent consister en une partie filetée ou taraudée de l’appareil, par exemple une partie filetée ou taraudée de la surface interne d’une ouverture frontale 13 traversant un côté frontal 14 d’un boîtier de l’appareil, ladite ouverture frontale 13 permettant par exemple la sortie d’un faisceau laser formant les ondes électromagnétiques traversant l’élément à protéger 1 ou l’entrée d’un rayon lumineux dans le boîtier, ledit élément pouvant être placé et maintenu, par exemple, dans ladite ouverture frontale 13 en la fermant. En outre, le cas échéant, la bague 4f de réglage, de préférence de forme annulaire, peut aussi être disposée dans l’ouverture frontale 13 et être accessible de l’extérieur pour effectuer le réglage.
Pour assurer le maintien de l’élément 1 dans l’appareil, par exemple dans l’ouverture frontale 13 précitée, et l’étanchéité au niveau dudit élément 1 entre l’extérieur 3 et l’intérieur 2 de l’appareil, un tel appareil peut comprendre un joint d’étanchéité 10, une pièce de compression 11 dudit joint d’étanchéité 10 et un épaulement 12. L’épaulement 12 peut être pratiqué, le cas échéant, dans l’ouverture frontale
13. En outre, le joint d’étanchéité 10 peut être situé et comprimé, le cas échéant dans l’ouverture frontale 13, entre ladite pièce de compression 11 et l’élément 1 à protéger qui peut venir en butée contre ledit épaulement 12 du côté opposé à la pièce de compression 11. De préférence l’épaulement 12 peut être situé du côté de l’extérieur 3.
L’élément 1 peut être rendu amovible, le cas échéant dans l’ouverture frontale 13, afin de pouvoir être changé ou nettoyé en fonction des besoins.
L’élément 1 peut être réalisé à partir d’un matériau capable de laisser passer tout ou partie des ondes électromagnétiques émises ou reçues
- 11 par l’appareil. Par exemple, un tel matériau, qui peut être une vitre ou un verre, peut être transparent aux ondes électromagnétiques de longueurs d’onde ou de fréquences comprises, pour les domaines, par exemple du visible, infrarouge, laser ou ultraviolet, de préférence de entre lOnm et 30000 nm et, pour le domaine acoustique, de préférence, entre 50 Hz et 100 kHz. Une telle vitre ou un tel verre permet, par exemple dans le cas d’une application à une tête de traitement laser ou une tête de traitement au Laser hybride, de protéger l’intérieur du appareil, par exemple l’émetteur formé par une source laser, des contraintes environnementales extérieures telles que les poussières ou autres particules provenant de l’opération de traitement de la surface à traiter. En effet, une telle vitre ou un tel verre est directement exposée par sa partie antérieure au contact avec l’extérieur aux particules, poussières ou projections de soudures et emmagasine une partie de l’énergie du faisceau laser. Grâce à la présente invention, il est possible de protéger la vitre ou le verre 1 des contraintes environnementales extérieures et simultanément d’évacuer les excédents de calories absorbées par la vitre ou le verre 1.
Dans une autre application, un tel appareil peut consister en un appareil d’acquisition d’images tel qu’une caméra comprenant un capteur, par exemple connu sous le nom de capteur CCD ou CMOS, et l’élément 1 peut consister également en une vitre ou autre matériau capable de laisser passer les ondes lumineuses provenant de l’environnement extérieur vers le capteur, soit en le capteur lui- même. Il est alors possible d’imaginer tout appareil comprenant tout type de capteur ou d’émetteur, par exemple aussi un émetteur ultrason.
Dans ces appareils pour le traitement par Laser ou pour l’acquisition d’images, l’élément 1 peut consister en le capteur ou l’émetteur correspondant.
La présente invention permet ainsi :
- de créer une enveloppe de protection et de régulation thermique fluidique, formant une barrière ou un bouclier, devant la partie antérieure de l’élément à protéger, protégeant ce dernier des contraintes de l’environnement extérieur telles que des particules, poussières ou projections,
- de favoriser un échange thermique entre ladite enveloppe de protection et de régulation thermique fluidique et l’élément 1 permettant de maintenir ce dernier dans des conditions thermiques maîtrisées et ainsi
- 12minimiser les effets des dilatations thermiques ainsi que le vieillissement prématuré dudit élément 1.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (21)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de protection, par soufflage fluidique, d’un appareil d’émission et/ou de réception des ondes électromagnétiques, ledit appareil comprenant un élément (1) à protéger présentant une partie postérieure en contact avec l’intérieur (2) de l’appareil et une partie antérieure en contact avec l’extérieur (3), ledit élément étant capable de laisser passer lesdites ondes électromagnétiques émises ou reçues suivant un axe de propagation (X), caractérisé en ce qu’il consiste, à partir d’un dispositif de protection à soufflage fluidique équipant ledit appareil et comprenant un canal d’éjection annulaire (4b) se terminant par une fente d’éjection annulaire (4c) débouchant à l’extérieur (3) devant ou à hauteur de la partie antérieure de l’élément (1), de préférence devant ou à hauteur la partie antérieure de l’élément (1) en entourant l’axe de propagation (X) ou en étant centrée sur ce dernier :
    - à injecter au moins un fluide (5), en un ou plusieurs points d’injection (40d), dans le canal d’éjection annulaire (4b) pour former un flux de protection (6),
    - à éjecter à l’extérieur et, de préférence vers l’axe de propagation (X), par la fente d’éjection annulaire (4c), le flux de protection (6) ainsi formé de sorte à créer devant la partie antérieure de l’élément (1), une enveloppe de protection et de régulation thermique (7) aéraulique ou hydraulique ayant pour effet d’empêcher les particules provenant de l’extérieur d’atteindre ledit élément et de permettre un échange thermique entre ce dernier et ledit flux régulant sa température.
  2. 2. Procédé, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il consiste, à partir du canal d’éjection annulaire (4b) adapté, à réaliser l’écoulement du ou de chaque fluide dans ledit canal d’éjection annulaire (4c) jusqu’à la fente d’éjection annulaire (4c) en lui imprimant une forme, et/ou une vitesse déterminée(s).
  3. 3. Procédé, selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’il consiste, à réaliser l’écoulement du ou de chaque fluide dans le canal d’éjection annulaire (4b) en lui imprimant une forme conique ou tourbillonnaire.
  4. 4. Procédé, selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il consiste à réaliser l’écoulement du ou de chaque
    - 14fluide en augmentant sa vitesse entre son point d’injection dans le canal d’éjection annulaire (4b) et la fente d’éjection annulaire (4c).
  5. 5. Procédé, selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il consiste à injecter le ou chaque fluide dans le canal d’éjection annulaire en un ou plusieurs points d’injection réparti(s) dans un même plan ou dans une superposition de plans d’injection coupant perpendiculairement l’axe de révolution ou de symétrie (X), ce de sorte à injecter le ou chaque fluide dans le canal d’éjection annulaire (4b) de manière étagée le long dudit axe.
  6. 6. Procédé, selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’il consiste à injecter un premier fluide dans l’un des plans d’injection et à injecter un second fluide, de préférence de viscosité différente de celle du premier fluide, dans l’autre ou un autre plan d’injection.
  7. 7. Procédé, selon l’une quelconque des revendications 5 à 6, caractérisé en ce qu’il consiste à injecter le ou chaque liquide dans l’un des plans d’éjection avec un angle d’attaque ou une incidence différent(e) de celui ou celle du ou de chaque liquide injecté dans l’autre ou un autre plan d’éjection.
  8. 8. Procédé, selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu’il consiste à réaliser une injection dans plusieurs plans d’injection et en ce qu’il consiste à réaliser un décalage angulaire entre les points d’injection de l’un des plans d’injection et les points d’injection de l’autre ou d’un autre plan d’injection.
  9. 9. Procédé, selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comprend une étape préalable à l’injection consistant à régler la section transversale d’écoulement du canal d’éjection annulaire 4c pour modifier la vitesse d’écoulement du ou de chaque fluide.
  10. 10. Dispositif de protection à soufflage fluidique, convenant à la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, apte et destiné à équiper un appareil d’émission et/ou de réception des ondes électromagnétiques comprenant un élément (1) de protection présentant une partie postérieure en contact avec l’intérieur (2) et une partie antérieure en contact avec l’extérieur (3), ledit élément étant capable de laisser passer lesdites ondes électromagnétiques émises ou reçues suivant un axe de propagation (X), caractérisé en ce qu’il comprend une buse (4) de soufflage fluidique apte à être montée, ou au moins en partie intégrée, sur ou dans ledit appareil, ladite buse comprenant, d’une part, des moyens
    - 15d’amenée (4a) d’au moins un fluide (5), un canal d’éjection annulaire (4b) se terminant par une fente d’éjection annulaire (4c), une paroi externe (4d) et une paroi interne (4e) délimitant entre elles ledit canal d’éjection annulaire (4b), ladite paroi externe (4d) comprenant au moins un orifice d’injection (40d) du ou de chaque fluide dans ledit canal d’éjection annulaire (4b), ladite fente d’éjection annulaire (4c) et, d’autre part, des moyens de fixation (8) permettant la fixation de la buse (4a) sur l’appareil de sorte que la fente d’éjection annulaire débouche à l’extérieur (3) à proximité devant ou à hauteur de la partie antérieure de l’élément (1), de préférence devant ou à hauteur de la partie antérieure de l’élément (1) en entourant l’axe de propagation (X) ou en étant centrée sur ce dernier.
  11. 11. Dispositif, selon la revendication 10, caractérisé en ce que la fente d’éjection annulaire (4c) s’étend le long d’une ligne circulaire ou elliptique.
  12. 12. Dispositif, selon l’une quelconque des revendications 10 à
    11, caractérisé en ce que le canal d’éjection annulaire (4b) délimité entre lesdites parois présente une forme tronconique.
  13. 13. Dispositif, selon l’une quelconque des revendications 10 à
    12, caractérisé en ce que la section transversale d’écoulement du canal d’éjection annulaire (4c) diminue dans la direction d’écoulement du fluide vers la fente d’éjection annulaire (4c).
  14. 14. Dispositif, selon l’une quelconque des revendications 10 à
    13, caractérisé en ce que ou les orifices d’injection (40d) sont situés et réparti(s) dans un même plan d’injection ou dans une superposition de plans d’injection coupant perpendiculairement l’axe de révolution ou de symétrie (X)·
  15. 15. Dispositif, selon la revendication 14, caractérisé en ce qu’il comprend au moins deux plans d’injection et en ce que le ou les orifices d’injection (40d) de l’un des plans d’injection sont décalés angulairement par rapport à ou aux orifices d’injection (40d) de l’autre ou d’un autre plan d’injection.
  16. 16. Dispositif, selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que, dans le ou chaque plan d’injection, le ou les orifices d’injection (40d) sont situés sur un cercle ou une ellipse et en ce que l’axe de révolution ou de symétrie (X) passe par le centre dudit cercle ou de ladite ellipse.
    - 1617. Dispositif, selon la revendication 16, caractérisé en ce que l’axe du ou des orifices d’injection est orienté de sorte à être perpendiculaire à l’axe de révolution ou de symétrie (X) et/ou à couper ce dernier et/ou à passer à proximité dudit axe.
  17. 18. Dispositif, selon l’une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de déplacement et de réglage, tels qu’une bague (4f) de réglage, permettant de régler l’écartement entre la paroi interne (4e) et la paroi externe (4d) de sorte à pouvoir régler la section transversale d’écoulement du canal d’éjection annulaire (4c) pour modifier la vitesse d’écoulement du ou de chaque fluide dans le canal d’injection annulaire (4b).
  18. 19. Appareil d’émission et/ou de réception des ondes électromagnétiques comprenant un élément (1) de protection présentant une partie postérieure en contact avec l’intérieur (2) et une partie antérieure en contact avec l’extérieur (2) de l’appareil, ledit élément étant capable de laisser passer lesdites ondes électromagnétiques émises ou reçues suivant un axe de propagation (X), caractérisé en ce qu’il est équipé d’un dispositif de protection à soufflage fluidique selon l’une quelconque des revendications 10 à 18 et en ce qu’il comprend des moyens de fixation complémentaire (9) aptes et destinés à coopérer avec les moyens de fixation (7) de la buse (4) de soufflage fluidique, et/ou un espace de réception intégrant tout ou partie de la buse de soufflage fluidique, pour permettre sa fixation ou son intégration sur ou dans ledit appareil de sorte que la fente d’éjection annulaire débouche à l’extérieur (3) devant ou à hauteur de la partie antérieure de l’élément (1), de préférence devant ou à hauteur de la partie antérieure de l’élément (1) en entourant l’axe de propagation (X) ou en étant centrée sur ce dernier.
  19. 20. Appareil, selon la revendication 19, caractérisé en ce qu’il comprend un joint d’étanchéité (10) et une pièce de compression (11) dudit joint d’étanchéité (10) et un épaulement (12) et en ce que le joint d’étanchéité (10) est situé et comprimé entre ladite pièce de compression (11) et l’élément (1) à protéger qui vient en butée contre ledit épaulement (12) du côté opposé à la pièce de compression (11) de sorte à assurer le maintien de l’élément 1 et l’étanchéité au niveau de ce dernier entre l’extérieur (3) et l’intérieur (2) du appareil.
  20. 21. Appareil, selon l’une quelconque des revendications 19 à 20, caractérisé en ce qu’il consiste en une tête de traitement au laser
    - 17comprenant un émetteur formant une source laser (13) et en ce que l’élément (1) consiste soit en une vitre, un verre ou autre matériau capable de laisser passer les ondes électromagnétiques constituant le rayonnement lumineux émis par ladite source Laser, soit en l’émetteur lui-même.
  21. 22. Appareil, selon l’une quelconque des revendications 19 à 20, caractérisé en ce qu’il consiste en un appareil d’acquisition d’images, tel qu’une caméra, comprenant un capteur et en ce que l’élément (1) consiste soit en une vitre, un verre ou autre matériau capable de laisser passer les ondes lumineuses provenant de l’environnement extérieur vers le capteur, soit en le capteur lui- même.
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