WO2017012860A1 - Dispositif de rafraichissement d'air pour vehicule automobile et tete de nebulisation associee - Google Patents

Dispositif de rafraichissement d'air pour vehicule automobile et tete de nebulisation associee Download PDF

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WO2017012860A1
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WO
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piezoelectric ceramic
nebulizing
head
air
membrane
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/065866
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Inventor
Laurence Cornu
Vincent Feuillard
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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Publication date
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    • B60H3/00Other air-treating devices
    • B60H3/02Moistening ; Devices influencing humidity levels, i.e. humidity control
    • B60H3/022Moistening ; Devices influencing humidity levels, i.e. humidity control for only humidifying the air
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
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    • B05B17/0638Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced by discharging the liquid or other fluent material through a plate comprising a plurality of orifices
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    • B60H1/3414Nozzles; Air-diffusers with means for adjusting the air stream direction
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    • B60H1/3442Nozzles; Air-diffusers with means for adjusting the air stream direction using only a pivoting frame the frame being spherical

Definitions

  • the invention relates to an air cooling device for a motor vehicle.
  • the invention also relates to a nebulizing head for such an air cooling device.
  • the motor vehicles most often incorporate a ventilation system and / or air conditioning to establish in the cabin temperature below the external temperature.
  • These ventilation and / or air conditioning systems ventilate cooled air so that they bring thermal comfort to the occupants of the vehicle.
  • a first disadvantage of such systems is that the cooled air is dried.
  • the seats at the rear of the cabin are often less well ventilated, so they are also less refreshed.
  • a known solution is to provide an air cooling device including in particular an aeration member through which circulates a flow of air, and a nebulizing head, which can in particular be arranged at the level of the aeration member, so as to deliver microdroplets or droplets of nebulized water into the airflow for ventilation and / or ventilation.
  • the droplets evaporate causing a lowering of temperature due to the latent heat of vaporization which is then absorbed. This is transparent for the passenger or passengers of the vehicle, for example, who feels only the sensation of freshness without perceiving an increase in humidity.
  • the nebulizing head comprises a piezoelectric transducer having a substantially cylindrical body, a substantially annular piezoelectric ceramic arranged to vibrate the piezoelectric transducer, and a membrane arranged at one end of the transducer piezoelectric so as to be driven in vibration by the piezoelectric transducer.
  • the piezoelectric ceramic and the membrane are separated by the body of the intermediate piezoelectric transducer which amplifies the vibrations up to the membrane.
  • This intermediate piezoelectric transducer has the disadvantage of increasing the size of the nebulizing head.
  • the body of the piezoelectric transducer adds a thickness, which decreases the passage section of the air flow when the nebulizing head is mounted on an aeration member through circulates a flow of air. 'air.
  • nebulizing head in a housing to be received in turn in a housing complementary to the aeration member. This further increases the overall size of the air freshening device receiving the nebulizing head in its housing.
  • the invention therefore aims to at least partially overcome these problems of the prior art by providing an air cooling device with a smaller footprint.
  • the subject of the invention is an air cooling device for a motor vehicle, comprising:
  • an airing member configured to diffuse a flow of air towards the passenger compartment of said vehicle
  • a nebulizing head configured to deliver droplets of a nebulizing liquid into the air flow to the passenger compartment of said vehicle, the nebulizing head comprising at least one piezoelectric ceramic and an at least partially perforated membrane;
  • said at least one piezoelectric ceramic is attached to the at least partially perforated membrane, so as to vibrate the at least partially perforated membrane.
  • the nebulization head is compact in size compared to known solutions of the prior art. For example, it is possible to gain 1 mm to 2 mm over the total diameter of the nebulization head relative to a nebulization head comprising a piezoelectric transducer between the membrane and the piezoelectric ceramic.
  • Said at least one piezoelectric ceramic and the at least partially perforated membrane are for example glued or brazed to one another. In this way, the piezoelectric ceramic and the membrane are reliably bonded.
  • the nebulization head comprises a piezoelectric ceramic and an at least partially perforated membrane fixed to one another.
  • the nebulizing head comprises two piezoelectric ceramics and an at least partially perforated membrane arranged between the two piezoelectric ceramics.
  • the piezoelectric ceramic (s) and the at least partially perforated membrane are concentric.
  • the piezoelectric ceramic or ceramic (s) has a generally annular general shape, and the at least partially perforated membrane has a general disc shape arranged centrally with respect to the piezoelectric ceramic (s). orifice of the annular form of the piezoelectric ceramic.
  • the nebulizing head comprises a substantially annular generally piezoelectric ceramic and the at least partially perforated membrane is arranged in the orifice of the substantially annular shape of the piezoelectric ceramic.
  • the at least partially perforated membrane is arranged against the piezoelectric ceramic (s).
  • the nebulizing head is mounted on the aeration member, which makes it possible to optimize the mixing between the air flow diffused by the aeration member and the droplets of Nebulized liquid delivered by the nebulizing head.
  • the passage section of the air flow at the level of the aeration member is greater relative to an aeration member incorporating a head with a piezoelectric transducer intermediate between the ceramic piezoelectric and vibrating membrane.
  • the nebulizing head is for example arranged substantially in the center of the aeration member.
  • the aeration member may comprise an at least partially perforated element, for example made in the form of a ventilation grille, in which case the nebulizing head may be mounted on the ventilation grille.
  • the nebulizing head is arranged projecting relative to the aeration member, on the side of the outlet of the air flow of the aeration member.
  • the nebulizing head is arranged flush with the aeration member, on the side of the outlet of the air flow of the aeration member.
  • the droplets of nebulized liquid are therefore generated downstream of the ventilation mouth of the aeration member from which the air flow is expelled.
  • the droplets are sprayed directly to the passenger compartment of the vehicle, in the air flow.
  • the air cooling device comprises a fogging liquid supply chamber of the fogging head, the fogging liquid supply chamber being arranged upstream of the fogging head. depending on the direction of flow of the droplets.
  • Such a feed chamber dispenses with the use of a porous material, such as a wick, to bring the nebulizing liquid to the fogging head, and thus makes it possible to avoid stagnation of the nebulizing liquid, which would risk promote the proliferation of bacteria and / or bio-films or algae.
  • the nebulizing liquid supply chamber is advantageously mounted in the aeration device of the air cooling device, upstream of the nebulizing head in the direction of flow of the droplets and in the direction of flow of air flow.
  • the air cooling device comprises a sealing means arranged between the nebulizing head and the nebulizing liquid supply chamber, so as to ensure the seal between the chamber power supply and the piezoelectric ceramic (s) to be electrically powered.
  • the sealing means can be arranged against the periphery of the at least partially perforated membrane in contact with the piezo ceramic. electric.
  • the sealing means is arranged between the supply chamber and a piezoelectric ceramic.
  • the sealing means is for example made in the form of a seal, such as an O-ring.
  • the piezoelectric ceramic has a first face and a second face opposite to the first face.
  • the sealing means is arranged on the side of the first face and power supply means of the piezoelectric ceramic are provided on the second face.
  • the sealing means may be arranged against the periphery of the membrane in contact with the first face of the piezoelectric ceramic.
  • the invention also relates to a nebulizing head for an air cooling device as defined above, the nebulizing head comprising at least one piezoelectric ceramic and an at least partially perforated membrane, characterized in that said at least one piezoelectric ceramic is attached to the at least partially perforated membrane, so as to vibrate the at least partially perforated membrane.
  • the nebulization head without a piezoelectric transducer has a compact size which facilitates its integration for example on a ventilation member of a cooling device for a passenger compartment of a motor vehicle.
  • FIG. 1 is a diagrammatic front view of an air cooling device according to the invention
  • FIG. 2 schematically represents a profile sectional view of the air cooling device of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a schematic sectional view showing a nebulizing head and a fogging liquid supply chamber of the nebulizing head.
  • the invention relates to a device 1 for refreshing an air flow, for a motor vehicle.
  • the cooling device 1 of an air flow is for example connected to a ventilation network of an existing ventilation and / or air conditioning system in the motor vehicle.
  • the cooling device 1 of an air flow may include its own fan, commonly called blower, for moving a flow of air to be treated, to the passenger compartment of a motor vehicle.
  • blower for moving a flow of air to be treated, to the passenger compartment of a motor vehicle.
  • the power supply of the potential blower can be via an electrical cable connected to the vehicle electrical network or alternatively to an independent energy storage means.
  • the cooling device 1 of an air flow comprises:
  • a nebulizing head 3 arranged to deliver droplets of nebulizing liquid in the air flow, the nebulizing head 3 comprising at least one piezoelectric ceramic 5 and a membrane 7 at least partially perforated, or micro-perforated.
  • the invention relates more particularly to the nebulizing head 3.
  • the aeration member 2 also called aerator, has a crown shape.
  • This aeration member 2 opens into the passenger compartment of a motor vehicle, so as to diffuse a flow of air in the passenger compartment of the vehicle.
  • the aeration member 2 has an opening 9 forming a vent.
  • the opening 9 may have a substantially circular shape, the diameter of which is for example of the order of 60 mm.
  • the opening 9 of the aeration member 2 defines a housing adapted to receive an at least partially perforated element such as a ventilation grid 11.
  • the ventilation grid 11 is advantageously mounted movably on the aeration member 2 with at least one degree of freedom, so that the orientation of the grid aeration 11 can be adjusted to change the direction of flow of the air flow.
  • the ventilation grille 11 has a periphery 13 of external shape complementary to the shape of the inner wall of the housing of the aeration member 2.
  • the ventilation grille 11 has a plurality of fins 15. According to a particular embodiment illustrated in FIG. 1, the fins 15 extend from the inner face of the periphery 13 of the ventilation grille 11 'to an internal support 17.
  • the internal support 17 may be arranged substantially in the center of the ventilation grille 11.
  • the internal support 17 has for example a generally tubular general shape which extends along a longitudinal axis A.
  • the nebulizing head 3 is itself configured to dispense droplets of nebulized liquid to the passenger compartment, in the form of mist or fog B.
  • the nebulizing head 3 may be arranged next to the aeration member 2, above, below, or downstream of the aeration member 2 in the direction of flow of the air flow F diffused.
  • the nebulizing head 3 is arranged on the aeration member 2. In this case, the mixture between the air flow F and the mist B generated by the nebulizing head 3 is better.
  • Any fastening means adapted to hold the nebulizing head 3 on the aeration member 2 may be provided.
  • a fastening by clamping, screwing, gluing, or a removable or removable fastener. for example by clipping.
  • the nebulizing head 3 is mounted in the internal support 17 of the ventilation grille 11.
  • the nebulizing head 3 can be arranged substantially in the center of the ventilation grille 11.
  • the nebulizing head 3 in the case where the nebulizing head 3 is arranged on the aeration member 2, the nebulizing head 3 can be mounted flush with the ventilation grid 11 and the internal support 17, the side of the air outlet of the aeration member 2.
  • the surface of the nebulizing head 3 opening towards the passenger compartment of the vehicle is on the same plane as the surface of its support 17.
  • the nebulizing head 3 is arranged projecting with respect to the ventilation grid 11 and the internal support 17 of the aeration member 2 on the air outlet side of the organ ventilation 2.
  • the droplets from the nebulizing head 3 are generated in the air flow F, downstream of the aeration member 2 according to the flow direction of the air flow F, in the case of an automotive application, the droplets from the nebulizing head 3 are generated directly inside the passenger compartment of the vehicle.
  • the nebulizing head 3 comprises a piezoelectric ceramic 5 and a membrane 7 fixed to one another.
  • the membrane 7 is for example made of tin or stainless material.
  • the piezoelectric ceramic 5 may have a first face 5a and a second face 5b opposite the first face 5a, and the membrane 7 is for example arranged in direct contact with the first face 5a of the piezoelectric ceramic 5.
  • the nebulizing head 3 comprises two piezoelectric ceramics 5 and a membrane 7 arranged between the two piezoelectric ceramics 5 and fixed to the two piezoelectric ceramics 5.
  • the membrane 7 may be bonded or brazed to the piezoelectric ceramic 5 or to the piezoelectric ceramics 5.
  • any other assembly means allowing a reliable connection can be envisaged.
  • the piezoelectric ceramic (s) 5 and the membrane 7 are advantageously concentric.
  • the central axis of the membrane 7 and the one or more ceramic (s) piezoelectric (s) 5 coincides with the longitudinal axis A central of the inner support 17 of the aeration member 2 (see Figure 2).
  • a piezoelectric ceramic 5 has a generally substantially annular shape, with an outside diameter that can be of the order of 15 mm to 20 mm, and an inside diameter of about 8 mm to 10 mm. mm.
  • the membrane 7 may have a general disc shape.
  • the disk-shaped membrane 7 is advantageously arranged centrally with respect to the orifice of the annular shape of the piezoelectric ceramic 5 or piezoelectric ceramics 5.
  • a membrane 7 arranged against one or more piezoelectric ceramic (s) 5 it is possible to provide a membrane 7 of external diameter which corresponds to the outside diameter of a piezoelectric ceramic 5, here of the order of 15 mm to 20 mm, and a perforated or even micro-perforated central zone, of diameter which corresponds to the internal diameter of a piezoelectric ceramic 5, here of the order of 8 mm to 10 mm, here.
  • the membrane 7 has a thickness, for example of the order of
  • the thickness of the nebulizing head 3 comprising a membrane 7 and one or two ceramics 5 is for example of the order of 0.7 mm.
  • the vibration of the membrane 7 makes it possible to generate the droplets in the form of mist or fog B.
  • the size of the droplets generated is in particular of the order of 5 ⁇ at 15 ⁇ , preferably of the order of 8 ⁇ . at 12 ⁇ .
  • the perforations of the membrane 7 have a diameter of the order of 5 ⁇ at 15 ⁇ , preferably of the order of 8 ⁇ at 12 ⁇ .
  • the size of the perforations of the membrane 7 is advantageously chosen to obtain droplets with sufficient flow and without the droplets generated being too large not to wet the passengers of the vehicle in particular.
  • the flow rate is for example of the order of 1 ml / min to 4 ml / min.
  • the nebulizing head 3, and more particularly the membrane 7, is intended to be supplied with nebulizing liquid.
  • the nebulizing liquid is for example water.
  • any means of supplying nebulizing liquid, promoting the stagnation of the water, which would entail a risk of developing mold or bacteria, are avoided.
  • the cooling device 1 comprises a supply chamber 19 for nebulizing liquid of the nebulizing head 3.
  • the feed chamber 19 is arranged upstream of the nebulizing head 3 according to the direction of flow of the nebulized liquid droplets.
  • the feed chamber 19 is formed in the aeration member 2, for example in the form of a cavity provided upstream of the nebulizing head 3.
  • the aeration member 2 comprises for this purpose one or more walls 20 for delimiting the supply chamber 19.
  • the feed chamber 19 has a generally cylindrical general shape.
  • This feed chamber 19 is connected to at least two nebulization liquid circulation channels, the circulation of the nebulizing liquid being shown schematically by the arrows 21 in the figures.
  • These nebulization liquid circulation channels are intended to be connected to at least one reservoir (not shown) of the nebulizing liquid and possibly at least one pumping device to allow the circulation of the nebulizing liquid.
  • a sealing means 23 arranged between the supply chamber 19 and the nebulizing head 3, so as to ensure a seal between the supply chamber 19 and the piezoelectric ceramic (s). (s) 5, more precisely so as to ensure the seal between the first face 5a of a piezoelectric ceramic 5 facing the feed chamber 19 and the opposite second face 5b of the piezoelectric ceramic 5 .
  • the sealing means 23 is arranged against the periphery of the membrane 7 which is in contact with piezoelectric ceramic 5.
  • the sealing means 23 may be arranged against the periphery of the membrane 7 in contact with the first face 5a of the piezoelectric ceramic 5.
  • the membrane 7 can thus be supplied with nebulizing liquid through this supply chamber 19 and the jet of nebulized liquid droplets can be expelled through the orifice of the piezoelectric ceramic 5.
  • the sealing means 23 is for example made in the form of a seal, in particular an O-ring.
  • the nebulizing head 3 advantageously comprises electrical supply means 25, such as electrical cables 25 (visible in FIG. 3), allowing the electrical supply of a piezoelectric ceramic 5.
  • electrical supply means 25 such as electrical cables 25 (visible in FIG. 3), allowing the electrical supply of a piezoelectric ceramic 5.
  • each piezoelectric ceramic 5 is intended to be electrically powered.
  • the electric cables 25 may be connected to the vehicle electrical network or alternatively to an independent energy storage means.
  • the electrical cables 25 are advantageously arranged on the same face of a piezoelectric ceramic 5, here on the second face 5b of the piezoelectric ceramic 5 opposite to the first face 5a of the ceramic piezoelectric 5 opposite the feed chamber 19.
  • the first face 5a of the piezoelectric ceramic 5 is here also facing the membrane 7 and the sealing means 23.
  • the sealing means 23 is therefore arranged on the side of the first face 5a of the piezoelectric ceramic 5 and the electrical cables 25 for the electrical supply of the piezoelectric ceramic 5 are provided on the opposite second face 5b. This ensures the supply of nebulizing liquid of the membrane 7 through this supply chamber 19 on one side of the piezoelectric ceramic 5 and the power supply of the piezoelectric ceramic 5 on the other side all in ensuring a seal between the two sides.
  • the electrical cables 25 are arranged one on the first face 5a and the other on the second face 5b of the piezoelectric ceramic 5.
  • the sealing means 23 is according to this embodiment arranged on the side of the first face 5a of the piezoelectric ceramic 5 in particular in order to create a seal of the supply chamber 19 with respect to the electric cable arranged on the first face 5a of the piezoelectric ceramic 5.
  • the support 17 comprises at least one opening, for example, a slot, at the level of the connection of the electrical cables 25 to the piezoelectric ceramic 5, allowing the passage of the electrical cables 25 .
  • such a nebulizing head 3 even without an intermediate piezoelectric transducer between the piezoelectric ceramic 5 and the membrane 7, ensures a sufficient flow rate for the cooling of the air flow F to the passenger compartment of the vehicle by nebulization of liquid droplets delivered in this flow of air F.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de rafraîchissement d'air (1) pour véhicule automobile, comprenant : - un organe d'aération (2) configuré pour diffuser un flux d'air à destination de l'habitacle dudit véhicule, et - une tête de nébulisation (3) pour délivrer des gouttelettes d'un liquide de nébulisation dans le flux d'air à destination de l'habitacle dudit véhicule, la tête de nébulisation comprenant au moins une céramique piézo-électrique (5) et une membrane au moins partiellement perforée (7). Selon l'invention, ladite au moins une céramique piézo-électrique (5) est fixée à la membrane au moins partiellement perforée (7), de manière à faire vibrer la membrane (7). L'invention concerne également une tête de nébulisation (3) pour un tel dispositif de rafraîchissement d'air (1).

Description

DISPOSITIF DE RAFRAICHISSEMENT D'AIR POUR VEHICULE AUTOMOBILE ET TETE DE NEBULISATION ASSOCIEE
L'invention concerne un dispositif de rafraîchissement d'air pour véhicule automobile. L'invention concerne encore une tête de nébulisation pour un tel dispositif de rafraîchissement d'air.
Afin d'assurer le confort thermique des passagers d'un véhicule par exemple, les véhicules automobiles intègrent le plus souvent un système de ventilation et/ou de climatisation permettant d'établir dans l'habitacle une température inférieure à la température externe .
Ces systèmes de ventilation et/ou de climatisation ventilent de l'air rafraîchi de sorte qu'ils apportent un confort thermique aux occupants du véhicule.
Un premier inconvénient de tels systèmes est que l'air rafraîchi est asséché. Par ailleurs, les places situées à l'arrière de l'habitacle sont souvent moins bien ventilées, de sorte qu'elles sont aussi moins bien rafraîchies.
Il est aussi à noter que tous les véhicules ne sont pas nécessairement munis de climatiseur.
Afin d'améliorer la situation, il est connu de nébuliser un liquide tel que de l'eau. À cet effet, une solution connue est de prévoir un dispositif de rafraîchissement d'air comprenant notamment un organe d'aération à travers lequel circule un flux d'air, et une tête de nébulisation, qui peut notamment être agencée au niveau de l'organe d'aération, de manière à délivrer des microgouttes ou gouttelettes d'eau nébulisée dans le flux d'air destiné à l'aération et/ou la ventilation. Les gouttelettes s'évaporent en provoquant un abaissement de température du fait de la chaleur latente de vaporisation qui est alors absorbée. Ceci est transparent pour le ou les passagers du véhicule par exemple qui ne ressent(ent) que la sensation de fraîcheur sans percevoir d'augmentation d'humidité.
Une telle solution permet de pallier au moins partiellement l'absence de climatiseur ou d'améliorer le rafraîchissement de l'habitacle quand un tel climatiseur est présent, mais insuffisant localement. Cette solution contribue également à humidifier l'air. Selon les solutions connues, la tête de nébulisation comporte un transducteur piézo-électrique présentant un corps sensiblement cylindrique, une céramique piézoélectrique de forme sensiblement annulaire agencée de manière à entraîner en vibration le transducteur piézo-électrique, et une membrane agencée à une extrémité du transducteur piézo-électrique de manière à être entraînée en vibration par le transducteur piézo-électrique.
La céramique piézo-électrique et la membrane sont donc séparées par le corps du transducteur piézo-électrique intermédiaire qui permet d'amplifier les vibrations jusqu'à la membrane. Ce transducteur piézo-électrique intermédiaire présente l'inconvénient d'augmenter la taille de la tête de nébulisation. En outre, avec cette solution connue, le corps du transducteur piézo-électrique rajoute une épaisseur, ce qui diminue la section de passage du flux d'air lorsque la tête de nébulisation est montée sur un organe d'aération à travers circule un flux d'air.
De plus, afin de faciliter l'intégration sur un organe d'aération notamment, il est connu d'assembler la tête de nébulisation dans un boîtier destiné à être reçu à son tour dans un boîtier complémentaire de l'organe d'aération. Ceci augmente encore l'encombrement général du dispositif de rafraîchissement d'air recevant la tête de nébulisation dans son boîtier.
L'invention a donc pour objectif de pallier au moins partiellement ces problèmes de l'art antérieur en proposant un dispositif de rafraîchissement d'air avec un encombrement moindre.
À cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de rafraîchissement d'air pour véhicule automobile, comprenant :
- un organe d'aération configuré pour diffuser un flux d'air à destination de l'habitacle dudit véhicule, et
- une tête de nébulisation configurée pour délivrer des gouttelettes d'un liquide de nébulisation dans le flux d'air à destination de l'habitacle dudit véhicule, la tête de nébulisation comprenant au moins une céramique piézo-électrique et une membrane au moins partiellement perforée,
caractérisé en ce que ladite au moins une céramique piézo-électrique est fixée à la membrane au moins partiellement perforée, de manière à faire vibrer la membrane au moins partiellement perforée.
La tête de nébulisation est de taille compacte par rapport aux solutions connues de l'art antérieur. On peut gagner par exemple 1 mm à 2 mm sur le diamètre total de la tête de nébulisation par rapport à une tête de nébulisation comprenant un transducteur piézo-électrique entre la membrane et la céramique piézo-électrique.
Ceci peut faciliter notamment son intégration dans l'organe d'aération sans augmenter l'encombrement. En effet, seules la membrane et la céramique piézoélectrique sont à insérer dans un logement de l'organe d'aération par exemple. On peut supprimer le boîtier de la tête de nébulisation.
Ladite au moins une céramique piézo-électrique et la membrane au moins partiellement perforée sont par exemple collées ou encore brasées l'une à l'autre. De la sorte, la céramique piézo-électrique et la membrane sont liées de façon fiable.
Selon un exemple de réalisation, la tête de nébulisation comprend une céramique piézo-électrique et une membrane au moins partiellement perforée fixées l'une à l'autre.
Selon un autre exemple de réalisation, la tête de nébulisation comprend deux céramiques piézo-électriques et une membrane au moins partiellement perforée agencée entre les deux céramiques piézo-électriques.
Selon un aspect de l'invention, la ou les céramique(s) piézo-électrique(s) et la membrane au moins partiellement perforée sont concentriques.
Selon un exemple de réalisation, la ou les céramique(s) piézo-électrique(s) présente(nt) une forme générale sensiblement annulaire, et la membrane au moins partiellement perforée présente une forme générale de disque agencée de façon centrée par rapport à l'orifice de la forme annulaire de la céramique piézo-électrique.
Selon un mode de réalisation, la tête de nébulisation comprend une céramique piézo-électrique de forme générale sensiblement annulaire et la membrane au moins partiellement perforée est agencée dans l'orifice de la forme sensiblement annulaire de la céramique piézo-électrique. Selon un autre aspect de l'invention, la membrane au moins partiellement perforée est agencée contre la ou les céramique(s) piézo-électrique(s).
Selon encore un autre aspect de l'invention, la tête de nébulisation est montée sur l'organe d'aération, ce qui permet d'optimiser le mélange entre le flux d'air diffusé par l'organe d'aération et les gouttelettes de liquide nébulisé délivrées par la tête de nébulisation.
Avec une telle tête de nébulisation compacte, la section de passage du flux d'air au niveau de l'organe d'aération est plus grande par rapport à un organe d'aération intégrant une tête avec un transducteur piézo-électrique intermédiaire entre la céramique piézo-électrique et la membrane vibrante.
La tête de nébulisation est par exemple agencée sensiblement au centre de l'organe d'aération.
L'organe d'aération peut comprendre un élément au moins partiellement ajouré, par exemple réalisé sous la forme d'une grille d'aération, dans ce cas la tête de nébulisation peut être montée sur la grille d'aération.
Avantageusement, la tête de nébulisation est agencée en saillie par rapport à l'organe d'aération, du côté de la sortie du flux d'air de l'organe d'aération.
Alternativement, la tête de nébulisation est agencée affleurante à l'organe d'aération, du côté de la sortie du flux d'air de l'organe d'aération.
Les gouttelettes de liquide nébulisé sont donc générées en aval de la bouche d'aération de l'organe d'aération d'où le flux d'air est expulsé. Ainsi en application automobile, les gouttelettes sont pulvérisées directement vers l'habitacle du véhicule, dans le flux d'air.
Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif de rafraîchissement d'air comprend une chambre d'alimentation en liquide de nébulisation de la tête de nébulisation, la chambre d'alimentation en liquide de nébulisation étant agencée en amont de la tête de nébulisation selon le sens d'écoulement des gouttelettes.
Une telle chambre d'alimentation dispense d'utiliser un matériau poreux, tel qu'une mèche, pour amener le liquide de nébulisation jusqu'à la tête de nébulisation, et permet donc d'éviter une stagnation du liquide de nébulisation, qui risquerait de favoriser la prolifération de bactéries et/ou de bio-films ou d'algues.
En outre, la chambre d'alimentation en liquide de nébulisation est avantageusement montée dans l'organe d'aération du dispositif de rafraîchissement d'air, en amont de la tête de nébulisation selon le sens d'écoulement des gouttelettes et selon le sens d'écoulement du flux d'air.
La chambre d'alimentation peut être facilement réalisée dans l'organe d'aération par une cavité en amont de la tête de nébulisation. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif de rafraîchissement d'air comprend un moyen d'étanchéité agencé entre la tête de nébulisation et la chambre d'alimentation en liquide de nébulisation, de manière à assurer l'étanchéité entre la chambre d'alimentation et la ou les céramique(s) piézo-électrique(s) devant être alimentée(s) électriquement.
Dans le cas où la membrane est agencée entre la chambre d'alimentation en liquide de nébulisation et une céramique piézo-électrique, le moyen d'étanchéité peut être agencé contre le pourtour de la membrane au moins partiellement perforée en contact avec la céramique piézo-électrique.
En variante, le moyen d'étanchéité est agencé entre la chambre d'alimentation et une céramique piézo-électrique.
Le moyen d'étanchéité est par exemple réalisé sous la forme d'un joint d'étanchéité, tel qu'un joint torique.
Selon un mode de réalisation particulier, la céramique piézo-électrique présente une première face et une deuxième face opposée à la première face. Le moyen d'étanchéité est agencé du côté de la première face et des moyens d'alimentation électrique de la céramique piézo-électrique sont prévus sur la deuxième face.
Notamment, le moyen d'étanchéité peut être agencé contre le pourtour de la membrane en contact avec la première face de la céramique piézo-électrique.
On assure ainsi l'étanchéité entre les deux faces de la céramique piézoélectrique. L'invention concerne également une tête de nébulisation pour un dispositif de rafraîchissement d'air tel que défini précédemment, la tête de nébulisation comprenant au moins une céramique piézo-électrique et une membrane au moins partiellement perforée, caractérisée en ce que ladite au moins une céramique piézo-électrique est fixée à la membrane au moins partiellement perforée, de manière à faire vibrer la membrane au moins partiellement perforée.
La tête de nébulisation dépourvue de transducteur piézo-électrique, présente une taille compacte qui facilite son intégration par exemple sur un organe d'aération d'un dispositif de rafraîchissement pour un habitacle de véhicule automobile.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique de face d'un dispositif de rafraîchissement d'air selon l'invention,
- la figure 2 représente de façon schématique une vue en coupe de profil du dispositif de rafraîchissement d'air de la figure 1,
- la figure 3 est une vue en coupe schématique représentant une tête de nébulisation et une chambre d'alimentation en liquide de nébulisation de la tête de nébulisation.
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations.
En référence à la figure 1, l'invention concerne un dispositif de rafraîchissement 1 d'un flux d'air, pour véhicule automobile. Le dispositif de rafraîchissement 1 d'un flux d'air est par exemple relié à un réseau de ventilation d'un système de ventilation et/ou de climatisation existant dans le véhicule automobile.
En alternative, le dispositif de rafraîchissement 1 d'un flux d'air peut comporter son propre ventilateur, couramment appelé pulseur, permettant de mettre en mouvement un flux d'air à traiter, à destination de l'habitacle d'un véhicule automobile. L'alimentation en courant de l'éventuel pulseur peut se faire via un câble électrique connecté au réseau électrique du véhicule ou en variante à un moyen de stockage d'énergie indépendant.
Le dispositif de rafraîchissement 1 d'un flux d'air comporte :
- un organe d'aération 2 permettant de diffuser un flux d'air vers l'habitacle du véhicule automobile, et
- une tête de nébulisation 3 agencée pour délivrer des gouttelettes du liquide de nébulisation dans le flux d'air, la tête de nébulisation 3 comprenant au moins une céramique piézo-électrique 5 et une membrane 7 au moins partiellement perforée, voire micro-perforée.
L'invention concerne plus particulièrement la tête de nébulisation 3.
Organe d'aération
Selon le mode de réalisation particulier des figures 1 et 2, l'organe d'aération 2, également appelé aérateur, présente une forme de couronne. Cet organe d'aération 2 débouche dans l'habitacle d'un véhicule automobile, de manière à diffuser un flux d'air dans l'habitacle du véhicule.
L'organe d'aération 2 présente une ouverture 9 formant bouche d'aération. L'ouverture 9 peut présenter une forme sensiblement circulaire, dont le diamètre est par exemple de l'ordre de 60 mm. De plus, l'ouverture 9 de l'organe d'aération 2 définit un logement apte à recevoir un élément au moins partiellement ajouré tel qu'une grille d'aération 11.
La grille d'aération 11 est avantageusement montée mobile sur l'organe d'aération 2 avec au moins un degré de liberté, de sorte que l'orientation de la grille d'aération 11 puisse être réglée de manière à modifier la direction d'écoulement du flux d'air.
La grille d'aération 11 présente un pourtour 13 de forme extérieure complémentaire de la forme de la paroi interne du logement de l'organe d'aération 2.
De plus, la grille d'aération 11 présente une pluralité d'ailettes 15. Selon un exemple de réalisation particulier illustré sur la figure 1, les ailettes 15 s'étendent depuis la face interne du pourtour 13 de la grille d'aération 11 jusqu'à un support interne 17.
Le support interne 17 peut être agencé sensiblement au centre de la grille d'aération 11. Le support interne 17 présente par exemple une forme générale sensiblement tubulaire qui s'étend selon un axe longitudinal A.
Tête de nébulisation
La tête de nébulisation 3, mieux visible sur la figure 2, est quant à elle configurée pour distribuer des gouttelettes de liquide nébulisé vers l'habitacle, sous forme de brume ou de brouillard B.
Selon une variante non illustrée, la tête de nébulisation 3 peut être agencée à côté de l'organe d'aération 2, au-dessus, en dessous, ou en aval de l'organe d'aération 2 selon le sens d'écoulement du flux d'air F diffusé.
Selon un mode de réalisation préféré illustré sur les figures 1 et 2, la tête de nébulisation 3 est agencée sur l'organe d'aération 2. Dans ce cas, le mélange entre le flux d'air F et la brume B générée par la tête de nébulisation 3 se fait mieux.
On peut prévoir tout moyen de fixation adapté pour maintenir la tête de nébulisation 3 sur l'organe d'aération 2. On peut citer à titre d'exemple non limitatif une fixation par serrage, vissage, collage, ou encore une fixation démontable ou amovible par exemple par clipsage.
Dans l'exemple particulier illustré, la tête de nébulisation 3 est montée dans le support interne 17 de la grille d'aération 11.
La tête de nébulisation 3 peut être agencée sensiblement au centre de la grille d'aération 11.
De plus, dans le cas où la tête de nébulisation 3 est agencée sur l'organe d'aération 2, la tête de nébulisation 3 peut être montée affleurante à la grille d'aération 11 et au support interne 17, du côté de la sortie d'air de l'organe d'aération 2. Autrement dit, la surface de la tête de nébulisation 3 débouchant vers l'habitacle du véhicule est sur le même plan que la surface de son support 17.
Selon un mode de réalisation avantageux, la tête de nébulisation 3 est agencée en saillie par rapport à la grille d'aération 11 et au support interne 17 de l'organe d'aération 2 du côté de la sortie d'air de l'organe d'aération 2.
Ainsi, en fonctionnement, les gouttelettes issues de la tête de nébulisation 3 sont générées dans le flux d'air F, en aval de l'organe d'aération 2 selon le sens d'écoulement du flux d'air F, dans le cas d'une application automobile, les gouttelettes issues de la tête de nébulisation 3 sont donc générées directement à l'intérieur de l'habitacle du véhicule.
Par ailleurs, selon un exemple de réalisation, la tête de nébulisation 3 comprend une céramique piézo-électrique 5 et une membrane 7 fixées l'une à l'autre. La membrane 7 est par exemple réalisée en étain ou en matériau inoxydable.
En référence à la figure 3, la céramique piézo-électrique 5 peut présenter une première face 5a et une deuxième face 5 b opposée à la première face 5a, et la membrane 7 est par exemple agencée en contact direct contre la première face 5a de la céramique piézo-électrique 5.
Selon un autre exemple de réalisation (non représenté sur les figures), la tête de nébulisation 3 comprend deux céramiques piézo-électriques 5 et une membrane 7 agencée entre les deux céramiques piézo-électriques 5 et fixées aux deux céramiques piézo-électriques 5.
La membrane 7 peut être collée ou brasée à la céramique piézo-électrique 5 ou aux céramiques piézo-électriques 5. Bien entendu, tout autre moyen d'assemblage permettant une liaison fiable peut être envisagé.
La ou les céramique(s) piézo-électrique(s) 5 et la membrane 7 sont avantageusement concentriques. De plus, dans le cas où la tête de nébulisation 3 est agencée sur l'organe d'aération 2, l'axe central de la membrane 7 et de la ou des céramique(s) piézo-électrique(s) 5 coïncide avec l'axe longitudinal A central du support interne 17 de l'organe d'aération 2 (voir figure 2).
À titre d'exemple, une céramique piézo-électrique 5 présente une forme générale sensiblement annulaire, avec un diamètre extérieur qui peut être de l'ordre de 15 mm à 20 mm, et un diamètre intérieur de l'ordre de 8 mm à 10 mm.
La membrane 7 peut présenter une forme générale de disque.
La membrane 7 en forme de disque est avantageusement agencée de façon centrée par rapport à l'orifice de la forme annulaire de la céramique piézo-électrique 5 ou des céramiques piézo-électriques 5.
Dans le cas d'une membrane 7 agencée contre une ou des céramique(s) piézoélectriques 5, on peut prévoir une membrane 7 de diamètre extérieur qui correspond au diamètre extérieur d'une céramique piézo-électrique 5, ici de l'ordre de 15 mm à 20 mm, et une zone centrale perforée, voire micro-perforée, de diamètre qui correspond au diamètre intérieur d'une céramique piézo-électrique 5, ici de l'ordre de 8 mm à 10 mm, ici.
Dans le cas d'une membrane 7 et d'une céramique piézo-électrique 5, on peut prévoir une membrane 7 perforée de diamètre extérieur correspondant au diamètre intérieur de la céramique piézo-électrique 5, de manière à agencer la membrane 7 en forme de disque dans l'orifice de la forme annulaire de la céramique piézo-électrique 5.
Par ailleurs, la membrane 7 présente une épaisseur par exemple de l'ordre de
40 μιη.
L'épaisseur de la tête de nébulisation 3 comprenant une membrane 7 et une ou deux céramiques 5 est par exemple de l'ordre de 0,7 mm. De plus, la vibration de la membrane 7 permet de générer les gouttelettes sous forme de brume ou de brouillard B. La taille des gouttelettes générées est notamment de l'ordre de 5 μιη à 15 μιη, de préférence de l'ordre de 8 μιη à 12 μιη. Les perforations de la membrane 7 présentent à cet effet un diamètre de l'ordre de 5 μιη à 15 μιη, de préférence de l'ordre de 8 μιη à 12 μιη. Bien entendu, la taille des perforations de la membrane 7 est avantageusement choisie pour obtenir des gouttelettes avec un débit suffisant et sans que les gouttelettes générées ne soient trop grosses pour ne pas mouiller les passagers du véhicule notamment. Le débit est par exemple de l'ordre de lmL/min à 4mL/min.
Afin de générer les gouttelettes de liquide nébulisé, la tête de nébulisation 3, et plus particulièrement la membrane 7, est destinée à être alimentée en liquide de nébulisation. Le liquide de nébulisation est par exemple de l'eau.
Avantageusement, on évite tout moyen d'alimentation en liquide de nébulisation, favorisant la stagnation de l'eau, qui entraînerait un risque de développement de moisissure ou de bactéries.
Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 3, le dispositif de rafraîchissement 1 comprend une chambre d'alimentation 19 en liquide de nébulisation de la tête de nébulisation 3.
En référence à la figure 3, la chambre d'alimentation 19 est agencée en amont de la tête de nébulisation 3 selon le sens d'écoulement des gouttelettes de liquide nébulisé.
Plus précisément, dans cet exemple la chambre d'alimentation 19 est ménagée dans l'organe d'aération 2, par exemple sous forme de cavité prévue en amont de la tête de nébulisation 3. L'organe d'aération 2 comprend à cet effet une ou plusieurs parois 20 pour délimiter la chambre d'alimentation 19.
Dans l'exemple illustré, la chambre d'alimentation 19 présente une forme générale sensiblement cylindrique.
Cette chambre d'alimentation 19 est reliée à au moins deux canaux de circulation du liquide de nébulisation, la circulation du liquide de nébulisation étant schématisée par les flèches 21 sur les figures. Ces canaux de circulation du liquide de nébulisation sont destinés à être reliés à au moins un réservoir (non représenté) du liquide de nébulisation et éventuellement au moins un dispositif de pompage afin de permettre la circulation du liquide de nébulisation.
On prévoit en outre un moyen d'étanchéité 23 agencé entre la chambre d'alimentation 19 et la tête de nébulisation 3, de manière à assurer l'étanchéité entre la chambre d'alimentation 19 et la ou les céramique(s) piézo-électrique(s) 5, plus précisément de manière à assurer l'étanchéité entre la première face 5a d'une céramique piézo-électrique 5 en regard de la chambre d'alimentation 19 et la deuxième face 5 b opposée de la céramique piézo-électrique 5. Selon l'exemple illustré sur la figure 3, avec la membrane 7 agencée entre la chambre d'alimentation 19 et une céramique piézo-électrique 5, le moyen d'étanchéité 23 est agencé contre le pourtour de la membrane 7 qui est en contact avec la céramique piézo-électrique 5. En particulier, le moyen d'étanchéité 23 peut être agencé contre le pourtour de la membrane 7 en contact avec la première face 5a de la céramique piézoélectrique 5.
La membrane 7 peut ainsi être alimentée en liquide de nébulisation grâce à cette chambre d'alimentation 19 et le jet de gouttelettes de liquide nébulisé peut être expulsé à travers l'orifice de la céramique piézo-électrique 5.
Le moyen d'étanchéité 23 est par exemple réalisé sous la forme d'un joint d'étanchéité, notamment un joint torique.
Par ailleurs, la tête de nébulisation 3 comprend avantageusement des moyens d'alimentation électrique 25, tels que des câbles électriques 25 (visibles sur la figure 3), permettant l'alimentation électrique d'une céramique piézo-électrique 5. Bien entendu, dans le cas de plusieurs céramiques piézo-électriques 5, chaque céramique piézoélectrique 5 est destinée à être alimentée électriquement. Les câbles électriques 25 peuvent être connectés au réseau électrique du véhicule ou en variante à un moyen de stockage d'énergie indépendant.
Comme illustré sur la figure 3, les câbles électriques 25 sont avantageusement disposés sur une même face d'une céramique piézo-électrique 5, ici sur la deuxième face 5 b de la céramique piézo-électrique 5 opposée à la première face 5a de la céramique piézo-électrique 5 en regard de la chambre d'alimentation 19. La première face 5a de la céramique piézo-électrique 5 est ici en regard également de la membrane 7 et du moyen d'étanchéité 23.
Le moyen d'étanchéité 23 est donc agencé du côté de la première face 5a de la céramique piézo-électrique 5 et les câbles électriques 25 pour l'alimentation électrique de la céramique piézo-électrique 5 sont prévus sur la deuxième face 5 b opposée. On garantit ainsi l'alimentation en liquide de nébulisation de la membrane 7 grâce à cette chambre d'alimentation 19 d'un côté de la céramique piézo-électrique 5 et l'alimentation électrique de la céramique piézo-électrique 5 de l'autre côté tout en assurant une étanchéité entre les deux côtés.
Selon un autre mode de réalisation (non représenté), les câbles électriques 25 sont disposés l'un sur la première face 5a et l'autre sur la deuxième face 5 b de la céramique piézo-électrique 5.
Le moyen d'étanchéité 23 est selon ce mode de réalisation agencé du côté de la première face 5a de la céramique piézo-électrique 5 notamment afin de créer une étanchéité de la chambre d'alimentation 19 au regard du câble électrique agencé sur la première face 5a de la céramique piézo-électrique 5.
Selon un mode de réalisation particulier (non représenté), le support 17 comprend au moins une ouverture, par exemple, une fente, au niveau de la connexion des câbles électriques 25 à la céramique piézo-électrique 5, permettant le passage des câbles électriques 25.
Ainsi, avec une tête de nébulisation 3 compacte selon l'invention, l'intégration dans un organe d'aérateur 2 pour le rafraîchissement d'un flux d'air à destination de l'habitacle du véhicule est facilitée et l'encombrement réduit.
De plus, une telle tête de nébulisation 3, même dépourvue de transducteur piézoélectrique intermédiaire entre la céramique piézo-électrique 5 et la membrane 7, garantit un débit suffisant pour le rafraîchissement du flux d'air F à destination de l'habitacle du véhicule par nébulisation de gouttelettes de liquide délivrées dans ce flux d'air F.

Claims

REVENDICATIONS
Dispositif de rafraîchissement d'air (1) pour véhicule automobile, comprenant : un organe d'aération (2) configuré pour diffuser un flux d'air à destination de l'habitacle dudit véhicule, et
une tête de nébulisation (3) configurée pour délivrer des gouttelettes d'un liquide de nébulisation dans le flux d'air à destination de l'habitacle dudit véhicule, la tête de nébulisation comprenant au moins une céramique piézoélectrique (5) et une membrane au moins partiellement perforée (7), caractérisé en ce que ladite au moins une céramique piézo-électrique (5) est fixée à la membrane au moins partiellement perforée (7), de manière à faire vibrer la membrane au moins partiellement perforée (7).
Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon la revendication précédente, dans lequel la tête de nébulisation (3) comprend deux céramiques piézo-électriques (5) et une membrane au moins partiellement perforée (7) agencée entre les deux céramiques piézo-électriques (5).
Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite au moins une céramique piézoélectrique (5) et la membrane au moins partiellement perforée (7) sont concentriques.
Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon la revendication précédente, dans lequel ladite au moins une céramique piézo-électrique (5) présente une forme générale sensiblement annulaire, et la membrane au moins partiellement perforée (7) présente une forme générale de disque agencée de façon centrée par rapport à l'orifice de la forme annulaire de ladite au moins une céramique piézoélectrique (5).
Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon la revendication précédente, dans lequel la membrane au moins partiellement perforée (7) est agencée dans l'orifice de la forme sensiblement annulaire d'une céramique piézo-électrique (5).
Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la membrane au moins partiellement perforée (7) est agencée contre ladite au moins une céramique piézo-électrique (5).
Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la tête de nébulisation (3) est montée sur l'organe d'aération (2).
Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une chambre d'alimentation (19) en liquide de nébulisation de la tête de nébulisation (3), la chambre d'alimentation (19) en liquide de nébulisation étant agencée en amont de la tête de nébulisation (3) selon le sens d'écoulement des gouttelettes.
Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon la revendication 7 prise en combinaison avec la revendication 8, dans lequel la chambre d'alimentation (19) en liquide de nébulisation est montée dans l'organe d'aération (2).
10. Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon l'une des revendications 8 ou 9, comprenant un moyen d'étanchéité (23) agencé entre la tête de nébulisation (3) et la chambre d'alimentation (19) en liquide de nébulisation, de manière à assurer l'étanchéité entre la chambre d'alimentation (19) et ladite au moins une céramique piézo-électrique (5).
11. Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon la revendication précédente, dans lequel la membrane (7) est agencée entre la chambre d'alimentation (19) en liquide de nébulisation et une céramique piézo-électrique (5), et dans lequel le moyen d'étanchéité (23) est agencé contre le pourtour de la membrane au moins partiellement perforée (7) en contact avec la céramique piézo-électrique (5).
12. Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon la revendication précédente, dans lequel la céramique piézo-électrique (5) présente une première face (5a) et une deuxième face (5 b) opposée à la première face (5a), et dans lequel le moyen d'étanchéité (23) est agencé du côté de la première face (5a) et des moyens d'alimentation électrique (25) de la céramique piézo-électrique (5) sont prévus sur la deuxième face (5 b).
13. Tête de nébulisation (3) pour un dispositif de rafraîchissement d'air (1) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, la tête de nébulisation (3) comprenant au moins une céramique piézo-électrique (5) et une membrane au moins partiellement perforée (7),
caractérisée en ce que ladite au moins une céramique piézo-électrique (5) est fixée à la membrane au moins partiellement perforée (7), de manière à faire vibrer la membrane au moins partiellement perforée (7).
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