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WO2013110903A1 - Dispositif de nébulisation d'un liquide - Google Patents

Dispositif de nébulisation d'un liquide Download PDF

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WO2013110903A1
WO2013110903A1 PCT/FR2013/050165 FR2013050165W WO2013110903A1 WO 2013110903 A1 WO2013110903 A1 WO 2013110903A1 FR 2013050165 W FR2013050165 W FR 2013050165W WO 2013110903 A1 WO2013110903 A1 WO 2013110903A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid
nebulizing
ultrasonic waves
wave
use according
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/FR2013/050165
Other languages
English (en)
Inventor
Gil Ching
Henri Renggli
Charles Pallanca
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to EP13704212.3A priority Critical patent/EP2806979A1/fr
Priority to US14/375,691 priority patent/US20150076245A1/en
Publication of WO2013110903A1 publication Critical patent/WO2013110903A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0615—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced at the free surface of the liquid or other fluent material in a container and subjected to the vibrations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/10—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation by direct contact with a particulate solid or with a fluid, as a heat transfer medium
    • C02F1/12—Spray evaporation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F6/00—Air-humidification, e.g. cooling by humidification
    • F24F6/12—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by forming water dispersions in the air
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/34—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
    • C02F1/36—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations ultrasonic vibrations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/002—Grey water, e.g. from clothes washers, showers or dishwashers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/005—Black water originating from toilets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/138—Water desalination using renewable energy
    • Y02A20/144—Wave energy

Definitions

  • the present invention relates to a device for nebulizing a liquid. It applies, especially to the nebulization of water.
  • acoustic nebulization is based on the focusing of an acoustic wave on the surface of a liquid.
  • Several devices are used to achieve this phenomenon.
  • the oldest is the acoustic fountain in which the wave is oriented towards the free surface of a liquid at rest. If the acoustic intensity is sufficient, it forms an acoustic fountain whose conical shape focuses the ultrasonic wave.
  • This fountain comes from the non-linearity of acoustic propagation which transforms a little vibratory energy into continuous energy (permanent flow) and forms a fountain that flows from the base upward. In this fountain the acoustic wave propagates and, as the section of the fountain is reduced, the acoustic concentration increases.
  • the wall of the fountain vibrates strongly, it exceeds the cavitation threshold, which results in the creation of microdroplets on the walls of the jet. Only a part of the jet is nebulized, the rest of the fountain falls in large drops in the fluid. It is sufficient for an acoustic wave to have an intensity greater than the cavitation threshold so that the nebulization becomes possible.
  • the second known principle corresponds to the focusing on the free surface of the liquid to be sprayed with a parabolic reflector (French patent application FR9205306).
  • the advantage over the previous technique is not to use the fountain to focus but a metal reflector (high impedance break).
  • the acoustic wave is focused on the free surface of the liquid, the free surface and, as in the previous case, the horizontal free surface.
  • the acoustic fountain which is formed, has a reduced base section (the concentration is higher at the base of the fountain) and, therefore, the cavitation threshold is easier to reach.
  • the flow of nebulized liquid is five to six times higher than with the conventional acoustic fountain.
  • the third known principle is the nozzle (French patent application 94 08204).
  • This third principle is very similar to the hard reflector principle, but in this case the focusing is carried out by the interior of a nozzle (the reflective surface is a paraboloid whose axis of rotation is the axis of propagation of the wave to concentrate, the focusing point being placed at the outlet of the nozzle).
  • the liquid to be sprayed is propelled through this nozzle to create a jet.
  • an acoustic wave of compression is sent by advancing in the nozzle the wave concentrates until the exit of the nozzle.
  • the cavitation threshold is reached and a portion of the jet is nebulized.
  • the density of germs is very important in the fluid and the diameters of the bubbles generated are very variable.
  • the performance of such devices is particularly low.
  • the present invention aims to remedy all or part of these disadvantages.
  • the present invention aims at a device for nebulizing a liquid comprising:
  • an open tank in its upper part and configured to contain the liquid to be sprayed
  • At least two ultrasonic wave generators for emitting at least two ultrasonic wave fronts in the liquid, at least two means for focusing ultrasonic waves, each cooperating with a said generator for concentrating ultrasonic waves at the same point contributing to less than ten millimeters of the free surface of the liquid,
  • Ultrasonic waves are understood to mean sound waves whose vibration frequency is greater than 20 kHz.
  • the nebulization device object of the invention makes it possible to focus two wave fronts at the same point close to the surface of the liquid. Since the surface of the liquid is in contact with air, gases are dissolved in the liquid, in particular in the form of microbubbles of gas, these microbubbles being cavitation nuclei.
  • the device that is the subject of the invention makes it possible to subject the liquid to a low cavitation phenomenon, that is to say that if the frequency of the wavefront coincides with the resonance frequency of the gas micro-bubble, the diameter of the micro bubble varies, which creates the phenomenon of cavitation, and thus allows the nebulization of the liquid. The smaller the diameter of a bubble, the higher the frequency that makes the bubble vibrate.
  • the concurrent point is close to the free surface of the liquid.
  • the frequencies f1 and f2 of the waves being close, the vibration field of the liquid at the concurrent point and the frequency spectrum between f1 and f2 is scanned.
  • the number of cavitation nuclei reached that is to say the gases dissolved in the liquid, is increased, which has the unexpected consequence of reducing the cavitation threshold of the liquid, and therefore of increasing the yield of the liquid. device object of the invention.
  • a gas dissolved in the liquid is in the form of dissolved gas bubbles.
  • the dimensions of the gas bubbles thus vary according to the vibrations to which they are subjected. In particular, dimensions of the dissolved gas bubbles impose a resonance vibration.
  • the means for focusing ultrasonic waves are nozzles configured to focus the ultrasonic waves at a point.
  • the means for focusing ultrasonic waves are ultrasonic wave reflectors, of the form impedance-breaking reflector type configured to focus the ultrasonic waves at a point.
  • the means for focusing ultrasonic waves are ultrasonic wave nozzles or reflectors of the form impedance-breaking reflector type configured to focus the ultrasonic waves at a point.
  • the means for focusing ultrasonic waves are cylindrical or parabolic impedance-breaking ultrasonic wave reflectors.
  • At least one means for focusing ultrasonic waves is a wall containing a gas or silica airgel type.
  • the vibration frequencies of the two wavefronts are greater than 1 MHz.
  • the vibration frequencies f1 and f2 of the two wavefronts are such that f1 is less than f2 and the ratio (f2 - f1) / (f1 + f2) is less than 5%.
  • the vibration frequencies f1 and f2 are such that f1 is less than f2 and the ratio (f2 - f1) / (f1 + f2) is less than 3%
  • the vibration frequencies f1 and f2 are such that f1 is less than f2 and the ratio (f2 - f1) / (f1 + f2) is less than 1%.
  • the vibration frequencies f1 and f2 are such that f2-f1 is between 10 and 30 kHz, f1 being greater than 1.5 MHz.
  • the beat created by the proximity of the waves increases locally, that is to say that, at the concurrent point, the intensity of the wave fronts increases.
  • the ultrasonic wave generators are piezoelectric ceramics or activators.
  • the wave reflectors are at the same distance from the surface of the liquid.
  • the device according to the invention comprises a means for measuring the height of the liquid in the tank, the device comprising a means for supplying the tank in said liquid.
  • the competing point remains at a desired distance from the surface of the liquid.
  • the ultrasonic wave reflectors are configured to vary the position of the concurrent point.
  • the device according to the invention comprises a means for measuring the position of the concurrent point in the liquid, the ultrasonic wave reflectors being configured to vary the position of the concurrent point according to said measurement. .
  • the device which is the subject of the invention further comprises means for moving the nebulized liquid beyond the surface of the tank.
  • the device which is the subject of the invention further comprises an acoustically transparent membrane. and positioned on the wave generators to physically separate said generators and the liquid to be sprayed.
  • the membrane may, in addition, make it possible to control the operating temperature of the ultrasonic wave generator.
  • the liquid can not damage the wave generators.
  • the device which is the subject of the invention further comprises a nozzle placed in the liquid.
  • the nozzle advantageously makes it possible to set the acoustic propagation conditions in the jet, since it imposes a flow diameter of the liquid to be sprayed.
  • the liquid is a fuel of the alcohol, gas oil or gasoline type, or containing hydrocarbons, or chemical compounds comprising at least hydrogen, oxygen or carbon.
  • the present invention relates to a method of nebulizing a liquid contained in an open vessel in its upper part comprising:
  • the method of nebulization object of the invention further comprises a step of moving the nebulized liquid out of the tank.
  • the present invention aims at a use of the device according to the invention for the nebulization of a liquid.
  • the use of the device that is the subject of the invention aims at humidifying the air. In particular embodiments, the use of the device that is the subject of the invention aims at cooling the air.
  • the liquid contains dissolved salts.
  • the use of the device which is the subject of the invention aims at obtaining drinking water.
  • the use of the device that is the subject of the invention aims at obtaining drinking water and recovering crystallized salts.
  • the use of the device which is the subject of the invention aims to obtain drinking water, the liquid to be sprayed being gray water or black water.
  • Gram water is understood to include water comprising pollutants, for example water of domestic origin, resulting from the washing of dishes, hands, baths or showers.
  • Black water is understood to include water containing various substances that are more polluting or more difficult to remove, such as faeces, cosmetics, or any type of industrial by-product mixed with water.
  • the use of the device which is the subject of the invention aims at the manufacture of powders by spraying liquid containing a crystallizable product, in a controlled atmosphere.
  • the nebulized drops evaporate and a crystal is formed.
  • a calibrated powder is prepared, the size of the powder is likewise dispersed in diameter as the nebulized drops, that is to say that
  • the use of the device that is the subject of the invention aims to create a fog, the liquid having a high surface tension and a low vapor pressure.
  • the use of the device that is the subject of the invention is aimed at washing the polluting gases.
  • the use of the device which is the subject of the invention aims at moistening fabrics for improving ironing.
  • the use of the device that is the subject of the invention aims at the creation of a mixture of fuel and oxidant.
  • FIG. 1 represents, in perspective, a particular embodiment of the device that is the subject of the invention
  • FIG. 2 represents, in the form of a logic diagram, steps of a particular embodiment of the method that is the subject of the present invention.
  • FIG. 1 shows a device 100 for nebulizing a liquid comprising a vessel 1 open in its upper part 1 12 and configured to contain the liquid to be sprayed.
  • the device further comprises two ultrasonic wave generators 120, 130 for emitting two ultrasonic wave fronts 122 and 132, respectively, into the liquid, two means 124 respectively 134 for focusing ultrasonic waves, each cooperating with a said generator 120, respectively 130, for concentrating ultrasonic waves at the same point P competing close to the surface.
  • close is meant less than ten millimeters of the free surface of the liquid, and preferably less than five millimeters and even more preferably less than three millimeters.
  • FIG. 2 represents a particular embodiment of the method for implementing the invention, which comprises:
  • the liquid typically comprises water, or dissolved salts, or hydrocabures, or chemical or organic compounds comprising at least hydrogen, oxygen or carbon.
  • the tank 1 10 can also be filled with two non-missible liquids or separated into two liquid phases by a membrane 150, acoustically transparent.
  • a lower liquid phase 140 and an upper liquid phase 145 are designated, the lower liquid phase 140 being in contact with the wave generators 120 and 130, and the means 124 and 134 for focusing ultrasonic waves, and the liquid phase superior comprising the point of concurrence P.
  • the lower liquid phase 140 is, on the one hand, chosen so that it does not involve wear to the wave generators and, on the other hand, so as to be acoustically transparent.
  • the lower liquid phase 140 is a wave propagation medium.
  • the lower liquid phase 140 is of the type of an incompressible gel and whose acoustic attenuation is less than 2 dB / cm.
  • the ultrasonic wave generators 120 and 130 are protected from the air by the lower liquid phase 140.
  • the focusing means 124 and 134 are typically ultrasonic impedance-breaking wave reflectors.
  • the impedance break is a break in the continuity of the impedance of two bodies in contact.
  • the wave reflectors 124 and 134 are chosen so that their impedances are at least ten times greater than that of the liquid in which the wave reflectors 124 and 134 are immersed.
  • the wave reflectors 124 and 134 are typically of cylindrical or parabolic shape, so as to focus the wave fronts at the competing point P, close to the liquid surface.
  • At least one means 124 or 134 for focusing ultrasonic waves is a gas-containing wall or silica airgel.
  • the ultrasonic wave reflectors 124 and 134 are configured to vary the position of the concurrent point P.
  • these reflectors 124 and 134 are rotated by electric motors.
  • the device 100 for nebulizing a liquid comprises means for measuring the position of the concurrent point in the liquid, the ultrasonic wave reflectors 124 and 134 being configured to vary the position of the concurrent point according to said measurement.
  • the measurement of the position of the concurrent point P with respect to the liquid surface is a measure of the liquid height in the device 100.
  • the measurement of the position of the point Concurrent with the surface of the liquid P is a measure of the quantity of nebulized liquid.
  • the ultrasonic wave generators 120 and 130 are typically power ceramics, of the lead titanozirconate type.
  • wave generators are piezoelectric ceramics or activators or single crystal activators.
  • Each of the two power ceramics 120 and 130 has its own resonance frequency, i.e. a physical quantity. representative of its behavior when the ceramic oscillates in free evolution.
  • Ceramics 120 and 130 of power are supplied by electrical circuits (not shown) so that their own resonance frequencies are typically between one MHz and three MHz.
  • the electrical circuits are supplied with electricity by batteries (not shown) or by an electrical connection to the sector 121, respectively 131.
  • the frequencies f1 and f2 of the resonances of ceramics 120 and 130 are of the order of megahertz.
  • the frequencies of the two wave fronts 122 and 132 are respectively those of ceramics 120 and 130.
  • the two ceramics are chosen, typically, so that their resonant frequencies f1 and f2 are very close to lowering the cavitation threshold.
  • ceramics of powers are chosen such that the frequencies f1 and f2 are different, f1 being less than f2 and the ratio (f2-f1) / (f1 + f2) being less than 5%.
  • ceramics of powers are chosen such that the ratio (f 2 - f 1) / (f 1 + f 2) is less than 3%.
  • ceramics of powers are chosen such that the ratio (f 2 -f 1) / (f 1 + f 2) is less than 1%.
  • the vibration frequencies f1 and f2 are such that f2-f1 is between 10 and 30 kHz, for example 20 kHz, preferably between 20 kHz and 30 kHz, f1 being greater than 1.5 MHz.
  • the reflectors 124 and 134 may be of metal to have an impedance greater than that of the propagation liquid, or of very light material having a low celerity, for example a gas, so that more than 80% of the incident wave is thoughtful.
  • the shape of the reflectors is typically spherical or parabollic, so that the reflected waves are focused at the point P, common and concurrent of the two waves, and close to the surface of the liquid.
  • the two ceramics when excited, it is formed on the surface of the liquid, an acoustic fountain or jet and a cloud of goulettes on the surface of the jet.
  • the nebulized liquid flow rate is proportional to the pressure difference between the cavitation threshold and the wave pressure, the nebulized liquid flow rate is of the order of twice the reference flow rate, this reference flow being the Nebulizable flow by a single ceramic with its reflector.
  • the two ceramics being chosen so that their resonance frequencies f1 and f2 are very close, the nebulized flow is greater than the sum of the two reference flow rates.
  • the device comprises ceramics and reflectors at the same distance from the surface of the liquid.
  • the device 100 comprises an acoustically transparent membrane (not shown) positioned on the wave generators 120 and 130 for physically separating said generators and the liquid to be sprayed.
  • the device 100 may comprise more generators and reflectors.
  • the generators 120 and 130 and the reflectors 124 and 134 may be placed at the same distance from the surface of the liquid or placed at different distances from the surface of the liquid.
  • the device 100 may also include more points near the surface, in which waves are focused. Likewise, more different frequencies can be implemented.
  • the device 100 may comprise a nozzle 160 placed between the concurrent point P and the wave generators 120 and 130.
  • the device 100 may comprise a means 170 for measuring the height of the liquid in the vessel 1 10 and a means (not shown) for supplying the tank with liquid.
  • This nozzle 160 is typically made of metal when the liquid is water, a diameter of the nozzle is between two mm and ten mm.
  • the nozzle 160 makes it possible to adapt the nebulizing device 100 to liquids that are difficult to nebulize (according to the explanation given in the state of the art), in particular the fluids with high surface tension and low vapor pressure.
  • the device 100 described is particularly suitable for the nebulization of various liquids. This nebulization aims to:
  • the device is particularly suitable for the separation of salts and their solvent.
  • the targeted applications are:
  • the liquid to be sprayed is gray water or black water
  • the creation of a mist the liquid preferably being of high surface tension and low vapor pressure

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Description

DISPOSITIF DE NÉBULISATION D'UN LIQUIDE
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un dispositif de nébulisation d'un liquide. Elle s'applique, en particulier à la nébulisation de l'eau. ART ANTERIEUR
Le principe de la nébulisation acoustique est basé sur la focalisation d'une onde acoustique à la surface d'un liquide. Plusieurs dispositifs sont utilisés pour parvenir à ce phénomène. Le plus ancien est la fontaine acoustique dans laquelle l'onde est orientée vers la surface libre d'un liquide au repos. Si l'intensité acoustique est suffisante, il se forme une fontaine acoustique dont la forme conique focalise l'onde ultrasonore. Cette fontaine provient de la non-linéarité de propagation acoustique qui transforme un peu d'énergie vibratoire en énergie continue (écoulement permanent) et forme une fontaine qui s'écoule de la base vers le haut. Dans cette fontaine l'onde acoustique se propage et, au fur et à mesure que la section de la fontaine se réduit, la concentration acoustique augmente.
Lorsque la concentration est suffisante, la paroi de la fontaine vibre fortement, on dépasse le seuil de cavitation, ce qui se traduit par la création de microgouttelettes sur les parois du jet. Seulement une partie du jet est nébulisée, le reste de la fontaine retombe en grosses gouttes dans le fluide. Il suffit qu'une onde acoustique ait une intensité supérieure au seuil de cavitation pour que la nébulisation devienne possible.
Les conditions de propagation dans les guides d'ondes font intervenir les notions de nombre d'onde avec la relation : kr 2 + kz 2 = (w/C)2 avec
- kz nombre d'onde dans l'axe de propagation dans le jet,
- kr nombre d'onde transversal à l'axe de propagation dans le jet,
- w =2* pi* f avec f la fréquence et
- C célérité dans le fluide. On se rend compte que, selon les fluides, les valeurs de kr et kz sont différentes puisque les célérités dans les fluides varient, les conditions limites sur les parois du jet (interface liquide/air) fixe avec la valeur du nombre kr si bien que, selon le diamètre du jet, il peut y avoir propagation d'une onde ou onde évanescente (l'onde se propage si kz est un nombre réel).
Le deuxième principe connu correspond à la focalisation sur la surface libre du liquide à nébuliser avec un réflecteur parabolique (demande de brevet français FR9205306). L'avantage par rapport à la technique précédente est de ne pas utiliser la fontaine pour focaliser mais un réflecteur métallique (à forte rupture d'impédance). Ainsi, l'onde acoustique est focalisée à la surface libre du liquide, la surface libre et, comme dans le cas précédent, la surface libre horizontale.
Ainsi, la fontaine acoustique, qui se forme, a une base de section réduite (la concentration est plus forte à la base de la fontaine) et, par conséquent, le seuil de cavitation est plus facile à atteindre. Avec la même énergie, le débit de liquide nébulisé est cinq à six fois plus élevé qu'avec la fontaine acoustique classique.
Le troisième principe connu est la buse (demande de brevet français 94 08204). Ce troisième principe ressemble beaucoup au principe à réflecteur dur, mais, dans ce cas, la focalisation est réalisée par l'intérieur d'une buse (la surface réflecteur est un paraboloïde dont l'axe de rotation est l'axe de propagation de l'onde à concentrer, le point de focalisation étant placé à la sortie de la buse).
Grâce à une pompe, on propulse le liquide à nébuliser au travers de cette buse pour créer un jet. A la base de la buse, on envoie une onde acoustique de compression en avançant dans la buse l'onde se concentre jusqu'à la sortie de la buse. Dans le jet libre issu de cette buse, le seuil de cavitation est atteint et une partie du jet est nébulisé.
La nébulisation acoustique est fortement liée au phénomène de cavitation. Il existe plusieurs types de cavitation : - la cavitation faible, lorsque la variation de pression nécessaire pour obtenir la cavitation est faible : c'est le cas des fluides contenant des gaz dissous ou de micro-impuretés et
- la cavitation forte, obtenue quand le fluide est parfaitement dégazé, dans ce cas la variation de pression minimale est beaucoup plus forte.
Dans le cadre de la présente invention, on ne parle que de cavitation faible. En effet les liquides présentant une surface libre contiennent toujours des gaz dissous. Lorsque le fluide à nébuliser contient des gaz dissous, l'onde acoustique permet la création de microbulles de gaz. Si la fréquence de l'onde acoustique coïncide avec la résonnance propre de la bulle de gaz son diamètre oscille et devient une source de nébulisation. Le débit de nébulisation dépend de la puissance acoustique de l'onde ultrasonore et de la densité de sites, appelés « germes », susceptibles de donner naissance à une bulle.
La densité de germes est très importante dans le fluide et les diamètres des bulles générées sont très variables.
Plus les germes sont petits, plus la fréquence qui les excite est élevée. Il est donc intéressant de stimuler un maximum de germes pour augmenter le débit de nébulisation. Pour y parvenir, il suffit que l'onde acoustique qui se propage ait une composante spectrale riche en fréquences.
Le rendement de tels dispositifs est particulièrement faible.
RESUME DE L'INVENTION
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.
A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif de nébulisation d'un liquide comportant :
une cuve ouverte dans sa partie supérieure et configurée pour contenir le liquide à nébuliser,
au moins deux générateurs d'ondes ultrasonores destinés à émettre au moins deux fronts d'ondes ultrasonores dans le liquide, au moins deux moyens pour focaliser des ondes ultrasonores, coopérants chacun avec un dit générateur pour concentrer des ondes ultrasonores en un même point concourant à moins de dix millimètres de la surface libre du liquide,
dans lequel les fréquences de vibration des deux fronts d'ondes sont différentes.
On comprend par ondes ultrasonores, des ondes sonores dont la fréquence de vibration est supérieure à 20 kHz.
Grâce à ces dispositions, le dispositif de nébulisation objet de l'invention permet de focaliser deux fronts d'onde en un même point proche de la surface du liquide. La surface du liquide étant en contact avec de l'air, des gaz sont dissous dans le liquide, notamment sous la forme de microbulles de gaz, ces microbulles étant des germes de cavitation. Ainsi, le dispositif objet de l'invention permet de soumettre le liquide à un phénomène de cavitation faible, c'est-à-dire que si la fréquence du front d'onde coïncide avec la fréquence de résonance de la micro bulle de gaz, le diamètre de la micro bulle varie, ce qui crée le phénomène de cavitation, et donc permet la nébulisation du liquide. Plus le diamètre d'une bulle est faible, plus la fréquence qui permet de faire vibrer la bulle est élevée.
Le point concourant est proche de la surface libre du liquide. On entend par « proche de la surface », moins de dix millimètres, de la surface libre du liquide, et préférentiellement moins de cinq millimètres, et, encore plus préférentiellement, moins de trois millimètres. ».
De plus, les fréquences f1 et f2 des ondes étant proches, le champ de vibration du liquide au point concourant et le spectre des fréquences comprises entre f1 et f2 est balayé. Ainsi, le nombre de germes de cavitation atteint, c'est-à-dire les gaz dissous dans le liquide, est augmenté, ce qui a pour conséquence inattendue de diminuer le seuil de cavitation du liquide, et donc d'augmenter le rendement du dispositif objet de l'invention.
En effet, un gaz dissous dans le liquide se présente sous forme de bulles de gaz dissout. Les dimensions des bulles de gaz varient ainsi en fonction des vibrations auxquelles elles sont soumises. Notamment, les dimensions des bulles de gaz dissoutes imposent une vibration de résonance.
Dans des modes de réalisation particuliers, les moyens pour focaliser des ondes ultrasonores sont des buses configurées pour focaliser les ondes ultrasonores en un point.
Dans des modes de réalisation particuliers, les moyens pour focaliser des ondes ultrasonores sont des réflecteurs d'ondes ultrasonores, du type réflecteurs à rupture d'impédance de formes configurées pour focaliser les ondes ultrasonores en un point.
Dans des modes de réalisation particuliers, les moyens pour focaliser des ondes ultrasonores sont des buses ou des réflecteurs d'ondes ultrasonores, du type réflecteurs à rupture d'impédance de formes configurées pour focaliser les ondes ultrasonores en un point.
Dans des modes de réalisation particuliers, les moyens pour focaliser des ondes ultrasonores sont des réflecteurs d'ondes ultrasonores à rupture d'impédance de forme cylindrique ou parabolique.
Dans des modes de réalisation particuliers, au moins un moyen pour focaliser des ondes ultrasonores est une paroi contenant un gaz ou du type aérogel de silice.
Dans des modes de réalisation particuliers, les fréquences de vibration des deux fronts d'ondes sont supérieures à 1 MHz.
Dans des modes de réalisation particuliers, les fréquences de vibration f1 et f2 des deux fronts d'ondes sont telles que f1 est inférieure à f2 et le rapport (f2 - f 1 )/ (f 1 + f2) est inférieur à 5 %.
Dans des modes de réalisation particuliers, les fréquences de vibration f1 et f2 sont telles que f1 est inférieure à f2 et le rapport (f2 - f1 )/ (f 1 + f2) est inférieur à 3 %
Dans des modes de réalisation particuliers, les fréquences de vibration f1 et f2 sont telles que f1 est inférieure à f2 et le rapport (f2 - f1 )/ (f 1 + f2) est inférieur à 1 %. Dans des modes de réalisation particuliers, les fréquences de vibration f1 et f2 sont telles que f2-f1 est entre 10 et 30 kHz, f1 étant supérieure à 1 ,5 MHz.
Grâce à ces dispositions, au point concourant, les fréquences des fronts d'ondes étant proches, un champ acoustique de fréquences proches est créé, qui comporte donc les fréquences f2 - n*(f2-f1 ), n étant un entier compris entre 0 et f2 / (f2 - f1 ). Le spectre de fréquences est ainsi augmenté, de même que le nombre de germes de cavitation atteint.
De manière inattendue, le battement créé par la proximité des ondes augmente localement, c'est-à-dire que, au point concourant, l'intensité des fronts d'onde augmente.
Dans des modes de réalisation particuliers, les générateurs d'ondes ultrasonores sont des céramiques ou activateurs piézo-électriques.
Dans des modes de réalisation particuliers, les réflecteurs d'ondes sont à une même distance de la surface du liquide.
Dans des modes de réalisation particuliers, le dispositif objet de l'invention comporte un moyen de mesure de la hauteur du liquide dans la cuve, le dispositif comportant un moyen d'alimentation de la cuve en dit liquide.
Grâce à ces dispositions, le point concourant reste à une distance désirée de la surface du liquide.
Dans des modes de réalisation particuliers, les réflecteurs d'ondes ultrasonores sont configurés pour faire varier la position du point concourant.
Dans des modes de réalisation particuliers, le dispositif objet de l'invention comporte un moyen de mesure de la position du point concourant dans le liquide, les réflecteurs d'ondes ultrasonores étant configurés pour faire varier la position du point concourant en fonction de ladite mesure.
Dans des modes de réalisation particuliers, le dispositif objet de l'invention comporte, en outre, un moyen de déplacer le liquide nébulisé au- delà de la surface de la cuve.
Dans des modes de réalisation particuliers, le dispositif objet de l'invention comporte, en outre, une membrane acoustiquement transparente et positionnée sur les générateurs d'ondes pour séparer physiquement lesdits générateurs et le liquide à nébuliser.
On note que la membrane peut, en outre, permettre de contrôler la température de fonctionnement du générateur d'ondes ultrasonores.
Grâce à ces dispositions, le liquide ne peut pas détériorer les générateurs d'ondes.
Dans des modes de réalisation particuliers, le dispositif objet de l'invention comporte, en outre, une tuyère placée dans le liquide.
La tuyère permet, avantageusement, de fixer les conditions de propagation acoustique dans le jet, car elle impose un diamètre d'écoulement du liquide à nébuliser.
Dans des modes de réalisation particuliers, le liquide est un combustible du type alcool, gasoil ou essence, ou contenant des hydrocarbures, ou des composés chimiques comportant au moins de l'hydrogène, de l'oxygène ou du carbone.
Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de nébulisation d'un liquide contenu dans une cuve ouverte dans sa partie supérieure comportant :
une étape de génération d'au moins deux fronts d'ondes ultrasonores dans le liquide à l'aide de générateurs d'ondes ultrasonores,
une étape de focalisation des fronts d'ondes en un même point concourant à moins de dix millimètres de la surface du liquide,
dans lequel les fréquences de vibration des deux fronts d'ondes sont différentes.
Dans des modes de réalisation particuliers, le procédé de nébulisation objet de l'invention comporte, en outre, une étape de déplacement du liquide nébulisé hors de la cuve.
Selon un troisième aspect, la présente invention vise une utilisation du dispositif objet de l'invention pour la nébulisation d'un liquide.
Dans des modes de réalisation particuliers, l'utilisation du dispositif objet de l'invention vise l'humidification de l'air. Dans des modes de réalisation particuliers, l'utilisation du dispositif objet de l'invention vise le rafraîchissement de l'air.
Dans des modes de réalisation particuliers, le liquide contient des sels dissous.
Dans des modes de réalisation particuliers, l'utilisation du dispositif objet de l'invention vise l'obtention d'eau potable.
Dans des modes de réalisation particuliers, l'utilisation du le dispositif objet de l'invention vise l'obtention d'eau potable et la récupération de sels cristallisés.
Dans des modes de réalisation particuliers, l'utilisation du dispositif objet de l'invention vise l'obtention d'eau potable, le liquide à nébuliser étant de l'eau grise ou de l'eau noire.
On comprend par « eau grise » de l'eau comprenant des matières polluantes par exemple des eaux d'origine domestique, résultant du lavage de la vaisselle, des mains, des bains ou des douches.
On comprend par « eau noire » de l'eau comprenant diverses substances plus polluantes ou plus difficiles à éliminer tels que des matières fécales, des produits cosmétiques, ou tout type de sous-produit industriel mélangé à l'eau.
Dans des modes de réalisation particuliers, l'utilisation du dispositif objet de l'invention vise la fabrication de poudres par pulvérisation de liquide contenant un produit cristallisable, dans une atmosphère contrôlée.
Grâce à ces dispositions, les gouttes nébulisées s'évaporent et un cristal se forme. Une poudre calibrée est élaborée, la taille de la poudre est de même dispersion en diamètre que les gouttes nébulisée, c'est-à-dire que
98 % des particules ont la même dimension)
Dans des modes de réalisation particuliers, l'utilisation du dispositif objet de l'invention vise la création d'un brouillard, le liquide étant à forte tension superficielle et basse pression de vapeur.
Dans des modes de réalisation particuliers, l'utilisation du dispositif objet de l'invention vise le lavage des gaz polluants. Dans des modes de réalisation particuliers, l'utilisation du dispositif objet de l'invention vise l'humidification de tissus pour amélioration du repassage.
Dans des modes de réalisation particuliers, l'utilisation du dispositif objet de l'invention vise la création de mélange de carburant et comburant.
Les avantages, buts et caractéristiques particulières de ce procédé et de cette utilisation étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention seront compris à la lecture de la description non limitative qui suit, rédigée au regard des dessins annexés, dans lesquels :
la figure 1 représente, en perspective, un mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention
la figure 2 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes d'un mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION
On rappelle que, dans le cadre de la présente invention, on ne parle que de cavitation faible. On observe, en figure 1 , un dispositif 100 de nébulisation d'un liquide comportant une cuve 1 10 ouverte dans sa partie supérieure 1 12 et configurée pour contenir le liquide à nébuliser. Le dispositif comporte en outre deux générateurs 120, 130 d'ondes ultrasonores destinés à émettre deux fronts d'ondes ultrasonores 122 respectivement 132 dans le liquide, deux moyens 124 respectivement 134 pour focaliser des ondes ultrasonores, coopérants chacun avec un dit générateur 120, respectivement 130, pour concentrer des ondes ultrasonores en un même point P concourant proche de la surface. On entend par « proche », moins de dix millimètres de la surface libre du liquide, et préférentiellement moins de cinq millimètres et, encore plus préférentiellement, moins de trois millimètres.
Le logigramme de la figure 2, représente un mode de réalisation particulier de réalisation du procédé de mise en œuvre de l'invention, qui comporte :
une étape 200 de génération d'au moins deux fronts d'ondes 122 et 132 ultrasonores dans le liquide à l'aide de générateurs 120 et130 d'ondes ultrasonores, et
une étape 210 de focalisation des fronts d'ondes 122 et 132 en un même point P concourant proche de la surface du liquide.
Le liquide comporte typiquement de l'eau, ou des sels dissous, ou des hydrocabures, ou des composés chimiques ou organiques comportant au moins de l'hydrogène, de l'oxygène ou du carbone.
La cuve 1 10 peut également être remplie à l'aide de deux liquides non missibles ou séparés en deux phases liquides par une membrane 150, acoustiquement transparente.
Ainsi, on désigne une phase liquide inférieure 140 et une phase liquide supérieure 145, la phase liquide inférieure 140 étant en contact avec les générateurs d'ondes 120 et 130, et les moyens 124 et 134 pour focaliser des ondes ultrasonores, et la phase liquide supérieure comprenant le point concourant P.
Typiquement, la phase liquide inférieure 140 est, d'une part, choisie de telle sorte qu'elle n'implique pas d'usure aux générateurs d'ondes et, d'autre part, de sorte à être acoustiquement transparente. Ainsi la phase liquide inférieure 140 est un milieu de propagation des ondes.
Par exemple, la phase liquide inférieure 140 est du type d'un gel incompressible et dont l'atténuation acoustique est inférieure à 2 dB/cm.
Ainsi, les générateurs d'ondes ultrasonores 120 et 130 sont protégés de l'air par la phase liquide inférieure 140.
Les moyens de focalisation 124 et 134 sont typiquement des réflecteurs d'ondes ultrasonores à rupture d'impédance. On définit l'impédance acoustique d'un corps comme le produit de sa masse volumique par la célérité du son dans ce corps. Ainsi, la rupture d'impédance est une rupture de continuité de l'impédance de deux corps en contact.
Typiquement, les réflecteurs d'ondes 124 et 134 sont choisis de telle sorte que leurs impédances sont au moins dix fois supérieures à celle du liquide dans lequel les réflecteurs d'ondes 124 et 134 sont immergés.
De plus, les réflecteurs d'ondes 124 et 134 sont typiquement de forme cylindrique ou parabolique, de sorte à concentrer les fronts d'onde au point P concourant, proche de la surface du liquide.
Dans des modes de réalisation, au moins un moyen 124 ou 134 pour focaliser des ondes ultrasonores est une paroi contenant un gaz ou du type aérogel de silice.
Dans des modes de réalisation, les réflecteurs d'ondes ultrasonores 124 et 134 sont configurés pour faire varier la position du point concourant P. Par exemple, ces réflecteurs 124 et 134 sont mis en mouvement de rotation par des moteurs électriques. Préférentiellement, le dispositif 100 de nébulisation d'un liquide comporte un moyen de mesure de la position du point concourant dans le liquide, les réflecteurs d'ondes ultrasonores 124 et 134 étant configurés pour faire varier la position du point concourant en fonction de ladite mesure. Dans des modes de réalisation, la mesure de la position du point concourant P, par rapport à la surface du liquide, est une mesure de la hauteur de liquide dans le dispositif 100. Dans des modes de réalisation, la mesure de la position du point concourant P, par rapport à la surface du liquide est une mesure de quantité de liquide nébulisé.
Les générateurs d'ondes ultrasonores 120 et 130 sont typiquement des céramiques de puissance, du type titanozirconiate de plomb.
Il est connu de l'homme du métier que les générateurs d'ondes sont des céramiques ou activateurs piézo-électriques ou des activateurs monocristaux.
Chacune des deux céramiques de puissance 120 et 130 a une fréquence de résonance propre, c'est-à-dire une grandeur physique représentative de son comportement lorsque la céramique oscille en évolution libre.
Les céramiques 120 et 130 de puissances sont alimentées par des circuits électriques (non représentés) de telle sorte que leurs fréquences de de résonance propre sont typiquement comprises entre un MHz et trois MHz. Les circuits électriques sont alimentés en électricité par des batteries (non représentées) ou par une liaison électrique au secteur 121 , respectivement 131 .
Typiquement, les fréquences f1 et f2 de résonances propres des céramiques 120 et 130 sont de l'ordre du mégahertz. De plus, les fréquences des deux fronts d'ondes 122 et 132 sont respectivement celles des céramiques 120 et 130.
On choisit, typiquement, les deux céramiques de telle sorte que leurs fréquences de résonance f1 et f2 sont très proches pour abaisser le seuil de cavitation.
Typiquement, on choisit des céramiques de puissances telles que les fréquences f1 et f2 sont différentes, f1 étant inférieure à f2 et le rapport (f2 - f1 )/ (f1 + f2) étant inférieur à 5 %. Préférentiellement, on choisit des céramiques de puissances telles le rapport (f2 - f 1 ) / (f 1 + f2) est inférieur à 3 %. Avantageusement, on choisit des céramiques de puissances telles le rapport (f2— f 1 ) / (f 1 + f2) est inférieur à 1 %.
Dans des modes de réalisation, les fréquences de vibration f1 et f2 sont telles que f2 - f1 est entre 10 et 30 kHz, par exemple de 20 kHz, préférentiellement entre 20 kHz et 30 kHz, f1 étant supérieure à 1 ,5 MHz.
Les réflecteurs 124 et 134 peuvent être en métal pour avoir une impédance supérieure à celle du liquide de propagation, ou bien en matériau très léger ayant une célérité faible, par exemple un gaz, de telle sorte que plus de 80 % de l'onde incidente est réfléchie.
La forme des réflecteurs est typiquement sphérique ou parabollique, de telle sorte que les ondes réfléchies sont focalisées au point P, commun et concourrant des deux ondes, et proche de la surface du liquide. Ainsi, lorsque les deux céramiques sont excitées, il se forme à la surface du liquide, une fontaine acoustique ou jet puis un nuage de goulettes à la surface du jet.
Le débit de liquide nébulisé est proportionnel à l'écart de pression entre le seuil de cavitation et la pression de l'onde, le débit de liquide nébulisé est de l'ordre de deux fois le débit de référence, ce débit de référence étant le débit nébulisable par une seule céramique avec son réflecteur.
Les deux céramiques étant choisies de telle sorte que leurs fréquences de résonance f1 et f2 sont très proches, le débit nébulisé est supérieur à la somme des deux débits de référence.
Tel que représenté, en figure 1 , le dispositif comporte des céramiques et des réflecteurs à la même distance de la surface du liquide.
Dans des modes de réalisation, le dispositif 100 comporte une membrane acoustiquement transparente (non représentée) positionnée sur les générateurs d'ondes 120 et 130 pour séparer physiquement lesdits générateurs et le liquide à nébuliser.
Il est évident pour l'homme du métier, qu'en fonction des dimensions des céramiques, des dimensions des réflecteurs ou des dimensions de la cuve ou des quantités de liquide à nébuliser, le dispositif 100 peut comporter davantage de générateurs et réflecteurs. Les générateurs 120 et 130 et les réflecteurs 124 et 134 peuvent être placés à la même distance de la surface du liquide ou placés à des distances de la surface du liquide différentes. De plus, le dispositif 100 peut également comporter davantage de points proches de la surface, en lesquels des ondes sont focalisées. De même, davantage de fréquences différentes peuvent être mises en œuvre.
Ainsi que représenté en figure 1 , le dispositif 100 peut comporter une tuyère 160, placée entre le point concourant P et les générateurs d'ondes 120 et 130.
De plus, le dispositif 100 peut comporter un moyen 170 de mesure de la hauteur du liquide dans la cuve 1 10 et un moyen (non représenté) d'alimentation de la cuve en liquide. Cette tuyère 160 est typiquement en métal lorsque le liquide est de l'eau, un diamètre de la tuyère est compris entre deux mm et dix mm.
En fixant ce diamètre, la vitesse initiale du jet ainsi que la longueur du jet sont fixées, car la tuyère 160 impose des conditions de propagation des fronts d'ondes ultrasonores dans le jet. La tuyère 160 permet d'adapter le dispositif 100 de nébulisation à des liquides difficilement nébulisables (selon l'explication donnée dans l'état de l'art), en particulier les fluides à tension superficielle forte et pression de vapeur faible.
Le dispositif 100 décrit est particulièrement adapté à la nébulisation de liquides divers. Cette nébulisation a pour but :
- vaporiser ces produits, s'ils sont vaporisables
- humidifier ou rafraîchir l'air, notamment le déchambrage d'un habitacle d'un véhicule,
- accélérer la vitesse de changement d'état (liquide/vapeur) du liquide nébulisé,
- désodoriser ou parfumer de l'air en nébulisant un parfum ou un principe actif dissout dans le liquide,
- préparer des gaz saturés,
- préparer à la combustion de vapeur de produit combustible et notamment nébuliser un combustible du type alcool, gasoil ou essence, ou contenant des hydrocarbures, ou des composés chimiques comportant au moins de l'hydrogène, de l'oxygène ou du carbone,
- si le fluide est une solution de sels dissous, le dispositif est particulièrement adapté à la séparation des sels et de leur solvant.
Les applications visées sont :
- le dessalement de l'eau de mer pour récupération de l'eau douce et sels solides, le liquide contenant des sels dissous,
- le traitement des eaux usées, notamment les « eaux noires » ou les « eaux grises » pour obtenir de l'eau potable,
- la fabrication de poudre fine calibrée,
- l'humidification de l'air,
- le rafraîchissement de l'air, - l'obtention d'eau potable,
- la récupération de sels cristallisés,
- l'obtention d'eau potable, le liquide à nébuliser étant de l'eau grise ou de l'eau noire,
- la fabrication de poudres par pulvérisation de liquide contenant un produit cristallisable, dans une atmosphère contrôlée,
- la création d'un brouillard, le liquide étant préférentiellement à forte tension superficielle et basse pression de vapeur,
- le lavage des gaz polluants,
- l'humidification de tissus pour amélioration du repassage et/ou
- la création de mélange de carburant et comburant.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif (100) de nébulisation d'un liquide caractérisé en ce qu'il comporte :
- une cuve (1 10) ouverte dans sa partie supérieure et configurée pour contenir le liquide à nébuliser,
- au moins deux générateurs (120, 130) d'ondes ultrasonores destinés à émettre au moins deux fronts (122, 132) d'ondes ultrasonores dans le liquide,
- au moins deux moyens (134, 124) pour focaliser des ondes ultrasonores, coopérants chacun avec un dit générateur (120, 130) pour concentrer des ondes ultrasonores en un même point (P) à moins de dix millimètres de la surface libre du liquide,
- dans lequel les fréquences de vibration des deux fronts d'ondes (122, 132) sont différentes.
2. Dispositif (100) de nébulisation d'un liquide selon la revendication 1 , dans lequel les moyens (124, 134) pour focaliser des ondes ultrasonores sont des buses configurées pour focaliser les ondes ultrasonores en un point.
3. Dispositif (100) de nébulisation d'un liquide selon la revendication 1 , dans lequel les moyens (124, 134) pour focaliser des ondes ultrasonores sont des réflecteurs d'ondes ultrasonores, du type réflecteurs à rupture d'impédance de formes configurées pour focaliser les ondes ultrasonores en un point.
4. Dispositif (100) de nébulisation d'un liquide selon l'une des revendications 1 ou 3, dans lequel les moyens (124, 134) pour focaliser des ondes ultrasonores sont des réflecteurs d'ondes ultrasonores à rupture d'impédance de forme cylindrique ou parabolique.
5. Dispositif (100) de nébulisation d'un liquide selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel au moins un moyen (124, 134) pour focaliser des ondes ultrasonores est une paroi contenant un gaz ou du type aérogel de silice.
6. Dispositif (100) de nébulisation d'un liquide selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les fréquences de vibration des deux fronts d'ondes (122, 132) sont supérieures à 1 MHz.
7. Dispositif (100) de nébulisation d'un liquide selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les fréquences de vibration f1 et f2 des deux fronts d'ondes (122, 132) sont différentes, f1 étant inférieure à f2 et le rapport (f2 - f 1 )/ (f 1 + f2) étant inférieur à 5 %.
8. Dispositif (100) de nébulisation d'un liquide selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les fréquences de vibration f1 et f2 des deux fronts d'ondes (122, 132) sont différentes, f1 étant inférieure à f2 et le rapport (f2 - f 1 )/ (f 1 + f2) étant inférieur à 3 %.
9. Dispositif (100) de nébulisation d'un liquide selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel les fréquences de vibration f1 et f2 des deux fronts d'ondes (122, 132) sont différentes, f1 étant inférieure à f2 et le rapport (f2 - f 1 )/ (f 1 + f2) étant inférieur à 1 %.
10. Dispositif (100) de nébulisation d'un liquide selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel les fréquences de vibration f1 et f2 sont telles que f2 - f 1 est entre 10 et 30 kHz, f1 étant supérieure à 1 ,5MHz.
1 1 . Dispositif (100) de nébulisation d'un liquide selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel les générateurs (120, 130) d'ondes ultrasonores sont des céramiques ou des activateurs piézo-électriques.
12. Dispositif (100) de nébulisation d'un liquide selon l'une des revendications 1 à 1 1 , dans lequel les réflecteurs d'ondes (124, 134) sont à une même distance de la surface du liquide.
13. Dispositif (100) de nébulisation d'un liquide selon l'une des revendications 1 à 12, qui comporte un moyen de mesure de la hauteur du liquide dans la cuve, le dispositif comportant un moyen d'alimentation de la cuve en dit liquide.
14. Dispositif (100) de nébulisation d'un liquide selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel les réflecteurs d'ondes ultrasonores sont configurés pour faire varier la position du point concourant.
15. Dispositif (100) de nébulisation d'un liquide selon l'une des revendications 1 à 14, qui comporte un moyen de mesure de la position du point concourant dans le liquide, les réflecteurs d'ondes ultrasonores étant configurés pour faire varier la position du point concourant en fonction de ladite mesure.
16. Dispositif (100) de nébulisation d'un liquide selon l'une des revendications 1 à 15, qui comporte une membrane acoustiquement transparente et positionnée sur les générateurs d'ondes pour séparer physiquement lesdits générateurs et le liquide à nébuliser.
17. Dispositif (100) de nébulisation d'un liquide selon l'une des revendications 1 à 16, qui comporte une tuyère placée dans le liquide.
18. Dispositif (100) de nébulisation d'un liquide selon l'une des revendications 1 à 17, dans lequel le liquide est un combustible du type alcool, gasoil ou essence, ou contenant des hydrocarbures, ou des composés chimiques comportant au moins de l'hydrogène, de l'oxygène ou du carbone.
19. Procédé de nébulisation d'un liquide contenu dans une cuve ouverte dans sa partie supérieure comportant :
une étape (200) de génération d'au moins deux fronts d'ondes ultrasonores dans le liquide à l'aide de générateurs d'ondes ultrasonores, une étape (210) de focalisation des fronts d'ondes en un même point concourant à moins de dix millimètres de la surface du liquide,
dans lequel les fréquences de vibration des deux fronts d'ondes (122, 132) sont différentes.
20. Procédé selon la revendication 19, qui comporte une étape de déplacement du liquide nébulisé hors de la cuve.
21 . Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 1 à 18, pour la nébulisation d'un liquide.
22. Utilisation selon la revendication 21 , pour humidifier de l'air.
23. Utilisation selon la revendication 21 , pour rafraîchir de l'air.
24. Utilisation selon la revendication 21 , pour obtenir de l'eau potable.
25. Utilisation selon la revendication 21 , pour récupérer de sels cristallisés.
26. Utilisation selon la revendication 21 , pour l'obtention d'eau potable, le liquide à nébuliser étant de l'eau grise ou de l'eau noire.
27. Utilisation selon la revendication 21 , pour la fabrication de poudres par pulvérisation de liquide contenant un produit cristallisable, dans une atmosphère contrôlée.
28. Utilisation selon la revendication 21 , pour la création d'un brouillard, le liquide étant à forte tension superficielle et basse pression de vapeur.
29. Utilisation selon la revendication 21 , pour le lavage des gaz polluants.
30. Utilisation selon la revendication 21 , pour l'humidification de tissus pour amélioration du repassage.
31 . Utilisation selon la revendication 21 , pour la création de mélange de carburant et comburant.
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