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WO2017012861A1 - Dispositif de nebulisation et procede de mise en œuvre de ce dispositif - Google Patents

Dispositif de nebulisation et procede de mise en œuvre de ce dispositif Download PDF

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Publication number
WO2017012861A1
WO2017012861A1 PCT/EP2016/065870 EP2016065870W WO2017012861A1 WO 2017012861 A1 WO2017012861 A1 WO 2017012861A1 EP 2016065870 W EP2016065870 W EP 2016065870W WO 2017012861 A1 WO2017012861 A1 WO 2017012861A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid
head
misting
micro
membrane
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2016/065870
Other languages
English (en)
Inventor
Vincent Feuillard
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.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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 Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of WO2017012861A1 publication Critical patent/WO2017012861A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H3/00—Other air-treating devices
    • B60H3/02—Moistening ; Devices influencing humidity levels, i.e. humidity control
    • B60H3/022—Moistening ; Devices influencing humidity levels, i.e. humidity control for only humidifying the air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/30—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages
    • B05B1/3093—Recirculation valves, i.e. the valve element opens a passage to the nozzle and simultaneously closes at least partially a return passage the feeding means
    • 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
    • B05B17/0638—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 by discharging the liquid or other fluent material through a plate comprising a plurality of orifices
    • B05B17/0646—Vibrating plates, i.e. plates being directly subjected to the vibrations, e.g. having a piezoelectric transducer attached thereto
    • 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
    • F24F6/14—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by forming water dispersions in the air using nozzles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F2003/1435—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification comprising semi-permeable membrane
    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/54—Free-cooling systems

Definitions

  • the invention relates to the general field of nebulizing devices for diffusing a liquid product in the surrounding space in the form of light fog. It relates more particularly to nebulizing devices for diffusing a liquid in the passenger compartment of a vehicle, particularly a motor vehicle.
  • the nebulization must then be free of any foreign body, or pathogenic, likely to be inhaled by the occupants of the cabin, which requires in particular to have means to purify the liquid before nebulization so as to prevent the atomized liquid can to be contaminated.
  • the nebulizing device and its accessories, purification means in particular must have a small footprint and demonstrate a low consumption both in terms of the liquid to be misted at the level of electricity consumption.
  • misting device that can be put in place and used in a closed passenger compartment of relatively small dimensions, such as a passenger compartment of a motor vehicle and fulfilling the conditions mentioned above.
  • misting of a liquid, consisting of water or a perfumed aqueous solution, for example, inside the passenger compartment of a vehicle advantageously makes it possible to achieve a humidification of the air likely to make the atmosphere inside the passenger compartment more pleasant for the occupants and in particular makes it possible to remedy the drying of the air caused by the air conditioning devices of the passenger compartment.
  • An object of the invention is to provide a solution for having a nebulization system meeting the constraints described above and therefore suitable for installation in a vehicle cabin.
  • the subject of the invention is a device for nebulizing a misting liquid, in particular in a closed space, this device comprising:
  • a piezoelectric nebulization head itself comprising a tubular internal cavity whose one end is closed by a micro-perforated vibrating membrane actuated by a piezoelectric actuator and a channel housed in the center of the tubular internal cavity and opening into said cavity, in the vicinity from the center of the micro-perforated membrane.
  • the tubular internal cavity and the central pipe form a set of pipes comprising a coaxial central pipe and a coaxial peripheral pipe. These pipes allow the continuous circulation of a misting liquid inside the nebulizing head so as to bring the misting liquid to the microperforated vibrating membrane;
  • said circulation pump is arranged vis-à-vis the fogging head so that the fogging liquid enters the fogging head through the peripheral pipe and spring of said fogging head through the central pipe .
  • the device according to the invention may have additional features that can be considered separately or combined with each other.
  • the invention also relates to a method for effecting the nebulization of a misting liquid in a closed space, by means of a piezoelectric nebulization head itself having a tubular internal cavity whose one end is closed by a vibrating membrane micro-perforated actuated by a piezoelectric actuator and a pipe housed in the center of the tubular internal cavity and opening into said cavity in the vicinity of the center of the micro-perforated membrane, the tubular internal cavity and the central pipe forming a set of pipes comprising a a central pipe and a coaxial peripheral pipe, allowing the continuous circulation of a misting liquid inside the fogging head so as to bring the fogging liquid to the level of the micro-perforated vibrating membrane, said method implementing the following operations:
  • the device 10 according to the invention mainly comprises three elements:
  • a nebulizing head 1 1 whose function is to dissipate into the atmosphere a mist formed of tiny droplets of a suitable liquid, the nebulizing head having at least one inlet for allowing the liquid to be misted to enter the head and an outlet port allowing the same liquid to come out of the head;
  • a circulation pump 13 which circulates in closed circuit the liquid contained in the reservoir 12 between the latter and the nebulizing head 1 1 so as to supply the latter with liquid to be misted.
  • These three main elements are interconnected by two sets of pipes 14, 15, which form the actual circulation circuit.
  • Each of the sets of pipes connects the reservoir to one or the other of the inlet and outlet ports (1 6, 17) whose nebulizing head 1 1 is provided.
  • the reservoir 12 is dimensioned in volume so that it is not necessary to fill or replace it frequently.
  • the tank may for example be dimensioned so that its filling and / or replacement can be performed during periodic maintenance operations. of the vehicle.
  • the reservoir 12 is preferably configured so as to ensure a conditioning of the liquid to be misted which avoids the contamination thereof with undesirable foreign substances or organisms.
  • the circulation pump 13 is itself configured and sized in power so as to ensure a continuous circulation of the liquid inside the nebulizing head 1 1 during operation of the device, with a sufficient flow rate to ensure optimum operation of the nebuliser head 1 1.
  • the pump 13 is inserted into the circulation circuit at one or other of the piping sets 14 and 15.
  • the nebulizing head 1 1 comprises, as illustrated in Figure 2, a body January 1, on which is mounted an assembly comprising a piezoelectric transducer January 12 actuating a micro-perforated membrane 1 13, l assembly being configured and arranged to define an internal cylindrical cavity 1 14 closed at one of its ends 1 15 by the membrane 1 13, the opposite end 1 16 corresponding for example to the end by which the liquid to be misted penetrates in the head.
  • the micro-perforated membrane 1 13 has the shape of a circular surface with at least one convex central portion whose convex face, or outer face, is directed towards the outside of the head.
  • the excitation of the piezoelectric transducer has the effect of vibrating the membrane January 13 so as to create pressure variations in the vicinity of its internal face, in contact with the liquid to be misted, so that small droplets of liquid pass through the membrane and are thrown into the atmosphere outside the head.
  • the nebulizing head 1 1 comprises a tube 1 17 disposed inside the internal cylindrical cavity 1 14 so that their axes of symmetry are substantially merged.
  • the central tubing 1 17 is also arranged in such a way that one of its ends is placed in the immediate vicinity of the inner face of the membrane 1 13, opposite the center of this membrane and that its other end constitutes one of the access ports for the liquid to be misted at the spray head 1 1.
  • This arrangement thus defines two coaxial cylindrical pipes, namely a central pipe formed by the pipe 1 17 and a peripheral pipe 1 18 formed by the space defined by the inner wall of the cavity 1 14 and the outer wall of the tubing 1 17 , the two pipes communicating at the inner face of the micro-perforated membrane 1 13.
  • Such an arrangement makes it possible to define, inside the nebulizing head 1 1, a circulation circuit of the liquid to be misted which can thus circulate on the surface of the inner face of the membrane January 13, so that the latter is in permanent contact with liquid to be misted as long as a circulation of liquid is established.
  • the piezoelectric actuator vibrates the micro-perforated membrane 1 13.
  • the excitation of the piezoelectric element by means of an electrical signal causes its deformation in the longitudinal direction, as indicated by the arrow 21, which also causes the displacement of the tubing 1 19 and consequently that of the membrane 1 13, as indicated by the arrow 22.
  • the piezoelectric element 1 12 and the transducer tube 1 19 form, with the body 1 1 1 of the nebulizing head, the wall of the cavity 1 14.
  • the nebulizing head 1 1 has a body 1 1 1 and a piezoelectric actuator configured according to the dimensions, in particular the diameter, of the micro-perforated membrane 1 13, so as to define a tubular cavity 1 1 6 allowing the misting liquid present in the head to come into contact with the entire inner face of the membrane 1 13.
  • the central tubing 1 17 has a small diameter, to ensure a minimum flow rate of the misting liquid, yet sufficient flow to ensure the continued presence of liquid in contact with the inner wall of the membrane 1 13 during the operation of the device.
  • the inlet and outlet ports, 16 and 17 respectively, as well as the diameter of the piping sets 14 and 15 are dimensioned so as to limit the pressure loss caused, so as to optimize the performance of the circulation pump as well as its consumption.
  • Such an arrangement advantageously makes it possible to ensure that the misting fluid circulates in contact with the micro-perforated membrane from the periphery of the membrane towards its center, as illustrated by the arrows 41 in FIG.
  • the direction of flow of the misting liquid (FIG. 3) advantageously advantageously allows, in an unexpected manner, rapid evacuation of the air microbubbles through the central channel 1 17 as soon as they are formed, so that for a given flow of misting liquid, the The flow of the liquid at the inner face of the membrane 1 13, and therefore the regular nebulization of liquid, are advantageously facilitated.
  • the choice of a direction of circulation circulating the misting liquid from the periphery of the microporous membrane 1 13 towards its center makes it possible to reduce the flow rate of misting liquid necessary for the operation of the nebulizing head 1 13 and consequently to reduce the dimensions of the circulation pump 13 and its consumption.
  • the device according to the invention may also comprise control means, not shown in the figures, intended in particular to drive the excitation signal of the piezoelectric element 1 12 so as to to adapt its mode of vibration depending in particular on the nature of the misting liquid, pure water or solution for example.
  • control means may also be configured to control the value of the supply voltage of the circulation pump so as to adapt the flow of misting liquid inside the head so as to adapt it to possible variations in the operation of the latter.
  • the device according to the invention may also comprise, in the context of certain applications, additional means (61) whose function is to purify the misting liquid before it is diffused into the air by the nebulizing head.
  • additional means (61) whose function is to purify the misting liquid before it is diffused into the air by the nebulizing head.
  • These means may for example be inserted into the external circulation circuit, upstream or downstream of the head 1 1 in the direction of flow of the liquid. Placed downstream of the fogging head 1 1, as shown in FIG. 6, they make it possible in particular to purify the fogging liquid after it has been circulated in the fogging head and before it returns to the tank 12.

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Abstract

L'invention porte sur un dispositif pour effectuer la nébulisation d'un liquide de brumisation dans un espace fermé, tel qu'un habitacle de véhicule. Le dispositif comporte un réservoir de liquide de brumisation (12), une tête de nébulisation piézoélectrique (11) avec une cavité interne tubulaire (114) dont une extrémité est fermée par une membrane vibrante micro-perforée (113) actionnée par un actionneur piézoélectrique (112) et une canalisation de faible diamètre logée au centre de la cavité interne tubulaire (114) et débouchant dans ladite cavité au voisinage du centre de la membrane micro- perforée (113), la cavité interne tubulaire (114) et la canalisation centrale (117) permettant la circulation continue du liquide de brumisation à l'intérieur de la tête de nébulisation (11) qui amène le liquide de brumisation au niveau de la membrane vibrante micro-perforée (113). Le dispositif comporte en outre une pompe de circulation (13) permettant de faire circuler le liquide contenu dans le réservoir à l'intérieur de la tête de nébulisation telle façon qu'il entre dans la tête de nébulisation (11) par la canalisation périphérique (114) et qu'il en ressorte par la canalisation centrale (117).

Description

DISPOSITIF DE NEBULISATION ET PROCEDE DE MISE EN ŒUVRE DE
CE DISPOSITIF
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention se rapporte au domaine général des dispositifs de nébulisation permettant de diffuser un produit liquide dans l'espace environnant sous forme de léger brouillard. Elle concerne plus particulièrement les dispositifs de nébulisation destinés à diffuser un liquide dans l'habitacle d'un véhicule, un véhicule automobile notamment.
CONTEXTE DE L'INVENTION - ART ANTERIEUR
La nébulisation d'un produit liquide à l'intérieur d'un habitacle, tel qu'un habitacle de véhicule automobile, pose en effet un certain nombre de problèmes spécifiques.
La nébulisation doit d'abord être particulièrement fine de façon à ce que le liquide nébulisé ne forme pas une buée venant se déposer sur les parois de l'habitacle et n'humidifie pas l'atmosphère confinée de l'habitacle de façon excessive, désagréable pour les occupants.
La nébulisation doit ensuite être exempte de tout organisme étranger, voire pathogène, susceptible d'être inhalé par les occupants de l'habitacle, ce qui nécessite notamment de disposer de moyens pour purifier le liquide avant nébulisation de façon à éviter que le liquide atomisé puisse être contaminé.
Par ailleurs dans la mesure où ils doivent être installés à bord d'un véhicule, le dispositif de nébulisation et ses accessoires, les moyens de purification en particulier, doivent présenter un encombrement restreint et faire preuve d'une faible consommation tant au niveau du liquide à brumiser qu'au niveau de la consommation électrique.
Il n'existe à l'heure actuelle pas de dispositif brumisateur pouvant être mis en place et utilisé dans un habitacle clos de relativement faibles dimensions, tel qu'un habitacle de véhicule automobile et remplissant les conditions citées précédemment. Or la brumisation d'un liquide, constitué d'eau ou d'une solution aqueuse parfumée par exemple, à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule permet avantageusement de réaliser une humidification de l'air de nature à rendre l'atmosphère à l'intérieur de l'habitacle plus agréable pour les occupants et permet en particulier de remédier à l'assèchement de l'air provoqué par les dispositifs de climatisation de l'habitacle.
PRESENTATION DE L'INVENTION
Un but de l'invention est de proposer une solution permettant de disposer d'un système de nébulisation répondant aux contraintes exposées précédemment et donc adapté à une mise en place dans un habitacle de véhicule.
A cet effet l'invention a pour objet un dispositif pour effectuer la nébulisation d'un liquide de brumisation notamment dans un espace fermé, ce dispositif comportant :
- un réservoir de liquide de brumisation,
- une tête de nébulisation piézoélectrique comportant elle-même une cavité interne tubulaire dont une extrémité est fermée par une membrane vibrante micro-perforée actionnée par un actionneur piézoélectrique et une canalisation logée au centre de la cavité interne tubulaire et débouchant dans ladite cavité, au voisinage du centre de la membrane micro-perforée. La cavité interne tubulaire et la canalisation centrale forment un jeu de canalisations comportant une canalisation centrale et une canalisation périphérique coaxiales. Ces canalisations permettent la circulation continue d'un liquide de brumisation à l'intérieur de la tête de nébulisation de façon à amener le liquide de brumisation au niveau de la membrane vibrante micro- perforée ;
- une pompe de circulation permettant de faire circuler le liquide contenu dans le réservoir à l'intérieur de la tête de nébulisation.
Selon l'invention, ladite pompe de circulation est agencée vis-à-vis de la tête de nébulisation de telle façon que le liquide de brumisation entre dans la tête de nébulisation par la canalisation périphérique et ressort de ladite tête de nébulisation par la canalisation centrale. Selon diverses dispositions complémentaires le dispositif selon l'invention peut présenter des caractéristiques additionnelles pouvant être considérées séparément ou combinées les unes aux autres.
Selon une telle caractéristique, le diamètre interne de la canalisation périphérique est sensiblement égal au diamètre de la membrane micro- perforée, tandis que la canalisation centrale présente un diamètre sensiblement plus faible, fonction du débit de liquide de brumisation souhaité. Selon une autre caractéristique, les perforations de la membrane micro-perforée sont dimensionnées de façon à produire un brouillard non mouillant.
Selon une autre caractéristique encore, la pompe de circulation est configurée de façon à assurer un débit minimal correspondant au débit nécessaire pour assurer une nébulisation continue de liquide lorsque le dispositif est en fonctionnement.
Selon une autre caractéristique également, l'actionneur piézoélectrique comporte un élément piézoélectrique proprement dit, de forme annulaire, monté sur le corps de la tête de nébulisation et solidaire d'une extrémité d'un transducteur tubulaire dont l'autre extrémité est obturée par la membrane micro-perforée. Selon une autre caractéristique, le dispositif selon l'invention comporte également des moyens de purification du liquide de brumisation, ces moyens étant placés dans le circuit de circulation, en amont ou en aval de la tête de brumisation. Selon une autre caractéristique, le dispositif selon l'invention comporte également des moyens de contrôle pour contrôler l'alimentation électrique de la pompe de circulation et le signal d'excitation de l'actionneur piézoélectrique. Selon une disposition particulière de la caractéristique précédente, les moyens de contrôle du dispositif commandent l'actionneur piézoélectrique et la pompe de circulation en fonction de la nature du liquide brumisé. L'invention a également pour objet un procédé pour effectuer la nébulisation d'un liquide de brumisation dans un espace fermé, au moyen d'une tête de nébulisation piézoélectrique comportant elle-même une cavité interne tubulaire dont une extrémité est fermée par une membrane vibrante micro-perforée actionnée par un actionneur piézoélectrique et une canalisation logée au centre de la cavité interne tubulaire et débouchant dans ladite cavité au voisinage du centre de la membrane micro-perforée, la cavité interne tubulaire et la canalisation centrale formant un jeu de canalisations comportant une canalisation centrale et une canalisation périphérique coaxiales, permettant la circulation continue d'un liquide de brumisation à l'intérieur de la tête de nébulisation de façon à amener le liquide de brumisation au niveau de la membrane vibrante micro-perforée, ledit procédé mettant en œuvre les opérations suivantes :
- injection continue d'un liquide de brumisation à l'intérieur de la tête de nébulisation, ledit liquide étant injecté par l'orifice de la tête relié à la canalisation périphérique ;
- récupération du liquide ayant circulé dans la tête par l'orifice relié à la canalisation centrale ;
- mise en vibration de la membrane micro-perforée en excitant l'actionneur piézoélectrique.
DESCRIPTION DES FIGURES
Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux appréciés grâce à la description qui suit, description qui s'appuie sur les figures annexées qui présentent :
- la figurel , une illustration schématique montrant les éléments principaux du dispositif selon l'invention ;
- la figure 2, une illustration schématique de la tête de nébulisation du dispositif selon l'invention dans une première forme de réalisation ; - la figure 3, une représentation schématique illustrant le principe de mise en œuvre de la tête de nébulisation dans le cadre du dispositif selon l'invention ;
- la figure 4, une illustration schématique montrant le dispositif selon l'invention dans une forme de réalisation particulière incluant des moyens de purification.
Il est à noter que pour l'ensemble des figures deux éléments fonctionnellement identiques portent la même référence.
Il est à noter également que sur les représentations schématiques des figures 1 à 4, les différents éléments ne sont pas nécessairement, pour des raisons de clarté, représentés à une même échelle. DESCRIPTION DETAILLEE
La description présente un exemple de mise en œuvre du dispositif selon l'invention adapté à une utilisation dans un espace restreint, relativement confiné, comme un habitacle de véhicule automobile par exemple. La présentation de cet exemple n'a bien entendu pas pour but de limiter la portée ou l'étendue de l'invention à ce seul cas d'utilisation et d'autres utilisations de ce dispositif peuvent évidemment être envisagées sans sortir du cadre de la présente invention. Comme l'illustre la figure 1 , le dispositif 10 selon l'invention comporte principalement trois éléments :
- Une tête de nébulisation 1 1 dont la fonction consiste à dissiper dans l'atmosphère un brouillard formé de minuscules gouttelettes d'un liquide approprié, la tête de nébulisation comportant au moins un orifice d'entrée permettant au liquide à brumiser d'entrer dans la tête et un orifice de sortie permettant au même liquide de sortir de la tête ;
- une réservoir 12 dans lequel est contenu ledit liquide,
- une pompe de circulation 13 qui fait circuler en circuit fermé le liquide contenu dans le réservoir 12 entre celui-ci et la tête de nébulisation 1 1 de façon à alimenter cette dernière en liquide à brumiser. Ces trois éléments principaux sont reliés entre eux par deux jeux de canalisations 14, 15, qui forment le circuit de circulation proprement dit. Chacun des jeux de canalisations relie le réservoir à l'un ou l'autre des orifices d'entrée et de sortie (1 6, 17) dont la tête de nébulisation 1 1 est pourvue.
Selon l'invention, le réservoir 12 est dimensionné en volume de telle façon qu'il ne soit pas nécessaire de le remplir ou de le remplacer fréquemment. Dans le cadre de l'utilisation du dispositif selon l'invention dans un véhicule automobile, le réservoir peut par exemple être dimensionné de façon à ce que son remplissage et/ou son remplacement puissent être réalisés à l'occasion des opérations d'entretien périodique du véhicule.
Par ailleurs, le réservoir 12 est préférentiellement configuré de façon à assurer un conditionnement du liquide à brumiser qui évite la contamination de celui-ci par des substances ou des organismes étrangers indésirables.
Selon l'invention également, la pompe de circulation 13 est quant à elle configurée et dimensionnée en puissance de façon à assurer une circulation continue du liquide à l'intérieur de la tête de nébulisation 1 1 pendant le fonctionnement du dispositif, avec un débit suffisant pour assurer un fonctionnement optimal de la tête de nébulisation 1 1 . La pompe 13 est insérée dans le circuit de circulation au niveau de l'un ou l'autre des jeux de canalisations 14 et 15.
Selon l'invention également, la tête de nébulisation 1 1 comporte, comme l'illustre la figure 2, un corps 1 1 1 , sur lequel est monté un ensemble comportant un transducteur piézoélectrique 1 12 actionnant une membrane micro-perforée 1 13, l'ensemble étant configuré et agencé de façon à définir une cavité cylindrique interne 1 14 obturée à une de ses extrémités 1 15 par la membrane 1 13, l'extrémité opposée 1 16 correspondant par exemple à l'extrémité par laquelle le liquide à brumiser pénètre dans la tête.
A cet effet la membrane micro-perforée 1 13 présente la forme d'une surface circulaire avec au moins une partie centrale convexe dont la face convexe, ou face externe, est dirigée vers l'extérieur de la tête.
L'excitation du transducteur piézoélectrique a pour effet de faire vibrer la membrane 1 13 de façon à créer des variations de pression au voisinage de sa face interne, en contact avec le liquide à brumiser, de sorte que de petites gouttelettes de liquide traversent la membrane et sont projetées dans l'atmosphère à l'extérieur de la tête.
Afin que la surface interne de la membrane reste toujours en contact avec du liquide à brumiser, la tête de nébulisation 1 1 comporte une tubulure 1 17 disposées à l'intérieur de la cavité cylindrique interne 1 14 de telle façon que leurs axes de symétrie soient sensiblement confondus. La tubulure centrale 1 17 est par ailleurs disposée de telle façon que l'une de ses extrémités se trouve placée au voisinage immédiat de la face interne de la membrane 1 13, en regard du centre de cette membrane et que son autre extrémité constitue un des orifices d'accès du liquide à brumiser à la tête de nébulisation 1 1 . Cet arrangement définit ainsi deux canalisations cylindriques coaxiales, à savoir une canalisation centrale formée par la tubulure 1 17 et une canalisation périphérique 1 18 formée par l'espace délimité par la paroi interne de la cavité 1 14 et la paroi externe de la tubulure 1 17, les deux canalisations communiquant au niveau de la face interne de la membrane micro-perforée 1 13.
Un tel arrangement permet de définir, à l'intérieur de la tête de nébulisation 1 1 , un circuit de circulation du liquide à brumiser qui peut ainsi circuler à la surface de la face interne de la membrane 1 13, de sorte que cette dernière est en contact permanent avec du liquide à brumiser pour autant qu'une circulation de liquide soit établie.
Avantageusement, la circulation continue du liquide de brumisation permet d'éviter que du liquide stagne à l'intérieur de la tête de manière prolongée et que des poussières ne se mêlent au liquide stagnant dans la tête ou que des corps étrangers ne s'y développent et ne soient dissipés à l'extérieur. Un tel inconvénient peut notamment apparaître pour des dispositifs de nébulisation connus de l'art antérieur dans lesquels la tête de nébulisation est équipée d'un moyen d'humidification de la membrane micro- perforée telle qu'une mèche imbibée, par une de ses extrémités, d'un liquide contenu dans un réservoir et dont l'autre extrémité est placée au voisinage immédiat de la face interne de la membrane, le liquide absorbé par la mèche étant par principe stagnant.
L'actionneur piézoélectrique met en vibration la membrane micro- perforée 1 13. L'excitation de l'élément piézoélectrique au moyen d'un signal électrique entraine sa déformation dans le sens longitudinal, comme indiqué par la flèche 21 , qui entraine également le déplacement de la tubulure 1 19 et par voie de conséquence celui de la membrane 1 13, comme indiqué par la flèche 22. Dans cette forme de réalisation, l'élément piézoélectrique 1 12 et le tube transducteur 1 19 forment, avec le corps 1 1 1 de la tête de nébulisation, la paroi de la cavité 1 14.
D'un point de vue dimensionnel, la tête de nébulisation 1 1 présente un corps 1 1 1 et un actionneur piézoélectrique configurés en fonction des dimensions, notamment du diamètre, de la membrane micro-perforée 1 13, de façon à définir une cavité tubulaire 1 1 6 permettant au liquide de brumisation présent dans la tête d'entrer en contact avec la totalité de la face interne de la membrane 1 13.
Par ailleurs, la tubulure centrale 1 17 présente un diamètre faible, permettant d'assurer un débit de circulation minimum du liquide de brumisation, débit toutefois suffisant pour garantir la présence continue de liquide au contact de la paroi interne de la membrane 1 13 pendant le fonctionnement du dispositif.
Les orifices d'entrée et de sortie, 16 et 17 respectivement, ainsi que le diamètre des jeux de canalisations 14 et 15 sont dimensionnés de façon à limiter la perte de charge occasionnée, de façon à optimiser les performances de la pompe de circulation ainsi que sa consommation.
Le diamètre extérieur et la longueur de la tête sont quant à eux notamment déterminés par le conditionnement souhaité, les contraintes d'encombrement, les contraintes de raccordement de la tête à un circuit externe d'alimentation en liquide (diamètre des conduits 14 et 15), les caractéristiques dimensionnelles imposées au corps 1 1 1 pour l'application considérée et les caractéristiques dimensionnelles de l'actionneur piézoélectrique 1 12, 1 19, nécessaire à la mise en vibration de la membrane micro-perforée 1 13.
Du point de vue fonctionnel, les différents éléments constituant le dispositif selon l'invention sont agencés de telle façon que le liquide de brumisation provenant du réservoir 12 pénètre à l'intérieur de la tête de nébulisation 1 1 1 par l'orifice 1 6 débouchant dans le canal périphérique 1 18 et ressorte de la tête 1 1 1 par le conduit central 1 17 et l'orifice 17. La pompe de circulation 13 du dispositif est agencée dans le circuit de circulation externe de façon à assurer ce sens de circulation. Elle est placée en amont ou en aval de la tête de nébulisation compte tenu du sens de circulation du fluide.
Un tel agencement permet avantageusement de faire en sorte que le liquide de brumisation circule au contact de la membrane micro-perforée depuis la périphérie de la membrane vers son centre, comme illustré par les flèches 41 sur la figure 3.
Comme l'a constaté la déposante au cours des travaux qu'elle a menés dans le cadre de l'élaboration du dispositif selon l'invention, un tel sens de circulation rend possible une optimisation du débit de liquide nécessaire pour assurer une présence continue de liquide de brumisation au contact de la membrane micro-perforée. Il est ainsi possible de dimensionner les différents éléments intervenant dans la circulation du liquide de brumisation de manière optimale en termes de consommation et d'encombrement.
Le sens de circulation du liquide de brumisation (figure 3) permet avantageusement, de manière inattendue, une évacuation rapide des microbulles d'air par le canal central 1 17 dès leur formation, de sorte que pour un débit de liquide de brumisation donné, l'écoulement du liquide au niveau de la face interne de la membrane 1 13, et par suite la nébulisation régulière de liquide, se trouvent avantageusement facilités.
Ainsi, avantageusement, le choix d'un sens de circulation faisant circuler le liquide de brumisation depuis la périphérie de la membrane micro- perforée 1 13 vers son centre permet de diminuer le débit de liquide de brumisation nécessaire au fonctionnement de la tête de nébulisation 1 13 et par suite de diminuer les dimensions de la pompe de circulation 13 ainsi que sa consommation.
En plus des éléments décrits dans le texte qui précède, le dispositif selon l'invention peut également comporter des moyens de contrôle, non représentés sur les figures, destinés en particulier à piloter le signal d'excitation de l'élément piézoélectrique 1 12 de façon à adapter son mode de vibration en fonction notamment de la nature du liquide de brumisation, eau pure ou solution par exemple. Ces moyens de contrôle peuvent également être configurés pour commander la valeur de la tension d'alimentation de la pompe de circulation de façon à adapter le débit de liquide de brumisation à l'intérieur de la tête de façon à adapter celui-ci à d'éventuelles variations de fonctionnement de cette dernière.
Par ailleurs le dispositif selon l'invention peut également comporter, dans le contexte de certaines applications, des moyens additionnels (61 ) ayant pour fonction de purifier le liquide de brumisation avant sa diffusion dans l'air par la tête de nébulisation. Ces moyens peuvent par exemple être insérés dans le circuit de circulation externe, en amont ou en aval de la tête 1 1 selon le sens de circulation du liquide. Placés en aval de la tête de brumisation 1 1 , comme illustré par la figure 6, ils permettent notamment de purifier le liquide de brumisation après sa circulation dans la tête de nébulisation et avant son retour dans le réservoir 12.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif pour effectuer la nébulisation d'un liquide de brumisation dans un espace fermé, caractérisé en ce qu'il comporte :
- un réservoir de liquide de brumisation (12),
- une tête de nébulisation piézoélectrique (1 1 ) comportant elle-même une cavité interne tubulaire (1 14) dont une extrémité est fermée par une membrane vibrante micro-perforée (1 13) actionnée par un actionneur piézoélectrique (1 12) et une canalisation (1 17) logée au centre de la cavité interne tubulaire (1 14) et débouchant dans ladite cavité au voisinage du centre de la membrane micro-perforée (1 13), la cavité interne tubulaire (1 14) et la canalisation centrale (1 17) formant un jeu de canalisations comportant une canalisation centrale et une canalisation périphérique coaxiales, permettant la circulation continue d'un liquide de brumisation à l'intérieur de la tête de nébulisation (1 1 ) de façon à amener le liquide de brumisation au niveau de la membrane vibrante micro-perforée (1 13),
- une pompe de circulation (13) permettant de faire circuler le liquide contenu dans le réservoir à l'intérieur de la tête de nébulisation ;
ladite pompe de circulation étant agencée vis-à-vis de la tête de nébulisation de telle façon que le liquide de brumisation entre dans la tête de nébulisation (1 1 ) par la canalisation périphérique (1 14) et qu'il ressort de ladite tête de nébulisation par la canalisation centrale (1 17).
2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le diamètre interne de la canalisation périphérique (1 14) est sensiblement égal au diamètre de la membrane micro-perforée (1 13), tandis que la canalisation centrale (1 17) présente un diamètre sensiblement plus faible, fonction du débit de liquide de brumisation souhaité.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les perforations de la membrane micro-perforée (1 13) sont dimensionnées de façon à produire un brouillard non mouillant.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pompe de circulation (13) est configurée de façon à assurer un débit minimal correspondant au débit nécessaire pour assurer une nébulisation continue de liquide lorsque le dispositif est en fonctionnement.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'actionneur piézoélectrique comporte un élément piézoélectrique (1 12) proprement dit, de forme annulaire, monté sur le corps (1 1 1 ) de la tête de nébulisation (1 1 ) et solidaire d'une extrémité d'un transducteur tubulaire (1 19) dont l'autre extrémité est obturée par la membrane micro-perforée (1 13).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte également des moyens de purification du liquide de brumisation, ces moyens étant placés dans le circuit de circulation en amont ou en aval de la tête de brumisation (1 1 ).
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte également des moyens de contrôle pour contrôler l'alimentation électrique de la pompe de circulation (13) et le signal d'excitation de l'actionneur piézoélectrique (1 12).
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de contrôle du dispositif commandent l'actionneur piézoélectrique et la pompe de circulation (13) en fonction de la nature du liquide brumisé.
9. Procédé pour mettre en œuvre un dispositif pour effectuer la nébulisation d'un liquide de brumisation dans un espace fermé, au moyen d'une tête de nébulisation piézoélectrique (1 1 ) comportant elle-même une cavité interne tubulaire (1 14) dont une extrémité est fermée par une membrane vibrante micro-perforée (1 13) actionnée par un actionneur piézoélectrique (1 12) et une canalisation (1 17) logée au centre de la cavité interne tubulaire (1 14) et débouchant dans ladite cavité au voisinage du centre de la membrane micro-perforée (1 13), la cavité interne tubulaire (1 14) et la canalisation centrale (1 17) formant un jeu de canalisations comportant une canalisation centrale et une canalisation périphérique coaxiales, permettant la circulation continue d'un liquide de brumisation à l'intérieur de la tête de nébulisation (1 1 ) de façon à amener le liquide de brumisation au niveau de la membrane vibrante micro-perforée (1 13), caractérisé en ce qu'il met en œuvre les opérations suivantes :
- injection continue d'un liquide de brumisation à l'intérieur de la tête de nébulisation, ledit liquide étant injecté par l'orifice (1 6) de la tête relié à la canalisation périphérique (1 14) ;
- récupération du liquide ayant circulé dans la tête par l'orifice (1 17) relié à la canalisation centrale (1 17)
- mise en vibration de la membrane micro-perforée (1 13) en excitant l'actionneur piézoélectrique (1 12).
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