Brevet FR2008106A1 — publié le 19700116

i 3008106 L'invention est relative à la pulvérisation et à tfés disposi tifs utilisés pour la pulvérisation. Une condition nécessaire à la pulvérisation efficace de liquide à disperser depuis un avion en vol est que les particules 5 de liquide doivent être relativement petites, de calibre constant et réparties de façon uniforme dans toute la surface de pulvérisa tion. En outre, le nombre de particules d'un calibre choisi par unité de surface, déposées sur la surface à laquelle est destinée la pulvérisation, est essentiellement fonction du débit volu-métrique du liquide pulvérisé par le dispositif. Ce débit peut varier de 0,14 à 0,28 litre par hectare avec les techniques de volumes ultra-faibles, jusqu'à 113 litres et plus par hectare avec les systèmes de pulvérisation de volumes importants utilisés pour les récoltes. 15 Les dispositifs de pulvérisation actuellement en usage pour la pulvérisation aérienne n'ont connu jusqu'ici qu'un succès limité. En outre, ils posent des problèmes de réglage et de nettoyage et tendent à se boucher lorsqu'ils sont utilisés pour la pulvérisation de solutions de poudre à mouiller. En général, ces 20 dispositifs ont été conçus à partir de dispositifs utilisés pour la pulvérisation de liquide dans l'air calme, et lorsqu'ils sont utilisés dans un courant d'air rapide, leur fonctionnement se trouve contrecarré par une tendance de la part de certaines fines particules de liquide à s'agglomérer pour former des particules 25 de liquide de plus grandes dimensions. Cela peut être gênant car les particules plus grandes de fluides chimiques pulvérisés risquent d'abîmer les récoltes. Un autre inconvénient présenté par les types de dispositifs de pulvérisation généralement utilisés tient au fait qu'ils pré-30 sentent des caractéristiques élevées de résistance à l'avancement qui diminuent la vitesse et les performances des avions sur lesquels ces dispositifs sont montés. Certains pulvérisateurs connus utilisent des pièces rotatives qui nécessitent un entretien régulier. 35 L'un des principaux buts de l'invention est de fournir un genre perfectionné de pulvérisateur qui soit spécialement conçu pour être utilisé dans une masse d'air en mouvement rapide. D'une façon plus particulière, ce pulvérisateur a été conçu pour la pulvérisation aérienne, au-dessus de récoltes, d'insecticides, 40 fongicides et engrais agricoles se présentant sous la forme d'une 69 14848 2 2008106 solution ,ou d'une dispersion de concentré liquide. Ce pulvérisateur peut être utilisé à d'autres tâches comportant la dispersion de .liquides dans des masses d'air en mouvement, notamment dans des tours de refroidissement en circuit ouyert, en peinture 5 par pulvéris.ation, pour la pulvérisation. de détergents sur des nappes d'huile en mer,et autres opérations similaires. Une autre application importante envisagée est l'util i s a t i o n d e c e dispositif comme pulvérisateur de^ carburant liquide dans les moteurs à turbine à gaz. 1° Selon l'invention, il est prévu un dispositif de pulvérisa tion ayant un corps comportant un orifice de pulvérisation cir-conférentiel. Le corps peut être de forme allongée, l'orifice de pulvérisation pouvant se situer approximativement à mi-chemin de la lon-15 gueur du corps entre ses extrémités avant et arrière. Le cas échéant, le corps peut être de révolution, et il est alors obtenu en faisant tourner un profil d'aile autour d'une corde de ce profil d'aile. Ce profil d'aile peut être avantageusement celui connu _ sous la référence NACA 65^-021. Le diamètre maximal, en coupe, du 20 corps est égal à environ 1/5 de la longueur de ce corps et se situe approximativement à mi-longueur de ce corps.. L'orifice de pulvérisation peut être situé à l'emplacement du diamètre maximal du corps. Le corps du pulvérisateur peut se . composer de deux pièces, l'orifice de pulvérisation étant défini 25 entre las surfaces annulaires espacées dans le sens de l'axe du dispositif. L'orifice peut communiquer, avec une cavité conçue pour recevoir le fluide à pulvériser sous pression. Les surfaces peuvent être avantageusement tronconiques et présenter une inclinaison par rapport à l'axe du pulvérisateur. De préférence, les 30- surfaces divergent vers l'avant, vers 1'extrémité avant du pulvérisateur. L'angle d'inclinaison de ces surfaces•par rapport à l'axe peut être de l'ordre de 60°, La largeur axiale de l'orifice de pulvérisation peut être ; Le. dispositif de -pulvérisation* peut .avantageusement être ... pourvu-d'un _ raccordement d] entrée, communiquant avec la, cavité, • -ce;•raccordement ,d-'entrée étant prévu 1-Javant, de 1',.orifice de _-> :.puivérisat-ion et,de préférence-,..situé à environ 1/3 de la lon 69 14848 3 2008106 particulièrement, le raccordement d'entrée peut être prévu à environ 32,5% de la longueur du corps, à partir de son extrémité avant ou nez. Le cas échéant, le corps peut comporter une soupape de retenue. 5 Egalement selon l'invention, il est prévu un procédé de pul vérisation dans lequel l'éjection d'un liquide pulvérisé s'opère, dans une masse d'air en mouvement, sous la forme d'un rideau en forme générale de cuvette. Le mouvement de la masse d'air peut résulter d'une translation en avant du pulvérisateur, ce qui est 10 le cas d'une pulvérisation aérienne. Si le pulvérisateur est immobile, comme dans le cas de peinture par pulvérisation, d'utilisation dans une tour de refroidissement, ou comme pulvérisateur de carburant pour moteur de turbine à gaz, la masse d'air doit alors être mise en mouvement. 15 De préférence, le rideau présente une forme concave en di rection du mouvement de la masse d'air, c'est-à-dire que ce mouvement se produit vers l'intérieur du rideau dë forme concave. Le rideau est de préférence en forme de tronc de cône. Selon un autre aspect de l'invention, le procédé de pulvéri-2G sation comprend l'acheminement d'une masse de fluide gazeux vers l'intérieur d'une formation concave en cuvette de liquide pulvérisé, la masse de fluide gazeux frappant la face concave du rideau en cuvette. L'inclinaison du rideau en cuvette peut être avantageusement 25 de 60° par rapport au sens du déplacement de l'air. L'invention sera à présent décrite plus en détail et sous la forme d'exemples se référant aux dessins ci-annexés, dans lesquels la figure 1 est une coupe axiale d'une forme de pulvérisateur selon l'invention; 30 la figure 2 est une coupe transversale prise au long de la ligne IX-II de la figure 1; et la figure 3 est une coupe axiale d'une autre forme de pulvérisateur selon l'invention. Si l'on se réfère tout d'abord aux figures 1 et 2, le pulvé-35 risateur est indiqué d'une façon générale par la référence 10 et la forme globale du corps allongé du pulvérisateur est celle obtenue en faisant tourner un profil d'aile autour d'une corde 12, de façon que cette corde constitue l'axe du corps résultant de cette rotation. Si ce profil est celui connu sous la référence 40 NACA 65^-021, le diamètre maximal de coupe du corps est d'environ 69 14848 4 2008106 21% (soit 1/5 approximativement) de la longueur de ce-corps et se situe à une distance de l'extrémité avant ou nez du corps égale à environ 45% de la longueur de ce corps. Le pulvérisateur est constitué d'un certain nombre de pièces 5 différentes comprenant un nez 14, une queue 16, une pièce centrale 18 et un moyeu 2C. Le moyeu, la pièce centrale et le nez sont fixés ensemble au moyen de vis 22. Un raccordement d'entrée 24 est prévu à l'intérieur de la pièce centrale 18. Le moyeu 20 comporte une partie cylindrique 26 se terminant 10 en un siège annulaire 28. Une membrane 30 est serrée entre la pièce centrale 18 et le nez 14. Cette membrane est amenée contre le siège annulaire 28 au moyen d'un disque 32 et d'un ressort 34. La membrane 30 peut être renforcée et peut être en néoprène ou autre matériau approprié. Le ressort 34, le disque 32 et la mem-15. brane 30 forment ensemble une soupape de retenue. Le moyeu 20 comporte un filetage mâle fin sur une partie arrière 36 qui se monte sur un filetage femelle fin pratiqué dans la queue 16. lin orifice circonférentiel de pulvérisation 38 est défini 20 par les surfaces annulaires 39 et 40, espacées dans le sens de la longueur, de la queue 16 et.de la pièce centrale 18 respectivement, et cet orifice est situé dans la région de diamètre maximal du corps, c'est-à-dire dans la région située à mi-chemin entre les extrémités avant et arrière de ce corps. Il est possible 25 d'obtenir une possibilité de réglage infini de la largeur de l'orifice de pulvérisation circonférentiel 38 par un réglage longitudinal de la position des surfaces 39 et 40'l'une par rapport à -l'autre. Ce réglage s'effectue en faisant tourner la queue 16 et le moyeu 20 l'un par rapport à l'autre de façon que les filetages 30 fins convertissent ce mouvement en un mouvement longitudinal provoquant- le rapprochement ou l'écartement des surfaces 39 et 40. Tout mouvement indésirable entre la queue 16 et la pièce centrale 18, c'est-à-dire après un réglage manuel de la largeur de l'orifice sur des marques étalonnées, est empêché par un ressort com-35 pressible raide 42 situé entre la queue 16 et le moyeu 20 et servant à amener les flancs des filetages l'un contre l'autre. Des goujons 44 permettent de placer le moyeu et la pièce centrale l'un par rapport à l'autre. Une cavité .45. communiquant avec l'orifice de pulvérisation ' 40 38 est alimentée depuis le raccordement d'entrée .24, " par 1 'inter- 69 14848 5 2008106 médiaire- du Siège annulaire 28 et de trous radiaux 46 conduisant à l'intérieur de la cavité 45. Le raccordement d'entrée est situé entre l'extrémité avant et l'orifice 38, à environ 1/3 de la longueur du corps en arrière de l'extrémité avant (32,5% de cette 5 longueur, pour être précis). L'on remarquera que les surfaces 39 et 40 sont en tronc de cône et sont placées de façon que l'orifice soit orienté vers l'extrémité avant du corps. L'inclinaison des surfaces 39 et 40 définissant l'orifice de pulvérisation 38 est d'environ 60° par rapport à l'axe 12 et ces surfaces divergent 10 légèrement vers l'extrémité avant. Des. ouvertures 50 et 52 servent " de passages d'échappement d'air. Durant l'utilisation de ce dispositif de pulvérisation, le corps du pulvérisateur est monté d'une manière telle que son axe soit parallèle au sens du mouvement de la masse d'air représenté 15 par les flèches 48. En fonctionnement, le liquide à pulvériser pénètre sous pression à l'intérieur du pulvérisateur par le raccordement d'entrée 24. La pression du liquide ouvre la soupape de retenue en déformant la membrane 30 qui laisse le liquide de pulvérisation s'écouler à l'intérieur de la tige centrale du moyeu 20 20 d'où il sort par les trous radiaux 46 pour pénétrer à l'intérieur de la cavité 45 communiquant avec l'orifice de pulvérisation 38. Les surfaces 39 et 40 qui définissent l'orifice de pulvérisation sont placées de façon que le liquide de pulvérisation soit éjecté en une nappe inclinée vers l'avant, sous la forme 25 générale d'un rideau en cuvette. Ce rideau est dans ce cas en tronc de cône. A mesure que le liquide de pulvérisation quitte l'orifice de pulvérisation, il frappe l'air en mouvement autour de la.surface extérieure du corp3 du pulvérisateur, et le mouvement relatif de l'air et du liquide donne lieu à une action de 30 cisaillement qui brise la nappe de liquide en particules dont le calibre varie en fonction de la largeur de l'intervalle annulaire, pour des conditions particulières de pression du liquide, de propriétés du liquide et du débit de l'air autour du pulvérisateur. La figure 3 illustre une forme modifiée de pulvérisateur, 35 indiqué d'une façon générale par la référence 10A, qui présente • un grand nombre d'éléments communs avec le pulvérisateur de la figure 1. Chaque fois que cela a été possible, _les mêmes chiffres . de référence ont été repris pour indiquer les mêmes pièces. ->-• - Dans le "pulvérisateur 10A,'-"une différence ^ajeure^de ^réali-'^'-40 sation tient"au' fait t[ué 'ïé moyeu 20 reiie directement le nez 14 69 14848 2008106 a la queue 16, sans "interposition dé pièce intermédiaire équivalente, de la pièce intermédiaire 18.' L'orifice de pulvérisation 38 est encore formé entre les surfaces 39 et 40 qui, dans cette réalisation, appartiennent respectivement à la queue et au nez 5 16 et 14. La largeur*de l'orifice 38 est réglée par la rotation de la queue 16 par; rapport au moyeu 20, si bien que le filetage fin de la queue 36 du moyeu 20 et de la queue 16 provoque un mouvement axial relatif entre les pièces 14 et 16. L'autre différence majeure "de réalisation entre les réalisa-10 tions des figures 1 et 3 tient au fait que la soupape de retenue est conçue quelque peu différemment. Le siège 28 est formé non pas sur le moyeu 20, mais sur un élément cylindrique 54 qui est fixé de façon rigide, au moyen d'une tige ou d'une vis sans tête 56, au moyeu 20. Le siège 28 présente cependant la même forme ar-15 rondie. que le siège 28 de la réalisation de la figure 1„ La soupape ne comprend pas de membrane (équivalente de la membrane 30) mais, à la place, le disque 32 est pressé directement contre le siège 28 par le ressott 34® La soupape fonctionne pour permettre l'écoulement du liquide de pulvérisation vers l'orifice 38 et 20 pour empêcher l'écoulement de gaz ou de liquide dans le sens inverse au travers de cet orifice. Le raccordement d'entrée 24 conduit à l'intérieur creux de l'élément cylindrique 54, si bien que le raccordement d'entrée 24 est placé en communication directe avec une face du disque 32. 25 une autre légère différence entre la réalisation de la fi gure 3 et celle de la figure 1 tient au fait que le ressort 42, au lieu de porter sur l'extrémité de l'alésage de la queue 16, porte contre une rondelle 60 située à l'intérieur de cet alésage. Un alésage transversal 62 est prévu dans le moyeu 20. Cet 30 alésage 62 n'a pas de fonction pendant l'utilisation du pulvérisa teur mais est prévu pour recevoir une broche ou organe similaire durant l'assemblage du pulvérisateur» Cela facilite le vissage du moyeu 20 à l'intérieur du nez 14. Le fonctionnement du pulvérisateur 10A est sensiblement iden 35 tique à celui du pulvérisateur 10, le disque 32 étant écarté du siège 28 lorsque le liquide sous pression est amené au raccordement d'entrée 24, permettant ainsi au liquide de pulvérisation de s'écouler par les trous radiaux 46 jusqu'à l'intérieur de la cavité 45 et, de là, jusqu'à l'orifice de pulvérisation 38. 40 Les pulvérisateurs représentés sur les dessins conviennent 69 14848 7 2008106 particulièrement à la pulvérisation aérienne. L'on comprendra, évidemment, que pour des différences de vitesses de la masse d'air par rapport au pulvérisateur, de grandes différences de réalisation et de proportions seront possibles. 5 Les surfaces 39 et 40, qui définissent l'orifice 38, sont in clinées vers l'avant afin de contrarier l'effet de Coanda entre le liquide de pulvérisation et les surfaces 39 et 40, et les surfaces voisines des pièces 18 et 16 (figure 1) ou 14 et 16 (fig. 3) au voisinage immédiat de l'orifice 38. 10 En cas d'utilisation pour une pulvérisation aérienne, le déplacement d'air au long du pulvérisateur est produit, bien entendu, par le mouvement vers l'avant de l'avion. Lorsque le pulvérisateur est utilisé dans une application où il est maintenu immobile, le déplacement d'air est provoqué de façon que la pénétra-15 tion d'air à l'intérieur de la face concave du rideau en cuvette se produise de la manière désirée. Ainsi, un déplacement d'air est provoqué si le pulvérisateur est utilisé en peinture par pulvérisation, dans une tour de refroidissement, ou comme pulvérisateur de carburant liquide pour moteur à turbine à gaz. 2 0 Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. 69 14848 8 2008106 REVENDICATIONS 1. Dispositif de pulvérisation, caractérisé en ce qu'il comprend un corps comportant un orifice de pulvérisation circonfé-rentiel(38). 2. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 1, cals ractérise en ce que ce corps est de forme allongée, l'orifice (38) étant situé dans la région médiane entre les extrémités avant et arrière du corps. 3. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps est engendré par la rotation d'un 10 profil d'aile autour d'une corde de ce profil. 4. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'orifice (38) est situé dans la région du diamètre maximal du corps. 5. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 15 2 à 4, caractérisé en ce que le corps comprend une première et une seconde pièce (16,18 - 14,16) ayant des surfaces annulaires (39,40), espacées dans le sens de la longueur, qui définissent l'orifice (38) .par l'intervalle qui les sépare. 6. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 5, 2o caractérisé en ce que la position relative des pièces est réglable dans le sens de la longueur, de façon à permettre de modifier la largeur de l'orifice (38). 7. Dispositif de pulvérisation selon les revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les surfaces (39,40) sont placées de ma- 25 nière que l'orifice (38)soit dirigé vers l'extrémité avant. 8. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 7, caractérisé en ce que les surfaces (39,40) sont en tronc de cône et divergent légèrement vers 11extrémite avant. 9. Dispositif de pulvérisation selon les revendications 7 J0 ou 8, caractérisé en ce que l'angle formé entre les surfaces (39,40) et l'axe longitudinal (12) du corps est d'environ 60°. 10. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 11. Dispositif de pulvérisation selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 et 10 dans leur ensemble, caractérisé en ce qu'il comprend une soupape (28, 32) agencée pour être ouverte par la pression du liquide de pulvérisation 40 amené au pulvérisateur, cette soupape étant une soupape de rete 14848 9 20Q8:1O6 nue qui permet l'écoulement du liquide au travers d'elle jusqu'à l'orifice (38) mais empêche l'écoulement de liquide ou de gaz au travers d'elle, dans le sens inverse. 12. Procédé de pulvérisation, caractérisé par l'éjection d'un liquide de pulvérisâtion,sous la forme générale d'un rideau de liquide en cuvette, dans une masse d'air en mouvement. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le rideau de liquide diverge dans le sans inverse du sens de déplacement de l'air. 14. Procédé de pulvérisation, caractérisé par l'orientation d'un écoulement de fluide gazeux à l'intérieur d'un rideau de liquide de pulvérisation en forme de cuvette, l'écoulement de fluide gazeux frappant la face concave du rideau en cuvette.