Brevet FR2079357A1 — publié le 19711112

(m 03 1 2079357 la présente invention concerne les atomiseurs, du genre comportant notamment un oscillateur électronique, un transducteur excité par les signaux périodiques issus de l'oscillateur et transformant ces signaux en vibrations mécaniques, un ampli-5 ficateur de l'amplitude de ces vibrations, un réservoir de liquide à atomiser, et des moyens pour conduire ce liquide à portée .le l'amplificateur en vue d'atomiser le licuide, par les vibrations amplifiées, et de former ainsi un ou plusieurs jets d'aérosols . 10 On a déjà proposé des atomiseurs de ce genre, en particulier pour pulvériser des liquides à haute cohésion, tels des huiles minérales par exemple ou encore certaines peintures et enduits. On a.également fait usage de tels appareils pour des applications médicales, en particulier pour l'administration ]5 de certaines substances par voies orale et nasale ou encore sur différentes parties du corps. De façon générale, les atomiseurs connus se présentent sous forme d'unités statiques ou difficilement transportables, de dimensions relativement importantes et alimentées en 20 énergie électrique à partir du réseau auquel ils sont obligatoirement rattachés pendant leur utilisation. L'invention a pour but de permettre la réalisation d'un atomiseur portatif, présentant des dimension? suffisamment réduites pour constituer un appareil de poche alimenté par une 25 source d'énergie électrique. A cet effet, l'invention a pour objet un atomiseur, comprenant un boîtier dans lequel sont disposés une source de tension d'alimentation, un oscillateur électronique, un transducteur excité par les signaux périodiques issus de l'oscillateur 30 et transformant ces signaux en vibrations mécaniques de fréquence correspondant au moins à ce-lle desdits signaux, un amplificateur de l'amplitude de ces vibrations, un réservoir de liquide à atomiser, des moyens pour conduire ce liquide à portée de l'amplificateur en vue d'atomiser le liquide en au moins un jet 35 d'aérosol. Cet atomiseur est caractérisé par le fait que le réservoir est constitué par une cartouche amovible, que cette cartouche, l'amplificateur et le transducteur occupent, dans le boîtier, une position sensiblement coaxiale, la cartouche faisant face à l'extrémité libre de l'amplificateur par son ouver-40 ture de distribution, que la paroi du boîtier présente une 71 n 2 2079357 ouverture et qu'au moins la partie de l'extrémité libre de l'amplificateur recevant le liquide à atomiser fait saillie hors du boîtier à travers ladite ouverture. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple 5 et très schématiquement, une forme de réalisation de l'atomiseur faisant l'objet de la présente invention. La figure 1 en est une vue en élévation, moitié en coupe. La figure 2 est une coupe en élévation partielle 10 à plus grande échelle, suivant II-II de la figure 1. La figure 3 en montre le schéma électronique. L'atomiseur représenté (figure 1), comprend un boîtier cylindrique 1, de quelques centimètres de diamètre, par exemple, de manière à en faciliter la préhension par l'usager, 15 et dans lequel sont disposés un générateur électronique de signaux périodiques 2, un transducteur 3 excité par les signaux électriques issus du générateur "et transformant ces signaux en vibrations mécaniques de direction parallèle à l'axe longitudinal de ce transducteur, un amplificateur 4 de ces vibrations, "0 une cartouche 5 remplie de liquide à atomiser et qui est disposée amoviblement dans le boîtier 1 de manière à pouvoir être remplacée, au besoin, par une autre cartouche similaire, un bouton-poussoir 6 grâce auquel l'usager peut commander l'atomiseur de la manière décrite par la suite, en particulier en vue de pro-25 duire un jet d'aérosol au travers d'une ouverture 7 du boîtier 1 ou l'interruption d'une telle émission. Le schéma électrique du générateur 2 est visible sur la figure 3 : ce générateur comprend, d'une part, un bloc d'rlimentation 2A et, d'autre part, un oscillateur haute-fréquen-30 ce, 2B, en particulier un oscillateur à fréquence ultra-sonore. Comme on le voit, le bloc d'alimentation comprend un accumulateur 8, par exemple un accumulateur au cadmium-nickel, auquel peut être branché l'oscillateur 2B par l'intermédiaire d'un interrupteur 9 (figures 2 et 3) commandé par le 25 bouton-poussoir 6 déjà cité. Le bloc 2A comprend, de plus, un circuit de charge de l'accumulateur 8 formé d'un ensemble redresseur 10, en couplage de G-raetz, rattaché par sa sortie aux bornes de cet accumulateur et dont l'entrée est reliée à deux broches lia et 11b. Ces broches font saillie à une extrémité du 40 boîtier 1 et sont susceptibles d'être reliées à un réseau d'ali- ORIGSNAL, 71 cm03 3 2079357 mentation en courant alternatif par l'intermédiaire d'un cordon adéquat non représenté. Entre la broche 11b et l'entrée correspondante de l'ensemble redresseur 10 sont disposés un fusible 12 et une résistance 13, cette dernière étant destinée à 1'ajustage 5 de la tension désirée aux bornes de l'ensemble 10. L'oscillateur 2B est un oscillateur Hartley comprenant un transistor T dont l'émetteur est relié à la masse à l'aide d'un circuit R-C formé par une résistance R^ et par un condensateur Cx et dont le circuit de base comporte des résis-10 tances de polarisation R-^ et Rg, ainsi qu'un condensateur C-^ et une inductance L2 qui est celle d'une partie de l'enroulement primaire d'un transformateur TR. L'inductance L-^, de l'autre partie de 1'enroulement primaire de ce transformateur est connectée au collecteur du transistor T. 15 L'enroulement secondaire du transformateur T^, d'inductance L^, est branché aux bornes des éléments piézoélectriques p-^ et P2 du. transducteur 3 (figure 1), éléments constituant un condensateur l(figure 3). Dans l'oscillateur décrit, la réaction dans le 20 circuit de base du transistor T est donc obtenue grâce au condensateur C-^, à la partie de l'enroulement primaire du transformateur d'inductance L2 et enfin grâce à l'induct nce mutuelle M des enroulements de ce transformateur. Le condensateur P10 et les inductances du trans-25 formateur constituent un circuit accordé sur la fréquence des signaux périodiques à produire par l'oscillateur. Bien entendu, cet oscillateur peut présenter un circuit différent de celui représenté pour autant qu'il soit à même de livrer des signaux périodiques à très haute fréquence, 30 en particulier une fréquence "supersonique, avec une consommation minimum d'énergie électrique. ■ Comme décrit, ces signaux électriques sent destinés à l'excitation du transducteur 3, élément qui a pour but BAD ORIGINAL] 71 tm03 4 2079357 quelles sont serrés les éléments P-^ et P2 par l'intermédiaire d'un tirant,3C, traversant la pièce 3A, comme les éléments P-^ et P2, et se vissant par une extrémité, dans la pièce 3B. les électrodes en contact mutuel fixées l'une à 5 l'élément P-^, et l'autre, à l'élément P2, sont branchées à une extrémité de l'enroulement secondaire du transformateur L'autre électrode de chaque élément P-^ ou P2 est rattachée à la seconde extrémité de cet enroulement secondaire. L'ensemble formé par les pièces 3A et 3B et par 10 les éléments piézoélectriques P- et P0 présente une longueur égale à -g-, si À est égal à un multiple de la longueur d'onde du signal périodique produit par l'oscillateur. L'amplificateur 4 est constitué par un appendice de la pièce 3B, de longueur égale à et dont la section droite 25 du profil de révolution varie de façon exponentielle. Si d-^ est 1b diamètre de la base la plus grande de l'amplificateur et d2 le diamètre de la base la plus petite, le coefficient d'amplifi-cation pouvant être obtenu sera égal à _1 . d2 20 Ainsi donc, l'amplitude des vibrations mécani ques dont est l'objet la pièce 3B est amplifiée dans le rapport ci-dessus au niveau de l'extrémité libre de l'amplificateur 4. Il s'ensuit que la densité d'énergie à cette extrémité est particulièrement élevée, ce qui permet l'obtention d'une bonne ato-25 misation de tout liquide déposé sur cette extrémité. Dans l'exemple d'exécution représenté (figure 2), l'amplificateur 4 est muni d'un bec 4A s'étendant transversalement à l'axe de symétrie de cet amplificateur et faisant légèrement saillie hors du boîtier 1, au travers de l'ouverture 7. 30 C'est en effet sur ce bec 4A qu'est déversé le liquide à atomiser ainsi que nous le verrons par la suite. La cartouche 5 est constituée par un récipient tubulaire 5A, par exemple en matière synthétique, transparente ou non, dont l'embouchure est obturée par un diaphragme de pré-35 férence en matière synthétique élastique. Cette cartouche, qui est amovible, présente un diamètre extérieur légèrement inférieur à celui de l'ouverture du boîtier 1, en particulier du logement 1A ménagé à la partie supérieure de celui-ci, logement qui est susceptible d'être fermé par un couvercle emboîtable 1B. 40 Comme représenté sur la figure 2, le fond 1C du 71 04403 5 2079357 logement 1A présente un profil conjugué de celui de la partie de la cartouche 5 adjacente à son embouchure, de manière à assurer un positionnement très exact de cette cartouche dans le boîtier. Sur le fond 1C fait saillie l'extrémité supérieure d'un 5 tube 14, emprisonné par sa partie médiane, dans un bossage 1D solidaire de ce fond, l'extrémité inférieure du tube s'ouvrant au droit d'un passage 4B ménagé dans le bec 4A sensiblement au niveau de l'ouverture 7 du boîtier 1. la portion du tube faisant saillie dans le loge-10 ment 1A précédemment cité est acérée, de sorte qu'une cartouche 5 ne peut être introduite intégralement dans ce logement qu'en crevant au préalable la membrane 5B par enfichage sur le tube 14. Il convient à ce point de signaler que, la membrane état en matériau élastique, les bords du passage ménagé par l'introduc-15 tion dans la cartouche de l'extrémité supérieure du tube 14 viendront s'appliquer sur la face extérieure de. ce tube avec une force suffisante pour assurer une bonne étanchéité autour du tube. Le diamètre intérieur du tube 14 pourra être choi-20 si suffisamment faible pour que le liquide de la cartouche ne puisse s'échapper que difficilement, par gravité ou sous l'action d'une légère accélération parasitaire due par exemple à une secousse dont l'atomiseur décrit pourrait être l'objet. A titre de précaution supplémentaire, cet atomi-25 seur est muni d'un obturateur de ce conduit se présentant sous la forme d'une aiguille 15 disposée coaxialement au passage 4B du bec 4A et à l'extrémité inférieure du tube 14, cette aiguille étant montée coulissante dans un passage 15A pratiqué dans un bossage 1E du boîtier 1 et étant soliuaire du bouton-poussoir 30 6 précédemment cité. Le bouton-poussoir 6 est susceptible d'être placé dans deux positions limites, haute et basse, dans chacune desquelles il est maintenu grâce à une patte 6A qui en est solidaire. Cette patte est en matériau élastique et présente deux en-35 foncements 6B et 6C susceptibles d'être portés en px^ise alternative fiien't avec une saillie 1E du boîtier par coulisses~nt axial de la patte. L'écartement; des enfoncements 6B et 6C correspond à la distance séparant les deux positions limites dans lesquelles doit pouvoir être disposé le bouton-poussoir 6. 40 Dans la position haute de ce bouton, l'aiguille BAD ORIGINAL f 71 W403 6 2079357 15 est engagée dans l'ouverture inférieure du tube 14 qu'elle obture et l'interrupteur 9, commandé par la patte 6A est en position ouverte. Lorsque le bouton-poussoir 6 est amené dans sa 5 position la plus basse, qui est celle représentée sur la figure 2, l'aiguille 15 est au contraire éloignée du tube 14 et l'interrupteur 9 se ferme. Il s'ensuit que l'oscillateur 2B est alimenté en courant électrique et qu'il produit en conséquence le signal périodique, à fréquence supersonique, nécessaire à l'ex-10 citation du transducteur, signal qui est transformé en vibrations mécaniques amplifiées par l'amplificateur 4, comme décrit. Par ailleurs, comme l'ouverture inférieure du tube 14 est devenue libre, le liquide de la cartouche peut s'é-15 couler dans ce tube et sur le bec 4A qui est l'objet de vibrations de fréquence et d'amplitude particulièrement élevée. Il s'ensuit que, au fur et à mesure de son arrivée sur ce bec, voire à proximité immédiate de la surface de celui-ci, le liquide est atomisé, c'est-à-dire fractionné en une nuée de billes de 20 diamètre particulièrement faible, ayant emmagasiné chacune suffisamment d'énergie cinétique pour se mouvoir et former un jet d'aérosol. Bans l'atomiseur représenté, ce jet aura une trajectoire transversale à l'axe longitudinal de l'appareil, dirigée légèrement vers le haut de celui-ci. Cette trajectoire est 25 essentiellement due à la forme et à la direction du bec 4A et au fait que 1'atomisation a essentiellement lieu sur la face supérieure de celui-ci. On signalera encore le rôle régularisateur du jet obtenu que joue le renforcement conique 7A de la paroi 30 latérale du boitier a.utour de l'ouverture 7, renforcement faisant en quelque sorte office de "réflecteur" pour les billes liquides ayant une trajectoire désordr -v- 'e et venant à en frapper la paroi. - En outre bien ci- dans la description qui précède, 35 il n'ait été fait mention que d' a atoniir faisant essentÊHement emploi d'un amplificateur à proi:.l varia.it de façon exponentielle, il est évident que cet amplificateur pourrait, en variante, présenter une forme différente, cette forme étant déterminante pour l'obtention de l'amplification désirée. Par ailleurs, le 40 transducteur décrit pourrait lui aussi être construit de façon SAD ORIGINAL 71 04403 7 2079357 différente à celle envisagée précédemment. l'atomiseur décrit constitue une unité autonome de dimensions particulièrement réduites, donc susceptible d'être portée par son usager, par exemple dans une poche de ses vête-5 ments ou dans un sac, pour les dames. Il se prête en conséquence particulièrement bien à un usage médical, pour l'administration de remèdes de toutes sortes par voie buccale, voire nasale, ou pour l'application périodique d'aérosols thérapeutiques sur des plaies de 10 toute nature ou d'autres parties externes du corps. Par ailleurs, 1'atomisation étant réalisée sans faire appel à un "propellant", l'utilisation de l'appareil décrit est pratiquement universelle puisqu'il est possible de former des aérosols même avec des liquides dont la structure chimique interdisait jusqu'à présent 15 de les mettre en présence des gaz employés à titre de propellant. Enfin, l'atomiseur décrit effectue sa fonction sans bruit de sorte qu'.il peut être employé discrètement en tous lieux et en toutes circonstances, a.vantage particulièrement important dans le c;dre des utilisations médicales précédemment 20 envisagées. 71 04403 8 2079357 REVENDICATIONS 1. Atomiseur comprenant un boîtier dans lequel sont disposés une source de tension d'alimentation, un oscillateur électronique, un transducteur excité par les signaux périodiques issus de l'oscillateur et transformant ces signaux en vibrations mécaniques de fréquence correspondant au moins à celle desdits signaux, un amplificateur de l'amplitude de ces vibrations, un réservoir de liquide à atomiser, des moyens pour conduire ce liquide à portée de l'amplificateur en vue d'atomiser le liquide en au moins un jet d'aérosol, caractérisé par le fait que le réservoir est constitué par une cartouche amovible, que cette cartouche, l'amplificateur et le transducteur occupent, dans le boitier, une position sensiblement coaxia le, la cartouche faisant face à l'extrémité libre de l'amplifica teur par son ouverture de distribution, que la paroi du boîtier présente une ouverture et que la partie de l'extrémité libre de l'amplificateur recevant le liquide à atomiser fait saillie hors du boîtier à travers ladite ouverture. 2. Atomiseur selon la revendication 1, dans lequel l'ouverture de distribution de la cartouche est obturée par tine membrane perforable, et dans lequel le boîtier présente des organes pour conduire et maintenir la cartouche dans sa position d'utilisation, caractérisé par le fait que lesdits moyens sont constitués par au moins un tube dont une première extrémité s'ouvre à proximité immédiate de ladite extrémité libre de l'amplificateur et dont la seconde extrémité est acérée et occupe dans le boitier une position telle que, lorsque la cartouche est amenée dans ladite position d'utilisation, cette cartouche vient s'enficher sur cette seconde extrémité de tube par perforation de la membrane, la cartouche communiquant ainsi avec le tube. 3. Atomiseur selon la revendication 2, caractérisé par un passage traversant l'extrémité libre de l'amplificateur, par une disposition coaxiale de ce passage, de la première extrémité du tube et d'une aiguille mobile axialement s'étendant du côté du passage opposé au tube et susceptible d'être placée dans deux positions limites, l'une, d'obturation du tube, dans laquelle elle est engagée dans l'ouverture de la première extrémité du tube, l'autre, d'ouverture du tube, éloi— 71 04403 9 2079357 gnée de celui-ci. Atomiseur selon In revendication 3» caractérisé par un poussoir faisant saillie sur lo boîtier, cinémati-quement solidaire de l'aiguille et susceptible d^tre déplacé 5 axialement sur une longueur donnée correspondant à la course de ladite aiguille mobile entre ses deux positions limites et par un interrupteur pour la commande de l'alimentation de l'oscillateur électronique à partir de ladite source d'alimentation, cet interrupteur étant actionné par ledit poussoir dans le sens 10 d'une interruption de ladite alimentation lorsque l'aiguille est amenée en position d'obturation du tube et dans le sens d'un rétablissement de cette alimentation lorsque l'aiguille est amenée en position éloignée dudit tube„