Brevet FR2179664A1 — publié le 19731123

La présente invention concerne un dispositif de diffusion continue de matières volatiles dans l'atmosphère. Elle concerne, plus particulièrement, un dispositif permettant l'émission par effet thermique dans l'atmosphère, de matières désodorisantes, odorisantes, de parfums, de produits insecticides, insectifuges, bactéricides ou similaires (produits qui seront désignés par matières actives dans la suite de la présente description), l'effet thermique étant obtenu par combustion catalytique d'un combustible liquide ou gazeux dans lequel est éventuellement dissoute la matière active à diffuser. I1 est déjà connu d'utiliser la combustion catalytique pour réaliser une diffusion de matières volatiles dans 1 'atmosphère. Le principe de base de ce genre de dispositif est de faire passer, sur un support de combustion imprégné d'un catalyseur de combustion, un mélange d'un solvant combustible et de la matière active. Lorsque le catalyseur a atteint la température désirée, la combustion peut se poursuivre catalytiquement, c'est- -dire sans flamme, et dégage dans l'atmosphère une quantité de matière active qui est fonction de la concentration du solvant en matière active et de l'importance de la combustion, c'est-a-dire notamment de la surface du support de combustion. Sur le plan pratique, ce dispositif (fig. 1) comporte un récipient 1 contenant le mélange solvant + matière active 2. Dans ce mélange, trempe l'extrémité d'une mèche 3 dont l'autre extrémité sort du récipient et vient en contact avec le support de combustion 4. Celui-ci est porté par des supports 5 qui le maintiennent à une certaine distance du sommet du récipient, laissant ainsi à l'air libre une certaine partie 6 de la mèche 3. Ce dispositif présente un certain nombre d'inconvénients : il demande, en particulier, à l'utilisateur de nombreuses manipulations souvent peu pratiques. D'abord, l'ensemble du dispositif n'est pas étanche, ce qui ne permet pas de laisser en permanence le mélange solvant + matière active dans le récipient. Il faut donc, à chaque utilisation, remplir le récipient, puis y introduire la mèche, ce qui est délicat puisque l'extrémité de cette dernière a tendance, de par sa structure, à s'effilocher. I1 faut également vérifier que la partie extérieure de la mèche soit bien en contact avec le support de combustion et, pour cela, tailler périodiquement ladite extrémité qui se consume progressivement sous l'action de la chaleur dégagée pendant la combustion. I1 faut ensuite penser, après allumage, à éteindre la flamme au bout d'un certain temps, lorsque le catalyseur a atteint la température nécessaire. Différents perfectionnements ont été apportés a ce premier type de dispositif dont les inconvénients précédemment expliqués avaient limite, de manière considérable, le développement commercial. C'est ainsi que la demanderesse, dans sa demande de brevet d'invention nO 71-43.375 déposée le 26 novembre 1971, a proposé un dispositif caractérisé en ce que la combustion catalytique est réalisée en phase vapeur par la création d'une chambre de vaporisation entre le sommet de la mèche et le support de combustion. Ce dispositif présente de nombreux avantages sur ceux précédemment connus, en particulier par le fait qu'il s'agit d'un dispositif étanche,fonctionnant pratiquement sans flamme dès l'allumage et par le fait qu'il n'y a plus de manipulation, notamment de la mèche, à effectuer. Ce dispositif présente cependant l'inconve- nient de ne pas comporter de système de réglage et d'être également mal adapté à la diffusion de quantités de matières actives importantes pour l'obtention rapide d'une concentration suffisante en matière active dans la pièce où est placé le dispositif. En effet, le volume de matière active diffusé dépend, pour une grande part, de la surface du support de combustion et de la mèche, dimensions qui ne peuvent pas être augmentées indéfiniment pour la réalisation d'appareils de petite dimension. Or, lorsque l'on désire obtenir un effet rapide dans des conditions données, il est important, pendant un certain temps, de pouvoir diffuser une quantité relativement grande de matière active. L'idéal serait, bien sûr, un dispositif muni d'un système de réglage permettant, pendant un certain temps, une diffusion très rapide pour obtenir un certain "effet de choc", et par la suite une diffusion plus lente afin d'entretenir dans l'atmosphère la quantité "d'entretien" de matière active néces saire au but poursuivi La présente invention permet de réunir l'ensemble de ces avantages et propose donc un dispositif de combustion catalytique permettant l'émission de matières volatiles, comprenant - un récipient contenant le liquide à vaporiser, - une mèche ou un garnissage -qui sera désigné par "mèche" dans la suite de la présente description- dont une partie se trouve à l'intérieur du récipient en contact avec le liquide et l'autre extrémité est en contact avec l'extérieur dudit récipient, - un support de combustion imprégné de catalyseur de combustion, l'extrémité de la mèche extérieure au récipient et le support de combustion définissant, éventuellement à l'aide de parois, une chambre de vaporisation, caractérisé en ce que la chambre de vaporisation comporte - dans sa partie basse, au moins un orifice dit de prioe d'air débouchant dans le milieu ambiant, - dans sa partie haute, au moins un orifice dit d'échappement débouchant également dans le milieu ambiant. Au sens de la présente invention, on désigne par liquide soit la matière active seule, soit un mélange de matière active et de liquide générateur de gaz combustible, soit ce liquide seul. De préférence, l'extrémité de la mèche en contact avec l'extérieur est incombustible : elle peut, par exemple, être constituée d'un matériau poreux réfractaire ou ignifugé. Les orifices mettant en communication la chambre de vaporisation avec l'air ambiant peuvent être situés dans l'une quelconque des différentes surfaces déterminant le volume de ladite chambre. La condition essentielle est qu'au moins un des orifices soit situé dans la partie basse et au moins un dans la partie haute de la chambre de vaporisation. De cette façon est créé un appel d'air comparable au "tirage" d'une cheminée. Ceci permet d'obtenir, avec un brûleur de volume réduit, une combustion plusieurs fois supérieure a celle qui serait obtenue avec un brûleur et un support non percé d'orifices. On peut donc ainsi, avec un encombrement identique, entrainer des quantités de matière active bien supérieures. Avantageusement les orifices, notairjnent mais pas exclusivement ceux de prise d'air, sont munis d'un système d'obturation réglable, permettant d'augmenter ou de diminuer l'appel d'air à travers la chambre de vaporisation. Dans ce dernier cas, on peut ralentir la combustion et obtenir un effet d'entretien par émission continue d'une quantité faible de matière active. Par ailleurs, pour des raisons de simplicité de fabrication, les orifices ont des contours de géométrie simple, par exemple rectangulaires ou circulaires, et sont placés syraétriquement par rapport à l'axe vertical de la chambre, ce qui permet d'équilibrer l'appel d'air. Cependant, ceci n'est pas limitatif et des orifices ayant d'autres contours et/ou étant disposés autrement peuvent être utilisés. Le système d'obturation peut être quelconque et sera constitué en général par une bague ou des volets coulissants, dont le déplacement viendra plus ou moins masquer les orifices. Dans un mode de réalisation préférentiel, la chambre de vaporisation est limitée, en haut au moins en partie par le support de combustion, en bas au moins en partie par l'ex trémite supérieure de la mèche, la chambre étant fermée par une paroi latérale. Dans ce cas, les orifices de prise d'air sont situés, soit dans la partie supérieure de la mèche, soit, plus commodément, dans la partie basse de la paroi latérale. On peut également, dans ce cas-là, notamment si la mèche n'est pas incombustible, interposer entre le sommet de la mèche et la chambre de vaporisation, un évaporateur constitué par exemple par un tampon de matériau fibreux incombustible, permettant une meilleure répartition du produit à diffuser dans l'ensemble de la chambre de vaporisation.et évitant tout risque de carbonisation de la mèche. Le ou les orifices d'échappement sont situés soit dans la partie haute de la paroi latérale, soit, et de préférence, dans le support de combustion. En ce qui concerne le support de combustion, la notion d'orifice doit être interprétée largement, On peut, par exemple, utiliser un support formant une sorte de "grillage", ou bien un support en forme d'anneau, c'est-à-dire dans lequel le diamètre de l'orifice est supérieur à celui du support lui-même. On peut aussi, dans le cas ou le support de combustion est constitué par un matériau fibreux pouvant être facilement traversé par l'air, ne pas pratiquer d'orifice dans ledit support ; dans ce cas, en effet, la structure du support est telle que le passage de l'air nécessaire à l'obtention du tirage se réalise aisément,même sans orifice. Selon une autre forme de réalisation, la paroi latérale de la chambre de vaporisation est constituée d'un côté par une partie de la surface du support de combustion et, de l'autre, par au moins une partie de la surface de l'extrémité de la mèche en contact avec l'extérieur du récipient ; ou par un évaporateur tel que précédemment défini. Dans ce cas, la chambre est fermée, en haut et en bas, par une paroi dans laquelle sont pratiqués au moins un orifice, respectivement dans la partie -basse et dans la partie haute. Sur le plan technologique, la chambre de vaporisation selon l'invention est susceptible de nombreuses variantes tant en ce qui concerne sa forme que ses dimensions que les différents matériaux utilisés pour sa fabrication. Sa forme peut évidemment être quelconque, bien que, pour des raisons de commodité évidentes, des formes géométriques simples, telles que cylindriques, soient préférables. Ses dimensions seront fonction du type de problème à résoudre, c'est-à-dire surtout de la dimension du local dans lequel doit s'exercer son action. Les matériaux choisis pour la paroi de la chambre de vaporisation elle-même peuvent être quelconques : sous réserve d'une résistance mécanique et thermique suffisante. On pourra, par exemple, utiliser des métaux tels que le fer blanc ou l'aluminium, ou des alliages légers usuels ; on pourra aussi utiliser des matières plastiques, en particulier dans le cas où l'imprégnation du support, donc la combustion catalytique, n'a lieu que dans la partie centrale, ce qui limite les effets thermiques aux seuls effets par rayonnement. Le matériau utilisé comme support de combustion est un matériau poreux et de préférence un feutre de silice ou tout produit fibreux à propriété voisine. L'épaisseur du support est de l'ordre de 0,2 à quelques millimètres, selon le type de support utilisé. L'utilisation de ce dispositif pour la diffusion dans l'atmosphère de matières actives peut se faire de différentes manières selon la nature de la matière active à diffuser et le type de carburant utilisé. Dans une première forme de réalisation, la matière active sera dissoute dans le carburant qui sera à la fois liquide et solvant pour la matière active considérée. L'ensemble "solvant + matière active" sera donc placé dans un récipient sur lequel sera adapté, de manière fixe ou amovible, par emboîtage ou vissage par exemple, la chambre de vaporisation. Un tel dispositif pourra alors comporter une mèche trempant dans le liquide, mèche dont la partie supérieure sera en contact avec l'évaporateur. Le mélange carburant ± liquide pourra aussi être imprégné sur un matériau poreux convenable constituant le garnissage du récipient, garnissage dont la partie superieure viendra en contact avec l'évaporateur. Dans ce cas, l'évaporateur peut, d'ailleurs, lui-même, être constitué par la partie supé- rieure du garnissage. Ce système de diffusion peut présenter certains inconvénients dans la mesure ou les matières actives à diffuser peuvent subir une décomposition lors de la combustion catalytique. Un premier moyen de remédier à cet inconvénient est de n 'imprégner de catalyseur qu'une partie du support de combustion, par exemple celle entourant l'orifice central. Dans ce cas, en effet, seule une partie du mélange carburant + matière active est soumise à la combustion catalytique et une autre partie, plus ou moins importante n'est entraînée que par effet thermique et ne subit donc aucune décomposition. A l'inverse, on peut d'ailleurs souhaiter que toute la matière active soit soumise- à la combustion catalytique, par exemple si ce sont les produits de dégradation qui constituent la matière active possédant la propriété voulue. Dans ce cas, bien entendu, la totalité du support de combustion sera revêtu, ou imprégné, de catalyseur. Dans le cas où les matières actives sont particulièrement instables à la combustion, ou bien dans le cas imnortant où leur dégradation risquerait d'empoisonner le catalyseur -utilisation, par exemple, d'insecticides libérant du chlore- il sera nécessaire d'éviter tout contact entre la matière active liquide, solide ou vapeur et le support du catalyseur. Ce probleme pourra être simplement résolu en plaçant ladite matière active convenablement formulée dans un récipient convenable situé à proximité du catalyseur et qui, s'échauffant sous l'action de la combustion, vaporisera la matière active qu'il contient. Ce récipient pourra par exemple être constitué par une coupelle située au-dessus du catalyseur ; on peut aussi utiliser une chambre de vaporisation à double paroi, telle que celle qui sera décrite en détail ci-après, l'espace entre les deux parois étant destiné à recevoir la matière active. Pour éviter tout risque de dégradation du support du catalyseur, celui-ci sera de préférence surmonté d'un dispositif de protection, tel qu'une grille, placée bien sûr de manière à ne pas gêner la circulation de l'air. Afin d'éviter toute fuite en cours de stockage avant la- première utilisation, il pourra avantageusement être prévu un film plastique thermorétractable maintenu en place sur l'évaporateur par un dispositif convenable. Au premier allumage, ce film disparaîtra en brûlant et libérera ainsi les vapeurs du carburant permettant la combustion. i I1 pourra enfin être prévu un capuchon prenant appui sur la partie supérieure du brûleur permettant ainsi de l'éteindre et d'éviter toute émission inutile lorsque l'appareil ne fonctionne pas. Dans le cas où la matière active est dissoute dans un solvant, le choix de celui-ci sera fonction de la nature et de la solubilité de la matière active à diffuser. I1 s'agira, bien sûr, d'un produit combustible, liquide tel que dérivé pétrolier léger, de préférence désodorisé, alcool tel que méthanol, éthanol, isopropanol, acétone, ou tout autre produit susceptible d'une combustion catalytique lorsqu'il est mis en présence d'un catalyseur convenable. I1 pourra également s'agir d'un solvant combustible gazeux stocké sous pression à l'état liquide : dans ce cas, le dispositif sera muni, en un endroit convenable, d'un détendeur et d'un système d'arrêt. Les catalyseurs utilisables sont, d'une manière générale, ceux connus comme catalyseurs de combustion et notamment ceux ui sont à base de platine et des produits de la mine de platine, tels que le palladium. De nombreux produits peuvent être émis dans l'atmosphère par le dispositif selon l'invention. On choisira, en général, des produits suffisamment stables à la chaleur pour ne pas être décomposés lors de la combustion ; mais, à l'opposé, on pourra également choisir des produits dont les produits de dégradation par la chaleur ou par décomposition catalytique possèdent justement la propriété choisie : insecticide, insectifuge, bactéricide, odorisante ou désodorisante. La présente invention sera mieux comprise en se référant aux figures 2 à 6. La figure 2 représente une vue partielle en élévation d'une forme de réalisation de la présente invention. Ce dispositif comprend un récipient 7 muni à sa partie supérieure d'un goulot 8,sur lequel est fixé un évaporateur 9 constitué par un tampon de matériau fibreux incombustible en contact avec la partie supérieure d'une mèche 10, dont l'autre extrémité est en contact avec le liquide à vaporiser non représenté.L'évaporateur 9 définit la partie basse de la chambre de vaporisation, dont le support de combustion 11 constitue le haut et qui comprend une paroi latérale cylindri que 12. Le support de combustion 11, imprégné partiellement de catalyseur, a la forme d'une plaque circulaire horizontale présentant un orifice central 13 jouant le rôle d'orifice d'échap piment et sertie dans une paroi latérale cylindrique 12, dans laquelle sont pratiques plusieurs orifices, par exemple rectangulaires, de prise d'air 14, qui sont donc situés en dessous du niveau de l'orifice d'échappement 13. Pour permettre le réglage du débit d'air et par conséquent de l'émission de matières volatiles, la paroi latérale est munie d'une virole 15 percée d'orifices 16 que l'on peut faire ou non superposer aux orifices 14. Les éléments constituant la chambre de vaporisation peuvent être d'un seul tenant ou en plusieurs parties détachables. En particulier, la partie latérale peut être en deux parties, une partie haute maintenant le rapport de combustion et s'ajustant en force ou par vissage sur une partie basse maintenant l'extrémité supérieure de la mèche. D'autres modes de réalisation de l'invention sont illustrés, en vue partielles et en coupe, par les figures 3 à 5, dans lesquelles 17 désigne le support de combustion imprégné de catalyseur 18 désigne le ou les orifices de prise d'air 19 désigne le ou les orifices d'échappement 20 désigne l'évaporateur. La figure 6 représente une vue partielle éclatée en coupe d'un autre dispositif selon l'invention. Celui-ci se compose de trois parties s'emboîtant ou se vissant les unes dans les autres : toutes les pièces sont cylindriques. La partie supérieure 21 formant bague de réglage munie d'un filetage intérieur 22 et portant d'une part un dispositif 23 de protection du support et une double paroi 24 ménageant un réis-rvoir 25 dans lequel peut être placé le produit à diffuser. La partie intermediaire 26 porte un filetage extérieur 27 correspondant au filetage 22 ; elle est munie d'orifices 28 mettant en communication la chambre de vaporisation 29 avec l'air ambiant. Cette partie intermédiaire porte le support de catalyseur 30, percé d'un orifice 31, maintenu en place par les épaulements 32. La partie inférieure 33 porte en son milieu l'évaporateur 34 constitué par un matériau fibreux non combustible. Les piaulements 35 et les joints 36 permettent de fixer l'ensemble du brûleur sur un récipient convenable. Sur l'évaporateur est placé un film 37 coincé en force entre les parties inférieures et intermédiaires lors du montage et permettant l'étanchéité au stockage. Le diamètre de ce dispositif est de 20 mm et sa hauteur est de 40 mm. La hauteur de la chambre de vaporisation 29 est de 5 mm. Exemple 1 Avec un dispositif tel que représenté à la figure 6; il a été possible d'obtenir un débit de diffusion de 2 g/h en position fermée, c'est-à-dire lorsque la partie supérieure est vissée à fond sur la partie intermédiaire obstruant complètement les orifices 28 et de 10 g/h, soit 5 fois plus, lorsque les orifices 28 sont entièrement ouverts. Des résultats voisins ont été obtenus en remplaçant le trou unique pratiqué au centre du support de combustion par six trous répartis de manière approximativement symétrique sur sa surface, ou par 4 demi-cercles placés à sa périphérie. Les débits obtenus étaient compris entre 2 et 6 g/h. Ces résultats obtenus avec une formulation liquide contenant Parfum 5 % Eau 10 % Alcool. 85 % ont permis de parfumer en environ 10 minutes une pièce de 25 m3 avec le débit maximum, puis de maintenir une ambiance suffisamment parfumée avec le débit faible. Exemple 2 3 Dans une chambre close de 9 m3 de volume, dans laquelle se trouvent des mouches (Musea domestica2, on utilise le même dispositif qu'à l'exemple précédent, si ce n'est que la matière diffusée est une solution,à 10 % dans le phtalate de butyle, de diméthyldichlorovinylphosphate (DDVP). On observe que le taux de mortalité de 100 % est obtenu au bout de 75 minutes après la mise en marche de l'appareil. REVENDICATIONS 1) Dispositif de combustion catalytique permettant l'émission de matières volatiles comprenant - un récipient contenant le liquide à vaporiser, - une mèche ou un garnissage, dont une partie se trouve à l'intérieur du récipient en contact avec le liquide et l'autre extrémité est en contact avec l'extérieur dudit récipient, - un support de combustion imprégné de catalyseur de combus tion, l'extrémité de la mèche extérieure au récipient et le sup port de combustion définissant, éventuellement à l'aide de parois, une chambre de vaporisation, caractérisé en ce que la chambre de vaporisation comporte - dans sa partie basse, au moins un orifice dit de prise d'air débouchant dans le milieu ambiant, - dans sa partie haute, au moins un orifice dit d'échappement débouchant également dans le milieu ambiant. 2) Dispositif selon la revendication 1) caractérisé en ce que la chambre de vaporisation est limitée - en haut, au moins en partie, par le support de combustion dans lequel est pratiqué au moins un orifice d'échappement - en bas, au moins en partie, par l'extrémité supérieure de la mèche, la chambre étant fermée par une paroi latérale, dans la partie basse de laquelle est pratiqué au moins un orifice de prise d'air. 3) Dispositif selon 1 et 2 dans lequel un évaporateur constitué par un matériau fibreux incombustible est interposé entre le sommet de la mèche et la chambre de vaporisa tion. 4) Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'extrémité supérieure de la mèche est incombustible. 5) Dispositif selon l'une des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que le support de combustion catalytique est constitué par un matériau fibreux poreux constituant, de par sa nature, l'orifice supérieur du dispositif. 6) Dispositif selon l'une des revendica tions 1 à 4, caractérisé en ce que la chambre de vaporisation comprend une double paroi latérale définissant un réservoir de matière active.