Brevet FR2321736A1 — publié le 19770318

L'invention est relative à un générateur d'ultrasons statique. I1 est connu depuis longtemps d'utiliser dans ce but des sifflets, lesquels ne transmettent toutefois qu une faible puissance aux fréquences de la gamme ultrasonore. On voudrait disposer, pour diverses tâches de commande, de générateurs fournissant une puissance plus élevée, suffisante pour actionner des relais, sans avoir recours à des amplificateurs de puissance. Be tels générateurs seraient souhaitables pour la commande des appareils d'une installation au moyen d'ultrasons, par exemple. Les générateurs d'ultrasons du type dynamique, tels que les sirènes, présentent l'inconvénient de ne pas pouvoir être construits sous des dimensions suffisamment petites, requises pour certaines applications. En outre, le temps de réponse qui, dans de tels générateurs, s'écoule entre l'application du signal qui effectue la mise en action et l'apparition du signal utile, est trop long. L'invention a par conséquent pour objet de réaliser un gé- nérateur d'ultrasons statique dont la puissance rapportée à son volume est notablement supérieure à celle des sifflets à ultrasons connus. La solution du problème énoncé plus haut consiste à disposer, au centre axial d'un corps annulaire présentant un tranchant situé intérieurement dans le sens radial, un corps central qui détermine un espace annulaire à canaux centraux d'amenée de gaz et qui se raccorde extérieurement, dans le sens radial, à une fente centrée sur le tranchant. Ce générateur d'ultrasons engendre un anneau d'air qui présente, en coupe trans versable, un profil en coin dont le sommet est orienté vers l'extérieur, dans le sens radial. Grâce à la distribution annulaire du gaz on obtient un bord mince qui peut aisément vibrer par rapport au tranchant et constitue ainsi un bord annulaire mou. Il suffit donc, pour amorcer les oscillations du généra- teur d'ultrasons, d'un courant gazeux de faible puissance.Ce générateur possède un bon rendement et peut fonctionner avec de l'air sous une faible surpression, tandis que le temps d'amor çage réduit signifie que le générateur peut fonctionner pratiquement immédiatement et que le rendement augmente davantage. D'autre part, et vu que le bord annulaire du courant gazeux présente, de par sa nature un caractère mou, on peut alimenter le corps central en un courant gazeux intense, ce qui permet de propager une puissance élevée dans la gamme ultrasonore. Le générateur d'ultrasons peut être d'une construction simple, qui consiste, par exemple, à faire supporter le corps annulaire et le corps central par un corps de base, lequel délimite l'espace annulaire ensemble avec le corps central. Lorsque le corps annulaire délimite, ensemble avec le corps de base, une chambre de résonance située au-dessous du tranchant dans le sens axial, on peut obtenir un fonctionnement particulièrement pauvre en harmoniques. En faisant déboucher les canaux d'amenée d'air d'une façon tangentielle dans l'espace annulaire, on obtient un anneau gazeux aux propriétés particulièrement favorables. Le corps central et le corps annulaire peuvent être mortés à réglage axial dans le corps de base, ce qui permet d'établir un fonctionnement parti culièrement pauvre en harmoniques, avec une fréquence stable. La caractéristique de rayonnement est influencée notablement par les surfaces du corps annulaire et du corps central. Le corps annulaire et le corps central présentent, considérés de profil, des surfaces inclinées l'une vers l'autre, situées au-dessus de l'espace annulaire, en considérant le sens axial. L'invention est exposée ci-après en se référant à un exemple de réalisation représenté d'une manière sommaire et schématique dans le dessin annexé. Au centre axial 1 d'un corps annulaire 2 est disposé un oorps central 3. Le corps annulaire 2 présente un tranchant 4, situé intérieurement dans le sens radial. Le corps central 3dé- limite un espace annulaire 5 agissant comme chambre d'accumulation annulaire et muni de carreaux d'arrivée d'air centraux 6. L'espace annulaire S se raccorde extérieurement, dans le sens radial, à une fente 7 centrée sur le tranchant 4. Bans cet exemple de réalisation, la fente 7 débouche tout juste-au-dessous de l'arête du tranchant 4. Il est essentiel que le jet d'air quittant la fente 7 ne soit dévie qu'en petite partie vers la chambre de résonance 9. Ceci favorise des temps d'amorçage courts et contribue à améliorer le rendement. La face inférieure du tranchant, tournée vers la fente 7 affleure avantageusement au bord supérieur de la fente, c'est-à-dire affecte une forme plane. Dans cet exemple d'exécution, le corps annulaire 2 et le corps central 3 sont supportés par un corps de base 8. Le corps central 3 et le corps de base 8 délimitent ensemble l'espace annulaire 5. D'autre part, le corps annulaire 2 délimite, ensemble avec le corps de base 8, une chambre de résonance 9 située audessous du tranchant, dans le sens axial. Dans l'espace annulaire 5 - lequel est séparé de la chambre de résonance 9 à la fente 7 près par une nervure annulaire du corps de base 8 - se forme une accumulation d'air qui fait en sorte qu'un anneau de gaz uniforme est soufflé à travers la fente 7 en direction du tranchant 4. Lorsque les canaux d'arrivée d lir 6 débouchent dans l'espace annulaire 5 d'une manière tangentielle, on obtient un anneau de gaz ayant des propriétés particulièrement favorables. Un raccord 10 formé sur le corps de base 8 peut faciliter le raccordement de canalisations souples pour l'amenée de gaz. La fréquence de l'énergie ultrasonore rayonnée peut être modifiée d'une manière simple et efficace par la mise en place de bagues intercalaires 11, qui limitent la chambre de résonance 9 extérieurement, dans le sens radial. Lorsque le corps annulaire 2 est disposé dans le corps de base 8 de manière à pouvoir être déplace dans le sens axial, on peut modifier la position du tranchant 4 d'une manière particulièrement précise et l'ajus- ter en vue 'un rayonnement d'énergie maximal. Il va de soi qu'après avoir déterminé les dimensions qui correspondent aux régimes favorables, on peut construire des générateurs d'ultrasons simplifiés. Le corps annulaire 2 et le corps central 3 considérés de profil, présentent des surfaces inclinées l'une vers l'autre, situées axialement au-dessus de l'espace annulaire, la caractéristique de rayonnement est déterminée par l'angle d'inclinaison de ces surfaces. Pour permettre-l'aåustement axial du corps central 3 au moyen du filet 13, on peut prévoir une rainure 12 pour l'enga- gemment d'un tournevis. Dans cette forme de réalisation, le corps annulaire 2 peut être ajusté dans le ens axial, dans le corps de base 8 au moyen d'un autre filet 14. Pour effectuer cet ajustement, on peut saisir le corps annulaire 2 par son bord frontal 15. REVENDICÂTIONS 1.- Générateur d'ultrasons statique caractérisé en ce qu'il est prévu, au centra axial d'un corps annulaire présentant un tranchant situé intérieurement dans le sens radial, un corps central qui détermine un espace annulaire à canaux centraux d'amenée de gaz et qui se raccorde extérieurement, dans le sens radial, à une fente centrée sur le tranchant. 2.- Générateur d'ultrasons suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le corps annulaire et le corps central sont supportés par un corps de base qui, ensemble avec le corps central, délimite l'espace annulaire. 3.- Générateur d'ultrasons suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le corps annulaire délimite, ensemble avec le corps de base, une chambre de résonance, située audessous du tranchant dans le sens axiale 4.- Générateur d'ultrasons suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les canaux d'arrivée d'air débouchent dans l'espace annulaire d'une manière tangentielle, 5.- Générateur d'ultrasons suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps de base présente une nervure annulaire entre la chambre de résonance et 1' espace annulaire. 6.- Générateur d'ultrasons suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractériisé en ce que des bagues intercalaires limitent la chambre de résonance extérieurement, dans le sens radiale 7.- Générateur d'ultrasons suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le corps central est monté à ajustement axial dans le corps de basez 8.- Générateur d'ultrasons suivant les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le corps annulaire est monté à ajustement axial dans le corps de base 9.- Générateur d'ultrasons suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le corps annulaire et le corps central, considérés de profil, présentent des surfaces inclinées l'une vers l'autre, situées axialement au-dessus de ltespace annulaire.