Brevet FR2437247A1 — publié le 19800425

La présente invention concerne un procédé pour atomiser un liquide, comprenant les étapes de faire s'échapper du gaz près d'un moyen relié a une source de liquide de manière à aspirer du liquide a travers ce moyen et d'atomiser le liquide aspiré, et un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Des atomiseurs de ce genre ont une grande variété d'utilisations, telles des utilisations thérapeutiques comme l'humidification ainsi que l'atomisation d'huiles, de peintures, de fertiliseurs et d'autres liquides analogues. Dans beaucoup de ces utilisations la grandeur des particules du liquide atomisé ne joue pas un role important, tandis que dans d'autres cas, tels les applications thérapeutiques et l'atomisation des huiles de chauffage la grandeur des particules de liquide atomisé joue un ralle extrêmement important. La grandeur des particules atomisées joue un roule significatif dans le traitement des maladies respiratoires également. Des atomiseurs connus du genre précité produisent généralement des particules de liquide atomisé d'une grandeur de l'ordre de 1 micron plus grand, suivant le raffinement de l'atomiseur et la pression d'air utilisée. D'autres atomiseurs connus du genre précité ont déjh permis de produire du liquide atomisé comportant des particules d'une dimension de 0,5 micron seulement, mais le liquide ainsi atomisé n'était pas uniforme et contenait des particules de dimensions dépassant 0,5 micron . Ces atomiseurs connus présentent l'inconve- nient de ne pas permettre de produire des particules de liquide atomisé d'une finesse satisfaisante dans toute la gamme des pressions de gaz ou d'air allant de 0,40 a 0,55 kg/cm2jusqu' pressions de 7 kg/cm2 environ.Un autre inconvénient majeur des atomiseurs connus consiste en ce qu'ils ne permettent pas la production de particules de liquide atomisé d'une finesse satisfaisante de toute la gamme des liquides tels l'eau, les huiles, les peintures, les suspensions liquides etc. Ces atomiseurs connus ont, de plus, le désavantage de manquer de simplicité, de souplesse et d'être d'un prix de revient élevé. La présente invention a pour but de fournir un procédé du genre précité qui permet d'atomiser un liquide au moyen d'un dispositif simple et peu coûteux en évitant les inconvénients des procédés et des dispositifs de ce genre, tout en conservant leurs avantages. Le procédé pour atomiser un liquide est, selon l'invention caractérisé par l'étape de faire passer le liquide atomisé à travers un moyen permettant d'en éliminer les particules de liquide atomisé plus grandes en ne conservant que des particules de liquide atomisé plus petites, uniformes. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, qui comprend un moyen pour faire s'échapper du gaz près d'un moyen relié à une source de liquide, de manière à aspirer du liquide à travers ce moyen et atomiser le liquide aspiré, est caractérisé par un moyen permettant d'éliminer, du liquide atomisé qui le traverse, des particules de liquide atomisé en ne conservant que des particules de liquide atomisé plus petites, de dimensions uniformes, égales ou inférieures à 0,02 micron environ, et par un moyen comportant une ouverture d'échappement pour le liquide atomisé. La description suivante traite, à titre d'exemple, des modes de réalisation du procédé selon l'invention et du dispositif pour sa mise en oeuvre, en regard du dessin. Sur ce dessin : - La figure 1 montre une vue latérale en perspective d'un atomiseur de liquide pour la mise en oeuvre d'un mode de réalisation du procédé selon l'invention - la figure 2 montre, à l'échelle agrandie, une vue latérale partiellement en coupe de l'atomiseur des la figure 1, avec des parties internes illustrées en lignes pointillées et avec une tuyère de décharge illustrée en traits mixtes - la figure 3 montre, à l'échelle agrandie, une vue latérale en coupe de l'atomiseur de la figure 1;; - la figure 4 montre, à l'échelle fortement agrandie, une vue latérale en coupe d'une partie de l'atomiseur de la figure 3 - la figure 5 montre une vue éclatée en perspective des organes d'atomisation de l'atomiseur de la figure 3 - les figures 6, 7 et 8 montrent des vues axiales en coupe, selon les lignes respectives 6-6, 7-7 et 8-8 de la figure 3, de l'atomiseur de cette figure 7 - la figure 9 montre une vue axiale en coupe d'une version légèrement modifiée d'une plaque disposée au-dessus des organes dgatomisation de l'atomiseur de la figure 3. - -la figure 10 montre une vue latérale en coupe dun atomiseur légèrement modifiée pour la mise en oeuvre d'un mode de réalisation différent du procédé selon l'invention - la figure Il montre une vue axiale en coupe, selon la ligne 11-11 de la figure 10, de l'atomiseur de cette figure. L'atomiseur 10 de la figure 1 comprend un boiter cylindrique 11 comportant une partie de base fermée 12, de manière à former une chambre 13. Le fond de celle-ci a des parois -14 inclinées vers le bas et vers l'intérieurs ainsi qu'une ouverture centrale 15 formée de manière à recevoir et supporter une buse 16. La base 12 du boîtier 11 comporte également un évidement 17 qui loge un raccord 18 travers par un passage 19, de manière à former une entrée de gaz. Le passage 19 communique avec des passages 20 et 21 formés à l'intérieur de la base 12 du boîtier 11, de manière à communiquer avec l'ouverture centrale 15. Un organe oblong 22, comportant un passage 23, se prolonge le long d'un des côtés du boîtier 11 et en fait, de préférence, partie intégrale.Le-passage 23 communique avec un passage 24 du raccord 18, communiquant à son tour avec le passage 19 de celui-ci. Le passage 23, de l'organe 22, communique avec l'extérieur par une ouverture 25, de sorte que du gaz sous pression, alimente dans le passage 19, s'échappe par le passage 23 et l'ouverture 25 dans l'atmosphère. Cependant, quand celle-ci est fermée par exemple par le bout d'un doigt, le gaz est forcé à travers les passages 20 et 21 et vers le haut dans la chambre 13 du boitier 11. Du liquide contenu au fond de la chambre 13 est aspire par la buse 16, de forme tubulaire, qui présente un passage 27 et une base élargie 26, fixée dans l'ouverture centrale 15. Le passage 27 de la buse 16 est aligné avec le passage 21 de la base 12 du boîtier 11. L'extrémité supérieure conique 29 de la buse 16 présente une petite ouverture qui permet au gaz sous pression de s'en échapper. Bien que cette ouverture 29 puisse avoir un diamètre approprié quelconque, un diamètre e 0,75 mm environ s'est révélé satiaisant dans l'atomiseur 10 illustré.La partie extérieure de 1'extr#mité supérieure 28 de la buse 16 présente un angle de conicité de 45om Une première douille 30 présente une ouverture centrale 31, légèrement plus grande que le diamètre extérieur de la buse 16, l'espace ou le passage formé entre la paroi intérieure de l'ouverture 31 et la paroi extérieure de la buse étant aussi peu large que possible. L'extrémité inférieure de la douille 30 présente plusieurs fentes 32 et un bord conique qui épouse les parois inclinées 14 du fond de la chambre 13. La surface extérieure de la buse 16 présente, au moins, deux rainures verticales 33 disposées de manière à faciliter l'aspiration du liquide du fond de la chambre 13 lors de l'expansion du gaz, par exemple de l'air, de l'ouverture 29. Deux rainures 33 ayant une section semi-circulaire d'un rayon de 0,75 mm environ assurent un fonctionnement satisfaisant de l'atomiseur 10. L'ouverture 31 de la douille 30, qui se prolonge jusqu'à l'extrémité supérieure de la buse 16, est reliée à une ouverture 36 qui forme une chambre 37 dans une partie supérieure 44 de la douille 30, par une partie conique 34 dont 11 angle de conicité est, de préférence, égal à celui de l'extrémité supérieure de la buse 16 et qui forme avec celle-ci une chambre 35. La partie supérieure 44 de la douille 30 a un diamètre plus petit que sa partie inférieure. Une partie péri phérique élargie 38 de la douille 30 forme une épaule 39 qui supporte une autre douille 40 qui coulisse sur la douille 30. La douille 40 se prolonge au-delà de l'extrémité supérieure de la douille 30 et est fermée par une plaque 41 ajustée étroitement dans son extrémité supérieure. La plaque 41 présente des entailles 43 disposées de manière à permettre au liquide atomisé de sortir du boîtier 11. Le diamètre extérieur de la partie 44 de la douille 30 est plus petit que le diamètre de la paroi intérieure 45 de la douille 40, de manière à former, avec celle-ci, une troisième chambre 46 qui se prolonge vers le bas autour de la partie 44 de la douille 30. Le liquide atomisé formé dans la chambre 35 s'écoule ainsi à travers la chambre 37 dans la chambre 46 sous forme d'un courant d'une turbulence élevée. Le liquide atomisé passe alors de la chambre 46 à travers plusieurs ouvertures radiales 47 de la paroi de la douille 40 qui sont, de préférence, disposées à un niveau inférieur à l'extrémité supérieure 44 de la douille 30. Une douille 40 d'un diamètre extérieur de 12,5 mm et comportant 18 ouvertures 45 disposées à des intervalles angulaires de 200 et d'un diametre de 0,125 mm environ assure un fonctionnement excellent de l'atomiseur 10 illustré. Un déflecteur 48 entoure la douille 40, de manière à former un canal 49. La partie supérieure du déflecteur 48 présente une partie 50 incurvée vers l'intérieur et fixée à la paroi de la douille 40 de manière à faire passer le liquide atomisé émergeant des ouvertures radiales 47 d'abord vers le bas et ensuite vers le haut à travers un espace 51, formé entre la paroi du boîtier 11 et la surface extérieure du déflecteur 48. Le liquide ainsi atomisé passe alors à travers les entailles 43 de la plaque 41 et peut s'échapper dans l'atmosphère ou passer dans une tuyère appropriée 52 de la figure 2, représentée en lignes pointillées, ou dans un autre organe similaire, selon l'utilwsation de 1' atomiseur 10. Des espaces, ou jeux suffisants sont prévus entre les éléments décrits de l'atomiseur 10 tels la buse 16, les douilles 30, 40 et la plaque 41, de manière à faciliter le montage et le démontage de ces éléments en vue de leur nettoyage et, cas échéant, leur stérilisation. Un adaptateur ou raccord 53 est, de préférence, prévu dont la partie #nfé- rieure 54 de diamètre réduit, se loge, avec un ajustage serré, à l'intérieur du boîtier 11 et s'appuie contre la plaque 41, de manière à maintenir les éléments 16, 30, 40, 41 de l'atomiseur 10 dans leur position respective. La partie supérieure d'un diamètre plus grand du raccord 53 forme une épaule 55 qui s'appuie contre l'extrémité supérieure du boîtier 11. Bien que l'atomiseur 10 ainsi assemblé fournisse du liquide atomisé extremement fin comportant des particules d'un diamètre de 0,2 micron, un filtre 56 qui présente des ouvertures ultra fines est maintenu dans l'ouverture du raccord 53 au moyen d'un ressort 57 par exemple. Comme la figure 2 le montre, un support, ou pied 58, peut au besoin être prévu pour maintenir l'atomiseur 10 dans une position approximativement verticale Même de toutes petites quantités de liquide peuvent Autre aspirées du fond de la chambre 13 de l'atomiseur 10. Des flèches correspondantes de la figure 2 montrent le chemin emprunté par le gaz, par exemple l'air de propulsion et le liquide atomisé par aspiration dans l'atomiseur 10. La forme tortueuse de ce chemin ainsi que la configuration particulière des chambres 35, 37, 46 et des passages 49, 51 permettent aux particules relativement plus grandes de liquide atomisé de retourner dans le liquide contenu au fond du boîtier 11, de manière à ne décharger que les particules les plus fines. La plaque 41', que la figure 9 illustre, est légèrement modifiée par rapport à la plaque 41 de la figure 1, en ce qu'elle présente plusieurs ouvertures 59 dimensionnées de manière à augmenter la pression dans l'atomiseur 10 et intensifier de ce fait la turbulence qui favorise la séparation des particules plus grandes du liquide atomisé. L'atomiseur 10, que les figures 10 et 11 illustrent, est modifié par rapport à celui des figures 1-8 en ce qu'il comporte un jet de gaz ou d'air supplémentaire. Les symboles de référence des figures 10,. 11, identiques à ceux correspondants des figures 1-8, désignent des éléments identiques. Un passage 60, formé entre la partie supérieure du passage 23 et l'intérieur du bottier lu, se prolonge tangentiellement par rapport à la paroi intérieure de celui-ci, de sorte qu'un jet de gaz ou d'air comprimé est introduit dans celui-ci et impartit au liquide atomisé un mouvement circulaire qui chasse les particules relativement plus grandes de liquide atomisé contre les parois intérieures du boiter 11, tandis que les particules, relativement plus petites et plus légères, qui présentent sensiblement moins de masse, continuent à monter dans le boîtier pour s en échapper.L'utilisation de e jet tangentiel favorise la production de particules uniformes de liquide atomisé. Bien que les figures 10, 11 ne le montrent pas, un filtre analogue au filtre 56 de la figure 1 peut être utilisé avec l~atomiseur 10 des figures 10, ll Les figures 3 et 10 représentent l'atomiseur 10 approximativement en grandeur réelle, la douille 40 ayant un diamètre extérieur de 12,5 mm#environ. La taille de l#atomi- seur décrit 10 peut cependant varier suivant son utilisation. Un angle de conicité de 450 de l'extrémité supérieure de la buse 16 par rapport à l'axe de celui-ci et une chambre 37, dont la longueur est 5 fois plus grande environ que celle de la chambre 35, assurent un fonctionnement très satisfaisant de l'atomiseur PO. I1 est important que les ouvertures 47 de la douille 40 soient disposées sensiblement au-dessous de l'extrémité supérieure de la chambre 37. Comme la figure 1 le montre, le gaz, ou l'air sous pression du dispositif décrit provient d'une source quelconque de gaz ou d'air comprimé A. Du fait que la paroi intérieure 14 du fond 12 du boîtier il est concave, pratiquement tout le liquide contenu dans le boîtier 11 peut en être aspiré, même si l'atomiseur 10 n'est pas maintenu dans une position tout à fait verticale. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour atomiser un liquide, comprenant un boîtier (11) comportant une base (12) et une paroi se prolongeant vers le haut, à partir de celle-ci, un moyen pour aspirer du liquide dans le boîtier (11) et atomiser le liquide aspiré, ce moyen comportant une buse (16) ayant un orifice d'échappement de gaz sous pression et un moyen communiquant avec une source de liquide, de manière à l'aspirer en réponse à l'échappement du gaz de l'orifice de la buse (16), une première douille (30) disposée dans le boîtier (11) autour de la buse (16), de manière à former une première chambre (35) adjacente à l'orifice d'échappement de celle-ci, un moyen (44) se prolongeant à partir de la première douille (31) de manière à former une deuxième chambre (37) dont l'aire est plus petite que celle de la première chambre (35), le liquide atomisé passant successivement de la première chambre (3:) dans la deuxième chambre (37), et une deuxième douille (40) formant une troisième chambre (46) pour recevoir le liquide atomisé, comportant des ouvertures pour laisser passer le liquide atomisé dans le boîtier (11) dans une direction formant un angle avec la direction d'échappement du gaz de la buse (16), et un moyen (53) pour laisser s'échapper le liquide atomisé du boîtier (11). 2 - Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la buse (16) se prolonge vers le haut à partir de la base (12) et présente une extrémité supérieure tronconique (28), la première douille (30) formant le moyen de communication (32) permettant d'aspirer le liquide dans la première chambre (35), l'extrémité supérieure de la première douille (30) se prolongeant vers le haut au moins jusqu'à l'extrémité de la buse (16) en formant une partie conique (34) dirigée vers l'intérieur et qui se termine au-delà de l'extrémité de la buse (16) en formant une ouverture (36) dont l'aire est plus petite que celle de la section transversale de la buse (16), le moyen (44) pour former la deuxième chambre (37) ayant une ouverture (36) dont la section transversale a une aire correspondant à celle de la section transversale de l'ouverture terminale de la première douille (30) 3 - Dispositif selon la revendication 2, dans lequel les ouvertures (47) pour laisser sortir le liquide atomisé de la troisième chambre (46) sont disposées en dessous de l'extrémité supérieure de la deuxième chambre (37). 4 - Dispositif selon la revendication 3, comportant un déflecteur (48) entourant à distance au moins une partie de la seconde douille (40) formant la troisième chambre (46), l'extrémité inférieure du déflecteur (46) se prolongeant jusqu'en dessous des ouvertures dgénhappement (47) de cette douille (40) de manière à former un chemin tortueux pour le liquide atomisé qui s'échappe de la troisième chambre (46) dans le boiter (11) 5 - Dispositif selon la revendication 4, corportan-; une plaque perforée ( pour intercepter une parois du liquide atomisé sWéchappant du boîtier (11). 6 - Dispositif selon la revendication 4, comportant un moyen (56) pour filtrer le liquide atomisé s 'échappant du boîtier (11) 7 - Dispositif selon la revendication 4, comportant un moyen (60) pour introduire un jet de gaz sous pression dans le boîtier (11), de manière à impartir un mouvement circulaire aux particules du liquide atomisé avant son Echappement du boîtier (11). 8 - Dispositif selon la revendication 1, comportant un filtre (56) pour intercepter une partie du liquide atomisé s'échappant du boîtier (11). 9 - Dispositif selon la revendication 1, comportant un moyen (60) pour introduire un jet de gaz sous pression dans le boîtier (11), de manière à impartir un mouvement circulaire aux particules du liquide atomisé avant son échappement du boîtier (11) 10 - Dispositif selon la revendication 2, comportant un filtre pour intercepter une partie du liquide atomisé qui s'échappe du boîtier (11). 11 - Dispositif selon la revendication 2; comportant un moyen (60) pour introduire un jet de gaz sous pression dans le boîtier (11), de manière à impartir un mouvement circulaire aux particules de liquide atomisé avant son échappement du boîtier (11). 12 - Dispositif pour atomiser un liquide, comprenant un boîtier (11) ayant une base (12) et une paroi périphérique se prolongeant vers le haut à partir de celle-ci, une buse (16) disposée concentriquement par rapport à la base (12), se prolongeant vers le haut de celle-ci et comportant un passage (278 qui la traverse, un moyen (A, 18-21) pour faire passer du gaz sous pression vers le haut à travers le passage (27) de la buse (16), une douille (30) entourant la buse (16), le boîtier (11) étant formé de manière à pouvoir contenir, à sa bse (12), du liquide entourant la douille (30), celle-ci se prolongeant au-delà de ltextrEmite supérieure de la buse (163 en formant une section (44) ayant un diamètre intérieur (3? plus petit que celui du restant de la douille (30), de manière a former une première chambre (35) adjacente à l'extra mité de la buse tel6) et une deuxième chambre (37) qui communique avec la première chambre (35), un moyen t32) pour faciliter l'écoulement du liquide vers la première chambre (35) en réponse à l'échappement du gaz à travers la buse (16), un moyen (47, 48) pour modifier la direction de l'écoulement du liquide atomisé de la deuxième chambre (37) dans le boîtier (11) et un moyen (53) disposé à l'extrémité supérieure du boîtier (11) pour permettre au liquide atomisé de s'échapper de celui-ci. 13 - Dispositif selon la revendication 12, dans lequel la première chambre (35) présente des parois coniques convergentes. 14 - Dispositif selon la revendication 13, dans lequel la deuxième chambre (37) a une longueur environ cinq fois supérieure à la longueur de la première chambre (35). 15 - Dispositif selon la revendication 13, dans lequel les parois convergentes sont parallèles et forment un angle de 45o environ avec la direction du gaz qui s'échappe# de la buse (16). 16 - Dispositif selon la revendication 15, comportant un moyen (60) pour introduire un jet de gaz sous pression dans le boîtIer (11J de manière à impartir un mouvement circulaire au liquide atomisé formé dans celui-ci. 17 - Dispositif selon la revendication 15, dans lequel 1 orifice d'échappement de la buse (16) a un diamètre de 0,75 mm environ. 18 - Dispositif selon la revendication 15, comportant une seconde douille (40) disposée sur la première douille (30), se prolongeant à partir de cette douille (30) et distante de la partie (44) de celle-ci (30) qui forme la deuxième chambre (37), et un moyen (41, 41') qui ferme l'extré- mité supérieure de la seconde douille (40), celle-ci formant une troisième chambre (46) qui présente plusieurs ouvertures radiales (47) pour permettre au liquide atomisé de s'échapper dans une quatrième chambre (13) formée entre la paroi du boîtier (11) et les première et seconde douilles (30, 40). 19 - Dispositif selon la revendication 18, dans lequel les ouvertures radiales (47) sont disposées en dessous de l2extrémité supérieure (44) de la deuxième chambre (46). 20 - Dispositif selon la revendication 19, comportant un déflecteur (48) entourant à distance la seconde douille (40) de manière à former une chicane autour des ouvertures radiales (47) de celle-ci (40). 21 - Dispositif selon la revendication 20, dans lequel les ouvertures radiales (47) ont un diamètre de 1,25 mm environ. 22 - Dispositif selon la revendication 20, comportant un moyen (23, 60) disposé sur la paroi du boîtier (11) pour introduire un jet de gaz sous pression dans celui-ci (11), de manière à impartir un mouvement circulaire du liquide atomisé qui s'échappe du passage formé entre le déflecteur (48) et la seconde douille (40), avant son échappement du boîtier (11). 23.- Dispositif pour atomiser un liquide, selon la revendication 12, ccoprenantunmoyen (35,37,46-48) pour former du liquide atomisé dont les particules sont d'une grandeur de l'ordre de 0,2 micron, et un moyen (53) comportant une ouverture permettant au liquide atomisé de s'échapper. 24 - Dispositif selon la revendication 23, comprenant un filtre (56) disposé dans l'ouverture et qui présente des passages miniscules qui le traverse. 25 - Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la surface intérieure (14) de la base (12) est concave. 26 - Procédé pour atomiser le liquide, comprenant les étapes consistant à : aspirer le liquide à atomiser, recevoir le liquide atomisé dans une première chambre, le faire passer dans une deuxième chambre, laisser ce liquide se dilater dans une troisième chambre, faire passer le liquide atomisé dilaté dans une quatrième chambre suivant une direction formant un angle avec la direction d'entrée du liquide atomisé dans la troisième chambre, et laisser le liquide atomisé s'échapper. 27 - Procédé selon la revendication 26 dans lequel un mouvement circulaire est imparti au liquide atomisé de la quatrième chambre en introduisant un jet de gaz sous pression dans celle-ci. 28 - Procédé selon la revendication 26, dans lequel le liquide atomisé est filtré avant son échappement.