Brevet FR2530499A1 — publié le 19840127

La présente invention a pour objet un pul- vérisateur de liquide qui pulvérise de l'eau sous forme de fines particules sous l'action des vibrations d'un vibreur à ultrasons, et elle vise plus particulièrement un pulvérisateur de ce genre qui peut 9 tre utilisé pour instiller de fines particules d'eau dans la cavité nasale ou dans la cavité buccale d'un sujet humain afin de soulager une muqueuse de sa sécheresse et d'en calmer l'inflammation. Un inconvénient des dispositifs de pulvéri- sation d'eau sous forme de fines particules au moyen de vibrations ultrasonores est qu'il est difficile d'amener de l'eau sur la surface de pulvérisation Dans la technique antérieure, un absorbeur d'eau 22, comme représenté par la figure 1 ci-annexée, plonge à son extrémité inférieure dans un réservoir d'alimentation d'eau 20 pour absorber de l'eau L'absorbeur porte par son extrémité supérieure contre une surface vibrante située à l'extrémité distale d'un cornet métallique 15 d'un vibreur à ultrasons 1 qui comporte un élément à électrostriction Cet agencement, qui égalise la quantité d'eau admise à la quantité d'eau pulvérisée, délivre l'eau d'une façon stable mais, comme l'absorbeur d'eau 22 porte contre la portion du cornet métallique du vibreur à ultrasons 1 en laquelle l'amplitude est la plus forte, ce contact donne lieu à une importante absorption d'énergie de vibration qui est susceptible de rendre impossible la pulvéri- sation De plus, lorsqu'on donne à l'absorbeur d'eau 22 de petites dimensions afin de réduire l'absorption d'énergie par contact avec le vibreur à ultrasons 1, la quantité d'eau pulvérisée se trouve réduite. La présente invention a été conçue pour résoudre le problème ci-dessus exposé L'un des buts de l'invention est de fournir un pulvérisateur de liquide dont le vibreur à ultrasons est soumis à une moindre absorption d'énergie de vibration et qui assure néanmoins une pulvérisation puissante en con- sommant moins d'énergie électrique, d'o pulvérisation efficace. Un autre but de l'invention est de fournir un pulvérisateur de liquide qui procure un support en un bottier portant un vibreur à ultrasons, ce support recevant à son extrémité distale un absorbeur d'eau de façon à permettre de positionner fiablement l'absorbeur d'eau par rapport à la surface vibrante à l'extrémité distale du vibreur à ultrasons. Un autre but de l'invention est de fournir un pulvérisateur de liquide qui facilite la mise en vibration initiale du vibreur à ultrasons et assure une alimentation en eau régulière du vibreur à ultrasons par l'absorbeur d'eau. L'invention a pour autre but de fournir un absorbeur d'eau à agencement simple qui peut résister à une longue utilisation. L'invention a encore pour autre but de four- nir un dispositif de retour pour pulvérisateur de liquide qui permet aux gouttes d'eau adhérant au bord d'un trou d'émission de jet de pulvérisation d'être renvoyé dans un réservoir d'alimentation d'eau afin d'empocher l'eau de se répandre sur la surface exté- rieure du bottier. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut 9 tre réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention. La figure 1 est une représentation schémati- que d'un exemple de pulvérisateur de liquide classique. La figure 2 est une vue de l'extérieur en perspective d'un premier mode de réalisation de pulvé- risateur de liquide selon l'invention. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale du mode de réalisation de la figure-2. La figure 4 est une vue en coupe prise suivant -la ligne X-X de la figure 3. Les figures 5 A, 5 B et 5 C sont respectivement des vues de face, de dessus et en coupe de l'absorbeur d'eau mis en oeuvre dans le mode de réalisation de la figure 2. La figure 6 est une vue en perspective éclatée du vibreur à ultrasons et de l'absorbeur d'eau, représentés avec arrachement partiel. La figure 7 est une vue en perspective de l'absorbeur d'eau dans un état o celui-ci porte contre le vibreur à ultrasons. La figure 8 est une vue en coupe montrant le m 9 me état que la figure 7. La figure 9 est un schéma électrique du pulvérisateur de liquide selon l'invention. Les figures 10 A et 10 B sont des schémas explicatifs du fonctionnement du pulvérisateur de liquide selon l'invention. La figure 11 est un graphique montrant la relation existant entre la quantité d'eau fixée au vibreur à ultrasons et le temps écoulé depuis la mise en vibration de celui-ci. La figure 12 est une vue partielle agrandie montrant la position relative du vibreur à ultrasons et de l'absorbeur d'eau dans une variante de réalisation de l'invention. La figure 13 est une vue partielle agrandie en perspective avec coupe montrant la position rela- tive d'un masque et de l'absorbeur d'eau dans cette variante de réalisation de l'invention. On décrira ci-après un premier mode de réa- lisation de pulvérisateur de liquide selon l'invention en regard des figures 2 à 11 sur lesquelles la référence 3 désigne un bottier en résine synthétique moulée Le bottier 3 est cloisonné à sa partie supérieure de façon sensiblement verticale par une cloison 6 qui présente une ouverture sensiblement ronde pour le montage d'un vibreur à ultrasons 1 Un circuit oscilla- teur 9 destiné à exciter le vibreur à ultrasons 1 et un interrupteur d'alimentation 10 associé à celui-ci sont montés sur un support de circuit imprimé 41 qui est logé dans le bottier 5 immédiatement au- dessous de la cloison 6 Au-dessous du support de circuit imprimé 41 est disposé un ensemble d'alimentation 11 qui est du type mixte faisant appel à des piles sèches 12 ou se branchant sur le réseau domestique à courant alternatif par l'intermédiaire d'un adaptateur d'alimentation à courant alternatif extérieur qui est relié à une prise multiple 15. Le vibreur à ultrasons 1 comprend un élé- ment à électrostriction 14 destiné à produire des vibra- tions et un cornet métallique 15 destiné à amplifier ces vibrations L'une des électrodes de l'élément à électro- striction 14 est située au centre de la face postérieure de celui-ci et son autre électrode est reliée électri- quement au cornet métallique 15 au moyen d'un adhésif conducteur Une collerette annulaire 17, ménagée à la périphérie extérieure du cornet métallique 15, supporte le vibreur à ultrasons 1 au niveau de la face inférieure de l'ouverture de montage 7, une portion chanfreinée en c 8 ne 31 étant formée au bord extérieur de l'extrémité distale du cornet métallique 15 du vibreur à ultrasons. La référence 20 désigne un réservoir d'ali- mentation d'eau placé de façon démontable sur la cloison 6 et formé d'une matière transparente ou semi-transpa- rente de façon à laisser voir la quantité d'eau contenue dans le réservoir 20 Un capuchon de réservoir 39 est monté sur le réservoir d'alimentation d'eau 20 d'une façon étanche grâce à un joint torique 42 Ce capuchon comporte un passage de guidage incliné 40 portant un absorbeur d'eau 22 qui se cambre modérément en traver- sant le passage 40 La cambrure de l'absorbeur d'eau 22 est de préférence modérée car une cambrure excessive de l'absorbeur peut conduire à une réduction de l'absorption d'eau. Le bottier 3 est pourvu d'une fengtre 8 à travers laquelle on peut contr 8 ler visuellement la quanti- té d'eau contenue dans le réservoir d'alimentation d'eau L'absorbeur d'eau 22 est formé d'une Ame 33 en un feutre en forme de bande, tel qu'un produit textile non tissé en résine acrylique, l'&me 33 étant prise des deux c 8 tés entre des plaques de protection 54 en résine synthétique moulée telle que du polypropylène, les plaques de protection 34 étant soudées partiellement entre elles de façon à 9 tre solidaires, en présentant ainsi une disposition longitudinalement symétrique. Chacune des portions soudées des plaques de protection 34 comporte un trou de fixation 35 à la périphérie duquel sont ménagées plusieurs fentes 38 L'âme 35 fait légè- rement saillie à ses deux extrémités longitudinales des deux extrémités longitudinales de la plaque de protection 34, et elle ménage des échancrures 32 dont chacune forme un arc de cercle à courbure légèrement plus forte que la portion d'extrémité distale du cornet métallique 15 Le bottier 3 comporte à sa base un fond amovible 43 et à sa partie sommitale une bague d'assem- blage 44 et un masque amovible transparent 25 Des orifices de pulvérisation 26 a, 26 b situés au droit de l'ouverture de montage 7 du vibreur sont ménagés au niveau respectivement de la bague d'assemblage 44 et du masque 25, et un bouton d'accrochage 36 dépasse au voisinage de l'orifice de pulvérisation 26 a au niveau de la bague d'assemblage 44 pour former un support. L'absorbeur d'eau 22 est introduit par le passage de guidage 40 et plongé à l'une de ses extré- mités dans l'eau du réservoir d'alimentation d'eau 20, et il est inséré amoviblement à son autre extrémité sur le bouton d'accrochage 36, ce qui assure un posi- tionnement correct de celui-ci en permettant à l'échan- crure 32 en arc de cercle de porter obliquement contre la portion chanfreinée 31 de la portion d'extrémité distale du vibreur à ultrasons 1, de sorte que la surface frontale de l'âme 33 fait saillie en devant de l'extré- mité distale du vibreur à ultrasons 1 Ainsi, les trous de fixation de l'absorbeur d'eau 22 sont ménagés dans la région 37 des plaques de protection 34 o celles- ci sont soudées l'une à l'autre, d'o il s'ensuit que la force d'accrochage importante du bouton d'accrochage 36 rend difficile à l'absorbeur d'eau 22 de se détacher et que la présence des fentes 38 facilite le montage amovible de l'absorbeur d'eau 22 et évite à la force d'accrochage de s'affaiblir sous l'effet de l'élargisse- ment du trou de fixation 35 même si l'absorbeur d'eau 22 est soumis à des montages et à des démontages répétés, ceci assurant un positionnement précis de l'absorbeur 22 L'absorbeur d'eau 22, qui porte en biais contre la portion chanfreinée 51 du cornet métallique 15 du vibreur à ultrasons 1, ne subit pas de déplacement longitudinal (axial) par rapport au vibreur à ultrasons 1, et sa position d'aboutement est stabilisée pour assurer une puissance de pulvérisation uniforme De plus, l'aménage- ment de la portion chanfreinée réduit la puissance électrique nécessaire à la pulvérisation initiale et l'aboutement de l'échancrure 32 en arc de cercle de l'absorbeur d'eau 22 contre le vibreur à ultrasons 1 emp 8 che l'absorbeur d'eau 22 de s'avancer sur la surface vibrante, ce qui accroit la puissance de pulvérisation comparativement à la puissance électrique consommée et emp 8 che l'absorbeur d'eau 22 de se déplacer latéralement. Lorsqu'on ferme l'interrupteur d'alimenta- tion 10, la tension à haute fréquence fournie par le cir- cuit oscillateur 9, dont la fréquence est voisine de la fréquence de résonance mécanique du cornet métallique , est appliquée directement d'un c 8 té de l'élément à électrostriction 14 par des fils conducteurs 5, et de l'autre côté de l'élément 14 par l'intermédiaire du cornet métallique 15 et de l'adhésif conducteur Les vibrations ultrasonores fournies par l'élément à électrostriction 14 sont directement transmises au cornet métallique 15, de sorte que la surface de pulvé- risation située à l'extrémité distale du cornet métalli- que 15 vibre avec une plus forte intensité du fait de la fonction amplificatrice d'amplitude du cornet métal- lique 15, cependant que l'me 33 de l'absorbeur d'eau 22 absorbe de l'eau par effet capillaire dans le ré- servoir d'alimentation d'eau 20 de façon à amener l'eau sous forme de pellicule mince sur la surface vibrante à l'extrémité distale du cornet métallique 15, comme représenté par la figure 10 A Les vibrations fournies par la surface vibrante font subir à l'eau un mouvement en vagues, et les cr Ates des vagues se brisent en for- mant un nébulisat vers l'avant Lorsque l'absorbeur d'eau 22 est disposé en arrière de la surface vibrante à l'extrémité distale du vibreur à ultrasons 10, il est difficile de faire arriver convenablement l'eau sur la surface vibrante mais, dans les dispositions selon la présente invention, l'absorbeur d'eau dépasse en avant de l'extrémité distale du vibreur à ultrasons 1, ce qui permet d'y assurer une arrivée d'eau régulière O De plus, comme la vibration radiale du vibreur à ultra- sons 1 est de 1/400 ou moins par rapport à la vibration longitudinale, l'absorbeur d'eau 22 selon l'invention, qui porte contre le flanc latéral du vibreur à ultra- sons 1, exerce une influence considérablement moindre sur les vibrations. En fait, la présente invention, comparative- ment au cas o l'absorbeur d'eau 22 est en contact avec le vibreur 15 comme représenté par la figure 1, peut réduire la puissance électrique nécessaire à la pulvéri- sation de moitié environ, et elle permet aussi à l'absorbeur d'eau 22 d'gtre réalisé sous une épaisseur suffisante pour atteindre le cornet métallique 15 de façon à absorber une quantité d'eau suffisante En outre, le fait de donner à l'absorbeur d'eau 22 une lar- geur supérieure au rayon du cornet métallique 15 l'empg- che de s'échapper du cornet 15 m 9 me lorsqu'il est déplacé latéralement par rapport à ce dernier. Les avantages de l'invention ressortent de la figure 11 sur laquelle l'axe des ordonnées représente une quantité d'eau Q fixée à la surface vibrante située à l'extrémité distale du cornet métallique 15 et l'axe des abscisses le laps de temps s'écoulant à partir de la mise en vibration du cornet métallique 15 La droite en pointillés a-a représente la limite de la quantité d'eau fixée à la surface vibrante du cornet métallique , cette limite étant telle que, lorsque la quantité d'eau fixée à la surface vibrante du cornet métallique la dépasse, il ne se produise pas de pulvérisation m 9 me avec vibration du cornet 15 Or, lorsqu'une quan- tité d'eau A est fixée au cornet métallique 15 immédiate- ment avant l'entrée en vibration, la quantité d'eau fixée au cornet métallique 15, lorsque ce dernier vibre, peut varier selon trois allures, représentées par les tracés en trait plein A-C, A-A et A-B liés à des résistances différentes de l'absorbeur d'eau 22 à un courant d'eau En d'autres termes, le tracé en trait plein A-0 illustre le cas o la résistance précitée est faible et o la quantité d'eau commence à crottre en même temps que la vibration initiale du cornet métalli- que 15 et en vient rapidement à dépasser la limite de la droite en trait interrompu a-a Dans ce cas, le cornet métallique 15 vibre de façon continue, mais il ne pro- duit que peu ou pas du tout de pulvérisation Le tracé en trait plein A-B illustre le cas o la résistance précitée est plus grande que dans le cas précédent'et o la quantité d'eau fixée croit en même temps que l'entrée en vibration du cornet métallique 15, mais décroît après le laps de temps, puis demeure à un niveau stable. Dans ce cas, la variation de la quantité d'eau fixée ne dépasse pas la ligne en pointillés a-a marquant la limite de la quantité de l'eau fixée, d'o il s'ensuit que la pulvérisation se produit et que l'absorbeur d'eau 22 fonctionne en régime d'utilisation normale Dans ce cas, il existe toutefois l'inconvénient que la puissance de pulvérisation est moindre qu'elle pourrait être, du fait que la résistance de l'absorbeur d'eau 22 à l'écou- lement de l'eau est plus forte Le tracé en trait plein A-A illustre le cas o il est fait appel à l'absorbeur d'eau 22 selon l'invention Dans ce cas, 1 '9 me 33 à faible résistance à l'écoulement de l'eau est prise en sandwich entre les plaques de protection 34 et comporte les portions soudées 37 en assurant ainsi une augmenta- tion partielle de la valeur de la résistance à l'écou- lement de l'eau Gr 9 ce à la mise en oeuvre de l'invention, la quantité d'eau fixée croît à la phase initiale, - mais elle ne dépasse pas la limite a-a de la quantité d'eau fixée pour produire la pulvérisation de façon régulière et la puissance de pulvérisation est accrue même dans l'état stable comparativement au cas repré- senté par la courbe en trait plein A-B. Lorsque le réservoir d'alimentation 20 ne contient plus d'eau, on détache l'absorbeur d'eau 22 du bouton d'accrochage 36, on sort du bottier 3 le réservoir d'alimentation d'eau 20, accompagné de l'absor- teur d'eau 22, et on le remplit d'eau Etant prise entre les plaques de protection 34, l'nme 33 n'est alors pas souillée par le contact des mains de l'usager, de sorte que le pulvérisateur demeure exempt de conta- mination et à m 9 me de fournir une pulvérisation propre. La figure 9 est un schéma électrique du pulvérisateur de liquide selon l'invention La prise multiple 13 peut 9 tre reliée à un adaptateur d'alimen- tation extérieure à courant alternatif, ce qui donne lieu au changement d'état d'un inverseur 46 qui coupe le circuit d'alimentation par piles sèches, permettant ainsi l'utilisation du réseau d'alimentation domestique à courant alternatif. Il ressort de ce qui précède que le pulvéri- sateur de liquide selon l'invention est agencé en sorte que l'absorbeur d'eau, qui absorbe de l'eau pour la faire arriver au vibreur à ultrasons, porte contre le flanc latéral de la portion terminale antérieure de ce dernier, et que l'extrémité supérieure de l'absorbeur d'eau 22 est placée en avant de l'extrémité distale du vibreur à ultrasons, ce qui assure l'obtention d'une faible surface de contact entre le vibreur à ultrasons et l'absorbeur d'eau à l'effet de réduire la charge vibratoire s'exerçant sur le vibreur à ultrasons, ainsi qu'une arrivée d'eau régulière et fiable à la surface vibrante Le pulvérisateur selon l'invention procure ainsi l'avantage de permettre d'obtenir un plus fort débit de pulvérisation d'eau sous une moindre con- sommation électrique. En regard des figures 12 et 13, on va à présent décrire une variante de réalisation de l'inven- tion: un orifice d'émission de jet de pulvérisation 26 b est pourvu à son bord inférieur d'une nervure de séparation d'eau 4 qui fait saillie vers le bas en formant un arc de cercle de sorte que, lors du montage du masque 25, cette nervure porte par son extrémité libre contre la surface de l'absorbeur d'eau 22 De ce fait, même lorsque l'absorbeur d'eau 22 est monté ou démonté de façon répétée, ce qui donne du jeu au trou de fixation 35 et au bouton d'accrochage 55 par suite de la détérioration de leur prise d'accrochage, la nervure de séparation d'eau 4 presse vers le bas l'absorbeur d'eau 22 en l'empochant de se soulever ou de glisser, ce qui évite à la pulvérisation de s'effectuer dans de mauvaises conditions En outre, lors de la pulvérisation, une partie de l'eau pulvérisée se fixe au bord de l'orifice d'émission de jet de pul- vérisation 26 b, mais elle se condense en gouttes d'eau qui coulent le long de la nervure de séparation d'eau 4 pour arriver sur l'absorbeur d'eau 22, puis descendre le long de la surface des plaques de protection 34 et 9 tre ensuite recueillies dans le réservoir d'alimenta- tion d'eau 20 en traversant le passage de guidage 40, ce qui écarte le risque que l'ean ne se répande au dehors par la fengtre 8 ou similaire. il C'est à titre purement illustratif que l'on vient de décrire &es modes de réalisation de l'invention, et il va de soi que diverses modifications et variantes peuvent 9 tre apportées aux dispositions décrites et représentées sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Pulvérisateur de liquide équipé d'un absorbeur de liquide agencé pour absorber du liquide d'une chambre d'alimentation en liquide et l'amener à un vibreur à ultrasons, caractérisé en ce que l'absor- beur de liquide ( 22) porte contre le flanc latéral de l'extrémité distale ( 31) du vibreur à ultrasons ( 1) dans la direction de vibration de celui-ci et fait saillie à sa surface antérieure en avant de ladite extrémité distale ( 31) du vibreur à ultrasons ( 1). 2 Pulvérisateur de liquide selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que le vibreur à ultra- sons ( 1) est chanfreiné à la périphérie extérieure de l'extrémité distale ( 51) et en ce que l'absorbeur de liquide ( 22) porte contre la portion chanfreinée ( 31) dudit vibreur à ultrasons ( 1). 3 Pulvérisateur de liquide selon la reven- dication I ou 2, caractérisé en ce que l'absorbeur de liquide ( 22) est pourvu à son extrémité distale d'une échancrure en arc de cercle ( 32) portant contre le vibreur à ultrasons ( 1). 4 Pulvérisateur de liquide selon la revendi- cation 1, 2 ou 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un bottier ( 5) portant le vibreur à ultrasons ( 1) et comprenant une portion ( 6) formant support pour l'absorbeur de liquide ( 22). Pulvérisateur de liquide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'absorbeur de liquide ( 22) comporte une portion adaptée à amener du liquide au vibreur à ultrasons ( 1) et une portion adaptée à absorber du liquide de la chambre d'alimentation ( 20), ainsi que des moyens ( 37) propres à augmenter la valeur de la résistance à l'écoulement de liquide et disposés partiellement en une portion intermédiaire dudit absorbeur de liquide ( 22). 6 Pulvérisateur pour liquides selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une portion de support ( 36) ménagée par un bottier ( 3) portant le vibreur à ultra- sons ( 1) et reliée à une portion ( 55) de l'absorbeur de liquide ( 22) afin d'accroître la valeur de la résistance à l'écoulement de liquide traversant ledit absorbeur de liquide ( 22), ce dernier étant supporté par ladite portion de support ( 56). 7 Pulvérisateur de liquide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'absorbeur de liquide ( 22) est formé d'une plaque mince de matière d'ame ( 33) à propriétés d'absorp- tion de liquide, prise en sandwich entre des plaques de protection ( 34, 34) dont chacune est en forme de plaque mince. 8 Pulvérisateur de liquide selon la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un bottier ( 3) qui porte le vibreur à ultrasons ( 1) monté en arrière d'un orifice d'émission de jet de pul- vérisation ( 26 b) ménagé par ledit bottier ( 5), en ce que l'absorbeur de liquide ( 22) qui est inséré par sa partie inférieure dans la chambre d'alimentation en liquide ( 20) et porte par une extrémité supérieure contre ledit vibreur à ultrasons ( 1), est adapté par ladite extrémité supérieure dans ledit bottier ( 5) en arrière du bord dudit orifice d'émission de jet de pulvérisation ( 26 b), et en ce qu'il est prévu une nervure de séparation de liquide ( 4) faisant saillie vers l'arrière en partant du bord dudit orifice d'émission de jet de pulvérisation ( 26 b) et portant à son extrémité libre contre une surface dudit absorbeur de liquide ( 22).