Brevet FR2712354A1 — publié le 19950519

La présente invention est relative à un dispositif apte à produire un courant d'air ayant en section transversale une forme aplatie, notamment pour projeter un produit de traitement sur le sol ou sur des végétaux. 5 Pour envoyer un courant d'air chargé de produit de traitement vers le sol ou vers des végétaux, on utilise habituellement deux types d'appareillages. Un premier type (brevets US-A-3 252 656 GREENWOOD, USA-3 653 130 PATRICK, FR-A-1 314 453 BERTHOUD) comprend un ventilateur hélicoïdal qui projette un jet d'air à grand débit et vitesse modérée dans la direction de l'axe de rotation de son hélice. Ce jet d'air peut être dévié à l'aide de déflecteurs appropriés pour être transformé en un courant d'air à section transversale aplatie, et plus ou moins15 divergent à partir des déflecteurs. Si on désire créer une nappe d'air en déplacement parallèle, de grande largeur, il est nécessaire de prévoir plusieurs ventilateurs ayant chacun ses déflecteurs, car la perte de charge résultant du passage du courant d'air à travers des moyens de guidage de grande longueur serait trop importante. Le poids et l'encombrement des ventilateurs multiples font que l'emploi de plusieurs ventilateurs portés par une rampe horizontale ou verticale commune est peu répandu. Un deuxième type d'appareillage (brevets US-A- 4 026 469 FRANKEL, US-A-2 925 222 SPRENG) pour produire un courant d'air comprend un compresseur centrifuge, qui débite de l'air à débit modéré, sous une pression relativement élevée. L'air ainsi comprimé est acheminé par des conduits convenables jusqu'à des buses qui produisent des jets d'air à grande vitesse et faible section initiale. Les appareillages de ce type comprennent généralement un compresseur unique, disposé de façon centrale, ce qui est favorable du point de vue de la répartition des masses et de la légèreté de construction. Ces buses peuvent être orientables, ce qui procure une grande facilité pour orienter à volonté les jets d'air. En outre, les pertes de charge résultant du déplacement de l'air dans les conduites qui relient le compresseur aux buses sont assez faibles, à cause du débit modéré, si bien que le rendement énergétique est bon. Cependant, les jets d'air produits, qui peuvent être de forme aplatie en section transversale, et qui peuvent être disposés tous dans un même plan, pénètrent dans l'air, et aussi dans le feuillage des végétaux, à la façon de poignards, c'est-à-dire que l'air se déplace à grande vitesse dans l'axe de chaque jet, mais cet air a une vitesse quasi-nulle entre les jets. Il en résulte une mauvaise répartition du produit de traitement. Dans le document US-A-3 164 324, BRUINSMA, on a décrit un appareil qui contient à la fois un compresseur centrifuge et des ventilateurs hélicoïdaux. Toutefois, dans ce cas le compresseur centrifuge sert seulement à produire un jet d'air à grande vitesse qui sert à déchiqueter un jet de liquide de traitement en fines gouttelettes, qui sont injectées à l'aide du même jet d'air comprimé selon l'axe du courant d'air créé par le ventilateur hélicoïde. Cette solution compliquée ne permet pas d'échapper aux inconvénients des appareillages utilisant un ventilateur hélicoïde. On préfère actuellement pulvériser le liquide de traitement en l'envoyant sous forte pression dans une buse de forme convenable. Cela est plus simple que l'emploi d'un compresseur centrifuge pour cette pulvérisation. La présente invention a pour but de fournir un dispositif qui permette d'obtenir un courant d'air ayant une forme aplatie en section transversale, avec une veine centrale relativement large, analogue à celle qu'on peut obtenir à l'aide d'un ventilateur hélicoïde associé à des déflecteurs appropriés à donner au courant d'air la forme aplatie désirée, tout en bénéficiant des avantages de simplicité de construction, de bonne répartition des masses et de souplesse de localisation des jets d'air même éloignés de l'appareil sans perte de rendement, qu'on obtient avec un compresseur centrifuge. Dans une réalisation préférée, l'invention fournit un dispositif pour produire un courant d'air ayant une forme aplatie en section transversale, ce dispositif comprenant: - un compresseur centrifuge - et des moyens pour amener l'air sous pression produit par le compresseur jusqu'à des moyens de formation du courant d'air, ce dispositif ayant pour particularité que les moyens de formation du courant d'air comprennent: - au moins deux diffuseurs parallèles, formés chacun d'un conduit convergent-divergent ouvert à ses deux extrémités, ces diffuseurs étant placés dans le plan de la plus grande dimension de la section transversale du courant d'air qu'on désire obtenir, - un injecteur associé à chaque diffuseur, à peu près coaxial au conduit formant le diffuseur, et situé dans sa partie convergente en étant dirigé vers la partie divergente, ledit injecteur étant relié aux moyens d'amenée d'air comprimé de telle façon que l'air comprimé projeté par l'injecteur met en mouvement l'air se trouvant dans le diffuseur par effet Venturi. Le fait d'utiliser un effet de Venturi pour mettre en mouvement et entrainer un fluide à l'aide d'un débit plus faible d'un autre fluide envoyé sous forte pression dans un injecteur o la pression se transforme en vitesse est bien connu dans la technique en général. Cependant, à la connaissance de l'inventeur, il n'a pas été proposé ni suggéré de l'utiliser dans un dispositif à usage agricole, et plus généralement pour créer un courant d'air ayant une section transversale aplatie. L'invention, en particulier dans la réalisation décrite ci-dessus, permet d'obtenir des débits importants, avec une vitesse bien répartie et qui peut être faible, ce qui est conforme aux tendances écologiques actuelles, o l'on cherche à éviter les grandes vitesses de jets d'air, qui peuvent envoyer de l'air chargé de produits de traitement au-delà du but visé. Le débit important permet d'opérer avec une plus faible densité de gouttelettes par unité de volume d'air en mouvement, si bien que les gouttelettes ont moins de chances de se rassembler pour former des gouttes plus grosses, qui sont moins bien supportées par la végétation. Suivant un mode de réalisation préféré, les diffuseurs, avec leurs injecteurs associés, sont groupés en éléments modulaires formant des blocs, ou panneaux déplaçables d'un seul tenant. Le montage se trouve ainsi facilité, surtout si le dispositif comporte un grand nombre d'injecteurs et diffuseurs. Suivant une réalisation intéressante chaque panneau comprend un collecteur rigide d'alimentation des injecteurs du panneau en air à haute pression. On prévoit avantageusement, dans ce cas, que le collecteur porte des injecteurs de façon rigide. Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux, le dispositif comprend un caisson qui peut être alimenté en air comprimé par le compresseur centrifuge, ce caisson étant traversé de façon étanche par des passages parallèles et situés dans le plan de la plus grande dimension de la section transversale du jet d'air à produire, ces passages étant de forme convergente- divergente et constituant les diffuseurs, et les injecteurs sont placés à l'intérieur des passages et sont reliés à l'intérieur du caisson par des conduits d'alimentation. Suivant un autre mode de réalisation, qui convient surtout pour créer des courants d'air d'importance relativement réduite, l'invention fournit un dispositif pour produire un courant d'air ayant une forme aplatie en section transversale, ce dispositif comprenant: - un compresseur centrifuge - et des moyens pour amener l'air sous pression, produit par le compresseur, jusqu'à des moyens de formation du courant d'air, ce dispositif ayant pour particularité que les moyens de formation du courant d'air comprennent:5 - au moins un diffuseur formé d'un conduit convergent-divergent, ouvert à ses deux extrémités, au moins la partie divergente ayant, en section droite une forme aplatie dans le même sens que le courant d'air à section aplatie qu'on désire obtenir,10 un injecteur à peu près coaxial au conduit formant le diffuseur, et situé dans sa partie convergente en étant dirigé vers la partie divergente, ledit injecteur étant relié aux moyens d'amenée d'air comprimé de telle façon que l'air comprimé projeté par l'injecteur met en mouvement l'air se trouvant dans le diffuseur par effet Venturi. Cette réalisation est plus simple à construire et plus légère. En revanche, elle risque d'être plus sensible aux variations du débit de l'injecteur, qui ne donne le meilleur rendement que dans une gamme de débits assez étroite lorsque le diffuseur s'écarte de la section circulaire. Dans l'un et l'autre cas, des gicleurs de produit de traitement peuvent être portés par le dispositif pour projeter des gouttelettes ou particules à proximité de la sortie d'un conduit convergent-divergent. Si le dispositif est placé dans un appareillage fixe, l'air dans le diffuseur est immobile quand l'injecteur n'est pas en action. Si le dispositif est monté sur un véhicule, l'air dans le diffuseur peut se déplacer à faible vitesse en fonction de la vitesse du véhicule, du vent, et de l'orientation du diffuseur. Cette vitesse est habituellement relativement faible. Suivant un mode de réalisation intéressant pour réaliser des courants d'air puissants, un ventilateur hélicoïde est associé au diffuseur de façon à créer dans celui-ci un écoulement d'air qui sera accéléré par l'effet Venturi quand l'injecteur sera en action. On crée ainsi un effet de "gavage". L'invention va maintenant être décrite de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple pratique illustré à l'aide des dessins parmi lesquels: La figure 1 est une vue perspective schématique d'un appareillage de pulvérisation équipé de dispositifs selon l'invention pour créer des courants d'air en forme de nappe verticale. La figure 2 est une vue analogue à la figure 1 mais avec un dispositif conforme à l'invention, installé pour produire un courant d'air en forme de nappe horizontale. La figure 3 est une vue perspective schématique d'un panneau soufflant unitaire conforme à l'invention. La figure 4 est une vue en plan, partiellement en coupe selon le plan IVIV de la figure 3, d'un panneau soufflant. Les figures 5 et 6 sont des coupes transversales selon les lignes V-V et VI-VI de la figure 4. La figure 7 est un schéma en perspective montrant la forme d'un diffuseur. La figure 8 est une vue analogue à la figure 3, d'une variante. La figure 1 montre un tracteur 1 qui porte deux rampes de projection 2 disposées verticalement à gauche et à droite, supportées par un portique 3, un compresseur centrifuge 4 monté à l'arrière du tracteur, et des conduits 5 reliant le compresseur à chacune des rampes. La figure 2 montre une rampe de projection 2 montée horizontalement sur une remorque 6 attelée au tracteur 1 et pourvue d'un portique 3. Le compresseur centrifuge 4 est également monté sur la remorque, et il est relié à la rampe par des conduits 5. On notera que les figures 1 et 2 ne donnent que des exemples non limitatifs. Les rampes peuvent avoir bien d'autres dispositions et orientations, verticales, horizontales ou obliques, selon les problèmes posés. Chaque rampe 2 est constituée d'un certain nombre de panneaux soufflants 7, alignés, qu'on va maintenant décrire plus en détail à l'aide des figures 3 à 6. Chaque panneau 7 a la forme d'un caisson allongé et aplati, avec un premier bord ou bord d'admission, 8, en forme de demi-cylindre, un bord opposé, ou bord de projection, 9, plus mince, et des bords droit et gauche 11, 12 sensiblement plans et convergeant vers le bord mince 9, l'ensemble évoquant un peu une partie d'aile d'avion. On notera que les dénominations "droit" et "gauche" sont purement arbitraires: Si la rampe de projection est verticale et perpendiculaire au sens de la marche, comme dans la figure 1, un des bords droit ou gauche est en avant dans le sens de la marche du tracteur, et l'autre est en arrière. Si la rampe de projection est horizontale, comme dans la figure 2, un des bords droit ou gauche est situé au-dessus, et l'autre au-dessous. Le panneau 7 constitue un caisson étanche, pourvu à une de ses extrémités d'un embout cylindrique 13, qui permet de le raccorder de façon étanche à un caisson voisin, ou à une arrivée d'air comprimé, et en même temps de modifier son orientation par pivotement autour de l'axe de l'embout 13. Si plusieurs panneaux sont placés en série, un embout 13 est prévu à chacune des extrémités des panneaux intermédiaires. Un certain nombre de passages 14, parallèles entre eux, débouchent sur le bord de projection 9. Ils présentent une forme convergente-divergente. Comme le montre la figure 7, leur section transversale varie progressivement d'une forme rectangulaire à leur partie d'admission 15 à une forme circulaire au niveau de leur col 16 o l'aire de la section est minimale. La partie de sortie 17, qui rejoint le bord de projection 9, a une section transversale de forme circulaire. Le diamètre du passage augmente depuis le col jusqu'au bord de projection. La disposition et/ou la forme des passages peuvent être différentes de celle qui est décrite, en fonction de la nature des problèmes posés. En particulier, les passages 14 peuvent ne pas être parallèles mais converger5 vers un point situé en avant, dans le sens du déplacement d'air, pour une action plus concentrée à distance du dispositif. Ils peuvent aussi diverger, à partir d'un point situé en arrière, dans le sens du déplacement d'air, pour une action plus élargie. D'autre part, la partie de10 sortie 17 peut aussi avoir une forme rectangulaire ou aplatie, par exemple pour des raisons de robustesse ou de facilité de construction, ou pour obtenir une structure particulière des jets d'air. La partie d'admission 15 des passages 14 débouche dans une chambre d'admission 18 reliée à l'extérieur par un grillage 19 qui constitue le bord d'admission 8. La partie du volume intérieur du caisson 7 qui n'est pas occupée par les passages 14 ou la chambre d'admission 18 constitue un collecteur principal, rempli d'air comprimé pendant le fonctionnement du dispositif. Des injecteurs 20 sont placés de façon à être coaxiaux aux passages 14. Ils sont situés dans la partie d'admission 15 de chaque passage 14, et dirigés vers le col 16. Les injecteurs 20 sont reliés au collecteur principal, qui les alimente en air comprimé, par l'intermédiaire d'un collecteur auxiliaire 21 placé dans la chambre d'admission 18. Le collecteur auxiliaire 21 s'étend sur à peu près toute la longueur de la chambre d'admission. Il est relié à chaque injecteur 20 par un conduit rectiligne 22, coaxial au passage 14, et d'autres conduits rectilignes 23 parallèles aux premiers conduits 22 relient le collecteur auxiliaire au collecteur principal. Les conduits 23 sont disposés entre deux passages 14 adjacents. Comme le montre la figure 4, on obtient ainsi une structure symétrique très rigide, robuste et une alimentation régulièrement répartie. On peut toutefois prévoir d'autres modes d'exécution. Par exemple, chaque injecteur peut être relié directement au collecteur principal par un tube coudé à 180 .5 A proximité du bord de projection 9 du caisson 7 sont placés des gicleurs 24 pour un produit de traitement liquide. Ces gicleurs sont du type qui produit une nappe aplatie de gouttelettes de liquide, cette nappe étant en forme de V dont le sommet se trouve sur le gicleur. Les10 gicleurs 24 sont situés dans le plan qui contient les axes des passages 14, et les gicleurs sont disposés de façon à produire une nappe de gouttelettes qui est essentiellement dans le même plan. Il est prévu un gicleur par deux passages 14. On a constaté qu'on obtient, à faible15 distance du caisson 7, une répartition homogène du produit de traitement dans le courant d'air obtenu avec l'ensemble des diffuseurs 14 du caisson, fonctionnant ensemble. Il est cependant possible de prévoir une disposition différente des gicleurs, par exemple des gicleurs placés20 en alternance avec les sorties 17 des diffuseurs, ou en deux lignes situées de chaque côté de la ligne des sorties 17. Dans une variante, les gicleurs sont du type à disque tournant décrit dans le document FR-A- 2.497.439 au nom de la demanderesse. Ces gicleurs produisent une nappe de gouttelettes projetées par la force centrifuge dans un secteur angulaire du plan du disque tournant. Ici le disque est disposé de façon à produire une nappe de gouttelettes à peu près tangente à la nappe d'air à la sortie des diffuseurs. Les gicleurs 24 sont placés dans des cavités 25 prévues dans un des bords droit ou gauche 11, 12 du caisson 7. Le même bord présente une rainure 26 perpendiculaire à la direction des passages 14, et dans laquelle est logé un conduit 27 d'alimentation des gicleurs en produit de traitement. Les gicleurs 24 sont ainsi d'accès facile, tout en étant protégés des chocs. Dans une variante illustrée à la figure 8, le bord d'admission 8 n'est pas constitué par un grillage, mais par une tôle pleine dans laquelle sont disposés de petits ventilateurs hélicoïdes 30 disposés pour envoyer de l'air dans la chambre d'admission 18, et créer dans la partie d'admission 15 des passages 14 un courant d'air qui sera accéléré par effet Venturi sous l'action du jet d'air produit par l'injecteur 20. On obtient ainsi un effet de "gavage" qui améliore sensiblement le rendement des ensembles diffuseur-injecteur. La disposition et le nombre des ventilateurs 30 sont, bien entendu, à adapter au problème posé et à la forme du dispositif. Les moteurs d'entraînement 31 des ventilateurs 30 peuvent être des moteurs électriques ou hydrauliques. Les ventilateurs peuvent également être entraînés par un arbre de transmission relié à un moteur commun, qui peut être celui du véhicule porteur. Sur les dessins, on a représenté le panneau soufflant 7 comme d'une seule pièce, d'assez grandes dimensions. La technique actuelle permet de faire de telles pièces sans difficultés majeures. Toutefois, il peut être préférable de constituer le panneau soufflant par assemblage d'éléments unitaires, de préférence identiques, correspondant chacun à un seul passage 14 ou à un petit nombre de passages. On peut ainsi facilement adapter la dimension du panneau soufflant à la demande. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour produire un courant d'air ayant une forme aplatie en section transversale, ce dispositif comprenant:5 - un compresseur centrifuge (4) - et des moyens (5) pour amener l'air sous pression produit par le compresseur jusqu'à des moyens de formation du courant d'air, caractérisé en ce que les moyens de formation du courant d'air comprennent: - au moins deux diffuseurs parallèles, formés chacun d'un conduit (14) convergent-divergent ouvert à ses deux extrémités, ces diffuseurs étant placés dans le plan de la plus grande dimension de la section transversale du courant d'air qu'on désire obtenir, - un injecteur (20) associé à chaque diffuseur (14), à peu près coaxial au conduit formant le diffuseur, et situé dans sa partie convergente en étant dirigé vers la partie divergente, ledit injecteur (20) étant relié aux moyens d'amenée d'air comprimé de telle façon que l'air comprimé projeté par l'injecteur met en mouvement, ou accélère, l'air se trouvant dans le diffuseur par effet Venturi. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les diffuseurs, avec leurs injecteurs associés, sont groupés en éléments modulaires formant des blocs, ou panneaux (7) déplaçables d'un seul tenant. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque panneau comprend un collecteur rigide pour alimenter, en air à haute pression, les injecteurs du panneau. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le collecteur porte des injecteurs de façon rigide. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un caisson (7) qui peut être alimenté en air comprimé par le compresseur centrifuge et constitue un collecteur, ce caisson étant traversé de façon étanche par des passages (14) séparés, situés dans le plan de la plus grande dimension de la section transversale du jet d'air à produire, ces passages étant de forme convergente-divergente et constituant les diffuseurs, et les injecteurs (20) sont placés à l'intérieur des passages (14) et sont reliés à l'intérieur du caisson (7) par des conduits d'alimentation. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les conduits d'alimentation des injecteurs (20) comprennent un collecteur auxiliaire (21), qui alimente chacun des injecteurs (20) par un conduit rectiligne (22) et qui est relié à l'intérieur du caisson (7) qui forme un collecteur principal, par d'autres conduits (23). 7. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le collecteur rigide supporte également des gicleurs (24) de pulvérisation de produit de traitement, disposés à proximité des sorties (17) des conduits (14), dans le sens de déplacement de l'air. 8. Dispositif pour produire un courant d'air ayant une forme aplatie en section transversale, ce dispositif comprenant: - un compresseur centrifuge (4) - et des moyens (5) pour amener l'air sous pression produit par le compresseur jusqu'à des moyens de formation du courant d'air, caractérisé en ce que les moyens de formation du courant d'air comprennent: - au moins un diffuseur formé d'un conduit (14) convergent-divergent, ouvert à ses deux extrémités, au moins la partie divergente ayant, en section droite une forme aplatie dans le même sens que le courant d'air à section aplatie qu'on désire obtenir, - un injecteur (20) à peu près coaxial au conduit formant le diffuseur, et situé dans sa partie convergente en étant dirigé vers la partie divergente, ledit injecteur (20) étant relié aux moyens d'amenée d'air comprimé de telle façon que l'air comprimé projeté par l'injecteur met en mouvement, ou accélère, l'air se trouvant dans le diffuseur par effet Venturi. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'au moins un ventilateur hélicoïde (30) est associé à au moins un diffuseur de façon à créer dans celui-ci un écoulement d'air qui sera accéléré par effet Venturi quand l'injecteur sera en action, et à produire un effet de gavage. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est constitué par un assemblage d'éléments unitaires correspondant chacun à un seul10 passage (14) ou à un petit nombre de passages.