Brevet FR2752531A1 — publié le 19980227

DESCRIPTION ETAT TECHNIQUE Les générateurs de fumée comprennent deux familles distinctes: La première famille concerne les appareils à vaporisation. Ces appareils sont équipés d'un moyen de chauffage destiné à élever la température du produit consommable jusqu'à sa température de vaporisation. Ce type de générateur produit une fumée très opaque, laiteuse et souvent en grande quantité. Cette fumée peut être très incommodante pour les personnes qui la respirent. L'utilisation de cette fumée pour la mise en valeur d'éclairage conduit, le plus souvent, à une occultation trop importante de la source lumineuse. En outre, ce type de générateur de fumée présente de réels risques d'incendie. En effet, à la suite d'un dérèglement du corps de chauffe de l'appareil, le produit utilisé peut être chauffé au-delå de son point éclair. La fumée surchauffée émise par l'appareil s'enflammera alors à l'approche d'une flamme ou d'une source de chaleur. Pour toutes ces raisons, une deuxième famille de générateurs de fumée a été développée. I1 s'agit des générateurs de fumée à pulvérisation. L'élément de base de ce type d'appareil est composé d'un système de pulvérisation en très fines particules d'un liquide reconnu pour son innocuité. Ces particules, vaporisées à température ambiante, se mélangent à l'atmosphère produisant une brume légère, parfaitement diffuse et d'une grande persistance. Malheureusement, les dimensions des particules vaporisées ne sont pas homogènes. A titre d'exemple, le diamètre des particules varie approximativement entre dix et cent micromètres. De telle sorte que la pulvérisation directe d'un liquide dans l'atmosphère entraîne le dépôt d'un film gras aux alentours du générateur de fumée. L'évolution de la technique a permis de supprimer les résidus de la pulvérisation en éliminant les gouttes les plus grosses par un système de redéposition par gravité et par un système de filtrage. Les générateurs de filmée à pulvérisation les plus récents sont équipés d'une ou plusieurs buses de pulvérisation pneumatique alimentées en air par un compresseur et alimentées en liquide à pulvériser par siphonnage dans un réservoir. Cette buse ou ces buses pneumatiques pulvérisent le liquide à l'intérieur d'une chambre placée au-dessus du réservoir. La pulvérisation engendre un flux turbulent dans la chambre augmentant ainsi le parcours moyen des particules avant leur sortie. Par ce procédé les particules les plus lourdes se déposent dans la chambre puis sont recyclées par gravité dans le réservoir. Les particules plus fines sont entraînées par le flux d'air du compresseur vers une nouvelle chambre remplie de billes. Cette dernière chambre contribue de nouveau à la rétention des particules les plus lourdes. A la sortie de cette dernière chambre, les particules résiduelles sont entraînées vers l'atmosphere par un flux d'air porteur produit par un ventilateur. Les problèmes posés par l'état technique décrit précédemment sont les suivants: La production de fumée est limitée et peu variable. La limitation du débit est de deux ordres. D'une part, le jet ou les jets d'air, provoqués par la pulvérisation, induisent, sur leurs flancs, une dépression. Cette dépression engendre, dans l'enceinte, un effet de rebouclage du jet ou des jets sur eux-mêmes qui s'oppose à la sortie de la chambre du flux de pulvérisation. D'autre part, le débit de fumée final est déterminé par le débit du compresseur. Ce qui offre peu de possibilité de variation et limite la production de fumée. En effet, les compresseurs d'air de technologie adaptée à cette application; c'est à dire les compresseurs à membranes ou à pistons secs; débitent, au maximum, environ une soixantaine de litres par minute en charge. Ce qui équivaut à une centaine de grammes de liquide dissipé dans l'atmosphère à l'heure. Malgré cette faible valeur, ce débit, pour ces technologies de compresseurs, représente un débit élevé et donc un coût élevé. Le document de référence de cet état technique est le brevet américain N04,990,290 du O février 1991. EXPOSE DE L'INVENTION L invention concerne un dispositif d'induction d'air dans la chambre de pulvérisation d'un générateur de fumée brume ou brouillard à pulvérisation de liquide,. Les trois termes: fumée, brume et brouillard seront remplacés par le terme fumée pour la suite de l'exposé. De nombreux essais et maquettes ont été réalisés pour tenter d'améliorer les performances de ce type de générateur de fumée. Une induction d'air, indépendante du jet ou des jets de pulvérisation, a finalement été provoquée dans la chambre de pulvérisation. Une augmentation de la production de fumée a aussitôt été constatée à la sortie du générateur. 1l a été également constaté que les particules supplémentaires, émises par l'effet de cette induction d'air, sont d'une taille satisfaisante. Cest à dire que, par leurs dimensions, ces particules sont à peine discernables ou indiscernables par l'oeil humain et qu'elles restent trés longtemps en suspension dans l'air. Cette induction d'air a été rendue possible en réalisant un ou plusieurs orifices de passage des fluides supplémentaires dans la chambre de pulvérisatiom Cet orifice ou ces orifices d'induction d'air se différencient des orifices d'évacuation de la fumée par leurs emplacements. A titre d'exemple, cet orifice ou ces orifices d'induction d'air peuvent se situer aux environs de l'origine dujet ou des jets de pulvérisation. A titre d'exemple, également, cette induction d'air peut être provoquée soit par le prélèvement d'une partie d'un flux d'air porteur produit par un ventilateur indépendant de la chambre de pulvérisation; soit par l'installation d'un ventilateur additionnel, à débit variable ou non, sur les parois ou sur le couvercle de la chambre de pulvérisation; soit par la dépression provoquée par le jet ou les jets de pulvérisation du liquide. Dans ces trois cas, le flux d'air induit traverse une des parois ou le couvercle, de la chambre de pulvérisation ou du réservoir si la chambre de pulvérisation est intégrée au réservoir, par un orifice ou des orifices adaptés. Selon les trois exemples cités précédemment: Dans le cas d'une induction d'air par prélèvement d'une partie d'un flux d'air porteur, le débit de l'induction d'air sera réglé par les dimensions et la forme de l'orifice de prélèvement ainsi que par les caractéristiques du ventilateur d'air porteur déjà cité. Dans le cas d'une induction d'air par un ventilateur additionnel, le débit de l'induction d'air sera réglé par le débit et par les caractéristiques de ce ventilateur. Et dans le cas d'une induction d'air provoquée par la dépression dujet de pulvérisation, le débit de l'induction d'air sera réglé par les dimensions de l'orifice d'induction et par les caractéristiques du jet ou des jets de pulvérisation. Un nouveau systéme de filtrage des particules les plus lourdes a été réalisé. Ce nouveau systéme de filtrage impose à la fumée la traversée d'une ou plusieurs couches de tamis métallique ou non avant sa sortie dans l'atmosphére. Les particules les plus lourdes sont ainsi retenues par le tamis, puis recyclées dans le réservoir par gravité. A titre d'exemple,par ses dimensions réduites, ce systéme de filtrage peut être installé directement dans la chambre de pulvérisation ou dans le réservoir si celuici est intégré à la chambre de pulvérisation. PRESENTATION DES FIGURES La figure N" I représente la vue de face du générateur de fumée décrit au paragraphe suivant. La figure N" 2 représente la vue de dessus du générateur de fumée décrit au paragraphe suivant. la figure N" 3 représente la vue de gauche du générateur de fumée décrit au paragraphe suivant. EXPOSE D'UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION L'invention peut être réalisée sous de nombreuses autres formes que celle décrite ci-aprés. Par exemple, L'orifice d'induction d'air (5) peut etre de dimensions et de formes différentes ou être remplacé par un ventilateur; les dimensions et les formes de chaque élément du générateur peuvent être différentes; le compresseur (2) peut être d'un débit plus élevé et de technologie différente; le ventilateur hélicoïdal d'air porteur (3) peut etre remplacé par un ventilateur centrifuge, etc ... L'homme de métier saura adapter les éléments et les dimensions de l'appareil en fonction des caractéristiques recherchées. L'appareil décrit ci-dessous est un générateur de brouillard, fumée ou brume, à pulvérisation pneumatique, équipé d'un système d'induction d'air dans la chambre de pulvérisation. Les trois termes fumée, brume et brouillard seront remplacés par le terme fumée pour la suite de l'exposé. L'appareil décrit ci-dessous est représenté par les figures N"1 à N03. Tous les numéros de référence se retrouvent sur la figure N01. Le système de pulvérisation (4) est constitué d'une buse de pulvérisation pneumatique .L'alimentation de la buse en liquide s'effectue par siphonnage dans le réservoir (1). Le liquide est filtré par le filtre (12) avant son passage dans le tube d'alimentation en liquide (10). L'alimentation de la buse en air comprimé s'effectue grace au compresseur d'air (2) par l'intermédiaire du tube (11). L'axe horizontal du système de pulvérisation (4) est décalé, sur un plan horizontal, par rapport à l'axe horizontal du réservoir (1). L'axe horizontal du système de pulvérisation (4) se situe au dessus du niveau de liquide maximum du réservoir (1). A titre d'exemple, le compresseur d'air installé (2) débite environ trente litres par minute à la pression atmosphérique. C'est un compresseur à membranes (2). L'air d'alimentation du compresseur (2) est filtré par un filtre (13). Le liquide est pulvérisé directement dans le réservoir (1). Le réservoir (1) fait, ici, office de chambre de pulvérisation. Le réservoir (1) est constitué d'une tôle pliée en U et est fermé latéralement.par deux tôles rapportées. Un systéme de remplissage (6) permet de remplir le réservoir (1). Le couvercle de réservoir (14) est constitué d'une tôle rapportée dans laquelle sont pratiqués trois orifices. Le premier orifice est destiné au goulot de remplissage (6). Le deuxième orifice constitue le système d'induction d'air (5) dans le réservoir (1). La tôle est emboutie, à l'emplacement du système d'induction d'air (5), pour formée un déflecteur d'air. A titre d'exemple, la hauteur de la fente d'entrée de l'air porteur, entre le déflecteur et le couvercle (14), est de trois millimètres; la longueur de la fente d'entrée du système d'induction d'air (5) est de cent vingt millimètres et l'angle d'inclinaison du déflecteur par rapport à l'horizontale est de vingt degrés. Le troisième orifice (15) est l'orifice de sortie des particules, pulvérisées et filtrées, transportées par l'air induit dans le réservoir (1). A titre d'exemple, la longueur du troisième orifice (15) est de cent vingt millimètres et sa largeur est de quinze millimètres.Le ventilateur hélicoïdal (3) produit un flux d'air de cent soixante mètres cubes par heure qui traverse le générateur de fumée. Le diamètre de ce ventilateur 3) est de cent vingt millimètres. L'air aspiré par le ventilateur (3) est filtré par un filtre (16). Une partie du flux d'air produit par le ventilateur (3) est détournée par le système d'induction d'air (5). L'autre partie du flux d'air produit par le ventilateur (3) circule entre le capot (9) et le couvercle (14) du réservoir t1) jusqu'à la sortie du générateur. L'air induit par le système d'induction d'air (5) dans le réservoir (1) se mélange aux particules pulvérisées par la buse (4). Les particules les plus lourdes se déposent durant un parcours turbulent dans le réservoir (1). Les particules les plus fines portées par l'air induit se dirigent ensuite vers un filtre (7). Ce filtre (7) est constitué d'une tôle et d'un tamis métallique ou non. La tôle du filtre (7) est placée verticalement et couvre toute la section latérale du réservoir (1). Cette tôle est percée de trous de petit diamètre placés au dessus du niveau maximum de liquide et placés sur le côté opposé à celui de la buse de pulvérisation (4). Un jeu suffisant, sous le niveau maximum du liquide, entre la tôle du filtre (7) et les parois du réservoir (1), doit permettre la circulation du liquide. Le jet de pulvérisation se heurte à la tôle du filtre (7), puis réalise un parcours turbulent dans le réservoir (1). Les particules les plus fines portées par l'air induit traversent la tôle du filtre (7) par les trous percés dans celle, Le flux d'air, chargé des particules pulvérisées, traverse alors plusieurs épaisseurs de tamis métallique à maillage fin. Après le passage dans le filtre (7), le flux d'air induit dans le réservoir (1), débarrassé des particules pulvérisées les plus lourdes, sort du réservoir (1) par l'orifice (15) et est emporté vers l'atmosphère par le flux d'air porteur produit par le ventilateur (3). Les éléments de constructions restant à décrire sont le châssis (8) et le capot (9). Le chassis (8) est constitué d'une tôle pliée en U. Le côté gauche du châssis (8), représenté sur la figure 1, est plus petit de quarante millimètres que le côté droit. Cette différence permet le passage de la fumée. Sur le châssis (8) viennent se fixer le compresseur (2), le ventilateur d'air porteur (3), le réservoir (1). Le capot (9) est constitué d'une tôle pliée en U qui recouvre l'ensemble du générateur de fumée et qui est fixé sur le châssis (8).Un orifice pratiqué sur la partie supérieur du capot (9) laisse le passage au système de remplissage (6). Pour finir, le compresseur (2) peut être relié à un système électronique qui permet de gérer à distance le temps d'émission et de non émission du générateur de fumée. APPLICATIONS INDUSTRIELLES POSSIBLES DE L'INVENTION Les générateurs de fumée, brume ou brouillard à pulvérisation sont beaucoup plus adaptés à la mise en valeur d'éclairage ou d'effets lumineux que les générateurs de fumée à vaporisation. De plus, contrairement aux générateurs de fumée à vaporisation, la sécurité des générateurs de fumée à pulvérisation est totale. Malheureusement, les générateurs de fumée à pulvérisation, correspondant à l'état technique décrit précédemment, sont d'un coût trop éleve. Cette invention permet de réduire de deux tiers te débit du compresseur en conservant une production effective de fumée au moins égale à celle obtenue par l'état technique décrit précédemment. Cette invention permet de rendre variable l'émission du générateur de fumée,et également d'augmenter considérablement la production de ce type de générateur de fumée si l'on utilise un compresseur d'air d'un débit plus important. Le nouveau systéme de filtrage permet de supprimer une chambre intermédiaire entre la chambre de pulvérisation et l'orifice de sortie de la fumée. Ce systéme de filtrage est en outre beaucoup plus compact que celui décrit par l'état technique précedent. L'invention permettra de proposer à la vente une gamme de générateurs de fumée, brume ou brouillard d'une grande souplesse d'utilisation à un coût adapté à la concurrence. REVENDICATIONS 1) Générateur de fumée, brume ou brouillard à pulvérisation de liquide équipé d'une chambre de pulvérisation (1) contenant le liquide à pulvériser, d'un compresseur d'air (2), d'un système de pulvérisation pneumatique (4) et d'un ventilateur d'air porteur (3), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'induction d'air (5) dans la chambre de pulvérisation (1) ou dans le réservoir (1) . 2) Générateur de fumée, brume ou brouillard selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif d'induction d'air (5) est équipé d'un ou plusieurs orifices de passage d'air vers la chambre de pulvérisation (1) ou du réservoir, différenciés de ou des orifices d'évacuation de la fumée par leurs emplacements. 3) Générateur de fumée, brume ou brouillard selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le dispositif d'induction d'air (5) est équipé d'un ou plusieurs orifices de passage d'air pouvant se situer aux environs de l'origine du jet ou des jets de pulvérisation. 4) Générateur de fumée, brume ou brouillard selon les revendications de 1 à 3 caractérisé en ce que le dispositif d'induction d'air (5) est constitué par le prélèvement d'une partie d'un flux d'air porteur produit par un ventilateur (3) indépendant de la chambre de pulvérisation (1) ou du réservoir (1) . 5) Générateur de fumée, brume ou brouillard selon les revendications de 1 à 3 caractérisé en ce que le dispositif d'induction d'air (5) est constitué par un ventilateur additionnel installé sur une des parois ou sur le couvercle (14) de la chambre de pulvérisation (1) ou du réservoir (1). 6) Générateur de fumée, brume ou brouillard selon les revendications de 1 à 3 caractérisé en ce que le dispositif d'induction d'air (5) est constitué par l'aspiration d'air produite par la dépression engendrée par le jet ou les jets de pulvérisation de liquide. 7) Générateur de fumée, brume ou brouillard selon la revendication 4 caractérisé en ce que le débit d'induction d'air est réglé par les dimensions et la forme de l'orifice ou des orifices de prélèvement. 8) Générateur de fumée, brume ou brouillard selon la revendication 5 caractérisé en ce que le débit de l'induction d'air est réglé par le débit du ventilateur additionnel. 9) Générateur de fumée, brume ou brouillard selon la revendication 6 caractérisé en ce que le débit de l'induction d'air est réglé par les dimensions de l'orifice ou des orifices d'induction d'air. 10) Générateur de fumée, brume ou brouillard selon la revendication 5 caractérisé en ce que le débit de l'induction d'air peut être variable durant l'utilisation du générateur. 11) Générateur de fumée, brume ou brouillard selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce qu'il comporte un système de filtrage des particules les plus lourdes constitué d'une ou plusieurs couches de tamis, métallique ou non, obligatoirement traversées par les particules pulvérisées avant leur sortie du générateur.