Brevet FR2768949A1 — publié le 19990402

La présente invention concerne un dispositif de nettoyage, utilisable notamment pour le lavage des voitures, cette application n'étant cependant pas limitative. Un premier procédé de lavage consiste à utiliser un portique pourvu de brosses rotatives et de buses de pulvérisation d'eau additionnée d'agents de lavage appropriés tels que détergents et tensio-actifs. Cette technique présente cependant l'inconvénient de provoquer des microrayures sur le film de peinture recouvrant la carrosserie. On peut employer une autre technique, consistant à utiliser un jet d'eau sous haute pression (à partir de 50/60 bars environ), après application préalable d'un détergent approprié sur le support à nettoyer. Cette technique est certes efficace du point de vue du résultat mais elle présente néanmoins plusieurs inconvénients. D'abord, la haute pression induit en sortie de buse une très grande vitesse du jet d'eau et ce dernier va donc subir la résistance de l'air environnant, qui va ralentir fortement le flux d'eau du fait de la résistance ; en pratique, on constate que le jet perd son efficacité - liée à l'effet mécanique des gouttes d'eau entraînées à grande vitesse par la haute pression - au-delà d'une quinzaine de centimètres. En raison de cette importante perte de charge dès que l'on s'éloigne un peu du support à nettoyer, il n'est possible de traiter qu'une petite surface de ce dernier, ce qui rend le processus long à mettre en oeuvre pour des surfaces importantes, par exemple l'ensemble de la carrosserie d'une voiture. Inversement, lorsque l'on s'approche trop du support, la haute pression de l'eau devient mécaniquement très agressive et risque d'endommager le support. De plus, cette technique présente l'inconvénient de n'opérer qu'un nettoyage relativement superficiel, sans véritablement décoller le film de saleté adhérant à la carrosserie du véhicule. Enfin, compte tenu de la haute pression et du fort débit d'eau associé, ce procédé produit de nombreuses éclaboussures, ce qui le rend en pratique malcommode à mettre en oeuvre ou impose une protection appropriée de l'utilisateur. L'un des buts de la présente invention est de proposer un dispositif de nettoyage qui remédie à l'ensemble des inconvénients des systèmes connus, en procurant une excellente qualité de lavage, évitant les effets de l'agressivité de l'eau sous haute pression et réduisant la perte de charge constatée dès que l'on s'éloigne du support, afin de permettre de traiter une surface plus étendue de ce dernier. Plus précisément, selon l'invention le dispositif de nettoyage comporte : une source de liquide, notamment d'eau, pour produire un flux de liquide sous moyenne pression ; une source de gaz, notamment d'air, pour produire un flux de gaz comprimé ; des moyens mélangeurs, recevant en entrée une partie du flux de liquide sous moyenne pression et le flux de gaz comprimé et délivrant en sortie un flux mixte liquide/gaz contenant des microbulles du gaz véhiculées par un flux du liquide ; et au moins une buse de pulvérisation, recevant en entrée le flux mixte et l'autre partie du flux de liquide sous moyenne pression et expulsant en sortie vers une surface à nettoyer un jet combinant ces deux flux. Les moyens mélangeurs comportent de préférence un mélangeur de type mélangeur statique. La moyenne pression est avantageusement comprise entre 10 et 50 bars, de préférence entre 20 et 30 bars, et le débit de la source de liquide est de 10 à 30 litres par minute et par buse de pulvérisation. Le dispositif peut comporter en outre des moyens pour additionner un agent détergent ou érosif à ladite autre partie du flux de liquide sous moyenne pression, et/ou des moyens d'aspiration au voisinage de la surface à nettoyer. 0 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation, en référence à la figure unique annexée qui est une représentation schématique des différents éléments de cet exemple de l'invention. 0 Sur la figure, la référence 10 désigne une pompe à eau alimentée par le réseau de distribution 12, délivrant en sortie de l'eau comprimée sous moyenne pression (par "moyenne pression", on entendra une pres sion de 10 à 50 bars, le terme "basse pression" étant réservé à une pression correspondant à celle que l'on peut trouver sur les réseaux de distribution, typiquement inférieure à 10 bars, et le terme "haute pression" étant réservé aux pressions supérieures à 50-60 bars environ). Dans un exemple de mise en oeuvre, cette pompe produit un débit de l'ordre de 20 I/min sous une pression de 25 bars (la valeur indiquée pour le débit correspondant à une buse de nettoyage unique). Un composant approprié est par exemple une pompe LOWARA de type SV 222 F 30T. On notera incidemment que les pompes moyenne pression sont, à la différence des pompes haute pression, des composants peu coûteux et très fiables, ce qui renforce encore l'intérêt du système de l'invention. Le flux d'eau produit par la pompe 10 est ensuite divisé en deux, une partie en étant amenée par une conduite 14 à un mélangeur 16 et l'autre partie étant amenée par une conduite 18 à une buse de pulvérisation 20. La buse de pulvérisation est par exemple une buse de type pistolet SPRAYING SYSTEM 11180-23L + SU 22, le flux d'eau direct par la branche 18 étant amené à la tubulure axiale 22 de cette buse 20. Le dispositif comporte par ailleurs un compresseur d'air 24 produisant un flux d'air comprimé délivré par une conduite 26 à une autre entrée du mélangeur 16, avec avantageusement un réservoir tampon intermédiaire 28 pour permettre la stabilisation de la pression dans la conduite 26 (la stabilité de cette pression d'air étant une condition importante du bon fonctionnement du dispositif). Un composant approprié est par exemple un compresseur ATLAS COPCO 1LT 22 - 30 CV, qui peut délivrer un flux d'air à une pression allant jusqu'à 30 bars sous un débit nominal de 9 m3/h, soit 150 l/min. Dans l'exemple de l'invention, le flux d'air produit sera ajusté à une pression de 20 à 25 bars, par exemple 24 bars (pression d'équilibre en sortie de la buse 20), conduisant à une utilisation partielle, de l'ordre de 70 à 75 I/min, du débit nominal du compresseur. Le mélangeur 16, qui reçoit sur ses deux entrées respectives un flux d'eau sous moyenne pression et un flux d'air comprimé, produit en sortie, sur la conduite 30, un flux mixte eau+air constitué de microbulles d'air entraînées par le flux d'eau. On utilise avantageusement un mélangeur de type mélangeur statique, qui engendre par effet de turbulence des microbulles de l'ordre de 2 à 3 pLm de diamètre emportées par le flux d'eau. Par "microbulle" on entendra des bulles d'un diamètre allant de quelques micromètres à quelques dizaines de micromètres, en tout état de cause compatibles avec le diamètre de l'ajutage de la buse, qui est de 50 KLm dans l'exemple cité plus haut. Un composant approprié comme mélangeur statique est par exemple le mélangeur SOLYNE type MS 1/2-L1-3. Le flux mixte eau+air délivré par le mélangeur est amené par la conduite 30 dans la tubulure périphérique 32 de la buse 20, de manière à assurer en sortie 34 le mélange entre ce flux eau+air et le flux d'eau de la tubulure centrale 22 en provenance directe de la pompe 10, de manière à former en sortie un jet 36 permettant de réaliser le nettoyage recherché du support. Comme on peut le constater, le dispositif, qui utilise essentiellement comme fluide de nettoyage de l'eau et de l'air (bien que d'autres fluides pussent être envisagés), réalise un double mélange de ces fluides: d'une part le mélange eau+air dans le mélangeur 16, d'autre part le mélange entre ce flux eau+air et le flux d'eau au niveau de la sortie 34 de la buse 20. Dans le jet résultant 36, les microbulles d'air jouent un rôle mécanique qui permet de décoller efficacement la saleté du support. Quant à l'eau du jet 36, elle joue un triple rôle: - décollement de la saleté et des particules, en combinaison avec les microbulles d'air, - entraînement de la saleté et des particules décollées du support, - véhicule d'entraînement à grande vitesse des microbulles d'air. Le flux mixte eau+air (conduite 30) et le flux direct d'eau (conduite 18) appliqués à la buse 20 qui les mélange sont deux flux à la même pression (la pression d'équilibre en sortie du mélangeur statique 16 correspond à la pression en sortie de la pompe 10, donc à la pression dans la conduite 18), de sorte que l'eau et l'air vont être entraînés à la même vitesse, et la perte de charge sera bien moindre que dans le cas d'un jet d'eau haute pression, où les gouttes d'eau à grande vitesse sont très vite ralenties par l'air statique environnant. De plus, la compression de l'air s'accompagne d'une importante élévation de température et, si l'on minimise les pertes thermiques en aval du compresseur, l'énergie correspondante peut être restituée sous forme d'un échauffement du jet, qui améliore bien entendu l'efficacité du lavage. En pratique on constate qu'avec le dispositif de l'invention et un jet de 24 bars, on obtient les mêmes résultats, du point de vue de la qualité du nettoyage, qu'avec un nettoyeur haute pression fonctionnant à 100 bars, mais sans les inconvénients de ce dernier (surface d'action réduite, éclaboussures importantes, fragilité de la pompe, etc...). Divers perfectionnements peuvent être apportés au dispositif de l'invention. Ainsi, il est par exemple possible de prévoir dans la conduite 18 d'admission d'eau une pompe 38 d'injection d'un produit chimique contenu dans un réservoir 40, tel qu'un agent détergent et/ou tensio-actif, etc., notamment si l'on veut réaliser, outre le lavage, un dégraissage du support. L'agent additionnel peut être également un agent érosif tel que du sable ou des microbilles de résine, lorsque l'on veut réaliser un "sablage doux" en plus du simple lavage, par exemple pour le nettoyage des façades. On peut également compléter la buse 20 par un dispositif d'extraction comportant un capot 42 entourant l'orifice 34, de manière à définir un volume périphérique 44 autour du support à nettoyer, avec des moyens d'aspiration comprenant une conduite 46 et une pompe 48 de manière à réaliser une aspiration de l'eau après que celle-ci ait décollé et entraîné la saleté. Cette technique bien connue d"'injection-extraction", utilisée par exemple pour le nettoyage des sols, ne sera pas décrite plus en détail car elle fait appel à des moyens connus de l'homme du métier. On notera à cet égard que, bien qu'il s'agisse d'un nettoyage par un jet sous pression, le débit modéré et la pression bien moindre mouillent et éclaboussent beaucoup moins le support que dans le cas d'un dispositif de nettoyage avec buse haute pression, ce qui permet de mettre en oeuvre plus aisément la technique d'injection-extraction. REVENDICATIONS 1. Un dispositif de nettoyage, caractérisé en ce qu'il comporte - une source de liquide (10), notamment d'eau, pour produire un flux de liquide sous moyenne pression, - une source de gaz (24), notamment d'air, pour produire un flux de gaz comprimé, - des moyens mélangeurs (16), recevant en entrée une partie du flux de liquide sous moyenne pression, d'une part, et le flux de gaz com primé, d'autre part, et délivrant en sortie un flux mixte liquide/gaz contenant des microbulles du gaz véhiculées par un flux du liquide, et - au moins une buse de pulvérisation (20), recevant en entrée le flux mixte et l'autre partie du flux de liquide sous moyenne pression et expulsant en sortie vers une surface à nettoyer un jet combinant ces deux flux. 2. Le dispositif de la revendication 1, dans lequel les moyens mélangeurs comprennent un mélangeur de type mélangeur statique. 3. Le dispositif de la revendication 1, dans lequel la moyenne pression est comprise entre 10 et 50 bars, de préférence entre 20 et 30 bars. 4. Le dispositif de la revendication 1, dans lequel le débit de la source de liquide est de 10 à 30 litres par minute et par buse de pulvérisation. 5. Le dispositif de la revendication 1, comportant en outre des moyens (38, 40) pour additionner un agent détergent à ladite autre partie du flux de liquide sous moyenne pression. 6. Le dispositif de la revendication 1, comportant en outre des moyens (38, 40) pour additionner un agent érosif à ladite autre partie du flux de liquide sous moyenne pression. 7. Le dispositif de la revendication 1, comportant en outre des moyens (42-48) d'aspiration au voisinage de la surface à nettoyer.