Brevet FR2877241A1 — publié le 20060505

NEBULISATEUR COMPRENANT DES MOYENS POUR METTRE EN SURPRESSION UN LIQUIDE A NEBULISER La présente invention concerne un dispositif de nébulisation d'un liquide, comprenant une tête de nébulisation comportant un tube capillaire et une buse d'éjection d'un liquide, un réservoir d'alimentation en liquide de la tête de nébulisation, relié à la tête de nébulisation par une canalisation, un moyen vibrant pour entraîner la tête de nébulisation en vibration afin qu'elle éjecte des gouttelettes de liquide en un jet de nébulisation, et des moyens d'excitation pour appliquer au moyen vibrant un signal d'excitation. Un dispositif de nébulisation du type précité est décrit dans la demande internationale WO 99/46126 (US 6,460,980) en relation avec la réalisation d'une tête d'impression à jet d'encre. Un tel dispositif est toutefois susceptible de diverses autres applications, notamment des applications à la nébulisation de liquides dans l'air, à des fins d'humidification ou de rafraîchissement de l'air, ou pour diffuser des produits assainissants, désodorisants, désinfectants, des parfums,... comme décrit par exemple dans la demande EP 0714709 ou la demande WO 00/78467. La présente invention concerne notamment de telles applications. La figure 1 représente schématiquement la structure classique d'un tel dispositif. Le dispositif 10 comprend une tête de nébulisation 20, un réservoir intermédiaire 21 contenant un liquide 22 à nébuliser, un réservoir principal 24 contenant également du liquide 22, une canalisation 25 reliant le réservoir 21 à la tête de nébulisation 20 et une canalisation 26 équipée d'une 2877241 2 pompe électrique 27, reliant le réservoir 21 au réservoir 24. La tête de nébulisation 20, sensiblement horizontale, comprend un tube capillaire 20-1 et une buse 20-2 d'éjection du liquide. Elle revêt généralement la forme d'une aiguille creuse d'un diamètre intérieur inférieur au millimètre et d'une longueur de quelques centimètres, dont le corps forme le tube capillaire 20-1 et dont l'extrémité distale, biseautée, forme la buse d'éjection 20-2. La tête de nébulisation 20 est couplée mécaniquement à un moyen vibrant, généralement un transducteur piézo-électrique 28 à résonateur, qui est alimenté électriquement par un signal alternatif Sv fourni par un circuit d'excitation EXCT. Le circuit d'excitation EXCT est piloté par un circuit de contrôle CNTCT qui définit des cycles de nébulisation dont la durée est fonction de l'application visée. Dans des conditions normales de fonctionnement, le niveau de liquide dans le réservoir intermédiaire 21 se trouve à une hauteur H1 de l'axe longitudinal de la tête de nébulisation 20. Le réservoir 21 étant soumis à la pression atmosphérique Patm, le liquide 22 présent dans la canalisation 25, à l'entrée de la tête de nébulisation 20, est soumis à la pression atmosphérique à laquelle s'ajoute une surpression Phl égale à la pression hydrostatique imposée par la colonne de liquide de hauteur Hl, avec Phl = p*g*H1, p étant la masse volumique du liquide et g la gravité. Lorsque le signal d'excitation Sv est appliqué au transducteur 28, la tête de nébulisation entre en résonance et un ventre de vibration apparaît à son extrémité 20-2. Des gouttelettes 22-2 de liquide 22 sont éjectées dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan de la section biseautée de la tête de nébulisation, formant une sorte de brouillard de gouttelettes ou "jet de nébulisation". Pendant la 2877241 3 nébulisation, la tête de nébulisation 20 est alimentée en liquide par capillarité et par gravité (effet de la surpression hydrostatique). Un moyen de circulation d'air comme un ventilateur (non représenté) peut être prévu pour augmenter la portée du jet de nébulisation. Au repos, lorsque la tête de nébulisation n'est pas entraînée en vibration, le liquide 22 est retenu dans la tête de nébulisation par capillarité, et la pression hydrostatique est compensée par l'apparition d'un ménisque convexe 22-1 de liquide 22 à l'extrémité de la tête de nébulisation, en raison des forces de tension superficielle agissant sur le liquide. Au-delà d'un seuil critique de surpression Shl, le ménisque 22-1 se rompt et le liquide 22 coule à travers la tête de nébulisation. Il découle de ce qui précède que le niveau du liquide dans le réservoir intermédiaire 21 doit être contrôlé avec précision, de manière que la pression hydrostatique soit maintenue en dessous du seuil Shl, qui est généralement très faible et de l'ordre de 50 à 150 Pa. Ainsi, la hauteur optimale Hl dépend du seuil Shl et des caractéristiques physico-chimiques du liquide, notamment la viscosité, la densité, les forces de tension superficielle, ainsi que du diamètre intérieur du tube capillaire de la tête de nébulisation. Cette hauteur est généralement faible, de l'ordre de 5 à 15 mm avec des solutions aqueuses ou alcooliques et une tête de nébulisation dont le tube capillaire présente un diamètre interne de l'ordre de 0,6 mm. La hauteur Hl est maintenue sensiblement constante par le circuit CNTCT, qui surveille le niveau de liquide grâce à un détecteur de niveau 23 agencé dans le réservoir 21, et active la pompe 27 ponctuellement. Selon un perfectionnement connu représenté en 35 figure 2, permettant de ne pas utiliser de pompe, le 2877241 4 dispositif comprend un réservoir intermédiaire 21' relié à un réservoir principal 24' par une canalisation 26' selon le principe des vases communicants. Le réservoir 21' est soumis à la pression atmosphérique Patm tandis que le réservoir 24' est hermétiquement: fermé et est soumis à une pression Pi inférieure à la pression atmosphérique, ce qui empêche le réservoir 24' de se vider entièrement dans le réservoir 21'. A l'équilibre hydrostatique, le niveau du liquide 22 dans le réservoir 24' se trouve au-dessus de celui du liquide dans le réservoir 21'. Lorsque le niveau de liquide dans le réservoir 21' devient inférieur au niveau haut de la canalisation 26', de l'air passe dans le réservoir 24' et du liquide est transféré dans le réservoir 21'. Une canalisation auxiliaire 27' peut également être prévue, pour faire entrer de l'air dans la partie supérieure du réservoir 24'. Ainsi, la hauteur de liquide dans le réservoir 21' se régule automatiquement. Malgré ce perfectionnement, le dispositif de 20 nébulisation qui vient d'être décrit présente encore divers inconvénients. Le dispositif est notamment très sensible à des changements d'assiette qui font bouger le liquide dans le réservoir intermédiaire, ainsi qu'à d'autres phénomènes produisant des effets similaires, par exemple des vibrations transmises par le milieu extérieur. De tels changements d'assiette ou vibrations peuvent conduire à l'écoulement de gouttes à l'extrémité de la tête de nébulisation. En effet, la hauteur Hl étant faible, les mouvements de la surface du liquide dans le réservoir intermédiaire peuvent entraîner un dépassement du seuil critique Shl qui rompt le ménisque 22-1 à l'extrémité de la tête de nébulisation. Or, la présente invention vise des applications où 35 de tels changements d'assiette et vibrations sont 2877241 5 fréquents, comme la réalisation de nébulisateurs embarqués dans des véhicules (trains, autocars, voitures. ) ou la réalisation de nébulisateurs portatifs...DTD: Ainsi, un premier objectif de l'invention est de prévoir un dispositif de nébulisation qui soit peu sensible aux changements d'assiette et autres phénomènes agissant sur le niveau de liquide dans le réservoir. Un autre inconvénient du dispositif de nébulisation classique est que son débit de nébulisation dépend de la nature du liquide qui est nébulisé. On observe ainsi des débits qui diffèrent dans un rapport allant de 2 à 10 entre des liquides en solution aqueuse et des liquides en solution alcoolique, pour une même tête de nébulisation. A titre d'exemple, une tête de nébulisation d'un diamètre intérieur de 0, 6 mm et d'une longueur de 27 mm, entraînée en vibration à 200kHz, permet d'obtenir des débits de l'ordre de 1 à 3 grammes par minute avec des liquides formés essentiellement d'eau (dans laquelle sont dissous des produits de traitement de l'air), mais de l'ordre de 0,1 à 0,6 grammes par minute seulement avec des solutions à base d'eau, d'alcool éthylique et de dipropylène glycol. Ainsi, un autre objectif de la présente invention est d'augmenter de façon sensible le débit de nébulisation de certaines solutions, notamment des solutions alcooliques. Plus généralement, un objectif de l'invention est de contrôler le débit de nébulisation de manière à pouvoir l'augmenter ou le diminuer sans changer la tête de nébulisation. Au moins un objectif de la présente invention est atteint par la prévision d'un dispositif de nébulisation du type décrit ci-dessus, comprenant des moyens pour appliquer au liquide à l'entrée de la tête de 2877241 6 nébulisation, pendant des cycles de nébulisation, une pression supérieure à un premier seuil de pression au-delà duquel le liquide coule à travers la tête de nébulisation lorsque celle-ci n'est pas entraînée en vibration, et inférieure à un second seuil de pression au-delà duquel le liquide coule à travers la tête de nébulisation lorsque celle-ci est entraînée en vibration. Selon un mode de réalisation, une surpression de l'ordre de 1000 Pa à 3000 Pa est appliquée au liquide à l'entrée de la tête de nébulisation, relativement à la pression atmosphérique. Selon un mode de réalisation, les moyens pour appliquer une pression supérieure au premier seuil et inférieure au second seuil comprennent une colonne de l5 liquide de hauteur égale à la somme d'une hauteur de liquide dans le réservoir et d'une hauteur entre le fond du réservoir et la tête de nébulisation. Selon un mode de réalisation, la forme du réservoir est telle que la hauteur maximale du liquide dans le réservoir est inférieure au cinquième de la hauteur entre le fond du réservoir et la tête de nébulisation. Selon un mode de réalisation, les moyens pour appliquer une pression supérieure au premier seuil et inférieure au second seuil comprennent des moyens de mise en pression du liquide présent dans le réservoir d'alimentation en liquide de la tête de nébulisation. Le réservoir d'alimentation en liquide de la tête de nébulisation est par exemple une poche déformable qui est soumise à un écrasement. :30 Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un limiteur de débit ou de pression agencé dans la canalisation entre le réservoir et la tête de nébulisation. Selon un mode de réalisation, les moyens pour 35 appliquer une pression supérieure au premier seuil et 2877241 7 inférieure au second seuil comprennent une vanne agencée dans la canalisation entre le réservoir et la tête de nébulisation, et des moyens de contrôle de la vanne pour fermer la vanne lorsque la tête de nébulisation n'est pas entraînée en vibration, et ouvrir la vanne lorsque la tête de nébulisation est entraînée en vibration. Selon un mode de réalisation, le limiteur de débit ou de pression est intégré dans la vanne. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend des moyens de contrôle des moyens d'excitation, pour définir des cycles de nébulisation entrecoupés de pauses pendant lesquelles le signal d'excitation n'est pas appliqué au moyen vibrant, dans lequel les moyens de contrôle sont agencés pour hacher un cycle de nébulisation en une pluralité de microcycles de nébulisation séparés par des micropauses pendant lesquelles le signal d'excitation n'est pas appliqué au moyen vibrant. Selon un mode de réalisation, les moyens de contrôle des moyens d'excitation sont agencés pour définir des cycles de nébulisation d'une durée de l'ordre de la centaine de millisecondes à quelques secondes, comprenant des microcycles de nébulisation d'une durée de l'ordre de la milliseconde à quelques dizaines de millisecondes. Selon un mode de réalisation, les moyens de contrôle des moyens d'excitation sont agencés pour interrompre les cycles de nébulisation pendant des pauses d'une durée supérieure à la durée des cycles de nébulisation. Selon un mode de réalisation, les moyens de contrôle de la vanne ne ferment pas la vanne pendant les micropauses. Selon un mode de réalisation, les moyens de 35 contrôle de la vanne sont agencés pour fermer la vanne 2877241 8 avant la fin d'un cycle de nébulisation, de telle sorte que la tête de nébulisation se vide de tout ou partie du liquide qu'elle contient avant de s'arrêter de vibrer. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend des moyens pour basculer dans un mode de veille active comprenant des microcycles de nébulisation séparés par des pauses d'une durée au moins 1000 fois supérieure à la durée des microcycles, afin de mouiller cycliquement la tête de nébulisation. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un réservoir principal agencé en dessous du réservoir d'alimentation en liquide de la tête de nébulisation, et des moyens de transvasement de liquide du réservoir principal vers le réservoir d'alimentation en liquide de la tête de nébulisation. Selon un mode de réalisation, le dispositif est appliqué à la nébulisation d'un liquide dans l'air, à des fins d'humidification ou de rafraîchissement de l'air, ou pour diffuser un produit assainissant, désodorisant ou désinfectant, ou un parfum, ou une combinaison de ces produits. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un moyen de ventilation pour disperser le jet de nébulisation. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description suivante de divers aspects de l'invention et d'un dispositif de nébulisation selon l'invention, faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: - la figure 1 précédemment décrite représente schématiquement un dispositif de nébulisation classique, - la figure 2 précédemment décrite illustre une variante de réalisation connue du dispositif de la figure 1, 2877241 9 - la figure 3 représente schématiquement un dispositif de nébulisation selon l'invention, - les figures 3A, 3B représentent des signaux électriques intervenant dans le contrôle de cycles de nébulisation 5 selon l'art antérieur, - les figures 4A, 4B, 4C représentent des signaux électriques intervenant dans le contrôle de cycles de nébulisation selon l'invention, - la figure 5 représente schématiquement la structure de 10 circuits de contrôle et d'excitation représentés sous forme de blocs en figure 3, et les figures 6A, 6B sont similaires aux figures 4A, 4B et la figure 6C représente un signal électrique intervenant dans le contrôle de cycles de nébulisation selon l'invention. Premier aspect de l'invention Un premier aspect de la présente invention repose sur la constatation selon laquelle, lorsqu'une tête de nébulisation du type décrit plus haut est en fonctionnement, c'est-à-dire entraînée en vibration, le liquide appliqué à l'entrée de la tête de nébulisation peut être soumis à une surpression nettement supérieure au seuil Shl considéré dans l'art antérieur comme une limite à ne pas dépasser pour empêcher le liquide de couler lorsque la tête de nébulisation est au repos. Au contraire, une augmentation de la surpression dans la tête de nébulisation augmente avantageusement le débit de liquide nébulisé en facilitant l'acheminement du liquide dans le tube capillaire, qui se trouve alors en "conduite forcée", à la condition de ne pas excéder un second seuil de surpression Sh2 au-delà duquel le liquide se remet à couler de la tête de nébulisation. Or, le second seuil de surpression Sh2 au-delà duquel le liquide coule alors que la tête de nébulisation est entraînée en vibration, est nettement plus élevé que le premier seuil de surpression 2877241 10 Shl. Des expérimentations montrent que le seuil Sh2 est généralement de l'ordre de 1000 à 3000 Pa (soit environ 1 à 3 % de la pression atmosphérique), et est fonction des dimensions de la tête de nébulisation et des caractéristiques du liquide à nébuliser, tandis que le premier seuil est généralement de l'ordre de 50 à 150 Pa environ soit environ 0,05 à 0,15% de la pression atmosphérique. Ainsi, selon l'invention: 1) on définit un premier seuil de surpression Shl à ne pas dépasser lorsque la tête de nébulisation est au repos, 2) on définit un second seuil de surpression Sh2 à ne pas dépasser lorsque la tête de nébulisation est entraînée en 15 vibration, 3) lorsque la tête de nébulisation est entraînée en vibration, le liquide dans la tête de nébulisation est soumis à une surpression supérieure au seuil Shl mais inférieure au seuil Sh2, et 4) lorsque la tête de nébulisation est au repos, le liquide dans la tête de nébulisation est soumis à une surpression nulle ou au moins inférieure au seuil Shl. Ce premier aspect de l'invention peut être mis en oeuvre de diverses manières. Par exemple, le réservoir de liquide qui alimente la tête de nébulisation est mis en surpression au moyen d'une cartouche de gaz ou un compresseur de faible encombrement lorsque la tête de nébulisation est entraînée en vibration, puis est dépressurisé lorsque la tête de nébulisation est au repos. La mise en surpression du réservoir peut également être obtenue en chauffant l'air ou le gaz se trouvant au-dessus du liquide, voire en chauffant l'ensemble du réservoir pour chauffer l'air ou le gaz se trouvant au-dessus du liquide, ou en ne chauffant qu'une partie du liquide. La mise en surpression du réservoir de liquide 2877241 11 peut également être assurée par un système mécanique mu par un ressort, qui impose au liquide la surpression recherchée. Selon un premier mode de réalisation préféré, le réservoir d'alimentation en liquide est une poche déformable qui est écrasée par une plaque de surface déterminée, soumise à une force d'appui exercée par un ressort ou tout autre moyen. D'autre part, au lieu de dépressuriser le réservoir de liquide lorsque la tête de nébulisation est au repos, une vanne peut être agencée dans la canalisation reliant le réservoir et la tête de nébulisation. Dans ce cas, la surpression peut être maintenue en permanence dans le réservoir, à la condition de fermer la vanne lorsque la tête de nébulisation est au repos. La figure 3 représente schématiquement un dispositif de nébulisation 30 conforme à un second mode de réalisation préféré, dans lequel la surpression Sh2 est une pression hydrostatique:imposée par une colonne de liquide de hauteur H2 supérieure à la hauteur classique Hi décrite au préambule. Le dispositif 30 comprend une tête de nébulisation classique 40, par exemple une aiguille creuse dont le corps 40-1 forme un tube capillaire et dont l'extrémité distale 40-2 est biseautée pour former une buse d'éjection. La tête de nébulisation 40 est reliée par l'intermédiaire d'une canalisation 41 à un réservoir unique 42 qui contient un liquide 43 à nébuliser. Le réservoir 42 est soumis à la pression atmosphérique Patm et forme ici à la fois le réservoir principal du dispositif et le réservoir d'alimentation de la tête de nébulisation. La tête de nébulisation est couplée mécaniquement à un moyen vibrant tel un transducteur piézo-électrique 44 à résonateur, excité par un signal Sv, par exemple un signal oscillant à 200 kHz. Le signal 2877241 12 d'excitation Sv est fourni par un circuit d'excitation EXCT qui est piloté par un circuit de contrôle CNTCT. Selon l'invention, le réservoir 42 est agencé de manière que la surface du liquide 43 dans le réservoir se trouve à une hauteur H2 de l'axe longitudinal de la tête de nébulisation, et la hauteur H2 est choisie de manière que le liquide dans la canalisation 41, à l'entrée de la tête de nébulisation, soit soumis, relativement à la pression atmosphérique Patm, à une surpression Ph2 égale à p*g*H2 telle que: Shl Selon l'invention toujours, une électrovanne 45 est agencée dans la canalisation 41, entre une première section 41-1 de canalisation reliant l'entrée de l'électrovanne 45 au réservoir 42 et une seconde section 41-2 de canalisation reliant la sortie de l'électrovanne à l'entrée de la tête de nébulisation 40. L'électrovanne 40 est de type "normalement fermé" et est 2877241 13 pilotée par un signal Sg d'ouverture et de fermeture fourni par le circuit de contrôle CNTCT. L'électrovanne est fermée (tête de nébulisation isolée du réservoir) lorsque la tête de nébulisation est au repos et est ouverte par le circuit CNTCT lorsque la tête de nébulisation est entraînée en vibration, sous réserve de ce qui sera décrit plus loin en relation avec un mode d'excitation du transducteur 44 comprenant des pauses de très courte durée pendant lesquelles l'électrovanne est laissée ouverte. Au repos, la surpression du liquide à l'entrée de la tête de nébulisation 40 est nulle et l'électrovanne empêche l'écoulement du liquide contenu dans le réservoir, que le dispositif soit hors tension ou qu'il soit dans un mode de veille active décrit plus loin. Lorsque la tête de nébulisation 40 est entraînée en vibration, la surpression Ph2 appliquée au liquide à l'entrée de la tête de nébulisation permet d'augmenter notablement le débit de nébulisation pour des liquides ZO divers, par exemple des solutions aqueuses ou alcooliques, par rapport au fonctionnement reposant seulement sur la capillarité et sur une surpression hydrostatique inférieure au seuil Shi. Comme autre avantage, la surpression Ph2 permet d'augmenter la vitesse de sortie des gouttelettes, soit l'énergie cinétique du jet de nébulisation, ce qui a pour effet d'augmenter la longueur et donc la portée du jet de nébulisation. On peut ainsi obtenir un jet de nébulisation de longueur 5 à 30 cm voire d'avantage. Dans certaines applications, ceci peut permettre de ne pas utiliser un flux d'air (fourni par exemple par un ventilateur) pour emporter et disperser le jet de nébulisation. Selon l'importance de la surpression Ph2, la 35 viscosité du liquide et les caractéristiques de la tête 2877241 14 de nébulisation, un limiteur de débit ou un limiteur de pression 46, représenté schématiquement en traits pointillés en figure 3, peut être agencé entre l'électrovanne 45 et l'entrée de la tête de nébulisation 40. Dans un mode de réalisation, le limiteur de débit ou de pression est intégré avec l'électrovanne pour former un bloc électrovanne-limiteur réalisé au moyen des techniques de micromécanique. Il peut s'agir d'un limiteur de débit à effet capillaire qui est réglable ou paramétrable, par exemple un tube capillaire ayant un diamètre interne ajustable, ou un régulateur de débit à régulation dynamique dans lequel l'écoulement du liquide provoque une perte de charge qui limite le débit. Il peut s'agir également d'un régulateur de pression, par exemple un régulateur à pointeau et ressort, qui permet de maintenir la surpression à l'entrée de la tête de nébulisation en dessous du seuil SH2. Un tel limiteur de débit ou de pression permet d'ajuster le débit dans la canalisation à une valeur correspondant à la capacité de nébulisation de la tête de nébulisation, et permet de prévoir entre le réservoir et la tête de nébulisation une canalisation d'un diamètre interne qui n'est pas très faible et une surface d'ouverture de l'électrovanne qui n'est également pas très faible (et qui seraient trop importants en l'absence de limiteur de débit ou de pression). Un autre avantage est que la surpression s'exerce rapidement sur le liquide présent dans la tête de nébulisation, dès l'ouverture de l'électrovanne, sans que le débit n'excède la limite permise par la tête de nébulisation. La mise en pression du liquide et le réglage du débit doivent être adaptés à la capacité de nébulisation de la tête de nébulisation 40. Lorsque ces conditions 2877241 15 sont remplies, le débit de nébulisation obtenu peut être 10 à 20 fois supérieur au débit obtenu avec une alimentation en liquide classique. A titre d'exemple, avec une tête de nébulisation de diamètre intérieur 0,6 mm, entraînée en vibration à 200 kHz, et une surpression Ph2 de 1200 Pa (soit environ 1,2 % de la pression atmosphérique), le débit de nébulisation peut atteindre 50 mg/s au lieu de 0,5 mg/s par simple capillarité. Les gouttes nébulisées ont un diamètre de l'ordre de 10 à 50 micromètres, voire au-delà, dans certaines conditions de débit plus élevé décrites plus loin. Un autre avantage de l'invention est de permettre la réalisation d'un nébulisateur tolérant aux mouvements du liquide dans le réservoir (inclinaison ou vibration du réservoir) tant à l'arrêt qu'en fonctionnement. En effet, il apparaît sur la figure 3 que la hauteur de liquide H2 est égale à la somme de la hauteur hl entre le fond du réservoir 42 et l'axe longitudinal de la tête de nébulisation 40, et de la hauteur h2 de:Liquide dans le réservoir 42. Or, l'obtention d'une surpression comprise entre les seuils Shl et Sh2, par exemple une surpression de l'ordre de 1000 Pa à 3000 Pa, implique une hauteur H2 de l'ordre de 100 à 300 mm avec des solutions aqueuses ou alcooliques. Dans ces conditions, la forme du réservoir peut être choisie plus large que haute de manière que les variations de la hauteur h2 dues aux mouvements du liquide et à la consommation progressive de celui-ci soient négligeables devant la hauteur hi et, en tout état de cause, que de telles variations ne conduisent pas la surpression Ph2 à dépasser le seuil Sh2. En pratique, la hauteur h2 sera de préférence inférieure au 1/5 de la hauteur hl. Il sera noté ici qu'un autre avantage qui résulte de la prévision d'un limiteur de débit ou de pression est de pouvoir porter à une valeur encore plus élevée, par 2877241 16 exemple de 3000 Pa à 5000 Pa, la surpression à l'entrée de la canalisation, en amont du limiteur de débit ou de pression, sans toutefois dépasser le seuil de surpression Sh2 à l'entrée de tête de nébulisation, de sorte que les variations de surpression, dues par exemple aux variations de la hauteur h2 lorsque le liquide bouge dans le réservoir, ou à la dilatation du liquide dans le réservoir lorsque celui-ci est soumis à un échauffement, sont encore plus négligeables devant la surpression exercée sur le liquide. Dans un mode de réalisation, le réservoir 42 est maintenu par un système de fixation réglable en hauteur, par exemple un système à crémaillère, permettant à l'utilisateur d'ajuster la hauteur H2 en fonction du liquide utilisé (les masses volumiques pouvant être différentes d'un liquide à un autre) en se reportant à des abaques de réglage de la hauteur hl fournies par le constructeur. Le réglage de la hauteur hl peut également être contrôlé par microprocesseur en prévoyant une crémaillère à commandeélectrique, afin de pouvoir programmer un débit déterminé en fonction de l'application visée. Des abaques hauteur/débit pour chaque type de liquide sont dans ce cas enregistrées dans la mémoire programme du microprocesseur. Dans un mode de réalisation, le réservoir est équipé d'un détecteur de niveau ayant un seuil de détection ajustable mécaniquement ou électroniquement. Enfin, l'invention permet également une simplification de la structure du nébulisateur, puisqu'il n'est plus impératif de prévoir un réservoir intermédiaire pour l'alimentation de la tête de nébulisation. L'homme de l'art notera toutefois que l'invention n'exclut pas la prévision d'un réservoir intermédiaire, notamment pour permette l'utilisation de cartouches de liquide de rechange, formant des réservoirs principaux distincts du réservoir d'alimentation en 2877241 17 liquide de la tête de nébulisation, pour des raisons de rationalisation de la structure du dispositif, voire pour placer ces réservoirs à l'extérieur de la structure même du dispositif. Ainsi, dans un mode de réalisation, un réservoir extérieur est agencé en dessous du réservoir qui alimente la tête de nébulisation et ce dernier est rechargé en liquide au moyen d'une pompe ou tout autre moyen de transvasement du liquide (par exemple en mettant le réservoir extérieur sous pression). Second aspect de l'invention Dans les applications consistant dans la nébulisation de produits assainissants, désodorisants, désinfectants, ou de parfums, on définit généralement des cycles de nébulisation de courte durée séparés par des pauses de longue durée. La durée des cycles de nébulisation est généralement de la centaine de millisecondes à quelques centaines de millisecondes, et rarement plus que quelques secondes. La durée des pauses est généralement très supérieure à la durée des cycles, souvent plusieurs dizaines de seconde à plusieurs dizaines de minutes. A cet effet, le circuit de contrôle d'un nébulisateur classique définit un signal de gabarit Se, représenté sur la figure 3A, qui est par exemple à 1 lorsque la tête de nébulisation doit être entraînée en vibration, pendant un temps tl représentant la durée d'un cycle de nébulisation, et qui est à 0 quand la tête de nébulisation doit être au repos, pendant un temps t2 représentant la durée d'une pause. Dans l'art antérieur toujours, et comme illustré en figure 3B, le signal d'excitation Sv est appliqué au transducteur 44 pendant toute la durée tl du cycle de nébulisation, qui consiste donc en un "cycle de nébulisation continu". L'invention repose ici sur la constatation que la 35 prévision de périodes de nébulisation de très courte 2877241 18 durée séparées par des périodes de repos également de très courte durée, permet d'augmenter sensiblement le débit moyen de liquide nébulisé, notamment le débit moyen de nébulisation de solutions alcooliques utilisées pour la diffusion de principes actifs, en particulier des senteurs diverses et des parfums. Ainsi, selon l'invention, un cycle de nébulisation est haché en une pluralité de périodes de nébulisation de très courte durée, en appliquant au transducteur 44 des trains d'impulsions du signal d'excitation Sa. Dans un souci de simplification du langage, les périodes nébulisation de très courte durée seront désignées "microcycles" de nébulisation (ou microcycles d'excitation du transducteur) et les périodes de repos de très courte durée correspondantes seront désignées "micropauses". Afin de contrôler la durée des cycles et microcycles de nébulisation, les circuits CNTCT et EXCT du dispositif 30 selon l'invention (fig. 3) utilisent un signal de gabarit Se représenté sur la figure 4A, et un signal de sous-gabarit Sse représenté sur la figure 4B. Le signal Se est à 1 pendant la durée t3 d'un cycle de nébulisation et est à 0 pendant la durée t4 d'une pause. Le signal Sse est à 0 quand le signal Se est à 0, et présente une suite de créneaux à 1 quand le signal Se est à 1. Les créneaux à 1 ont une durée t5 correspondant à la durée des microcycles de nébulisation, et sont séparés par des intervalles de temps t6 pendant lesquels le signal Sse est à 0, correspondant aux micropauses. Les durées t5 et t6 peuvent être identiques et sont par exemple de 50 millisecondes chacune. Comme illustré en figure 4C, le signal d'excitation Sv est appliqué au transducteur 44 quand le signal Sse est à 1, et n'est pas appliqué au transducteur quand le signal Sse est à 0. Pendant chaque micropause de durée t6, le liquide 43 continue à affluer dans la tête de nébulisation de sorte 2877241 19 que, lorsque la tête de nébulisation est de nouveau entraînée en vibration, la tête de nébulisation est fortement "rechargée" en liquide, à la limite de l'écoulement, et la quantité de liquide nébulisée pendant le microcycle de nébulisation suivant est supérieure à celle qui serait nébulisée pendant le même intervalle de temps au cours d'un cycle de nébulisation continu selon l'art antérieur. Ainsi, une telle nébulisation hachée est particulièrement avantageuse avec les liquides à faible tension superficielle (par exemple de l'éthanol) ou ayant une viscosité plus élevée que celle de l'eau (notamment les alcools lourds comme le dipropylène glycol) qui se propagent plus lentement dans la canalisation. De façon générale, ce procédé de nébulisation permet d'augmenter l'efficacité du processus de nébulisation, à la fois en termes de débit et de diminution de la taille des gouttelettes. Ainsi, pour une durée d'excitation donnée du transducteur 44, la quantité de liquide nébulisée est plus importante lorsque cette durée d'excitation est hachée en microcycles que lorsque cette durée d'excitation est appliquée de façon continue à la tête de nébulisation. L'homme de l'art notera que le débit moyen par unité de temps n'est pas nécessairement augmenté, puisque les micropauses allongent la durée totale de nébulisation d'une quantité de liquide donnée. Ce qui est augmenté, c'est le débit moyen par "unité de temps d'excitation" c'est-à-dire la quantité de liquide nébulisée pour une même durée d'excitation du transducteur 44. Pour fixer les idées, supposons que l'on souhaite mettre en oeuvre le procédé de nébulisation selon l'invention de manière que la quantité de liquide nébulisée au cours d'un cycle de nébulisation haché de 2877241 20 durée t3, tel que représenté sur les figures 4A à 4C, soit identique à la quantité de liquide nébulisée au cours d'un cycle de nébulisation continu classique de durée tl, tel que représenté sur les figures 3A, 3B. Dans ce cas, le rapport t3/tl est donné par la relation suivante: t3/tl = [ (t5+ t6) /t5]/ (D2/Dl) dans laquelle le terme (t5+t6) /t5" est le rapport entre la période t5+t6 du signal de sous-gabarit Sse et la durée t5 d'un microcycle, et représente la correction de la durée du cycle qui devrait être faite pour tenir compte des micropauses si le débit moyen de liquide pendant les microcycles était égal au débit moyen de liquide pendant le cycle de nébulisation continu. Le terme D2/D1 est le rapport entre le débit moyen D2 par "unité de temps d'excitation" pendant un microcycle et le débit moyen Dl par "unité de temps d'excitation" pendant un cycle de nébulisation continu, et illustre l'avantage offert par l'invention. Ainsi, par exemple, le hachage d'un cycle de nébulisation continu de durée tl en microcycles ayant un rapport cyclique de 1 (t5=t6) devrait en principe être compensé en multipliant par 2 la durée du cycle, de sorte que la durée t3 du cycle de nébulisation haché devrait être égale à 2*tl. Toutefois, comme le débit de la tête de nébulisation est amélioré, le terme D2/Dl est supérieur à 1, par exemple égal à 1,5, et la durée t3 du cycle de nébulisation haché est alors égale à (2/1,5) *tl pour qu'une même quantité de liquide soit nébulisée. En supposant par ailleurs que l'on souhaite que la quantité de liquide nébulisée soit constante sur de longues périodes de temps couvrant de nombreux cycles de nébulisation, la durée t4 des pauses entre les cycles de 2877241 21 nébulisation hachés est réduite d'une durée égale à t3-tl relativement à la durée initiale t2, de manière que la périodicité des cycles soit maintenue constante (tl+t2 = t3+t4). En définitive, le procédé de nébulisation selon l'invention permet d'améliorer le rendement de la tête de nébulisation, c'est-à-dire la quantité de liquide nébulisée pour une quantité d'électricité consommée donnée, puisque la quantité d'électricité consommée est proportionnelle au temps d'excitation de la tête de nébulisation. La présente invention permet donc d'améliorer l'autonomie du dispositif de nébulisation lorsque celui-ci est alimenté par piles ou batteries. Encore un autre avantage du procédé de nébulisation selon l'invention est que les micropauses permettent au transducteur 44 de refroidir, de sorte que l'échauffement moyen du transducteur 44 lors de la nébulisation en cycle haché d'une quantité donnée de liquide est nettement inférieure à l'échauffement du transducteur pour la nébulisation de la même quantité de liquide en cycle continu. Il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que ce second aspect de l'invention peut être mis en oeuvre indépendamment du premier aspect de l'invention, soit sans appliquer la surpression Ph2 au liquide à l'entrée de la tête de nébulisation. Selon des observations expérimentales, le débit moyen en nébulisation hachée est augmenté de 20% à 50% par rapport à un débit moyen en nébulisation continue, avec des mélanges eau/alcool (par :30 exemple eau/éthanol ou eau/dipropylène glycol) et dans des conditions classiques d'alimentation en liquide de la tête de nébulisation. Ce second aspect de l'invention peut toutefois être avantageusement combiné avec le premier aspect de l'invention, pour cumuler les avantages de chacun. Dans 2877241 22 ce cas, l'électrovanne 45 est laissée ouverte pendant les micropauses et n'est refermée qu'au terme du cycle de nébulisation haché, de sorte que le liquide 43 peut affluer dans la tête de nébulisation pendant les micropauses, dont la durée sera choisie encore plus courte en raison de la surpression appliquée au liquide. La figure 5 illustre schématiquement un exemple de réalisation du circuit de contrôle CNTCT et du circuit d'excitation EXCT. Le circuit CNTCT comprend un microprocesseur MP, une mémoire programme PMEM dans laquelle est enregistré un programme application, un générateur CKGEN de signal d'horloge, et un circuit ICT assurant l'interface entre le microprocesseur MP et le monde extérieur, par exemple pour la mise en marche ou l'arrêt du nébulisateur. Le générateur CKGEN fournit un signal d'horloge HO au microprocesseur. Le circuit ICT comprend ici un interrupteur manuel SW1 de marche/arrêt et, conformément à un troisième aspect de l'invention, un interrupteur manuel SW2 pour faire basculer le nébulisateur dans un état de veille active décrit plus loin. Les signaux issus du circuit ICT sont appliqués à des ports Pi, P2 du microprocesseur. Celui-ci comporte également un port P3 qui fournit le signal Sg de commande de l'électrovanne 45, et un port P4 fournissant le signal de gabarit Se (fig. 4A) Un autre port du microprocesseur peut par ailleurs être dédié à la fourniture d'un signal de commande d'un ventilateur (non représenté) prévu pour disperser le jet de nébulisation. Le circuit EXCT comprend deux circuits diviseurs de fréquence DIV1, DIV2, des portes logiques ET à deux entrées Al, A2, et un adaptateur de tension, ici un amplificateur opérationnel AMP alimenté par des tensions V1 et V2 correspondant aux spécifications du transducteur piézo-électrique 44 (fig. 3). Les diviseurs de fréquence 2877241 23 DIV1, DIV2 sont programmables par le microprocesseur, tant en fréquence de sortie qu'en rapport cyclique (les liaisons fonctionnelles avec le microprocesseur étant schématisées par des flèches en traits pointillés). Le diviseur DIV1 reçoit le signal d'horloge HO et est programmé par le microprocesseur pour fournir un signal Hv oscillant à une fréquence d'excitation du transducteur 44, par exemple 200 kHz. Le signal Hv est appliqué sur une entrée de la porte A2 et en entrée du diviseur DIV2. Ce dernier est programmé par le microprocesseur pour fournir un signal Hse formé par des créneaux logiques dont les caractéristiques en durée et en rapport cyclique sont identiques aux caractéristiques souhaitées pour le signal de sous-gabarit Sse (fig. 4B). Le signal Hse et le signal de gabarit Se sont appliqués sur les entrées de la porte Al, dont la sortie fournit le signal de sous-gabarit Sse. Ainsi, le signal Sse recopie le signal Hse quand le signal Se est à 1, et est forcé à 0 quand le signal Se est à O. Le signal Sse est appliqué sur la seconde entrée de la porte A2, dont la sortie fournit un signal logique Svl. Le signal Svl est appliqué en entrée de l'amplificateur AMP dont la sortie fournit le signal Sv. Le signal Sv est ainsi un signal oscillant à la fréquence du signal Hv, dont l'enveloppe est conforme au signal de sous-gabarit Sse, et dont l'amplitude est égale à V1 quand le signal Hv est à 1 et est égale à V2 quand le signal Hv est à 0. Typiquement, les tensions V1 et V2 sont de +2OV et -20V ou de +40V et OV (masse) selon le type de transducteur piézo-électrique utilisé. Lorsque l'interrupteur SW2 est basculé dans la position veille active, le microprocesseur MP applique au transducteur 44 des microcycles d'excitation de très courte durée, par exemple de 50 à 100 millisecondes, séparés par des pauses de très longue durée, par exemple 30 minutes. L'avantage d'un tel mode de veille active est 2877241 24 qu'il permet de mouiller périodiquement l'extrémité de la tête de nébulisation 40 (buse d'éjection 40-2, fig. 3), sans toutefois consommer une quantité importante de liquide et sans utiliser beaucoup d'énergie. Il permet d'éviter le séchage de la tête de nébulisation de préserver l'autonomie du nébulisateur en termes de consommation de liquide, mais également en termes d'énergie électrique consommée, ce point étant important lorsque le nébulisateur est alimenté électriquement par une batterie ou par des piles électriques. Les figures 6A, 6B et 6C illustrent un aspect de l'invention se rapportant à la commande de l'électrovanne, et représentent respectivement le signal de gabarit Se, le signal de sous-gabarit Sse et le signal Sg de commande de l'électrovanne, qui est ici mis à 1 lorsque l'électrovanne doit être ouverte. Selon cet aspect de l'invention, le circuit de contrôle CNTCT ferme l'électrovanne (mise à 0 du signal Sg) un laps de temps dtl avant la fin d'un cycle de nébulisation tel que définit par le signal gabarit Se, soit avant que le signal de gabarit Se ne passe à O. Le laps de temps dtl est par exemple de l'ordre de 10 à 100 millisecondes, de sorte que la canalisation n'est plus alimentée en liquide pendant que le dernier microcycle de nébulisation (signal Sse à 1) est effectué. Une telle fermeture anticipée a pour effet de vider au moins partiellement la tête de nébulisation et d'éviter la formation d'une goutte parasite lorsque l'excitation du transducteur est arrêtée, et peut être prévue indépendamment du second aspect de l'invention, c'est- à-dire que le cycle de nébulisation soit haché ou non. De même, au commencement d'un cycle de nébulisation, le circuit de contrôle CNTCT peut laisser s'écouler un laps de temps dt2 avant d'ouvrir l'électrovanne. Ceci permet de porter la tête de 2877241 25 nébulisation dans un régime vibratoire stabilisé avant que le liquide n'arrive dans la tête de nébulisation, et ce pour éviter que le liquide ne coule au commencement de l'excitation. Il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que la présente invention est susceptible de diverses autres variantes de réalisation. Notamment, la durée des microcycles de nébulisation et des micropauses peut varier de la milliseconde à plusieurs dizaines de millisecondes. Ces durées peuvent être programmées par le microprocesseur MP du circuit de contrôle CNTCT en fonction d'abaques enregistrées par le constructeur dans la mémoire programme PMEM, afin de proposer à l'utilisateur de spécifier la nature du liquide introduit dans le nébulisateur et le débit de nébulisation souhaité. A cet effet, le circuit d'interface ICT peut être plus complexe que celui décrit ci-dessus et comprendre des moyens d'interface électronique plutôt que de simples interrupteurs. Ce circuit peut également être piloté à distance, par exemple via un modem. Enfin, les signaux Se et Sse, décrits ci-dessus comme des signaux internes de contrôle, peuvent être des variables logicielles si le comptage de la durée des cycles est effectué au moyen d'un sous-programme. La présente invention est susceptible de diverses applications, par exemple la réalisation d'un dispositif de nébulisation de liquides tel que décrit dans la demande EP 0714709 ou la réalisation d'un dispositif décrit dans la demande WO 00/78467, comprenant une combinaison de plusieurs têtes de nébulisation pour l'émission de pics d'odeurs. REVENDICATIONS 1. Dispositif (30) de nébulisation d'un liquide, comprenant une tête de nébulisation (40) comportant un tube capillaire (40-1) et une buse (40-2) d'éjection d'un liquide (43), un réservoir (42) d'alimentation en liquide (43) de la tête de nébulisation, relié à la tête de nébulisation par une canalisation (41), un moyen vibrant (44) pour entraîner la tête de nébulisation en vibration afin qu'elle éjecte des gouttelettes de liquide en un jet de nébulisation, et des moyens d'excitation (EXCT) pour appliquer au moyen vibrant un signal d'excitation (Sv), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour appliquer au liquide (43) à l'entrée de la tête de nébulisation (40), pendant des cycles de nébulisation, une pression (Pr2) supérieure à un premier seuil de pression (Patm+Shl) audelà duquel le liquide coule à travers la tête de nébulisation lorsque celle-ci n'est pas entraînée en vibration, et inférieure à un second seuil de pression (Patm+Sh2) au-delà duquel le liquide coule à travers la tête de nébulisation lorsque celle-ci est entraînée en vibration. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel une surpression (Ph2) de l'ordre de 1000 Pa à 3000 Pa est appliquée au liquide à l'entrée de la tête de nébulisation, relativement à la pression atmosphérique. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel les moyens pour appliquer une pression supérieure au premier seuil et inférieure au second seuil comprennent une colonne de liquide de hauteur (H2) égale à la somme d'une hauteur (hl) de liquide dans le réservoir (42) et d'une hauteur (h2) entre le fond du réservoir (42) et la tête de nébulisation (40). 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel la forme du réservoir (42) est telle que la hauteur maximale (h2) du liquide dans le réservoir est inférieure au cinquième de la hauteur (hl) entre le fond du réservoir et la tête de nébulisation. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel les moyens pour appliquer une pression supérieure au premier seuil et inférieure au second seuil comprennent des moyens de mise en pression du liquide présent dans le réservoir d'alimentation en liquide de la tête de nébulisation. 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel le réservoir d'alimentation en liquide de la tête de nébulisation est une poche déformable qui est soumise à un écrasement. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant un limiteur de débit ou de pression (46) agencé dans la canalisation (41) entre le réservoir (42) et la tête de nébulisation (40). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les moyens pour appliquer une pression supérieure au premier seuil et inférieure au second seuil comprennent une vanne (45) agencée dans la canalisation (41) entre le réservoir (42) et la tête de nébulisation (40), et des moyens (CNTCT, Sg) de contrôle de la vanne pour fermer la vanne lorsque la tête de nébulisation n'est pas entraînée en vibration, et ouvrir la vanne lorsque la tête de nébulisation est entraînée en vibration. 2877241 28 9. Dispôsitif selon les revendications 7 et 8, dans lequel le limiteur de débit ou de pression (46) est intégré dans la vanne. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, comprenant des moyens (CNTCT) de contrôle des moyens d'excitation (EXCT), pour définir des cycles de nébulisation entrecoupés de pauses pendant lesquelles le signal d'excitation (Sv) n'est pas appliqué au moyen vibrant, dans lequel les moyens de contrôle sont agencés pour hacher un cycle de nébulisation en une pluralité de microcycles de nébulisation séparés par des micropauses pendant lesquelles le signal d'excitation n'est pas appliqué au moyen vibrant. 11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel les moyens (CNTCT) de contrôle des moyens d'excitation sont agencés pour définir des cycles de nébulisation d'une durée (t3) de l'ordre de la centaine de millisecondes à quelques secondes, comprenant des microcycles de nébulisation d'une durée (t5) de l'ordre de la milliseconde à quelques dizaines de millisecondes. 12. Dispositif selon l'une des revendications 10 et 11, dans lequel les moyens (CNTCT) de contrôle des moyens d'excitation sont agencés pour interrompre les cycles de nébulisation pendant des pauses d'une durée (t4) supérieure à la durée (t3) des cycles de nébulisation. 13. Dispositif selon la revendication 8 et l'une des revendications 10 à 12, dans lequel les moyens (CNTCT) de contrôle de la vanne (45) ne ferment pas la vanne pendant les micropauses. 2877241 29 14. Dispositif selon la revendication 8 et l'une des revendications 10 à 13, dans lequel les moyens (CNTCT) de contrôle de la vanne (45) sont agencés pour fermer la vanne avant la fin d'un cycle de nébulisation, de telle sorte que la tête de nébulisation (40) se vide de tout ou partie du liquide qu'elle contient avant de s'arrêter de vibrer. 15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, comprenant des moyens (CNTCT) pour basculer dans un mode de veille active comprenant des microcycles de nébulisation séparés par des pauses d'une durée au moins 1000 fois supérieure à la durée des microcycles, afin de mouiller cycliquement la tête de nébulisation. 16. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 15, comprenant un réservoir principal agencé en dessous du réservoir d'alimentation en liquide de la tête de nébulisation, et des moyens de transvasement de liquide du réservoir principal vers le réservoir d'alimentation en liquide de la tête de nébulisation. 17. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'il est agencé pour nébuliser un liquide dans l'air à des fins d'humidification ou de rafraîchissement de l'air, ou pour diffuser dans l'air un produit assainissant, désodorisant ou désinfectant, ou un parfum, ou une combinaison de ces produits. 18. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 17, comprenant un moyen de ventilation pour disperser le jet de nébulisation.