Brevet FR2979846A1 — publié le 20130315

Dispositif de projection de glace sèche, notamment de glace carbonique, et buse pour un tel dispositif La présente invention concerne un dispositif de projection de glace sèche, notamment de glace carbonique, et une buse pour un tel dispositif. Elle trouvera ses applications, en particulier, dans le domaine du nettoyage des surfaces, notamment les surfaces de grande taille telles que les pièces de carrosserie de véhicule. Cet exemple n'est cependant pas limitatif et l'invention trouvera aussi ses applications, notamment, pour le nettoyage de pièces de plus petites tailles. Le nettoyage par projection de glace carbonique trouve son efficacité dans la combinaison de différents effets, un effet mécanique dû à l'énergie cinétique des particules de glace, un effet thermique dû à la température des particules et un effet de souffle dû à la sublimation de la glace au contact de la surface à nettoyer. Il présente de plus l'avantage de ne pas laisser de résidus. En effet, après sublimation, la glace carbonique, transformée en gaz, s'évacue d'elle-même. Différents procédés de nettoyage par projection de glace carbonique ont déjà été proposés. Il est ainsi connu de projeter des particules ou pellets de glace préalablement formés à l'aide d'une machine de tir. Ce procédé peut cependant s'avérer trop violent pour des surfaces fragiles. Il est aussi connu de former des particules de glace à partir de dioxyde de carbone à l'état liquide au contact d'un fluide moteur qui entraîne les particules au fur et à mesure de leur création et sert également à leur projection sur la surface à nettoyer. Pour mettre en oeuvre ce dernier procédé, on connaît des dispositifs comprenant une alimentation en fluide moteur, une alimentation en dioxyde de carbone liquide, une chambre de formation des particules de glace carbonique et une buse projetant, sous l'action du fluide moteur, les particules formées dans la chambre. Un tel dispositif est décrit dans le document EP 1765551. De tels dispositifs sont particulièrement adaptés à une projection du flux de particules de glace dans une direction orthogonale à la surface à nettoyer. Des difficultés se présentent lorsque l'on souhaite projeter le fluide selon une direction inclinée, notamment dans le cas de surface à nettoyer présentant un profil complexe. Une première solution pour résoudre ce problème serait d'incliner le dispositif selon la direction voulue mais, compte-tenu de leur encombrement, cela poserait 10 des problèmes de porte à faux. Une autre solution serait d'orienter le flux en sortie de la buse mais cela créerait des pertes de charges qui dégraderaient fortement la performance du nettoyage. En effet, le flux de particules de glace, fortement accéléré après passage dans la 15 buse, est particulièrement sensible à toutes perturbations. L'invention vise à améliorer la situation et propose à cet effet un dispositif de projection de particules de glace sèche, notamment pour le nettoyage de surfaces, comprenant un pistolet, permettant d'orienter un fluide moteur entraînant lesdites 20 particules dans une première direction, et une buse de projection, permettant le passage dudit fluide moteur, chargé desdites particules, ladite buse comprenant un col. Selon l'invention, ledit dispositif est configuré pour orienter le fluide, chargé 25 desdites particules, dans au moins une autre direction en amont du col, selon le sens d'écoulement du fluide moteur. On dispose ainsi d'une solution permettant d'orienter le flux de particules dans la direction désirée tout en limitant les pertes de charges. 30 Pour éviter tout doute, on entend dans la suite le terme « section » comme signifiant la section de la buse selon un plan orthogonal à la direction principale selon laquelle la buse conduit le fluide qui la traverse. Selon différents mode de réalisation de l'invention qui pourront être pris ensemble ou séparément : - la buse comprend un convergent, destiné à être situé en amont du col dans le sens d'écoulement du fluide moteur, et ledit dispositif est configuré pour orienter le fluide dans la ou lesdites autres directions en amont dudit convergent, - la buse comprend une portion de section constante, destinée à être située en amont du convergent dans le sens d'écoulement du fluide moteur, et ledit dispositif est configuré pour orienter le fluide dans la ou lesdites autres directions en amont de ladite portion de section constante, - ledit dispositif comprend un coude de passage, raccordant le pistolet et la buse, ledit coude étant apte à dévier ledit fluide moteur, chargé desdites particules, de ladite première direction dans la ou lesdites autres directions, - la buse est configurée pour dévier le fluide moteur, chargé desdites particules, dans la ou les autres directions, - la buse comprend une portion de déviation, apte à modifier la trajectoire dudit fluide moteur, chargé desdites particules, de ladite première direction dans la ou lesdites autres directions, ladite portion de déviation étant située en amont du col, - la buse comprend un convergent et ladite portion de déviation est située au moins en partie au niveau dudit convergent, - la buse comprend une portion de section constante, destinée à être situé en amont du convergent dans le sens d'écoulement du fluide moteur, ladite portion de section constante étant apte guider le fluide moteur, chargés desdites particules, selon ladite première direction. Selon un aspect de l'invention, ladite buse comprend un divergent permettant une accélération dudit fluide moteur selon la ou lesdites autres directions. Ledit divergent s'étend entre le col et un orifice de sortie de la buse, le rapport entre la surface du col et la surface dudit orifice de sortie de la buse étant, par exemple, supérieur à 0,2 notamment supérieur à 0,5, en particulier supérieur à 0,73. Ledit rapport sera, par exemple, inférieur à 0,9. Le déposant a en effet constaté, suite à de nombreux essais, qu'un tel divergent permettait de limiter la consommation en fluide porteur tout en obtenant de très bons résultats de nettoyage, notamment en termes d'élimination d'empreintes grasses présentes sur les objets à nettoyer. L'invention trouvera plus généralement ses applications pour le nettoyage de pollutions fines, d'épaisseur inférieure à 3 mm, entre autres. Elle permet en outre de pouvoir faire appel à des buses de taille limitée, notamment à des buses présentant des divergents dont la longueur entre le col et l'orifice de sortie de la buse est inférieure à 50 mm. Selon un premier mode de réalisation, ledit divergent présente une section rectangulaire. Selon différents aspects de ce premier mode de réalisation, qui pourront être pris ensemble ou séparément : - la longueur I de ladite section croit de façon linéaire en allant du col vers l'orifice de sortie de la buse, - ladite section présente une largeur ou hauteur sensiblement constante, en allant du col vers l'orifice de sortie de la buse, - l'orifice de sortie de la buse se présente sous la forme d'une fente présentant une largeur ou hauteur inférieure à 1,5 mm et/ou une longueur comprise entre 20 et 50 mm, - le col présente une section rectangulaire. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, ledit divergent présente une section circulaire. Le col pourra alors présenter une section circulaire. Pour éviter tout doute, le terme « angle de divergence » aura dans la suite la signification suivante. Pour les buses dont le divergent présente une section rectangulaire dans laquelle la longueur I croit linéairement, il s'agit de l'angle correspondant à la pente d'accroissement de ladite longueur I du divergent. Pour les buses dont le divergent présente une section ronde, il s'agit de l'angle au sommet du cône portant le tronc de cône formant le divergent. Selon une première variante, le divergent du dispositif conforme à l'invention présente un angle de divergence a de l'ordre de 6°. On obtient alors une grande efficacité de nettoyage. Selon une seconde variante, ledit divergent présente un angle de divergence a supérieur à 7°, notamment supérieur à 15°. On obtient alors un jet évasé avec une surface d'impact agrandie. Dans ces différentes variantes, la longueur L du divergent mesurée entre le col et l'orifice de sortie de la buse, la longueur Is de la section du divergent au niveau de ladite sortie de la buse et l'angle de divergence a suivent la loi suivante : (0,05 x Is) / tan (a) L (0,4 x Is) / tan (a). Selon un aspect de l'invention, ledit col est un col sonique. Le convergent et le divergent sont, par exemple, raccordés directement l'un à l'autre au niveau du col. Selon une variante, l'orifice de sortie de la buse est au niveau du col. Un telle buse 15 présente des performances de nettoyage moindre que les précédentes mais reste intéressante en ce qu'elle permet aussi une diminution de la consommation de fluide porteur. L'invention concerne aussi une buse d'un dispositif de projection tel que décrit 20 plus haut. L'invention est détaillée dans la suite, accompagnée des dessins en annexe parmi lesquels : - la figure 1 illustre de façon schématique un exemple de dispositif de 25 projection conforme à l'invention, partiellement coupé selon un plan de coupe longitudinale, - la figure 2 illustre de façon schématique un autre exemple de dispositif de projection conforme à l'invention, - la figure 3 illustre en vue de coupe longitudinale une buse d'un dispositif 30 conforme à l'invention. Comme illustré aux figures 1 et 2, l'invention concerne un dispositif de projection de particules de glace sèche, par exemple de glace carbonique, notamment pour le nettoyage de surfaces. 10 Ledit dispositif comprend un pistolet 10, permettant d'orienter un fluide moteur entraînant lesdites particules dans une première direction, repérée D1, et une buse 4 de projection, permettant le passage dudit fluide moteur, chargé desdites particules. Ledit fluide moteur est, par exemple, de l'air comprimé. Le pistolet 10 est muni, notamment, d'une alimentation 1 en fluide moteur, d'une alimentation 2 en dioxyde de carbone liquide et d'une chambre 3 de formation des particules de glace carbonique (non illustrées à la figure 2). La buse 4 est raccordée au pistolet 10, et projette, sous l'action du fluide moteur, les particules formées dans la chambre 3. Plus en détail, selon un tel exemple de réalisation, le fluide moteur pénètre dans le dispositif par l'alimentation 1 en fluide moteur puis se charge des particules de glace générées dans la chambre 3, à l'échappement de ladite chambre. On forme de la sorte un flux de fluide moteur et de particules de glace qui traverse la buse 4 pour être projeté sur la pièce à nettoyer. Selon l'invention, ledit dispositif est configuré pour orienter le fluide, chargé desdites particules, dans au moins une autre direction, repérée D2, en amont d'un col 6 de la buse 4, selon le sens d'écoulement du fluide moteur. On obtient de la sorte une déviation du flux de particules tout en limitant les pertes de charges. A titre d'exemple, l'angle entre ladite première direction D1 et ladite autre direction D2 est d'environ 45 °. Comme illustré dans la variante de la figure 1, la buse 4 pourra comprendre un convergent 8, destiné à être situé en amont du col 6 dans le sens d'écoulement du fluide moteur, et ledit dispositif est configuré pour orienter le fluide dans la direction D2 en amont dudit convergent 8. Dans cette variante, la buse 4 comprend en outre une portion 20 de section constante, destinée à être située en amont du convergent 8 dans le sens d'écoulement du fluide moteur, et ledit dispositif est configuré pour orienter le fluide dans la direction D2 en amont de ladite section constante 20. Toujours dans cette variante, ledit dispositif comprend un coude 21 de passage, raccordant le pistolet 10 et la buse 4, ledit coude 21 étant apte à dévier ledit fluide moteur, chargé desdites particules, de ladite première direction D1 dans la direction D2. Ledit coude 21 est, notamment, de section tubulaire. Il s'agit d'une pièce distincte, rapportée entre le pistolet 10 et la buse 4. Un tel mode de réalisation permet de disposer de buses identiques pour une projection avec ou sans déviation du jet de particules, selon que la buse 4 est raccordée au pistolet 10 par l'intermédiaire du coude 21 ou non. Ladite buse 4 et le pistolet 10 pourront présenter des moyens de fixation complémentaires, non illustrés, et le coude 21 pourra comprendre des moyens de fixation de nature identique, non-illustrés, lui permettant de coopérer avec les moyens de fixations du pistolet 10 et de la buse 4. Par « de nature identique », on entend des moyens de fixation ne nécessitant pas d'adaptateur pour permettre un raccordement des pièces entre elles. Comme illustré aux figures 2 et 3, selon d'autres variantes, c'est la buse 4 qui est configurée pour dévier le fluide moteur, chargé desdites particules, dans la direction D2. Pour cela, la buse 4 pourra comprendre une portion de déviation 22, apte à modifier la trajectoire dudit fluide moteur, chargé desdites particules, de ladite première direction D1 dans la direction D2, ladite portion de déviation 22 étant 25 située en amont du col 6. La buse 4 comprend, par exemple, un convergent 8 et ladite portion de déviation 22 est située au niveau dudit convergent 8. 30 La buse 4 comprend, par exemple, une portion 23 de section constante, destinée à être situé en amont du convergent 8 dans le sens d'écoulement du fluide moteur, ladite portion 23 de section constante étant apte guider le fluide moteur, chargés desdites particules, selon ladite première direction Dl. Ladite portion 23 de section constante est ici raccordée au convergent par un plan 24, incliné par rapport à la direction Dl et orthogonal à la direction D2. La partie de la buse 4 situé en aval forme une portion d'accélération. Cela étant, selon une variante non illustrée, la buse pourra comprendre une portion coudée en amont de son convergent, voire en amont d'une portion de section constante de la buse, raccordée audit convergent. Comme illustré aux différentes figures, selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, ladite buse 4 comprend un divergent 7 permettant une accélération dudit fluide moteur selon la direction D2. Ledit divergent 7 s'étend, par exemple, entre le col 6 et un orifice de sortie de la buse 5. Le col 6 et ladite sortie 5 de la buse 4 sont, par exemple, orthogonaux à la direction du fluide moteur, chargé desdites particules. Le rapport entre la surface du col 6 et la surface dudit orifice de sortie 5 de la buse est, par exemple, supérieur à 0,2, notamment à 0,5, en particulier à 0,73. Il sera, par exemple, inférieur à 0,9. Le déposant a en effet constaté qu'un tel choix de dimension permet une accélération adéquate des particules pour une consommation réduite en fluide moteur. Ledit rapport de surface pourra être compris, par exemple, entre 0,8 et 0,9. Ledit divergent 7 présente, par exemple, une section rectangulaire. La longueur I de ladite section croit de façon linéaire et elle présente une largeur ou hauteur sensiblement constante, en allant du col 6 vers l'orifice 5 de sortie de la buse 4. Il s'agit, notamment d'une largeur ou hauteur configurée à la taille des particules formées. On pourra ainsi utiliser une largeur ou hauteur inférieure à 2 mm, par exemple de l'ordre de 1,2 ou 1,3 mm. Le col 6 présente ici une section rectangulaire dont l'une des dimensions correspond à la largeur ou hauteur du divergent 7. Ledit divergent présente par ailleurs un angle de divergence a d'environ 6° permettant de conserver un flux sensiblement droit en sortie de buse. En variante, il pourrait s'agir d'un angle supérieur à 7°, permettant d'obtenir un élargissement du flux en sortie de buse. De façon plus précise, ledit divergent 7 pourra présenter une longueur L de ladite buse 4, mesurée entre le col 6 et l'orifice 5 de sortie de ladite buse 4, une longueur Is de la section du divergent au niveau de ladite sortie 5 de la buse et un angle de divergence a suivant la loi suivante : (0,05 x Is) / tan (a) L (0,4 x Is) / tan (a). En particulier, L pourra avoir comme limite supérieure : (0,1 x Is) / tan (a). L'orifice de sortie 5 de la buse se présente sous la forme d'une fente. Celle-ci pourra présenter une hauteur inférieure à 2 mm, notamment de l'ordre de 1,2 ou 1,3 mm et/ou une longueur comprise entre 10 et 50 mm, notamment entre 20 et 50 mm. Selon un autre exemple de réalisation, non illustré, ledit divergent présente une section circulaire. Autrement dit, le divergent est de forme tronconique. Ledit col pourra alors présenter une section circulaire. L'angle de divergence pourra être de l'ordre de 6° ou supérieur à 7°, avec les mêmes effets que ceux décrits plus haut. Le convergent sera alors également circulaire et la portion coudée conforme à l'information sera soit au niveau de la buse, en amont du col, soit en amont de ladite buse. A titre d'exemple, les divergents 7 des buses 4 conformes à l'invention présentent une longueur, mesurée entre le col et l'orifice de sortie de la buse, inférieure à 200 mm, notamment à 50 mm. Il pourra s'agir, notamment, d'une longueur inférieure à 10 mm pour des buses présentant un angle de divergence supérieur à 7°. Aux figures 2 et 3, le convergent 8 et le divergent 7 sont raccordés directement l'un à l'autre au niveau du col 6. Autrement dit, le col 6 est un simple plan. En variante, tel que cela est illustré à la figure 1, le col 6 pourra présenter une longueur non nulle. Dans une autre variante, non illustrée, la buse ne comprend pas de divergent. Son orifice de sortie se trouve donc au niveau de son col. L'accélération obtenue sera ainsi limitée à celle offerte par le col sonique, ce qui pourra cependant suffire et même être plus favorable, notamment pour le nettoyage de surfaces peu sale et/ou particulièrement fragile. Cela étant, ledit col 6 est un col sonique et on fournira en entrée de la buse 4 une pression absolue comprise, par exemple, entre 4 et 16 bars, notamment entre 4 et 6 bars. Ladite buse comprend, par exemple, un corps 30 définissant ledit convergent 7, ledit col 6 et/ou ledit divergent 8, ledit corps étant éventuellement coudé. REVENDICATIONS1) Dispositif de projection de particules de glace sèche, notamment pour le nettoyage de surfaces, comprenant un pistolet (10), permettant d'orienter un fluide moteur entraînant lesdites particules dans une première direction, et une buse (4) de projection, permettant le passage dudit fluide moteur, chargé desdites particules, ladite buse (4) comprenant un col (6) caractérisé en ce que ledit dispositif est configuré pour orienter le fluide, chargé desdites particules, dans au moins une autre direction en amont du col (6) selon le sens d'écoulement du fluide moteur. 2) Dispositif selon la revendication 1 dans lequel la buse comprend un convergent (8), destiné à être situé en amont du col (6) dans le sens d'écoulement du fluide moteur, et ledit dispositif est configuré pour orienter le fluide dans la ou lesdites autres directions en amont dudit convergent (8). 3) Dispositif selon la revendication 2 dans lequel la buse comprend une portion (20) de section constante, destinée à être située en amont du convergent (8) dans le sens d'écoulement du fluide moteur, et ledit dispositif est configuré pour orienter le fluide dans la ou lesdites autres directions en amont de ladite portion de section constante (20). 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel ladite buse (4) comprend un divergent (7) permettant une accélération dudit fluide moteur selon la ou lesdites autres directions. 5) Dispositif selon la revendication 4 dans lequel ledit divergent (7) s'étend entre le col (6) et un orifice de sortie de la buse (5) et dans lequel le rapport entre la surface du col (6) et la surface dudit orifice de sortie (5) de la buse est supérieur à 30 0,2. 6) Dispositif selon la revendication 5 dans lequel ledit divergent (7) présente un angle de divergence a de l'ordre de 6°. 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant un coude (21) de passage, raccordant le pistolet (10) et la buse (4), ledit coude étant apte à dévier ledit fluide moteur, chargé desdites particules, de ladite première direction dans la ou lesdites autres directions. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 4 à 6 dans lequel la buse (4) est configurée pour dévier le fluide moteur, chargé desdites particules, dans la ou les autres directions. 9) Dispositif selon la revendication 8 dans lequel la buse (4) comprend une portion de déviation (22), apte à modifier la trajectoire dudit fluide moteur, chargé desdites particules, de ladite première direction dans la ou lesdites autres directions, ladite portion de déviation (22) étant située en amont du col (6). 10) Dispositif selon la revendication 9 dans lequel la buse (4) comprend un convergent (8) et ladite portion de déviation (22) est située au moins en partie au niveau dudit convergent (8). 11) Dispositif selon la revendication 10 dans lequel la buse (4) comprend une portion (23) de section constante, destinée à être situé en amont du convergent (8) dans le sens d'écoulement du fluide moteur, ladite portion de section constante (23) étant apte guider le fluide moteur, chargés desdites particules, selon ladite première direction. 12) Buse pour dispositif de projection de particules de glace sèche selon l'une quelconque des revendications 8 à 11.