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EP3227622A1 - Dispositif de pulvérisation compact - Google Patents

Dispositif de pulvérisation compact

Info

Publication number
EP3227622A1
EP3227622A1 EP15808754.4A EP15808754A EP3227622A1 EP 3227622 A1 EP3227622 A1 EP 3227622A1 EP 15808754 A EP15808754 A EP 15808754A EP 3227622 A1 EP3227622 A1 EP 3227622A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
jet
piezoelectric element
acoustic
acoustic waves
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP15808754.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3227622B1 (fr
Inventor
Michel Gschwind
Frédéric Richard
Abbas SABRAOUI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Areco Finances et Technologie ARFITEC SAS
Original Assignee
Areco Finances et Technologie ARFITEC SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Areco Finances et Technologie ARFITEC SAS filed Critical Areco Finances et Technologie ARFITEC SAS
Publication of EP3227622A1 publication Critical patent/EP3227622A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3227622B1 publication Critical patent/EP3227622B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0615—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced at the free surface of the liquid or other fluent material in a container and subjected to the vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/0012—Apparatus for achieving spraying before discharge from the apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/04—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection
    • F25D17/042—Air treating means within refrigerated spaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2317/00—Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass
    • F25D2317/04—Treating air flowing to refrigeration compartments
    • F25D2317/041—Treating air flowing to refrigeration compartments by purification
    • F25D2317/0413—Treating air flowing to refrigeration compartments by purification by humidification

Definitions

  • the invention relates to the technical field of spraying devices capable of producing a mist of micro-droplets from a liquid.
  • the droplets are generated by a piezoelectric element.
  • Numerous devices are known for spraying micro-droplets of a liquid under the effect of ultrasound. Ultrasound is generated by a piezoelectric element. These devices use either a microperforated membrane or a piezoelectric element with or without a concentrating nozzle. The size of the droplets generated by these devices is typically between 1 and 10 ⁇ . Many types of spray devices using a microperforated membrane are known in the literature.
  • Such devices are described for example in the documents WO 2013/1 10248 (Nebu Tec), WO 2012/020262 and WO 05/15822 (Technology Partnership), EP 2 244 314 (Zobele Holding), US 2006/213503 and US 2005 / 224076 (Pari Pharma), WO 2001/85240 (Pezzopane), FR 2 929 861 (L'Oreal), US 8 870 090 (Aptar), WO 2008/058941 (Telemaq), JP 2001/300375 (Panasonic). Some of them are very simple and quite compact, but generally devices using a membrane have a very low flow rate, that is to say, they produce a very small amount of fog.
  • Spray devices are also known using a vessel provided with a concentrating nozzle and a piezoelectric element, as described for example in EP 0 691 162 A1 and EP 0 782 885 A1 (IMRA Europe). These devices are very reliable and are commonly used to moisten and freshen fresh products on sales stands, as described in documents FR 2 899 135 A1, FR 2 921 551 A1, WO 2014/023907 A1, WO 2013/034847 A1 (ARECO) , FR 2 690 510 A1 (Techsonic). Their flow is important and suitable for many technical and industrial uses; in return, their electrical consumption is significant (of the order of 10 to 70 W per piezoelectric element).
  • these devices are not likely to be disturbed in their operation by clogging problems; they have a lifespan of 5000 hours on average.
  • these devices have a certain size which is mainly related to the thickness of water necessary for the proper functioning of the piezoelectric element (generally from 20 to 35 mm), to the diameter of the piezoelectric element, and also at the height of the diffusion chamber necessary for the creation of an acoustic jet almost vertical and very powerful (generally from 40 to 100 mm).
  • the present invention seeks to solve is to provide a miniaturized spraying device, and in particular of very low height, having a high flow rate, a low power consumption, which is of great reliability that does not need to be used. frequent maintenance, and which presents no risk of clogging.
  • a nebulizing device capable of generating a mist of droplets of a liquid from a liquid contained in a tank, said device comprising:
  • a piezoelectric element able to emit acoustic waves in said liquid
  • the emitting face of said piezoelectric element forms with the surface of said liquid an angle ⁇ of between 60 ° and 95 °, preferably between 70 ° and 95 ° and even more preferably between 75 ° and 90 °,
  • said deflector being adapted to orient said jet in a direction substantially opposite to the direction of emission of acoustic waves by the piezoelectric element and towards said fog diffusion system.
  • Said acoustic reflection surface advantageously has a substantially parabolic shape.
  • Said deflector is advantageously able to orient the jet of liquid generated by the effect of said acoustic waves outside the liquid surface area which extends between the emitting surface of the piezoelectric element and said acoustic reflection surface.
  • the primary spray jet has an angle of between 5 ° and 85 ° (and preferably between 10 ° and 60 °) with respect to the surface of the liquid.
  • the focal point of the acoustic waves reflected by the acoustic reflection surface is advantageously at a depth of between 0 mm and 5 mm and preferably between 1 mm and 3 mm below the surface of the liquid: this ensures a bin fog yield and good stability of the operating conditions of the device.
  • the device according to the invention may comprise a fan which generates an air flow towards said deflection surface.
  • the device according to the invention comprises an auxiliary deflector disposed downstream of the primary jet; this auxiliary deflector slows the flow of fog.
  • the height h of the liquid in the device does not exceed 12 mm, preferably does not exceed 10 mm, and even more preferably does not exceed 9 mm.
  • the device according to the invention comprises means for periodically or permanently disinfecting said liquid, such as a UV light source or a heating resistor.
  • the device according to the invention can be constructed in a very compact manner, and in particular with a low height.
  • the total height of the device does not exceed 35 mm, preferably does not exceed 30 mm, and even more preferably does not exceed 25 mm.
  • the device according to the invention comprises an upper part which integrates in a single piece (for example in the form of a cap or dome) the deflector which directs the jet of liquid generated by the effect of the waves. acoustic, and which also incorporates the auxiliary deflector; these two deflectors may form a single curved surface to the interior of said shell or cupola, which may extend from the air inlet port to the outlet of the fog.
  • the device also comprises a lower part which integrates the acoustic reflection surface, and which integrates, at the end opposite to the air inlet orifice, the piezoelectric element; this lower part contains the liquid to be sprayed.
  • the device according to the invention can operate with different liquids.
  • the liquid may especially be selected from the group consisting of: water, water containing at least one disinfectant product, water containing at least one odorous product, a solution of at least one essential oil, an emulsion of at least one essential oil; or a mixture of the elements that make up this group.
  • the device is integrated in a temperature and / or controlled humidity compartment, such as a refrigerator, a cold room, a controlled atmosphere cabinet or a wine cellar.
  • the device according to the invention can be integrated into a horizontal plate of a refrigerator, and preferably so that the mist of droplets is introduced into a crisper.
  • another object of the invention is a refrigerator plate, comprising a device according to the invention.
  • the device according to the invention and in particular the refrigerator plate comprising this device, may comprise a hydraulic adapter capable of accommodating the mouth of a water bottle of the current type.
  • Another object of the invention is an apparatus comprising at least one compartment with temperature and / or controlled humidity, such as a refrigerator, characterized in that it is equipped with at least one device according to the invention.
  • FIGS 1 to 1 1 show schematically embodiments of the device according to the invention.
  • Figure 1 is a block diagram of a device according to the invention shown in vertical section.
  • Figure 2 shows three views of a device according to the invention.
  • Figure 2c shows the device from above
  • Figure 2b shows a front view
  • Figure 2a shows a sectional view along the plane A-A shown in Figure 2c.
  • Figure 3 shows three further views of the device of Figures 2: a side view in perspective (Figure 3a); a view (Figure 3b) identical to that of Figure 3a but in it shows only the components contained in the housing, the latter (shown in dotted lines) being shown as being transparent; and a view similar to that of Figure 3b but from another angle (Figure 3c).
  • Figure 4 shows a perspective view of a section along the plane A-A shown in Figure 2c.
  • the circle designates an area "A" which is enlarged in Figure 4b.
  • Figure 5 shows another perspective view of a section along the plane AA shown in Figure 2c.
  • the circle designates an area "B" which is enlarged in Figure 5b.
  • Figure 6 is a block diagram of another device according to the invention shown in vertical section.
  • Figure 7 is a block diagram of a device according to the invention which comprises an auxiliary deflector (item 26).
  • Figure 8 is a block diagram of a device according to the invention, the deflector has in its lower part a portion with inverse curvature (reference 27).
  • FIGS. 9 to 11 show schematically a variant of the embodiment with an auxiliary deflector:
  • FIG. 9 is the cross-sectional representation of a nebulization cell according to the invention shown in FIG. 10, whereas FIGS. 1a and 1b show two other views of the same cell.
  • the device 1 according to the invention is traversed by an air flow 13 which enters through an air inlet opening 12 advantageously arranged at one of the ends of the device 1, which passes through the nebulizing cell 22 where it is located.
  • An embodiment of such a device 1 is shown in Figure 1.
  • the mist diffusion system 9 (fogger) is close to the other end of the device 1. It necessarily comprises at least one outlet port 10 through which fog jet 11 emerges in the targeted environment.
  • the tank 2 containing the liquid to be sprayed 5 and the nebulization cell 22 with the droplet generator which comprises a piezoelectric element 3 whose active surface is immersed in said liquid 5 to be sprayed.
  • the piezoelectric element 3 is arranged so that its active surface is covered at least partially with a liquid thickness sufficient to ensure its cooling.
  • said piezoelectric element 3 is arranged so that its active surface forms an angle ⁇ greater than 60 ° and 95 ° with respect to the surface of the liquid, preferably between 70 ° and 95 °, and even more preferably between 75 ° and 90 °.
  • a quasi-vertical position of the active surface of the piezoelectric element 3 with respect to the surface 6 of the liquid 5 is preferred.
  • the acoustic waves emitted by said piezoelectric element 3 are directed towards the liquid / air interface 6 , preferably via at least one acoustic reflection surface 4.
  • a piezoelectric element that can be used in the device according to the invention has a near field (ie a zone from the emitting surface where the wave beam is approximately parallel) of about 10 mm to 30 mm.
  • a piezoelectric element with a diameter of 10 mm, which makes it possible to reduce the height h of liquid in the tank to less than 12 mm, ideally between 10 mm and 12 mm.
  • the acoustic reflection surface 4 has a shape that makes it possible to focus the acoustic waves. It typically has a cap or cupola shape, and preferably a parabolic shape, the concavity of said reflection surface 4 being turned towards the piezoelectric element 3. It allows the focusing of the acoustic waves on a focal zone (of preferably a focal point) which lies below the surface (liquid / air interface) 6 of the liquid 5, at a depth d of the order of a few millimeters (this parameter is shown in FIG. 7).
  • the focal point is at a depth d of between 0 and 5 mm.
  • the focal point is at a depth of at least 0.5 mm, and still more preferably at least 1 mm; it gives a good performance while ensuring a good stability of the operating conditions.
  • a depth of between 1 mm and 3 mm is globally optimal.
  • the focal length F between the focal point and the emitting surface of the piezoelectric element 3 is advantageously between 8 and 28 mm.
  • the distance between the emitting surface of the piezoelectric element 3 and the acoustic reflection surface, measured at the level of the surface of the liquid, is advantageously between 10 mm and 30 mm (knowing that £> F); it is located in the near field of said piezoelectric element.
  • the frequency is advantageously between 1 MHz and 5 MHz, for example 3 MHz.
  • the reflection surface 4 must have a high impedance contrast, which makes it possible to produce a very effective acoustic mirror (i.e. a mirror reflecting almost all of the acoustic energy); it is preferably made of metal.
  • the inventors believe that the focusing of the acoustic waves by a reflective surface makes it possible to shorten the path of the ultrasonic waves in the water, which avoids their unnecessary dispersion in the volume of liquid: thus the entire Acoustic energy is used to produce surface waves, allowing to detach micron-sized droplets from the surface with high efficiency.
  • a jet of droplets 20 here called "primary jet nebulization"; it is often accompanied at least for part of its length by a jet of water called an acoustic water jet.
  • the direction of this primary jet of nebulization 20 is determined mainly by the focusing of the acoustic waves; the direction is expressed here by an angle ⁇ with respect to the surface of the liquid 5 in the opposite direction to the air flow, defined in FIG. 1 (the 0 ° angle corresponding to the horizontal opposite to the flow direction of air F At the angle 180 ° horizontally towards the air flow). It can be adapted to the operation of the device, in particular according to the presence or absence of a fan 23.
  • the primary fogging jet 20 is directed in the opposite direction of the air stream 13, or at least in a direction that strikes the latter (preferably with an angle ⁇ less than 90 °, as is represented in FIG. 1), this makes it possible to prevent the larger drops 17 from being carried in the mist 8; they fall back into the tank of the tank 2.
  • the separation effect of large drops that has just been described is particularly effective when the air flow F A is generated by a fan. Indeed, in one embodiment of the invention is added to the device 1 according to the invention a fan, preferably installed near the air inlet port 12. Such an embodiment is shown on the Figure 6.
  • the acoustic jet is carried by the air flow from the fan; the parabolic shape of the acoustic reflection surface 4 and the shape of the deflector 7 determine a geometry that promotes the blowing of small droplets at the expense of large drops; this enrichment of the mist in small droplets is desirable for the desired result.
  • a deflector surface 7 (preferably made of metal to minimize absorption energy loss) against which the primary spray jet 20 encounters after encountering the air stream 13 is very advantageous for separating the droplets.
  • the fog 11 delivered by the device 1 be composed of very fine droplets, in order to allow rapid evaporation of the fog once deposited on a solid surface or in a small volume.
  • This evaporation ensures rapid cooling of the environment (ie air and the surface on which the fog is deposited) insofar as the enthalpy of evaporation comes from the environment (air and surface on which the fog is deposited).
  • the finer the drops the faster their evaporation and the less stagnant moisture (drops of water) will affect the surface or the volume.
  • the surface of the deflector 7 of the primary jet nebulization serves as deflector of the jet in order to remove at least a portion of the large droplets 17 and spread the nebulization. At the same time this deflector surface 7 also guides the return of water from the acoustic water jet in a zone away from the focal point so as not to disturb the water jet and to reduce its droplet yield.
  • the air flow 13 which passes through the device 1 can also be generated by simple aspiration, the air in the air space below the deflector 7 being driven towards the diffusion system 9 under the effect of the primary jet 20.
  • the device 1 according to the invention does not need a fan, the air flow 13 generated by suction being strong enough for certain types of applications; the speed of said "natural" airflow will generally be lower than with fan.
  • the inventors believe that this finding is explained by the fact that the initial velocity of the acoustic waves on the surface of the liquid is sufficient to generate droplets with sufficient energy to transfer a portion of them to the molecules of the liquid. surrounding air.
  • the direction and the power of the primary fogging jet play an essential role for the proper functioning of the system, this direction being chosen and controlled by means of the acoustic reflection surface 4, its shape is preferably parabolic, and the parabolic equation is selected so as to have a primary jet 20 which makes an angle ⁇ of between 95 ° and 175 ° degrees (and preferably between 100 ° and 150 °) relative to the surface 6 of the liquid.
  • a small auxiliary baffle 26 (which may be for example a solid surface or a grid) close to the diffusion outlet to block large parasitic drops; this is shown schematically in FIG. 7.
  • the symbol Fij designates the direction of the primary jet of nebulization 20, the symbol F has that of the air flow 13 generated by suction.
  • This figure shows an angle ⁇ which corresponds to (180 ° - a).
  • the deflector 7 has a dual function. Its shape and positioning must be such that it can properly orient the primary jet of nebulization 20, and such that it can ensure that the jet of liquid called "acoustic", which accompanies the primary jet of nebulization 20, is oriented in an area that does not disturb the focal point 28 of the acoustic waves in the liquid.
  • the deflector 7 extends in the upstream direction (ie opposite to the air flow) so as to conduct the jet of acoustic liquid outside the zone that extends between the piezoelectric element 3 and the acoustic reflection surface. 4.
  • the device according to the invention comprises an upper portion 29 which integrates in one piece (for example in the form of a cap or dome) the deflector 7 of the primary jet nebulization which directs the jet of liquid generated by the effect of acoustic waves, and which also integrates the auxiliary deflector 26; these two baffles may form a single curved inner surface of said shell or cupola, which may extend from the air inlet port 12 to the outlet 21 of the fog.
  • the device also comprises a lower part 30 which integrates the acoustic reflection surface 4, and which integrates, at the end opposite the air inlet port 12, the piezoelectric element 3; this lower part contains the liquid 5 to be sprayed.
  • the deflector 7 has in its lower part, near the liquid surface, a portion 27 having a curvature in the opposite direction, to promote the entry of the air flow in the nebulization cell 22. This is shown in Figure 8.
  • the nebulizing cell 22 is delimited by the deflector 7 and comprises the acoustic reflection surface 4.
  • the device according to the invention can be installed in a compartment with humidity and / or controlled temperature, such as a refrigerator or a wine cellar.
  • the device 1 according to the invention is installed in a ventilated cold refrigerator can be provided an air inlet in which is passively blown the air flow generated by the central cooling fan of the refrigerator, or a fan 23 can be added which generates a flow of air, preferably in the same direction as the air flow generated by the central cooling fan of the refrigerator.
  • the tank 2 comprises a disinfection system which can notably be:
  • UV light source 19 an ultraviolet (UV) light source (the light being represented by the arrows in FIG. 1) able to disinfect the liquid at least partially that it contains; the operation of this UV light source 19 may be permanent or intermittent;
  • a heating resistor capable of temporarily heating the water to a temperature sufficient to disinfect it, for example by thermal shock.
  • the device 1 can be supplied with water via a hydraulic adapter (anti-drop) 16; the water can come from a water tank 15 integrated in the device 1 (as shown in FIG. 1) or from an appropriate external supply (pipes fed by a remote tank for example).
  • a hydraulic adapter anti-drop
  • the water can come from a water tank 15 integrated in the device 1 (as shown in FIG. 1) or from an appropriate external supply (pipes fed by a remote tank for example).
  • the water level 6 is automatically controlled via a leveled control tube 14 beveled; this increase in the open section of the tube avoids blocking any air bubbles at the entrance.
  • This tube is equipped with a hydraulic anti-drip adapter; it is advantageous to choose an adapter model suitable for the majority of commercial water bottles.
  • the water supply of the tank 2 can be done in various other ways (not shown in the figures).
  • water can come from a remote tank.
  • the water that feeds the tank 2 may come from the condensate recovery (a filter is advantageously provided for filtering said condensate before its admission into the tank 2), or the water which feeds the tank 2 can be taken from the water supply of the refrigerator, if the latter has such a power supply.
  • the system 1 according to the invention has a small total height y, which may be less than 35 mm, preferably less than 30 mm and even more preferably less than 25 mm. This low height opens up completely new application possibilities.
  • the device according to the invention can be installed in the thickness of a horizontal plate 24 of a refrigerator.
  • Such plates are usually either glass or plastic, and if they are glass they include a plastic frame; as a result they have a thickness of about 15 to 25 mm at the frame.
  • the nebulizing device 1 is integrated in at least one plate of a refrigerator, and the outlet orifices 11 are directed downwards to create a controlled humidity atmosphere.
  • said device 1 in the upper wall of the crisper or in a plate inside said tray, and the outlet ports 11 are directed towards the interior of said crisper. This embodiment is shown schematically in FIG.
  • Said horizontal plate 24 is preferably removable to be removed from the refrigerator and has for this purpose fastening means 25.
  • the operation of the nebulization system according to the invention can be synchronized with the opening of the door of the refrigerator and / or the amount of nebulization injected into the refrigerator volume can be controlled by a humidity sensor (not shown in the figures), with a feedback loop on the nebulizing device.
  • a hygrometric probe which measures the humidity level in the volume of air conditioned by the device 1 according to the invention; a feedback loop makes it possible to regulate the intensity and / or the intermittency of the fog jet 11 produced by the device 1 so as to obtain in said volume of conditioned air a controlled humidity level, preferably constant, and of preferably adjustable via an adjusting member.
  • said liquid 5 comprises a disinfectant, so that the fog jet 11 is able to disinfect at least partially said volume of air and possibly the walls that confine it.
  • said liquid comprises a so-called essential fragrance or oil, or other odorous product, so that the mist jet 11 is able to diffuse into said air volume a specific odor.

Landscapes

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Abstract

Dispositif de nébulisation (1) capable de générer un brouillard de gouttelettes d'un liquide à partir d'un liquide (5) contenu dans une cuve (2), ledit dispositif (1) comprenant; un élément piézo-électrique (3) apte à émettre des ondes acoustiques dans ledit liquide (5), une surface de réflexion acoustique (4) immergée dans ledit liquide (5), apte à focaliser les ondes acoustiques émises par ledit élément piézo-électrique (3) sur une zone focale qui se situe au-dessous de la surface (6) du liquide (5) pour créer un jet de brouillard (20) appelé « jet primaire de nébulisation », un déflecteur (7) du jet primaire de nébulisation (20), un système (9) de diffusion de brouillard par lequel ledit brouillard de gouttelettes quitte ledit dispositif (1), caractérisé en ce que; la face émettrice dudit élément piézo-électrique (3) forme avec la surface dudit liquide (5) un angle a compris entre 60° et 95°, de préférence entre 70° et 95° et encore plus préférentiellement entre 75° et 90°, ledit déflecteur (7) étant apte à orienter ledit jet dans une direction sensiblement opposée à la direction d'émission des ondes acoustiques par l'élément piézo- électrique et en direction dudit système de diffusion de brouillard (9).

Description

DISPOSITIF DE PULVERISATION COMPACT
Domaine technique de l'invention
L'invention concerne le domaine technique des dispositifs de pulvérisation capables de produire un brouillard de micro-gouttelettes à partir d'un liquide. Les gouttelettes sont générées par un élément piézo-électrique.
Etat de la technique
On connaît de nombreux dispositifs de pulvérisation de micro-gouttelettes d'un liquide sous l'effet d'ultrasons. Les ultrasons sont générés par un élément piézo-électrique. Ces dispositifs utilisent soit une membrane microperforée, soit un élément piézo-électrique équipé ou non d'une buse à concentration. La taille des gouttelettes générées par ces dispositifs est typiquement comprise entre 1 à 10 μηη. On connaît dans la littérature de nombreux types des dispositifs de pulvérisation utilisant une membrane microperforée. De tels appareils sont décrit par exemple dans les documents WO 2013/1 10248 (Nebu Tec), WO 2012/020262 et WO 05/15822 (Technology Partnership), EP 2 244 314 (Zobele Holding), US 2006/213503 et US 2005/224076 (Pari Pharma), WO 2001/85240 (Pezzopane), FR 2 929 861 (L'Oréal), US 8 870 090 (Aptar), WO 2008/058941 (Telemaq), JP 2001/300375 (Panasonic). Certains d'entre eux sont très simples et assez compactes, mais en règle générale les dispositifs utilisant une membrane ont un débit très faible, c'est-à-dire ils produisent une quantité de brouillard très faible. Leur durée de vie est assez limitée (souvent moins de 1000 heures). Cela peut convenir pour certaines utilisations (par exemple pour diffuser des parfums dans une pièce), mais pas pour d'autres. Par ailleurs, ces dispositifs nécessitent une maintenance attentive car la membrane risque de se colmater ; dans ce contexte la qualité d'eau (calcaire, filtré, pH) est importante. Ces systèmes sont également relativement sensibles à la pression d'eau au-dessus de la membrane et à la pression d'air dans le volume de diffusion ; des problèmes de fuite d'eau peuvent apparaître. Ce manque de robustesse des dispositifs utilisant une membrane perforée peut limiter leur intérêt pour certains types d'applications, notamment industrielles et surtout les produits destinés au grand public (frigo, cave électrique), qui nécessitent une durée de vie importante (de l'ordre de 5 à 10 ans) et pour lesquels des procédures d'entretien complexes et fréquentes ne sont pas envisageables.
On connaît également des dispositifs de pulvérisation utilisant une cuve pourvue d'une buse à concentration et d'un élément piézo-électrique, comme décrit par exemple dans les documents EP 0 691 162 A1 et EP 0 782 885 A1 (IMRA Europe). Ces dispositifs sont très fiables et sont utilisés couramment pour humidifier et rafraîchir des produits frais sur des étals de vente, comme décrit dans les documents FR 2 899 135 A1 , FR 2 921 551 A1 , WO 2014/023907 A1 , WO 2013/034847 A1 (ARECO), FR 2 690 510 A1 (Techsonic). Leur débit est important et convient pour de nombreuses utilisations techniques et industrielles ; en contrepartie leur consommation électrique est significative (de l'ordre de 10 à 70 W par élément piézo-électrique). Ne comportant pas de membranes perforées, ces dispositifs ne risquent pas d'être perturbés dans leur fonctionnement par des problèmes de colmatage ; ils présentent une durée de vie de 5000 heures en moyenne. En revanche, ces dispositifs ont une certaine taille qui est principalement liée à l'épaisseur d'eau nécessaire pour le bon fonctionnement de l'élément piezo-électrique (généralement de 20 à 35 mm), au diamètre de l'élément piézoélectrique, et aussi à la hauteur de la chambre de diffusion nécessaire pour la création d'un jet acoustique presque vertical et très puissant (généralement de 40 à 100 mm). Il existe des dispositifs dont le rendement « débit d'eau / puissance électrique » a été optimisé. Ces systèmes sont généralement équipés des buses agissant comme concentrateurs des ondes acoustiques générées par l'élément piézo-électrique travaillant à très haute fréquence (de l'ordre de quelques MHz), d'une pompe de circulation d'eau, d'un capteur de niveau d'eau, d'un ventilateur et d'une alimentation électrique spécifique. L'intégration de tous ces éléments dans un petit volume reste un point bloquant pour beaucoup d'applications qui nécessitent un système très performant (rapport débit / puissance électrique) et d'une très grande fiabilité (surtout l'élément piezo-électrique, le capteur de niveau d'eau, le ventilateur, la pompe, les générateurs à haute fréquence).
Les tentatives pour miniaturiser ces dispositifs se heurtent au besoin de garder la face active de l'élément piézo-électrique recouverte en permanence d'une couche d'eau suffisamment épaisse pour éviter son échauffement excessif. Par ailleurs, la focalisation des ultrasons par la buse ne peut se faire de manière efficace que dans un liquide et sur une certaine longueur de chemin parcouru par les ondes acoustiques dans le milieu liquide. Pour ces raisons, une épaisseur minimale d'eau de l'ordre de 20 à 35 mm est nécessaire dans les dispositifs selon l'état de la technique ; cette épaisseur dépend quelque peu du diamètre de l'élément piézo-électrique et de la puissance électrique qu'il absorbe.
Dans tous les cas, même dans un système miniaturisé de ce type, la présence d'une pompe de circulation d'eau et d'un ventilateur s'ajoute à la consommation électrique de l'élément piézo-électrique. Le problème que la présente invention cherche à résoudre est de proposer un dispositif de pulvérisation miniaturisé, et en particulier de très faible hauteur, présentant un débit important, une consommation électrique faible, qui soit d'une grande fiabilité qui n'a pas besoin d'une maintenance fréquente, et qui ne présente pas de risque de colmatage.
Objets de l'invention
Selon l'invention le problème est résolu par un dispositif de nébulisation capable de générer un brouillard de gouttelettes d'un liquide à partir d'un liquide contenu dans une cuve, ledit dispositif comprenant :
- un élément piézo-électrique apte à émettre des ondes acoustiques dans ledit liquide,
une surface de réflexion acoustique immergée dans ledit liquide, apte à focaliser les ondes acoustiques émises par ledit élément piézo-électrique sur une zone focale qui se situe au-dessous de la surface du liquide pour créer un jet de brouillard appelé « jet primaire de nébulisation »,
un déflecteur du jet primaire de nébulisation,
un système de diffusion de brouillard par lequel ledit brouillard de gouttelettes quitte ledit dispositif,
caractérisé en ce que :
- la face émettrice dudit élément piézo-électrique forme avec la surface dudit liquide un angle ω compris entre 60° et 95°, de préférence entre 70° et 95° et encore plus préférentiellement entre 75° et 90°,
ledit déflecteur étant apte à orienter ledit jet dans une direction sensiblement opposée à la direction d'émission des ondes acoustiques par l'élément piézo- électrique et en direction dudit système de diffusion de brouillard.
Ladite surface de réflexion acoustique a avantageusement une forme sensiblement parabolique. Ledit déflecteur est avantageusement apte à orienter le jet de liquide généré par l'effet desdites ondes acoustiques en dehors de la zone de surface de liquide qui s'étend entre la surface émettrice de l'élément piézo-électrique et ladite surface de réflexion acoustique.
Dans un mode de réalisation le jet primaire de nébulisation fait un angle a compris entre 5° et 85° (et de préférence entre 10° et 60°) par rapport à la surface du liquide.
Le point focal des ondes acoustiques réfléchies par la surface de réflexion acoustique se situe avantageusement à une profondeur comprise entre 0 mm et 5 mm et de préférence comprise entre 1 mm et 3 mm au-dessous de la surface du liquide : cela assure un bin rendement de brouillard et une bonne stabilité des conditions de fonctionnement du dispositif. Le dispositif selon l'invention peut comprendre un ventilateur qui génère un flux d'air en direction de ladite surface de déflection.
Selon un mode de réalisation, le dispositif selon l'invention comporte un déflecteur auxiliaire disposé en aval du jet primaire ; ce déflecteur auxiliaire ralentit le flux de brouillard.
Avantageusement la hauteur h du liquide dans le dispositif ne dépasse pas 12 mm, de préférence ne dépasse pas 10 mm, et encore plus préférentiellement ne dépasse pas 9 mm.
Selon un mode de réalisation, le dispositif selon l'invention comporte un moyen pour désinfecter périodiquement ou de manière permanente ledit liquide, tel qu'une source de lumière UV ou une résistance chauffante. Le dispositif selon l'invention peut être construit de manière très compacte, et en particulier avec une faible hauteur. Avantageusement la hauteur totale du dispositif ne dépasse pas 35 mm, de préférence ne dépasse pas 30 mm, et encore plus préférentiellement ne dépasse pas 25 mm.
Dans un mode de réalisation, le dispositif selon l'invention comprend une partie supérieure qui intègre en une seule pièce (par exemple sous la forme d'une calotte ou coupole) le déflecteur qui oriente le jet de liquide généré par l'effet des ondes acoustique, et qui intègre également le déflecteur auxiliaire ; ces deux déflecteurs peuvent former une seule surface courbée à intérieure de ladite coque ou coupole, qui peut s'étendre de l'orifice d'entrée d'air jusqu'à la sortie du brouillard. Dans ce mode de réalisation le dispositif comprend également une partie inférieure qui intègre la surface réflexion acoustique, et qui intègre, à l'extrémité opposée à l'orifice d'entrée d'air, l'élément piézoélectrique ; cette partie inférieure contient le liquide à nébuliser.
Le dispositif selon l'invention peut fonctionner avec différents liquides. Le liquide peut notamment être sélectionné dans le groupe constitué par : l'eau, l'eau contenant au moins un produit désinfectant, l'eau contenant au moins un produit odorant, une solution d'au moins une huile essentielle, une émulsion d'au moins une huile essentielle ; ou un mélange des éléments qui constituent ce groupe. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif est intégré dans un compartiment à température et/ou humidité contrôlée, tel qu'un réfrigérateur, une chambre froide, une armoire à atmosphère contrôlée ou une cave à vin.
En particulier grâce à sa faible hauteur, le dispositif selon l'invention peut être intégré dans une plaque horizontale d'un réfrigérateur, et de préférence de manière à ce que le brouillard de gouttelettes soit introduit dans un bac à légumes. Ainsi, un autre objet de l'invention est une plaque pour réfrigérateur, comportant un dispositif selon l'invention.
Le dispositif selon l'invention, et en particulier la plaque pour réfrigérateur comprenant ce dispositif, peut comporter un adaptateur hydraulique capable d'accueillir l'embouchure d'une bouteille d'eau de type courant.
Un autre objet de l'invention est un appareil comportant au moins un compartiment à température et/ou humidité contrôlée, tel qu'un réfrigérateur, caractérisé en ce qu'il est équipé d'au moins un dispositif selon l'invention.
Figures
Les figures 1 à 1 1 montrent de manière schématique des modes de réalisation du dispositif selon l'invention.
La figure 1 est un schéma de principe d'un dispositif selon l'invention représenté en coupe verticale.
La figure 2 montre trois vues d'un dispositif selon l'invention. La figure 2c montre le dispositif d'en haut, la figure 2b montre une vue frontale, et la figure 2a montre une vue en coupe selon le plan A-A indiqué sur la figure 2c.
La figure 3 montre trois autres vues du dispositif de la figures 2 : une vue latérale en perspective (figure 3a) ; une vue (figure 3b) identique à celle de la figure 3a mais dans on ne représente que les composants contenus dans le boîtier, ce dernier (représenté en lignes pointillés) étant représenté comme étant transparent ; et une vue analogue à celle de la figure 3b mais d'un autre angle (figure 3c).
La figure 4 montre une vue en perspective d'une coupe selon le plan A-A indiqué sur la figure 2c. Le cercle désigne une zone « A » qui est agrandie sur la figure 4b.
La figure 5 montre une autre vue en perspective d'une coupe selon le plan A-A indiqué sur la figure 2c. Le cercle désigne une zone « B » qui est agrandie sur la figure 5b. La figure 6 est un schéma de principe d'un autre dispositif selon l'invention représenté en coupe verticale.
La figure 7 est un schéma de principe d'un dispositif selon l'invention qui comporte un déflecteur auxiliaire (repère 26).
La figure 8 est un schéma de principe d'un dispositif selon l'invention dont le déflecteur présente dans sa parte inférieure une portion à courbure inverse (repère 27).
Les figures 9 à 1 1 montrent de manière schématique une variante du mode de réalisation avec déflecteur auxiliaire : la figure 9 est la représentation en coupe transversale d'une cellule de nébulisation selon l'invention montrée sur la figure 10, alors que les figures 1 1 a et 1 1 b montrent deux autres vues de la même cellule.
Liste des repères utilisés sur les figures :
Description détaillée
Le dispositif 1 selon l'invention est traversé par un flux d'air 13 qui entre par un orifice d'entrée d'air 12 aménagé avantageusement à l'une des extrémités du dispositif 1 , qui traverse la cellule de nébulisation 22 où il se charge en gouttelettes, pour être entraîné dans le système de diffusion de brouillard 9. Un mode de réalisation d'un tel dispositif 1 est montré sur la figure 1 . Le système de diffusion de brouillard 9 (nébulisateur) se trouve à proximité de l'autre extrémité du dispositif 1. Il comporte nécessairement au moins un orifice de sortie 10 par lequel sort un jet de brouillard 11 dans l'environnement ciblé. Au coeur du dispositif 1 se trouvent la cuve 2 contenant le liquide à pulvériser 5 et la cellule de nébulisation 22 avec le générateur de gouttelettes qui comprend un élément piézo-électrique 3 dont la surface active plonge dans ledit liquide 5 à pulvériser. L'élément piézo-électrique 3 est disposé de manière à ce que sa surface active soit recouverte au moins partiellement d'une épaisseur de liquide suffisante pour assurer son refroidissement. De préférence ledit élément piézo-électrique 3 est disposé de manière à ce que sa surface active forme un angle ω supérieur compris entre 60° et 95° par rapport à la surface du liquide, de préférence entre 70° et 95°, et encore plus préférentiellement entre 75° et 90°. On préfère une position quasi-verticale de la surface active de l'élément piézo-électrique 3 par rapport à la surface 6 du liquide 5. Les ondes acoustiques émises par ledit élément piézo-électrique 3 sont dirigées vers l'interface liquide / air 6, de préférence par l'intermédiaire d'au moins une surface de réflexion acoustique 4. La distance entre ladite surface et la surface émettrice de l'élément piézo-électrique doit être suffisamment courte pour éviter une trop grande divergence du faisceau d'ondes acoustiques. Typiquement un élément piézo-électrique utilisable dans le dispositif selon l'invention présente un champ proche (i.e. une zone à partir de la surface émettrice où le faisceau d'ondes est approximativement parallèle) d'environ 10 mm à 30 mm.
On peut par exemple utiliser un élément piézo-électrique d'un diamètre de 10 mm, ce qui permet de réduire la hauteur h de liquide dans la cuve à moins de 12 mm, idéalement entre 10 mm et 12 mm.
Dans un mode de réalisation avantageux la surface de réflexion acoustique 4 présente une forme permettant de focaliser les ondes acoustiques. Elle présente typiquement une forme de calotte ou de coupole, et de préférence une forme parabolique, la concavité de ladite surface de réflexion 4 étant tournée vers l'élément piézo-électrique 3. Elle permet la focalisation des ondes acoustiques sur une zone focale (de préférence un point focal) qui se situe au-dessous de la surface (interface liquide / air) 6 du liquide 5, à une profondeur d de l'ordre de quelques millimètres (ce paramètre est montré sur la figure 7). Avantageusement le point focal se situe à une profondeur d comprise entre 0 et 5 mm. Il faut éviter qu'il se situe au-dessus de la surface 6 du liquide 5, car cela entraine une baisse significative du rendement de brouillard. On préfère que le point focal se situe à une profondeur d'au moins 0,5 mm, et encore plus préférentielle d'au moins 1 mm ; cela donne un bon rendement tout en assurant une bonne stabilité des conditions opératoires. Une profondeur compris entre 1 mm et 3 mm est globalement optimale.
La distance focale F entre le point focal et la surface émettrice de l'élément piézo- électrique 3 est avantageusement comprise entre 8 à 28 mm. La distance £ entre la surface émettrice l'élément piézo-électrique 3 et la surface de réflexion acoustique, mesurée au niveau de la surface du liquide, est avantageusement comprise entre 10 mm et 30 mm (sachant que £ > F); elle se situe dans le champ proche dudit élément piézoélectrique. La fréquence est avantageusement entre 1 MHz et 5 MHz, par exemple 3 MHz.
La surface de réflexion 4 doit avoir un fort contraste d'impédance ce qui permet de réaliser un miroir acoustique très efficace (i.e. un miroir réfléchissant quasi la totalité de l'énergie acoustique) ; elle est réalisée de préférence en métal.
Sans vouloir être liés par cette théorie, les inventeurs pensent que la focalisation des ondes acoustiques par une surface réfléchissante permet de raccourcir le trajet des ondes ultrasons dans l'eau, ce qui évite leur dispersion inutile dans le volume de liquide : ainsi toute l'énergie acoustique est utilisée pour produire les ondes de surfaces, permettant de détacher de la surface des gouttelettes de taille micronique avec un fort rendement.
Ainsi se crée à partir de la interface liquide / air 5 un jet de gouttelettes 20 appelé ici « jet primaire de nébulisation » ; il est accompagné souvent au moins sur une partie de sa longueur d'un jet d'eau appelé jet d'eau acoustique. La direction de ce jet primaire de nébulisation 20 est déterminée surtout par la focalisation des ondes acoustiques ; la direction est exprimée ici par un angle a par rapport à la surface du liquide 5 en direction opposé au flux d'air, défini sur la figure 1 (l'angle 0° correspondant à l'horizontale opposée à la direction du flux d'air FA l'angle 180° à l'horizontale en direction du flux d'air). Elle peut être adaptée au fonctionnement du dispositif, notamment en fonction de la présence ou de l'absence d'un ventilateur 23.
Les inventeurs ont trouvé que si le jet primaire de nébulisation 20 est dirigé dans le sens inverse du flux d'air 13, ou au moins dans un sens qui heurte ce dernier (de préférence avec un angle a inférieur à 90°, comme cela est représenté sur la figure 1 ), cela permet d'empêcher les gouttes les plus grosses 17 d'être emportées dans le brouillard 8; elles retombent dans le réservoir de la cuve 2. L'effet de séparation des grosses gouttes qui vient d'être décrit est particulièrement efficace lorsque le flux d'air FA est généré par un ventilateur. En effet, dans un mode de réalisation de l'invention on ajoute au dispositif 1 selon l'invention un ventilateur, installé de préférence à proximité de l'orifice d'entrée d'air 12. Un tel mode de réalisation est montré sur la figure 6. On observe dans ce cas que le jet acoustique est emporté parle flux d'air issu du ventilateur ; la forme parabolique de la surface de réflexion acoustique 4 et la forme du déflecteur 7 déterminent une géométrie qui favorise le soufflage des petites gouttelettes au détriment des grosses gouttes ; cet enrichissement du brouillard en petites gouttelettes est souhaitable en vue du résultat recherché.
La présence d'une surface de déflecteur 7 (de préférence en métal pour minimiser la perte d'énergie par absorption) contre laquelle se heurte le jet primaire de nébulisation 20 après avoir rencontré le flux d'air 13 est très avantageuse pour séparer les gouttelettes grosses 17 du flux des gouttelettes fines 18 qui, lui, est entraîné avec le flux d'air 13 pour former un brouillard 8 qui entre ensuite dans le système de diffusion 9.
Il est en effet souhaitable que le brouillard 11 délivré par le dispositif 1 soit composé de gouttelettes très fines, afin de permettre une évaporation rapide du brouillard une fois déposé sur une surface solide ou dans un petit volume. Cette évaporation assure le rafraîchissement rapide de l'environnement (i.e. de l'air et de la surface sur laquelle le brouillard se dépose) dans la mesure où l'enthalpie d'évaporation provient de l'environnement (air et surface sur laquelle le brouillard s'est déposé). Plus les gouttes sont fines plus leur évaporation sera rapide et moins l'humidité stagnante (gouttes d'eau) fera son effet sur la surface ou dans le volume.
La surface du déflecteur 7 du jet primaire de nébulisation sert comme déflecteur du jet dans le but d'éliminer au moins une partie des grosses gouttelettes 17 et de diffuser la nébulisation. En même temps cette surface de déflecteur 7 guide aussi le retour d'eau du jet d'eau acoustique dans une zone loin du point focal afin de ne pas perturber le jet d'eau et de diminuer son rendement en gouttelettes.
Le flux d'air 13 qui traverse le dispositif 1 peut aussi être généré par simple aspiration, l'air dans l'espace d'air au-dessous du déflecteur 7 étant entraîné vers le système de diffusion 9 sous l'effet du jet primaire de nébulisation 20. En effet, les inventeurs ont trouvé que le dispositif 1 selon l'invention n'a pas besoin d'un ventilateur, le flux d'air 13 généré par aspiration étant suffisamment fort pour certains types d'applications ; la vitesse dudit flux d'air « naturel » sera en règle générale plus faible qu'avec ventilateur. Sans vouloir être liés par cette théorie, les inventeurs pensent que ce constat s'explique par le fait que la vitesse initiale des ondes acoustiques à la surface du liquide est suffisante pour générer des gouttelettes possédant une énergie suffisante pour en transférer une partie aux molécules d'air environnantes. Plus précisément, une partie de cette énergie mécanique est absorbée par l'air sous la forme de chaleur (frottement des molécules), mais aussi sous la forme d'énergie cinétique des molécules de l'air elles- mêmes. Cet effet d'entraînement des molécules de l'air par les gouttelettes du liquide peut expliquer que l'air soit entraîné par les gouttes dont le vecteur de la vitesse est orienté par le déflecteur 7. L'entraînement des grosses gouttes étant peu efficace, elles retombent dans la cuve à un point éloigné du point focal.
Pour un système sans ventilateur la direction et la puissance du jet primaire de nébulisation jouent un rôle primordial pour le bon fonctionnement du système, cette direction étant choisie et contrôlée par l'intermédiaire de la surface de réflexion acoustique 4 sa forme est de préférence parabolique, et l'équation parabolique est choisie d'une façon à avoir un jet primaire 20 qui fait un angle a compris entre 95° et 175° dégrées (et de préférence entre 100° et 150°) par rapport à la surface 6 du liquide. Dans une variante on ajoute un petit déflecteur auxiliaire 26 (qui peut être par exemple une surface pleine ou une grille) proche de la sortie de diffusion pour bloquer les grosses gouttes parasites ; cela est montré de manière schématique sur la figure 7. Sur cette figure le symbole Fij désigne la direction du jet primaire de nébulisation 20, le symbole FA celle du flux d'air 13 généré par aspiration. Cette figure montre un angle β qui correspond à (180° - a). On arrive donc au résultat surprenant que pour le dispositif selon l'invention, il faut adapter la surface de réflexion acoustique 4 à la puissance du flux d'air 13 qui traverse le dispositif et qui entraîne le brouillard généré: avec ventilateur, il vaut mieux avoir un jet primaire qui heurte le flux d'air, alors que sans ventilateur (i.e. avec un flux d'air généré par le jet primaire lui-même, par un effet d'entraînement ou d'aspiration) il est préférable que le jet primaire soit plutôt dans une direction qui suit le flux d'air ; dans le deux cas on observe, par des mécanismes différents, une séparation des grosses gouttes 17 qui retombent dans la cuve 2. L'ajout d'un déflecteur auxiliaire 26 (chicane) en aval du déflecteur 7 renforce la séparation des grosses gouttes dans le mode de réalisation sans ventilateur.
Le déflecteur 7 a une double fonction. Sa forme et son positionnement doivent être tel qu'il puisse orienter convenablement le jet primaire de nébulisation 20, et tel qu'il puisse assurer que le jet de liquide dit « acoustique », qui accompagne le jet primaire de nébulisation 20, soit orienté dans une zone qui ne perturbe pas le point focal 28 des ondes acoustiques dans le liquide. Avantageusement le déflecteur 7 se prolonge en direction amont (i.e. opposée au flux d'air) de manière à conduire le jet de liquide acoustique en dehors de la zone qui s'étend entre l'élément piézo-électrique 3 et la surface de réflexion acoustique 4.
Dans un mode de réalisation illustré sur les figures 9 à 1 1 , le dispositif selon l'invention comprend une partie supérieure 29 qui intègre en une seule pièce (par exemple sous la forme d'une calotte ou coupole) le déflecteur 7 du jet primaire de nébulisation qui oriente le jet de liquide généré par l'effet des ondes acoustique, et qui intègre également le déflecteur auxiliaire 26 ; ces deux déflecteurs peuvent former une seule surface courbée à intérieure de ladite coque ou coupole, qui peut s'étendre de l'orifice d'entrée d'air 12 jusqu'à la sortie 21 du brouillard. Dans ce mode de réalisation le dispositif comprend également une partie inférieure 30 qui intègre la surface 4 réflexion acoustique, et qui intègre, à l'extrémité opposée à l'orifice d'entrée d'air 12, l'élément piézo-électrique 3 ; cette partie inférieure contient le liquide 5 à nébuliser.
Dans un mode de réalisation le déflecteur 7 présente dans sa partie inférieure, à proximité de la surface de liquide, une portion 27 présentant une courbure en sens inverse, pour favoriser l'entrée du flux d'air dans la cellule de nébulisation 22. Cela est montré sur la figure 8.
Dans le dispositif 1 selon l'invention, la cellule de nébulisation 22 est délimitée par le déflecteur 7 et comprend la surface de réflexion acoustique 4.
Le dispositif selon l'invention peut être installé dans un compartiment à humidité et/ou température contrôlée, tel qu'un réfrigérateur ou une cave à vin.
Dans le cas où le dispositif 1 selon l'invention est installé dans un réfrigérateur à froid ventilé on peut soit prévoir une entrée d'air dans laquelle est soufflé de manière passive le courant d'air généré par le ventilateur central de brassage du réfrigérateur, ou on peut ajouter un ventilateur 23 qui génère un flux d'air, de préférence dans la même direction que le flux d'air généré par le ventilateur central de brassage du réfrigérateur. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention la cuve 2 comporte un système de désinfection qui peut notamment être:
- soit une source de lumière 19 ultra-violette (UV) (la lumière étant représentée par les flèches sur la figure 1 ) apte à désinfecter au moins partiellement le liquide 5 qu'elle contient ; le fonctionnement de cette source de lumière UV 19 peut être permanent ou intermittent ;
- soit une résistance chauffante capable de chauffer l'eau temporairement à une température suffisante pour la désinfecter, par exemple par choc thermique.
Le dispositif 1 peut être alimenté en eau par l'intermédiaire d'un adaptateur hydraulique (anti goutte) 16 ; l'eau peut provenir d'un réservoir d'eau 15 intégré au dispositif 1 (comme montré sur la figure 1 ) ou d'une alimentation externe appropriée (tuyaux alimenté par un réservoir déporté par exemple).
Dans un mode de réalisation le niveau d'eau 6 est automatiquement contrôlé via un tube de contrôle de niveau 14 coupé en biseau ; cette augmentation de la section ouverte du tube évite de bloquer d'éventuelles bulles d'air à l'entrée. Ce tube est équipé d'un adaptateur hydraulique anti-goutte ; on peut choisir avantageusement un modèle d'adaptateur adapté à la majorité des bouteilles d'eau du commerce.
L'alimentation en eau de la cuve 2 peut se faire de différentes autres manières (non montrées sur les figures). A titre d'exemple, l'eau peut provenir d'un réservoir déporté. Dans le cas où le dispositif 1 est implanté dans un réfrigérateur, l'eau qui alimente la cuve 2 peut provenir de la récupération de condensât (un filtre est avantageusement prévu pour filtrer ledit condensât avant son admission dans la cuve 2), ou encore l'eau qui alimente la cuve 2 peut être prélevée sur l'alimentation en eau du réfrigérateur, si ce dernier dispose d'une telle alimentation.
Le système 1 selon l'invention présente une faible hauteur y totale, qui peut être inférieure à 35 mm, de préférence inférieure à 30 mm et encore plus préférentiellement inférieure à 25 mm. Cette faible hauteur ouvre des possibilités d'application tout à fait nouvelles.
Dans un mode de réalisation de l'invention le dispositif selon l'invention peut être installé dans l'épaisseur d'une plaque horizontale 24 d'un réfrigérateur. De telles plaques sont en général soit en verre soit en plastique, et si elles sont en verre elles comportent un cadre en plastique ; de ce fait elles présentent au niveau du cadre une épaisseur d'environ 15 à 25 mm. Selon l'invention, on intègre le dispositif 1 de nébulisation dans au moins une plaque d'un réfrigérateur, et on dirige les orifices de sortie 11 vers le bas pour y créer une atmosphère d'humidité contrôlée. Dans une variante de mode de réalisation on intègre ledit dispositif 1 dans la paroi supérieure du bac à légumes ou dans une plaque à l'intérieur dudit bac, et les orifices de sortie 11 sont dirigées vers l'intérieur dudit bac à légumes. Ce mode de réalisation est montré de manière schématique sur la figure 6, en relation avec la variante qui comporte un ventilateur 23, mais il peut évidemment aussi être réalisé sans ventilateur, comme montré sur la figure 1 . Ladite plaque horizontale 24 est de préférence amovible pour être retirée du réfrigérateur et présente à cette fin des moyens de fixation 25. Dans un mode de réalisation avantageux le fonctionnement du système de nébulisation selon l'invention peut être synchronisé avec l'ouverture de la porte du réfrigérateur et/ou la quantité de nébulisation injectée dans le volume du réfrigérateur peut être contrôlée par une sonde d'hygrométrie (non montrée sur les figures), avec une boucle de rétroaction sur le dispositif de nébulisation.
Dans d'autres modes de réalisation on prévoit une sonde hygrométrique qui mesure le taux d'humidité dans le volume d'air conditionné par le dispositif 1 selon l'invention ; une boucle de rétroaction permet de réguler l'intensité et/ou l'intermittence du jet de brouillard 11 produit par le dispositif 1 de manière à obtenir dans ledit volume d'air conditionné un taux d'humidité contrôlé, de préférence constant, et de préférence réglable par l'intermédiaire d'un organe de réglage.
Dans un autre mode de réalisation ledit liquide 5 comporte un produit désinfectant, de manière à ce que le jet de brouillard 11 soit apte à désinfecter au moins partiellement ledit volume d'air et possiblement les parois qui le confinent.
Dans encore un autre mode de réalisation ledit liquide 5 comporte une fragrance ou une huile dite essentielle, ou un autre produit odorant, de manière à ce que le jet de brouillard 11 soit apte à répandre dans ledit volume d'air une odeur spécifique.
Tous les modes de réalisation présentés dans cette description peuvent être combinés entre eux.

Claims

Revendications
Dispositif de nébulisation (1 ) capable de générer un brouillard de gouttelettes d'un liquide à partir d'un liquide (5) contenu dans une cuve (2),
ledit dispositif (1 ) comprenant :
o un élément piézo-électrique (3) apte à émettre des ondes acoustiques dans ledit liquide (5),
o une surface de réflexion acoustique (4) immergée dans ledit liquide (5), apte à focaliser les ondes acoustiques émises par ledit élément piézo-électrique (3) sur une zone focale qui se situe au-dessous de la surface (6) du liquide (5) pour créer un jet de brouillard (20) appelé « jet primaire de nébulisation »,
o un déflecteur (7) du jet primaire de nébulisation (20),
o un système (9) de diffusion de brouillard par lequel ledit brouillard de gouttelettes quitte ledit dispositif (1 ),
caractérisé en ce que :
o la face émettrice dudit élément piézo-électrique (3) forme avec la surface dudit liquide (5) un angle ω compris entre 60° et 95°, de préférence entre 70° et 95° et encore plus préférentiellement entre 75° et 90°,
o ledit déflecteur (7) étant apte à orienter ledit jet dans une direction sensiblement opposée à la direction d'émission des ondes acoustiques par l'élément piézoélectrique et en direction dudit système de diffusion de brouillard (9).
Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite surface de réflexion acoustique (4) a une forme sensiblement parabolique.
Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit déflecteur (7) est apte à orienter le jet de liquide généré par l'effet desdites ondes acoustiques en dehors de la zone de surface de liquide qui s'étend entre la surface émettrice de l'élément piézo-électrique (3) et ladite surface de réflexion acoustique (4).
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le jet primaire de nébulisation (20) fait un angle a compris entre 5° et 85° (et de préférence entre 10° et 60°) par rapport à la surface du liquide.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce le point focal des ondes acoustiques réfléchies par la surface de réflexion acoustique (4) se situe à une profondeur comprise entre 0 mm et 5 mm et de préférence comprise entre 1 mm et 3 mm au-dessous de la surface (6) du liquide. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un ventilateur (23) qui génère un flux d'air (13) en direction de ladite surface de déflection (7).
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un déflecteur auxiliaire (26) disposé en aval du jet primaire (20) qui ralentit le flux de brouillard.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la hauteur h du liquide (5) ne dépasse pas 12 mm, de préférence ne dépasse pas 10 mm, et encore plus préférentiellement ne dépasse pas 9 mm.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour désinfecter périodiquement ou de manière permanente ledit liquide (5), tel qu'une source de lumière UV (19) ou une résistance chauffante.
0. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que sa hauteur totale ne dépasse pas 35 mm, de préférence ne dépasse pas 30 mm, et encore plus préférentiellement ne dépasse pas 25 mm.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que liquide (5) est sélectionné dans le groupe constitué par : l'eau, l'eau contenant au moins un produit désinfectant, l'eau contenant au moins un produit odorant, une solution d'au moins une huile essentielle, une émulsion d'au moins une huile essentielle ; ou un mélange des éléments qui constituent ce groupe.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce qu'il est intégré dans un compartiment à température et/ou humidité contrôlée, tel qu'un réfrigérateur, une chambre froide, une armoire à atmosphère contrôlée ou une cave à vin.
Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en qu'il est intégré dans une plaque horizontale d'un réfrigérateur, et de préférence de manière à ce que le brouillard de gouttelettes soit introduit dans un bac à légumes.
14. Plaque pour réfrigérateur, comportant un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.
15. Plaque pour réfrigérateur selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte un adaptateur hydraulique capable d'accueillir l'embouchure d'une bouteille d'eau de type courant.
16. Appareil comportant au moins un compartiment à température et/ou humidité contrôlée, tel qu'un réfrigérateur, caractérisé en ce qu'il est équipé d'au moins un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.
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