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" Procédé et dispositif pour la production d'aérosolos " en sait que les aérosols à micelles liquides ou aérosols vrai., dont le type est, par exemple le brouillard printanier, sont farmés par des suspensions dans l'air de gouttelettes liquides de di mètre extrêmement faible, de l'ordre du micron.
Jusqu'à présent, ces aérosols étaient obtenus par des pro- cédé. statiques. L'on utilisait en particulier la détente d'un gaz soue une pression comprise entre 0,5 kg et 2,5 kg. La chambre de détente comportait généralement des chicanes afin de retenir les 8phérules mouillantes. Il résulte de cette disposition un brassage do l'aérosol qui peut produire la coalescence du liquide dispersé dans l'air. De l'huile ou des poussières pouvaient traverser les filtres placés à la sortie de la chambre de détente et former des microbourres constituant pour les aérosols de véritables noyaux de condensation ou de polarisation. De plus, le rendement de ces pro- cédés était très faible et les dispositifs pour leur mise en oeuvre étaient bruyants par suite de la présence de compresseurs.
La présente invention a pour objet un procédé de produc- tion d'aérosols à micelles liquides ne présentant aucun de ces in- convénients.
Le prooédé . consiste fondamentalement à amener le liquide
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à aérosoliser sous forme de gouttes d'environ un 1/2 millimètre de diamètre sur un disque animé d'un mouvement de rotation de vitesse constante et élevée, de préférence ou un point très rapproché du centre de ce disque, et à faire subir aux gouttelettes ainsi formées un choc semi-élastique sur une paroi fixe entourant le disque.
Sous l'effet de la force centrifuge à laquelle est soumi- se la goutte, le)centre de gravité de cette dernière décrit une courbe telle que le produit de l'angle polaire par le carré du rayon vecteur soit constant. Cette courbe a reçu le nom de lituus.
La goutte parcourt donc un certain espace dont le contour apparent horizontal est limité par deux litui. Durant ce trajet, la goutte est divisée en très fines gouttelettes par suite de la force centri- fuge s'exerçant sur elle et par suit.e de son frottement sur le dis- que. \Le nombre des gouttelettes croit progressivement pendant que, corrélativement, leur diamètre diminue jusqu'à être de l'ordre du micron. Ces gouttelettes sont expulsées du disque et viennent heur- ter la paroi fixe entourant le disque tournant. Sous l'effet du choc, qui est semi-élastique, elles sont transformées en micelles de dia- mètres identiques.
Si la vitesse périphérique du disque est supérieure à del- le du son dans le milieu considéré, les micelles sont électrisées du fait du frottement. Dans le cas où cette vitesse est inférieure à celle du son, on peut électriser les dites micelles en reliant le disque tournant ou la paroi fixe au pôle négatif ou positif dune source électrique continue. L'on doit tenir compte pour ce faire du pH du liquide à aérosoliser de manière à éviter la floculation des micelles.
L'aérosol peut être irradié au moment de sa formation par une source lumineuse monochromatique. Les protons projetés sur le disque tournant, dont le polissage doit être particulièrement
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soigné, assurent,. par effet photo-chimique, lalibération d'électrons
Les mioelles produites n'obéissent pas à la loi de la pe- santeur et sont/animées d'un mouvement analogue au mouvement brow- nien et leur vitesse est extrêmement faible, Dn peut cependant les diriger vers le lieu d'utilisation au moyen d'un convergent. On peut introduire de l'air dans ce dernier pour assurer et doser le mélange des micelles et pour accélérer leur évacuation.
Les aérosols ainsi produits peuvent être utilisés dans l'industrie pour accélérer; retarder ou neutraliser certaines réac- 'ions chimiques. ils peuvent également servir pour arrêter les ac- $ions diastasiques et assurer la conservation des produits alimen- taires, tels que la viande et les fruits destinés à être stockés.
L'aérosolisation de liquides insecticides assure la disparition des parasites de toute nature et la désinfection des locaux,
Une application particulièrement intéressante des aéro- sols est l'alimentation des moteurs à explosions à combustible li- quide à D'aide d'aérosols vrais de ces combustibles.
La présente invention a également pour objet un disposi'- tif pur la mise en oeuvre de ce procédé.
Ce dispositif comprend fondamentalement un disque lisse d'axe vertical monté à rotation dans une enceinte tronconique éva- sée vers le haut et mUni de moyens d'entraînement, cette enceinte étant avantageusement raccordée, à sa partie supérieure , à un con- vergent relié à une tuyauterie de distribution et des moyens étant prévus pour amener sur le disque le liquide à aérosoliser, goutte à goutte, au voisinage immédiat du centre du disque.
Le disque rotatif lisse peut être recouvert, avec un jeu aussi faible que possible, d'un plateau fixe présentant sur sa face inférieure, une série de.rainures circulaires concentriques dont l'ensemble affecte un profil en dents de soie, chaque rainure étant reliée à ses voisines respectivement par au moins un canal radial ménagé dans la paroi à section droite en dent de scie séparant
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deux rainures, l'ensemble de ces canaux formant au moins une spi- rale et un trou d'amenée du liquide à aérosoliser étant percé à travers le plateau, et débouchant sur la face inférieure de ce dernier en un point légèrement excentré par rapport à l'axe de ro- tation du disque, dans un évidement central concentrique aux rai- nures et communiquant avec la première de celles-ci par au moins un canal du tvpe ci-dessus mentionné.
Les rainures ménagées dans la face inférieure du plateau peuvent être concentriques au disque ou d'axe légèrement excentré par rapport à celui du disque.
Dans la réalisation pratique du dispositif, le plateau ci-dessus décrit fait alors avantageusement partie d'un stator en- tourant complètement le disque rotatif, ce stator comportant un évidement annulaire dans lequel se place la périphérie du disque, évidement dont la paroi située en regard de la tranche du disque est légèrement inclinée par rapport à l'axe de ce dernier et qui communique avec l'extérieur par des ouvertures ménagées dans l'une des':races du stator et dont l'une des parois est située dans le prolongement de la paroi inclinée de 3'évidement annulaire'.
Des caractéristiques complémentaires de ce dispositif apparaitront dans la description donnée ci-après, avec référence au dessin annexé d'un exemple de réalisation.
Dans ce dessin :
Fig. 1 est une coupe verticale d'un dispositif aéroso- liseur conforme à l'invention ;
Fig. 2 en est une coupe par II - II de fig. 1 et montre sohématiquement le trajet suivi par une goutte de liquide à aéroso- liser.
Fig. 3 est une coupe diamétrale d'un aérosoliseur con- forme à la présente invention;
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Fig. 4 est une vue par en dessous du plateau formant le demi stator supérieur de cet aérosoliseur.
Tel qu'il est représenté aux fig. 1 et 2, le dispositif aérosoliseur est formé par un disque d'axe vertical ou rotor 1 muni d'un moyeu étagé 2 et monté à rotation dans une enceinte tron conique ou stator 3 dont l'angle d'inclinaison [alpha] a une valeur définie réglée aux essais. Dans le fond 4 de ce stator est logée une boite 5 en deux parties munies de léchettes d'étanchéité 6.
Ce fond 4 est raccordé avec la paroi latérale du stator 3 par l'in- termédiaire d'une surface torique 7 destinée à recueillir les carpe étrangers centrifugés qui peuvent être extraits en dévissant un bouchon 8.
Le rotor 1 est fixé à un axe 10 tourillonnant dans deux paliers 11 et 12 et muni d'un pignon à friction 13 entrainé par une roue 14, clavetée sur l'arbre d'un moteur 15 monté coulissant sur une platine fixe 16.
Le stator 3 est surmonté d'un convergent 17 portant une glace circulaire 18 laissant passer les rayons lumineux émis par une source extérieure monochromatique.
Ce convergent 17 est relié à une tuyauterie de distribu- tion 19 dans laquelle sont perçées des lumières 20 pouvant être mises en communication avec de l'air passant par le filtre 21.
Si la vitesse périphérique du rotor 1 est inférieure à la vitesse du son) la polarisation des micelles est obtenue en re- liant le rotor 1 ou le stator 3 à l'un des pôles d'une source de courant 22.ou 23.
L'appareil fonctionne comme suit. On met le disque 1 en mouvement dans le sens indiqué par la flèche 24, et on fait tomber goutte à goutte le liquide à aérosoliser sur ce disque à l'aide d'u ne tubulure 25, Cette tubulure est légèrement excentrée par rapport
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au disque 1. La goutte 26 dont le diamètre doit être d'environ.
1/2 millimètre, parcourt alors un espace 27 dont le contour appa- rent horizontal est limité par deux litui. Durant son trajet, la goutte 26 est divisée en très fines gouttelettes par suite de la force centrifuge et de son frottement sur le ntor 1. Les goutte- lettes formées, dont le nombre croit alors que leur diamètre di- minue, viennent heurter le stator 3. Il se produit un choc presque élastique dont l'effet est de transformer les gouttelettes en sphé rules de diamètres identiques. L'intensité de ce choc est d'autant plus grande que sont plus petits d'une part l'angle de sortie et d'autre part l'angle d'inclinaison [alpha] de la paroi du stator.
Cette intensité est également d'autant plus grande que l'excentra- ge du point de chute de la goutte 26 est plus faible. Cet excentrage est pratiquement de l'ordre du demi-millimètre.
Les micelles produites sont dirigées vers le lieu d'uti- lisation à l'aide du convergent 17. On peut éventuellement intro- duire de l'air par les lumières 20 pour assurer et doser le mélan- ge des micelles.
Toute goutte génératrice admise dans le dispositif est nécessairement aérosolisée. Le dispositif ne nécessite ni fluide moteur, ni graissage et par suite les aérosols produits ne contien- nent ni poussières, ni huile. Le liquide générateur n'a auoun con- tact avec l'air ambiant avant son aérosolisation; par suite il res te indentique à lui-même et tous ses composants se retrouvent dans les aérosols produits dont la concentration reste contante, ce qui n'est réalisé par aucun autre appareil. Enfin, la face externe du rotor 1 est à l'état sec d'une façon permanente et peut être inoxy- dable, ce qui favorise la conservation des aérosols.
L'aérosoliseur représenté aux fig. 3 et 4 comporte un stator formant carter, constitué par deux demi-stators circulaires
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31 et 32 et un disque 33 supporté par un arbre 34 traversant le de mi-stator inférieur 32 par un orifice 35 ménagé à cet effet. Cet arbre est lié à celui d'un moteur, non représenté au dessin, capa- ble de l'entraîner à une vitesse telle que la vitesse périphérique du disque 33 soit supérieure à celle du son dans le milieu régnant à l'intérieur du stator.
Dans la face inférieure du demi-stator 31 sont ménagées des rainures circulaires concentriques 36 donnant à la section dia métrale de cette face un profil en dents de scie, l'axe de ces rai nuros étant légèrement excentré par rapport à celui du disque 33.
Les sommets 37 de ces dents de scie, formant les parois séparant les rainures successives, viennent presque au contact du disque 33, l'espace libre existant entre ces sommets et le disque étant égal au jeu minimum compatible avec les exigences mécaniques. Sensible- ment au contre de la dite face est ménagé un évidement circulaire 38, dont la profondeur est la même que celle des rainures 37 et dans lequel débouche, sensiblement sur l'axe des rainures 36, un canal 39 légèrement incliné, traversant de part en part le demi- stator 31 et aboutissant à un raccord 40, fileté intérieurement, ménagé sur la face supérieure du demi-stator 31 et dans lequel vient se visser un tube 41 d'amenée du liquide à aérosoliser.
Les rainures concentriques 36 communiquent entre elles par des canaux radiaux 42 taillés dans les parties saillantes 37 séparant deux rainures consécutives, ces canaux étant situés sur un lituus dont l'origine est sur l'axe des dites rainures, c'est à dire sensiblement au point où débouche le canal 39 d'amenée du liquide à aérosoliser. L'évidement central 38 communique avec la rainure 36 la plus proche de l'an par trois canaux 43 à 120 , ana- logues aux canaux 42 et dont 1.'un est situé sur le même lituus que cos derniers. Au liou d'être situés sur un lituus, les canaux 42
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pourraient être disposés suivant une spirale quelconque.
D'autre part, plus d'un canal 42 pourrait être percé à travers chaque crô- te 37, les divers canaux étant alors disposés suivant autant de sp raies qu'il y a de canaux dans chaque crêt.
A la périphérie du disque 33, les demi-stators 41 et 42 forment un évidement annulaire 44 dont la paroi externe 45, qui fait face à la tranche du disque 33, est légèrement évasée vers le haut, Cet évidement communique avec l'extérieur par des trous coniques 46 ménagés dans le demi-stator supérieur 41 et dont la génératrice la plus éloignée de l'axe du dispositif est dans le prolongement de la paroi 45 de l'évidement 44, ces trous étant fraisés en 47 sur la face supérieure du demi-stator 41.
Les deux demi-stators 31 et 32 sont réunis de façon élan che par des boulons 48 et un bouchon de purge 49 est prévu dans le demi-stator inférieur 32, au voisinage du fond de l'évidement anns laire44.
Pour faire fonctionner le dispositif, le disque 33 est mis en rotation à une vitesse telle que sa vitesse périphérique soit supérieure à celle du son, et le liquide à aérosoliser, pro- venant do la conduite 41, est amené à tomber goutte à goutte sur le disque par le canal 39. Sous l'effet de la force centrifuge, cette goutte décrit une première fraction de lituus à la surface du disque et à l'intérieur de l'évidement central 38, puis sort par l'un des canaux 43, ot décrit, à partir de ce canal, une nou- volle fraction de lituus dans la première rainure 36;
elle se trot, ve donc projetée contre la paroi verticale externe de cette rainu' ro, où elle subit un premier fractionnement, los fractions de gou' tes passant ensuite par le canal 42 correspondant, dans la second- rainure 36, et ainsi de suite jusqu'à la dernière rainure, la gout te subissant ainsi une multitude de fractionnements successifs.
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Les fines gouttelettes ainsi formées passent enfin entre le dernier anneau saillant 37, qui ne comporte pas de canal de passage, et le disque 33 et sont violemment projetées contre la paroi 45 de l'évidement annulaire 44. Le choc semi-élastique sur cette paroi transforme ces gouttelettes en sphérules de diamè' tres identiques qui sont ensuite expulsées dans J'air ambiant, à travers les orifices 46, pour former l'aérosol désiré.
En introduisant une ou plusieurs rondelles d'écartement dans le joint entre les deux ddmi-stators 31 et 32, on peut faire varier le jeu existant entre la face inférieure du demi-stator su- périeur 31 et le disque 33 et obtenir ainsi à la périphérie de ce dernier, des gouttelettes de diamètre d'autant plus grand que ce jeu est lui-même plus élevé, ce qui permet d'augmenter le débit de l'appareil, les sphérules formées en définitive devenant cepen- dant plus grosses.