Procédé pour pulvériser un liquide et appareil pour. la mise en oeuvre du procédé.
La présente invention comprend un procédé pour pulvériser un liquide à l'aide d'un courant de gaz, notamment une solution, émulsion ou suspension. Dans les procédés connus, on effeetue souvent la pulvérisation en provoquant la formation d'une pellicule sur un élément rotatif, par exemple un disque ou une cuvette rotative, sur laquelle on fait arriver le liquide sur ou au voisinage de l'axe de rotation et le liquide coule en dehors sur l'élément rotatif sous forme de pellicule et, après avoir quitté l'élément, il est repris par un courant de gaz qui divise la pellicule ou les filaments de liquide en fines gouttes. Le frottement entre l'élément rotatif et le liquide engendre dans ce dispositif la force nécessaire à l'accélération du mouvement du liquide vers la périphérie, en faisant ainsi diminuer l'épaisseur de la pellicule au fur et à mesure qu'elle s'approche de la périphérie.
Cette diminution de l'épaisseur est encore due au fait que pendant le mouvement en dehors du liquide l'étendue de la surface du disque ou de la cuvette recouverte par une quantité donnée de liquide augmente, étant directement proportionnelle au rayon suivant lequel s'effectue le mouvement du liquide.
Si au lieu de faire arriver le liquide sur un disque rotatif on le fait arriver sur un disque circulaire immobile au centre ou au voisinage du centre de facon à lui faire acquérir en ce point une certaine vitesse radiale, et si le frottement ne jouait aucun rôle, le liquide conserverait sa vitesse jusqu'à la péri périe et l'épaisseur de la pellicule diminuerait de dedans en dehors en raison inverse du rayon. Mais le frottement qui se produit entre le disque et le liquide fait diminuer sa vitesse et, par suite, sa vitesse radiale à ia périphérie du disque est moindre et l'épaisseur de la pellicule est plus forte, de sorte qu'il est difficile de diviser par un courant de gaz le liquide venant du disque en gouttes d'un diamètre aussi petit que celui qui est nécessaire dans diverses applications.
Pour que le liquide en mouvement sur le disque conserve une certaine vitesse et par conséquent se répartisse uniformément sur la périphérie du disque, il est nécessaire que le diamètre du disque soit petit, mais il en résulte en revanche que la pellicule conserve une épaisseur plus forte que celle qui convient à la formation de fines gouttes.
La présente invention est basée sur le fait qu'il est nécessaire de permettre à la pellicule venant du disque immobile de s'amincir davantage en permettant au liquide de continuer son mouvement radial après avoir quitté le disque. Le liquide n'est plus alors ralenti pendant ce mouvement par le frottement sur le disque, mais seulement par le frottement beaucoup plus faible entre le liquide et le gaz dans lequel il passe. Le liquide conserve donc pratiquement la vitesse radiale à laquelle il a quitté le disque et, par suite, l'épaisseur de la pellicule continue à diminuer en raison inverse du rayon mesuré à partir du centre du disque.
Mais pour arriver à ce résultat, il est nécessaire d'empêcher le gaz qui doit diviser le liquide en gouttes de rencontrer le liquide dès qu'il quitte le disque; il ne doit pas rencontrer la pellicule avant qu'elle ait acquis l'épaisseur qui convient à la formation des gouttes de la grosseur qu'on désire.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on projette le liquide sur un disque fixe au moins à proximité de son centre, pour qu'il s'écoule sous forme d'une pellicule continue vers l'extérieur, au-delà de la périphérie du disque dans une zone protégée du courant de gaz de pulvérisation, le liquide au-delà de cette zone venant en contact avec ledit courant de gaz et étant entraîné par celui-ci.
La présente invention comprend également un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit d'alimentation destiné à distribuer du liquide au moins à proximité du centre d'un disque, au-delà de la périphérie duquel le liquide ainsi distribué peut s'écouler librement vers l'extérieur sous forme de pellicule continue, et un écran situé à faible distance du disque et destiné à créer immédiatement au-delà de ladite périphérie une zone où la pellicule de liquide est protégée du courant de gaz de pulvérisation.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'appareil que comprend l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe schéma- tique de la première forme d'exécution.
La fig. 2 est une flic analogue de la deuxième-forme d'exéeution.
Dans la première forme d'exécution de l'appareil représentée à la fig. 1, le liquide arrive au centre d'un disque circulaire 1, par un tuyau 2, qui se termine juste en avant du disque. Si la vitesse du liquide sortant par le tuyau 2 est suffisante, mais pas trop grande, il passe plus uniformément sous forme de pellicule sur le disque jusqu'à sa périphérie.
Lorsque la pellicule atteint la périphérie du disque, elle eontinue son mouvement dans la même direction et, dans des conditions favorables, conserve sa cohésion.
Le courant de gaz dont la fonction consiste à diviser le liquide en gouttes arrive du côté gauche sur la figure, dans la direction des flèches 5. Un disque 3, de plus grand diamètre que le disque 1, est monté en avant de ce disque et à une certaine distance de lui, de façon à former écran et créer une zone où la pellicule de liquide est protégée du courant de gaz de pulvérisation qui ne rencontre pas le disque 1 ni n'arrive à son voisinage immédiat. I1 en résulte que la pellicule de liquide ne se divise pas sous l'action du courant de gaz avant d'avoir atteint un point 4, où elle se divise en fines gouttes entraînées par le courant de gaz.
Dans la seconde forme d'exécution représentée à la fig. 2, le tuyau d'arrivée du liquide est disposé de façon à déboucher dans la face d'un disque 1, tandis qu'en face de cet orifice se trouve un disque fixe 6, qui sert à répartir le courant de liquide à la manière du disque 1 de la première forme d'exécution. Ce disque 6 fait partie d'non élément de forme aérodynamique dont une autre partie constitue un écran 3 jouant le même rôle que le disque 3 de la fig. 1. Ces disques 1 et 6 définissent une zone étroite à travers laquelle le liquide s'écoule vers l'extérieur.
Dans la forme d'exé cution particulière de l'appareil de la fig. 1, le diamètre de l'orifice du tuyau 2 est d'en viron 5 mm, celui du disque 1 d'environ : 10 mm et celui du disque 3 de 40 mm, tandis que la distance entre les deux disques est d'environ 5 mm. On a pulvérisé par cet appareil un liquide de la nature du gazoil avec un débit de 500 litres par heure avec de l'air à une vitesse de 100 km/h, et on a obtenu une pulvérisation satisfaisante en gouttes d'une grosseur de 150 à 200 microns.
On peut dire en général que dans un appareil tel que celui de la fig. l, le diamètre du disque 1 doit être égal à 1,5 à 2,5 fois-le diamètre de l'orifice du tuyau 2, le diamètre du disque 3 doit être supérieur à celui du disque 1 de 2 à 6 cm et la distance entre les deux disques peut varier entre quelques millimètres et quelques centimètres. Le diamètre du disque 3 est égal à 3 à 7 fois le diamètre du disque distributeur.
Cet appareil convient à de nombreuses applications, par exemple à la pulvérisation de liquide biocides, de combustibles liquides (installations consommant du combustible liquide et moteurs à combustion interne) de solutions, émulsions ou suspensions à concentrer ou à sécher par évaporation, etc.
Il est souvent nécessaire de former le courant de gaz dont on a besoin par un ventilateur séparé ou dispositif soufflant analogue, mais on peut aussi opérer en atmosphère immobile dans laquelle le pulvérisateur est en mouvement. Ce e principe s'applique au cas de liquides biocides pulvérisés par un avion. Il suffit d'équiper l'avion avec plusiellrs pulvé risateurs par exemple de 10 à 20, uniformément répartis sur la largeur de l'avion, dont le mouvement provoque le passage de l'air par rapport aux pulvérisateurs.
Dans ce cas, le liquide peut être projeté sur un disque monté sur l'avion, ce liquide s'écoulant vers l'extérieur sous forme d'une pellicule continue au-delà de la périphérie du disque et étant protégé contre le remous de l'avion avant qu'il vienne en contact avec ce remous et soit entraîné par lui.
REVENDICATIONS:
I. Procédé pour pulvériser un liquide à l'aide d'un courant de gaz, caractérisé en ce qu'on projette le liquide sur un disque fixe au moins à proximité de son centre, pour qu il s'écoule sous forme d'une pellicule continue vers l'extérieur, au-delà de la périphérie du disque dans une zone protégée du courant de gaz de pulvérisation, le liquide, au-delà de cette zone, venant en contact avec ledit courant de gaz et étant entraîné par celui-ci.
Method for spraying a liquid and apparatus for. the implementation of the method.
The present invention comprises a method for spraying a liquid using a gas stream, especially a solution, emulsion or suspension. In the known methods, the spraying is often carried out by causing the formation of a film on a rotating element, for example a disc or a rotating bowl, on which the liquid is made to arrive on or in the vicinity of the axis of rotation and the liquid flows out onto the rotating element as a film and, after leaving the element, it is taken up by a stream of gas which divides the film or filaments of liquid into fine drops. The friction between the rotating element and the liquid generates in this device the force necessary to accelerate the movement of the liquid towards the periphery, thus reducing the thickness of the film as it approaches. from the periphery.
This reduction in thickness is again due to the fact that during the movement outside the liquid the extent of the surface of the disc or of the bowl covered by a given quantity of liquid increases, being directly proportional to the radius along which is effected. the movement of the liquid.
If instead of making the liquid arrive on a rotating disc, it is made to arrive on a stationary circular disc in the center or in the vicinity of the center so as to make it acquire at this point a certain radial speed, and if friction does not play any role , the liquid would retain its velocity up to the periode and the thickness of the film would decrease from inside to outside in inverse proportion to the radius. But the friction which occurs between the disc and the liquid decreases its speed and, consequently, its radial speed at the periphery of the disc is less and the thickness of the film is greater, so that it is difficult to remove. dividing the liquid from the disc by a stream of gas into drops as small in diameter as that required in various applications.
In order for the liquid moving on the disc to maintain a certain speed and therefore to distribute itself evenly over the periphery of the disc, it is necessary that the diameter of the disc be small, but the result, on the other hand, is that the film maintains a greater thickness. than that which is suitable for the formation of fine drops.
The present invention is based on the fact that it is necessary to allow the film coming from the stationary disc to thin further by allowing the liquid to continue its radial movement after leaving the disc. The liquid is then no longer slowed down during this movement by the friction on the disc, but only by the much lower friction between the liquid and the gas through which it passes. The liquid therefore retains substantially the radial velocity at which it left the disc and, as a result, the film thickness continues to decrease in inverse proportion to the radius measured from the center of the disc.
But to achieve this result, it is necessary to prevent the gas which is to divide the liquid into drops from meeting the liquid as soon as it leaves the disc; it should not meet the film before it has acquired the thickness which is suitable for the formation of drops of the size desired.
The method according to the invention is characterized in that the liquid is projected onto a fixed disc at least near its center, so that it flows in the form of a continuous film towards the outside, beyond from the periphery of the disc in an area protected from the stream of atomizing gas, the liquid beyond this area coming into contact with said stream of gas and being entrained by the latter.
The present invention also comprises an apparatus for carrying out this method, characterized in that it comprises a supply duct intended to distribute liquid at least near the center of a disc, beyond the periphery. of which the liquid thus distributed can flow freely towards the outside in the form of a continuous film, and a screen located at a short distance from the disc and intended to create immediately beyond said periphery an area where the film of liquid is protected from spray gas stream.
The appended drawing represents, by way of example, two embodiments of the apparatus which the invention comprises.
Fig. 1 is a schematic sectional view of the first embodiment.
Fig. 2 is an analogous cop of the second-form of execution.
In the first embodiment of the apparatus shown in FIG. 1, the liquid arrives at the center of a circular disc 1, through a pipe 2, which ends just in front of the disc. If the velocity of the liquid exiting through pipe 2 is sufficient, but not too great, it passes more uniformly in the form of a film on the disc to its periphery.
When the film reaches the periphery of the disc, it continues to move in the same direction and, under favorable conditions, retains its cohesion.
The gas stream whose function is to divide the liquid into drops arrives from the left side in the figure, in the direction of the arrows 5. A disc 3, of larger diameter than the disc 1, is mounted in front of this disc and at a certain distance from it, so as to form a screen and create an area where the film of liquid is protected from the stream of atomizing gas which does not meet the disc 1 nor does it reach its immediate vicinity. As a result, the liquid film does not divide under the action of the gas stream until it has reached a point 4, where it divides into fine drops carried by the gas stream.
In the second embodiment shown in FIG. 2, the liquid inlet pipe is arranged so as to open into the face of a disc 1, while opposite this orifice is a fixed disc 6, which serves to distribute the liquid stream in the manner of disc 1 of the first embodiment. This disc 6 is part of an aerodynamically shaped element, another part of which constitutes a screen 3 playing the same role as the disc 3 of FIG. 1. These discs 1 and 6 define a narrow zone through which the liquid flows outwards.
In the particular embodiment of the apparatus of FIG. 1, the diameter of the orifice of the pipe 2 is about 5 mm, that of the disc 1 about: 10 mm and that of the disc 3 is 40 mm, while the distance between the two discs is about 5 mm. A liquid of the nature of diesel was sprayed by this apparatus with a flow rate of 500 liters per hour with air at a speed of 100 km / h, and a satisfactory spraying was obtained in drops with a size of 150 at 200 microns.
It can be said in general that in an apparatus such as that of FIG. l, the diameter of disc 1 should be 1.5-2.5 times - the diameter of the orifice of pipe 2, the diameter of disc 3 should be greater than that of disc 1 by 2-6 cm, and the distance between the two discs can vary between a few millimeters and a few centimeters. The diameter of the disc 3 is 3 to 7 times the diameter of the distributor disc.
This device is suitable for many applications, for example in the spraying of liquid biocides, of liquid fuels (installations consuming liquid fuel and internal combustion engines) of solutions, emulsions or suspensions to be concentrated or to be dried by evaporation, etc.
It is often necessary to form the required gas stream by a separate fan or the like blower, but it can also be operated in a still atmosphere in which the sprayer is in motion. This principle applies to the case of biocidal liquids sprayed by an airplane. It suffices to equip the aircraft with several sprayers, for example 10 to 20, uniformly distributed over the width of the aircraft, the movement of which causes the passage of air relative to the sprayers.
In this case, the liquid may be sprayed onto a disc mounted on the aircraft, this liquid flowing outward in the form of a continuous film beyond the periphery of the disc and being protected from the eddy of the liquid. plane before it comes into contact with this eddy and is dragged by it.
CLAIMS:
I. Method for spraying a liquid with the aid of a gas stream, characterized in that the liquid is projected onto a fixed disk at least near its center, so that it flows in the form of a film continues outwardly, beyond the periphery of the disc in an area protected from the stream of atomizing gas, the liquid, beyond this area, coming into contact with said stream of gas and being entrained by it. this.