"Dispositif de brumisation"

La présente invention concerne un dispositif de brumisation.

Elle trouvera son application pour la génération de brume dans les espaces clos, semi clos ou ouverts, tels des terrasses d'habitation ou de restaurant ou encore des locaux industriels.

Le dispositif assure le rafraîchissement de la zone couverte par l'absorption de chaleur lors de la vaporisation de l'eau brumisée.

Le dispositif trouve une autre application pour la diffusion de produits (tels liquides phytosanitaires, désinfectants, liquides de traitement des odeurs, etc.) sous forme liquide, en gouttelettes, sur un espace de diffusion déterminé.

Le document US-A-6.786.701 divulgue un ventilateur hélicoïde grillagé avec des buses de diffusion de gouttelettes d'eau sur le devant relié à un circuit d'alimentation en eau pressurisée.

Un tel ventilateur ne déploie qu'une faible pression d'air ce qui limite la portée de brumisation.

On constate par ailleurs un effet de retour de l'air brumisé vers l'arrière de l'appareil du fait de la dépression créée à ce niveau.

Cela diminue grandement l'efficacité de l'ensemble et implique un fonctionnement des organes de l'appareil dans des conditions d'humidité élevée pénalisant la fiabilité et la durée de vie du ventilateur.

Les documents US-A-2003/192482 et US-A-2004/065268 présentent des appareils munis d'un ventilateur hélicoïde semblable au précédent mais caréné avec un corps cylindrique creux réduisant l'effet de retour évoqué précédemment. Cela étant, des inconvénients inhérents au type de conception de ces appareils subsistent et en particulier les inconvénients suivants :

- ces appareils ne génèrent qu'une faible pression d'air d'où une faible portée de la brumisation ;

- si l'on souhaite augmenter la puissance du ventilateur pour augmenter la portée, les nuisances sonores deviennent très importantes ;

- ces appareils sont extrêmement directionnels avec une brumisation toujours dans l'axe de la rotation du ventilateur.

Le secteur angulaire couvert par la brumisation et l'inclinaison de la projection ne sont que peu réglables. - la grille disposée par devant le ventilateur est source de perturbation du flux et augmente le bruit de l'ensemble.

On connaît en outre de US-A1 -2002/0170309 un appareil portable de projection d'eau. De par sa technologie les gouttelettes sont trop grosses pour former une brume. Par ailleurs ce dispositif est fortement directionnel. Les documents NL-A-71 1 6 405 et FR-A-2 329 198 présentent tous deux des systèmes complexes pour l'éjection de gouttelettes. Ils sont aussi fort directionnels et les gouttelettes sont de grosse taille.

Il existe donc un besoin de proposer un dispositif de brumisation surmontant en tout ou partie les inconvénients des techniques connues jusqu'à présent.

La présente invention s'inscrit dans ce cadre et propose un dispositif de brumisation employant un ventilateur centrifuge comme moyen de génération d'un flux gazeux sortant.

Selon l'invention, l'entrée est orientée suivant l'axe de rotation du ventilateur centrifuge et la sortie est radiale.

Le demandeur a constaté que le ventilateur centrifuge installé dans le dispositif de brumisation procure une pression bien supérieure à celle obtenue par des ventilateurs hélicoïdes à puissance et diamètre équivalents. Un écart de l'ordre de 50 à 100 % est constaté.

Ainsi, l'invention profite de la pression disponible afin d'augmenter la portée du brumisateur.

Cette réserve de pression permet également d'utiliser des déflecteurs de sorte à orienter le flux dans les directions souhaitées et à augmenter la vitesse de sortie pour augmenter encore la portée de la brumisation.

Un ventilateur hélicoïde ne permettrait pas l'utilisation de déflecteurs dans de bonnes conditions car, la pression d'air générée étant trop faible, le flux d'air serait trop freiné. Un autre avantage de l'invention est de permettre une brumisation, dans un mode de réalisation préféré, suivant un secteur angulaire de 360° sans nécessité de déflection.

Le dispositif bénéficie de l'orientation radiale du flux généré par le ventilateur. On augmente donc très fortement la surface traitée par la brumisation comparativement aux dispositifs existants.

On constate également qu'une telle configuration gêne peu les utilisateurs sur le plan sonore dans la mesure où il est possible de placer le dispositif au-dessus des zones de circulation donc au-dessus de la tête des utilisateurs et dans la mesure où le bruit constaté selon l'invention se situe dans des fréquences moins élevées que dans le cas des dispositifs existants.

De par l'orientation du flux de sortie et la pression du ventilateur centrifuge, l'invention évite également les phénomènes de boucle constatés avec des ventilateurs du type US-6.786.701. Alors que l'état de la technique suggère systématiquement l'emploi de ventilateurs tournant autour d'un axe sensiblement horizontal, l'invention s'écarte de ce principe avec un dispositif à axe sensiblement vertical.

En combinaison avec des buses alimentées par un circuit d'eau sous pression, on a constaté que le dispositif de l'invention assure une grande finesse de brumisation et une excellente répartition volumique. Ce point est important notamment pour une utilisation en rafraîchisseur car cela permet un taux d'évaporation élevé.

D'autres buts et avantages apparaîtront au cours de la description qui suit qui présente un mode de réalisation préféré de l'invention cependant non limitatif.

Auparavant, il est rappelé que l'invention concerne un dispositif de brumisation comportant des moyens de génération d'un flux gazeux coopérant avec des moyens de production de gouttelettes d'un liquide pour former une brume, caractérisé par le fait que les moyens de génération du flux gazeux sont constitués par un ventilateur centrifuge ayant une entrée orientée suivant l'axe de rotation du ventilateur et une sortie radiale pour générer un flux radial de transport des gouttelettes.

De façon avantageuse mais non limitative, ce dispositif est tel que :

- les moyens de production de gouttelettes comportent des buses de diffusion situées en aval de la sortie du ventilateur et alimentées par un circuit d'eau sous pression. - les buses sont situées dans le flux radial.

- les buses sont situées au dessus du flux radial.

- le dispositif présente une pluralité de volets de déflection du flux gazeux montés pivotant suivant un axe parallèle à l'axe de rotation du ventilateur centrifuge, éventuellement avec des moyens d'actionnement des volets de déflection.

- le dispositif présente une pluralité de volets de déflection du flux gazeux montés pivotant suivant un axe orthogonal à l'axe de rotation du ventilateur centrifuge, éventuellement avec des moyens d'actionnement en rotation.

- le dispositif comprend un corps dans lequel est monté le ventilateur centrifuge, en communication avec une bouche d'admission d'air et comportant au moins une bouche de projection radiale du flux gazeux.

- le corps a un pourtour polygonal dont au moins un côté comporte une bouche de projection.

- le dispositif comporte des moyens d'obturation d'au moins une bouche de projection.

- le corps a un pourtour cylindrique dont au moins un secteur angulaire comporte une bouche de projection. - l'axe de rotation du ventilateur centrifuge est vertical.

- le dispositif comporte un pied de support avec un conduit d'amenée au ventilateur centrifuge.

- le conduit constitue le montant vertical du pied.

Les dessins ci-joints sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l'invention. Ils représentent seulement un mode de réalisation de l'invention et permettront de la comprendre aisément.

La figure 1 est une coupe longitudinale du dispositif de l'invention et la figure 2 en est une coupe transversale.

La figure 3 illustre le flux d'air sortant et les possibilités de réglage de son orientation.

La figure 4 est une coupe suivant la ligne C-C de la figure 2 montrant un exemple de moyens d'actionnement des déflecteurs.

La figure 5 est un exemple de positionnement du dispositif de l'invention sur un pied et la figure 6 montre un autre exemple d'implantation avec une admission d'air déportée.

La figure 7 montre encore une possibilité d'installation par suspension du dispositif au niveau du plafond d'un bâtiment.

La figure 8 montre une variante de suspension avec un réglage des déflecteurs de sorte à orienter différemment le flux. La figure 9 schématise les possibilités de réglage du niveau en hauteur de projection du flux relativement aux parois de sorte à utiliser ou non un effet de bord du type Coanda.

La figure 10 montre un mode d'implantation avec une admission d'air par le dessus du dispositif. Les figures 1 1 et 12 montrent deux cas d'ajustement différent du secteur angulaire de projection du flux d'air radial.

Dans le cas de la figure 1 1 , la projection s'effectue à 360° alors que le secteur angulaire est plus réduit en figure 12 de sorte à s'adapter à la configuration du lieu d'implantation.

La figure 13 est une vue de dessus du dispositif. On présente ci-après le cas d'une production de goutellettes d'eau, cas non limitatif de liquides utilisables.

De même, on présente la génération d'un flux d'air mais d'autres fluides gazeux sont exploitables.

Tel que visible notamment en figures 1 et 2, le dispositif 1 de l'invention est muni d'un ventilateur centrifuge 2 formant des moyens de génération d'un flux d'air avec une sortie d'air radiale par rapport à l'axe 3 de rotation du ventilateur centrifuge 2.

Dans le cas illustré, le ventilateur centrifuge 2 est logé dans un corps 4 en matière plastique ou métallique préservant une sortie périphérique pour l'éjection du flux radial 16.

Le ventilateur centrifuge 2 dispose d'une entrée 5 que l'on met en communication avec une bouche d'admission 7 située à proximité de l'entrée 5 dans le cas de la figure 1 mais pouvant être déportée comme dans l'exemple de la figure 6 ou à mi-hauteur dans le cas de la figure 5. L'entrée d'air 5 peut être située en dessous du ventilateur 2 ou sur sa face supérieure comme dans le cas de la figure 10.

D'une façon générale mais non limitative, on dispose l'axe de rotation 3 suivant la verticale.

De cette façon, le flux radial généré est projeté selon un plan horizontal. Pour réaliser la projection, la sortie 6 du ventilateur qui est située sur sa circonférence en aval des pâles 12 du ventilateur centrifuge, est placée en regard d'une ou plusieurs bouches de projection 9 formées dans le corps 4 du dispositif 1.

Dans le cas présenté et particulièrement visible à la figure 2, le corps 4 dispose d'une partie de section polygonale délimitant une pluralité de secteurs 8 disposant chacun d'une bouche de projection 9.

Le flux d'air est donc éjecté du dispositif 1 au travers de chacune des bouches 9, le flux couvrant alors un secteur angulaire de 360°.

II est par ailleurs possible d'obturer une ou plusieurs bouches de projection totalement ou partiellement de sorte à limiter la surface angulaire couverte par la projection.

La figure 1 1 montre une projection à 360° alors que la figure 12 montre un secteur de projection restreint utilisant un écran 29 d'obturation de certaines bouches de projection 9.

Dans le cas illustré, l'écran 29 est composé d'une pluralité de pans 30a,b,c,d,e d'obturation.

La configuration illustrée n'est bien entendu pas limitative. On peut prévoir notamment un corps 4 disposant d'une portion de section circulaire plutôt que polygonale et présentant un écran pouvant couvrir tout ou partie de l'ouverture de la portion circulaire.

A titre préféré, les buses 10 en correspondance de la portion obturée seront bouchées ou remplacées par des bouchons ou leur circuit d'alimentation fermé.

Suivant une première possibilité, la génération de gouttelettes d'eau s'effectue dans la zone d'éjection du flux d'air radial 16.

De cette façon, les gouttelettes sont directement emportées par le flux sortant. Suivant une autre possibilité, la génération de gouttelettes s'effectue légèrement au-dessus de la sortie du flux d'air comme illustré aux figures 1 et 13.

A ces figures, les moyens de production de gouttelettes d'eau comportent une pluralité de buses 10 de conception courante alimentées en eau sous pression par l'intermédiaire d'un circuit d'alimentation 1 1 issu d'une réserve d'eau ou d'une alimentation secteur en eau et de moyens de pompage et de filtrage.

La figure 13 montre le circuit d'alimentation 1 1 avec une partie périphérique de répartition de l'eau sous pression vers les buses 10. Dans le cas illustré, une buse 10 est formée pour chaque secteur 8.

Décaler en hauteur les buses 10 relativement à la sortie du flux d'air radial est avantageux pour certaines applications car on a constaté que cette

disposition permet d'augmenter la hauteur de la nappe de brume de plus de 50%.

Par contre, la portée est généralement diminuée. En augmentant la hauteur de brumisation, on obtient généralement une impression de meilleure homogénéité de la brumisation et non pas un jet très directionnel.

On reprend ci-après le résultat d'essai réalisé par le demandeur sous forme de tableau présentant la hauteur H et la largeur L du nuage de brume obtenu à une distance donnée du dispositif 1 ainsi que la surface brumisée à cette distance en fonction du décalage en hauteur (d) entre les buses 10 et l'axe médian des bouches de projection d'air 9.

Conditions de l'essai :

Ventilation : 200m3/h ; une bouche de production : 200 x 100 (mm)

1 buse DID CNm type B01 débit 0,08 l/min à 50 bars

Pression de service : 50 bars

Distance de mesure : 2 ,50m d(cm) L(cm) H(cm) Surface couverte (m ²⁾

0 80 60 0,48

5 90 65 0,59

10 1 10 70 0,77

15 120 80 0,96

Distance de mesure : 3,5m

Le nuage de brume est donc de hauteur et plus généralement de surface plus importante en disposant les buses en décalage par rapport au flux d'air sortant.

Par cette disposition en parallèle des moyens de génération de flux d'air et des moyens de production de gouttelettes d'eau, la vitesse résultante est sensiblement équivalente à celle du ventilateur centrifuge 2 et la portée totale est peu changée. Par contre, le débit d'air résultant est supérieur à celui du ventilateur seul ce qui augmente le volume total traité.

Au contraire, en plaçant en série les moyens de génération de flux d'air et les moyens de production de gouttelettes, la vitesse d'air résultante est supérieure à celle du ventilateur centrifuge seul ce qui augmente la portée totale alors que le débit résultant est sensiblement équivalent au débit du ventilateur centrifuge ce qui explique que le volume traité est pratiquement inchangé.

Il faut également tenir compte du taux d'induction qui est le rapport du débit d'air total sur le débit primaire qui implique que le volume total d'air déplacé est supérieur au volume d'air primaire.

Par conséquent, la configuration du dispositif 1 de l'invention présentant une sortie radiale du flux d'air permet d'ajuster le positionnement des buses 10 relativement à l'application souhaitée.

Selon les applications, on pourra privilégier l'homogénéité s'il est important de rafraîchir de façon semblable tous les points de la zone traitée.

Dans d'autres cas, on pourra privilégier la portée pour augmenter le rayon d'action.

On pourra prévoir des moyens de modification de la position des buses par rapport aux bouches de projection 9 de sorte à s'ajuster aux nécessités de l'application.

On peut aussi positionner les buses 10 en dessous des bouches 9 si l'application s'y prête.

De façon à orienter le flux radial 16, des moyens de déflection sont prévus au niveau des bouches de projection 9.

Dans le cas illustré, les moyens de déflection comportent une pluralité de volets 13 disposant d'un axe orienté parallèlement à celui de rotation du ventilateur centrifuge 2 et une pluralité de volets 14 disposés de sorte à pivoter suivant un axe orthogonal à l'axe 3 du ventilateur 2.

On comprend aisément que l'association de ces deux types de volet 13, 14 permet un réglage affiné de l'orientation du flux 16.

L'exemple de la figure 3 montre qu'il est possible d'éviter un obstacle 15 situé en périphérie du dispositif 1 en orientant de façon adéquate les volets.

Suivant un premier mode de réalisation, les volets 13 ou/et les volets 14 sont réglables manuellement et individuellement.

Il est également possible de coupler leur mobilité pour former des ensembles de volets 13 et/ou 14 pivotant simultanément. Suivant un autre mode de réalisation, le mouvement des volets 13 et/ou

14 est motorisé par tout moyen courant.

On a représenté en figure 4 un exemple de réalisation de l'entraînement en rotation des volets 14.

Dans ce cadre, les volets 14 sont couplés en rotation par l'intermédiaire de tiges d'entraînement 18 reliées par cardan 17 et entraînées par un système de pignons coniques 20, 21 assurant le renvoi d'angle d'un mouvement de rotation d'un axe 19 mû par l'intermédiaire d'une poignée 22 qui pourrait être remplacée par un moteur.

La configuration ainsi illustrée n'est cependant pas limitative de l'invention et tout moyen de modification de la position des volets 13 ou des volets 14 entre dans le cadre de la présente invention.

On comprend aisément que l'association de volets de déflection 13, 14 avec le ventilateur centrifuge 2 assurant une sortie radiale du flux d'air 16 permet de grandes possibilités de réglage du flux sortant.

Les figures 7 et 8 en sont une illustration avec une orientation différente du flux selon la configuration du bâtiment équipé.

En figure 9, on a représenté la possibilité d'exploiter l'effet Coanda en plaçant le dispositif 1 à faible hauteur du plafond (paroi 31 ) du bâtiment.

Cet effet se caractérise par un allongement de la portée d'un flux lorsque celui-ci tangente une paroi. Un effet semblable est produit en jouant sur les volets 14 de sorte à les orienter vers le haut.

L'effet Coanda permet d'allonger sensiblement la portée de la zone brumisée 26 par rapport à un cas sans effet Coanda (zone 25).

Plusieurs possibilités d'implantation existent pour le dispositif de brumisation 1 de l'invention.

La figure 7, 8, 9 et 10 montrent le cas d'une suspension au niveau du plafond d'un bâtiment évitant ainsi tout encombrement au sol.

La figure 10 montre dans ce cadre la formation d'une cheminée pour ménager la bouche d'admission 7 de l'air à l'extérieur du bâtiment. Les figures 5 et 6 montrent la formation d'un pied servant de montant vertical de support au ventilateur au dispositif 1.

Avantageusement, le pied est réalisé sous forme d'un conduit 23 de forme tubulaire creuse (de section carrée ou polygonale, cylindrique ou autre) assurant l'amenée de l'air jusqu'à l'entrée 5 du ventilateur centrifuge 2. On peut ainsi constituer la bouche d'admission 7 avec une pluralité d'ouvertures sur la surface du conduit comme c'est le cas pour la figure 5 ou encore déporter assez largement l'admission d'air en utilisant un conduit 24 apte par exemple à communiquer avec l'extérieur.

Ce dernier cas comme celui de la figure 10 permet le renouvellement de l'air intérieur au bâtiment.

Un socle 33 constitue avantageusement la base d'appui du conduit 23 sur le sol.

REFERENCES

1. Dispositif

2. Ventilateur centrifuge

3. Axe de rotation 4. Corps

5. Entrée

6. Sortie

7. Bouche d'admission

8. Secteurs 9. Bouches de projection

10. Buses

1 1. Circuit d'alimentation

12. Pâles

13. Volets axiaux 14. Volets orthogonaux

15. Obstacle 16. Flux

17. Cardan

18. Tige 19. Axe

20, 21. Pignons coniques

22. Poignée

23. Conduit

24. Conduit externe 25. Zone brumisée

26. Zone brumisée

27. Zone brumisée

28. Zone brumisée

29. Ecran 30 a,b,c,d,e. Pan

31. Paroi

32. Paroi 33. Socle