Un tel système s'applique en particulier aux générateurs d'aérosol ultrasonores, plus particulièrement aux générateurs d'aérosol ultrasonores utilisés dans les installations qui mettent en oeuvre le procédé dit procédé"Pyrosol"'tel qu'il est décrit par exemple dans le document FR-A-2 110 622.

Des dispositifs d'alimentation en liquide à niveau constant sont par exemple utilisés avec des appareils générateurs d'aérosol où ils ont pour objet d'assurer une alimentation en liauide continue à niveau constant du pot générateur d'aérosol.

Rappelons que les aérosols d'origine ultrasonore sont obtenus par focalisation d'un faisceau d'ultrasons à la surface du liquide que l'on souhaite nébuliser.

Le générateur ultrasonore est constitué d'un émetteur ultrasons placé au fond d'un pot contenant le liquide à pulvériser.

Une description complète de ces dispositifs figure dans un article de Spitz eL Uny dans Applied <BR> <BR> WO 98/33599

Optics, Juillet 1968, pages 1345 à 1349. De tels dispositifs sont mis en oeuvre dans le cadre du procédé et du dispositif Pyrosols décrit dans le document FR-A-2 110 622.

Afin de garantir un débit homogène d'aérosol, il est indispensable que la hauteur de liquide au-dessus de l'émetteur ultrasons soit constante.

Le document Thin Solid Films, Vol. 197, (1991), page 197 décrit des dispositifs d'alimentation pour pot générateur d'aérosol qui peuvent tre utilisés par exemple dans le cas du procédé dit procédé Pyrosol ('.

Un tel dispositif de l'art antérieur, est représenté en coupe verticale schématique sur la figure 1. Ce dispositif d'alimentation en liquide à niveau constant se présente le plus souvent sous la forme d'une burette 105 de niveau constant.

Le niveau constant dans le pot générateur d'aérosol 101 est fixé par le niveau de liquide dans la partie inférieure 102 de la burette 105, selon le principe des vases communicants par l'intermédiaire du tube 103. Le tube 104 assure le maintien de la mme pression dans le pot et la partie inférieure de la 10 2. Le bouchon 106 isole le contenu de la burette de la pression extérieure.

Quand le niveau de liquide baisse dans le pot 101, il baisse également dans la partie inférieure 102 de la burette 105, et lorsque ce niveau est tel que le tube 107 n'est plus immergé dans la solution, le liquide en provenance de la partie supérieure de la burette 105 s'écoule de nouveau dans la partie 102, et

le niveau de liquide dans la partie inférieure 102 remonte jusqu'au niveau de la partie inférieure du tube 107.

Un tel dispositif d'alimentation, décrit sur la figure 1, présente de nombreux inconvénients.

Il est tout d'abord impossible de recharger en liquide la burette à niveau constant 105 il est nécessaire d'enlever le bouchon 106, ce qui provoque une rupture du niveau constant dans la partie inférieure de la burette 105 et par voie de conséquence dans le pot 101.

Dans le cas où le générateur d'aérosol ultrasonore est utilisé dans le cadre du procédé dit procédé Pyrosol@, le four mis en oeuvre dans ce procédé est constitué de plusieurs zones de dépôt, chaque zone étant elle-mme alimentée par plusieurs générateurs d'aérosol ultrasonores, le remplissage, le rechargement des burettes en liquide entraine des arrts réguliers de la production avec des répercussions importantes sur la productivité, le coût global du procédé et des produits fabriqués.

Ensuite, dans le dispositif de l'art antérieur, la burette à niveau constant sert à la fois de réservoir de stockage et. d'alimentation en liquide, et de dispositif à niveau constant. Du fait que les deux rôles joués par la burette ne peuvent tre séparés, chaque appareil, tel qu'un générateur d'aérosol ultrasonore, devra tre équipé d'une burette, car une seule burette ne peut alimenter plusieurs appareils.

Par exemple, on compte jusqu'à quatorze générateurs d'aérosol associés à autant de burettes

dans le cas d'une installation Pyrosole ce qui entraine des manipulations supplémentaires et un encombrement important.

Le dispositif décrit sur la figure 1 fonctionne d'une manière qui ne peut tre considérée comme entièrement satisfaisante car la variation de niveau dans la partie inférieure 102 de la burette a lieu de manière brusque, du fait, en particulier, du passage obligatoire de bulles d'air. Cette variation brusque de niveau dans la partie inférieure 102 se traduit par une mme variation brusque du niveau correspondant dans l'appareil alimenté, par exemple le générateur d'aérosol, avec pour conséquence une importante variation du débit d'aérosol qui est particulièrement préjudiciable dans le cas où cet aérosol est envoyé dans une installation Pyrosol.

En effet, comme cela est décrit dans le document FR-A-2 110 622, l'aérosol utilisé dans cette installation doit présenter des propriétés stables et constantes.

Dans le cas décrit par l'art antérieur, l'appareil alimenté est un pot générateur d'aérosol ultrasonore, le liquide contenu dans le pot générateur d'aérosol se réchauffe sous l'influence du faisceau d'ultrasons, cette augmentation de température pouvant atteindre jusqu'à plusieurs dizaines de degrés C.

On sait que les caractéristiques de l'aérosol produit dépendent des propriétés intrinsèques des solutions telles que la viscosité et la tension de surface. Or ces propriétés varient en fonction de la température de manière importante. Le réchauffement du liquide contenu dans le pot se traduit donc par une

évaporation de la phase solvant, rendant la solution de plus en plus concentrée, donc de plus en plus visqueuse ce qui conduit parfois à un arrt complet de la production d'aérosol.

De plus, chaque fois que le pot générateur est remis à niveau par le dispositif à niveau constant, constitué par la burette, la viscosité et la température du liquide qu'il contient diminuent, ce qui se traduit par une nouvelle variation des caractéristiques de l'aérosol produit, par exemple de nouveau extrmement préjudiciable au fonctionnement de l'installation Pyrosols et à la qualité des produits obtenus.

Enfin, et entre autres inconvénients, il est difficile d'évaluer de manière précise la quantité de liquide consommée par l'appareil alimenté par la burette 105. Ainsi, par exemple, pour évaluer la consommation totale en liquide dans un four de dépôt Pyrosole, il est nécessaire de connaitre le volume de liquide consommé dans chaque burette de niveau constant puis de les additionner, ce qui nuit grandement à la précision de la mesure.

Le but de la présente invention est donc de fournir un système d'alimentation en liquide pur appareil dans lequel est maintenu un niveau constant de liquide qui remédie aux inconvénients des dispositifs et systèmes de l'art antérieur.

Ce but et d'autres encore, sont atteints, conformément à l'invention par un système d'alimentation en liquide pour appareil dans lequel est maintenu un niveau constant de liquide, ledit système d'alimentation en liquide comprenant des moyens de

stockage du liquide, et un dispositif d'alimentation en liquide à niveau constant relié audit appareil et y maintenant le. mme niveau constant en vertu du principe des vases communicants, caractérisé en ce que ladite alimentation en liquide est réalisé en continu ; en ce que lesdits moyens de stockage du liquide sont distincts dudit dispositif d'alimentation en liquide à niveau constant ; en ce que ledit dispositif d'alimentation en liquide à niveau constant est un dispositif à débordement comportant un récipient rempli en permanence jusqu'à sa limite supérieure correspondant au niveau constant à maintenir, et une zone de récupération qui recueille en permanence le liquide qui déborde depuis ledit récipient, ledit récipient étant relié audit appareil, et étant alimenté en continu par des moyens d'alimentation continue en liquide, reliés auxdits moyens de stockage ; moyennant quoi un niveau constant est assuré en permanence dans l'appareil par la circulation continue du liquide.

Grâce au système selon l'invention les inconvénients des systèmes de l'art antérieur sont surmontés.

En effet, le principe du dispositif à débordement qui fait partie du système selon l'invention se différencie fondamentalement de celui du dispositif de type burette à niveau constant de l'art antérieur. Un tel dispositif à débordement, qui fonctionne en continu, et qui est rempli en permanence jusqu'au niveau constant souhaité, garantit que ce mme niveau constant soit assuré en permanence, sans aucune variation, dans l'appareil dans lequel on cherche à maintenir un niveau constant, par la circulation continue et permanente du liquide.

D'autre part, selon une autre caractéristique essentielle du système selon l'invention,. les moyens de stockage du liquide sont distincts, séparés du dispositif à débordement, et ce dispositif à débordement est alimenté en continu par des moyens d'alimentation continue en liquide, reliés aux moyens de stockage.

En outre, il n'y a aucune circulation de bulle d'air susceptible d'occasionner des perturbations dans l'appareil et le dispositif à débordement.

De ce fait, les rôles respectifs, d'une part, d'alimentation continue en liquide et de stockage et, d'autre part, de maintien du niveau constant sont joués de manière distincte, d'une part, par les moyens d'alimentation et les moyens de stockage et, d'autre part, par le dispositif à débordement.

Dans l'art antérieur, ces deux fonctions étaient réunies dans un seul et mme appareil, à savoir la burette à niveau constant et se perturbaient mutuellement. Au contraire, selon l'invention, il est possible de réaliser un fonctionnement effectivement continu du système et de l'appareil puisque le fait, par exemple, de recharger, de remplir à nouveau les moyens de stockage n'entraîne aucune perturbation, ni sur ce dispositif à débordement si sur l'appareil à alimenter dont le fonctionnement ne doit pas tre arrté. Ce remplissage, ce rechargement pouvant entre outre tre réalisés à tout instant.

Les moyens de stockage du liquide comprennent généralement un réservoir muni de préférence de moyens de mesure de la quantité de liquide.

Ce réservoir étant séparé et jouant strictement un rôle de stockage, il est très facile, à tout moment,. et sans occasionner aucune perturbation, de mesurer en continu la quantité de liquide se trouvant dans ce réservoir, et par voie de conséquence la quantité de liquide consommée dans l'appareil.

Avantageusement, un seul réservoir peut alimenter plusieurs dispositifs à débordement, chacun de ces dispositifs étant relié à un appareil. Par exemple, un seul réservoir d'un volume judicieusement choisi, peut alimenter jusqu'à 14 appareils ou plus.

En outre, dans le cas de l'utilisation de liquides nécessitant des précautions particulières de manipulation et de stockage, le réservoir peut tre stocké dans un local adéquat, mme loin des appareils à alimenter. Une telle disposition, découlant des caractéristiques du système selon l'invention, assure une sécurité optimale de fonctionnement.

Si le liquide mis en oeuvre subit un échauffement dans l'appareil comme c'est le cas, par exemple, dans un pot générateur d'aérosol, la circulation permanente du liquide et son renouvellement régulier dans l'appareil garantissent une température constante du liquide aussi. bien dans l'appareil que dans l'ensemble du système, un tel état d'équilibre thermique étant bien évidemment atteint après une phase transitoire de quelques minutes. Il en découle que les propriétés du liquide, telles que la viscosité, la tension de surface..., demeurent sensiblement constantes, ce qui permet un fonctionnement régulier de l'appareil, et par exemple la production d'un aérosol de caractéristiques stables et constantes.

Avantageusement, selon l'invention, le niveau constant de liquide dans l'appareil peut tre e ajusté à tout moment en faisant varier l'altitude relative du dispositif à débordement par rapport à l'appareil alimenté. Un tel ajustement ne peut pas tre réalisé instantanément avec les systèmes de l'art antérieur comportant une burette à niveau constant, et constitue un avantage supplémentaire du système selon l'invention.

Selon un premier mode de réalisation du système selon l'invention, le dispositif à débordement comprend un vase à débordement, formé d'une enceinte comportant une cloison de séparation verticale, séparant ladite enceinte en une première et une seconde parties définissant respectivement ledit récipient et ladite zone de récupération, la hauteur de ladite paroi définissant le niveau constant à maintenir.

Selon un second mode de réalisation du système, selon l'invention, le dispositif à débordement comprend un tube coudé présentant une portion verticale ; puis une portion horizontale définissant le niveau constant à maintenir, ladite portion horizontale débouchant dans un tube vertical descendant, définissant ladite zone de récupération, et formant un siphon.

Selon l'invention, l'appareil est de préférence un générateur d'aérosol ultrasonore.

L'invention a donc également trait au générateur d'aérosol ultrasonore alimenté par le système décrit plus haut.

Un tel générateur d'aérosol ultrasonore est mis en oeuvre de préférence dans un dispositif ou installation pour la mise en oeuvre du procédé dit

procédé Pyrosole d'élaboration de couches minces de métal ou d'un composé métallique.

L'invention a donc également pour objet une installation d'élaboration de couches minces de métal ou de composé métallique par dépôt sur un substrat chauffé d'un aérosol de solution de précurseur dudit métal ou du composé métallique entraîné par un gaz vecteur, ledit aérosol étant créé par le générateur d'aérosol ultrasonore caractérisé en ce que ledit générateur d'aérosol ultrasonore est le générateur d'aérosol ultrasonore décrit plus haut.

Les avantages présentés par le système selon l'invention sont particulièrement sensibles dans le cas où l'appareil est un générateur d'aérosol ultrasonore, en effet du fait du niveau constant sans variation assuré dans le pot générateur, on obtient un débit d'aérosol parfaitement constant.

Ainsi, lorsque le système, selon l'invention, est intégré dans l'installation Pyrosol mentionnée plus haut, toutes les qualités et tous les avantages du système, selon l'invention, se répercutent en conséquence sur l'installation et le procédé Pyrosol@.

Par exemple, la qualité et l'homogénéité des couches minces produites est grandement améliorée à cause de la production d'aérosol beaucoup plus homogène qu'avec les systèmes par exemple à burette de l'art antérieur ; la productivité du procédé est améliorée grâce à la suppression des arrts nécessaires pour le rechargement en liquide. Enfin, et entre autres, la consommation de liquide peut tre contrôlée de manière beaucoup plus précise et beaucoup plus aisée que dans

l'art antérieur, par exemple, en pesant en continu les moyens de stockage tels qu'un réservoir mme pendant la production d'aérosol.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, cette description étant faite en faisant référence aux dessins joints dans lesquels : -la figure 1, déjà décrite plus haut, est une vue en coupe verticale illustrant schématiquement un système d'alimentation en liquide de l'art antérieur, pour appareil dans lequel est maintenu un niveau constant de liquide, ledit appareil étant un pot générateur d'aérosol ; -la figure 2 est une vue en coupe verticale illustrant schématiquement un système d'alimentation en liquide conforme à l'invention, pour appareil dans lequel est maintenu un niveau constant de liquide, ledit appareil étant un pot générateur d'aérosol, et le dispositif d'alimentation en liquide à niveau constant étant réalisé selon un premier mode de réalisation de l'invention sous la forme d'un vase à débordement ; -la figure 3A est une vue en coupe verticale illustrant plus précisément un premier mode de réalisation du dispositif d'alimentation en liquide à niveau constant du système selon l'invention, réalisé sous la forme d'un vase à débordement ; -la figure 3B est une vue schématique en coupe selon BB du dispositif de la figure 3A ; -la figure 4 est une vue en coupe verticale illustrant schématiquement un système

d'alimentation en liquide conforme à l'invention pour appareil dans lequel est maintenu un niveau constant de liquide, ledit appareil étant un pot générateur d'aérosol, et le dispositif d'alimentation en liquide à niveau constant étant réalisé selon un second mode de réalisation de l'invention, sous la forme d'un tube coudé.

Sur la figure 2 on a donc représenté très schématiquement un système d'alimentation réalisé conformément à l'invention et destiné à alimenter en liquide un appareil dans lequel est maintenu un niveau constant de liquide.

Sur la figure 2, l'appareil est un pot générateur d'aérosol 1 d'un générateur d'aérosol ultrasonore, mais l'appareil alimenté selon l'invention peut tre tout appareil dans lequel on souhaite maintenir un niveau constant de liquide.

De mme, le liquide pourra tre un liquide quelconque, dans le cas d'un générateur d'aérosol pour installation Pyrosol~, le liquide est de préférence une solution de précurseur de métal ou de composé métallique.

Un tel pot générateur d'aérosol présente une constitution générale en elle-mme connue et on pourra en trouver une description complète dans l'article de J. SPITZ et G. UNY déjà cité plus haut ou dans le document FR-A-2 110 622 également mentionné ci-dessus. Le pot générateur comporte un émetteur d'ultrasons 2 tel qu'une céramique piézoélectrique, placé à la partie inférieure d'une cuve ou pot généralement cylindrique 3, rempli (e) de liquide 4 qui

est de préférence une solution d'alcool ou d'acétylacétone.

Cette enceinte peut comporter également un certain nombre de capteurs tels que des capteurs de température 5.

Le faisceau d'ultrasons généré, dirigé vers l'interface air-liquide 6, située au niveau constant que l'on souhaite maintenir, va former un geyser 7 qui s'accompagne d'un brouillard ou aérosol.

Cet aérosol présente une répartition de la taille des particules relativement étroite, cette homogénéité de la taille des particules autour par exemple de 6 um, est particulièrement intéressante dans le cas où le générateur d'aérosol ultrasonore est mis en oeuvre dans le cadre d'un procédé d'élaboration de couches minces dit procédé Pyrosol décrit dans le document FR-A-2 110 622, incorporé à la présente à titre de référence.

L'aérosol formé est entraîné vers le conduit de sortie de 9 par un gaz vecteur tel qu'un gaz inerte ou de l'air, introduit par le tube 8, dans le pot générateur d'aérosol.

Selon l'invention le niveau constant dans l'appareil est maintenu par. un dispositif à débordement relié audit appareil et y maintenant le mme niveau constant en vertu du principe des vases communicants.

Sur la figure, le dispositif à débordement désigné généralement par la référence 10, est relié à la base de l'appareil par les canalisations ou conduites 11,12, le conduit 11 se prolongeant par le conduit 13, muni par exemple d'une vanne 14 de vidange.

Le dispositif à débordement, qui est, sur la figure 2, conformément à un premier mode de réalisation de l'invention, un dispositif de type"vase à débordement"est décrit plus en détail sur les figures 3A et 3B, et comprend un récipient débordant 15 et une zone de récupération 16.

Le système selon l'invention comprend en outre des moyens de stockage du liquide, qui comportent, par exemple un réservoir 17 de capacité adéquate par exemple de 10 à 100 e dans le cas où l'appareil est un pot générateur d'aérosol, et des moyens de mesure de la quantité de liquide tel qu'une balance 18. D'autres moyens de mesure permettant la mesure à tout instant, et en continu de la quantité de liquide, tels qu'un débitmètre, peuvent tre envisagés.

Selon l'invention, un réservoir pourra alimenter plusieurs dispositifs à débordement, chacun étant relié à un appareil tel qu'un pot générateur d'aérosol, le nombre des appareils alimentés par un seul réservoir pourra ainsi aller jusqu'à 14 ou plus.

Le système selon l'invention comprend également des moyens d'alimentation en continu du récipient 15, qui comprennent essentiellement des moyens de mise en circulation du liquide par exemple une pompe 19 telle qu'une pompe péristaltique ou autre, et des moyens de conduite 20,21 comportant essentiellement par exemple, une conduite d'aspiration 20 du liquide contenu dans le réservoir 17, et une conduite de refoulement 21 depuis la pompe 19 vers le récipient 15.

Le système comprend généralement en outre, des moyens d'équilibrage de la pression qui comprennent

par exemple un conduit ou tuyau 22 assurant l'équilibrage de la pression entre le dispositif à débordement et l'appareil et reliant ceux-ci.

Enfin, le système comprend généralement des moyens de siphon 23, reliant la zone de récupération 16 au réservoir de liquide 17, et empchant le gaz, par exemple l'air, en surpression dans le pot générateur et le dispositif à débordement, de s'échapper vers le réservoir 17.

Sur les figures 3A et 3B on a illustré très schématiquement un dispositif à débordement, du type "vase à débordement"suivant un premier mode de réalisation de l'invention.

Selon les figures 3A et 3B le vase à débordement 10 comprend généralement une enceinte 24, séparée par une cloison de séparation verticale 25, en deux parties, à savoir : un récipient intérieur 15 assurant le niveau constant (niveau 6 de l'appareil 1), et une zone de récupération 16 du liquide débordant depuis le récipient 15.

Un siphon 23, déjà mentionné plus haut, relié à la zone de récupération est raccordé au réservoir de liquide 17.

Un piquage 26 permet la vidange de la zone de récupération 16, et est relié à un conduit 27 muni d'une vanne 28 (voir figure 2), tandis qu'un piquage 29 est relié au conduit 11 déjà mentionné, assurant le niveau constant entre le dispositif à débordement et le pot générateur d'aérosol (conduit 12) et permettant la vidange du récipient 15 (conduit 13).

L'enceinte 24 compte généralement une bride 30 qui permet l'ouverture du vase à débordement pour son nettoyage interne.

Cette bride définit un couvercle 31 comportant un premier piquage 32 recevant le conduit de refoulement 21 de la pompe 19, ce qui permet d'assurer en continu et en permanence le remplissage du récipient 15, et un second piquage 33 connecté au tuyau ou conduit d'équilibrage de pression 22.

Enfin, le vase à débordement comprend généralement un dispositif de fixation tel qu'une queue de fixation 34, en assurant le positionnement.

Avantageusement, ce dispositif de fixation est muni de moyens tels qu'une table élévatrice de laboratoire permettant de faire varier l'attitude relative du dispositif à débordement par rapport à l'appareil alimenté, tel que le pot générateur d'aérosol 1, et d'ajuster ainsi simplement à tout moment ce niveau constant du liquide dans l'appareil 1.

Par exemple on pourra ajuster l'altitude du dispositif à débordement 10 de plus ou moins 10 mm par rapport à une position moyenne.

Sur la figure 4 est illustrée très schématiquement un système d'alimentation en liquide conforme à l'invention dans lequel le dispositif à débordement est réalisé, selon un second mode de réalisation de l'invention, sous la forme d'un tube coudé.

La plupart des références étaient déjà utilisées sur la figure 3. Dans ce mode de réalisation, le tube coudé 35 joue le rôle de récipient, et le rôle de zone de récupération est joué par le tube horizontal 36 et le tube vertical descendant 37.

Le fonctionnement du système selon l'invention va maintenant tre illustré en se référant à la figure 2, à titre d'exemple.

Au départ, le liquide tel que le liquide à pulvériser est contenu dans le réservoir 17. Il est aspiré par la pompe 19 qui fonctionne en continu. Le récipient 15 du vase à débordement (figure 3) se remplit, et en vertu du principe des vases communicants, le pot générateur d'aérosol 1 (figure 2) se remplit jusqu'au niveau correspondant à la limite supérieure du récipient interne 15 (figure 3). Ensuite, ce récipient 15 déborde, le liquide se déverse alors dans la zone de récupération 16. Depuis la zone 16, le liquide retourne dans le réservoir 17. Grâce au fonctionnement continu, le liquide est en permanence renouvelé dans le pot générateur d'aérosol, le niveau constant de liquide peut tre ajusté à tout moment en faisant varier l'altitude relative du vase à débordement 10 par rapport au pot générateur d'aérosol 1.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la description qui vient d'tre décrite à titre d'exemple, mais en couvre toutes les variantes.

Ainsi, le dispositif à débordement peut notamment prendre toute forme, outre les deux modes de réalisation décrits plus haut.