FR2937884A1 - Procede de formation d'une emulsion a partir de liquides non miscibles en eux et application a l'alimentation en liquide d'un dispositif de nebulisation - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de mélange de liquides (5a, 5b) non miscibles entre eux, comprenant des étapes de mise en contact des liquides entre eux, et d'agitation des liquides pour obtenir un mélange sensiblement homogène et temporairement stable, l'agitation des liquides étant effectuée en immergeant une buse biseautée (32b, 43) d'un tube capillaire (30b, 40) au voisinage d'une zone de contact entre les liquides, et en mettant en vibration le tube capillaire. L'invention s'applique notamment à la nébulisation de liquides dans l'air, également au moyen d'un tube capillaire vibrant.

Description

PROCEDE DE FORMATION D'UNE EMULSION A PARTIR DE LIQUIDES NON MISCIBLES EN EUX ET APPLICATION A L'ALIMENTATION EN LIQUIDE D'UN DISPOSITIF DE NEBULISATION La présente invention concerne la formation d'émulsions à partir de liquides non miscibles entre eux, ou de mélanges de liquides avec des pigments. La présente invention s'applique plus particulièrement à l'alimentation en liquide d'un appareil de nébulisation de liquide projetant de fines gouttelettes dans l'air, pour diffuser notamment des produits actifs assainissants, désodorisants, désinfectants, parfumants ou de lutte contre des nuisibles. La présente invention s'applique à tous types de têtes de nébulisation, comme celles décrites dans le brevet EP 0 714 709 in comprenant des canaux d'éjection soumis à des vibrations, ou utilisant la piézoélectricité ou l'électrostatique ou l'effet Venturi. La nébulisation visée peut être appliquée au traitement de l'air ambiant comme la diffusion de parfum, ou à l'assainissement des mains et, plus généralement, de la peau. La nébulisation visée peut également être appliquée à la projection de is pigments de peinture, de vernis ou de lubrifiants. Pour réaliser une nébulisation d'un produit actif, il est souhaitable de mélanger le produit actif à un solvant. En effet, la nébulisation permet de diffuser dans l'air une multitude de gouttelettes d'un mélange de solvant et de produit actif. Cette gouttelettes qui sont portées par les courants d'air se 20 comportent comme des diffuseurs qui relachent progressivement leur produit actif. Toutefois, certains produits actifs à nébuliser comme les parfums et les huiles essentielles sont généralement des produits huileux, qui ne sont donc pas miscibles avec l'eau. Pour diffuser ces produits actifs dans l'air, il 25 est donc nécessaire d'utiliser un solvant organique, comme un alcool, ou une solution d'eau et de tensioactifs. Toutefois, ces solvants et tensioactifs peuvent augmenter la sensibilité de la nébulisation aux conditions ambiantes, notamment de température, de pression et d'humidité, ainsi qu'à la nature du produit actif à nébuliser. En effet, il peut être observé qu'avec 30 certaines compositions de produit actif et de solvant ou de tensioactif, la quantité de liquide nébulisée à chaque nébulisation peut varier d'une manière importante en fonction des conditions ambiantes. Par ailleurs, la commercialisation de nombreux produits utilisés comme solvants ou tensioactifs est soumise à des réglementations particulières, souvent contraignantes, en rapport avec leur nocivité pour la peau ou les voies respiratoires. Certains de ces produits présentent également un coût élevé. Il est donc souhaitable d'utiliser un solvant qui soit neutre chimiquement et physiquement, qui soit sans effet nocif sur la peau et les voies respiratoires, qui respecte les normes environnementales et les réglementations, qui soit peu coûteux, et qui puisse être utilisé avec tous les Io produits actifs susceptibles d'être nébulisés. A cet effet, la présente invention vise à nébuliser un produit actif dans l'air ou vers la peau en utilisant un liquide vecteur qui ne soit pas nécessairement miscible ou soluble avec toutes les compositions à diffuser dans l'air, et notamment les compositions hydrophobes comme les parfums 15 ou les huiles essentielles, ou les compositions sous forme de poudre comme les pigments. Dans un mode de réalisation, il est prévu un procédé de mélange de liquides, comprenant des étapes de mise en contact des liquides entre eux, et d'agitation des liquides pour obtenir un mélange sensiblement homogène 20 et instable. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend des étapes d'immersion d'une extrémité d'une tige au voisinage d'une zone de contact entre les liquides, et de mise en vibration de la tige au moyen d'un organe vibrant piézoélectrique pour agiter les liquides. Selon un mode de réalisation, la tige est un tube capillaire, la mise en 25 contact des liquides étant effectuée sensiblement simultanément à l'agitation des liquides, en introduisant un premier des liquides dans un second des liquides par le tube capillaire entraîné en vibration. Selon un mode de réalisation, la mise en contact des liquides est effectuée en introduisant les liquides dans un réservoir, et l'agitation des 30 liquides est effectuée après l'introduction des liquides dans le réservoir. Selon un mode de réalisation, la tige est disposée sensiblement verticalement ou sensiblement horizontalement. Selon un mode de réalisation, les liquides sont non miscibles entre eux, l'un des deux liquides pouvant comprendre de l'eau. 35 Dans un mode de réalisation, il est également prévu un procédé de nébulisation dans l'air d'un premier liquide et d'un second liquide comprenant un produit actif. Selon un mode de réalisation, le procédé de nébulisation comprend des étapes de mélange des deux liquides conformément au procédé selon l'une des revendications 1 à 5, pour obtenir un mélange sensiblement homogène, et de nébulisation du mélange.

Selon un mode de réalisation, le mélange des liquides est réalisé simultanément à la nébulisation du mélange. Selon un mode de réalisation, le mélange des liquides est réalisé dans un réservoir intermédiaire pouvant contenir au maximum une quantité de mélange nébulisée en un ou quelques cycles de nébulisation. io Selon un mode de réalisation, la nébulisation est effectuée par un autre tube capillaire. Selon un mode de réalisation, la nébulisation est effectuée par un tube capillaire réalisant également le mélange des liquides. Dans un mode de réalisation, il est également prévu un dispositif de 15 mélange de liquides, comprenant un réservoir dans lequel des liquides sont mis en contact. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend une tige comportant une extrémité immergée au voisinage d'une zone de contact entre les liquides, et un organe vibrant piézoélectrique couplé à la tige pour mettre en vibration la tige qui agite les liquides dans le réservoir. 20 Selon un mode de réalisation, la tige est un tube capillaire agencé pour introduire l'un des liquides dans le réservoir. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un circuit de commande configuré pour déclencher l'introduction de l'un des liquides dans le réservoir par le tube capillaire après mise en vibration du tube capillaire. 25 Selon un mode de réalisation, la tige est disposée sensiblement verticalement ou sensiblement horizontalement. Selon un mode de réalisation, le tube capillaire comprend une ouverture amont d'entrée de liquide qui est fermée par une pièce qui s'écarte de l'ouverture amont lorsque le tube capillaire est entraîné en vibration pour 30 introduire le liquide dans le réservoir. Selon un mode de réalisation, les liquides sont non miscibles entre eux, l'un des liquides pouvant comprendre de l'eau. Dans un mode de réalisation, il est également prévu un dispositif de nébulisation dans l'air d'un premier liquide et d'un second liquide contenant 35 un produit actif. Selon un mode de réalisation, le dispositif de nébulisation comprend : un dispositif de mélange selon l'une des revendications 11 à 15, pour obtenir un mélange sensiblement homogène et instable à partir des deux liquides dans un réservoir intermédiaire, et une tête de nébulisation pour nébuliser le mélange.

Selon un mode de réalisation, la tête de nébulisation comprend un tube capillaire de nébulisation dont une extrémité forme une buse de nébulisation, un organe vibrant pour entraîner la tête de nébulisation en vibration, afin qu'elle éjecte des gouttelettes de liquide dans l'air en un jet de nébulisation, et un circuit d'excitation pour appliquer à l'organe vibrant un io signal d'excitation durant chaque cycle de nébulisation. Selon un mode de réalisation, le tube capillaire de nébulisation est disposé de manière à agiter les liquides dans le réservoir intermédiaire pour former un mélange, et nébuliser le mélange dans l'air, lorsqu'il est mis en vibration. 15 Selon un mode de réalisation, le réservoir intermédiaire présente un volume pouvant contenir au maximum le volume de mélange nébulisé en un ou quelques cycles de nébulisation. Selon un mode de réalisation, le réservoir intermédiaire est relié par un siphon à un réservoir principal fermé, de manière à ce que le niveau de 20 liquide dans le réservoir soit sensiblement constant. Selon un mode de réalisation, le dispositif de nébulisation comprend un dispositif de contrôle de remplissage pour contrôler les proportions des liquides dans le réservoir intermédiaire.

25 Des exemples de réalisation de l'invention seront décrits dans ce qui suit, à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement un dispositif de nébulisation selon un mode de réalisation, - la figure 2 est un chronogramme illustrant le fonctionnement du dispositif 30 de nébulisation représenté sur la figure 1, - la figure 3 représente schématiquement un dispositif de contrôle de remplissage, selon un mode de réalisation, - la figure 4 représente schématiquement un dispositif de nébulisation selon un autre mode de réalisation, - la figure 5 représente schématiquement un dispositif de nébulisation selon un autre mode de réalisation, - la figure 6 représente schématiquement un dispositif de nébulisation selon un autre mode de réalisation, - la figure 7 est un chronogramme illustrant le fonctionnement du dispositif de nébulisation de la figure 6, - la figure 8 représente schématiquement un dispositif de nébulisation selon un autre mode de réalisation. La figure 1 représente un dispositif de nébulisation NBCT1 selon un Io mode de réalisation. Le dispositif de nébulisation NBCT1 comprend deux réservoirs principaux la, 1 b contenant des liquides 5a, 5b à nébuliser, et un circuit de nébulisation alimenté par les réservoirs la, 1 b. Le circuit de nébulisation comprend une tête de nébulisation 30, un réservoir intermédiaire 10 alimentant la tête de nébulisation, des canalisations 2a, 2b 15 reliant le réservoir 10 aux réservoirs la, 1 b, et des dispositifs de contrôle de remplissage 12a, 12b pour contrôler les quantités des liquides 5a, 5b introduites dans le réservoir 10 à partir des réservoirs la, lb. La tête de nébulisation 30 est par exemple du type à tube capillaire vibrant. Ainsi la tête de nébulisation comprend un tube capillaire 31 qui peut 20 être horizontal, et une buse 32 d'éjection du liquide nébulisé dans l'air. La tête de nébulisation présente généralement la forme d'une aiguille creuse formant le tube capillaire 31. L'aiguille présente un diamètre intérieur de l'ordre de 0,4 à 1 mm, et une longueur de quelques centimètres, typiquement entre 2 et 4 cm. L'extrémité distale du tube 31 est biseautée et 25 forme la buse d'éjection 32. L'extrémité proximale de la tête de nébulisation 30 débouche directement dans une région inférieure du réservoir 10. Le tube 31 est couplé mécaniquement à un moyen vibrant, par exemple un transducteur piézo-électrique TPE1 à résonateur. Le transducteur TPE1 est excité par un signal alternatif Svl fourni par un circuit d'excitation EXCT. Le 30 circuit EXCT est piloté par un circuit de contrôle CNCT qui définit la durée de cycles de nébulisation durant lesquels la buse 32 émet du liquide nébulisé, et la durée de périodes de repos entre les cycles de nébulisation. Le circuit CNCT commande également les dispositifs de contrôle de remplissage 12a, 12b pour ajuster les quantités des liquides 5a, 5b introduites dans le 35 réservoir intermédiaire 10 à partir des réservoirs la, 1 b. A cet effet, le circuit CNCT peut être relié à un dispositif de mesure de niveau de liquide 14 dans le réservoir 10. Les réservoirs la, 1 b et 10 sont soumis à la pression atmosphérique. Les dispositifs de contrôle de remplissage 12a, 12b peuvent être des électrovannes, ou des vannes par exemple du type piézoélectrique, ou encore des micropompes, et être commandées par des signaux de commande fournis par le circuit de contrôle CNCT. Lorsque le signal d'excitation Svl est appliqué au transducteur TPE1, le tube 31 entre en résonance et des gouttelettes du liquide provenant du réservoir intermédiaire 10, sont éjectées dans l'air, formant une sorte de io brouillard de gouttelettes ou "jet de nébulisation". Pendant la nébulisation, la tête de nébulisation 30 est alimentée en liquide par capillarité et par gravité (effet d'une surpression hydrostatique). Un moyen de circulation d'air comme un ventilateur (non représenté) peut être prévu pour augmenter la portée du jet de nébulisation. is Au repos, lorsque la tête de nébulisation 30 n'est pas entraînée en vibration, le liquide dans le réservoir 10 est retenu dans la tête de nébulisation par capillarité, et la pression hydrostatique est compensée par l'apparition d'un ménisque convexe de liquide à l'extrémité 32 de la tête de nébulisation, en raison des forces de tensions superficielles agissant sur le 20 liquide. Au-delà d'un seuil critique de surpression, le ménisque se rompt et le liquide s'écoule par la buse 32. Selon un mode de réalisation, le dispositif de nébulisation NBCT1 comprend en aval du dispositif de contrôle de remplissage 12b un tube capillaire de mélange 30b, semblable au tube capillaire de nébulisation 30 25 permettant d'assurer le mélange des deux liquides 5a, 5b, même si ceux-ci ne sont pas miscibles entre eux. Le tube 30b comprend une extrémité distale 32b située dans le réservoir 10, qui est biseautée et forme une buse d'éjection du liquide 5b dans le réservoir 10. L'extrémité amont du tube 30b est reliée à une région inférieure du réservoir 1 b. Le tube 30b est couplé 30 mécaniquement à un moyen vibrant, par exemple un transducteur piézo-électrique TPE2 à résonateur. Le transducteur TPE2 est excité par un signal alternatif Sv2 fourni par le circuit d'excitation EXCT ou un autre circuit. Le réservoir intermédiaire 10 présente un volume tel qu'il peut au maximum contenir la quantité de liquide nébulisée en un ou quelques cycles 35 de nébulisation. Le réservoir 10 peut être fermé de manière étanche dans sa partie supérieure, par exemple au moyen d'une membrane souple 11 au travers de laquelle passe le tube de mélange 30b de manière étanche. La souplesse de la membrane 11 permet notamment de limiter la perte d'énergie de vibration du tube 30b et de maintenir sensiblement à la pression atmosphérique le liquide 5b dans le réservoir 1 b. En outre, la zone de contact du tube 30b avec la membrane 11 peut être disposée de manière à coïncider avec un noeud de vibration du tube 30b de manière à réduire davantage la perte d'énergie de vibration. Le tube capillaire 30b présente un diamètre intérieur de l'ordre de 1 mm ou inférieur à cette valeur, et une io longueur de quelques centimètres. Le tube 30b présente par exemple une longueur de l'ordre de 27 mm et un biseau d'environ 2 mm de long. Le réservoir 1 a peut être prévu pour contenir un solvant ou un mélange de solvants, ou plus généralement, un liquide neutre chimiquement et physiquement, qui soit sans effet nocif sur la peau et les voies 15 respiratoires. Le réservoir 1 b, par exemple de plus petites dimensions que le réservoir la, peut quant à lui être prévu pour contenir un liquide comprenant un ou plusieurs produits actifs concentrés tels qu'un produit assainissant, désodorisant, désinfectant, parfumant ou de lutte contre des nuisibles. Par exemple, le liquide 5a dans le réservoir la comprend de l'eau et le liquide 5b 20 dans le réservoir 1 b comprend un produit actif huileux, comme un parfum ou une huile essentielle. La figure 2 représente une séquence P1 de fonctionnement du dispositif de nébulisation NBCT1. Dans un état initial, les dispositifs de contrôle de remplissage 12a et 12b sont à l'état fermé, et les signaux 25 d'excitation Svl et Sv2 sont dans un état inactif. Par conséquent, aucun liquide ne s'écoule dans le réservoir 10 et les tubes 31, 31 b sont au repos. A un instant t0, le circuit CNCT déclenche un cycle de remplissage du réservoir 10 en commandant l'ouverture du dispositif 12a pour remplir le réservoir 10 du liquide 5a contenu dans le réservoir la. Lorsqu'une certaine quantité de 30 liquide 5a a été introduite dans le réservoir 10 à l'instant tl, le circuit CNCT commande la fermeture du dispositif 12a. La buse 32b du tube 30b se trouve alors immergée dans le liquide 5a dans le réservoir 10. A l'instant t2, quelques millisecondes après l'instant tl, le circuit CNCT commande le circuit d'excitation EXCT pour activer le signal Sv2, et ainsi mettre en 35 vibration le tube de mélange 30b. A l'instant t3, quelques dizaines de millisecondes après l'instant t2, le circuit CNCT commande l'ouverture du dispositif 12b pour alimenter en liquide 5b le tube 30b alors en vibration. Il en résulte qu'à l'ouverture distale 32b du tube 30b, le liquide 5b est agité violemment au contact du liquide la et se mélange avec ce dernier. Si les deux liquides 5a, 5b ne sont pas miscibles entre eux, on peut observer localement au voisinage de l'ouverture 32b la formation d'une émulsion qui s'étend rapidement. Si le réservoir 10 présente des dimensions réduites, typiquement de 7 à 10 mm2 de surface (par exemple 3 mm de diamètre) et 6 à 10 mm de hauteur, l'émulsion se propage rapidement à l'ensemble du io liquide contenu dans le réservoir 10. L'émulsion ainsi obtenue est sensiblement homogène et instable dans le temps, les deux liquides non miscibles entre eux ayant tendance à se séparer progressivement. A l'instant t4, le circuit CNCT commande la fermeture du dispositif 12b pour arrêter l'écoulement du liquide 5b dans le réservoir 10. Le liquide dans le réservoir 15 10 se présente alors sous la forme d'une émulsion sensiblement homogène. La durée entre les instants t3 et t4 est déterminée en fonction du débit connu du tube 30b et de la concentration souhaitée du liquide 5b dans le liquide 5a. A l'instant t5, quelques dizaines de millisecondes après l'instant t4, le circuit CNCT commande le circuit d'excitation EXCT pour désactiver le signal Sv2. 20 A l'instant t6, le circuit CNCT déclenche un cycle de nébulisation du liquide dans le réservoir 10 en commandant le circuit d'excitation EXCT pour activer le signal Svl. A un instant t7, le circuit CNCT met fin au cycle de nébulisation en désactivant le signal Svl. A l'instant t7, la totalité du liquide dans le réservoir 10 peut avoir été nébulisée. Après un certain temps de repos, le 25 circuit CNCT exécute un nouveau cycle de remplissage du réservoir 10 comme à l'instant tO. Si la stabilité du mélange obtenu le permet, compte tenu de la durée d'un cycle de nébulisation et d'un cycle de repos entre deux cycles de nébulisation, le réservoir 10 peut contenir le volume de liquide nécessaire à 30 plusieurs cycles de nébulisation. Dans ce cas, plusieurs cycles de nébulisation peuvent être exécutés (entre les instants t6, t7 et tO d'un cycle de nébulisation suivant) avant de remplir à nouveau le réservoir 10 (à partir de l'instant tO). Les liquides 5a, 5b dans les réservoirs la, lb peuvent être intervertis. 35 Ainsi, dans l'exemple de produits huileux comme les parfums et les huiles essentielles que l'on cherche à mélanger avec de l'eau, le réservoir lb peut contenir le produit huileux ou de l'eau. Dans la séquence de fonctionnement de la figure 2, le circuit d'excitation n'active qu'un seul des signaux Svl , Sv2 à la fois pour mettre en vibration soit le tube de mélange 30b, soit le tube de nébulisation 30. Toutefois, les signaux d'excitation Svl et Sv2 peuvent être différents, chaque tube pouvant avoir un mode d'excitation propre adapté à la fonction du tube. Par ailleurs, il peut être prévu de maintenir le tube 31a en vibration, pendant la nébulisation, le dispositif 12b étant à l'état fermé.

Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, le tube de mélange 30b est disposé sensiblement verticalement au dessus du réservoir intermédiaire 10. La figure 3 représente un mode de réalisation du dispositif de contrôle de remplissage 12b. L'ouverture amont 33b opposée à la buse d'éjection 32b du tube 30b, disposée sensiblement verticalement pénètre dans le réservoir 1 b. Le dispositif de contrôle de remplissage 12b comprend une bille 51 disposée sur l'ouverture 33b du tube 30b, et des moyens de guidage 55 de la bille, disposés autour de l'ouverture 33b, pour limiter les déplacements latéraux de la bille 51 à partir d'une position où la bille ferme l'ouverture 33b.

Lorsque le tube 30b est au repos, son ouverture amont 33b est fermée par la bille 51 qui empêche donc le liquide 5b de s'écouler dans le tube 30b. Lorsque le tube 30b est mis en vibration par le moyen vibrant TPE2, la bille 51 s'écarte de l'ouverture du tube 30b pour occuper des positions instables 52, 53 où elle est retenue latéralement par les moyens de guidage 55. Le liquide 5b dans le réservoir 1 b peut alors s'écouler dans le tube 30b. La position des moyens de guidage 55 est telle que lorsque le tube 30b ne vibre plus, la bille 51 retombe sur l'ouverture du tube. A cet effet, les moyens de guidage 55 sont positionnés de manière à empêcher la bille 51 de se déplacer latéralement de plus de la moitié du diamètre intérieur du tube 30b à partir de sa position au repos où elle ferme l'ouverture 33b. Ainsi, les moyens de guidage 55 sont disposés à une distance de l'axe central de l'ouverture 33b du tube 30b, inférieure à la somme du diamètre intérieur du tube et du diamètre de la bille. Le dispositif de contrôle de remplissage représenté sur la figure 3 permet ainsi de contrôler l'écoulement de liquide dans le tube 30b à un coût i0

très faible. Ce dispositif peut aisément être adapté pour fonctionner avec une ouverture de tube non horizontale, par exemple en mettant en oeuvre une faible force de rappel agissant sur la bille pour que celle-ci revienne dans une position fermant l'ouverture du tube en l'absence d'excitation du tube.

La figure 4 représente un dispositif de nébulisation NBCT2 selon un autre mode de réalisation. Le dispositif NBCT2 diffère du dispositif NBCT1 en ce que le tube 30b est disposé sensiblement horizontalement. Le dispositif de contrôle 12b peut alors être omis, l'écoulement du liquide 5b pouvant être empêché par le pouvoir de rétention capillaire du tube 30b si le io niveau de la surface du liquide 5b dans le réservoir 1 b n'est pas trop éloigné du niveau du tube 30b. Lorsque le tube 30b est excité, le ménisque formé à l'interface entre le liquide 5b et le liquide contenu dans le réservoir 10 est expulsé du tube, ce qui active une aspiration du liquide 5b dans le réservoir 1 b en raison des forces de tension superficielle agissant pour reconstituer le 15 ménisque. Le tube 30b se comporte alors comme une micro pompe. La longueur du tube qui pénètre dans le réservoir 10 peut être d'environ 8 mm lorsque le tube 30b présente une longueur totale de 27 mm. Le dispositif NBCT2 peut fonctionner sensiblement de la manière illustrée par la figure 2, mis à part que l'activation du signal Sv2 déclenche 20 également l'écoulement du liquide 5b dans le réservoir intermédiaire 10. La figure 5 représente un dispositif de nébulisation NBCT3 selon un autre mode de réalisation. Le dispositif NBCT3 diffère du dispositif NBCT1 en ce que les réservoirs 1 a et 10 sont remplacés par un unique réservoir 1 a' présentant la forme d'un abreuvoir à oiseaux, de manière à supprimer le 25 dispositif de contrôle de remplissage 12a. Ainsi le réservoir 1 a' comporte une partie fermée 3a (non soumise à la pression atmosphérique) et une partie ouverte 10a (soumise à la pression atmosphérique) en communication par un siphon 4a avec le volume de la partie 3a. La partie 3a présente un relativement grand volume faisant office de réservoir principal pour contenir 30 le liquide 5a. La partie ouverte 10a de plus petit volume, fait office de réservoir intermédiaire. Lorsque le niveau du liquide dans la partie 10a est suffisamment bas pour laisser entrer l'air dans la partie 3a par le siphon 4a, le liquide dans la partie 3a s'écoule dans la partie 10a jusqu'à atteindre un certain niveau d'équilibre juste au dessus du niveau supérieur du siphon 4a.

Il

Il est à noter que si le liquide 5b est plus léger que le liquide 5a et si le liquide 5b est introduit dans le réservoir 10 en petite quantité par rapport au liquide 5a, le liquide 5b ne peut pas pénétrer dans la partie 3a. Ce cas se produit généralement lorsque le réservoir la est rempli avec de l'eau et le réservoir lb avec un ou plusieurs parfums ou huiles essentielles. La buse d'éjection 32b du tube de mélange 30b est plongée dans le liquide dans la partie 10a et l'ouverture amont du tube de nébulisation 30 communique avec la partie 10a. Le dispositif de contrôle de remplissage 12b peut être réalisé à l'aide de la bille 51 comme représenté sur la figure 3. io Le dispositif NBCT3 fonctionne sensiblement de la même manière que le dispositif NBCT1. Un mélange sensiblement homogène est obtenu dans la partie de réservoir 10a de la même manière que dans le dispositif NBCT1. Toutefois, l'ouverture du dispositif de contrôle 12b et l'activation des signaux Svl et Sv2 sont effectuées sensiblement simultanément si l'on is souhaite que la concentration du liquide 5b dans le mélange obtenu dans la partie 10a reste constante. La figure 6 représente un dispositif de nébulisation NBCT4 selon un autre mode de réalisation. Le dispositif NBCT4 diffère du dispositif NBCT1 en ce que le réservoir 1 b n'est pas relié au réservoir intermédiaire 10 par un 20 tube capillaire 30b, mais uniquement par une simple canalisation 3b. Le dispositif NBCT3 ne comporte donc pas de moyen vibrant TPE2. Par ailleurs, le tube de nébulisation 30 est remplacé par un tube capillaire de nébulisation 40 biseauté à chacune de ses deux ouvertures d'extrémité 42, 43. Le tube 40 traverse la paroi du réservoir 10 en une zone du tube où se 25 forme un noeud de vibration lorsqu'il est excité par le moyen vibrant TPE1, de manière à limiter la perte d'énergie de vibration. Le tube 40 mis en vibration peut ainsi assurer à la fois la nébulisation de liquide dans l'air, et provoquer l'agitation des deux liquides dans le réservoir 10 si l'ouverture amont 43 du tube 40 se trouve à proximité ou au 30 voisinage d'une zone de contact entre les deux liquides 5a, 5b. Cette condition se trouve réalisée notamment si le réservoir 10 est suffisamment petit, typiquement de 7 à 10 mm2 de surface et 6 à 10 mm de hauteur. Bien entendu, les dimensions du réservoir intermédiaire 10 peuvent excéder ces valeurs dès lors la mise en vibration du tube provoque l'agitation des deux 35 liquides et donc la formation d'un mélange. Il peut en effet être observé que plus l'extrémité 43 du tube 40 est proche de la zone de contact entre les deux liquides, plus l'émulsion se forme rapidement. A contrario, lorsqu'elle est située au delà d'une certaine distance de la zone de contact entre les deux liquides, l'extrémité 43 n'agite plus qu'un seul des deux liquides et donc ne provoque pas la formation d'un mélange. L'agitation des liquides par la partie du tube 40 dans le réservoir 10 conduit à la formation d'un mélange sensiblement homogène au moins au voisinage de l'ouverture amont 43 du tube 40. En raison de l'utilisation d'un seul tube capillaire pour agiter les liquides dans le réservoir 10 et les nébuliser dans l'air, le mélange obtenu au voisinage de l'ouverture amont 43, est nébulisé au fur et à mesure qu'il est produit. La figure 7 illustre une séquence P2 de fonctionnement du dispositif de nébulisation NBCT4. Dans un état initial, les dispositifs de contrôle de remplissage 12a et 12b sont à l'état fermé, et le signal d'excitation Svl est dans un état inactif. A un instant t10, le circuit CNCT déclenche un cycle de remplissage du réservoir 10 en commandant l'ouverture des dispositifs 12a et 12b pour y introduire les liquides 5a, 5b contenus dans les réservoirs la, 1 b dans une proportion souhaitée. Lorsqu'une certaine quantité de liquide 5a et une certaine quantité de liquide 5b ont été introduites dans le réservoir 10 à l'instant t11, le circuit CNCT commande la fermeture des dispositifs 12a, 12b. L'ouverture amont 43 du tube 40 se trouve alors plongée dans le liquide 5a ou 5b le plus lourd dans le réservoir 10, si les deux liquides 5a, 5b ne sont pas miscibles entre eux. A l'instant t12, quelques millisecondes après l'instant t11, le circuit CNCT commande le circuit d'excitation EXCT pour activer le signal Svl, afin de mettre en vibration le tube 40, et ainsi de déclencher le mélange des deux liquides et un cycle de nébulisation. Les liquides 5a, 5b sont agités violemment au voisinage de l'ouverture 43 du tube 40. A un instant t13, le circuit CNCT met fin au cycle de nébulisation en désactivant le signal Svl lorsque la totalité du mélange dans le réservoir 10 a été nébulisée. Après un certain temps de repos après la fin du cycle de nébulisation, le circuit CNCT exécute un nouveau cycle de remplissage du réservoir 10, comme à l'instant t10. Il peut être préférable de maintenir l'ouverture amont 43 du tube 40 toujours immergée. A cet effet, le réservoir 10 peut être rempli entre deux nébulisations à son niveau maximum. Si la durée de la période de repos entre deux cycles de nébulisation est très longue, les constituants du mélange à l'intérieur du tube 40 peuvent se séparer, produisant une nébulisation non homogène en concentration au cycle de nébulisation suivant. Pour éviter cet inconvénient, il peut être prévu une phase de purge du tube 40 à la fin de chaque cycle de nébulisation avant de remplir à nouveau le réservoir 10. II est à noter que la concentration en produit actif du mélange nébulisé varie durant un cycle de nébulisation en raison du fait que le mélange des deux liquides est réalisé durant la nébulisation. Ainsi, au début io du cycle de nébulisation, le liquide nébulisé ne comporte sensiblement que du liquide 5a. Ensuite, la proportion de liquide 5b nébulisé augmente rapidement pour atteindre la concentration souhaitée correspondant au rapport entre les volumes des liquides 5a, 5b dans le réservoir 10. Toutefois, la concentration moyenne sur plusieurs cycles de nébulisation en produit is actif du mélange nébulisé reste constante si les deux liquides 5a, 5b sont toujours introduits dans de mêmes proportions dans le réservoir 10 à chaque cycle de remplissage du réservoir 10. A noter également que les deux liquides 5a, 5b ne sont pas nécessairement introduits dans le réservoir 10 simultanément. 20 Plusieurs cycles de nébulisation peuvent être effectués entre les instants t12 et t13 (sans remplir à nouveau le réservoir 10), le nombre de cycles de nébulisation dépendant seulement du volume du réservoir 10, et de la quantité de liquide nébulisée à chaque cycle de nébulisation, sachant que les liquides sont nécessairement agités dans le réservoir 10 pendant les 25 cycles de nébulisation. Le dispositif NBCT4 peut présenter un autre mode de fonctionnement basé sur le fait que le régime de vibration nécessaire à la nébulisation est plus contraignant que celui permettant d'agiter les liquides dans le réservoir 10. Ainsi, le tube 40 est mis en vibration selon un mode et à une fréquence 30 qui permet d'obtenir un mélange des liquides 5a, 5b, mais qui ne produit pas de nébulisation. Lorsqu'une quantité suffisante de mélange est obtenue dans le réservoir 10, par exemple lorsque la totalité des liquides dans le réservoir 10 est mélangée, le mode d'excitation du tube 40 est modifié pour produire une nébulisation.

Le réservoir 1 a' représenté sur la figure 5 peut également être mis en oeuvre dans le dispositif de nébulisation NBCT4 de la figure 5, en remplacement des réservoirs la et 10 et du dispositif de contrôle de remplissage 12a. Ainsi, la figure 8 représente un mode de réalisation d'un dispositif de nébulisation NBCT5 qui diffère du dispositif NBCT3 en ce que le tube capillaire de mélange 30b a été remplacé par une simple canalisation, et le tube de nébulisation 31 a été remplacé par le tube capillaire 40 assurant à la fois l'agitation des liquides dans la partie 10a du réservoir la' et la nébulisation du mélange dans l'air. A cet effet le tube 40 peut être placé dans une position inclinée pour passer un rebord de la partie 10a tout en ayant son ouverture amont 43 immergée dans la partie de réservoir 10a. Le dispositif de contrôle de remplissage 12b peut comprendre un compte goutte pour ajuster précisément l'apport de liquide 5b dans la partie 10a. Dans une variante simplifiée, le compte goutte peut être purement manuel, le liquide 5b étant logé dans un flacon avec une petite ouverture supérieure et retourné au dessus de la partie 10a, pour déposer des gouttes de liquide actif à la surface du liquide 5a (par exemple de l'eau). Le tube 40 peut également être mis en oeuvre dans les dispositifs NBCT1, NBCT2 et NBCT3, de manière à agiter, avec le tube 30b, les liquides dans le réservoir 10, 10a, et ainsi augmenter l'efficacité du mélange. Bien entendu, les dispositifs de nébulisation précédemment décrits peuvent fonctionner également avec des liquides miscibles entre eux. Simplement, le mélange obtenu par l'agitation des deux liquides sera stable. Ces dispositifs peuvent aussi être utilisés pour diffuser des mélanges d'eau et d'huiles en présence de tensioactifs, avec une proportion de tensioactifs qui peut être inférieure au seuil permettant d'obtenir une émulsion stable, pour simplement améliorer la stabilité du mélange tout en étant plus respectueux des réglementations et de la santé. Si le liquide à mélanger au produit actif est de l'eau, les dispositifs de nébulisation précédemment décrits peuvent être associés à un ventilateur pour assurer également une fonction de rafraîchissement. Les dispositifs de nébulisation précédemment décrits présentent également l'avantage de pouvoir assurer également une fonction de régulation de l'hygrométrie indépendamment de la fonction de nébulisation de produits actifs dans l'air.

En effet, comme la concentration en produit actif du mélange nébulisé peut être ajustée, il est possible de prévoir des cycles de diffusion d'eau sans produit actif, afin d'augmenter l'hygrométrie de l'air. A cet effet, le dispositif de nébulisation peut également comprendre un capteur d'humidité qui peut déclencher des cycles supplémentaires de diffusion d'eau lorsque l'humidité s ambiante mesurée par le capteur est insuffisante. Les dispositifs de nébulisation précédemment décrits peuvent également être adaptés à l'assainissement des mains, et plus généralement, de la peau ou d'autres surfaces. Ces dispositifs présentent alors l'avantage d'éviter l'utilisation d'un applicateur solide, ce qui est particulièrement io avantageux pour le traitement de brûlures. Ils présentent également l'avantage de permettre de contrôler la concentration en produit actif du liquide diffusé. Ils ne nécessitent pas de transport d'emballages contenant un poids important d'excipients, contrairement aux bombes aérosol. Par ailleurs, le problème de la stabilité dans le temps des compositions à diffuser 15 comportant notamment de l'eau ne se pose pas, puisque le mélange est réalisé juste avant sa diffusion. Les dispositifs de nébulisation précédemment décrits sont donc parfaitement adaptés à la vaporisation de parfums de luxe concentrés sans utiliser d'alcool, ce qui est recherché depuis des décennies.

20 Il est à noter que le dispositif de contrôle de remplissage représenté sur la figure 3 peut être utilisé pour fermer l'entrée du tube de nébulisation 31. A cet effet, le tube de nébulisation peut être disposé verticalement ou être conformé pour que son ouverture amont soit horizontale. Le dispositif de contrôle de remplissage représenté sur la figure 3 peut également être utilisé 25 dans tout autre dispositif qui n'est pas nécessairement destiné à agiter des liquides, produire un mélange de liquides, ou réaliser une nébulisation. Ainsi, la présente demande vise également à protéger d'une manière indépendante un dispositif de vanne contrôlant l'obturation d'une ouverture circulaire fermée par une pièce de forme sphérique ou sensiblement conique 30 et susceptible d'être mise en vibration pour dégager la pièce de l'ouverture, la pièce coopérant avec des moyens de guidage pour empêcher celle-ci de se déplacer latéralement à partir de l'axe de l'ouverture d'une distance supérieure au rayon de l'ouverture. La pièce et les moyens de guidage peuvent présenter d'autres formes dès lors que la pièce se retrouve 35 systématiquement au repos dans la position où elle ferme l'ouverture, et s'écarte de cette position de repos lorsque l'ouverture est soumise à des vibrations. Il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que la présente invention est susceptible de diverses variantes de réalisation et applications. En particulier, l'invention n'est pas limitée à l'utilisation d'un tube capillaire vibrant de section droite circulaire pour agiter des liquides. Le tube 30b n'est pas nécessairement capillaire et peut présenter la forme d'une tige ayant une section droite de forme quelconque, non nécessairement circulaire. L'extrémité du tube agitant les liquides n'est pas non plus nécessairement biseautée, mais peut présenter une forme plus adaptée à l'agitation de liquides ou comporter des ailettes à cet effet. Par ailleurs, l'invention n'est pas limitée aux applications de mélange de liquides en vue de nébuliser des produits dans l'air. La présente invention s'applique plus généralement à l'agitation de liquides en petite quantité, par 1s exemple pour réaliser un mélange de carburant tel que le gasoil et un autre liquide miscible ou non, tel que l'eau, à l'entrée d'un moteur à combustion interne. Dans l'application de l'invention au mélange seul (non suivi d'une nébulisation) de liquides, le dispositif de mélange peut bien entendu 20 s'appliquer à n'importe quels liquides qu'ils soient nocifs ou non pour la peau, les voies respiratoires et l'environnement. Dans l'application de l'invention à la nébulisation, la tête de nébulisation n'est pas nécessairement en forme de tube capillaire couplé à un organe vibrant. Tout autre tête de nébulisation susceptible d'être 25 alimentée par un réservoir intermédiaire peut convenir pour nébuliser un mélange instable tel qu'une émulsion. Ainsi il peut être envisagé d'utiliser une tête de nébulisation comme celles décrites dans le brevet EP 0 714 709 comprenant des canaux d'éjection soumis à des vibrations, ou utilisant la piézoélectricité ou l'électrostatique ou l'effet Venturi. La technologie de 30 diffusion par système venturi est aujourd'hui essentiellement utilisée dans les appareils de nébulisation prévus pour traiter des très grands volumes. L'invention apporte à ces appareils un avantage technique résultant de la possibilité de diffuser n'importe quels produits actifs, sans avoir à diffuser dans l'air de grandes quantités de solvants autres que de l'eau, qui 35 pourraient être néfastes pour l'environnement. L'invention rend ces systèmes économiques car les volumes traités étant importants, les quantités de produits actifs et de solvants diffusés le sont également. Si l'eau est utilisée comme solvant, l'économie est importante. 18

Claims (22)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de mélange de liquides (5a, 5b), comprenant des étapes de mise en contact des liquides entre eux, et d'agitation des liquides pour obtenir un mélange sensiblement homogène et instable, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes d'immersion d'une extrémité (32b, 43) d'une tige (30b, 40) au voisinage d'une zone de contact entre les liquides (5a, 5b), et de mise en vibration de la tige au moyen d'un organe vibrant piézoélectrique (TPE2, TPE1) pour agiter les liquides.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la tige est un tube io capillaire (30b), la mise en contact des liquides (5a, 5b) étant effectuée sensiblement simultanément à l'agitation des liquides, en introduisant un premier des liquides dans un second des liquides par le tube capillaire (30b) entraîné en vibration. 15
3. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la mise en contact des liquides (5a, 5b) est effectuée en introduisant les liquides dans un réservoir (10, 10a), et l'agitation des liquides est effectuée après l'introduction des liquides dans le réservoir. 20
4. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la tige (30b, 40) est disposée sensiblement verticalement ou sensiblement horizontalement.
5. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les 25 liquides (5a, 5b) sont non miscibles entre eux, l'un des deux liquides pouvant comprendre de l'eau.
6. 6. Procédé de nébulisation dans l'air d'un premier liquide (5a) et d'un second liquide (5b) comprenant un produit actif, 30 caractérisé en ce qu'il comprend des étapes de mélange des deux liquides (5a, 5b) conformément au procédé selon l'une des revendications 1 à 5, pour obtenir un mélange sensiblement homogène, et de nébulisation du mélange.
7. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le mélange des liquides (5a, 5b) est réalisé simultanément à la nébulisation du mélange.
8. 8. Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, dans lequel le mélange des liquides (5a, 5b) est réalisé dans un réservoir intermédiaire (10, 10a) pouvant contenir au maximum une quantité de mélange nébulisée en un ou quelques cycles de nébulisation.
9. 9. Procédé selon l'une des revendications 6 à 8, dans lequel la nébulisation est effectuée par un autre tube capillaire (31, 40).
10. 10. Procédé selon l'une des revendications 6 à 9, dans lequel la nébulisation est effectuée par un tube capillaire (40) réalisant également le mélange des liquides (5a, 5b).
11. 11. Dispositif de mélange de liquides (5a, 5b), comprenant un réservoir (10, 10a) dans lequel des liquides sont mis en contact, caractérisé en ce qu'il comprend une tige (30b, 40) comportant une extrémité (32b, 43) immergée au voisinage d'une zone de contact entre les liquides, et un organe vibrant piézoélectrique (TPE2, TPE1) couplé à la tige pour mettre en vibration la tige qui agite les liquides dans le réservoir (10, 10a).
12. 12. Dispositif selon la revendication 11, dans lequel la tige est un tube capillaire (30b) agencé pour introduire l'un des liquides dans le réservoir (10, 10a).
13. 13. Dispositif selon la revendication 12, comprenant un circuit de commande (CNCT) configuré pour déclencher l'introduction de l'un des liquides (5a, 5b) dans le réservoir (10, 10a) par le tube capillaire (30b) après mise en vibration du tube capillaire.
14. 14. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 13, dans lequel la tige (30b, 40) est disposée sensiblement verticalement ou sensiblement horizontalement.
15. 15. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 14, dans lequel le tube capillaire (30b) comprend une ouverture amont (33b) d'entrée de liquide qui est fermée par une pièce (51) qui s'écarte de l'ouverture amont lorsque le tube capillaire est entraîné en vibration pour introduire le liquide (5b) dans le réservoir (10, 10a). Io
16. 16. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 15, dans lequel les liquides (5a, 5b) sont non miscibles entre eux, l'un des liquides pouvant comprendre de l'eau. 15
17. 17. Dispositif de nébulisation dans l'air d'un premier liquide (5a) et d'un second liquide contenant un produit actif (5b), caractérisé en ce qu'il comprend : un dispositif de mélange selon l'une des revendications 11 à 15, pour obtenir un mélange sensiblement homogène et instable à partir des deux 20 liquides dans un réservoir intermédiaire (10, 10a), et une tête de nébulisation (30, 40) pour nébuliser le mélange.
18. 18. Dispositif selon la revendication 17, dans lequel la tête de nébulisation (30) comprend un tube capillaire de nébulisation (31, 40) dont 25 une extrémité forme une buse de nébulisation (32), un organe vibrant (TPE1) pour entraîner la tête de nébulisation en vibration, afin qu'elle éjecte des gouttelettes de liquide dans l'air en un jet de nébulisation, et un circuit d'excitation (EXCT) pour appliquer à l'organe vibrant un signal d'excitation (Svl) durant chaque cycle de nébulisation. 30
19. 19. Dispositif selon la revendication 18, dans lequel le tube capillaire de nébulisation (40) est disposé de manière à agiter les liquides dans le réservoir intermédiaire (10, 10a) pour former un mélange, et nébuliser le mélange dans l'air, lorsqu'il est mis en vibration. 3521
20. 20. Dispositif selon l'une des revendications 17 à 19, dans lequel le réservoir intermédiaire (10, 10a) présente un volume pouvant contenir au maximum le volume de mélange nébulisé en un ou quelques cycles de nébulisation.
21. 21. Dispositif selon l'une des revendications 17 à 20, dans lequel le réservoir intermédiaire (10a) est relié par un siphon (4a) à un réservoir principal (3a) fermé, de manière à ce que le niveau de liquide dans le réservoir (10a) soit sensiblement constant. 10
22. 22. Dispositif selon l'une des revendications 17 à 21, comprenant un dispositif de contrôle de remplissage (12a, 12b) pour contrôler les proportions des liquides (5a, 5b) dans le réservoir intermédiaire (10, 10a). 15