Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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WO 2010/012903 PCT/FR2009/000939
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DISPOSITIF DE MASSAGE ET/OU DE SOIN AU MOYEN D'UN JET DE
GOUTTES
La présente invention concerne essentiellement un dispositif de
massage et/ou de soin au moyen d'un jet de gouttes de liquide émis par une
buse, ce dispositif étant susceptible d'être utilisé par des professionnels de
la
beauté et du bien-être ou du soin.
Pour projeter un jet de gouttes d'un liquide tel que de l'eau, dans une
atmosphère, d'air notamment, on a proposé des systèmes de pulvérisation par
buse dans lesquels un circuit d'alimentation de liquide à une pression, dite
d'émission, supérieure à la pression atmosphérique, débouche dans cette
atmosphère par un trou ou buse. Le liquide sortant de la, buse subit une
détente qui le fait passer brusquement de la pression d'émission à la pression
atmosphérique et le fait se diviser en gouttes projetées dans l'atmosphère.
Lors de cette détente, les gouttes de liquide émises par une buse sont
refroidies. Ce phénomène de refroidissement est notamment utilisé pour la
production de neige à partir d'eau froide dans l'art antérieur.
Toutefois, s'il est aisé de refroidir des gouttes émises par une buse, il
est en pratique impossible de chauffer ces gouttes en chauffant le liquide
avant de le pulvériser, lorsque des applications de massage du corps humain
sont envisagées. En effet, le phénomène de détente prédomine sur le
chauffage avant la détente et oblige à chauffer le liquide dans le circuit
d'alimentation à des températures susceptibles de provoquer des brûlures de
la peau. Les conditions de sécurité indispensables à une utilisation de
massage ne sont pas remplies notamment lors de l'arrêt de la pulvérisation,
lorsque la pression dans le circuit d'alimentation de la buse devient
insuffisante pour former des gouttes et que le jet prend la forme d'un jet
cylindrique. Dans cette phase, le refroidissement par la détente disparaît et
le
liquide du circuit d'alimentation est envoyé dans l'atmosphère à sa
température de chauffage, provoquant des brûlures sur le corps qui le reçoit.
L'augmentation de la température des gouttes d'un jet émis par une
buse dans des conditions adaptées au massage du corps humain est donc un
problème qui reste à résoudre dans la technique actuelle, en dépit du fait que
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l'économie d'eau ou de liquide qui résulte de l'utilisation des buses présente
un intérêt réel dans ce type d'application.
Le réglage de la température des gouttes d'un jet d'eau ou de liquide,
émis par une buse, serait aussi particulièrement intéressant dans le cadre de
protocoles de soin du corps par jet de gouttes, dans lesquels la température
des gouttes et la force de leur jet ou piqué sur la peau varieraient au
cours
des soins.
Cependant, la température des gouttes sur la peau est, notamment en
raison de la détente, plus froide que celle de l'atmosphère. Elle est aussi
rapidement variable avec la pression d'alimentation de la buse qui donne de la
force au jet et avec la distance entre la peau et la buse. Les buses de
détente
des dispositifs connus sont en pratique inutilisables pour des applications de
massage agréable du corps humain bien qu'elles soient économiques en eau
et peu coûteuses, consistant en un trou calibré.
L'invention propose un dispositif de massage et/ou de soin du corps
humain au moyen d'un jet de gouttes de liquide, comprenant un circuit
d'alimentation en liquide à une pression supérieure à la pression de
l'atmosphère, relié à une buse émettant un jet de liquide divisé en gouttes
dans l'atmosphère, caractérisé en ce qu'il comprend une source de chaleur et
un moyen générant autour du jet un courant de gaz assurant , un transfert
thermique entre la source de chaleur et les gouttes, et des moyens de
commande de la source de chaleur et du moyen générant le courant de gaz,
pour régler la température des gouttes du jet à une valeur souhaitée à leur
arrivée sur un corps humain.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- le moyen pour générer le courant de gaz est constitué par le sillage du
jet, qui aspire le gaz vers les gouttes,
- le moyen pour générer le courant de gaz comprend un ventilateur, qui
pousse le gaz vers les gouttes,
- le moyen pour générer le courant de gaz comprend une tuyère
agencée entre la source de chaleur et les gouttes,
- la tuyère est au moins en partie cylindrique ou tronconique,
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- la tuyère guide le courant de gaz dans une direction sensiblement
parallèle, ou inclinée ou sensiblement perpendiculaire à la direction moyenne
du jet,
- la source de chaleur comprend une résistance électrique,
- des moyens programmés ou manuels sont prévus pour faire varier la
force du jet et la température de ses gouttes.
Les avantages de l'invention sont notamment une indépendance accrue
entre la pression d'émission en amont d'une buse émettant un jet de gouttes,
la distance de transport de ces gouttes en aval de la buse, et la température
de ces gouttes en aval de cette buse, permettant l'usage de buses d'émission
peu coûteuses et économes en liquide, dans des conditions de pression
amont de liquide variable et de température aval de gouttes sensiblement
constante ou réglée à une valeur souhaitée.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit,
faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- les figures la et 1 b représentent un dispositif selon l'invention utilisant
un ventilateur et une tuyère coaxiale guidant un courant de gaz dans une
direction sensiblement parallèle à la direction moyenne d'émission des
gouttes ;
- la figure 2 représente une tuyère coaxiale au jet, comprenant un tronc
de cône et recevant un flux d'air chaud produit à distance ;
- la figure 3 représente une tuyère dirigeant le courant de gaz de façon
inclinée par rapport à la direction moyenne d'émission des gouttes ;
- la figure 4 représente une tuyère radiale dirigeant le courant de gaz
perpendiculairement au jet de gouttes.
Dans le mode de réalisation préféré représenté aux dessins, le
dispositif selon l'invention comprend un ventilateur et une tuyère utilisés
ensemble avec un jet de gouttes d'un liquide tel que de l'eau pour générer un
courant d'un gaz tel que de l'air dirigé sur et autour des gouttes, et dans
lequel
une résistance électrique est utilisée comme source de chaleur. La buse est
une buse air-eau, permettant d'obtenir une meilleure stabilité, une meilleure
directionnalité et une moindre dispersion des tailles de gouttes émises.
Toutefois, une buse à eau seule est utilisable dans ce dispositif.
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En figure 1, le mode de réalisation représenté comprend une buse de
pulvérisation 1 émettant un jet de gouttes 2 d'un liquide qui est de l'eau,
dans
une atmosphère d'air, un canal 3 d'arrivée de liquide dans la buse et un canal
3' d'arrivée d'air dans la buse, une source de chaleur ou un élément chauffant
s qui est une résistance électrique 4 un ventilateur 5 et une tuyère 6
entourant
au minimum l'élément chauffant et de préférence la buse jusqu'au jet de
gouttes, et des moyens C d'alimentation électrique et de commande de la
résistance 4 et du ventilateur 5. La tuyère conduit l'air entre la source de
chaleur et les gouttes, contribue à la formation d'un courant atmosphérique et
améliore le transfert thermique entre la source de chaleur et les gouttes,
lorsque l'air est soit aspiré vers les gouttes par le sillage du jet, soit
poussé
vers les gouttes par le ventilateur.
Les géométries de la tuyère et les positions relatives de la buse, de la
source de chaleur et du ventilateur peuvent être déterminées pour optimiser
le transfert de l'atmosphère entre la source de chaleur et les ,gouttes., Une
tuyère tronconique dans laquelle est disposée la buse permet par exemple
cette optimisation du transfert d'air. Il est possible de déterminer par des
essais des positions optimales du ventilateur, de la source de chaleur et de
la
buse ainsi que la longueur et la forme de la tuyère, afin d'optimiser le
transfert
thermique entre la source de chaleur et les gouttes.
Dans le mode de réalisation représenté, la tuyère a une forme
cylindrique et comprend un orifice d'entrée et un orifice de sortie dans
lequel
est disposé l'élément chauffant, la buse étant disposée à l'orifice de sortie
et
le ventilateur à l'orifice d'entrée. Les gouttes sont émises entièrement à
l'extérieur de la tuyère. En variante, un prolongement de la tuyère
permettrait
de produire les gouttes dans la tuyère et de les propager dans une partie de
celle-ci, pour améliorer le transfert thermique.
En l'absence de ventilateur et de tuyère, le sillage du jet, c'est-à-dire
l'air en contact avec les gouttes du jet, attire l'air environnant vers les
gouttes
et permet le fonctionnement de l'invention. Le courant de gaz destiné à
chauffer les gouttes est alors généré uniquement par ce sillage. Toutefois,
l'efficacité mesurée par l'élévation de température des gouttes est plus
faible
dans cette configuration simple, et le transfert thermique est moins efficace.
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Lorsque la tuyère est présente sans que le ventilateur soit en
fonctionnement, l'élévation de température des gouttes est supérieure et le
transfert thermique plus efficace, le courant de gaz étant mieux formé par
guidage par la tuyère.
5 C'est avec la tuyère et le ventilateur en fonctionnement que le transfert
de chaleur de la source vers les gouttes est le meilleur.
On peut aussi tirer profit du contraste de température entre le
fonctionnement du ventilateur et son arrêt pour diminuer le temps de réponse
en température du dispositif selon l'invention, aux fins d'optimiser des
protocoles de massage.
Avec le ventilateur, l'inertie thermique de la source de chaleur est
minimisée, ce qui est avantageux quand le temps de réponse en température
du dispositif est un paramètre important.
Afin d'obtenir une gamme de température étendue vers le froid et
rapidement atteinte, le transfert thermique est dégradé sans ventilateur, le
jet
aspirant de l'air non chauffé dans cette configuration et contribuant à un
refroidissement plus rapide du jet. A cette fin, la tuyère pourra être
tronconique, la buse étant disposée au voisinage de la petite base et le
ventilateur vers la grande base du tronc de cône.
Il est utile de remarquer que la tuyère permet l'admission d'air frais
autant que l'expulsion d'air chauffé dans l'atmosphère, grâce à ses deux
orifices. L'invention assure une circulation d'air, elle en évite la
stagnation et
avec une source de chaleur chauffant l'air à une température suffisante, de
l'ordre de quelques centaines de degrés Celsius, elle permet de détruire des
germes présents dans l'atmosphère en assainissant l'air projeté sur les
gouttes. La température faible de l'eau amenée à la buse peut permettre aussi
d'éviter ou de limiter le développement de germes dans le circuit
d'alimentation d'eau de la buse.Dans un exemple de réalisation de l'invention,
la buse est une buse mixte air-eau alimentée en air à une pression relative de
0,3 bar et en eau à une pression relative de 0,1 bar, le débit d'eau étant de
l'ordre de 1,5 litres/heure. Le ventilateur fournit un débit d'air de l'ordre
de 50
litres par minute et est alimenté par une tension électrique de 12V. La
résistance électrique de chauffage est alimentée en 24V, la valeur de cette
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résistance est de l ohm et sa consommation électrique peut être comprise
entre OW (pulvérisation froide), 100W (pulvérisation fraîche) et 250W
(pulvérisation chaude).
La température des gouttes à leur arrivée sur la peau d'une personne
est comprise entre 32 C et 47 C environ, cette température ne devant pas
dépasser 35 C quand le jet est dirigé sur le visage et pouvant atteindre 47 C
quand il est dirigé sur le dos de la personne.
Comme l'air du courant de gaz est initialement très chaud, il peut porter
les gouttes d'eau à une température élevée, par exemple voisine de 90-
100 C, qui les stérilise.
L'eau des gouttes se refroidit très vite au cours de son trajet vers la
peau, pour toucher celle-ci à une température comprise entre 35 C et 47 C, la
distance entre la buse 1 et la peau étant comprise entre 22 et 50 cm environ
en fonction du type de massage ou de soin réalisé.
La commande de la résistance électrique 4 et du ventilateur 5 permet
de passer très vite du chaud au froid et inversement, en veillant à ce que les
gouttes du jet ne soient pas vaporisées, pour éviter tout risque de brûlure.
La taille des gouttes varie essentiellement en fonction de la pression
d'air alimentant la buse 1.
Une pression d'air relativement faible permet d'avoir des gouttes plus
grosses, susceptibles de provoquer une sensation de pression à leur arrivée
sur la peau. Une pression d'air plus forte diminue la taille des gouttes et
réduit
ou annule cette sensation de pression.
Ces variations de pression d'air combinées aux variations de
température et de débit des gouttes, permettent d'obtenir toute une gamme de
sensations différentes et contrastées sur la peau d'une personne.
En figure 2, la tuyère 7 coaxiale au jet comprend un tuyau de diamètre
plus faible en amont de la buse qu'en aval ou qu'au niveau de cette buse,
pour ménager une section de passage d'air essentiellement constante dans la
tuyère, le tuyau ayant une forme tronconique au moment de son changement
de diamètre pour minimiser les pertes de charges. Le flux d'air chaud 8
alimentant la tuyère peut être produit à distance et la source de chaleur
déportée, si les pertes thermiques occasionnées par le déport de la source de
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chaleur et le transport de chaleur sont compatibles avec le transfert
thermique
nécessaire à l'invention. Dans une réalisation de longueur minimale, cette
tuyère peut prendre la forme d'un tronc de cône. La longueur du tuyau en
amont ou en aval du rétrécissement peut être choisie nulle ou faible dans des
modes de réalisation annexes.
Dans les modes de réalisation des figures 1 et 2, la tuyère comprend
au moins un tuyau guidant l'atmosphère dans une direction coaxiale ou
parallèle à la direction de propagation moyenne du jet de gouttes. D'autres
configurations de tuyère sont notamment possibles, par inclinaison de la
direction de guidage de l'atmosphère par rapport au jet, par multiplication
d'éléments de guidage comme des tuyaux assurant une certaine
directionnalité du guidage ou tels que de simples trous, diffusant l'air et
assurant un guidage peu directionnel et qui peuvent être assimilés à des
tuyaux de longueur nulle.
En figure 3, la tuyère est composée d'un ensemble de tuyaux 9, 10, au
nombre de deux sur le dessin, convergeant vers la zone de détente ou au-
delà. Dans ce mode, la tuyère comprend au moins un tuyau guidant
l'atmosphère dans une direction centripète ou inclinée par rapport à la
direction de propagation moyenne du jet de gouttes.
En figure 4, la tuyère 12 est annulaire, en forme de tore ou de chambre
à air, et est munie de trous Ilde sortie de l'air perpendiculairement à la
direction d'émission des gouttes en amont ou dans une zone proche de la
buse. Dans ce mode, la tuyère comprend au moins un tuyau guidant
l'atmosphère dans une direction radiale ou perpendiculaire à la direction de
propagation moyenne du jet de gouttes.
Pour des tuyaux de faible longueur et à la limite pour des trous, la
direction de guidage de l'air ne peut être définie que par extension, un trou
étant susceptible de diffuser de l'air dans des directions situées dans un
cône
d'émission d'angle au sommet très large.
On peut noter que le positionnement des différents éléments de
l'invention, ventilateur, tuyère et élément chauffant en amont de la buse
permet de raccourcir ou d'optimiser la distance entre cette buse et le corps
humain bénéficiant du massage, par rapport à un positionnement de ces
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éléments en aval de la buse. En permettant de placer le corps humain à une
distance plus faible de la buse, le positionnement en amont des éléments
permet aussi de maximiser la force du jet, pour une pression d'alimentation de
la buse donnée, et de minimiser le refroidissement des gouttes en diminuant
leur trajet et leur échange de chaleur dans l'atmosphère, pour une puissance
de chauffage donnée, dissipée dans l'élément chauffant.
Il est aussi prévu d'utiliser plusieurs dispositifs selon l'invention dans un
système de soin du corps, équipé de moyens indépendants de commande
des paramètres physiques de pilotage de ces dispositifs pour réaliser des
lo programmes variés de soin ou de massage. On entend par paramètres
physiques de pilotage, la température de la source de chaleur, les pressions
d'air et d'eau dans la buse, la vitesse du ventilateur et le positionnement de
la
buse en orientation et distance par rapport au corps. La commande peut être
faite par un opérateur ou de façon automatique par un calculateur, selon des
séquences pré-programmées ou programmées, pour faire varier la force des
jets et la température des gouttes.
L'invention est également applicable à la réalisation d'un outil à main,
destiné à administrer un soin de peau. Dans ce cas, les paramètres physiques
de pilotage qui sont la température de la source de chaleur, les pressions
d'air
et d'eau dans la buse, la vitesse du ventilateur et le positionnement de la
buse
en orientation et distance par rapport au corps, sont réglés par un opérateur,
pour faire varier la force du jet et la température des gouttes.
L'invention peut donc comprendre:
- une intégration de plusieurs dispositifs de chauffage de gouttes dans
un système de soin du corps, programmé pour faire varier la force des jets
des dispositifs et la température de leurs gouttes ;
- une intégration d'un dispositif de chauffage de gouttes dans un
système de soin du corps à commande manuelle de la force du jet du
dispositif et de la température des gouttes.
L'invention permet de chauffer les gouttes d'un jet d'une buse de façon
à obtenir une température reproductible et stable des gouttes à une distance
typique de vingt-cinq centimètres (distance du corps humain à la buse), tout
en permettant une variation de cette distance due à des mouvements
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inévitables du corps sans entraîner une sensation de froid, qui est
perceptible
par le corps humain quand la variation thermique est d'un degré Celsius.
L'invention est notamment applicable au massage agréable et aux
soins du corps humain ou d'une de ses parties, par exemple visage, pied ou
dos, par un ou plusieurs jets de gouttes de liquide.
