EP0195733A1 - Machine industrielle à chauffage à induction magnétique, notamment pour le séchage et le repassage du linge - Google Patents

Machine industrielle à chauffage à induction magnétique, notamment pour le séchage et le repassage du linge Download PDF

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EP0195733A1
EP0195733A1 EP86420079A EP86420079A EP0195733A1 EP 0195733 A1 EP0195733 A1 EP 0195733A1 EP 86420079 A EP86420079 A EP 86420079A EP 86420079 A EP86420079 A EP 86420079A EP 0195733 A1 EP0195733 A1 EP 0195733A1
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EP
European Patent Office
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heating cylinder
heating
cylinder
machine according
bars
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EP86420079A
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EP0195733B1 (fr
Inventor
Roland Gérard Ernst
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Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/14—Tools, e.g. nozzles, rollers, calenders
    • H05B6/145—Heated rollers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F67/00—Details of ironing machines provided for in groups D06F61/00, D06F63/00, or D06F65/00
    • D06F67/02—Rollers; Heating arrangements therefor

Definitions

  • the present invention relates to an industrial machine with magnetic induction heating for drying and ironing linen, comprising a metallic heating cylinder, means for driving the heating cylinder in rotation, heating means incorporated in the heating cylinder, means for introducing the linen onto the heating cylinder, means for applying the linen to at least part of the periphery of the heating cylinder, means for setting in motion the means for applying the linen and means for detaching the linen with respect to the heating cylinder.
  • a double envelope cylinder is used defining a space in which steam circulates under a pressure of a few bars.
  • This heating mode involves the use of taps, pressure gauges, filters and traps and naturally requires a source of steam.
  • a cylinder is used inside which is placed a gas burner, with automatic ignition and forced extraction of the burnt gases, associated with control and regulation means, such as a flame controller.
  • control and regulation means such as a flame controller.
  • Such a heating method proves complex and requires significant security measures.
  • a third heating mode of the electric type, resistors in the form of shielded heating pins made of stainless steel with double insulation on floating supports in steatite are incorporated into the cylinder in order to produce a heating by Joule effect.
  • the heating pins can be twelve in number, supplied separately from a polyphase network in two groups of six, in order to ensure regulation by contactors with indirect relay control.
  • the air between the pins which constitute the heating resistors and the heating cylinder is a very poor conductor of heat, so that the thermal inertia is very important at the switching on and off of the heater. This implies, in practice, using a double threshold temperature control.
  • a sealed double jacket, containing a thermal fluid is incorporated in the heating cylinder.
  • This heating mode with indirect heat exchange ensures, by internal circulation of the fluid, a good distribution of the temperature without local overheating on the external surface of the cylinder.
  • the heating fluid consists of an oil which can be heated from a gas system, such as that mentioned above, placed in the center of the cylinder or using immersion heaters placed in the fluid bath and distributed in three groups connected in star or delta to the three phases of a three-phase supply network, the current in the immersion heaters being supplied via a rotary collector.
  • a gas system such as that mentioned above
  • the various known heating modes are therefore either difficult to implement, or not very energy efficient, or are endowed with significant thermal inertia, or are liable to present shortcomings in terms of safety of use or reliability. .
  • the present invention aims, precisely, to remedy the aforementioned drawbacks and to produce a machine for drying and ironing the linen which comprises heating means of the electrical type which are easy to implement, capable of ensuring regular heating with a minimum of inertia. thermal and therefore, both energy efficient and increased safety vis-à-vis users.
  • the invention also aims to provide a machine whose reliability and service life are improved.
  • the heating means incorporated in the heating cylinder are of the induction type and comprise a series of non-contiguous, parallel conductive bars.
  • the generators of the heating cylinder and regularly distributed inside the heating cylinder by defining a cylindrical zone of diameter less than the diameter of the heating cylinder, each conductive bar being disposed in a coating of electrically insulating material and good conductor of heat, the coating itself being surrounded by a magnetic metallic envelope in thermal contact with the internal face of the external metal wall of the heating cylinder and the various conductive bars being connected to each other and to a power source in alternating current.
  • the different busbars are divided into several groups of adjacent bars, each group of bars being connected to a different phase of a polyphase current supply source.
  • the conductive bars are made of solid copper and have a large section and the various groups of conductive bars are connected by a rotating collector to a secondary winding of a voltage transformer whose primary winding is connected to a AC power source through a reactive energy compensation capacitor.
  • the voltage across a secondary winding can be between around 30 and 50 Veff.
  • the metal casing in thermal contact with the internal face of the wall of the heating cylinder, comprises a "U" shaped section, the free ends of the branches of which face towards said internal face of the wall of the heating cylinder.
  • the sub-assemblies constituted by a conductive bar, a coating and an external metal casing, are attached and fixed directly to the internal face of the external metal wall of the heating cylinder.
  • the conductive bars surrounded by a coating are arranged in longitudinal notches made on the periphery of a metal cylinder whose outside diameter is hardly less than that of the heating cylinder, which is placed so coaxial, inside the heating cylinder and which has, between its longitudinal notches, projecting parts whose external faces are welded to the internal face of the wall of the heating cylinder.
  • the device according to the invention combines, in an original way, the modes of heating by conduction and by induction to allow industrial drying and ironing of the linen.
  • the inductor used which operates at the industrial frequency of the network, dissipates both heat by the Joule effect as a resistance and generates a magnetic field creating currents induced in the part to be heated.
  • the mild steel metallic envelopes which constitute magnetic "yokes" channel the magnetic field, cause the phenomena of induction and also play the role of radiator with respect to the Joule effect.
  • the device according to the invention operates under low voltage.
  • the yield at the level of the inductor device itself is equal to unity due to the recovery of losses thanks to thermal conduction.
  • the reliability is very high, in particular because the conductors are massive copper bars, of large section. Energy efficiency is increased, compared to conventional devices, as are the safety conditions during use.
  • the cost price of an installation according to the invention is not higher than that of a traditional installation.
  • a dryer-ironer machine 100 comprising a frame with a base 101 and side panels 102 and 103.
  • An upper safety cover 104, a rear panel 105 and a lower front cover 106 provide user protection by isolating it from the essential organs of the machine constituted by a heating cylinder 150 and means 121 to. 125 for applying the linen to the heating cylinder 150.
  • the wet linen to be dried and ironed is first placed in an upper introduction tray III to be, then, introduced on engagement straps 113 mounted on an engagement table 112 disposed between the upper introduction tank 111 and the heating cylinder 150.
  • the engagement straps 113 are driven by a driving cylinder 114 housed in the engagement table 112 to bring the laundry into contact with the external face 151 of the heating cylinder 150, at the top of it.
  • a pressing cylinder 115 cooperating with the heating cylinder 150, contributes to spinning the laundry brought into contact with the heating cylinder 150.
  • the heating cylinder 150 may have a diameter of the order of 500 mm and be made of steel with a wall of thickness approximately 8 mm.
  • the length of the heating cylinder 150 can be between 1.50 m and 2.50 m depending on the intended uses.
  • the nominal temperature of the heating cylinder is of the order of 160 to 170 ° C.
  • the laundry introduced on the straps 113 of the engagement table 112 and inserted under the pressure cylinder 115, is then driven by the heating cylinder 150, itself driven in rotation by driving rollers 126, 127.
  • the laundry is then kept pressed against the cylinder 150 by dryer straps 121, for example made of felt, which absorb the water contained in the linen by evaporation.
  • the dryer straps 121 for applying the laundry to the cylinder extend over approximately three-quarters of the perimeter of the cylinder and are driven by a driving cylinder 125.
  • the dryer straps 121 have a return path located in the lower and rear parts of the machine and cooperate with an upper cylinder 122 located in the vicinity of the pressing cylinder 115, with a rear cylinder 123 , with a lower tension cylinder 124 and with the driving cylinder 125 located at the front of the machine above a tank 132 for receiving dry and ironed laundry.
  • Blades 131 are arranged above the driving cylinder 125 to cause the detachment of the laundry relative to the heating cylinder 150 above the driving cylinder 125 and before the laundry, driven by the heating cylinder 150, reaches the point d introduction of the linen at the end of the engagement table 112.
  • the water vapor coming from the laundry is evacuated by an extractor system 141 placed at the rear, in the lower part of the machine.
  • the heating device according to the invention constitutes a three-phase inductor supplied from a current supply network at a frequency of 50 or 60 Hz and placed inside the rotating cylinder 150 a short distance from the internal face. 153 of the metal wall of the cylinder 150, but without the conductive elements 51 of the inductor being in electrical contact with the wall of the cylinder 150.
  • each of the three phases of the three-phase inductor consists of a set of conductive bars 51 parallel to each other and connected in series with each other.
  • Fig. 5 represents a star assembly in which phase no. I comprises three bars 1, 2, 3, phase no. II comprises three bars 4, 5, 6 and phase no. III also includes three bars 7, 8 , 9.
  • the number of busbars connected in series for each phase could, of course, be different from three.
  • the various conductive bars 1 to 9, constituting the three-phase inductor are shown unwound in the same plane to show an example of mounting in star of the three phases.
  • the conductive bars 1 to 9 are arranged so as to define a cylindrical surface 152 (FIG. 3) coaxial with the cylindrical wall of the drum 150 and disposed inside the drum 150.
  • the conductive bars 51 can be made of copper massive and are spaced from each other, as shown in fig. 3.
  • the three-phase inductor thus consists of three phases, each comprising several conductive bars placed in series electrically and through which the inductor current passes.
  • the busbars of the three phases can, of course, also be connected in a triangle.
  • Each conductive bar 51 is integrated in an elementary module 50, such as that shown in section in FIG. 4.
  • An elementary module 50 comprises an outer sheath 53 of mild steel, in the form of an inverted "U" profile, the branches of which have free ends in contact with the internal face 153 of the cylindrical wall of the cylinder 150.
  • a solid conductive bar 51 for example made of copper, is positioned in a sheath 52 made of electrically insulating material, while having good thermal conductivity and disposed inside the outer sheath 53.
  • the sheath 52 of electrical isolation and positioning of a conductive bar 51 can be made, for example, of refractory cement.
  • the external sheaths 53 are themselves welded by the free end of their branches to the internal face 153 of the rotating cylinder 150.
  • the various elementary modules 50 distributed inside the cylinder 150, can be produced in very different ways.
  • FIG. 3 an embodiment in which the outer "U" sheaths 53 of the various elementary modules are defined by the walls of notches 156 formed at the periphery of a metal cylinder 154 having a diameter barely less than the internal diameter of the heating cylinder 150.
  • the projecting parts 157 located between the notches 156, are welded by their arcuate face 155 to the internal face 153 of the cylindrical wall of the drum 150, for example by welding. electrical by points along generatrices of the internal cylinder 154 (at the level of the projecting parts 157), in contact with the cylinder 150.
  • each elementary module 50 and the conductive bar 51 can be arranged in the notches 156 of the cylinder 154, in the same way as in "U" shaped profiles 53, such as those shown in FIG. 4.
  • the elementary modules 50 must be close enough to one another to ensure a good distribution of the heating at the periphery of the cylinder 150.
  • the various adjacent external "U" sheaths 53 can be in contact with each other. others, the conductive bars 51 remaining electrically isolated from each other by the inner sheaths 52.
  • This magnetic field reinforced and channeled by the "U" profiles 53, generates induced currents within these profiles 53 and the rotating cylinder 150.
  • the inductor thus defined has a certain impedance (resistance + reactance), which must be adapted vis-à-vis the supply network, depending on the power to be injected into the heating cylinder 150.
  • This is composed, essentially, of the power necessary to heat the cylinder 150 from room temperature to around 160 ° C during the start-up phase of the machine and the power required for the evaporation of the water contained in the sheets moving over the cylinder 150.
  • This impedance adaptation is carried out by a voltage transformer, the secondary of which delivers the inductor current which is conveyed to the inductor via a rotary collector.
  • the inductor being reactive and resistive, the cos ⁇ of the installation is different from 1.
  • the heating device according to the invention has little thermal inertia, which does not make it necessary to regulate with a double temperature threshold.
  • the power required is of the order of 25 to 30 kW, which is relatively low compared to the power required for other industrial machines.
  • ironing machines known, in particular, electric heating machines with heating resistors which, for the same size of heating cylinder, would consume a power of the order of 50 kW.
  • the electrical voltage at the terminals of the inductor according to the invention remains in the low voltage field, with values of the order of 40 Veff, which very significantly increases the electrical safety with respect to users compared to known electric heating modes in which a supply voltage of 220 V or 380 V is directly applied to electrical resistances in an atmosphere highly charged with water vapor.

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Abstract

Machine industrielle à chauffage à induction magnétique, notamment pour le séchage et le repassage du linge.
La machine de séchage comprend un cylindre métallique tournant (150) dans lequel sont incorporés des moyens de chauffage par induction, constitués par une série (1 à 9) de barres conductrices (51) non jointives, parallèles aux génératrices du cylindre chauffant (150) et définissant une zone cylindrique (152) de diamètre inférieur au diamètre du cylindre chauffant. Chaque barre conductrice (51) est disposée dans un enrobage (52) en matériau isolant électriquement et bon conducteur de la chaleur, l'enrobage étant lui-même placé dans une gaine métallique (53) en contact thermique avec la paroi du cylindre (150). Les différentes barres (1 à 9) sont connectées entre elles et à une source d'alimentation en courant alternatif.

Description

  • La présente invention a pour objet une machine industrielle à chauffage à induction magnétique pour le séchage et le repassage du linge, comprenant un cylindre métallique chauffant, des moyens d'entraînement en rotation du cylindre chauffant, des moyens de chauffage incorporés dans le cylindre chauffant, des moyens d'introduction du linge sur le cylindre chauffant, des moyens d'application du linge sur au moins une partie du pourtour du cylindre chauffant, des moyens de mise en mouvement des moyens d'application du linge et des moyens de décollement du linge par rapport au cylindre chauffant.
  • On connait déjà de telles machines de séchage et de repassage du linge utilisées dans le domaine de la blanchisserie, dans lesquelles les draps chargés d'eau, après lavage, sont engagés sur un cylindre en acier tournant et chauffant et sortent de la machine secs et repassés.
  • On a déjà envisagé d'appliquer à de telles machines plusieurs modes de chauffage du cylindre tournant.
  • Selon un premier mode de chauffage, on utilise un cylindre à.double enveloppe définissant un espace dans lequel circule de la vapeur sous une pression de quelques bars. Ce mode de chauffage implique l'utilisation de robinets, manomètres, filtres et purgeurs et nécessite, naturellement, de disposer d'une source de vapeur.
  • Selon un second mode de chauffage, on utilise un cylindre à l'intérieur duquel est placé un brûleur à gaz, à allumage automatique et extraction forcée des gaz brûlés, associé à des moyens de contrôle et de régulation, tels qu'un contrôleur de flamme électronique et des électro-vannes de sécurité et à des organes divers, tels que, notamment, robinets, détendeurs, filtres anti- poussières sur le mélangeur d'air, jeu d'injecteurs interchangeables pour s'adapter à la qualité du gaz. Un tel mode de chauffage s'avère complexe et nécessite des mesures de sécurité importantes.
  • Selon un troisième mode de chauffage, du type électrique, des résistances en forme d'épingles de chauffage blindées en acier inoxydable à double isolation sur supports flottants en stéatite sont incorporées au cylindre pour réaliser un chauffage par effet Joule. Les épingles de chauffage peuvent être au nombre de douze, alimentées séparément à partir d'un réseau polyphasé en deux groupes de six, afin d'assurer la régulation par des contacteurs à commande indirecte par relais. Avec un tel mode de chauffage, l'air se trouvant entre les épingles qui constituent les résistances chauffantes et le cylindre chauffant est très mauvais conducteur de la chaleur, de sorte que l'inertie thermique est très importante à l'enclenchement et au déclenchement du chauffage. Ceci implique, en pratique, d'utiliser une régulation de température à double seuil.
  • Selon un quatrième mode de chauffage, une double enveloppe étanche, contenant un fluide thermique, est incorporée dans le cylindre chauffant. Ce mode de chauffage à échange de chaleur indirect assure, par circulation interne du fluide une bonne répartition de la température sans surchauffe locale sur la surface extérieure du cylindre. Toutefois, ce mode de chauffage est relativement délicat à mettre en oeuvre, du fait des conditions d'étanchéité requises. Le fluide de chauffage est constitué par une huile qui peut être chauffée à partir d'un système au gaz, tel que celui mentionné plus haut, disposé au centre du cylindre ou à l'aide de thermoplongeurs placés dans le bain de fluide et répartis en trois groupes connectés en étoile ou en triangle aux trois phases d'un réseau d'alimentation triphasé, le courant dans les thermoplongeurs étant amené par l'intermédiaire d'un collecteur tournant. On notera que la présence de résistances électriques, alimentées directement sous une tension de 220 V ou 380 V dans une atmosphère fortement chargée en vapeur d'eau, tend à rendre critiques les problèmes de sécurité vis-à-vis des utilisateurs.
  • Par ailleurs, avec un tel mode de chauffage, dit à fluide électrique, des problèmes d'amorçage électrique subsistent occasionnellement. De tels amorçages sont néfastes à divers titres et, notamment, au niveau sécurité, puisque l'amorçage peut se produire dans le fluide caloporteur lui-même, placé dans une enceinte fermée étanche, ainsi qu'au niveau économique, puisque le remplacement d'un thermoplongeur nécessite la vidange du fluide caloporteur et la réfection de l'étanchéité. En outre, pour des machines industrielles implantées dans des locaux exigus situés en sous-sol, le démontage d'un thermoplongeur qui nécessite un dégagement important, de l'ordre de 2,50 m pour les grosses machines, impose, en général, de sortir toute la machine du local et d'effectuer sa réparation à l'extérieur. Le coût de remplacement d'un thermoplongeur et les frais liés à l'immobilisation hors fonctionnement de la machine sont donc très importants.
  • Les différents modes de chauffage connus sont donc, soit délicats à mettre en oeuvre, soit peu économes en énergie, soit dotés d'une inertie thermique importante, soit susceptibles de présenter des insuffisances sur le plan de la sécurité d'utilisation ou de la fiabilité.
  • La présente invention vise, précisément, à remédier aux inconvénients précités et à réaliser une machine de séchage et repassage du linge qui comprenne des moyens de chauffage de type électrique faciles à mettre en oeuvre, propres à assurer un chauffage régulier avec un minimum d'inertie thermique et donc, à la fois économes en énergie et d'une sécurité accrue vis-à-vis des utilisateurs.
  • L'invention a encore pour but de réaliser une machine dont la fiabilité et la durée de vie sont améliorées.
  • Ces buts sont atteints grâce à une machine du type mentionné en tête de la description, dans laquelle, conformément à l'invention, les moyens de chauffage incorporés au cylindre chauffant sont du type à induction et comprennent une série de barres conductrices non jointives, parallèles aux génératrices du cylindre chauffant et régulièrement réparties à l'intérieur du cylindre chauffant en définissant une zone cylindrique de diamètre inférieur au diamètre du cylindre chauffant, chaque barre conductrice étant disposée dans un enrobage en matériau isolant électriquement et bon conducteur de la chaleur, l'enrobage étant lui-même entouré d'une enveloppe métallique magnétique en contact thermique avec la face interne de la paroi métallique externe du cylindre chauffant et les différentes barres conductrices étant connectées entre elles et à une source d'alimentation en courant alternatif.
  • De façon plus particulière, les différentes barres conductrices sont réparties en plusieurs groupes de barres adjacentes, chaque groupe de barres étant connecté à une phase différente d'une source d'alimentation en courant polyphasé.
  • Selon une caractéristique avantageuse, les barres conductrices sont réalisées en cuivre massif et présentent une forte section et les différents groupes de barres conductrices sont connectés par un collecteur tournant à un enroulement secondaire d'un transformateur de tension dont l'enroulement primaire est connecté à une source d'alimentation en courant alternatif par l'intermédiaire d'un condensateur de compensation d'énergie réactive.
  • Dans ce cas, la tension aux bornes d'un enroulement secondaire peut être comprise entre environ 30 et 50 Veff.
  • Selon une caractéristique particulière, l'enveloppe métallique, en contact thermique avec la face interne de la paroi du cylindre chauffant, comprend un profilé en "U" dont les extrémités libres des branches sont tournées vers ladite face interne de la paroi du cylindre chauffant.
  • Selon un premier mode de réalisation, les sous-ensembles, constitués par une barre conductrice, un enrobage et une enveloppe métallique externe, sont rapportés et fixés directement sur la face interne de la paroi métallique externe du cylindre chauffant.
  • Selon un second mode de réalisation, les barres conductrices entourées d'un enrobage sont disposées dans des encoches longitudinales réalisées à la périphérie d'un cylindre métallique dont le diamètre extérieur est à peine inférieur à celui du cylindre chauffant, qui est placé, de façon coaxiale, à l'intérieur du cylindre chauffant et qui présente, entre ses encoches longitudinales, des parties saillantes dont les faces externes sont soudées à la face interne de la paroi du cylindre chauffant.
  • D'une manière générale, le dispositif selon l'invention combine, de façon originale, les modes de chauffage par conduction et par induction pour permettre le séchage et le repassage industriels du linge. L'inducteur utilisé, qui fonctionne à la fréquence industrielle du réseau, dissipe, à la fois, de la chaleur par effet Joule comme une résistance et engendre un champ magnétique créant des courants induits dans la partie à chauffer. Les enveloppes métalliques en acier doux qui constituent des "culasses" magnétiques canalisent le champ magnétique, provoquent les phénomènes d'induction et jouent, également, le rôle de radiateur vis-à-vis de l'effet Joule.
  • Le dispositif selon l'invention fonctionne sous basse tension. Le rendement au niveau du dispositif inducteur luimême est égal à l'unité du fait de la récupération des pertes grâce à la conduction thermique. La fiabilité est très grande, notamment du fait que les conducteurs sont des barres de cuivre massives, de forte section. Le rendement énergétique est accru, par rapport aux dispositifs classiques, de même que les conditions de sécurité lors de l'utilisation. Enfin, le prix de revient d'une installation conforme à l'invention n'est pas supérieur à celui d'une installation traditionnelle.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes particuliers de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
    • - la fig. 1 est une vue schématique en perspective d'une machine sécheuse-repasseuse à laquelle l'invention est applicable,
    • - la fig. 2 est une vue schématique en coupe transversale de la machine de la fig. 1,
    • - la fig. 3 est une vue schématique, en coupe transversale, montrant l'implantation d'un premier mode de réalisation de dispositif de chauffage à induction selon l'invention dans la machine des fig. 1 et 2,
    • - la fig. 4 représente, schématiquement, en coupe transversale, un module élémentaire d'un second mode de réalisation de dispositif de chauffage à induction applicable à la machine des fig. 1 et 2 et,
    • - la fig. 5 est une vue schématique d'un exemple de connexion électrique du dispositif de chauffage à induction selon l'invention.
  • On voit, sur les fig. 1 et 2, une machine sécheuse-repasseuse 100, comprenant un bâti avec un socle 101 et des panneaux latéraux 102 et 103. Un capot supérieur de sécurité 104, un panneau arrière 105 et un capot frontal inférieur 106 assurent une protection de l'utilisateur en l'isolant des organes essentiels de la machine constitués par un cylindre chauffant 150 et des moyens 121 à . 125 d'application du linge sur le cylindre chauffant 150.
  • Le linge humide à sécher et repasser, non représenté sur le dessin, est d'abord placé dans un bac supérieur d'introduction III pour être, ensuite, introduit sur des bretelles d'engagement 113 montées sur une table d'engagement 112 disposée entre le bac supérieur d'introduction 111 et le cylindre chauffant 150. Les bretelles d'engagement 113 sont entraînées par un cylindre entraîneur 114 logé dans la table d'engagement 112 pour amener le linge en contact avec la face externe 151 du cylindre chauffant 150, à la partie supérieure de celui-ci. Un cylindre presseur 115, coopérant avec le cylindre chauffant 150, contribue à essorer le linge amené au contact du cylindre chauffant 150.
  • Le cylindre chauffant 150 peut présenter un diamètre de l'ordre de 500 mm et être réalisé en acier avec une paroi d'épaisseur 8 mm environ. La longueur du cylindre chauffant 150 peut être comprise entre 1,50 m et 2,50 m selon les utilisations envisagées. La température nominale du cylindre chauffant est de l'ordre de 160 à 170° C.
  • Le linge, introduit sur les bretelles 113 de la table d'engagement 112 et inséré sous le cylindre presseur 115, est ensuite entraîné par le cylindre chauffant 150, lui-même entraîné en rotation par des galets entraîneurs 126, 127. Le linge est ensuite maintenu plaqué sur le cylindre 150 par des sangles sécheuses 121, par exemple en feutre, qui absorbent l'eau contenue dans le linge par évaporation. Les sangles sécheuses 121 d'application du linge sur le cylindre s'étendent sur environ les trois-quarts du périmètre du cylindre et sont entraînées par un cylindre entraîneur 125. Les sangles sécheuses 121 présentent un trajet de retour situé dans les parties inférieure et arrière de la machine et coopèrent avec un cylindre supérieur 122 situé au voisinage du cylindre presseur 115, avec un cylindre arrière 123, avec un cylindre tendeur inférieur 124 et avec le cylindre entraîneur 125 situé à l'avant de la machine au-dessus d'un bac 132 de réception du linge sec et repassé. Des lames 131 sont disposées au-dessus du cylindre entraîneur 125 pour provoquer le décollement du linge par rapport au cylindre chauffant 150 au-dessus du cylindre entraîneur 125 et avant que le linge, entraîné par le cylindre chauffant 150, n'atteigne le point d'introduction du linge à l'extrémité de la table d'engagement 112.
  • La vapeur d'eau venant du linge est évacuée par un système extracteur 141 placé à l'arrière, en partie basse de la machine.
  • On décrira, maintenant, en référence aux figures 3 à 5, un dispositif spécifique de chauffage électrique destiné à être incorporé dans le cylindre tournant 150.
  • Le dispositif de chauffage selon l'invention constitue un inducteur triphasé alimenté, à partir d'un réseau d'alimentation en courant à une fréquence de 50 ou 60 Hz et disposé à l'intérieur du cylindre tournant 150 à faible distance de la face interne 153 de la paroi métallique du cylindre 150, mais sans que les éléments conducteurs 51 de l'inducteur soient en contact électrique avec la paroi du cylindre 150.
  • Comme on peut le voir sur la fig. 5, chacune des trois phases de l'inducteur triphasé est constituée par un ensemble de barres conductrices 51 parallèles entre elles et connectées en série les unes avec les autres. La fig. 5 représente un montage en étoile dans lequel la phase n° I comprend trois barres 1, 2, 3, la phase n° II comprend trois barres 4, 5, 6 et la phase n°III comprend, également, trois barres 7, 8, 9. Le nombre de barres conductrices connectées en série pour chaque phase pourrait, naturellement, être différent de trois. Sur la fig. 5, les différentes barres conductrices 1 à 9,constituant l'inducteur triphasé, sont représentées déroulées dans un même plan pour montrer un exemple de montage en étoile des trois phases. En réalité, les barres conductrices 1 à 9 sont disposées de manière à définir une surface cylindrique 152 (fig. 3) coaxiale à la paroi cylindrique du tambour 150 et disposée à l'intérieur du tambour 150. Les barres conductrices 51 peuvent être en cuivre massif et sont espacées les unes des autres, comme représenté sur la fig. 3.
  • L'inducteur triphasé est ainsi constitué de trois phases comprenant chacune plusieurs barres conductrices mises en série électriquement et dans lesquelles passe le courant inducteur. Les barres conductrices des trois phases peuvent, naturellement, être également connectées en triangle.
  • Chaque barre conductrice 51 est intégrée dans un module élémentaire 50, tel que celui représenté en coupe sur la fig. 4. Un module élémentaire 50 comprend une gaine extérieure 53 en acier doux, en forme de profil en "U" inversé, dont les branches présentent des extrémités libres en contact avec la face interne 153 de la paroi cylindrique du cylindre 150. Dans chaque module élémentaire 50, une barre conductrice massive 51, par exemple en cuivre, est positionnée dans une gaine 52 réalisée en matériau isolant électriquement, tout en présentant une bonne conductibilité thermique et disposée à l'intérieur de la gaine extérieure 53. La gaine 52 d'isolement électrique et de positionnement d'une barre conductrice 51 peut être réalisée, par exemple, en ciment réfractaire. Les gaines extérieures 53 sont elles-mêmes soudées par l'extrémité libre de leurs branches à la face interne 153 du cylindre tournant 150.
  • Les différents modules élémentaires 50, répartis à l'intérieur du cylindre 150, peuvent être réalisés de façons très diverses. Ainsi, on a représenté sur la fig. 3 un mode de réalisation dans lequel les gaines extérieures en "U" 53 des différents modules élémentaires sont définies par les parois d'encoches 156 formées à la périphérie d'un cylindre métallique 154 présentant un diamètre à peine inférieur au diamètre interne du cylindre chauffant 150. Dans ce cas, les parties saillantes 157, situées entre les encoches 156, sont soudées par leur face arquée 155 à la face interne 153 de la paroi cylindrique du tambour 150, par exemple par soudage électrique par points le long de génératrices du cylindre interne 154 (au niveau des parties saillantes 157), en contact avec le cylindre 150. La gaine interne 52 de chaque module élémentaire 50 et la barre conductrice 51 peuvent être disposées dans les encoches 156 du cylindre 154, de la même façon que dans des profils en "U" 53, tels que ceux représentés sur la fig. 4. Les modules élémentaires 50 doivent être suffisamment rapprochés les uns des autres pour assurer une bonne répartition du chauffage à la périphérie du cylindre 150. A la limite, les différentes gaines en "U" extérieures 53 adjacentes peuvent être en contact les unes avec les autres, les barres conductrices 51 restant isolées électriquement les unes des autres par les gaines intérieures 52.
  • On décrira, maintenant, le fonctionnement du dispositif à induction conforme à l'invention.
  • Le courant inducteur alternatif, passant dans les barres conductrices 51, crée un champ magnétique, à la fois dans le profil en "U" 53 en acier doux et dans la portion du cylindre tournant 150 sur laquelle est soudé chaque profil 53. Ce champ magnétique, renforcé et canalisé par les profils en "U" 53, engendre des courants induits au sein de ces profils 53 et du cylindre tournant 150. Ceux- ci, par effet Joule, chauffent, d'une part, directement le cylindre tournant 150, d'autre part, indirectement, par conduction vers le cylindre 150 de la chaleur dissipée dans les profils 53. Le rendement est notablement accru par la présence du matériau réfractaire 52 entre chaque barre conductrice 51 et le profil en "U" 53 correspondant. En effet, le matériau choisi étant relativement bon conducteur de la chaleur, il transmet au cylindre tournant 150 la chaleur provenant des pertes par effet Joule dues à la résistance propre d'une barre inductrice 51.
  • Ainsi, toute la puissance active alimentant l'inducteur, est transformée en énergie de chauffage du cylindre tournant 150, ce qui confère un excellent rendement au dispositif.
  • Il suffit de rapprocher suffisamment les modules élémentaires 50 pour obtenir une bonne répartition de la chauffe.
  • L'inducteur ainsi défini présente une certaine impédance (résistance+rêactance), qu'il faut adapter vis-à-vis du réseau d'alimentation, en fonction de la puissance à injecter dans le cylindre chauffant 150. Celle-ci est composée, essentiellement, de la puissance nécessaire pour échauffer le cylindre 150 de la température ambiante jusqu'à environ 160° C au cours de la phase de démarrage de la machine et de la puissance nécessaire pour l'évaporation de l'eau contenue dans les draps défilant sur le cylindre 150.
  • Cette adaptation d'impédance est réalisée par un transformateur de tension dont le secondaire délivre le courant inducteur qui est véhiculé jusqu'à l'inducteur par l'intermédiaire d'un collecteur tournant.
  • Enfin, l'inducteur étant réactif et résistif, le cos ϕ de l'installation est différent de 1. On dispose donc, avantageusement, trois condensateurs de compensation d'énergie réactive côté primaire du transformateur d'adaptation, de façon à ramener le cos ϕ à une valeur proche de 1.
  • On notera que le dispositif de chauffage selon l'invention présente peu d'inertie thermique, ce qui ne rend pas nécessaire une régulation à double seuil de température.
  • Par ailleurs, on peut noter que, pour une machine standard de longueur 2,50 m, la puissance requise est de l'ordre de 25 à 30 kW, ce qui est relativement faible par rapport à la puissance requise pour d'autres machines industrielles à repasser connues, notamment, des machines à chauffage électrique à résistances chauffantes qui, pour la même dimension de cylindre chauffant, consommeraient une puissance de l'ordre de 50 kW.
  • De plus, la tension électrique aux bornes de l'inducteur selon l'invention reste dans le domaine de la basse tension, avec des valeurs de l'ordre de 40 Veff, ce qui accroît très notablement la sécurité électrique vis-à-vis des utilisateurs par rapport aux modes de chauffage électrique connus dans lesquels une tension d'alimentation de 220 V ou 380 V est directement appliquée sur des résistances électriques dans une atmosphère fortement chargée en vapeur d'eau.

Claims (12)

1 - Maéhine industrielle à chauffage par induction, comprenant un cylindre métallique chauffant (150), des moyens (50) de chauffage du type à induction incorporés à l'intérieur du cylindre chauffant (150) et des moyens (126, 127) d'entraînement en rotation du cylindre chauffant (150),
caractérisée en ce que les moyens de chauffage (50) incorporés au cylindre chauffant (150) comprennent une série (1 à 9) de barres:conductrices (51) non jointives, parallèles aux génératrices du cylindre chauffant et régulièrement réparties à l'intérieur du cylindre chauffant (150) en définissant une zone cylindrique (152) de diamètre inférieur au diamètre du cylindre chauffant, chaque barre conductrice (51) étant disposée dans un enrobage (52) en matériau isolant électriquement et bon conducteur de la chaleur, l'enrobage (52) étant lui-même entouré d'une enveloppe métallique (53) en contact thermique avec la face interne (153) de la paroi métallique externe du cylindre chauffant (150) et les différentes barres conductrices (1 à 9) étant connectées entre elles et à une source d'alimentation en courant alternatif.
2 - Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les différentes barres conductrices (1. à 9) sont réparties en plusieurs groupes de barres adjacentes (1 à 3, 4 à 6, 7 à 9), chaque groupe de barres étant connecté à une phase différente d'une source d'alimentation en courant polyphasé.
3 - Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que les différentes barres conductrices (1 à 9) sont réparties en trois groupes de trois barres (1 à 3, 4 à 6, 7 à 9) connectées à une source d'alimentation triphasée.
4 - Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'enrobage (52) est réalisé en ciment réfractaire.
5 - Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'enveloppe métallique (53), en contact thermique avec la face interne (153) de la paroi du cylindre chauffant, constitue un profilé en "U" dont les extrémités libres des branches sont tournées vers ladite face interne (153) de la paroi du cylindre chauffant.
6 - Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les sous-ensembles constitués par une barre conductrice (51), un enrobage (52) et une enveloppe métallique externe (53) sont rapportés et fixés directement sur la face interne (153) de la paroi métallique externe du cylindre chauffant.
7 - Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les barres conductrices (51), entourées d'un enrobage (52), sont disposées dans des encoches longitudinales (156) réalisées à la périphérie d'un cylindre métallique (154) dont -le diamètre extérieur est à peine inférieur à celui du cylindre chauffant (150) qui est placé de façon coaxiale à l'intérieur du cylindre chauffant (150) et qui présente entre ses encoches longitudinales (156) des parties saillantes (157) dont les faces externes (155) sont soudées à la face interne (153) de la paroi du cylindre chauffant (150).
8 - Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les barres conductrices (51) sont réalisées en cuivre massif et présentent une forte section.
9 - Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les différents groupes de barres conductrices (1 à 3, 4 à 6, 7 à 9) sont connectés par un collecteur tournant à un enroulement secondaire d'un transformateur de tension, dont l'enroulement primaire est connecté à une source d'alimentation en courant alternatif par l'intermédiaire d'un condensateur de compensation d'énergie réactive.
10 - Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que la tension aux bornes d'un enroulement secondaire est comprise entre environ 30 et 50 Veff.
Il - Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que les enveloppes métalliques (53) en forme de "U" sont réalisées en acier doux.
12 - Machine selon l'une quelconque des revendications I à 11, appliquée notamment au séchage et repassage du linge ou articles similaires, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, des moyens (111 à 115) d'introduction du linge sur le cylindre chauffant, des moyens (121) d'application du linge sur au moins une partie du pourtour du cylindre chauffant, des moyens (125) de mise en mouvement des moyens (121) d'application du linge et des moyens (131, 132) de décollement du linge par rapport au cylindre chauffant (150).
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