FR2602525A1 - Seche-linge a circulation d'air amelioree et procede pour secher des vetements - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN SECHE-LINGE A CIRCULATION AMELIOREE DE L'AIR ET UN PROCEDE POUR SECHER DES VETEMENTS. CET APPAREIL COMPORTE UN TAMBOUR 12 MUNI D'UNE PAROI CIRCONFERENTIELLE PERFOREE 14 ET D'UNE PAROI ARRIERE 16 MUNIE D'UNE ADMISSION D'AIR 20, UN PASSAGE DE RECIRCULATION SITUE ENTRE LESDITES PERFORATIONS ET LADITE ADMISSION D'AIR ET S'EFFECTUANT ENTRE LADITE PAROI CIRCONFERENTIELLE, LADITE PAROI ARRIERE ET L'ENVELOPPE 22 DANS LAQUELLE EST LOGE LE TAMBOUR, ET DES MOYENS 24 POUR INTRODUIRE DE L'AIR DANS L'ADMISSION D'AIR DU TAMBOUR ET LE REFOULER PAR LESDITES PERFORATIONS, CET AIR ENTRAINANT UNE PARTIE DE L'AIR REFOULE DANS LEDIT PASSAGE DE CIRCULATION, POUR LE FAIRE PENETRER A NOUVEAU DANS LADITE ADMISSION D'AIR DU TAMBOUR. APPLICATION NOTAMMENT AUX SECHE-LINGE COMMERCIAUX UTILISES DANS DES BLANCHISSERIES-LAVERIES A SELF-SERVICE.

Description

La présente invention concerne d'une manière générale des sèche-linge

comme par exemple des séchoirs commerciaux utilisés dans des blanchisseries à self-service. Dans un séchoir classique, de l'air chaud est introduit à force à 5 travers un tambour rotatif de manière à extraire par évapQration l'humidité des vêtements mouillés qui sont agités dans ce tambour. L'air sortant du tambour est ensuite canalisé en direction d'une sortie d'évacuation par l'intermédiaire d'une

canalisation ou d'une série de canalisations.

En vue de réaliser une récupération d'énergie, de nombreux séchoirs comportent un conduit supplémentaire servant à entraîner en recirculation une partie del'airsortant, en le ramenant dans le tambour. Cependant la durée de séchage impose une limite à la quantité d'air humide qui peut être ré15 mise en circulation. C'est pourquoi dans les séchoirs commerciaux et les séchoirs ménagers, la quantité d'air en recirculation a été limitée à moins de 60 % de la totalité de l'air pénétrant dans le tambour. Afin de réaliser une récupération supplémentaire d'énergie, on a utilisé différents systèmes 20 pour transférer de la chaleur d'une sortie d'un séchoir vers de l'eau chaude destinée à être utilisée dans des machines à laver. Par exemple le brevet US N 4 275 510 décrit une canalisation de chaleur branchée entre la sortie d'un séchoir et l'eau d'alimentation d'un chauffe-eau servant à réchauffer 25 l'eau. Le brevet US N 4 412 391 décrit une chambre de chauffage disposée dans la partie inférieure d'une cuve à eau chaude classique et accouplée à la sortie d'un séchoir de manière à réchauffer l'eau de lavage. Cependant les systèmes antérieurs étaient seulement à même de réchauffer l'eau de lavage. 30 Ils ne permettaient pas de chauffer l'eau pour l'amener à des températures normales de délivrance, en raison de la différence de température relativement faible entre l'air sortant du

séchoir et l'alimentation en eau.

Il se pose un autre problème en ce qui concerne 35 la récupération de chaleur à partir de séchoirs et consistant

en ce que des gaz de combustion des brûleurs à gaz pénètrent dans le tambour du séchoir. Les gaz de combustion, comme par exemple du chlorure d'hydrogène, du gaz carbonique, du dioxyde d'azote et du fluorure d'hydrogène peuvent se combiner au 5 condensat formé par la vapeur d'eau pour former respectivement de l'acide chlorhydrique, de l'acide carbonique, de l'acide nitrique et de l'acide fluorhydrique. Ces acides peuvent attaquer par corrosion les échangeurs de chaleur, qui sont accouplés à la sortie du séchoir.

Les solutions classiques utilisées pour le séchage de vêtements et la récupération de chaleur présentent un inconvénient supplémentaire. En effet les canalisations requises pour évacuer l'air et le faire recirculer ont accru les dimensions, la complexité et la masse thermique du séchoir.

L'accroissement de la masse thermique prolonge la durée dechauffage, réduit le rendement du séchage et dissipe la chaleur

sortante qui peut, sinon, être récupérée.

La présente invention résoud les problèmes indiqués précédemment en fournissant un appareil servant à sécher 20 les vêtements, comprenant un tambour possédant une paroi circonférentielle perforée et une extrémité arrière munie d'une admission d'air dans le tambour, un passage de recirculation situé entre lesdites perforations et ladite admission d'air dans le tambour et incluant à la fois ladite paroi circonfé25 rentielle et ladite extrémité arrière, et des moyens pour introduire l'air dans ladite admission d'air dans le tambour et refouler ledit air radialement à travers lesdites perforations, lesdits moyens utilisés pour déplacer l'air entraînant également une partie dudit air évacué dans ledit passage de 30 recirculation et le faisant pénétrer dans ladite admission

d'air dans le tambour. En faisant recirculer un pourcentage important de l'air, on réduit de façon substantielle la teneur en vapeur d'eau de l'air. Ainsi l'énergie par kilogramme d'air, que l'on peut récupérer au moyen d'un échangeur de cha35 leur à condensation, est fortement accrue.

La présente invention fournit en outre un appareil servant à sécher les vêtements, qui comporte uncompartimntpossédant une ouverture servant à recevoir les vêtements, un tambour recevant les vêtements et comportant une ouvertu5 re frontale communiquant avec l'ouverture ducompartimentde manière à recevoir les vêtements, une extrémité arrière comprenant uneadmission d'air dans le tambour, et une paroi circonférentielle perforée, des moyens pour entraîner le tambour en rotation, un logement disposé à distance par rapport à l'ex10 trémité arrière du tambour et à la paroi circonférentielle de ce dernier et enveloppant ces deux éléments, un trajet de recirculation d'air contigu à la fois à la paroi circonférentielle du tambour et à la paroi arrière du tambour, le trajet de recirculation d'air étant défini par l'espace compris entre le lo15 gement et à la fois la paroi circonferentielle et l'extrémité arrière, une entrée d'air ambiant accouplée au trajet de recirculation, un ventilateur situé dans l'admission d'air dans le tambour de manière à introduire à force l'air dans le tambour it à refouler l'air radialement à-travers les perforations du tamnbour et ramenant longitudinalement une partie de 20 l'air évacué, sur le trajet de recirculation et le faisant pénétrer dans 20 l'admission d'air dans le tambour, ce qui remet en circulation une partie de l'air évacué, et entraînant également l'air ambiant à partir de l'entrée de l'air ambiant dans l'admission d'air dans le tambour, un dispositif de chauffage situé dans le trajet de recirculation et servant à dcffer l'air qui estévan- Oletimentra nédansl'admissiondu tambour, une sortie d'évacuation accouplée au trajet de recirculation, et un ventilateur aspirant accouplé à la sortie d'évacuation pour évacuer l'air hors du tambour parentraînrmentde la partie restante de l'air évacué, à partir du trajet de recirculation, par l'in30 termédiaire de la sortie d'évacuation. On peut modifier l'air

entraîné par le ventilateur aspirant de manière à modifier le pourcentage de l'air évacué qui est renvoyé par recirculation dans l'admission d'air du tambour. Plus le pourcentage est faible, plus la durée de séchage est rapide. Plus le pour35 centage est élevé, plus la teneur en vapeur d'eau de l'air sor-

tant est élevée et par conséquent plus l'énergie par kilogramme d'air sortant, que l'on peut récupérer dans un échangeur de chaleur à condensation, est élevée. Il peut être préférable que l'appareil de séchage comporte en outre une chambre.5 accouplée au ventilateur aspirant, un échangeur de chaleur à condensation constitué par un échangeur à tubes et à ailettes situé à l'intérieur de la chambre et dont les ailettes sont disposées dans la chambre en s'étendant dans une direction sensiblement verticale, l'air sortant circulant vers le naut le 10 long des ailettes, et dont les tubes forment un trajet d'écoulement descendant, l'eau devant être chauffée circulant suivant une direction essentiellement descendante dans les tubes, cetteeau étant chauffée par transfert thermique de la chaleur sensible à partir de l'air sortant et à partir de la chaleur 15 de condensation libérée par une partie de l'air sortant se condensant sur les ailettes, le condensat descendant le long des ailettes dans une direction sensiblement opposée à l'écoulement de l'air sortant. Le condensat descendant élimine-par effet de lavage le condensat fortement acide qui, sinon;, corro20 derait l'échangeur de chaleur. Le condensat descendant élimine également de l'échangeur de chaleur, par effet de lavage,

les particules de peluche des vêtements. Les échangeurs de chaleur à condensation sont définis ici comme étant des échangeurs de chaleur qui refroidissent suffisamment l'air sortant, 25 pour qu'il se condense.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après

prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un sé30 choir 10 représenté à l'état -monté sur la partie supérieure d'un séchoir semblable 26; - la figure 2 est une vue en coupe transversale du séchoir 10 prise suivant la ligne 2-2 sur la figure 1; - la figure 3 est une vue à plus grande- échelle 35 d'une partie de la figure 2, prise suivant la ligne 3-3 sur la figure 2; - la figure 4 est une vue en élévation arrière du séchoir 10, dont le panneau arrière 40 est retiré - la figure 5 est une vue en perspective de l'enceinte 22 représentée en vue partiellement arrachée, et qui sert à montrer le tambour 12 et le filtre à peluches 74; - la figure 6 -est une vue correspondant à la fi10 gure 4 et sur laquelle une partie de la paroi arrière 106 du compartiment 98 recevant l'air sortant est en vue partiellement arrachée de manière à montrer l'échangeur de chaleur 110; la figure 7A représente un graphique de variation de la température en fonction du temps pour la tempéra15 ture de l'air sortant, le point de rosée de cet air sortant et la température de l'eau; et - la figure 7B est un graphique représentant la variation de l'enthalpie de l'air sortant en fonction du temps,

l'axe des temps étant aligné avec celui de la figure 7A.

En se référant aux figures 1 et 2, on y voit représenté un séchoir commercial 10. Le séchoir 10 comporte d'une manière générale un tambour rotatif 12 recevant les vêtementset qui possède une paroi circonférentielle 14 et une extrémité arrière ou paroi arrière 16. La paroi circonférentielle 14 com25 porte des orifices ou perforations 18 de sortie du tambour. La

paroi arrière 16 comporte une admission d'air 20. Une enceinte essentiellement étanche à l'air ou un compartiment de séchage 22 entoure les parois 14 et 16 du tambour 2. Un ventilateur axial 24 ou un autre moyen approprié d'entraînement de 30 l'air est accouplé à l'admission d'air 20 de manière à entrainer l'air dans le tambour 10, à travers les vêtements se retournant dans ledit tambour, et pour évacuer l'air radialement par les perforations 18. Une partie de l'air refoulé par les perforations 18 est entraîné longitudinalement par le ven35 tilateur 24 en étant renvoyée entre la paroi circonférentiel-

le 14 et l'enceinte 22 et est réintroduit en circulation dans

le tambour 12 par l'intermédiaire de l'admission d'air 20.

Dans la forme de réalisation représentée et comme est décrit de façon plus détaillée ci-après, plus de 80 % de l'air éva5 cué par les perforations 18 est réintroduit en recirculation dans l'admission 20 du tambour.

En continuant à se référer à la figure 1, on voit que le séchoir 10 est représenté comme étant placé sur le sommet d'un séchoir semblable 26. Pour les raisons décri10 tes ci-après, le séchoir 10 est suffisamment compact pour permettre l'empilage d'un couple de séchoirs approximativement dans le même espace que celui qui est requis pour un séchoir classique unique. Le séchoir 26 possède une constitution presqu'identique au séchoir 10, hormis que le panneau de commande 15 28 du séchoir 26 est ici représenté comme étant intégré dans

le panneau de commande du séchoir 10, ce qui relève le panneau de commande 28 au-dessus du niveau du sol pour la commodité d'utilisation par l'opérateur.

Le séchoir 10 comporte une enceinte extérieure 20 22 possédant des parois latérales 34, un panneau supérieur 36,

une paroi frontale 42, un fond 38 (figure 2) et une paroi arrière 40 (figure 2). La paroi frontale 42 comporte une bride circulaire 41 entourant l'ouverture circulaire 43 (figure 2).

Le panneau de commande 30 et l'admission d'air 31 sont accou25 plés à la paroi frontale 42. Une porte 44 comportant un panneau de verre 46 en renfoncement, un joint d'étanchéité extérieur 48 et un joint d'étanchéité intérieur 50 et une poignée 52, est fixée à la paroi frontale 42 au moyen d'un ensemble à charnière classique 54. Le joint d'étanchéité exté30 rieuru 48 et le joint d'étanchéité intérieur 50 établissent une étanchéité substantielle à l'air respectivement contre la paroi frontale 42 et la bride 41, lorsque la porte 44 est dans

la position fermée.

Sur le panneau de commande 30 on a représenté des 35 organes de commande pouvant être actionnés par l'opérateur et qui comprennent une minuterie 192, un bouton de démarrage 194 et une fente 193 d'introduction des pièces de monnaie. Ces organes de commande sont accouplés à un dispositif de commande 190 qui est situé en arrière du panneau de commande 30, comme 5 représenté sur la figure 2. Le dispositif de commande 190 commande différents composants du séchoir 10 pendant l'ensemble du cycle de séchage, ces composants incluant une bougie d'allumage en céramique 182, une soupape à gaz 178 et un moteur 134. Le dispositif de commande 190 est également accouplé à 10 un capteur de température 198 (non représenté), de préférence une thermistance, servant à maintenir constante la température d'admission de l'air dans le tambour, au moyen d'une commande thermostatique classique du brûleur 170. D'autres composants classiques du séchoir et d'autres organes de commande 15 classiques pouvant être actionnés par l'opérateur peuvent être

accouplés au dispositif de commande 190, comme par exemple des commutateurs de sélection de températures, des commutateurs de sélection en fonction des tissus et des verrous de sécurité. Ces composants ne sont cependant pas représentés ni dé20 crits ici étant donné qu'ils sont bien connus dans la technique et ne sont pas nécessaires pour la compréhension de l'invention.

On va donner une description plus détaillée

du séchoir 10. En se référant à nouveau à la figure 2, on y 25 voit représentéun compartiment ou enceinte de séchage 22 rectangulaire ouvert comportant une paroi supérieure 58, une paroi inférieure 60, une paroi arrière 62 et des parois latérales 64 (figure 5), qui sont espacées les unes des autres de manière à loger le tambour 12. La paroi arrière 62 comporte une sor30 tie d'évacuation 66 et une ouverture 68 de passage de l'air.

Les parois 58,60 et 64 sont soudées ou fixées d'une manière

essentiellement étanche à l'air à la paroi frontale 42 de l'enceinte 32. Par conséquent, l'enceinte 22 communique avec l'orifice d'admission d'air 31, la porte 44 et la sortie d'évacua35 tion 66.

Le tambour 12 est disposé concentriquement à l'intérieur de l'enceinte 22 selon un montage en console, par suite de la liaison entre le tambour 12 lui-même, la poutre radiale 88 et la tige axiale 90 de l'arbre 94 d'entraînement du 5 tambour. Un ventilateur axial 24 est disposé à l'intérieur de l'admission d'air 20 et est raccordé à un axe 92 de l'arbre d'entraînement 94. L'admission d'air 20 dans le tambour est entouré par une chicane 72 à laquelle est fixé un dispositif de sécurité 96 du ventilateur, de manière à empêcher la péné10 tration de vêtements dans 'le ventilateur 24. Trois nervures axiales 70, qui sont espacées de 120 , sont raccordées à l'intérieur du tambour 12 de manière à entraîner les vêtements en les retournant de façon classique. Afin d'améliorer le retournement des vêtements, le tambour 12 et l'enceinte 22 sont dis15 posés à l'intérieur de l'enceinte 32 en étant inclinés vers

le bas, par exemple par un angle de 10 .

Un filtre ou tamis cylindrique 74 de retenue des peluches, réalisé de préférence en un matériau du type à mailles, apte à résister à des températures élevées sans déforma20 tion, comme par exemple de l'acier inoxydable, est fixé à la paroi circonférentielle 14 et s'étend vers l'extérieur à partir du tambour 12 en direction de la paroi arrière 62 du compartiment de séchage 22. Comme on peut le voir plus clairement sur la figure 3, un joint d'étanchéité circulaire 76 est 25 fixé à la paroi arrière 62 du compartiment et est aligné coaxialement avec le tamis 74. Le joint d'étanchéité 76 est défini par une bague rainurée 78, réalisée de préférence en un matériau pliable résistant à la chaleur et présentant de faibles pertes par frottement de glissement, comme par exemple 30 le matériau connu sous l'appellation commerciale Téflon, qui est inséré dans un conduit circulaire 80 situé entre la bague concentrique intérieure 82 et la bague concentrique extérieure 84. Un prolongement cylindrique 86, réalisé de préférence avec le matériau connu sous l'appellation commerciale Téflon, 35 est fixé au tamis 76 et s'étend à partir de ce dernier, dans

la bague rainurée 78 du joint d'étanchéité 76. La sortie d'évacuation 66 est raccordée à la paroi arrière 62 du compartiment, dans les limites du périmètre du joint d'étanchéité 76.

Par conséquent, l'ensemble de l'air pénétrant dans l'admis5 sion d'air 20 ou dans le tambour et l'ensemble de l'air sortant par la sortie d'évacuation 66 doit traverser le tamis 74.

En outre le tamis 74 peut tourner librement à l'intérieur du

joint d'étanchéité 76 lorsque le tambour 12 tourne.

Un brûleur à gaz atmosphérique classique 170 est 10 disposé au-dessus du tamis 74 et est fixé à la paroi supérieure 58 du compartiment 22 par l'ensemble 172. Un élément de protection 174 est disposé entre le brûleur 170 et le joint d'étanchéité 76 afin d'empêcher une déformation, sous l'effet de la haute température, du matériau désigné sous l'appellation com15 merciale Téflon. Le brûleur 170 est raccordé à une canalisation 176 d'admission du gaz par le branchement en série d'une soupape i78 d'admission du gaz, à commande électronique et d'une canalisation 180. Une bougie d'allumage en céramique 182 qui est disposée au voisinage du brûleur 170 monté sur l'en20 semble 172 et la soupape 178 de délivrance du gaz sont raccordés (d'une manière non représentée) au circuit

de commande 190.

En se référant à nouveau à la figure 2 et également à la figure 6, on y voit représenté un compartiment 98 25 recevant l'air sortant et qui possède une paroi supérieure , une paroi inférieure 102, des parois latérales 104 (figure 6) et une paroi arrière 106. Les parois 100,102 et 104 sont soudées ou raccordées d'une manière essentiellement étanche à l'air à la paroi arrière 62 du compartiment de séchage 30 22.Une sortie d'évacuation 66 ménagée dans la paroi arrière 62 etune sortie d'évacuation des fumées 108 ménagée dans la paroi arrière 106 du compartiment 98 permettent à l'air sortant du compartiment 22 de s'écouler vers le haut à travers

le compartiment 98.

Un échangeur de chaleur à condensation 110, qui possède des ailettes verticales 112 raccordées à des tubes horizontaux 114, de manière à permettre un transfert thermique, est disposé verticalement dans le compartiment 98 recevant l'air sortant. Les tubes 114 sont raccordés en série au moyen.5 de coudes 116 (figure 6) de manière à former un trajet d'écoulement descendant en zig-zag entre l'admission d'eau froide

et la sortie d'eau chaude 122.

L'espace entre la paroi arrière 106 du compartiment 98 recevant l'air sortant et la paroi arrière 40 de 10 l'enceinte 32 définit le compartiment 124 du moteur. L'arbre d'entraînement 94 s'étend depuis l'ouverture 128 de passage de l'arbre, ménagée dans la paroi arrière 106, traverse l'ouverture 126 de passage del'arbre dans l'échangeur de chaleur 110, traverse l'ouverture 68 de passage de l'ariredans le com15 partiment 22 et pénètre dans l'admission d'air 20 dans le tambour. Des paliers 130 et 132 sont montés respectivement dans les ouvertures 68 et 128 de passage de l'arbe, de manière à supporter l'arbre d'entraînement 94 et à fermer de façon étanche ces ouvertures afin d'empêcher une fuite d'air. L'arbre 20 d'entraînement 94 comporte un arbre extérieur 90 du tambour

et un arbre intérieur 92 du ventilateur, séparés par des moyens classiques comme par exemple des paliers (non représentés).

En se référant à la figure 4 et à nouveau à la 25 figure 2, on voit que l'arbre 92 du ventilateur est accouplé à un moteur électrique à vitesse variable 134 au moyen d'une roue dentée 136 portée par l'arbre du ventilateur, d'une roue

dentée 138 portée par le moteur et d'une chaîne de liaison 140.

Le tambour 12 est accouplé au moteur électrique 134 par une 30 barre 88, l'arbre 90 du tambour, la poulie 152portée par l'arbre du tambour, la courroie de liaison 15, la poulie intérieure 146 et la poulie extérieure 144 de l'ensemble réducteur 148, la courroie de liaison 150 et la poulie 142 portée par le moteur. Un ventilateur aspirant 156 est accouplé au mo35 teur électrique 134 par une poulie 160 portée par le ventila-

teur aspirant, la poulie 162 portée par l'arbre de l'autre ventilateur et la courroie de liaison 164. Le ventilateur aspirant 156 est raccordé à la sortie d'évacuation des fumées 1'08 du compartiment 98 recevant l'air sortant, de manière à entraîner l'air sortant hors de ce compartiment.

Les poulie et roues dentées mentionnées précédemment possèdent des diamètres choisis d'une manière classique de manière à obtenir les débits d'air désirés pour le ventilateur 24 et le ventilateur aspirant 156 et pour obtenir la 10 rotation désirée du tambour 12.

Conformément à la description donnée ci-dessus

et en se référant aux figures 2 et 5, on va décrire maintenant le fonctionnement du séchoir 10. Les paramètres indiqués ici en ce qui concerne les débits d'air, la rotation du tam15 bour et la température sont donnés uniquement à titre illustratif et non dans un sens limitatif. Les spécialistes.de la technique reconnaîtront que la présente invention ici décrite peut être utilisée avantageusement dans une gamme étendue de paramètres. Lorsque l'opérateur introduit la pièce de monnaie correcte dans la fente 196 d'entrée des pièces de monnaie, actionne la minuterie 192 et le bouton de démarrage 194 situé sur le panneau de commande 30 (figure 1), le circuit de commande 190 déclenche successivement le dispositif d'al25 lumage 182, la soupape 178 de délivrance du gaz et le moteur 134 de façon classique bien connue des spécialistes de la technique. Le brûleur 170, qui est réglé par commande thermostatique par le circuit de commande 190, délivre des flammes

s'étendant radialement en direction du tamis 74 de manière à 30 maintenir la température dans l'admission d'air dans le tambour à environ 93 C. Environ 2550 m3/h d'air chaudsont refouléspar le ventilateur 24 dans le tambour 12 et circulentsur les vêtements, qui sont agités dans le tambour. L'air qui circule sur les vêtements a un débit égal approximativement au dou35 ble du débit intervenant dans des séchoirs classiques, entrai-

ne l'humidité et la peluche des vêtements étant donné qu'il est refoulé radialement hors du tambour 12 à travers toutes les perforations 18. Afin de maintenir une vitesse de sortie relativement faible d'environ 1,8 m/s à travers les perfora5 tions 18, il est nécessaire qu'essentiellement l'ensemble de la surface de la paroi circonférentielle 14 soit perforé. Par conséquent on obtient une surface en coupe transversale globale maximale, par laquelle l'air est refoulé, ce qui maintient les vitesses de sortie classiques avec un débit d'air 10 double traversant le séchoir. Sinon, l'air refoulé dans le tambour 12 fournirait des vitesses de sortie suffisamment élevées pour appliquer les vêtements contre le tambour 12, ce qui gênerait l'écoulement de l'air à travers ce dernier et gênerait également l'agitation des vêtements à l'intérieur du tambour 15 12.

Le ventilateur 24 évacue également l'air refoulé par les perforations 18, dans la direction longitudinale vers l'arrière entre la paroi circonférentielle 14 et le compartiment 22, et radialement à travers le tamis 74. La peluche en20 traînée par l'air refoulé se dépose sur le tamis 74 lorsque l'air la traverse. Simultanément le ventilateur aspirant 156 entraîne environ 170 m3/h d'air sortant traversant le tamis 74, dans la sortie d'évacuation 66. Par conséquent le volume d'air refoulé correspondant aux 2380 m3/h restants est remis 25 en circulation en étant ramené à l'admission 20 dans le tambour, par le ventilateur 24. En outre le ventilateur 24 entraîne environ 170 m3/h d'air de remplacement ou d'air ambiant délivré par l'entrée 31 d'admission de l'air, et ce dans la direction longitudinale en ramenant cet air entre la paroi cir30 conférentielle 14 et le compartiment 22, et dans la direction radiale à travers le tamis 74, pour le faire pénétrer dans l'admission d'air 20 du tambour. Le mélange d'air ambiant et d'air remis en circulation est chauffé par le brûleur 170 avant d'être entraîné dans l'admission d'air 20 par le venti35 lateur 24. On maintient une température d'environ 93 C de l'air d'admission de manière à rendre maximale l'aptitude de l'air à retenir la vapeur d'eau tout en évitant un endommagement des

tissus des vêtements, lorsqu'ils sèchent.

Il s'ensuit de ce qui précède que plus de 90 % de l'air pénétrant dans le tambour 12 est de l'air recirculant. Ce pourcentage élevé de recirculation sur des vêtements mouillés a pour effet que l'air sortant possède un point de rosée égal à 57 C lorsqu'on obtient des températures à l'état stationnaire. D'autre part le point de rosée serait seulement 10 compris entre 32,2 et 37,8"C si l'on utilisait une recirculation d'air classique à 50 %. De façon appropriée la chaleur latente de vaporisation, qui peut être éventuellement récupérée à partir de la teneur en vapeur d'eau d'une masse donnée d'air sortant, est approximativement quadruplée sous l'effet 15 de l'accroissement du pourcentage de recirculation à plus de %. Ceci est particulièrement important si l'on considère les basses températures de sortie des sèche-linge. De façon plus spécifique, pour une température de sortie de 75 C et un point de rosée de 570C, l'enthalpie de l'air sortant, que 20 l'on peut éventuellement récupérer à partir de la chaleur latente de vaporisation, est égale à 72,22 kcal/kg. L'enthalpie, qui peut être récupérée à partir de la chaleur sensible est seulement égale à 22,22 kcal/kg. Par conséquent une

recirculation intense fournit une enthalpie globale de sortie 25 nettement supérieure, que l'on peut utiliser avantageusement.

Par exemple l'air sortant et présentant une enthalpie élevée peut être utilisé pour chauffer l'eau à une température élevée dans un échangeur de chaleur 110, comme cela sera décrit

plus loin.

Même si la recirculation à un taux élevé a accru

fortement la teneur en vapeur d'eau de l'air en recirculation, la durée du séchage n'a pas été modifiée en raison du volume élevé d'air refoulé à travers le tambour 12. En outre l'accroissement du débit d'air ne requiert pas un accroissement 35 proportionnel de la chaleur d'entrée du brûleur pour mainte-

nir constante la température de l'air d'admission, en raison de la recirculation à un taux élevé. Lorsque l'air d'admission dans le tambour est constitué par un mélange de 93 % d'air remis en circulation à 75 C et 7 % d'air ambiant à 21 C, il.5 est nécessaire d'avoir un à T inférieur à 4,44 C pour amener le mélange à une température de 93 C, alors que le T pour une

recirculation à 50 % est supérieur à 26,7 C.

Le séchoir 12 fournit également l'avantage consistant en ce que l'air d'admission est chauffé d'une manière 10 plus uniforme. En intensifiant le mélange de l'air remis en circulation et de l'air ambiant pour un A T relativement faible, la probabilité d'avoir des points chauds ou un airchauffé de façon excessive, qui puisse endommager les tissus, est

essentiellement réduite.

Un autre avantage fourni par le séchoir 12 consiste en ce que la masse thermique a été réduite. La manière, dont l'air est remis en circulation directement autour du tambour 12, a supprimé la nécessité d'utiliser des canalisations de sortie et des canalisations de recirculation. En outre le 20 brûleur 170 produit des flammes pénétrant directement dans le mélange de l'air ambiant et de l'air de recirculation, ce qui supprime la nécessité d'utiliser un carter de brûleur ou une chambre de chauffe séparée. La chaleur qui, sinon, serait perdue dans la masse thermique chauffante, est utilisée pour éva25 porer l'humidité, ce qui accroît le rendement de séchage et

réduit la durée de s.chage.

On va maintenant décrire le transfert de chaleur depuis l'air sortant vers l'eau réalisé au moyen de l'échangeur de chaleur à condensation 110, en se référant notamment aux 30 figures 2 et 6. Le ventilateur aspirant 156 entraîne environ m3/h d'air sortant sur les ailettes 112 de l'échangeur de chaleur, dans une direction parallèle à ces dernières. Pendant l'état stationnaire ou permanent ou pendant le séchage au second niveau, comme cela sera expliqué plus loin de façon 35 plus détaillée, l'air sortant se situe à une température égale

à environ 75 C et possède un point de rosée égal à 57 C. La surface de l'échangeur de chaleur et l'écoulement d'eau dans les tubes 114 à un débit d'environ 0,095 1/s conviennent pour refroidir l'air sortant à environ 26,7 C. A la fois la cha5 leur sensible et la chaleur de condensation sont de ce fait transférées de l'air sortant à l'eau, ce qui échauffe l'eau à environ 52 C-54 C. L'eau à cette température convient pour être utilisée directement dans des machines à laver. D'autre part, si le point de rosée de l'air sortant se situe de façon 10 classique à 32, 2 C-37,8 C, l'eau pourrait seulement être réchauffée à 26,7 C-32,2 C, ce qui ne convient pas pour une utilisation finale.

CependantdeL'eauàurntetératurede52 C-54 C n'est disponible que lorsque les températures de sortie à l'état per15 manent sont atteintes. Ceci est illustré par le graphique de la figure 7A sur lequel on a représenté la variation de la température de l'air sortant, le point de rosée de l'air sortant et la température de l'eau sortante en fonction de la durée de séchage pour une température constante de l'air d'admis20 sion. Ce graphique représente trois stades ou étapes de séchage. Pendant la première étape de séchage, la température de l'air sortant et le point de rosée augmentent rapidement étant donné que la masse thermique du compartiment 22, du tambour 12 et des vêtements, qu'il contient, atteignent la températu25 re de l'état permanent. La seconde étape se caractérise par une température et un point de rosée relativement constants étant donné que la chaleur, qui pénètre, diminuée des pertes périphériques, produit une évaporation dans les vêtements humides. Par conséquent cette étape est caractérisée par une éli30 mination maximale d'eau à partir des vêtements, à un taux relativement constant. Pendant la troisième étape, l'humidité, qui subsiste dans le tissu des vêtements, doit tout d'abord diffuser en direction de la surface pour être évaporée. C'est pourquoi cette troisième étape est caractérisée par un enlè35 vement plus lent de l'humidité, des températures supérieures

d'évacuation et un point de rosée de l'air évacué, qui diminuent.

Le graphique de la figure 7B représente l'enthalpie totale de l'air sortant, pendant les trois étapes de sé5 chage. Comme cela a été décrit précédemment, la majeure partie de l'enthalpie totale de sortie est constituée par l'enthalpie de la vapeur d'eau, en raison des températures de sortie relativement basses. Par conséquent l'enthalpie totale diminue pendant cette troisième étape de séchage, lorsque le 10 point de rosée de l'air sortant s'abaisse, même si la température de l'air sortant augmente.

Etant donné que la température de l'eau sortant est associée directement à l'enthalpie totale, les températures maximales de l'eau sont obtenues uniquement pendant le sé15 chage intervenant lors de la seconde étape. C'est pourquoi, dans le cas d'une application à un appareil automatique de blanchisserie, il peut être souhaitable d'accoupler une soupape à commande thermostatique (non représentée) à la sortie de l'eau. La soupape ne doit autoriser un écoulement de l'eau 20 dans le système que lorsqu'une température de l'eau de sortie

supérieure à un niveau prédéterminé a été détectée.

En se référant à nouveau aux figures 2 et 6, on va décrire la circulation du condensat à travers l'échangeur de chaleur 110. Le condensat obtenu à partir de l'air sortant 25 se forme sur la partie supérieure des ailettes 112, tandis que

l'air sortant environnant est refroidi en étant abaissé audessous du point de rosée. Le condensat circule en descendant le long des ailettes 112 pour tomber sur le plancher 102 et sort par une sortie d'évacuation 118. Par conséquent essen30 tiellement l'ensemble de la surface des ailettes 112 est recouverte par le condensat qui s'écoule vers le bas. Le condensat descendant élimine par effet de lavage les acides corrosifs sur les ailettes 112. Ces acides, tels que l'acide chlorhydrique, l'acide carbonique et l'acide fluorhydrique, se 35 forment lorsque les gaz de combustion se combinent au conden-

sat formé à partir de la vapeur d'eau. L'acide chlorhydrique en particulier corrode la plupart des métaux convenant pour former les surfaces de transfert thermique, comme par exemple 1e cuivre, l'aluminium et l'acier inoxydable. L'effet de la5 vage, qui apparaît ici, est particulièrement efficace étant donné qu'une partie des gaz de combustion est absorbée par le condensat lorsque les gaz circulent vers le haut le long des ailettes. Par conséquent le condensat moins acide se forme à la partie supérieure des ailettes 112. Ce condensat sensible10 ment neutre est le dernier à circuler sur les ailettes 112,

en effectuant de ce fait une élimination du condensat plus acide, des ailettes, et en laissant subsister un résidu sensiblement neutre.

En outre, étant donné que l'ensemble de la sur15 face des ailettes 112 est recouvert par une pellicule de condensat descendant, la corrosion produite par un condensat hautement acide, qui commence à se former, est essentiellement supprimée. De façon plus spécifique, le condensat, qui commence à se former, se forme tout d'abord sur des parties des ai20 lettes 112 lorsque l'air sortant rencontre initialement les surfaces froides des ailettes 112. Si les ailettes 112 n'étaient

pas recouvertes ultérieurement par une pellicule de condensat, le condensat, qui commence à se former, s'évaporerait graduellement, avec pour effet qu'il deviendrait plus fortement con25 centré et plus corrosif pendant le cycle de séchage.

Outre la suppression de la corrosion, l'écoulement descendant du condensat élimine, par effet de lavage, les petites particules de peluches qui ont traversé l'écran 74 de retenue des peluches. Au fur et à mesure que le temps s'écou30 le, ces petites particules de peluches peuvent, sinon, obstruer l'espace entre les ailettes 112 et perturber la récupération de chaleur.

On va maintenant décrire l'élimination et le brûlage des peluches de vêtements en se référant notamment aux 35 figures 2, 3 et 5. L'ensemble de l'air refoulé par les per-

forations 18 est entraîné radialement à travers l'écran rotatif 74 de retenue des peluches, sur lequel les peluches entraînées par l'air se déposent. Le joint d'étanchéité 76 empêche à la fois les peluches entraînées par l'air et les pe5 luches retenues sur le tamis 74 de s'échapper entre la paroi 62 et le tamis 74. Les peluches piégées sont brûlées de façon continue lorsque le tamis 74 tourne au-dessous des flammes du brûleur 170, qui sont dirigées vers le bas. Etant donné que la surface circonférentielle du tamis 74 est relativement éten10 due, en étant approximativement égale à 1,86 m2 pour un tambour standard de 0,66 m et que les peluches sont brûlées en permanence, la répartition des peluches sur l'écran 74 est extrêmement clairsemée. Par conséquent un brûlage direct par le brûleur 170 entraîne une destruction totale des peluches. C'est 15 pourquoi aucune cendre ni aucun résidu de carbone provenant

des peluches n'est perceptible.

Le brûlage des peluches, décrit ci-dessus, supprime la nécessité d'une élimination manuelle des peluches.

De même se trouve éliminée toute réduction des performances 20 du séchoir qui, sinon, apparaîtrait étant donné que l'accumulation des peluches empêche progressivement le passage de l'air.

Ces avantages sont particulièrement importants dans les machines automatiques à laver le linge commerciales, dans lesquelles un nettoyage fréquent des peluches n'est pas possible. En 25 outre le brûlage des peluches ne requiert aucun composant supplémentaire d'entraînement, étant donné que le tamis 74 tourne lorsque le tambour 12 tourne. En outre ceci permet d'éviter les conduits classiques requis pour la mise en place de filtres accessibles pour l'opérateur. C'est une autre raison 30 pour laquelle le séchoir 10 est compact et présente une masse

thermique minimum.

On peut utiliser avantageusement le séchoir 10

pour obtenir une durée de séchage réduite de façon substantielle, par rapport à des séchoirs classiques, et ce sans au35 cune perte du rendement de séchage. Par exemple si l'on rem-

place le ventilateur aspirant 156 par un ventilateur aspirant présentant un débit de 1274 m3/h, le séchoir 10 fonctionne

avec une recirculation à 50 % et un débit d'admission de l'air dans le tambour égal à 2550 m3/h. Ceci correspondant approxi5 mativement au double du débit de l'air pénétrant dans le tambour et au même pourcentage de recirculation que dans la plupart des séchoirs classiques. En supposant une température de 93 C de l'air pénétrant dans le tambour, la durée de la seconde étape de séchage est alors fortement réduite en raison 10 du volume important d'air de séchage circulant entre les vêtements.

Il ressort & l'évidence de ce qui précède que le séchoir 12 fournit une recirculation importante sans que ceci s'effectue aux dépens du rendement ou de la durée de 15 séchage. La recirculation importante f o u r n i e une enthalpie.de sortie suffisamment élevée pour chauffer l'eau de manière à obtenir de l'eau chaude pour son utilisation finale. Une recirculation importante fournie également un air d'admission chauffé d'une manière plus uniforme, 20 ce qui réduit de façon substantielle le risque d'un endommagement du tissu des vêtements. Le séchoir 12 peut également être adapté de manière à fournir des durées de séchage fortement réduites, pour des taux inférieurs de recirculation, sans

que ceci soit obtenu aux dépens du rendement du séchage.

En outre on obtient un agencement simple et compact sans les conduits requis pour l'évacuation de l'air, la recirculation de l'air ni le positionnement de filtres à peluches accessibles pour l'opérateur. Par conséquent la faible masse thermique réduit la durée de chauffage, accroît le ren30 dement de séchage et réduit la dissipation de la chaleur sortante récupérable.

On obtient également un brûlage continu des peluches, ce qui élimine la nécessité d'une élimination manuelle des peluches. L'accumulation progressive des peluches pendant 35 le cycle de séchage, qui perturberait l'écoulement d'air, est également supprimée. Le brûlage des peluches est réalisé sans l'adjonction de conduits ou de composants d'entraînement de

circulation de l'air.

Bien que le séchoir 10 ait été décrit en référen5 ce à des détails spécifiques de certaines formes de réalisation préférées, ceci n'est censé limiter en aucune manière la présente invention. Il apparaîtra à l'évidence que différentes modifications et différents changements peuvent être apportés par les spécialistes de la technique à la présente in10 vention, sans pour autant sortir du cadre de cette dernière.

C'est pourquoi l'ensemble des éléments représentés et décrits

doivent être considérés comme étant de nature illustrative, et comme ne présentant aucun caractère limitatif.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1 - Appareil pour sécher notamment des vêtements, caractérisé en ce qu'il comporte: - un tambour (12) comportant une paroi circonférentielle perforée (14) définissant une sortie d'air du tambour et une paroi d'extrémité arrière (16) comportant une admission d'air (20) dans le tambour, - un passage de recirculation situé entre 10 les perforations (18) de la paroi circonférentielle perforée et ladite admission de l'air (20) et incluant à la fois ladite paroi circonférentielle (14) et ladite paroi d'extrémité arrière (16), et - des moyens (24) servant à entraîner l'air 15 dans ladite admission d'air (20) et le refouler à

travers lesdites perforations (18) dans le passage de recirculation, ces moyens (24) entraînant également une partie de l'air refoulé, dans ledit passage de recirculation, pour le faire pénétrer à l'intérieur de 20 ladite admission d'air (20).

2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie de l'air refoulé est

égale à plus de 80% de l'air refoulé.

3 - Appareil selon l'une quelconque des re25 vendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une admission d'air ambiant (31) accouplée à

ladite admission d'air (20) du tambour.

4 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte 30 en outre une sortie d'extraction (66) accouplée audit

passage de recirculation.

- Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (156) pour extraire la partie restante dudit air refoulé hors de ladite sortie d'air du tambour, au niveau de ladite

sortie d'extraction (66).

6 - Appareil selon l'une quelconque des re5 vendications précédentes, caractérisé en ce que ledit air extrait possède un point de rosée supérieur à

49'*C.

7 - Appareil selon les revendications 4 ou

, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une cham10 bre (98) raccordée à ladite sortie d'extraction (66), et un échangeur de chaleur à condensation (110) situé dans ladite chambre et servant à chauffer un fluide circulant de manière à échanger de la chaleur avec ledit air sortant, ledit fluide étant chauffé au moyen du transfert thermique à la fois de la chaleur sensible et de la chaleur de condensation à partir dudit

air sortant.

8 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte 20 des moyens de commande d'un dispositif de réchauffage

(170) destinés à maintenir à peu près constante la

température de l'air dans le tambour.

9 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens 25 (24) entraînant également la partie de l'air refoulé

remettent cette partie d'air refoulé en circulation dans une direction axiale en la ramenant à l'intérieur du passage de recirculation, puis en l'introduisant

radialement dans l'admission d'air (20).

10 - Appareil selon l'une quelconque des

revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le tambour (12) comporte une ouverture frontale pouvant être fermée de manière étanche par une porte (44) et en ce que le passage de recirculation est également délimité par

un compartiment (22) qui entoure la paroi circonférentielle (14) et la paroi d'extrémité arrière (16) du tambour en étant espacée de ceux-ci, le passage 5 s'étendant longitudinalement vers l'arrière le long de ladite paroi circonférentiellle, puis radialement vers l'intérieur le long de ladite paroi.arrière et revenant à ladite admission d'air (20) dans le tambour, ledit passage comportant à proximité de cette dernière

un ventilateur (24) pour faire recirculer l'air arrivant dudit passage à travers ledit tambour (12).

11 - Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens pour extraire la partie restante de l'air refoulé hors de ladite sortie d'air du tambour, au niveau de la sortie d'extraction (66)

sont constitués par un ventilateur aspirant (156).

12 - Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une enceinte (32) comportant une ouver20 ture pour l'introduction de vêtements et des moyens

(134) pour entraîner en rotation ledit tambour.

13 - Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que le tambour (12) est disposé à l'intérieur du compartiment (22) en étant incliné vers 25 le bas depuis ladite ouverture frontale vers ladite

paroi arrière.

14 - Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur est du type à tubes (114) et à ailettes (112), lesdites ailettes (112) étant disposées dans ladite chambre en étant dirigées essentiellement verticalement, l'air sortant circulant vers le haut le long desdites ailettes, et lesdits tubes (114) formant un trajet d'écoulement descendant le long duquel l'eau devant être chauffée circule en descendant dans lesdits tubes, ladite eau étant chauffée sous l'effet du transfert thermique de la chaleur sensible depuis ledit air sortant, et de la chaleur de condensation libérée lorsque le condensat produit par ledit air sortant se forme sur lesdites ailettes, ce condensat descendant de ces ailettes (112) dans une direction essentiellement opposée à

l'écoulement dudit air sortant.

15 - Appareil selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que l'air refoulé dans le passage de recirculation constitue au moins 90% de l'air pénétrant dans ladite

admission d'air (20) du tambour.

16 - Appareil selon la revendication 8, ca15 ractérisé en ce que ledit dispositif de réchauffage

(170) est constitué par un brûleur à gaz.

17 - Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit dispositif de réchauffage 20 (170) comporte un organe de chauffage électrique.

18 - Appareil selon la revendication 12,

caractérisé en ce que les moyens d'entraînement en rotation (134) du tambour sont constitués par un moteur accouplé audit tambour (12).

19 - Appareil selon les revendications 11,

12 et 18 prises en combinaison, caractérisé en ce que ledit moteur (134) est également accouplé audit ventilateur aspirant d'évacuation (156).

- Appareil selon les revendications 10, 30 12 et 18, caractérisé en ce que ledit moteur (134) est

également accouplé audit ventilateur (24) pour faire recirculer l'air arrivant dudit passage à travers ledit tambour (12).

21 - Procédé de séchage à l'aide d'un appa-

reil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il inclue les phases

opératoires consistant à: - introduire axialement à force de l'air dans ledit tambour (12); - refouler de l'air radialement hors dudit tambour et; - remettre en circulation une partie dudit air refoulé d'une manière adjacente le long de la paroi circonférentielle (14) dudit tambour (12) pour le

faire pénétrer axialement dans ledit tambour.

22 - Procédé de séchage selon la revendication 21 à l'aide d'un appareil comportant un échangeur 15 de chaleur à condensateur, caractérisé en ce qu'il inclue des phases opératoires destinées à accroître l'énergie par unité de masses d'air sortant d'un séchoir en vue de chauffer de l'eau située dans un échangeur de chaleur à condensation (110), ces phases 20 opératoires consistant à: - introduire à force de l'air dans un tambour (12) afin d'évacuer par évaporation l'humidité hors des articles à sécher logés dans ces tambours; - refouler l'air à partir dudit tambour

(12);

- remettre en circulation au moins 80% de l'air refoulé en le faisant pénétrer dans ledit tambour; - forcer la partie restante refoulée à tra30 verser l'échangeur de chaleur à condensation (10), dans lequel circule de l'eau, et - transférer à ladite eau ladite chaleur sensible et la chaleur de condensation depuis ladite

partie restante de l'air refoulé.