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"Procédé et dispositif pour le séchage du linge*.
La présente invention concerne un procédé et un dis positif pour le séchage du linge et plus particulièrement une machine de séchage utilisant la vapeur à basse pression comme fluide de chauffage.
Depuis près d'un quart de siècle, les séchoirs de linge industriels ont utilisé de la vapeur d'eau ou un gaz sous haute pression comme fluide de chauffage dans leurs équipe- ments. L'utilisation de gaz est coûteuse et l'emploi de vapeur sous une haute pression présente de nombreux incon- vénients.
Parmi ces inconvénients, on peut mentionner le
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besoin d'une installation à vapeur coûteuse, l'utilisation de métaux de grand prix, plus résistants et plus durables, le besoin de dispositifs de sûreté qui coûtent cher, et, suivant les normes de sécurité, la présence continuelle d'un proposé au réglage de l'installation produisant la vapeur et à l'exécution des mesures de sécurité dans le cas d'une rupture d'un conduit à vapeur ou de la chaudière.
Des essais déjà effectués en vue d'utiliser la vapeur à basse pression, plus sûrs et moins coûteux, ont échoué pour plusieurs raisons. la premier lieu, la basse pression est insuffisante pour faire circuler rapidement la vapeur avant le refroidissement à travers les échangeurs thermiques classiques qui emploient normalement plusieurs serpentins, dont le nombre peut atteindre ou dépasser 30 tous reliés en série. Par conséquent, l'air passant sous pression sur les serpentins de l'échangeur thermique n'est pas chauffé à une température suffisante pour sécher le linge.
Des essais visant à modifier la conception des échangeurs thermiques seuls ne se sont pas montré suffisante, puisqu'en l'absence de systèmes appropriés des déflecteurs d'air et des chicanes, on a trouvé impossible d'obtenir suffisamment d'air à la tem- pérature appropriée pour sécher convenablement le linge.
Pour résoudre ces problèmes, e vue d'utiliser de la vapeurs basse tgm érature manomêtrique vapeur à basse température ayant une pression effective/ de
1,05 kg/cm2 ou moins, comparativement à la pression de 7 à
8,8 kg/cm2 des séchoirs à vapeur ordinaires l'invention uti- lise un échangeur thermique spécial ayant plusieurs serpen- tins à vapeur reliés en parallèle par des collecteurs d'entrée et de sortie.
Chaque serpentin ne comporte pas plus de quatre groupes parallèles reliés par des boucles, de sorte que la longueur de chaque passage de la vapeur d'eau dans l'échangeur est relativement courte, et les serpentins
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à vapeur, qui sont échangés avec les groupes parallèles dans des plans essentiellement verticaux, permettent au groupe le plus bas de garder pratiquement la même température et la même pression que le groupe le plus haut. Chacun des serpen- tins à vapeur porte, fixé à sa surface, de minces plaques étroi- tement espacées de conduction et de rayonnement thermique, formant un très grand nombre de passages laminaires pour l'air aspiré vers le bas dans des directions sensiblement ver- ticales à travers l'échangeur thermique.
L'échangeur est monté sur un support spécial et un déflecteur d'air qui forme un passage pour l'air chauffé vers le tambour de réception du linge et dont au moins quelques uns des c8tés sont inclinés vers l'intérieur pour réduire l'étendue de surface du passage afin de produire des courants tourbillonnaires renvoyant une partie de l'air dans les espaces laminaires entre les plaques d'échange thermique. Cette structure permet d'obtenir une grande vitesse d'échange thermique, augmente le nombre de Reynolds pour l'écoulement de l'air, réduit les effets de couches aux limites, et augmente la durée pendant laquelle une partie de l'air est soumise à la chaleur cédée par la vapeur se trouvant dans les serpentins, de façon à produire une bien meilleure vitesse d'échange thermique.
En outre, des chicanes sont prévues tout autour du tambour perforé con- tenant le linge devant être séché et présentant une arrivée d'air qui, en considérant le nombre et les dimensions des perforations du tambour, est calculée de manière à avoir une surface de passage d'air effective inférieure à la section transversale totale de passage de l'air dans les trajets d'écoulement laminaires de l'échancrure thermique. Ceci, à son tour, permet le passage de 1'air et assure que le dispo- sitif de support de l'échangeur thermique et de déviation de l'air renvoie une partie de l'air à l'échangeur thermique sous la forme de courants tuibulents entre les plaques de trans-
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fert de chaleur laminaires.
Un séchoir ainsi constitué a montré en pratique que son fonctionnement était moins coûteux que celui de tous séchoirs industriels disponibles. Par exem- ple, une heure de séchage avec un dispositif 4 vapeur à basse pression, conforme à l'invention, coûte environ 72 centimes, tandis que la vapeur sous haute pression coûte en- viron 90 centimes et le gaz naturel, comme fluide de chauf- tage coûte 1,08 F D'autres types de gaz sont même plus coûteux. On a trouvé qu'un dispositif conforme à l'invention donne une température de l'air appropriée dans le tambour d'suvire 82 C Ceci est plus que satisfaisant pour sécher le linge sans le roussir.
En tenant compte des avantages d'utiliser la vapeur d'eau à basse pression et des inconvénients des séchoirs clas- siques à vapeur d'eau et à gaz sous haute pression décrits ci-dessus, l'invention a principalement pour objet de créer un séchoir à linge qui fonctionne à des pressions effectives de vapeur inférieures à 1,05 kg/cm2, avec une température effective voisine de 82 C dans le séchoir.
L'invention crée également - une machine de séchage pour blanchisserie dans laquelle l'air est distribué par des déflecteurs, des @ canes et des .dispositifs intérieurs analogues, de manière à utiliser effi- cacement la température inférieure de la vapeur à bas pression ; - un séchoir à linge présentant les caractéristiques définies ci-dessus, qui fonctionne avec des frais réduits, une plus grande sûreté comparativement aux séchoirs classi- ques à vapeur d'eau et à gaz et qui élimine les problèmes liés à une flamme nue dans un séchoir à linge du type à gaz ; - un séchoir. ayant les caractéristiques définies ci-des- sus, qui est de condition simple, relativement peu coûteux à /
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fabriquer, mais cependant efficace en service ;
- un procédé d'utilisation de la vapeur d'eau à basse pression dans le séchage de lingerie.
Diverses autres caractéristiques ressortent de la des- cription détaillée qui suit et des dessins annexes qui repré- sentent, à titre d'excepté non limitatif, une forme de réali- sation de l'objet de l'invention.
La fige 1 est une vue en élévation de face d'un séchoir inge constitué conformément à l'invention et dont les paneaux antérieurs cnt été retirés pour montrer les éléments i @ et leurs caractéristiques.
La 2 est une vue en élévation de l'arrière du séchoir de la fig 1.
La fig.3 est une vue en perspective explosée, à plus grande échelle, de l'échangeur thermique et de son support de déflecteur d'air.
La fig. 4 est une vue en élévation du séchoir de la fig. 1, dont des parties de paroi latérale ont été retirées.
La fige 5 est une vue en coupe verticale centrale du séchoir.
La fig. 6 est une vue en perspective à plus grande échelle de l'hélice utilisée dans le séchoir.
Aux dessins annexés, 10 désigne, dans son ensemble, un coffret qui enferme complètement le séchoir, excepté l'ouver- ture 12 laissée au sommet de lu face postérieure 14. Un moteur électrique 16, monté en dehors de la paroi postérieure 14, fournit l'énergie qui sert à entraîner le tambour rotatif 1 de même que les pales 40 de l'hélice.
Le tambour 20 est monté en rotation autour d'un axe horizontal 22 et sa paroi cylindrique est perforée en totali- té par de nombreuses ouvertures 24 de petites dimensions, uniformément espacées. On a prévu à l'intérieur du tambour
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plusieurs cloisons 26 qui aident à brasser le linge pendant la rotation du tambour. Ce dernier est mis en rotation par l'intermédiaire d'uu mécanisme réducteur de vitesse compre- nant deux petites poulies 28 montées sur l'axe du moteur 16, deux poulies 30 plus grandes reliées par deux courroies 32, de petites poulies 34 fixées aux axes qui portent les poulies 30 et une grande roue à gorges 36 fixée à l'axe 22 du tambour et reliée par deux courroies 38.
Le moteur 16 entraîne les pales 40 d'une roue à onde dirige vers l'arrière, montée sur l'arbre 18 du moteur et s'étendant dans le coffret du séchoir à travers la paroi postérieure 14 et, au centre, près de la base du coffret. les plaes de la roue tournent à une vitesse élevée et opèrent dans un blindage 42 de manière à pouvoir déplacer 22,65 m3 d'air à la minute contre une charge statique de 30,48 cm de pression d'eau.
L'air est chassé du coffret dans la direction des flèches représentées à la fig. 6 et à travers la sortie cy- lindrique 48 qui est normalement fermée par une porte 46 lorsque le séchoir n'est pas en service. La porte 46 tourne sur un pivot 44 afin de permettre la sortie de l'air du coffret lorsque le séchoir est en service. Le boîtier 42 de la roue à pales est de préférence formé par la paroi posté- rieure 14 du séchoir sur un c8té espacé d'une paroi composée du carter 42 d'une distance légèrement supérieure à la lar- geur des pales 40 de la roue.
Une ouverture circulaire 43 est ménagée à une extrémité de la paroi intérieure du carter 42 de la roue à pales pour permettre l'entrée de l'air qui est effectuée par la roue à pales, et le conduit circulaire 48 traverse l'ouverture de forme semblable prévue dans la paroi postérieure du coffret à l'autre extrémité du carter de la roue à pales, pour la sortie de cet air.
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Un échangeur thermique de type spécial est prévu dans la partie supérieure du coffret et disposé au centre au- dessus du tambour rotatif 20 et est désigné dans son ensemble par la référence 50. Cet échangeur thermique comprend des parois verticales 52 formant un châssis rectangulaire et ayant des rebords 54 et 55 en saillie vers l'extérieur sur ses bords supérieur et inférieur respectivement. Les parois opposées du châssis sont traversées par un certain nombre de serpentins à vapeur 56 qui sont liés ensemble par des boucles 58 et 60 à l'extérieur du châssis 52, à l'arrière et respec- tivement à 1'a ant de l'échangeur thermique.
Chaque conduit ou serpentin 56 ne comporte pas plus de quatre tronçons de tubes élastiques parallèles assemblés par ces boucles 58 et 60 pour former un serpentin à quatre voies et tous les ser- pentins décrits sont reliés en parallèle au moyen du collec- teur d'entrée 62 et du collecteur de sortie 64 à l'arrière de l'échangeur thermique.
La vapeur à basse pression effective de 1,05 kg/cm2, ou s'abaissant jusqu' à 0,28 kg/cm2, est fixée à 1'échangueur thermique par le court conduit d'entrée 66 formé à une extré- mité du collecteur d'entrée 62 et, après avoir traversé les serpentins 56 en parallèle, quitte l'échangeur thermique par le tube de sortie 68 relié à l'extrémité opposée du collec- teur de sortie 64. Dans @e châssis 52, chaque serpentin 56 de 1(échangeur thermique présente plusieurs minces plaques d'échange thermique 70 parallèles, étroitement espacées, et agencées pour former de minces passages d'air laminaires verticalement à travers l'échangeur thermique.
Les plaques 70 sont brasées, soudées ou autrement assemblées avec les tubes 56 et sont agencées pour céder de la chaleur par conduction et rayonnement à l'air à mesure qu'il est aspiré de haut en bas à travers l'échangeur thermique.
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Au-dessus du tambour, dans le coffret 10, on a prévu une étagère 72 présentant une ouverture centrale dans laquelle est fixée la combinaison 76 du déflecteur d'air et du support de l'échangeur thermique. Ce dispositif est illustré en détail à la fig. 3 et comporte des parois verticales 78 à ses extrémités opposées, reliées par des parois 80 inclinées vers le bas et vers l'intérieur. Deux brides 82, en saillie vers le haut, s'étendent depuis les parois 80 et servent à la mise en place à 1'ntérieur du châssis 52 de 1'échangeur thermique et deux brides 84 s'étendent vers l'extérieur pour supporter les brides inférieures 55 de l'échangeur thermique.
Des brides horizontales 90 en saillie vers l'extérieur, prévues à la base du support 75,sur les quatre bords, sont agencées pour être supportées par l'étagère 72 à laquelle elles sont fixées par tous moyens appropriés, par exemple des boulons, par brasage, par soudage ou d'une manière analogue.
Il ressort avec évidence de ce qui précède que le support 76 et l'échangeur thermique 52 sont de la même longueur, mais que le support 76 délimite une plus petite ouverture dans sa partie inférieure en raison de l'inclinaison des parois 80 du déflecteur. Ces parois s'étendent longitu- dinalement aux supports, de sorte que 1 ir dévié par elles monte dans les espaces laminaires entre les plaques 70 de transfert de chaleur qui font des angles de 90 avec s parois.
A l'assemblage du séchoir, l'échangeur thermique 52 est placé simplement sur les brides 84 du support 76 et les brides 82, s'étendant vers le haut du support, s'adaptent dans les parois verticales du châssis 52 de l'échangeur thermique en empêchant ses mouvements latéraux et longitudinaux. Ainsi assemblé, l'échangeur thermique est disposé directement au- dessus de l'ouverture centrale ménagée dans l'échangeur 72.
Deux plaques de déviation verticales 92, qui étendent
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le passage de l'air chauffé jusqu'à une courte distance du tambour 20 s'étendent au moins sur les côtés longitudinaux 80 du aupport 76. Ces plaques 92, associées avec les parois antérieure et postérieure du coffret et le support 76, défi- nissent les parois d'un passage continu servant à conduire de l'air chauffé dans l'échangeur thermique 50 au tambour rotatif 20. Une chicane de forme cylindrique 94, présentant à son sommet une ouverture rectangulaire 93 pour permettre l'entrée des parois 92 et l'admission d'air entre ses parois, et une sortie rectangulaire 96 placée sur un coté de l'axe vertical central de la chicane 94 et vers sa partie antérieure,
comme le trent en détail les fig. 1 et 4, se trouve tout autour du tambour 20. La sortie 96 s'étend sur environ les 2/3 de la longueur de la chicane 94 et est alignée pour per- mettre la sortie de l'air du tambour et de la chicane dans la direction du fond à gauche de la partie antérieure du coffret du séchoir.
Lorsqu'on fabrique l'échangeur thermique et les déflec- teurs d'air et les chicanes qui servent d'accessoires, comme décrit ci-dessus, on doit s'efforcer d'assurer que l'étendue de surface efficace de l'entrée d'air 93 à la chicane 94 et au tambour perforé 20 soit inférieure à la somme des étendues de surface efficace des trajets d'air laminaires dans.l'échan- geur thermique entre les plaques de transfert de chaleur 70.
De cette manière, lorsqu'un vide est établi par la roue à pales au fond du coffret, de l'air est aspiré à. travers l'é- changeur thermique, l'entrée 93 de la chicane et les ouver- tures réduites 24, dans le tambour 20. Ces passages succes- sivemetn plus étroits associés avec les plaques de déviation inclinées 80 prévues sur le support 76 de l'échangeur thermi- que, servent à maintenir et à réduire le mouvement de l'air et à dévier une partie de cet air vers le haut dans les tra- jets d'air laminaires existant entre les plaques 70, de
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sorte qu'un transfert de chaleur supplémentaire peut se'produi- re en raison des courants de turbulence résultants.
Cet effet est soutenu par le montage à angles droits des plaques inclinées 80 par rapport aux plaques de transfert de chaleur 70 et le rebondissement de l'air des plaques 80 dans une direction normale à ces plaques, est donc parallèle au passage d'air situé entre les plaques 70.
Dans le fond du coffret, on a monté un nouveau filtre de charpie., qui, avec son support, est désigné par l'ensemble
100. Ce filtre comprend une paroi verticale 102 ayant une ou- verture qui s'adapte autour du carter 42 de la roue à pales auquel elle est fixée de toute manière appropriée. Une paroi
104 s'étendant depuis le carter de la roue à pales vers l'avant du coffret est disposée horizontalement, légèrement au-dessus de la roue à pales. Les parois 102 et 104 sont assemblées par des panneaux latéraux triangulaires 106 dont les borda 'inférieurs sont inclinés vers le haut et vers l'avant, par rapport à la partie antérieure du coffret 10.
Ces bords inférieurs sont tournés vers l'intérieur pour former des pistes 107 (fig. 1) dans lesquelles un filtre plat perforé
105 peut coulisser de façon amovible, de sorte que, comme le montrent les fig. 1 et 4, de l'air qui sort chargé d'humidité et de débris de charpie de l'ouverture 96 de la chicane passe vers la partie gauche du fond et l'avant du coffret, tourne et se déplace vers la droite et sous les bords infé- rieurs des parois 106 inclinées vers le haut et vers l'avant, puis revient en arrière pour passer dans l'ouverture 43 de la roue à pales par l'intermédiaire du filtre 105. Lorsque la roue à pales fonctionne, le filtre 105 est courbé vers l'in- térieur par l'effet d'aspiration, en attirant et en mainte- nant la charpie contre sa surface inférieure.
Lorsque la roue à pales est arrêtée, le filtre 105 se redresse en dépo-
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sant la charpie sur le fond du coffret, sous le filtre.
Ainsi, dans le passage normal de l'air vers la sortie 48 du séchoir, une plus grande partie de la charpie est retenue par le filtre 105 et tombe au fond du coffret, d'où elle peut être retirée en enlevant un panneau inférieur, non représenta, à l'avant du coffret 10. Tout air entraînant de la charpie et se dirigeant vers d'autres parties du fond du coffret est incapable de sortir par l'orifice 43 de la roue à pales, du fait qu'il n'existe pas d'accès à cet orifice, excepté le filtre à charpie 105.
En service le moteur 16 de la roue à pales étant mis en marche, et de la vapeur d'eau à basse pression (pression effective égale ou inférieure à 1,05 kg/cm2) et à une tempé- rature d'environ 120 C étant admise au distributeur d'entrée
62 de l'échangeur, de l'air est aspiré vers l'intérieur dans l'ouverture supérieure postérieure 12 du coffret et, vers le . bas, par les trajets laminaires situés entre les plaqu-s de transfert de chaleur 70 de l'échangeur 52.
L'utilisation des serpentins à chaleur 56, en parallèle avec chaque serpentin n'excédant pas quatre sections horizontales, permet de faire passer la vapeur d'eau à basse pression à travers les ser- pentins sans perte sensible de pression ou de température et la section horizontale la plus basse du serpentin a sensi- blement la même température que la section la plus haute.
Par conséquent, le parallélisme des quatre serpentins de pas- sage et le mince espacement laminaire entre les ailettes 70 de l'échangeur thermique permettent un rapport élevé des transferts thermiques, tandis que l'air descend à travers l'échangeur thermique. Etant donné que l'air chauffé descend à travers le support 76 vers l'ouverture de la chicane 94, une certaine proportion de l'air est renvoyée vers le haut à cause de la nature réduite de l'ouverture 93 de la chicane et
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des ouvertures 24 du tambour ainsi que de l'inclinaison des parois latérales 80, et cette réflexion produit des courants turbulents dans les espaces laminaires se trouvant dans l'échangeur thermique proprement dit.
Ces courants turbu- '' lents contribuent également à l'obtention d'un transfert approprié de la chaleur de la vapeur d'eau à l'air passant à travers l'échangeur thermique. Une fois que l'air chauffé est ;'- entré dans le tambour, une partie de cet air passe à l'exté- rieur à travers les ouvertures 24 ménagées dans la paroi du tambour et se détend dans le faible espace entourant le tam- bour et délimité par la chicane 94. Ce mouvement est également accompagné par la réflexion, par la chicane, de l'air chauffé qui est renvoyé à travers les ouvertures 24 dans le tambour, et un certain degré de turbulence se produit vers l'arrière et vers l'avant entre le tambour et la chicane 94 pour aider le transfert de la chaleur de l'air au linge humide afin d'as- surer un séchage convenable de ce linge.
L'air froid portant de l'humidité et des débris textiles, sortant du tambour et de la chicane 94 à travers l'ouverture 96, se déplace vers l'angle antérieur gauche du coffret, puis généralement sous les bords inclinés ver le haut et vers l'avant des parois 106, puis il est détour é ers l'arrière du coffret sous la paroi 104 avant de traverser le filtre à charpie 105 dans l'ouverture 43 du carter de la nue pales.
Ceci prolonge le trajet de déplacement de l'air en retenant celui*ci dans le tambour avant le transfert due chaleur au linge pendant une durée proportionnellement plus grande.
Les nombreux changements de direction assurent en outre que la totalité de l'air sortant passant dans la roue à pales est essentiellement dénuée de débris de textile, ceux-ci étant déposés au fond du coffret, sous le filtre à charpie.
Il ressort avec évidence de la description qui précède
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que l'appareil en question crée pour la première fois un procédé et un moyen d'utiliser de la vapeur d'eau à basse pression pour sécher convenablement du linge en obtenant tous les avantages qui ont été exposés ci-dessus.
L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisa- tion représentée et décrite en détail, car diverses modifi- cations peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.
REVENDICATIONS.
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