Brevet FR2011013A1 — publié le 19700227

La présente invention concerne un séchoir pour encres d'imprimerie et plus particulièrement un appareil servant à chauffer des matières en feuilles ( à la fois en morceaux séparés et en "bandes continues), par exemple pour sé=cher des encres d'im-5 primerie, de la laques de l'émail, de la peinture,- du vernis et d'autres matières de marquas® et de revêtement que l'on a imprimées ou placées sur du papier, des matériaux de couverture pour toitures en aluminium, une matière plastique, de la cellophane. 10 II est d'usage dans l'industrie de l'impression de sé cher l'encre placée sur une "bande imprimée en brûlant les produits volatils de l'encre. C'est ainsi qu'on imprime la "bande avec de l'encre et qu'on la soumet ensuite à une chaleur sufir-sante pour évaporer et brûler les éléments volatils de l'encre. 15 De tels appareils d'impression et de séchage classiques peuvent être alimentés en bandes à des vitesses relativement lentes. L'un des-facteurs limitant la vitesse de la bande consiste dans le fait qu'à des vitesses supérieures, on ne peut pas limiter la combustion des composants volatils au four, d'où un risque 20 d'incendie. Le procédé et l'appareil décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3.390.465 permettant d'augmenter de façon sensible la vitesse de séchage des encrés-d'impression et des matières semblables, et rendent un tel séehage beaucoup 25 plus sûr. Certains des autres avantages du procédé et de l'appareil du brevet précité sont une réduction des dimensions et du prix de revient et une plus grande simplicité de l'appareil de séchage. La présente invention constitue un perfectionnement par rapport à celle du brevet précité et -permet d'accroître sen-30 siblement les vitesses de séchage ainsi que d'utiliser des appareils de séc.hage sensiblement plus petits ou plus courts. L'une des formes de réalisation de la présente invention peut être incorporée à un appareil servant- à sécher de -l'encre d'imprimerie et des. matières semblables après qu'on a appliqué 35 cette encre à une matière, cet appareil comprenant un brûleur' à gaz, une buse à air frais placée près du brûleur à gaz, un dispositif servant à déplacer la matière dans une direction donnée 69 14792 2 2011013 gn regard du "brûleur à gaz et de la buse, le "brûleur à gaz étant agencé de façon à évacuer ses produits de combustion chauds à l'endroit où se trouve cette matière, la buse étant agencée de façon à évacuer une tranche d'air frais à l'endroit où se trou-5 ve cette matière mais également en travers du trajet suivi par les produits de combustion à mesure qu'ils quittent le brûleur à gaz de façon à mélanger cet air frais et ces produits avant qu'ils ne se déplacent contre cette matièrej le perfectionne-. ment qui comprend cette buse à air frais étant placé de façon 10 à évacuer sa tranche d'air frais dans une direction qui comporte une composante dirigée dans la direction du déplacement de la matière, le brûleur à gaz étant placé entre la buse et la matière avec ses produits d'évacuation dirigés-sous un angle plus aigu par rapport à la direction du mouvement de la matière 15 que les produits d'évacuation de la buse. L'invention a encore pour objet de fournir : • ) - un appareil perfectionné servant à sécher des encres d'impressionét des matières semblables;- - un appareil de séchage qui peut être, du fait -de 20 la présente invention beaucoup plus petit et plus simple que les appareils de la technique antérieurej - un apmareil de séchage qui soit moins susceptible d'endommager du papier portant les encres d'imprimerie du fait de l'enlèvement -de l'humidité-provenant- du papier; 25 - un appareil de. chauffage perfectionné servant à chauffer la surface d'une matière. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre, faitë- en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, 30 plusieurs formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ces dessins, La figure -1 est une' vue en plan de dessus d'un séchoir suivant l'invention partiellement arrachée; La figure 2 est une vue en coupe verticale suivant 35 la ligne 2-2 de la figure 1 La figure 3 est une vue en coupe verticale suivant la ligne 3-3 de la figure 2; 69 14792 j 2011013 grande î_& figure 4 est vrss vue détaillée, à plus/échelle d'un ouseau à air formant une partie de l'appareil des figures 1 et o i La figure 5 est une vue, à plus grande échelle d'une par-5 L;ie de la structure représentée sur la figure 2; La figure 6 est une vue semblable à celle de la figure 1, ."Eune variante. La figure 7est uns vue en coups verticale suivant 7-7 de figure 5. 10 La figure 8 est ans vas en eoupe verticale suivant 8-8 uo La figure 7; La figure 9 est une vue semblable à celle de la figure 2S &'une autre variant e. Dans le but de faciliter la compréhension de lrinvention5 15 on se reportera maintenant à la forme de réalisation représentée 3ur les dessins, et on décrira particulièrement celle-ci. Il va néanmoins de soi que ce n'est pas dans l'intention de limiter le cadre de l'invention. En se reportant maintenant plus particulièrement aux des-20 sins, on voit sur la figure 1 un séchoir 10 qui comprend une ©n 25 En se reportant à la figure 5? on voit que le brûleur à gaz 16 comprend un tube ou eon&uît horizontal 20 percé pour former une série d'orifices 21 qui sont protégés par un écran ou par des écrans 22 pour former une zone allongée 25 d'une section transversale en forme générale d'il ( comme représenté sur la 30 figure 5) destinée au brûlage des gaz» Au conduit 20 est relié un conduit 21 (figure 5) qui est relié à son tour à un agencement 22 du mélangeur proportionnel à venturi-. Le gaz arrive à l'agencement mélangeur d " air et de gaz 22 par un conduit 29 qui esc commandé par une vanne --260 L'air arrive au mélangeur 22 par 35 un conduit 27 qui est commandé par une vanne à papillon 30. Le conduit 27 reçoit son air sous pression par un conduit-31 qui coŒimnique avec une soufflante 32o La soufflante 32 fournit également l'air sous pression à la buse à air 17 par le conduit BAD ORIGINAL , 69 14792 4 201 TOI 3 10 31 et des conduits 35 et 36 • -La ■g.ii.as.t-ité d'air sous pression alimentée est réglée par la vanne à papillon 37 placés dans le conduit 35* La matière 40 à chauffer ou portant de l'encre d'imprimerie à sécher pénètre dans 1fenveloppe 11 par l'ouverture 41 3t en sort par l'ouverture 42. -Près de l'ouverture de sortie 42 est placé vm. couteau -à afe 45 qui- consiste en im. conduit présentant une série d'ouvertures -ou- orifices 46 comme- on le voit sur la figure 4S ces orifices--étant- agencés avec leurs- axes disposés sous l8 angle représenté sa 5©o -!>-© couteau -à air 45 -est relié au- conduit 35 au moyen d'un conduit 51* On notera que le oouteau à air 45 est- -mesfcé à -l'intérieur d'un passage de sortie 52 formé par l'enveloppe 11 et l'élément d® cloisonnement 12» Un dispositif d'allumage à étincelles 55 est monté sur l'enveloppe 11 et peut- coopérer avec une tige à flamme 56 servant- à déceler la présence de flamme dans le renfoncement en forme d'il 25» Les dispositifs 55 et 56 peuvent être, par exemple, constitués par un mécanisme "4 EN 6" produit par Fyronics, INC. 2q de Clëveland, Ohio. Quand ce mécanisme est prévu de façon appropriées le dispositif d'allumage à étincelles 55 émet des étincelles jusqu'au moment où la tige 56 décèle la présence d'une flamme. La tige 56 fonctionne également pour interrompre 1 'arrivée de combustible au présent appareil en fermant la vanne 26 25 quand il arrive qu'une flamme se produit. L'agencement mélangeur de gaz à venturi 22 peut être fabriqué, par exemple par Western Productsj Inc. de New Oastle, îndiana, et peut être un mélangeur proportionnel normalisé comportant- un tuyau en fer de 50,8mm. La soufflante 32 peut être une soufflante appropriée capable de produire, par exemple 20,8 m^ à la minute à une pression 30 35 2 manométrique de 0,10 kg/cm. Dans la forme de réalisation de l'invention représentée, le tunnel 13 est garni intérieurement d8une-matière isolante de forte résistance à la chaleur et est construit de façon à former une configuration inclinéë et allant en s'agrandissant dans la partie 60 de l'élément 12, de sorte que dans la ferme de réalisation représentée, l'angle de la partie 60 par rapport à la bande horizontale 40 (et également par rapport au fond 59 du loge BAD ORIGINAL 69 14792 5 2011013 ment 11) est un angle iiicliné vers le haut drapproximativement 2 à 4° sur environ 152 à 203 millimètres en partant de 1'' entrée 15 du tunnel. La forme de réalisation de l'invention représentée se poursuit avec une configuration moins inclinée en 61 divergeant approximativement d'un angle de 30 minutes par rapport à une longueur totale de" tunnel de 762 mm dans la forme de réalisation représentée. Bien entendu, dans les différentes applications de la «présente inventi on, la longueur du tunnel 13 est déterminée par la vitesse de la presse, le poids du papier, le type d'encre et l'épaisseur du papier. La dimension de la longueur du tunnel mentionné ci-dessus est meaurée par l'entrée 15 à la sortie 42 de la bande, et les autres dimensions particulières de la présente forme de réalisation du séchoir peuvent être établies en conséquence. Le but de la configuration divergente appliquéa&u tunnel 13 est d'augmenter la vitesse et la turbulence des gaz chauds traversant le tunnel et que l'on a constaté,être capables de produire un chauffage plus rapide et plus efficace-de la surface de la bande ou un séchage plus rapide de l'encre ou des- matières semblables placées sur la bande 40.On croit qu'un excellent séchage peut être facilité si la divergence du tunnel se situe entre 10 et- 15°. " Une caractéristique très importante de la présente invention réside dans le f ait que le brûleur- 16 est placé- entre la buse 17 à air frais et la bande 40 à -mesure que celle-ci pénètre dans le séchoir et que de plus, le brûleur 16 s'évacue dans une direction qui est à peu près parallèle à la direction du déplacement de la bande 40.0n a constaté que la meilleure façon de placer le brûleur à gaz 17 est qu'il soit aussi près que possible de la -bande 40 sans venir en contact avec celle-ci . On a constaté qu'en plaçant le brûleur 16 dans 1-a position représentée, le courant d'air frais qui sort de la base 17 se mélange avec les produits de combustion provenant'du brûleur et que le mélange est entraîné avec force contre la bande -40 en faisant que le mélange des produits de combustion et d'air frais se fraye un passage à travers la couche d'air ambiant qui se trouve sur la- surface de la bande 40 à mesure qu'il pénètre dans le séchoir. Bien qu'on pense que la théorie exprimée ici soit correcte, 69 14792 6 2011013 10 il est peut être suffisant de dire que l'emplacement du brûleur 16 tel qu'il est représenté et sous lkngle représenté réalise un séchage très amélioré par rapport à la mise en position sous un angle d'à peu près 90° du brûleur représenté dans le brevet précitée On a constaté par exemple, dans une application partiellement de la présente invention, qu'o^fceut réduire la longueur du séchoir de 6 à 8 fois en comparaison de celle du séchoir représenté dans le brevet précité qui constitue par lui-même un progrès très important par rapport à la technique antérieure, cette réduction de longueur étant possible du fait que le séchage s'effectue à un rythme plus grand avec la même vitesse de bande, et du fait que le rendement du séchage est plus grand • au moyen du présent agencement. On notera que L'angle sous lequel l'air frais sort de la buse 17 est d'approximati-vement 45° par rapport à la bande horizontale 40, alors que l'angle de la buse à air frais incorporé^ à la forme de réalisation représentée dans le brevet précité était d'environ 35° par rapport à la verticale ou à une ligne tracée perpendiculairement à une bande. La gamme d'applications de la présente invention, avec le brûleur 16 placé comme il l'est, se situe dans un angle, de 20 à 75° entre 1' axe 70 d'évacuation de la buse à air frais .1? (figure 5) et la bande 40. La fonction du couteau à air 45 est de retirer les gaz chauds de la surface de la bande 40 et de les diriger jusqu'à l'orifice d'évacuation 52. On a-constaté qu'on atteint efficacement ce but en plaçant les ouvertures d'évacuation sous l'angle réprésenté sur la figure 2. Le couteau à air sert également à abaisser la température de la cheminée d'évacuation. Le couteau à air peut"présenter la configuration représentée sur les figures 2 et 4, ou il peut être construit de la même façon que la buse à air frais 17. La forme de réalisation représentée sur les figures.6 7 et 8 présente -d'une façon générale la même fonction et la même structure que celle représentée sur les figures 1- 5* sauf qu'on a montré un double jeu de brûleurs et de buses de pression en 100 et 101. Les différents angles des brûleurs peuvent être tels que décrits ci-dessus à propos des figures 1 - 5> 20 25 30 69 14792 7 2011013 oi on peut appliquer dans le cas du brûleur et de la "buse à air frais 101 un agencement de brûleur et de buse semblable à celui du brevet précité» On pense que celui-ci -est approprié du fait que la couche d'air ambiant -qui se trouve sur 5 la bande a déjà été évacuée par la combinaison 100 de brûle "or et de buse à air frais. On doit notere que l'une quelconque déformés de réalisation de la présente invention représentées dans la présente demande peut comporter à volonté des ventilateurs d'évacuation pour mieux- déplacer l'air à travers la 10 cheminée verticale 52 et les cheminées correspondantes "des formes de réalisation des figures 6S 73 3 et 9® En se reportant à la figure 9, on voit une forme de réalisation 200 qui est d'une façon générale la même que eei= les décrites ci-dessus sauf en ce qu'elle incorpore un double 15 jeu de combinaisons 201 et 202 de brûleurs et de buses à -air frais . Les combinaisons 201 et 202 sont agencées pour chauffer les côtés opposés d'une seule barde 205/. La configuration divergente du tunnel 206 est semblable à la co.rtfiguration divergente du tunnel 13 de la figure 2, sauf qu'il y a deux parois 20 207 correspondant à l'unique paroi 60 de sorte que l'angle di vergent se situe entre 4 et 8° en considérant les deux parois 207. Les parties 210 des parois du tunnel 206 correspondent également à la partie 61 de la figure 2 et sont agencées par-rapport à la bande sous un angle de 30 minutes0 25 II va de soi que, sur beaucoup de points, les princi pes inhérents à l'invention décrite dans le brevet précédent sont également incorporés à. la présente invention» Par exemple, le concept consistant à ehauffer la surface portant de l'encre à une température beaucoup plus élevée que la bande 30 ou la feuille pourrait durer pendant une période de -temps quel conque, mais celui dfévacuer la chaleur assez"rapidement pour empêcher l'intérieur de la bande ou de la feuille d'atteindre 1 a -température de la surface fait partie de la présente invention de même que l'invention du brevet précité. On a cons-33 taté que la présente' invention réalise le concept plus effi cacement à un degré inattendu ce qui aboutit, par exemple, à une meilleure conservation de l'humidité dans la bande de papier de même qu'à d'autres avantages, comme par exemple moins BAD ORIGINAL 69 14792 -8 2011013 de chance de gondolage® Bu fait également d'un séchage plus rapide, on peut accroître-sensiblement les vitesses de la bande par rapport à celles de l'appareil décrit dans le brevet précité en empêchant de ce fait snccrâ plus efficacement lé séchoir d'être le "maillon faible'5 de l'industrie de 13iapressioa0 A titre d'exemple l'sffi^ccité dis séchoir de la présente inventions on a constaté que le séchoir des figures 1-5 O peut délivre? S?OoOOO à400,,000 lical/m ie surf&ce que l'on sèches alors- que la plupart des séchoirs que l'on trouve sur- le marché 3,v délivrent 27»OOO kcal/m*. La plupart des dispositifs existants présentent un coefficient calorimétrique de 4898 ou en d'autres termes de 48,8 kcai/m /hr/°G. L5une des formes de réalisation de la présente invention présente, avec une sourc© d'air de 1,03 bar, un coefficient calorimétrique d'approximativement 1952 15 (rapport de 40 à 1). Ce coefficient augmente avec une épuration et des pressions et des températures de-l'air plus élevées. Il va de soi que la présente invention a été décrite et représentée à titre d'exemple préférentiel explicatif, mais nullement limitatif, et que l'on pourra introduire toute équivalen-20 ce dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées. BAD ORIGINAL 69 14792 _9_ 2011013 REVENDICATIONS 1 - Séchoir caractérisé en ce qu'il comprend un "brûleur à gaz, une "buse à air frais placée près du "brûleur à gaz, un moyen servant à déplacer une feuille en regard du "brûleur et de la buse, le "brûleur étant agencé de façon à diriger ses produits de combustion chauds vers cette feuille, la buse étant agencée de façon à faire écouler une tranche d'air frais directement sur la feuille mais également en travers du trajet des produits de combustion à mesure qu'ils quittent le brûleur à gaz de façon à mélanger cet air frais et ces produits avant qu'ils ne se déplacent contre la feuille; une enveloppe à 11 intérieure laquelle sont montés la buse et le brûleur à gaz, l'enveloppe comportant un tunnel formé intérieurement avec le côté intérieur d'entrée de l1enveloppe et la sortie ouvrant à l'extérieur de l'enveloppe, le brûleur à gaz et la buse à air frais étant placés de façon à s'évacuer à l'entrée du tunnel et étant pointés dans une direction qui comporte une composante dans la direction du déplacement de la matière de façon à ce que 1«%mélange d'air frais et des produits de combustion s'écoule à travers le tunnel dans la même direction que la matière. 2 - Séchoir suivant la revendication 1, caractérisé.en ce que le tunnel diverge de son entrée à sa sortie sous un angle se situant entre 1 et 15°« 3 - Séchoir suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le brûleur à gaz est placé entre la buse et la matière avec son évacuation pointée sous un angle plus aigu par rapport à la direction du déplacement de la matière que celui de l'évacuation de la buse. 4- - Séchoir suivant la revendication 3> caractérisé en ce que le brîleur à gaz est agencé de façon à évacuer ses produits de combustion dans une direction' qui est à peu près parallèle à celle du mouvement de la matière, la buse à air frais étant placée de façon à évacuer sa tranche d'air frais dans une direction qui est à peu près à 45° par rapport à la direction du déplacement de la matière. 5 - Appareil servant à sécher de l'encre d' impression e1| des matières semblables après qu'on a appliqué une telle encr^une 69 14792 -10- 2011013 matière caractérisé en ce qu'il comprend un brûleur à gaz, une buse à air frais placée près du brûleur à gaz, un moyen servant à déplacer une matière dans une direction de mouvement donnée en regard du brûleur à gaz et de la buse, le brûleur étant 5 agencé de façon à évacuer ses produits de combustion chauds sur la matière^ la buse étant agencée de façon à évacuer une couche d'air frais sur la matière mais également en travers du trajet des produits de combustion à mesure qu'ils quittent le brûleur à gaz de façon à mélanger cet air frais et ces produits- avant 10 qu'ils ne se déplacent contre la matière; la buse à/frais étant placée de façon à évacuer sa tranche d'air frais dans une direction qui comporte une composante dans la direction du déplacement de- la matière, le brûleur à gaz étant placé entre la buse et cette matière avec son évacuation pointée sous un angle 15 plus aigu par rapport à la direction du mouvement de la matière que celui de 1*évacuation de la buse. 6 - Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le brûleur à gaz est placé aussi près que possible de la matière sans venir en contact avec celle-ci à mesure qu'el-20 le se déplace à traders le séchoir. 7 - Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le brûleur est agencé de façon à évacuer ses produits de eombustion dans une direction qui est à peu près parallèle à la direction u.u mouvement de la matière, la buse à air frais é-25 tant placée de façon à évacuer sa tranche d'air frais dans une direction qui est à approximativement 45° par rapport à la direction du déplacement de la matière. 8 - Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le brûleur à gaz est agencé de façon à évacuer ses pro- 30 duits. de combustion dans une direction qui est à peu près parallèle à la direction du mouvement de la matière, la buse à frais ,étant placée de façon à évacuer sa tranche d'air frais dans une direction qui se situe entre 20 et 75° par rapport à la direction du déplacement de la matière.