Brevet FR2244428A1 — publié le 19750418

Laprésente.invention concerne un sèche-cheveux se composant d'un capot extérieur en forme de coupe, d'une soufflerie disposée dans le carter, d'une ouverture d'aspiration pour lia soufflerie et d'undispositif de guidage, le capot, la soufflerie et le dispositif de guidage présentant une configuration géométrique telle que le jet d'air sortant de la soufflerie pénètre dans l'espace entre le capot et lé dispositif de guidage et.qutentre le capot et le dispositif de guidage se trouve une fente de sortie de l'air sur la bordure extérieure du sèchecheveux, un dispositif de chauffage étant placé sur le trajet d'écoulement de l'air. Un sèche-cheveux du type décrit est connu par exemple par la demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne 960.662. Suivant ltesprit de cette demande, le dispositif de guidage a la forme dlun anneau étroit, conique, et le capot a la forme d'un casque profond ramené vers le bas très loin au-dessus du dispositif de guidage. Sur le bord inférieur, le casque est ramené vers le bas de façon bien arrondie, de sorte que, sous l'action d'une soufflerie se trouvant au-dessus du dispositif de guidage, il s 1établit un courant d1air en forme de tore, à écoulement permanent, qui circule exclusivement è l'intérieur du casque. Le dispositif de guidage se trouve dans ce que l'on appelle la zone neutre du tourbillon d'air et n'a par suite qu'une très faible influence sur le guidage du courant d'air. L'inconvénient principal du dispositif connu consiste cependant en ce que le casquerigideentoure de tous cOtés la plus grande partie de la tete de l'utilisateur, y compris les oreilles, si bien que la liberté de mouvement de l'utilisateur est fortement genée. En outre, les possibilités de communication acoustiques de l'utilisateur avec son entourage sont fortement diminués, durait que le casque renforce les bruits produits par la soufflerie et par l'écoulement de l'air.En général, les casques de ce genre sont utilisés sur des supports fixes, de sorte que l'utilisateur doit effectuer quelques contorsions au moment de prendre place sous le casque. À cause de son encombrement, un tel casque peut à peine etre eisrnené en voyage, mOrne si la bordure inférieure du casque peut etre relevée par-dessus la partie supérieure Finalement, le casque connu a l'inconvEnient qu'en cas d'appui de la tête à l'intérieur du casque, les conditions d'écoulement sont notablement modifiées, si bien qu'à. l'endroit ou la tette se rapproche très fortement de la paroi du casque, l'effet de séchage est fortement limité. D'après le brevet britannique 924.i39, on connait un autre sèche-cheveux du genre décrit au début, qui est constitué comme un séchoir à main et produit un rideau d'air limité, de forme annulaire. Dans cet appareil, l'air de séchage est aspiré à l'arrière de l'appareil et il est poussé à l'aide d'une soufflerie axiale-radiale au travers d'une fente annulaire en direction de l'endroit à sécher. L'appareil connu est, il est vrai, exempt d'un bord en forme de casque entourant la toute, mais il n'existe pas non plus dans cet appareil d'écoulement d'air en circulation et se diffusant sur toute la section de l'appareil, ce qui interdit une utilisation stationnaire, c'est-à-dire une utilisation telle que la tete et l'appareil de séchage conserventleurposition relative. L'effet de séchage est ainsi localement très limité, si bien que, pendant l'utilisation, l'appareil doit être déplacé continuellement, comme on le fait couramment avec les séchoirs à main.Pour cette raison, l'appareil décrit est d'ailleurs muni d'une poignée. I1 s'ajoute à ceci que les parois extrêmes de la fente annulaire d'entrée d'air sont dirigées vers l'intérieur, si bien que la section droite de l'écoulement d'air diminue encore avec la distance de la fente de sortie. Le but de l'invention est de fournir un sèche-cheveux du type décrit au début, dans lequel on évite un bord très allongé vers le bas et où cependant on atteint un effet de séchage s'étendant sur toute la section droite de l'appareil, de sorte qu'une utilisation fixe est possible. Conformément à l'invention, ce but est atteint dans le sèche-cheveux décrit au debut par la combinaison de caractéristiques telle que l'ouverture d'aspiration est disposée à l'intérieur du dispositif de guidage et qu'dffieest dirigéevers la zone de séchage, et en ce que les aretes de sortie du capot limitant la fente de la sortie d'air ou du dispositif de guidage sont dans un plan dont la génératrice est dirigée de façon sensiblement perpendiculaire à la direction de l'écoulement principal, entre le capot et le dispositif de guidage.Autrement dit, cela signifie que, pendant le fonctionnement de l'appareil, l'air de séchage est guidé à partir de la sortie -de la soufflerie à l'intérieur du capot, et sur tout son parcours, entre ce capot et le dispositif de guidage, c'est-à-dire que le capot servant au guidagede l'écoulement et le dispositif de guidage se terminent à peu près en rtme temps en ce qui concerne l'écoulement. Au contraire de certains appareils dans lesquels on utilise un courant d'air pratiquement non réglable et hasardeux dans un but de séchage, on utilisa entre autres, dans l'appareil de llinvention, les lois de l'aérodynamique.De la fente annulaire de sortie d'air part en plus un rideau d'air sensiblement cylindrique ou s'étendant en c8ne et qui, au fur et à masure de son éloignement de la fente de sortie d'air, est absorbé par l'effet de succion de l'ouverture d'aspiration. Cette ouverture établit une dépression vers laquelle aboutissent toutes les lignes d'écoulement, en raison d'une quantité constante recycle. L'invention est basée sur le fait que l'air de séchage circule à l'intérieur d'un espace toroidal > bien que cet espace ne comporte, sur la plus grande partie de son pourtour, aucun casque qui pourrait servir au guidage de 1 'écoulement. Par la suppression du bord de casque étiré vers le bas malgré un courant d'air de circulation, 1 1objet de l'invention se distingue nettement des casques de séchage, tels que ceux qui font l'objet du brevet de la République Fédérale dlAllemagne 960.662 signale au début. Â cause du maintien d'un courant d'air circulant, l'objet de l'invention se distingue également fortement de certains appareils comme ceux qui font l'objet par exemple du brevet britannique 924.139.Enfin, l'objet de l'invention s 'éloigne considérablement du casque a double paroi dont la paroi intérieure est généralement perforée à intervalles réguliers, de sorte que l'air de séchage peut pénétrer dans le casque de tous les côtés. Un casque de ce genre est par exemple l'objet du brevet helvétique 184.725. Suivant l'invention, on obtint un sèche-cheveux qui ne Une en aucune maniere la liberté de mouvement et le contact acoustique de l'utilisateur avec l'environnement. A cause de son action à grande surface, le sèche-cheveux peut etre utilisé en position fixe, -dans laquelle le courant d'air atteint cependant la totalité des cheveux à sécher et cela avec une vitesse d'écoulement et une température relativement élevées, sans que le bien-etre de l'utilisateur ne soit perturbé. En outre, meme des mouvements relatifs assez importants entre la tete de l'utilisateur et le sèche-cheveux n'agissent pratiquement pas sur l'écoulement ou l'efficacité de séchage. En partiCulier, il ne peut se produire aucun angle mort dans l'écoulement. Par une inclinaison appropriée des parois de la fente de sortie d'air vers l'extérieur, on peut mOrne obtenir un courant d'air dont les lignes de courant extérieures dépassent de façon considérable la projection de l'appareil de séchage. On peut donc réaliser un appareil relativement petit adapté au transport dans les bagages. Indépendamment de cela, la solution conforme à l'invention peut 8tre utilisée, dans une version miniaturisée, comme appareil à main avec lequel tres peu de mouvements de l'appareil sont nécessaires par suite de l'effet de surface. On a déjZ indiqué ci-dessus qu'on avait tenu compte avec succès dans l'invention des lois dé l'aérodynamique. Alors que l'effet se produit déjà, mOme avec une fente de sortie d'air à parois paralleles, l'efficacité peut encore Btre augmentee en donnant à la fente de sortie d'air une forme de buse fendue annulaire. Les conditions d'écoulement peuvent ainsi entre optimisées. Le contour du capot et la forme de la fente de sortie d'air peuvent entre adaptés à une valeur moyenne des formes de tête courantes. Une réalisation particulièrement simple et efficace du sèche-cheveux conforme à l'invention est cependant caractérisée par le fait que le capot, le dispositif de guidage et l'ouverture d'aspiration sont disposés de façon concentrique avec la soufflerie et en ce que, dans un plan de coupe radiale, la tangente à une trajectoire moyenne d'écoulement fait avec l'axe du capot un angle compris entre O et 60 , de préférence entre 20 et 450, la tangente étant soit parallble à l'axe du capot, soit écartée de l'axe en direction de l'écoulement.Les expressions "direction d'ecaulement principal" et "trajectoire moyenne d'écoulement" ne sont nullement arbitraires mais elles correspondent à des parcours d'écoulement connus de l'homme de l'art dans des canaux rectilignes etlou courbes, dans les buses ou après la sortie des buses. L'allure des trajectoires de courant ou la direction d'écoulement principal peuvent etre très facilement déterminées, connaissant l'état de l'air et la vitesse d'écoulement. Par ailleurs, on peut également déterminer de façon simple, par des essais, le débit et la vitesse de l'air nécessaires à un fonctionnement avantageux de l'appareil de l'invention.Une possibilité très simple de modifier le débit et la vitesse est déjà donnée dans des limites grossieres par la modification de la vitesse de rotation du moteurd'entratnement de la soufflerie. L'experience a montré que des vitesses d'écoulement de l'ordre de 8 à 12 m/s à la fente de sortie d'air étaient des valeurs utilisables. La donnée signalée plus haut, suivant laquelle les parties de l'appareil doivent entre concentriques l'une par rapport-à l'autre,n'est limitée an aucune façon à une forme de révolution des différentes parties. I1 est possible d'avoir des formes de construction qui s'en écartent sans sortir du cadre de l'invention. Dans des cas de ce genre, un secteur de appareil est prévu avec une symétrie à peu près circulaire, de façon que les conditions géométriques données soient valables pour le secteur considéré. En ce qui concerne les conditions désirées d'écoulement, on obtient une solution particulièrement favorable de l'invention quand le capot et le dispositif de guidage ont la forme de corps de révolution à parois minces et géométriquement semblables, avec une zone marginale courbée vers le bas et qui sont disposés de façon concentrique l'un dans l'autre avec une certaine distance axiale, quand on dispose de façon coaxiale à l'intérieur de cette distance une soufflerie radiale, quand une ouverture d'aspiration se trouve au centre du dispositif de guidage, ouverture dont la section droite correspond à la section d'aspiration de la soufflerie radiale, et quand le dispositif de guidage s'étend sans interruption en direction radiale depuis le bord de l'ouverture d'aspiration jusqu'au bord de sortie.En utilisant cette disposition, il se produit des canaux d'écoulement bien arrondis dans lesquels l'écoulement à l'intérieur du capot est guidé sur tout son parcours entre la paroi du capot et le dispositif de guidage. La soufflerie radiale s'insère à peu près sans transition dans ce trajet d'écoulement, ce qui permet d'atteindre en meme temps un tres faible volume de construction. L'expression soufflerie radiale doit comprendre aussi les sortes de souffleries qui présentent une combinaison de souffleries axiales et radiales. Par ailleurs, dans une variante de construction appropriée, on peut utiliser également avec succes une soufflerie axiale. Etant donné que l'écoulement subit une rotation du fait de la soufflerie, on a proposé de. disposer entre le capot et le dispositif de guidage des ailettes de guidage pour transformer la rotation de l'écoulement en un écoulement dont la direction prédominante est parallèle à l'axe. Un avantage supplémentaire qui concerne l'entraSnement de la soufflerie peut Autre atteint par la fixation, dans le capot ou dans un prolongement du capot, d'un moteur électrique pour l'entrainement de la soufflerie, et par la prévision de chemins d'écoulement au travers desquels un courant d'air supplémentaire est aspiré de l'extérieur au moyen de la soufflerie pour le refroidissement du moteur. Il s'agit ia d'une quantité d'air très faible qui représente seulement une fraction de la quantitéd'air recyclée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels - les figures 1 et 2 représentent deux sèche-cheveux conformes à l'invention; - la figure 3 représente la disposition et le trajet de l'écoulement dans un appareil conforme au brevet allemand 960.662; - les figures 4 et 5 représentent les trajectoires d'écoulement ou une partie d'entre elles dans la fente de sortie d'air de la réalisation conforme aux figures 1 et 2; - la figure 6 représente les variantes possibles, dans les limites de l'esprit de l'invention, en ce qui concerne l'étendue des bords de sortie du capot et du dispositif de guidage; et - la figure 7 représente le trajet d'écoulement complet, non guidé, en cas de fonctionnement de l'appareil de l'invention sur la téte d'un utilisateur. Sur la figure 1, le repère 10 concerne un capot extérieur en forme de coupe, qui est constitué par exemple d'une tble soumise à un emboutissage profond ou d'une matière plastique injectée, résistant à la température. Dans le capot 10 est disposée une soufflerie 11 appropriée qui est constituée d'un disque circulaire et d'ailettes 12, de préférence courbées,qui qui y sont fixées. La soufflerie 11 est entraînée par un moteur électrique 13 qui est fixé par des entretoises minces 14 à l'intérieur d'un prolongement 15 du capot. Dans le capot 10, dans la soufflerie 11 et dans le prolongement 15 se trouvent des passages d'écoulement 16 sous forme de trous dans le matériau, lesquels servent à l'entrée et à la sortie de l'air de refroidissement du moteur 13. Le capot 10 est constitué d'un solide de révolution à parois minces et il possède une zone marginale 17 qui est courbée vers le bas et se termine en une arete de sortie 18. C'est également une forme géométrique semblable que possède un dispositif 19 de guidage dont la zone marginale 20 courbée vers le bas se termine en une arête de sortie 21. La courbure et l'écartement axial du capot 10 et du dispositif de guidage 19 sont choisis de façon que la fente de sortie d'air 22 entre les zones courbes 17 et 20 se rétrécisse en forme de buse en direction des arêtes 18 et 21. Pour réduire la rotation de l'écoulement dans cette zone, on a disposé à la périphérie des ailettes de guidage 23. Dans la zone centrale, le capot 10 et le dispositif de guidage 19 sont à une distance mutuelle telle que la soufflerie li a une place suffisante pour un guidage favorable de l'écoulement. La partie 24 du capot exempte d'ailettes 12 correspond à la section de Itouverture d'aspiration 25 pour le courant d'air en circulation. L'ouverture 25 est protégée par un grillage 26. En dehors des ailettes 12, on a placé un dispositif de chauffage annulaire 27 qui s'appuie sur les traverses 28 entre le capot 10 et le dispositif de guidage 19. Par suite des conditions d'écoulement fournies par la forme de construction, il s'établit- en cours de fonctionnement une direction d'écoulement principal ou un trajet dlecoulement moyen dont la tangente dans la fente d'écoulement d'air est designée par T et représentée par une flèche. I.a tangente T forme avec l'axe 29 du capot un angle a dont la grandeur a été dmnée cidessut. L'emplacement de séchage, c'est-a-dire la place à laquelle la tete de l'utilisateur se trouve et vers laquelle est dirigée l'ouverture d'aspiration 25, est représenté symboliquement par le repère 30. Sur la figure 2, les mêmes parties que sur la figure 1 sont repérées par les mêmes chiffres. La figure 2 représente une forme de réalisation simplifiée dans laquelle les zones marginales 17, 20 courbées vers le bas suivant la figure I sont replacées par des éléments cylindriques 31 et 32 ou par des parties coniques 33. La tangente T à la trajectoire moyenne au niveau de la fente 22 est parallèle à l-'axe 19.La fente 22 est limitée par. les parois parallèles des parties 31 et-32. Par ailleurs, le fonctionnement est le même que dans la figure 1. Â cause dtun meilleur guidage de l'ecoulement, une réalisation conforme à la figure 1 est cependant préférable. La figure 3 montre la réalisation et le trajet de l'écoulement conforme à l'objet de la figure 7 du brevet allemand 960.662. On notera que le dispositif de guidage L est constitué seulement d'un anneau conique très étroit et que le casque R est ramené tres loin vers le bas au-dessus du dispositif de guidage. Ce casque R se termine -ainsi an un bourrelet bien arrondi qui favorise et détermine L'allure de l'écoulement. Entre le dispositif de guidage ll et le casque R passe la trajectoire d'écoulement moyen ou la direction -d'écoulement principal, dans le sens de la fleche désignée par T. Le dispositif de guidage lui-même se trouve dans une zone neutre de l'ecoulement et n'a par suite aucune influence notable sur l'allure de l'écoulement. L'arête de sortie du dispositif de guidage L est désignée par K , l'arête de sortie du casques, par i. Une surface imaginaire entre les deux aretes KIL et i a une génératrice notée E.On voit nettement que la génératrice est dirigée de façon sensiblement parallèle A la direction d'écoulement principal entre le capot et lue dispositif de guidage. C'est par un tel guidage de l'écoulement, qui est caractéristique des casques de séchage connus, que l'état de la technique se distingue fondamentalement de l'objet de l'invention. On a représenté sur la figure 4 une allure d'écoulementcomme il pourrait sten présenter approximativement dans la réalisation conforme à la figure 2. La fente 22 est en fait, au contraire de celle qui est représentée sur la figure 2, rétrécie à la façon d'une buse. La tangente T à la trajectoire d'écoulement moyen fait par suite un angle aigu avec l'axe 29. L'écoulement est faiblement inflechi vers l'extérieur. La surface définie par les deux aretes de sortie 18 et 21 a une génératrice E qui, visiblement, est dirigée de façon sensiblement perpendiculaire à la direction d'écoulement conforme à la flèche T.Il s'établit par suite un rideau d'air faiblement conique, libre, c'est-à-dire non guidé, dont l'intensité d'écoulement diminue progressivement au fur et à mesure qu'augmente l'éloignement de la fente 22, par suite de l'action de la dépression dans l'ouverture d'aspiration 25. L'écoulement circulant a, en dehors du capot 10, un effet d'aplatissement élevé. Des considérations analogues sont également valables en ce qui concerne la figure 5 qui représente schématiquement l'allure de l'écoulement dans un dispositif conforme à la figure 1. Ici, la direction d'écoulement principal ou la tangente T à la trajectoire d'écoulement moyen fait un angle a avec l'axe 29, au niveau de la fente 22. La surface (imaginaire) passant par les aretes 18 et 21 possède également une génératrice E qui est dirigée visiblement d'une façon sensiblement perpendiculaire à la tangente T. Le courant d'air circulant, toroïdal, produit avec cette forme de réalisation, s'étend meme en plus au-dessus de la projection du capot 10. La réalisation de la figure 6 correspond sensiblement à celle de la figure 5. On doit simplement indiquer que la donnée suivant laquelle la génératrice est sensiblement perpendiculaire à la direction d'écoulement principal ne doit pas etre interprétée trop étroitement. Il est meme possible de laisser s'arreter le capot 10 et le dispositif 19 à des hauteurs différentes, de sorte que les aretes de sortie 18' et 18" ou 21' et 21" se trouvent à des nivaux différents. Les génératrices E1 et E2 ont ainsi une position angulaire différente qui s'écarte de celle de la génératrice E . Celle-ci, sur la figure 6, correspond à la génératrice E de la figure 5. La position de la tangente T ne se modifie que relativement peu.Indépendamment de la position des génératrices E1 h E2, on remplit cependant l'exigence suivant laquelle celles-ci sont dirigées de façon sensiblement perpendiculaire à la direction d'écoulement principal, entre le capot et le dispositif de guidage. On constate un écart considérable par rapport aux données de la figure 3. Sur la figure 7, les mêmes éléments que ceux des figures précédentes sont affectés des mêmes repères. On a représenté ici de façon tres scheatique la constitution complète de l'écoulement toroldal circulant. On voit distinctement que la partie la plus longue du chemin d'écoulement s'étend sans guidage en dehors du sèche-cheveux. La tette de l'utilisateur est repérée 36, les figures circulaires sur la périphérie de la tette 36 sont des bigoudis 37. L'expression "courbée vers le bas" concernant la zone marginale du capot et du dispositif de guidage concerne la position d'utilisation de l'appareil, représentée sur in figures 1 à 7, c'est-b-dire que la partie inférieure du dessin représente également le bas pour l'appareil. Bien entendu, diverses modifications pewent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'etre décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de Ilinvention. REVENDICATIONS 1. Sèche-cheveux se composant d'un capot extérieur en forme de coupe, d'une soufflerie tisposée dans le carter, d'une ouverture d'aspiration pour la soufflerie et d'un dispositif de guidage, le capot, la soufflerie et le dispositif de guidage présentant une configuration géométrique telle que le jet d'air sortant de la soufflerie pénètre dans l'espace entre le capot et le dispositif de guidage et qu'entre le capot et le dispositif de guidage se trouve une fente de sortie de l'air sur la bordure extérieure du s8che-cheveux, un dispositif de chauffage étant placé sur le trajet d'écoulement de l'air, caractérisé par la combinaison de propriétés telle que l'ouverture d'aspiration est disposée à l'intérieur du dispositif de guidage et qu'telle est dirigée vers la zone de séchage, et en ce que les arrêtes de sortie du capot limitant la fente de la sortie d'air ou du dispositif de guidage sont dans un plan dont la génératrice est dirigée de façon sensiblement perpendiculairé à la direction de l'écoulement principal, entre le capot et le dispositif de guidage. 2. Sèche-cheveux selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fente de sortie d'air a la forme d'une buse à fente annulaire. 3. Séche-cheveux selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pourtour du capot et le trajet de la fente de sortie d'air sont adaptés à une valeur moyenne de forme de tête courante. 4. Sàche-cheveux selon la revendication 13 caractérisé en ce que le capot, le dispositif de guidage et l'ouverture d'aspiration sont disposés de façon concentrique avec la soufflerie et en ce que, dans un plan de coupe radiale, la tangente à une trajectoire moyenne d'écoulement fait avec l'axe du capot un angle compris entre O et 600, de préférence entre 20 et 450, la tangente étant soit parallèle à l'axe du capot, soit écartée de l'axe en direction de l'écoulement. 5. Sèche-cheveux selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le capot et le dispositif de guidage ont la forme de corps de révolution à parois minces et géométriquement semblables, avec une zone marginale courbée vers le bas, et qui sont disposés de façon concentrique l'un dans l'autre avec une certaine distance axiale, que l'on dispose de façon coaxiale à l'intérieur de cette distance une soufflerie radiale, qu'une ouverture d'aspiration se trouve au centre du dispositif de guidage, ouverture dont la section droite correspond à la section d'aspiration de la soufflerie radiale et que le dispositif de guidage s'étend sans interruption en direction radiale depuis le bord de l'ouverture d'aspiration Jusqu'au bord de sortie. 6. Sèche-cheveux selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que des ailettes de guidage sont disposées entre le capot et le dispositif de guidage pour réduire la rotation de l'écoulement. 7. Sèche-cheveux selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par son application comme appareil à main. 8 Sèche-cheveux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on a disposé dans le carter ou dans un prolongement du carter un moteur électrique pourl1entrainement de la soufflerie et en ce qu'on a prévu des passages d'écoulement au travers desquels un courant d'air auxiliaire est aspiré de 1 1extérieur à laide de la soufflerie3 pour le refroidissement du moteur