Brevet FR2460363A1 — publié le 19810123

La présente invention concerne un procédé pour extraire un solvant imprégnant des tissus, en particu- lier après nettoyage à sec de ces tissus dans l'industrie de la teinturerie. Elle concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Le nettoyage à sec des tissus, et notamment des vêtements, s'effectue en général dans un tambour o les vêtements sont brassés dans un solvant organique propre à dissoudre les taches diverses. Une fois l'opération ter- minée, et après vidange du solvant, il convient d'ex- traire le solvant qui imprègne encore les tissus. Il est connu d'effectuer cette extraction par évaporation en faisant passer un flux d'air chaud à travers les vêtements, et en le refroidissant ensuite pour condenser les vapeurs de solvant qu'il contient et récupérer ce solvant. On réchauffe ensuite l'air et on le recycle. Pour effectuer le refroidissement, une solution connue consiste à utiliser un échangeur faisant interve- nir l'eau de ville, ce qui est relativement coûteux, le débit d'eau étant relativement important en raison du faible écart de température dans cet échangeur. En outre, le refroidissement n'étant pas très poussé, il devient difficile, vers la fin de l'opération, de con- denser efficacement le solvant dont la concentration dans l'air va en diminuant, de sorte que les vêtements sont mal désodorisés. Ils sont également mal refroidis et sortent fripés de l'appareil. Il est exclu de refroidir énergiquement l'air sortant du tambour, par exemple sur l'évaporateur d'unu machine frigorifique, car l'air contient une certairi, quantité de vapeur d'eau qui givrerait l'évaporateur. On a cherché à remédier à ces inconvénients en faisant circulEr l'air en circuit ouvert, c'est-à-dire en introduisent de l'air neuf dans le tambour, et en r&tB-Ltnt à l'atrnosphèr- l''ir refroidi après condensa- tin. L'air neuf possèd,. un pouvoir évaporatoire plus gtLdun lue l'air recyclé, ce qui améliore le rendement de l'opération. Mais le risque de pollution de l'at- m(usphàre conduit " écarter cette solution. La présente invention vise à réaliser un procédé qui permette d'extraire le solvant des vêtements avec une efficacité suffisante pour les désodoriser complète- rment, sans pour autant présenter les inconvénients liés 13 aà la présence de l'eau. Suivant un premier aspect de l'invention, le procédé pour extraire un solvant imprégnant des tissus, en particulier de vêtements après nettoyage à sec, con- siste à faire circuler de l'air chaud dans ces tissus pour évaporer le solvant, à refroidir cet air pour con- denser les vapeurs de solvant, et à le réinjecter en circuit fermé dans les tissus après réchauffage. Il est caractérisé en ce qu'on effectue successivement les opé- rations suivantes: a/ Dans une première phase, dite phase d'éva- poration, on échauffe l'air par un apport de chaleur à une température comprise entre 60 C et 70 C, avant de l'injecter dans les tissus, et on le refroidit à sa sortie en le faisant passer sur une surface dont la température est comprise entre 0 C et + 5 C; b/ Dans une seconde phase, dite phase de désodorisation, on refroidit l'air sortant des tissus en le faisant passer sur une surface dont la tempéra- ture est maintenue entre - 15 C et - 24 C, et l'on 0, supprime 1 'afr-port De ch-leur. Duns la rrmiere phas-s, la vapeur d'eau contenu: dans l'air et rrovernadnt notamment des tissus se condense sous forme tiiuide et est piégée ivec le solvant con- clednsé. La aSur fu-e ie refroidiss ment étant à une tem- prature nor. ir -- à ur: a 0 C, -ucur. givrage ne se produit. On évapore ainsi environ 90 % du solvant im- prégnant les tissus. Dans la seconde phase, l'eau a pratiquement dis- paru par condensation comme indiqué plus haut, et l'on peut opérer un refroidissement énergique qui permet à la fois de condenser les dernières traces de solvant et de refroidir les tissus avant leur déchargement. L'incompatibilité à laquelle se heurtait l'art antérieur se trouve donc résolue. La durée des phases respectives est variable sui- vant les quantités de tissus et de solvant traitées. Avec les machines de nettoyage usuelles, la durée de la phase d'évaporation est comprise entre 6 et 16 minutes, et la durée de la phase de désodorisation est comprise entre 8 et 12 minutes. Suivant une réalisation préférée de l'invention, la surface de refroidissement de l'air est elle-même refroidie par l'évaporation d'un fluide frigorifique dans une machine thermodynamique. Cette réalisation permet, d'une part, d'obtenir la température relativement faible mise en oeuvre dans la phase de désodorisation et, d'autre part, de réaliser une - économie sur l'eau de refroidissement, l'écart de tempé- rature au condenseur de la machine étant relativement im- portant, ce qui réduit le débit d'eau nécessaire. Suivant un perfectionnement important de l'inven- tion, on obtient le refroidissement dans la première phase en injectant dans le fluide frigorifique détendu admis à l'évaporation un débit prédéterminé de fluide frigorifique chaud gazeux asservi à la température du fluide évaporé. Le fluide frigorifique détendu dans le détendeur normal de la machine se trouve, dans l'évaporateur, à une température très basse, de l'ordre de 200 C. Pour ramener cette température à la valeur de O' C désirée, on lui ajoute un certain débit de fluide chaud sortant du compresseur, avec asservissement à la température mesurée. L'invention prévoit avantageusement,au moins dans la deuxième phase, d'évacuer la chaleur produite par la machine au moyen d'un courant d'eau. Comme indiqué plus haut, cette solution est ici particulièrement économique. En outre, elle permet de s'affranchir des aléas d'un refroidissement du conden- seur par de l'air atmosphérique dont la température peut varier suivant les saisons. De préférence, on asservit le débit d'eau à la température du fluide chaud, de manière à régler la température du liquide frigorifique admis au détendeur. Suivant un autre perfectionnement important de l'invention, on échauffe l'air,dans la première phase Y par la chaleur de condensation du fluide frigorifique, ce qui permet une importante économie d'énergie. Suivant une réalisation avantageuse de l'inven- tion, dans la seconde phase, on ne refroidit qu'une partie du débit d'air, l'autre partie étant dérivée puis réinjectée dans le débit refroidi. On parvient ainsi, au moins au début de la se- conde phase, à pallier la relative inertie des masses 2r métalliques constituant le circuit d'air et à obtenir le refroidissement énergique désiré. Suivant un autre aspect de l'invention, le dis- positif pour extraire un solvant imprégnant des tissus après nettoyage à sec, et notamment pour appliquer un procédé conforme à celui décrit plus haut, comprend un couloir de circulation d'air monté en circuit fermé sur un tambour de nettoyage. Une batterie de refroidisse- ment et une batterie chauffante sont montées en série dans ce couloir et un point de récupération des conden- sats est ménagé entre ces deux batteries. La batterie de refroidissement est l'évaporateur d'une machine thermodynamique, et ce dispositif est caractérisé en ce que le circuit de la machine thermodynamique com- prend une dérivation reliant la tuyauterie de fluide chaud gazeux à la tuyauterie de fluide détendu en amont de l'évaporateur, cette dérivation comprenant une servo- vanne reliée à un détecteur de température situé sur la tuyauterie de fluide sortant de l'évaporateur. Cette disposition permet de régler la tempéra- ture de l'évaporateur, et notamment de la maintenir à 0' C ou légèrement au-dessus. La dérivation comprend, de préférence, une vanne d'arrêt pour la mettre hors service, afin de permettre le refroidissement énergique nécessaire dans la seconde phase. Le dispositif comprend avantageusement, dans la machine thermodynamique, au moins un condenseur placé dans un circuit d'eau de refroidissement muni d'une servo-vanne reliée à un détecteur placé sur le circuit de fluide frigorifique dans le condenseur. Suivant un perfectionnement important de l'in- vention, la machine thermodynamique comprend un second condenseur monté en parallèle avec le premier et commu- table avec lui par un jeu de vannes, ce second condenseur étant situé dans le couloir de circulation d'air pour constituer la batterie chauffante. Cette simple commutation de robinets, accompa- gnée de la mise hors circuit de la dérivation de fluide chaud, permet le passage de la première à la seconde phase. D'autres particularités et avantages de l'inven- tion ressortiront encore de la description détaillée qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: - 1c Figut: l est une vue schématique d'une machine de nettoyuge utilisant un procédé conforme à l'invention dans une première réalisation, - la Figure 2 est un schéma du circuit fri- gorifique correspondant à cette réalisation, - la Figure 3 est une vue schématique d'une machine de nettoyage utilisant un procédé conforme à l'invention dans une seconde réalisation, - la Figure 4 est un schéma de la machine frigorifique correspondant à cette seconde réalisation. En référence aux Figures i et 2, une machine de nettoyage à sec de vêtements comprend un tambour 1 muni de moyens de brassage non représentés, sur lequel est monté en circuit fermé un couloir 2 de circulation d'air, comportant un ventilateur 3 qui provoque cette circula- tion dans le sens général des flèches. Dans le couloir 2 sontmontées en série une batterie froide 4 constituée par l'évaporateur d'une machine frigorifique et une batterie chauffante 5 appor- tant de l'énergie thermique extérieure au système. Dans l'exemple décrit, cette batterie fonctionne à la vapeur. Entre ces deux batteries est ménagé un point bas 6 d'o part une canalisation 7 munie d'un voyant de con- trôle 8 vers un bac 9 de séparation de phases liquides non miscibles. Un tampon 11 commandé par un vérin 12 peut être abaissé pour coopérer avec une portée 13 et isoler la batterie chauffante 5. Un dispositif de commande non représenté permet, simultanément,d'actionner un vérin 14 associé à un tampon 15 pour ouvrir un couloir de by-pass 2a et obliger l'air à circuler suivant les flèches Fl. Un filtre à ir 16 est disposé dans le couloir 2 poui retenir des impuretés solides en Frovenarnce des vêtements. Le bac) comprend une cloisorn de séparation ver- ticale 17 ne descendant pas jusqu'au fond et délimitant deux compartiments 9a, 9b, la canalisation 7 débouchant à la partie inférieure du compartiment 9a. Deux tubes verticaux 18a, 18b sont logés dans les compartiments respectifs 9a, 9b et débouchent à des hauteurs diffé- rentes. Le tube 9a est relié à un bac 19 de récupéra- tion d'eau et le tube 9b, qui débouche plus bas que le tube 9a, est relié à un circuit (non représenté) de récupération de solvant. On va maintenant décrire en détail, en référence à la Figure 2, le circuit frigorifique auquel appartient l'évaporateur 4. Le circuit comprend un compresseur 21 refoulant le fluide frigorifique gazeux dans une conduite 22 abou- tissant à un condenseur 23 refroidi par un circuit d'eau 24. Ce circuit d'eau est muni d'une servo-vanne 25 reliée à un capteur de température 26 qui mesure la tem- pérature du fluide arrivant au condenseur 23 pour asser- vir le débit d'eau de refroidissement à cette température dans le but d'obtenir un refroidissement sensiblement constant du condenseur. Le condenseur débouche dans une conduite 27 o sont montés en série un filtre déshydratant 28, une électrovanne 29, et un voyant de contrôle 31. La conduite 27 arrive enfin à l'évaporateur 4 par l'intermédiaire d'un détendeur 32 asservi à la pres- sion régnant en aval dans une conduite 33 retournant au. compresseur 21. Une vanne 34 régulatrice de pression est montée sur la conduite 33. Le circuit frigorifique comprend encore une con- duite 35 montée en dérivation et reliant directement la conduite 22 à la conduite 27 entre le détendeur 32 et l'évaporateur 4. Sur la conduite 35 sont montées une électrovanne 36 et une servo-vanne 37 reliée à un cap- teur 38 de la température du fluide frigorifique sortant de l'évaporateur, de manière à s'ouvrir quand cette tem- pérature tend à baisser. On va maintenant décrire le fonctionnement de cet appareillage, ce qui servira de description du pro- cédé. Les vêtements placés dans le tambour 1 ayant été nettoyés par brassage dans un solvant qui est générale- ment du perchloréthylène, on vidange le tambour, on essore, mais les vêtements restent imprégnés de solvant. On met en marche le ventilateur 3, les tampons Il et 15 étant dans la position indiquée sur la Figure 1. En outre, on met en marche le compresseur 21, l'électrovanne 36 étant ouverte. L'air se met en circulation dans le couloir 2 suivant les flèches, en passant par la batterie chauf- fante 5 o il s'échauffe à une température comprise entre 600 et 700 C avant d'entrer dans le tambour 1 o il évapore une partie du solvant imprégnant les vêtements. Il sort ensuite par le filtre 16 et passe dans l'évaporateur 4 o il se refroidit, ce qui provoque la condensation des vapeurs d'eau et de solvant qu'il con- tient et qui sont rassemblés sous forme liquide au point bas 6, d'o ils sont amenés par la canalisation 7 jus- qu'au bac de séparation 9. Dans ce bac, l'eau plus légère monte jusqu'en surface du compartiment 9a d'o elle s'écoule par effet de trop-plein dans le tube 18a. Le solvant plus lourd passe dans le compartiment 9b d'o il s'écoule de la même manière par le tube 18b. La servo-vanne 37 admet du fluide frigorifique chaud sortant du compresseur 21 en quantité suffisante à l'entrée de l'évaporateur 4 pour que la surface de ce dernier ne soit pas à une température inférieure à 0 C ni supérieure à 50 C, de sorte qu'on évite le givrage de la vapeur d'eau. La durée de cette phase d'évaporation est vari- able suivant la quantité de solvant à évaporer, mais, dans les machines de nettoyage usuelles, elle est com- prise entre 6 et 16 minutes. Elle est considérée comme terminée quand on a fait évaporer environ 90 % du sol- vant qui imprégnait les vêtements après vidange. Les vêtements sont alors chauds et fripés, et il est encore nécessaire d'en extraire une certaine quantité de solvant pour les désodoriser. On manoeuvre alors les tampons il et 15 par les vérins 12 et 14, de manière à isoler la batterie chauf- fante 5, l'air passant suivant les flèches FI. En même temps, on ferme l'électro-vanne 36, de sorte que le fluide frigorifique sortant du détendeur 32 ne se trouve plus réchauffé par mélange et que la température de surface de l'évaporateur 4 se situe entre - 150 C et - 25 C, de préférence à - 180 C. Ce refroidissement énergique provoque une conden- -sation plus efficace des vapeurs de solvant devenues plus rares, sans provoquer pour autant de givrage, car à cet instant, toute l'eau a disparu par condensation au cours de la phase précédente. L'air passant dans l'évaporateur se refroidit surtout dans sa couche limite, mais non dans la totalité de sa masse. En sortant de l'évaporateur 4, il se ré- chauffe encore partiellement au contact des masses métal- liques chaudes de la machine, et surtout au contact des vêtements qu'il refroidit. Malgré son refroidissement progressif, son pouvoir évaporatoire reste élevé du fait de sa grande siccité obtenue par le refroidissement énergique précité. Après 8 à 12 minutes, les vêtements sont conve- nablement refroidis, défripés et désodorisés, ne conte- nant pratiquement plus de solvant. L'opération est donc 3') terminée. L'application du procédé permet donc d'obtenir de façon simple ces excellentes performances, tout en procurant une économie de fonctionnement notable sur la consommation d'eau de refroidissement, due au fait que, le condenseur se trouvant à une température nette- ment supérieure à celle de l'air à refroidir, on peut, par l'échange, porter l'eau à une température nettement plus élevée et ainsi diminuer son débit. Par exemple, l'eau, au lieu de sortir à 250 C, peut sortir à 40 C. On va maintenant décrire, en référence aux Figures 3 et 4, un autre mode de réalisation du procédé, assortie d'une variante de réalisation du dispositif. Dans cette description, les éléments identiques ou équivalents à ceux de la réalisation précédemment décrite porteront les mêmes numéros de référence et ne donneront pas lieu à description. On pourra, si néces- saire, se reporter à ce qui a été dit plus haut. En référence aux Figures 3 et 4, la machine de nettoyage est constituée sensiblement de la même façon que dans la réalisation précédente, sauf qu'une dériva- tion 2b est ménagée en parallèle avec l'évaporateur 4 dans le couloir 2, cette dérivation étant obturable par un tampon 41 actionné par un vérin 42. En outre, aux lieu et place de la batterie chauf- fante 5, est disposé sur le trajet de l'air un conden- seur 43 supplémentaire, incorporé au circuit frigori- fique monté en parallèle avec le condenseur 23 et com- mutable avec lui, par un jeu de vannes 44, 45, la vanne 44 alimentant le condenseur 23, et la vanne 45 alimentant le ccndenseut 43. Une servo-vanne 46, asservie à la pression amont, est montée en sortie du condenseur 43. Ce condenseur est assorti d'une dérivation 47 munie d'une servo-vanne 48 se fermant quand la différence de pression entre son entrée et sa sortie tend à augmenter. il A cours de la première phase, dite phase d'évapo- ration, la vanne 45 est ouverte et la vanne 44 est fermée. Au début de la phase, la vanne 48 est ouverte et la vanne 46 est fermée. Puis, la pression s'élevant dans le conden- seur 43, la vanne 46 s'ouvre et la vanne 48 se ferme. Il s'ensuit que le condenseur 43 est en service, servant de batterie chauffante, et que le condenseur 23 est hors cir- cuit,permettant l'arrêt du débit d'eau de refroidissement. Bien entendu, pendant cette phase d'évaporation, 1.0 la dérivation 35 est ouverte pour assurer que la tempé- rature de surface de l'évaporateur 4 ne tombe pas au- dessous de O' C, comme expliqué plus haut. Quand on passe à la seconde phase, dite de déso- dorisation, on ferme la vanne 45, ce qui isole le condenseur 43 en le maintenant en pression, et l'on ouvre la vanne 44, ce qui met en service le condenseur 23 dans lequel on rétablit le débit d'eau de refroidis- sement. On ferme également la dérivation 35 par la vanne 36. La batterie chauffante étant hors service, le processus de désodorisation se poursuit comme dans la réalisation précédente. Toutefois, afin de faciliter le refroidissement de la surface de l'évaporateur 4 jusque vers - 18 C, on ouvre la dérivation 2b en ouvrant le tampon 41 par le vérin 42, de manière qu'une partie de l'air soit dérivée suivant la flèche F2. L'évaporateur, ne voyant plus passer qu'environ la moitié du débit d'air, se refroidit plus facilement, ce qui permet de condenser plus efficacement les va- peurs de solvant. Cette dérivation, nécessaire au débit de la phase, peut avantageusement être maintenue jusqu'à la fin. Cette réalisation présente sur la précédente l'avantage que la chaleur récupérée par le refroidisse- ment de l'air est utilisée, dans la première phase, pour le réchauffement. Non seulement on fait une éco- nomie d'eau de refroidissement, mais on fait encore l'économie de l'apport d'énergie thermique extérieure de réchauffage. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits mais couvre encore toute variante mineure dans le procédé comme dans le dispositif, qui peuvent d'autre part être utilisés pour des applications différentes. REVENDICATIONS 1. Procédé pour extraire un solvant imprégnant des tissus, en particulier de vêtements après nettoyage à sec, consistant à faire circuler de l'air chaud dans ces tissus pour évaporer le solvant, à refroidir cet air pour condenser les vapeurs de solvant, et à le réinjec- ter en circuit fermé dans les tissus après réchauffage, caractérisé en ce qu'on effectue successivement les opérations suivantes: a/ Dans une première phase, dite phase d'évaporation, on échauffe l'air par un apport de chaleur à une température comprise entre 600 C et C, avant de l'injecter dans les tissus, et on le refroidit à sa sortie en le faisant passer sur une surface dont la température est comprise entre 0 C et + 50 C b/ Dans une seconde phase, dite phase de désodorisation, on refroidit l'air sortant des tissus en le faisant passer sur une surface dont la température est maintenue entre - 150 C et - 240 C, et l'on supprime l'apport de chaleur. 2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la durée de la phase d'évapora- tion est comprise entre 6 et 16 minutes. 3. Procédé conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la durée de la phase de désodorisation est comprise entre 8 et 12 minutes. 4. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la surface de refroidis- sement de l'air est elle-même refroidie par l'évapo- ration d'un fluide frigorifique dans une machine thermodynamique. 5. Procédé conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que, dans la première phase, on obtient le refroidissement en injectant dans le fluide frigorifique détendu admis à l'évaporation un débit prédéterminé de fluide frigorifique chaud gazeux asservi à la température du fluide évaporé. g. Procédé conforme à l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que, au moins dans la deu- xième phase, on évacue la chaleur produite par la machine au moyen d'un courant d'eau. 7. Procédé conforme à la revendication 6, caractérisé en ce qu'on asservit le débit d'eau à la température du fluide chaud. 8. Procédé conforme à l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que, dans la première phase, on échauffe l'air par la chaleur de condensation du fluide frigorifique. 9. Procédé conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que, dans la seconde phase, on ne refroidit qu'une partie du débit d'air, l'autre partie étant dérivée puis réinjectée dans le débit refroidi. 10. Dispositif pour extraire un solvant impré- gnant des tissus après nettoyage à sec, et notamment pour appliquer un procédé conforme à la revendication 1, comprenant un couloir de circulation d'air monté en circuit fermé sur un tambour de nettoyage, une bat- terie de refroidissement et une batterie chauffante étant montées en série dans ce couloir et un point de récupération des condensats étant ménagé entre ces deux batteries, dans lequel la batterie de refroidisse- ment est l'évaporateur d'une machine thermodynamique, caractérisé en ce que le circuit de la machine thermo- dynamique comprend une dérivation reliant la tuyauterie de fluide chaud gazeux à la tuyauterie de fluide dé- tendu en amont de l'évaporateur, cette dérivation com- prenant une servo-vanne reliée à un détecteur de tem- pérature situé sur la tuyauterie de fluide sortant de l'évaporateur. 11. Dispositif conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que la dérivation comprend une vanne d'arrêt pour la mettre hors service. 12. Dispositif conforme à l'une des revendica- tions 10 ou 11, caractérisé en ce que la machine thermodynamique comprend au moins un condenseur placé dans un circuit de fluide de refroidissement. 13. Dispositif conforme à la revendication 12, caractérisé en ce que le circuit de fluide de refroidisse- ment comprend une servo-vanne reliée à un détecteur placé sur le circuit de fluide frigorifique dans le condenseur. 14. Dispositif conforme à l'une des revendica- tions 12 ou 13, caractérisé en ce que la machine thermodynamique comprend un second condenseur monté en parallèle avec le premier et commutable avec lui par un jeu de vannes, ce second condenseur étant situé dans le couloir de circulation d'air pour constituer la batterie chauffante. 15. Dispositif conforme à la revendication 14, caractérisé en ce que la machine thermodynamique comprend une servo-vanne en aval du second condenseur, asservie à B pression dans ledit condenseur. 16. Dispositif conforme à la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend une dérivation en paral- lèle sur le second condenseur munie d'une servo-vanne tendant à se fermer quand la différence de pression entre son entrée et sa sortie tend à augmenter.