Brevet FR2464688A1 — publié le 19810320

La présente invention se rapporte aux machines d laver les objets tels que de la vaisselle et elle concerne plus particulièrement les machines à grande capacité dans lesquelles les objets ou articles à laver sont dépla- cés à travers la machine par des convoyeurs à chaine, des tapis ou des moyens équivalents. Dans le cas où les objets à laver sont des articles de vaisselle, ces machines comportent, à l'intérieur d'un corps formant tunnel, au moins un compartiment de lavage et un compartiment de rinçage, les objets ou articles a laver étant acheminés d travers ces compartiments. L'eau propre est amenée à la machine par une conduite d'alimentation et des moyens sont prévus pour l'évacuation des eaux usées u partir desdits compartiments. Les @ègles qu'impose l'obtention d'un résultat satisfaisant, en ce qui concerne la propreté de la vais- selle à la sortie de la machine, exigent des températures de lavage de l'ordre de 60. et de rinçage de l'ordre de 90* Compte tenu des capacités de ces machines et des quantités d'eau utilisées pour le lavage, on conçoit qu'une forte consommation d'énergie, notamment d'énergie électrique, est liée au réchauffage de au d'alimentation jusqu'à ces températures. Par contre, les eaux usees qtlittant la machine sont encore chaudes et leur évacuation directe k l'égout représente une perte de calories évidente. Le but de l'invention est de réaliser une machi- ne A laver la vaisselle capable d'amener, par des moyens simples et de faible encombrement, de l'eau propre aux températures requises pour le lavage, ces moyens permettant en outre de réaliser une économie notable d'énergie. L'invention est matérialisée à cet effet dans une machine i laver la vaisselle comportant au moins un compartiment de lavage et un compartiment de rinçage, des moyens pour faire progresser les articles ou objets i-la- ver à travers ces compartiments, une conduite d'alimenta- tion en eau propre de la machine, et des moyens pour l'évacuation des eaux usées à partir desdits comparti- mentis, caractérisée en ce qu'un serpentin ou système de tubulure analogue est interposé dans la conduite d'alimentation en eau de la machine, ce serpentin ou systime de tubulure étant placé dans un bac échangeur de chaleur, en ce que des moyens dirigent les eaux usées de la machine vers ce bac échangeur, et en ce qu'une source de chaleur de type quelconque est prévue pour le réchauffage de ces eaux usées. Suivant un mode de réalisation préférentiel, la source de chaleur est constituée par une résistance électrique du type formant thermoplongeur. Cette source de chaleur est agencée avantageusement pour amener l'eau d'alimentation, lors de son passage à travers le bac échangeur, à une température de l'ordre de 60*, ce qui permet son utilisation directe dans le compartiment de lavage. La température de cette eau est ensuite élevée à la valeur requise pour le rinçage, par exemple au moyen d'un surchauffeur, de la antEre habituelle. Les recherches qui ont abouti à l'invention ont montré que l'on obtenait, par cet échange de chaleur entre les eaux usées de la machine et l'eau d'alimentation, et par le réchauffage des eaux usées au lieu de chauffer directement l'eau d'alimentation de la machine dans un bac de la manière usuelle, une nette économie d'énergie élec- trique.On tire alors parti du fait que les eaux usées quittant les compartiments de lavage et de rinçage de la machine se trouvent déjà, comme indiqué, a une température relativement élevée, et en rEchauffant ces eaux usées et en les amenant dans une relation d'échange thermique avec l'eau d'alimentation, on obtient, défait de la différence de température élevée entre les deux systèmes liquides en présence, un échange de chaleur capable d'amener l'eau d'alimentation à la température requise ou au moins à une température voisine de celle-ci ce résultat étant obtenu avec un bac échangeur de chaleur de faible encombrement. Suivant un mode de rEallsJtion paraissant judicieux, le bac échangeur de chaleur présente vers une ex trématé un conduit d'arrivée des eaux usées, et la conduite d'alimentation de la machine en eau propre pénètre dans ce bac échangeur vers cette mêle extrémité, la source de chaleur destinée à réchauffer les eaux usées étant pla cée à l'intérieur du bac. Dans un tel cas, le conduit d'évacuation définitive des eaux usées peut être prévu sur le bac au voisinage du conduit d'arrivé de ces eaux usées. De façon paraissant avantageuse, la source de chaleur destinée à réchauffer les eaux usées s'étend à l'intérieur du bac échangeur en principe sur toute la longueur de ce bac ou au moins sur la plus grande partie de cette longueur. Suivant une variante de réalisation, la maehine à laver la vaisselle suivant l'invention comporte une cuve de réchauffage munie d'un conduit d'arrivée des eaux usées et combinée à la source de chaleur prévue pour le rehauf- fage de ces eaux usées, cette cuve de réchauffage étant en communication avec le bac échangeur de chaleur dans lequel est disposé le serpentin ou système de tubulure d'arrivée de l'eau propre, pour le transfert des eaux usées de cette cuve i ce bac échangeur après leur réchauffage. Dans ce cas, le conduit d'arrivée de l'eau propre peut déboucher dans le bac échangeur vers l'extrémité de celui-ci opposée au passage de communication entre ce bac échangeur et la cuve de réchauffage, le conduit de sortie de l'eau propre réchauffée dans le bac échangeur se trouvant-alors vers l'extrémité dudit bac correspondant à cette communication entre le bac échangeur et la cuve de réchauffage. Le conduit d'évacuation définitive des eaux usées peut être prévu sur le bac échangeur à l'opposé du passage de communication de celui-ci avec la cuve de ré- chauffage. Dans ce cas, les eaux usées arrivant dans la cuve précitée subissent d'abord an réchauffage jusqu'd une température améliorant le coefficient d'échange ther niquas. Les eaux usées ainsi réchauffées sont ensuite transférées dans le bac échangeur de chaleur, où elles se déplacent d contre-courant par rapport au sens de dépla- cément de l'eau propre d'alimentation de la machine a l'intérieur du serpentin, ce qui assure un échange thermique optimum, ean propre du serpentin progressant à l'intérieur de celui-ci dans une direction correspondant a un gradient croissant de température des eaux usées traversant le bac échangeur entre le passage de communica- tion avec la cuve de réchauffage et le conduit d'tacua- tion définitive prévu vers l'autre extrémité. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés A titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La Fig. 1 est une vue schématique d'un agencement correspondant à l'invention. La Fig. 2 est une représentation d'un premier mode de réalisation pour le chauffage de l'eau d'alimen- tation de la machine suivant l'invention. La Fig. 3 est une sue analogue correspondant A une variante. Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement par un rectangle en 1 une machine laver la vaisselle, qui peut tre de construction quelconque et qui Comprend, comme indiqué, au moins ua cotpartiat de lavage et un compartiment de rinçage, les articles à laver dans la machine étant acheminés à travers celle-ci par des moyens en soi connus et pénétrant dans la machine, comme indiqué en 2, pour quitter celle-ci comme indiqué en 3.L'eau propre d'alimentation de la machine pénètre dans celle-ci par un conduit indiqué schématiquement en 4 et les eaux usées s'échappent de la machine en 5. Sur cette Fig. 1, on a montré schématiquement on s un bac échangeur de chaleur, l'agencement de ce bac étant mieux visible sur les Fig. 2 et 3. L'arrivée de l'eau propre devant traverser l'échangeur de chaleur l'effectue par un conduit 7. On voit que les eaux usées évacuées par le conduit 5 pénètrent également dans l'é- changeur de chaleur. Elles le quittent par un conduit 8. On se reportera maintenant à la Fig. 2, qui montre de façon plus détaillée les moyens prévus suivant l'invention. Le bac échangeur de chaleur est indiqué dans ce cas en 9. Il porte un conduit 10 d'arrivée des eaux usées, prévu à une extrémité, et un conduit 11 d'évacua- tion des eaux usées qui, comme indiqué, est voisin de ce conduit 10. Il est prévu i l'intérieur de l'échangeur de chaleur 9 un serpentin 12 parcouru par l'eau propre d'alimentation de la machine, qui s'étend selon l'axe.longi- tudinal de cet échangeur de chaleur. L'entrée de l'eau propre froide s'effectue par le conduit 13 et la sortie de l'eau d'alimentation réchauffée est assurée par le conduit 14.On voit que l'eau propre pénètre dans l'dchan- geur de chaleur 9 par l'extrémité de ce si voisine du conduit 10 d'arrivée des eaux usées et quitte l'échangeur de chaleur vers l'extrémité opposée. On a indiqué en 15 un thermoplongeur qui peut autre de type classique, qui est alimenté de la manière usuelle en énergie électrique et qui s'étend, dans le cas présent, selon l'axe longitudinal de l'échangeur de chaleur 9 à l'intérieure du serpentin 12, sur la plus grande partie de la longueur de cet échangeur de chaleur. Si désiré, des clelsens ou chicanes réalisant un compartimentage du bac échangeur peuvent être prévues sur la longueur de ce bac pour limiter ou éviter le mélange des eaux réchauffées avec des eaux plus froides Le fonctionnement de l'installation se comprend aisément à la lecture de ce qui précède. Les eaux usées quittant la machine d laver la vaisselle se trouvent d une température relativement élevée, qui peut être de l'ordre de 50 C. Ces eaux usées parviennent alors dans l'échangeur de chaleur 9, dans lequel elles sont réchauffées par le thermoplongeur. Elles atteignent ainsi une température suffisante pour assurer, par échange thermique avec l'eau propre circulant dans le serpentin logé dans le bac échan- geur de chaleur, le réchauffage de cette eau destinée à l'alimentation de la machine jusqu'à une température qui peut, dans certains cas, atteindre 60 C, ce qui permet ainsi l'alimentation directe des compartiments de lavage de la machine sans autre réchauffage.Un chauffage ad tionnel est assuré de façon classique pour amener cette eau à la température requise dans le compartiment de rinçage. Comme indiqué, les recherches effectuées ont montré que l'on obtient ainsi une bonne récupération de la chaleur contenue dans les eaux usées quittant la ma- chine et que la consommation d'énergie, notamment d'éner- gie électrique, exigée par le réchauffage des eaux usées dans le bac échangeur jusqu'd une température suffisante pour amener l'eau d'alimentation de la machine i la tempé- rature requise est sensiblement inférieure d la consom- ration d'énergie nécessaire lorsqu'on chauffe directement l'eau froide alimentant la machine. Suivant la variante de réalisation représentée sur la Fig. 3, il est prévu un bac échangeur de chaleur 16, dans lequel est disposé un serpentin 17 parcouru par l'eau d'alimentation de la machine et s'étendant selon l'axe longitudinal de ce bac 16. L'arrivée de l'eau froide s'effectue en 18 å une extrémité de ce bac échangeur, tandis que la sortie de l'eau d'alimentation réchauffée est assurée en 19 vers l'autre extrémité dudit bac.Le bac échangeur 16 est en communication par un passage 20 dispo sé å l'extrémité de ce bac opposée au conduit 18 d'arrivée de l'eau froide devant alimenter la machine avec une cuve de réchauffage 21 dans laquelle est placé un thermoplongeur alimenté de la façon usuelle en énergie lectrique. Un conduit 23 d'arrivée des eaux usées débouche dans cette cuve de réchauffage. Les eaux usées quittent le bac échangeur 16 par un conduit 24 qui se trouve placé vers l'extruité dudit bac correspondant i l'arrivée de l'eau froide par le conduit 18. Dans le cas de ce mode de réalisation, les eaux usées arrivant par le conduit 23 subissent tout d'abord un réchauffage dans la cuve 21, sous l'effet du thermoplongeur 22, avant de parvenir par le passage 20 dans le bac échangeur 16. Elles se dépla- cent ensuite dans ce bac en sens opposé par rapport au sens d'écoulement de l'eau froide i l'intérieur du serpentin 17, pour autre finalement évacuées par le conduit 24. L'eau d'alimentation de la machine traversant le serpentin 17 ta se trouver ainsi dans une relation d'échange thermique avec des eaux usées de plus en plus chaudes lors de sa progression en direction du passage 20. Dans ce cas encore, on réalise une nette cono- mie de consommation d'énergie relativement aux agencement connus. Des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, dans le domaine des équiralences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS i.- Machine à laver la vaisselle comportant au moins un compartiment de lavage et un compartiment de rinçage, des moyens pour faire progresser les articles ou objets à laver a travers ces compartiments, une conduite d'alimentation en eau propre de la machine et des moyens pour l'évacuation des eaux usées à partit desdits compartiments, caractérisée en ce qu'un serpentin ou système de tubulure analogue est interposé dans la conduite d'-alimentation en eau de la machine, ce serpentin ou systbme de tubulure étant placé dans un bac échangeur de chaleur, en ce que des moyens dirigent les eaux usées de la machine vers ce bac échangeur, et en ce qu'une source de chaleur de type quelconque est prévue pour le réchauffage de ces eaux usées. 2.- Machine à laver la vaisselle suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la source de chaleur est constituée par une résistance électrique du type formant thermoplongeur. 3.- Machine à laver la vaisselle suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la source de chaleur est agencée pour élever la température de l'eau d'alimentation lors de son passage à travers le bac échangeur jusqu'à une température de l'ordre de 600cl ce qui permet son utilisation directe dans le poste de lavage. 4.- Machine à laver la vaisselle suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le bac échangeur présente vers une extrémité un orifice d'arrivée des eaux usées, la conduite d'alimentation de la machine en eau propre pénétrant dans ce bac échangeur vers cette même extrémité, la source de chaleur destinée à réchauffer les eaux usées étant placée à l'intérieur de ce bac. 5.- Machine à laver la vaisselle suivant la revendication 4, caractérisée en ce que l'orifice dévacuation définitive des eaux usées est prévu sur le bac au voisinage de l'orifice d'arrivée des eaux usées. 6.- Machine à laver suivant la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que la source de chaleur destinée à réchauffer les eaux usées s'étend à l'intérieur du bac échangeur en principe sur toute la longueur de ce bac ou au moins sur la plus grande partie de la longueur de celui-ci. 7.- Machine à laver la vaisselle suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte une cuve de réchauffage munie d'un conduit d'arrivée des eaux usées et combinée à la source de chaleur prévue pour le réchauffage de ces eaux usées, cette cuve de réchauffage étant en communication avec le bac échangeur dans lequel est disposé le serpentin ou système de tubulure d'arrivée de l'eau propre, pour le transfert des eaux usées de cette cuve a' ce bac échangeur après leur réchauffage. 8.- Machine à laver la vaisselle suivant la revendication 7, caractérisée en ce que le conduit d'arrivée de l'eau propre débouche dans le bac échangeur vers l'extre- mité de celui-ci opposée au passage de communication entre ce bac echangeur et la cuve de réchauffage, le conduit de sortie de l'eau propre réchauffée dans le bac échangeur se trouvant vers l'extrémité dudit bac correspondant à ce passage de communication entre le bac échangeur et la cuve de réchauffage. 9.- Machine à laver la vaisselle suivant la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que le conduit d'évacuation définitive des eaux usées est prévu sur le bac échangeur à l'opposé du passage de communication de celuici avec la cuve de réchauffage.