Brevet FR2486220A1 — publié le 19820108

La présente invention concerne un sèche-linge à condensation et refroidissement par air, comportant une enceinte de séchage, une arrivée d'air chaud, une évacuation d'air humide, une soufflante, un chauffage et un échangeur de chaleur a plateaux et courants croisés, disposé dans le flux d'air humide. Un tel sèche-linge, fonctionnant selon le principe de la condensation, a déjà été commercialisé. L'air humide sortant de l'enceinte de séchage pénètre dans un échangeur de chaleur à plateaux et courants croisés, refroidi par l'air ambiant et dans lequel il est séché par condensation sur les surfaces d'échange thermique. Cet échangeur de chaleur connu à plateaux et courants croisés comporte, du côté de l'air humide comme du côté de l'air de refroidissement, des surfaces d'échange lisses, c'est-à-dire non nervurées, et ne tient ainsi pas suffisamment compte des conditions différentes de transmission de la chaleur. Il en résulte l'inconvénient de longues durées de séchage et d'une consommation accrue d'énergie. Cet échangeur de chaleur à plateaux connu est par ailleurs une unité constituée par des plateaux d'échange thermique et un corps solidaires, et dans laquelle les espaces situés entre les plateaux sont ainsi difficilement accessibles. Les sèche-linge posent le problême des duvets du linge à sécher, qui sont entraînés par le flux d'air humide sortant de l'enceinte de séchage, se déposent sur les parois de l'échangeur de chaleur à condensation et réduisent ainsi le transfert de chaleur. C'est pourquoi il est par principe nécessaire de nettoyer souvent les sèche-linge de ce type, c'est-à-dire de débarrasser l'échangeur de chaleur des duvets. Dans le cas d'un echangeur de chaleur indémontable, de telles opérations de nettoyage soulèvent des difficultés, en particulier pour la ménagère qui ne dispose generalement pas de moyens techniques. L'invention vise par: suite à réduire le temps de séchage dans le cas d'un échangeur de chaleur et de réduire ainsi simultanément sa consommation. Elle a en outre pour objet un sèche-linge dont l'échangeur de chaleur a condensation peut être nettoyé par des personnes non qualifiées et sans moyens techniques. L'échangeur de chaleur destine au sèche-linge doit enfin être compact et aussi insensible que possible à l'encrassement par les duvets. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'echan- geur de chaleur à plateaux et-courants croisés comprend des plateaux sandwichs pour l'échange de chaleur et un corps avec des gorges de guidage dans lesquelles les plateaux sont insérés ou sortis comme des tiroirs et superposés avec des intervalles de séparation. La construction modulaire de l'échangeur de chaleur à plateaux et courants croisés, dont les plateaux sandwichs peuvent être sortis puis réin serés dans le corps, facilement et à tout moment, permet un nettoyage simple, efficace et rapide du sèche-linge. La ménagère doit simplement ouvrir le volet d'entretien du sèche-linge pour sortir à la main les divers plateaux sandwichs du corps, essuyer les duvets, puis replacer les plateaux nettoyés dans le corps.Par suite de cette possibilité d'entretien ou de nettoyage simple, le sèche-linge peut toujours fonctionner avec un rendement de séchage optimal, de sorte que la durée de séchage et la consommation demeurent faibles. Un autre avantage essentiel résulte de la différence des surfaces d'échange thermique du côté de l'air humide et du côté de l'air de refroidissement, qui sont spécialement adaptées aux conditions d'un sèche-linge. Du côté de l'air humide, c'est-à-dire du côté ou un changement de phase se produit dans l'échangeur de chaleur par suite de la condensation, les surfaces d'échange thermique sont lisses, c'est-àdire non nervurées pour l'essentiel, tandis que du côté de l'air de refroidissement, ou il n'y a pas de changement de phase, les surfaces d'échange thermique sont augmentées par un nervurage. La conception tient ainsi compte de la différence des conditions de transfert de la chaleur, de sorte que l'air de refroidissement peut évacuer efficacement la quantité de chaleur relativement importante, produit du côté de la condensation.Ce dimensionnement thermodynamique optimal assure une construction compacte de l'échangeur de chaleur. En outre, la durée de séchage est naturellement réduite en conséquence. Les surfaces lisses d'échange thermique du côté de l'air humide assurent enfin une insensibilité à l'encrassement par des duvets, car le film d'eau condensée entraîne ces derniers d'une façon relativement facile. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exemples de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est la coupe longitudinale du sèche-linge; la figure 2 est la coupe transversale du sèche-linge; la figure 2a représente un détail de l'échangeur de chaleur à plateaux; la figure 3 représente l'échangeur de chaleur à plateaux avec un corps fermé; la figure 4 représente le plateau sandwich d'échange thermique; la figure 5 est la coupe d'un échangeur de chaleur à plateaux comportant des montants latéraux; la figure 6 est une élévation d'un montant latéral; et la figure 7 représente l'échangeur de chaleur à plateaux réalisé sous forme d'un tiroir. Les figures 1 et 2 représentent, en coupe longitudinale ou transversale respectivement, un sèche-linge 1 avec ses particularités essentielles pour l'invention. Le tambour sécheur 2, dans lequel se déplace le linge à sécher, reçoit par le canal 3 d'alimentation l'air sec, chauffé par le dispositif de chauffage 5 et que la soufflante 6 fait circuler. Dans le tambour sécheur 2, l'air de séchage absorbe l'humidité du linge, puis est dirigé par le canal 4 d'alimentation en air dans l'échangeur de chaleur à plateaux 10, ou l'humidité de l'air se condense. Le condensat s'écoule, par suite du montage incliné de l'échangeur de chaleur 10, dans un collecteur 13 qui doit être vidé de temps à autre. Après avoir été débarrassé ainsi de son humidité, l'air de séchage sec est dirigé par le canal d'alimentation 3 dans la chambre de chauffage 5, où il est de nouveau chauffe, avant de revenir dans le tambour sécheur 2. Il s'agit ainsi d'un séchage par circulation d'air selon le principe de la condensation. Le côté secondaire de l'échangeur de chaleur 10 est chargé par de l'air de refroidissement, qui est prélevé dans l'environnement par un orifice d'entrée 7 et une soufflante 9, circule dans l'échangeur de chaleur 10, perpendiculairement à l'air humide, puis retourne dans l'environnement par l'orifice de sortie 8. L'échangeur de chaleur à plateaux et courants croisés 10 se trouve ainsi dans la zone d'intersection des canaux 4 et 3 d'alimentation en air humide et des canaux d'air de refroidissement 7 et 8. Des plateaux sandwichs 15 sont insérés dans les gorges de guidage 17 d'une paroi du corps 14. La face frontale de cette paroi comporte des ouvertures 16, qui permettent à l'air de refroidissement provenant de l'orifice d'entrée 7 de circuler à l'intérieur des plateaux sandwichs 15. L'air humide circule par contre toujours entre deux plateaux sandwichs 15, dont les faces extérieures sont lisses. En ouvrant le volet d'entretien 12 du sèche-linge 1, la ménagère peut sortir à la main les plateaux sandwichs 15 vers l'avant, les essuyer, puis les introduire de nouveau dans les gorges de guidage 17, de façon à assurer un fonctionnement optimal de l'échangeur de chaleur. La figure 3 représente l'echangeur de chaleur à plateaux et courants croisés 18, avec un corps 19 particulier en forme de caisson. Ce dernier comprend intérieurement des gorges de guidage 21, dans lesquelles les plateaux sandwichs 20 sont insérés comme un tiroir et maintenus en position, avec un écartement. Des orifices d'entrée 24 de l'air humide sont ainsi créés entre les divers plateaux 20. Des traverses 22 sont disposées entre les gorges de guidage 21, dans le sens d'écoulement de l'air humide, et constituent simultanément des portées de joint entre les flux d'air de refroidissement et d'air humide. Ces traverses 22 forment avec des entretoises verticales (non repérées) les orifices d'entrée 23 de l'air de refroidissement (les orifices de sortie sont réalisés de la même façon). Les traverses longitudinales 22 et les entretoises perpendiculaires forment avec les orifices de passage 23 les grilles d'entrée ou de sortie de l'air de refroidissement, qui sont réunies pour former le corps 19 en forme de caisson. Ce corps 19, ou l'ensemble de l'échangeur de chaleur à plateaux et courants croisés, est inséré dans un guide approprié du sèche-linge. Comme précédemment décrit à l'aide des figures 1 à 3, ce corps 19 peut toutefois aussi être intégré avec les canaux d'alimentation en air 3, 4, 7, 8 du sèche-linge 1, de façon à être solidaire de ce dernier. La figure 4 représente un plateau sandwich 20, comportant en haut et en bas les surfaces 28 et 29 lisses, c'est-à-dire non nervurées, pour l'échange thermique avec l'air humide. Entre ces surfaces extérieures 28 et 29, le plateau 20 contient un nervurage 25 en zig-zag par exemple, de façon à former des canaux d'écoulement délimités par les surfaces lisses 28, 29 et par les surfaces des nervures. Le nervurage 25 est entouré de tous les côtés, à l'exception des orifices d'entrée et de sortie de l'air de refroidissement, par une ou deux bandes de tôle 26 imbriquées, et avec lesquelles il est brasé ou collé. On obtient ainsi la construction sandwich rigide du plateau 20. il est ainsi possible de manipuler ce dernier facilement pour le nettoyage, et sans aucun risque de blessure. Les surfaces de nervure 25, qui augmentent la surface d'échange de chaleur du côté de l'air de refroidissement, peuvent aussi présenter une forme différente, telle que sinusoidale, trapézoldale ou en méandres. Les canaux d'écoulement 27 ne doivent en outre pas nécessairement être continus; il est possible de les interrompre et de les décaler dans le sens d'écoulement du fluide de refroidissement, de façon à produire des cellules de turbulence améliorant la transmission de chaleur. Le plateau sandwich 20 est de préférence réalisé en tôle d'aluminium pour assurer un bon échange de chaleur entre l'air humide et l'air de refroidissement. Les surfaces extérieures lisses 28 et 29 peuvent enfin présenter des moulures ou des rainures suivant le sens d'écoulement de l'air humide, afin d'améliorer l'écoulement du condensat. La surface lisse est néanmoins conservée pour l'essentiel. Les figures 5 et 6 représentent une variante de réalisation de l'échangeur de chaleur à plateaux. Les plateaux sandwichs 31 sont dans ce cas maintenus dans les gorges de guidage 33 de montants laté- raux 32. Ces derniers comportent en haut et en bas une réglette de serrage 34, qui s'engage dans la gorge de serrage 35, disposée sur la paroi 30, dans le sens d'écoulement de l'air humide, et fixe ainsi le montant 32 par rapport à la paroi 30. Les montants latéraux 32 sont munis de bourrelets d'entrée 36 pour améliorer les conditions d'écoulement de l'air de refroidissement pénétrant et sortant par les orifices 36. Le montage dans montants latéraux 32 peut s'effectuer très simplement.Les montants 32 sont insérés dans les gorges de serrage 35, dans le cas d'un corps 30 non divisé pour les canaux d'alimentation en air 3, 4; 7, 8, ou se montent par insertion dans les moitiés d'un corps 30 divisé. Ce mode de construction permet aussi de sortir et de réintroduire facilement les plateaux 31 aux fins de nettoyage. La figure 7 représente une variante du corps 19 selon figure 3. L'ensemble de l'échangeur de chaleur à plateaux et courants croisés est réalisé sous forme d'un tiroir 38 qui, avec le corps 39 et les plateaux 40, peut être inséré dans le sèche-linge, puis sorti pour le nettoyage. Afin de faciliter la manipulation, notamment lors de l'extraction, les montants latéraux du corps 39 sont prolongés au-delà de leur face frontale antérieure, de façon à former des poignées 41 et 42, qui permettent à la ménagère de saisir le tiroir 38 et de l'extraire facilement. Les poignées 41 et 42 font partie intégrante du corps 39 et sont réalisées dans le cas représenté sous forme de parois latérales 43 et 44 en saillie, comportant des ouvertures 45 et 46 pour le passage des mains. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Sèche-linge à condensation et refroidissement par air, comportant un tambour sécheur, une arrivée d'air chaud, une évacuation d'air humide, une soufflante, un chauffage et un échangeur de chaleur à plateaux et courants croisés, dispose dans le flux d'air humide, ledit sèche-linge étant caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur à plateaux et courants croisés (10) comprend des plateaux sandwichs (15, 20, 31) pour l'échange de chaleur et un corps (14, 19, 32) avec des gorges de guidage (17, 21, 33 dans lesquelles les plateaux (15, 20, 31) sont insérés ou sortis comme des tiroirs et superposes avec des intervalles de séparation (24). 2.- Sèche-linge selon revendication 1, caractérisé en ce que les plateaux sandwichs (15, 20, 31) comportent chacun deux surfaces extérieures d'échange de chaleur (28, 29), sensiblement lisses (non nervurées), parallèles, écartées, chargées par l'air humide et entre lesquelles est prévu un nervurage (25) chargé par l'air de refroidissement. 3. Sèche-linge selon revendication 2, caractérisé en ce que les surfaces extérieures d'échange de chaleur (28, 29) sont constituées par des bandes de tôle (26), brasées ou collées sur le nervurage (25) pour former un plateau sandwich (20). 4. Sèche-linge selon une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le nervurage (25), vu suivant le sens d'écoulement de l'air de refroidissement, présente un profil en zig-zag, sinusoidal ou en méandres pour former des canaux (27) dans le sens d'écoulement de l'air de refroidissement. 5. Sèche-linge selon une quelconque des revendications 2 à 4, carac térisé en ce que le nervurage (25), vu suivant le sens d'écoulement de l'air de refroidissement, n'est pas continu, mais interrompu et décalé perpendiculairement audit sens d'écoulement pour former des cellules de turbulence. 6. Sèche-linge selon une quelconque des revendications 1 à 5, carac térisé en ce que le corps est réalisé sous forme d'un caisson (19) parallélépipédique, insérable dans le canal d'alimentation en air humide du sèche-linge et comportant des orifices (24) en regard d'entrée et de sorte de l'air humide, ainsi que des grilles (22, 23) en regard d'entrée et de sortie de l'air de refroidissement, les gorges de guidage (21) des plateaux (20) formant entre elles une traverse (22) continue suivant le sens d'écoulement de l'air humide, faisant simul tanément partie de la grille d'entrée ou de sortie et constituant une portée de joint entre les flux d'air de refroidissement et humide, ainsi qu'une entretoise entre les plateaux (20). 7. Sèche-linge selon revendication 6, caractérisé en ce que les montants latéraux du corps (39) sont prolongés au-delà de la face frontale et réalisés en poignées (41, 42). 8. Sèche-linge selon revendication 7, caractérisé en ce que les poignées (41, 42) sont réalisées sous forme de parois latérales (43, 44) en saillie et comportant des ouvertures (45, 46) pour le passage des mains. 9. Sèche-linge selon une quelconque des revendications 1 à 5, carac térisé en ce que le corps (14) muni de gorges de guidage (17) est intégré avec les canaux d'alimentation en air humide et/ou air de refroidissement. 10. Sèche-linge selon une quelconque des revendications 1 à 5, carac térise en ce que les plateaux (31) sont maintenus dans des montants latéraux (32) munis de gorges de guidage (33) et fixés dans la paroi (30) des canaux d'alimentation en air par des barrettes de serrage (34) insérées dans des gorges de serrage (35).