Brevet FR2664302A3 — publié le 19920110

FR 2664302 A3 19920110 FR 9101397 A 19910131 FER A REPASSER ÉLECTRIQUE A APPAREIL DE VAPORISATION INTÉRIEUR Cette invention se réfère au domaine des fers à repasser électriques, et en particulier au domaine des fers à repasser d'un type équipé d'un appareil d'évaporation de l'eau contenue, appareil se trouvant à l'intérieur. Comme on le sait, il existe des fers à repasser électriques équipés d'un réservoir pour l'eau et de moyens permettant de réguler l'afflux de l'eau sur des plaques métalliques surchauffées, dans le but de la transformer en vapeur à utiliser pendant l'opération de repassage. Les inconvénients typiques de ces fers à repasser sont constitués essentiellement - par leur assujettissement à des incrustations calcaires - par leur faible capacité d'adapter le flux de vapeur aux possibilités de vaporisation de la plaque. En ce qui concerne l'inconvénient des incrustations calcaires, celui-ci est important du fait de l'exiguïté des sections des canalisations de passage de l'eau qui s'évapore ; cette exiguïté est, à son tour, due à l'extension superficielle limitée de la plaque métallique vaporisante dans laquelle ces canalisations doivent être placées. En effet, comme pour obtenir une vaporisation complète de l'eau, il est nécessaire de maintenir celle-ci de manière prolongée en contact avec les surfaces vaporisantes, les canalisations citées doivent avoir un développement linéaire important, que l'on obtient habituellement par un cheminement tortueux de leur parcours à la surface de la plaque vaporisante. Il résulte donc d'une telle situation que les sections des canalisations de passage de l'eau deviennent à l'usage de plus en plus exiguës, jusqu'à se boucher complètement, causant ainsi l'inconvénient d'une fonctionnalité du fer à repasser qui diminue rapidement avec son emploi, jusqu'à cesser totalement. En ce qui concerne la fonctionnalité des fers à repasser habituels, il y a lieu de noter que la présence des trous de passage de la vapeur sur toute la surface de repassage peut créer des pressions de vapeur excessives lorsque le tissu est peu perméable à la vapeur, ce qui produit un repassage non homogène non seulement sur un même tissu, mais également sur des tissus différents. En ce qui concerne la faible capacité des fers à repasser traditionnels à adapter le flux de vapeur aux possibilités vaporisantes de la plaque, on effectue une distinction en termes de coûts et en termes de qualité. En termes de coûts, disons qu'il existe des fers à repasser économiques confiant l'envoi de l'eau à une simple chute par gravité de celle-ci sur la plaque vaporisante ; dans de tels fers à repasser, l'adaptation de la vapeur aux conditions thermiques de la plaque, premièrement n'est pas automatique, et deuxièmement est tout-à-fait fortuite, étant confiée à des évaluations approximatives à l'oeil.Un tel genre de fers à repasser simplifiés ont leur marché en raison du coût notablement supérieur d'une seconde catégorie de fers à repasser, équipés d'une micropompe pilotée par des capteurs qui adaptent la quantité d'eau à vaporiser aux capacités vaporisantes effectives (température) de la plaque. Les coûts plus élevés de cette seconde catégorie de fers à repasser (à laquelle il faut considérer que le fer à repasser faisant l'objet du présent brevet appartient) sont causés non seulement par la présence de la pompe, mais par la présence d'appareils de régulation coûteux et peu fonctionnels. Cette mauvaise fonctionnalité se réfère par exemple à l'emploi, comme capteurs, de résistances NTC avec contact de la plaque vaporisante ; ou à l'emploi des thermostats usuels à bilame. Les résistances NTC présentent l'inconvénient d'être utilisées avec une valeur restreinte et préétablie ; les modèles économiques de telles résistances résistent peu à des températures supérieures à 130 C ; les types plus résistants à la température sont par contre d'un prix élevé. Le but de la présente invention est de réaliser un fer à repasser à vapeur ayant une capacité de débit de vapeur automatiquement adaptée aux potentialités thermiques de la plaque vaporisante, capacité obtenue par des moyens électroniques de pilotage de la pompe, ayant une grande économie et une grande fiabilité. Un autre but est celui de réaliser un fer à repasser à vapeur comportant un dispositif de thermostat plus fonctionnel que celui des thermostats habituels, et capable de faire passer des courants de chauffage adaptés aux exigences d'une manière continue, et non pas par impulsions de courant à la valeur maximale "passe-ne passe pas Un autre but est celui de réaliser un fer à repasser de longue durée et de faible entretien, permettant d'arriver à un coût global compétitif même par rapport à celui des fers à repasser à vapeur cités de modèle simplifié. Un autre but est celui de réaliser un fer à repasser particulièrement fonctionnel et capable d'adapter l'émission de vapeur aux capacités d'absorption du tissu. Ce but et d'autres buts semblent atteints à la lecture de la description détaillée qui suit, illustrant un fer à repasser à appareil de vaporisation intérieur ayant la particularité de débiter un flux de vapeur automatiquement proportionnel à la température de la semelle du fer à repasser, en bénéficiant d'une régulation électronique du débit d'eau d'une micropompe électrique actionnée par pilotage d'une diode jouant le rôle d'un capteur de température. Ce fer à repasser a la particularité de faire parcourir à l'eau des canalisations vaporisantes agissant en haut et en bas sur un corps chauffant, afin d'actionner de grandes extensions linéaires de celles-ci, ce qui garantit une vaporisation complète. Ces grandes extensions linéaires permettent en outre, en même temps, d'avoir des canaux avec une grande section de passage du mélange eau-vapeur en raison de la double extension superficielle ainsi disponible pour le parcours des canalisations. Les canalisations sont reliées à des puits de dépôt calcaire, afin de réduire la possibilité de leur colmatage. L'invention est illustrée, à titre purement indicatif, mais non limitatif, par les dessins qui suivent, où - la fig. 1 montre la face supérieure d'une plaque chauffante - la fig. 2 montre la face inférieure de la plaque chauffante citée - la fig. 3 montre schématiquement une section latérale d'un fer à repasser - la fig. 4 montre un schéma électrique illustrant la disposition des différents composants électroniques pour actionner la régulation soit de la pompe à eau, soit de la résistance chauffante de la semelle du fer à repasser. En se référant à la fig. 1 citée ci-dessus, une plaque métallique 1, de préférence en alliage d'aluminium, est associée à des moyens chauffants internes qui, d'après la présence sur le dessin des bornes 2A et 2B, peuvent être identifiés par nous comme étant une résistance électrique habituelle du type blindé et noyé. Cette plaque est équipée de canalisations supérieures, mises en évidence par des hachures de contraste, d'ampleur et de profondeur différentes, ramifiées en 3, distinctes dans les parcours comme suit : un parcours initial central 3A, un parcours périphérique d'arrivée 3B, un parcours arrière à basse température 3C. Le parcours 3A est défini comme étant initial, car il y a dans celui-ci une zone élargie 3A' dans laquelle on fait tomber l'eau envoyée par une micropompe habituelle 7 dont on peut avoir un exemple d'emplacement à la fig. 3. Dans cette zone 3A', l'eau commence à se vaporiser en coulant en même temps dans de larges canaux 3A" en communication avec le parcours arrière 3C, puis avec le parcours périphérique 3B. Le parcours arrière 3C présente par exemple une profondeur d'environ 8 mm qui est supérieure à la profondeur du parcours initial 3A : celui-ci est susceptible de recueillir une certaine quantité d'eau maintenant la zone de la plaque dans laquelle se trouve ce parcours à une température modérée, compatible avec le fonctionnement d'une diode agissant comme capteur (dont on parlera par la suite) et favorisée par la position marginale par rapport à la source thermique, concentrée dans la partie centrale avant de la plaque 1. Le parcours périphérique 3B est par contre prévu avec une faible profondeur et est susceptible de recueillir la "vapeur humide" qui s'est formée entre-temps dans le parcours central 3A. Les différentes canalisations 3 comportent une pluralité d'élargissements circulaires 3D ayant une profondeur légèrement différente, dans le but de réaliser des gradins contre lesquels peuvent se briser par choc les gouttelettes d'eau éventuelles et réduire ainsi les phénomènes de caléfaction. La profondeur éventuellement plus importante de ces élargissements circulaires leur fait jouer un rôle de puits de dépôt préférentiel de calcaire du fait que leur fond qui en résulte est plus proche de la source de chaleur constituée par des résistances électriques à l'intérieur de la plaque chauffante. Ceci permet avantageusement de réduire le dépôt de calcaire dans les canalisations et de permettre à celles-ci d'être appropriées pour le passage de l'eau-vapeur pendant des périodes plus prolongées. Comme la formation de la vapeur crée une pression qui tend à se déplacer vers des lieux soumis à une pression inférieure, une circulation liquide-gaz commence, qui aboutit dans un trou collecteur 4, en communication avec la pression atmosphérique ou extérieure. Ce trou 4 met en communication les canalisations supérieures 3 représentées à la fig. 1 avec les canalisations inférieures 5 illustrées à la fig. 2. Ces canalisations inférieures sont également d'un tracé tortueux anti-caléfaction ; ce tracé est défini par une pluralité de pistes circulaires 5A, 5B, 5C, réunies par des puits 5D, SE. De cette façon, la vapeur en formation accède à une double canalisation périphérique symétrique 5F, 5F' à travers laquelle elle arrive à des élargissements circulaires 5G et à des canalisations finales 5H au droit desquelles il y a des trous sr (fig. 3) de sortie, réunis par des canalisations transversales 5L susceptibles d'équilibrer la quantité de vapeur émise entre ces côtés.Ces trous sont également en communication avec un canal 5M situé à la pointe du fer à repasser et avec une section frontale, prévu pour maintenir une pression de vapeur constante indépendamment de la capacité du tissu à absorber la vapeur émise par les trous présents sur le fond de la semelle et bouchés par l'appui. Un exemple de double parcours supérieur et inférieur du type illustré est représenté schématiquement en une vue latérale en section à la fig. 3, permettant de comprendre que les surfaces couvertes par les hachures de contraste aux fig. 1 et 2 sont des surfaces prévues pour adhérer hermétiquement au moyen de joints habituels sur d'autres surfaces, transformant les "canaux" en "tuyaux" de passage de l'eau et de la vapeur. L'adhérence citée peut évidemment être assistée ou déterminée par l'emploi des vis habituelles reliant les deux parties et insérées dans les différents trous supérieurs Z et inférieurs S, indiqués sur le dessin par de gros points noirs. A la figure 3, un trou SI' est dessiné en position centrale et non pas périphérique comme les trous 51, pour mieux montrer le parcours de sortie. A la fig. 3, les lignes hachurées indiquent les canalisations périphériques, non visibles du fait que la section est relative à l'axe médian du fer. A la fig. 3, on peut noter la présence dans le fer à repasser d'un récipient 6 contenant de l'eau froide. Ce récipient alimente la micropompe citée 7 pilotée par une carte de commande électronique 8, dont les détails sont illustrés à la fig. 4. Cette carte est prévue pour fournir à la micropompe une quantité et une qualité de courant électrique apte à lui faire pomper une quantité d'eau proportionnelle à la température de la semelle 9 du fer à repasser. Ceci permet avantageusement de pomper la quantité d'eau appropriée à la puissance thermique de la plaque, afin d'éviter qu'il sorte des trous de la plaque de la vapeur avec de l'eau non encore vaporisée. Par conséquent, on peut avantageusement repasser même des tissus très délicats, c'est-à-dire à basse température, sans avoir à recourir à de fortes puissances électriques pour palier les abaissements de température induits dans la semelle par l'eau vaporisée par celle-ci. Bien qu'une telle régulation constitue un aspect technique notoire, actionné par des capteurs de différents types et spécialement par des résistances de type NTC ou PTC, dans l'invention présentée ici, cette régulation constitue une innovation importante, tant du point de vue circuit que surtout par l'emploi inédit d'une diode 10 agissant comme capteur : en particulier, une diode au silicium du type correspondant au sigle européen BY 399 produite par exemple par ITT, PHILIPS. Les diodes de ce type, dont celui cité représente seulement un exemple, et qui constituent ici l'objet d'un emploi nouveau et original, permettent un passage de courant du zéro à la valeur nominale, ou vice versa, en fonction de la température à laquelle elles opèrent.Par conséquent, en mettant cette diode en contact avec la semelle 9 par son insertion dans une fente 12 et par sa retenue à l'abri de cette plaque par des moyens mécaniques habituels, comme une pince 11, on peut obtenir des courants de pilotage variables en fonction de la température de la plaque : et par conséquent utilisables aussi bien pour la commande de la micropompe 7 que pour la commande d'une résistance 13 de chauffage de la plaque. L'aspect du circuit de cette régulation est constitué par une carte 14A pouvant être associée à une autre carte analogique 14B si l'on veut utiliser la diode 10 citée non seulement pour régler le débit de la pompe, mais également pour régler la température de repassage créée par la résistance 13 : dans ce cas, la carte 14B devra évidemment adopter un TRIAC de 15 A, approprié à la puissance élevée pouvant être absorbée par la résistance 13. Le schéma de la fig. 4 indique, d'une manière différenciée par rapport au caractère des références aux parties de l'objet, les sigles principaux permettant d'identifier les composants électroniques qui, à titre d'exemple, peuvent être employés pour obtenir les fonctions décrites. Le schéma se référant à un fer à repasser domestique, ce dernier est alimenté par une tension habituelle alternative du secteur de 220 V. On peut noter, sur la carte 14A, de quelle manière la diode-capteur 10 est assistée par un circuit oscillant comprenant deux résistances 10K d'un DIAC, d'un TRIAC "TIC 2l6M", de deux diodes N40, de deux condensateurs 1K 250, d'un condensateur de 1 FF capable de donner toujours à la pompe des impulsions avec des paramètres optimaux pour son efficacité dans toutes les conditions de température de la plaque. On peut également noter à la fig. 4 comment la carte 14B alimentant la résistance 13 (d'environ 1000 W) reçoit les signaux de la diode-capteur 10 d'une manière inverse à celle qui pilote la pompe 7. En effet, il est évident que plus la température de la plaque est élevée, moins le courant à faire passer dans la résistance (13) chauffante devra être intense et, en même temps, plus la température de la plaque est élevée, plus le débit d'eau de la pompe devra être élevé, et, dans de telles conditions, la capacité vaporisante de la plaque est élevée. La régulation citée de la température de la plaque va de zéro à une valeur maximale, de sorte que l'emploi de la diode au silicium citée (par exemple BY 399) permet avantageusement l'élimination des thermostats bilame habituels : notoirement peu précis et, surtout, caractérisés par l'inconvénient qu'ils fournissent des débits de courant brusques, et vont même jusqu'à interrompre le circuit ou laissent passer la quantité de courant maximale. L'élimination des thermostats bilame habituels permet par conséquent de réguler la température non seulement de manière continue, mais très précise et, par conséquent, fiable pour le repassage des tissus, particulièrement si ceux-ci sont délicats. Le réglage de la température (ou du courant voulu) peut s'effectuer par un bouton habituel de commande d'une résistance variable 16 (potentiomètre d'environ 1 MQ) accessible de l'extérieur. REVENDICATIONS 1) Fer à repasser à appareil de vaporisation intérieur, caractérisé par un débit du flux de vapeur automatiquement proportionnel à la température de la semelle du fer à repasser, bénéficiant d'une régulation électronique du débit d'eau d'une micropompe électrique (7) actionnée par pilotage effectué par une diode (10) au silicium ayant des caractéristiques de conduction liées à sa température et jouant le rôle d'un capteur de température, la dite diode permettant un passage du courant dépendant de sa température obtenu de la semelle (9) du fer à repasser par contact (11-12) avec celle-ci. 2) Fer à repasser suivant la revendication 1 caractérisé par des canalisations vaporisantes de transit-eau présentes aussi bien sur le dessus (3) que sur le dessous (5) d'une plaque chauffante (1), afin d'obtenir de grandes extensions linéaires de celles-ci (3, 5) garantissant une vaporisation complète de l'eau introduite initialement (3A'), les dites grandes extensions linéaires permettant en outre, en même temps, d'obtenir des canaux avec une grande section de passage (3A, 3B) pour le mélange eau-vapeur en raison de la double extension superficielle ainsi rendue disponible aux parcours des canalisations pour ralentir leur colmatage. 3) Fer à repasser suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par des élargissements (5G), de préférence d'une plus grande profondeur, pour jouer un rôle de puits de dépôt calcaire, comportant également une fragmentation tortueuse anti-caléfaction des gouttes d'eau, les dits puits (3D) étant à une température supérieure en raison de la proximité de leur fond des résistances chauffantes (13). 4) Fer à repasser suivant les revendications l 2 et 3, caractérisé par des trous (5r) de sortie de vapeur présents sur la semelle (9) du fer à repasser, mis en communication avec un canal (5M) situé sur la pointe du fer à repasser et avec une section frontale, destiné à maintenir constante la pression de vapeur indépendamment de la capacité du tissu à absorber la vapeur émise par les trous cités. 5) Fer à repasser suivant les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé par des canalisations périodiquement dédoublées par deux parcours circulaires se rejoignant ensuite (5A, 5B, 5C). 6) Fer à repasser suivant les revendications 1 à 5, caractérisé par des trous (SI) de sortie de vapeur reliés à l'intérieur à des canalisations transversales (5L) pour un équilibrage du débit entre les côtés droit et gauche du fer à repasser. 7) Fer à repasser suivant les revendications 1 à 6, caractérisé par un thermostat régulateur des modalités d'intervention de la résistance électrique, thermostat constitué par une carte de circuit électronique (14B) pilotée par un capteur constitué par une diode au silicium (10), de préférence du type BY 399, mis en contact thermique (11, 12) de la semelle (9) du fer à repasser. 8) Fer à repasser suivant les revendications 1 et 7, caractérisé par une carte de circuit électronique (14B) de pilotage de la résistance prélevant les signaux d'une diode-capteur commune (10) dans un mode inverse de celui qui règle simultanément le pilotage de la pompe par une carte analogique (14A). 9) Fer à repasser suivant les revendications l à s, caractérisé par un circuit électronique de contrôle de la pompe (7) et de la résistance (13), constitué par des composants disposés sensiblement comme indiqué à la fig. 4 et ayant les valeurs données à titre d d'information, déjà indiquées.