Brevet FR2662919A1 — publié le 19911213

SECHE-CHEVEUX ELECTRIOUE AUTONOME. L'invention concerne un sèche-cheveux électrique autonome Par "sèchecheveux autonome", on entend un sèche-cheveux dépourvu de cordon d'alimentation au sec- teur, et susceptible néanmoins de générer un flux d'air chaud dirigé. L'utilisation d'appareils électriques, notamment ménagers, sans fil d'alimentation au secteur, est connue depuis quelques temps déjà et tend à s'amplifier chaque jour davantage compte tenu de son aspect pratique Toute- fois, cette utilisation est généralement limitée au fonc- tionnement occasionnel de quelques appareils munis d'un moteur électrique, tels que aspirateurs de tables, venti- lateurs, mixeurs, tourne-vis électriques, etc Ces appareils sont généralement munis d'une batterie électri- que, rechargeable ou non, dont la capacité, sous un en- combrement acceptable, est suffisante pour assurer leur utilisation intermittente correspondante Dans le cadre de batteries rechargeables, ces appareils sont munis d'un socle relié au secteur d'alimentation électrique et pré- sentent des contacts électriques, destinés à coopérer avec des contacts électriques correspondants ménagés sur l'appareil proprement dit. Si certes, ces appareils fonctionnent correctement dans le cadre de leur application, en revanche, ils pré- sentent le double inconvénient, lorsque la puissance requise de l'appareil augmente, d'une part de nécessiter des batteries électriques de grandes dimensions, augmen- tant ainsi le poids et l'encombrement, et d'autre part des contacts électriques de bonne qualité et durables dans le temps. Dans le cadre particulier des sèche-cheveux autono- mes, on a proposé des appareils dans lesquels la source thermique était assurée soit par catalyse, soit au moyen de brûleurs à gaz Dans ce cas, la source électrique n'alimente plus que le ventilateur destiné à pulser l'air sur la source thermique, en vue de créer le flux d'air chaud en sortie du sèche-cheveux Toutefois, ce type de sèche-cheveux présente l'inconvénient de nécessiter un remplacement périodique des cartouches, et en outre l'adjonction de dispositifs piézo-électriques ou équiva- lents, aptes à assurer l'allumage du gaz Par ailleurs, ils ne sont pas sans danger en cas de chute, compte tenu du risque de fuite du gaz, et de sa combustion instan- tanée. L'invention vise à pallier ces différents inconvé- nients Elle propose un sèche-cheveux utilisant le stoc- kage thermique comme source thermique, et un stockage électrique au moyen de batteries rechargeables pour l'activation d'un ventilateur apte à générer le flux d'air. Elle propose donc un sèche-cheveux électrique auto- nome constitué d'un socle raccordé par une prise au sec- teur d'alimentation électrique et d'un sèche-cheveux -portable proprement dit, encastrable dans ledit socle, caractérisé: en ce que le socle comporte un circuit électrique dit "primaire", générateur d'énergie haute fréquence au niveau d'un inducteur ménagé au niveau de l'une de ses faces, destinée à venir au contact de la face postérieure du sèche-cheveux proprement dit lorsque ce dernier est encastré dans ledit socle; et en ce que le sèche-cheveux proprement dit com- prend: - un circuit électrique secondaire, alimenté en énergie électrique par induction électro-magné- tique par le circuit électrique primaire du socle lorsque le sèchecheveux est encastré dans ce dernier, ledit circuit secondaire comprenant un bobinage induit ménagé au niveau de la face postérieure du sèche-cheveux, monté en parallèle avec un condensateur afin de former un circuit oscillant bouchon de fréquence de résonance légèrement supérieure à la fréquence de résonance du circuit primaire, le circuit secondaire comportant en outre en parallèle un accumulateur, destiné à alimenter en énergie électrique un moteur, et une ou plusieurs résistances électriques; un réservoir clos accumulateur et échangeur de chaleur contenant un matériau caloporteur chauffé au moyen desdites résistances électri- ques; et un ventilateur, activé par ledit moteur électrique, et destiné à pulser de l'air am- biant sur ledit réservoir accumulateur et échangeur de chaleur en vue de générer un flux d'air chaud, par échange thermique entre l'air ambiant et ledit réservoir. En d'autres termes, la présente invention consiste à ménager dans le sèche-cheveux proprement dit une source thermique, dont le chauffage intervient lorsque le sèche- cheveux est positionné sur son socle, c'est-à-dire en dehors des périodes d'utilisation, l'énergie électrique nécessaire pour l'utilisation du sèche-cheveux n'étant plus utilisée que pour le fonctionnement du ventilateur, permettant ainsi de réduire considérablement la capacité des batteries, donc l'encombrement général du sèche-che- veux. Selon une caractéristique essentielle de l'inven- tion, le chauffage du matériau caloporteur n'est réalisé que lorsque le circuit électrique secondaire est alimenté électriquement, c'est-à-dire lorsque le sèche-cheveux est encastré sur son socle. Selon une autre caractéristique de l'invention, le réservoir accumulateur et échangeur de chaleur comporte des ailettes s'étendant radialement à partir de celui-ci, et propres à optimiser l'échange thermique entre l'air ambiant pulsé par le ventilateur et ladite source de chaleur. Le circuit électrique secondaire comporte en outre un thermostat, dont la sonde est située à l'intérieur du réservoir accumulateur et échangeur de chaleur, destiné à contrôler la température du matériau caloporteur lorsque ledit matériau est en chauffe, c'est à dire lorsque le sèche-cheveux est en place sur son socle. Le socle est de forme généralement circulaire, dont la section transversale est en forme de U, dont la base reçoit l'inducteur du circuit électrique primaire, et vient en contact avec la face postérieure du sèche- cheveux proprement dit lorsque ce dernier est encastré sur le socle. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation, donné ci-après à titre indica- tif et non limitatif, à l'appui des figures annexées. La figure 1 est une coupe longitudinale du sèche- cheveux proprement dit, également dénommé pistolet, conforme à l'invention. La figure 2 est une représentation schématique du circuit électrique secondaire. La figure 3 est une représentation schématique du sèche-cheveux en place sur son socle. La figure 4 est une coupe transversale schématique du socle. Selon l'invention, et comme on peut le voir sur la figure 3,le sèchecheveux est constitué de deux éléments, à savoir respectivement le socle ( 1) relié au secteur d'alimentation électrique par une prise ( 2), et le sèche- cheveux proprement dit ( 3), également dénommé "pistolet". Celui-ci vient s'encastrer en période de non utilisation dans le socle ( 1), ce dernier étant de forme appropriée. Typiquement, le socle est circulaire et présente une section transversale en U dont la base ( 8) reçoit la face postérieure ( 4) du sèche-cheveux ( 3). Comme on l'a représenté sur la figure 4, le socle comporte un circuit électrique primaire, constitué f on- damentalement d'un générateur d'énergie haute fréquence ( 5), connecté à un circuit imprimé ( 6), ce dernier étant lui-même alimenté électriquement par le secteur par le biais de la prise ( 2) et ce, sans transformateur Les générateurs d'énergie haute fréquence étant largement répandus, le générateur ( 5) ne sera pas décrit davantage. De manière connue, il débite un courant alternatif à haute fréquence dans un bobinage inducteur ( 7), de forme circulaire, formant avec un condensateur incorporé dans le générateur ( 5) un circuit oscillant, de type série ou parallèle La fréquence de fonctionnement de cet ensemble correspond à la fréquence de résonance du circuit oscil- lant Typiquement, la fréquence utilisée est de l'ordre de quelques dizaines de kilo Hertz (k Hz) Le rendement du générateur ainsi conçu est de très bonne qualité, supé- i rieure à 90 %, ce qui limite l'échauffement à l'intérieur du socle De la sorte, celui-ci peut être avantageusement réalisé en plastique, par exemple en acryl butyle styrène (ABS), voire en polycarbonate et ce, sans aucune ouvertu- re, ce qui lui confère une grande sécurité du point de vue isolation électrique En outre, le bobinage inducteur ( 7) ne comportant pas beaucoup de spires, contrairement à un transformateur fonctionnant à la fréquence du secteur, l'isolement électrique entre les spires peut être supé- rieur sans augmenter sensiblement l'encombrement de l'inducteur, évitant ainsi les possibilités de court- circuit entre les spires et donc les risques d'incendie. Selon une caractéristique de l'invention, le bobina- ge inducteur ( 7) est situé juste en dessous de la base ( 8) du U constitutif du socle ( 1). Le courant haute fréquence qui circule dans le bobi- nage inducteur ( 7) crée, de manière connue, un champ électromagnétique variable de même fréquence, qui traver- se, sans absorption, les parois plastiques du socle et notamment la paroi qui lui est immédiatement voisine et correspondant à la base ( 8) du U. Le pistolet ou sèche-cheveux proprement dit ( 3) conforme à l'invention est également réalisé en matière plastique, tel que ABS ou polycarbonate Fondamentale- ment, il comprend un réservoir accumulateur et échangeur de chaleur ( 9) contenant un matériau caloporteur Le réservoir ( 9) reçoit également à l'intérieur une ou plu- sieurs résistances électriques ( 10) Le matériau calopor- teur peut être liquide ou solide à température ambiante. Les résistances électriques ( 10) portent ce matériau, pendant la période de recharge, c'est à dire de non utilisation, à une température maximale, contrôlée au moyen d'un thermostat ( 11), dont la sonde est située contre le réservoir ( 9) Typiquement, la température maximale est voisine de 100 'C De fait, selon la nature du matériau caloporteur contenu dans le réservoir ( 9), le processus de chauffe engendre soit une simple élévation de température dudit matériau, ce dernier restant dans la phase physique dans laquelle il se trouve, soit on induit un changement d'état de phase par absorption de l'énergie latente de changement d'état De la sorte, lors de la restitution de la chaleur par le matériau caloporteur, soit on utilise la chaleur correspondant au refroidisse- ment du matériau dans le cadre d'une conservation de la phase, soit on utilise d'une part le refroidissement des deux phases successives du matériau et d'autre part, la chaleur latente du changement d'état, tel que le passage gaz-liquide ou liquide-solide. Il est à noter que le changement d'état permet, pour un même volume de réservoir, d'accumuler davantage de chaleur et donc, d'en restituer davantage lorsque le besoin s'en fera sentir L'encombrement du réservoir ( 9) peut de fait s'en trouver réduit. Le réservoir ( 9) joue le rôle d'échangeur de chaleur lors de la phase d'utilisation du pistolet ( 3) De la sorte, il est réalisé dans un métal conducteur de la chaleur, par exemple en aluminium, et comporte à sa péri- phérie, en vue d'un meilleur échange thermique des ailet- tes ( 12) de refroidissement, s'étendant radialement à partir du réservoir, augmentant de la sorte la surface d'échange avec l'air pulsé tel qu'il sera décrit ulté- rieurement. Typiquement, le volume interne du réservoir ( 9) est voisine de 70 à 100 millilitres, et ce pour un sèche- cheveux plus spécifiquement destiné aux bébés et aux jeunes enfants On peut de la même manière prévoir un réservoir de capacité comprise entre 200 et 400 millili- tres, sans pour autant augmenter considérablement l'en- combrement du sèche-cheveux. Le pistolet ( 3) comporte en outre un moteur ( 13) actionnant un ventilateur ( 14) De manière connue, celui- ci est destiné à aspirer l'air ambiant externe au pistolet ( 3) et ce, par l'intermédiaire d'ouies ménagées au niveau de sa face postérieure ( 15), et de pulser cet air vers le réservoir ( 9), l'air étant ainsi forcé entre le boitier externe du pistolet réalisé comme déjà dit en matière plastique et le réservoir ( 9), permettant d'assu- rer un échange thermique entre l'air et ce dernier, en vue de générer un flux d'air chaud émergeant de la face antérieure ( 16) du pistolet ( 3) Le moteur ( 13) est acti- vé électriquement au moyen de batteries rechargeables ( 17) ménagées dans le manche du pistolet ( 3) La mise en route du moteur ( 13) s'effectue par simple pression sur un bouton poussoir ( 18) ménagé au niveau de la face anté- rieure du manche du pistolet ( 3) Toutefois, il serait tout à fait concevable d'envisager la mise en route du moteur ( 13) du ventilateur ( 14) par tout autre moyen, tel qu'un organe de détection du déplacement du pistolet hors du socle, et une temporisation, etc Il va être décrit plus en détail l'alimentation en énergie électrique des résistances ( 10) et le recharge- ment des batteries ( 17) du pistolet ( 3) On a représenté sur la figure 2 un schéma électrique sommaire correspon- dant au circuit électrique secondaire du pistolet ( 3). Fondamentalement, ce circuit comporte un bobinage capteur ou induit ( 19) de forme circulaire, ménagé parallèlement et au voisinage immédiat de la face postérieure ( 15) du pistolet ( 3) Ce bobinage capteur ( 19) est de même nature que celui du socle ( 3) Il est monté en parallèle avec un condensateur C de manière à former un circuit bouchon ou circuit oscillant, dont la fréquence de résonance est lé- gèrement supérieure à celle du fonctionnement du circuit. Ce circuit constitue une source de tension alternative, de fréquence égale à celle du circuit générateur, et fonctionne suivant le principe de l'induction électro- magnétique: le champ électromagnétique émis par l'induc- teur ( 7) est capté à distance par l'induit ( 19) et trans- forme ce champ en force électromotrice De fait, la dis- tance entre l'inducteur ( 7) et l'induit ( 19) peut attein- dre quelques centimètres, ce qui donne un isolement rela- tivement important entre le circuit primaire générateur contenu dans le socle ( 1) et le circuit bouchon secondai- re contenu dans le pistolet ( 3) En conséquence, il y a absence de contact électrique entre ces deux circuits. Le circuit électrique secondaire alimente tout d'abord en parallèle les résistances électriques ( 10) servant à échauffer le matériau caloporteur contenu dans le réservoir clos ( 9) pendant les périodes de non utili- sation. En outre, il alimente par l'intermédiaire d'une diode ( 20) la batterie ( 17) d'alimentation du moteur ( 13) du ventilateur ( 14), en vue de son rechargement De fait, la batterie se charge pendant les périodes de non utili- sation. En période de non utilisation, le pistolet ( 3) repose sur le socle ( 1) et plus précisément, repose par l'intermédiaire de sa face postérieure ( 15) située au voisinage de la face supérieure ( 8) du socle ( 1) Ainsi ces deux faces, et par conséquent l'inducteur ( 7) et l'induit ( 19) se trouvent parallèles l'un à l'autre. L'inducteur ( 7) et l'induit ( 19) se trouvent à une distance voisine de un à deux centimètres Le socle étant relié au secteur d'alimentation électrique, il y a donc génération d'un champ électromagnétique provoquant d'une part, le chargement de la batterie ( 17), et d'autre part, l'échauffement du matériau caloporteur contenu dans le réservoir clos ( 9) Compte tenu de la présence du ther- mostat ( 11), quelle que soit la durée de la période de non utilisation, il n'y pas de risque d'échauffement in- tempestif du matériau caloporteur Corrélativement compte tenu de la présence de la diode ( 20), une fois la batte- rie ( 17) rechargée, il n'y a pas risque de la voir se décharger dans le circuit électrique secondaire. En période d'utilisation, le pistolet ( 3) n'est donc plus encastré dans le socle ( 1), et l'utilisateur action- ne un interrupteur ( 18) destiné à mettre en route le ventilateur ( 14), pulsant de l'air ambiant au contact du réservoir ( 9), afin de générer un flux d'air chaud au niveau de la face antérieure ( 16) Corrélativement, la puissance absorbée par le socle lorsque le pistolet n'y est plus encastré est nulle, compte tenu que le circuit primaire comporte un organe de détection de l'amplitude des oscillations au niveau de l'inducteur ( 7), propre à ouvrir le circuit primaire. Typiquement, la chaleur accumulée pendant la période de recharge durant par exemple deux heures, peut être ainsi entièrement restituée en dix minutes de fonctionne- ment Ce résultat a pour avantage d'avoir un appareil de puissance absorbée sur le secteur une dizaine de fois plus faible que la puissance instantanée restituée. il Ainsi, un sèche-cheveux de puissance calorifique de 500 Watts (W), n'absorbera qu'environ 50 Watts en période de recharge Ceci minimise les composants du générateur contenus dans le socle, diminuant corrélativement le coût de revient d'un tel appareil. Ainsi, l'utilisation du pistolet sèche-cheveux est simple et s'effectue en toute sécurité puisque l'arrêt du ventilateur stoppe instantanément l'émission d'air chaud, sans risque de surchauffe à l'intérieur du pistolet puis- que les résistances électriques ne sont plus alimentées dès lors que le pistolet n'est plus encastré dans le socle En outre, ce sèche-cheveux est très maniable du fait de l'absence de cordon d'alimentation électrique, et aussi sans aucun danger pour l'utilisateur, même en cas de pénétration d'eau. REVENDICATIONS 1/ Sèche-cheveux électrique autonome constitué d'un socle ( 1) raccordé par une prise ( 2) au secteur d'alimen- tation électrique et d'un sèche-cheveux portable propre- ment dit ( 3), encastrable dans ledit socle ( 1), caracté- risé: en ce que le socle ( 1) comporte un circuit élec- trique primaire ( 5,6) générateur d'énergie haute fréquen- ce au niveau d'un inducteur ( 7) ménagé au niveau de l'une de ses faces ( 8), destinée à venir au contact de la face postérieure ( 15) du sèchecheveux proprement dit ( 3) lorsque ce dernier est encastré dans le socle ( 1); et en ce que le sèche-cheveux proprement dit ( 3) comprend: un circuit électrique secondaire, alimenté en énergie électrique par induction électro-magné- tique par le circuit électrique primaire du socle ( 1) lorsque le sèchecheveux ( 3) est encastré dans ce dernier, ledit circuit secon- daire comprenant un bobinage induit ( 19) ménagé au niveau de la face postérieure ( 15) du sèche- cheveux, monté en parallèle avec un condensa- teur C afin de former un circuit oscillant bouchon de fréquence de résonance légèrement supérieure à la fréquence de résonance du cir- cuit primaire, le circuit secondaire compor- tant en outre en parallèle un accumulateur ( 17), destiné à alimenter en énergie électrique un moteur ( 13), et une ou plusieurs résistances électriques ( 10); un réservoir clos accumulateur et échangeur de chaleur ( 9) contenant un matériau caloporteur chauffé au moyen desdites résistances électri- ques ( 10); et un ventilateur ( 14), activé par ledit moteur électrique ( 13), et destiné à pulser de l'air ambiant sur ledit réservoir ( 9) en vue de géné- rer un flux d'air chaud, par échange thermique entre l'air ambiant et ledit réservoir. 2/ Sèche-cheveux électrique autonome selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que le chauffage du maté- riau caloporteur n'est réalisé que lorsque le circuit électrique secondaire est alimenté électriquement, c'est- à-dire lorsque le sèche-cheveux ( 3) est encastré sur son socle ( 1). 3/ Sèche-cheveux électrique autonome selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le réservoir accumulateur et échangeur de chaleur ( 9) comporte des ailettes ( 12) s'étendant radialement à partir de celui- ci, et destinées à optimiser l'échange thermique entre l'air ambiant pulsé par le ventilateur ( 14) et le dit réservoir ( 9). 4/ Sèche-cheveux électrique autonome selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit électrique secondaire comporte en outre un thermostat ( 10), dont la sonde est située à l'intérieur du réservoir accumulateur et échangeur de chaleur ( 9), destiné à con- trôler la température du matériau caloporteur lorsque ledit matériau est en chauffe, c'est à dire lorsque le sèche-cheveux ( 3) est en place sur son socle ( 1). / Sèche-cheveux électrique autonome selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le socle ( 1) est de forme généralement circulaire, dont la section transversale est en forme de U, dont la base ( 8) reçoit l'inducteur ( 7) du circuit électrique primaire ( 5,6), et vient en contact avec la face postérieure ( 15) du sèche- cheveux proprement dit ( 3) lorsque ce dernier est encas- tré sur le socle ( 1).