Brevet FR2940981A1 — publié le 20100716

B.09451 FER A REPASSER A VAPEUR COMPORTANT UN CORPS CHAUFFANT MUNI D'UN INSERT La présente invention se rapporte à un fer à repasser à vapeur et plus 5 particulièrement à un fer à repasser comportant une semelle en contact thermique avec un corps chauffant comprenant une chambre de vaporisation et un insert réalisé dans un matériau différent de celui du corps chauffant. Il est connu, du document US 2 846 794, un fer à repasser à vapeur comportant une semelle en contact thermique avec un corps chauffant comprenant une 10 chambre de vaporisation pour la production de vapeur ainsi qu'un insert poreux, obtenu par frittage d'un matériau possédant une bonne conductivité thermique, par exemple une poudre de cuivre. Dans ce document, l'insert poreux est disposé en aval de la chambre de vaporisation, entre le corps chauffant et la semelle, et sert de circuit de distribution de la vapeur vers des trous de la 15 semelle. Une telle construction permet de s'affranchir de la réalisation de canaux de distribution de la vapeur habituellement nécessaires sur la face inférieure du corps chauffant. Cependant, ce document ne concerne pas un fer à repasser à vapeur dans lequel le corps chauffant est optimisé pour permettre la production d'une grande 20 quantité de vapeur et obtenir de bonnes performances de repassage avec un élément chauffant de faible puissance. En particulier, la porosité de l'insert réduit la quantité d'énergie pouvant être stockée dans l'insert lors des phases inactives de repassage puis restituée ensuite lors des phases actives de repassage. 25 Aussi, un but de la présente invention est de proposer un fer à repasser à vapeur muni d'un élément chauffant de faible puissance, de l'ordre de 1400 W, permettant d'obtenir des performances de repassage semblables à celles d'un fer équipé d'un élément chauffant d'une puissance supérieure à 2000 W. En particulier, un but de la présente invention est de proposer un fer à repasser 30 muni d'un élément de faible puissance qui soit capable de produire un débit de vapeur pouvant atteindre 40 g/min et qui procure de grandes performances de repassage. 1 A cet effet, l'invention a pour objet un fer à repasser à vapeur comprenant une semelle en contact thermique avec un corps chauffant muni d'une résistance électrique, la semelle comportant des trous de sortie de vapeur et le corps chauffant comportant une chambre de vaporisation pour la production de vapeur ainsi qu'un insert réalisé dans un matériau différent de celui du corps chauffant, caractérisé en ce que l'insert est réalisé dans un matériau massif, non poreux, possédant une capacité calorifique volumique plus élevée que celle du matériau du corps chauffant et en ce que l'insert est disposé dans la moitié inférieure du corps chauffant, de manière à être à proximité de la semelle. Une telle caractéristique permet d'obtenir un fer possédant un insert pouvant stocker un maximum d'énergie pour un volume donné, cette énergie étant restituée en priorité à la semelle de manière à maintenir cette dernière en température et à obtenir une température de semelle sensiblement homogène sur toute la surface de la semelle. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'insert est disposé en regard d'une zone de la semelle démunie de trous de sortie de vapeur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le corps chauffant comporte une face inférieure venant au contact de la semelle comprenant un évidement dans lequel est disposé l'insert. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'insert est disposé en regard d'une zone centrale de la semelle et comporte une face inférieure en contact direct avec la semelle ainsi qu'une face supérieure en contact direct avec le corps chauffant. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'insert est disposé sous la 25 chambre de vaporisation. Selon une autre caractéristique de l'invention, la chambre de vaporisation est fermée par un couvercle muni d'un orifice d'injection d'eau, l'insert s'étendant en regard de l'orifice d'injection d'eau. Selon une autre caractéristique de l'invention, le corps chauffant est réalisé en 30 alliage d'aluminium. Selon une autre caractéristique de l'invention, le matériau utilisé pour l'insert est du cuivre, de la fonte ou du fer. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'insert est constitué par une plaque de cuivre présentant une masse de l'ordre de 200 g. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la puissance de la résistance électrique du corps chauffant est inférieure à 1600 W et de préférence de l'ordre de 1400 W. Selon une autre caractéristique de l'invention, la semelle est sertie sur le corps chauffant. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode particulier de réalisation de l'invention, présenté à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'un fer à repasser selon un mode particulier de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale du corps chauffant et de la semelle du fer à repasser de la figure 1 ; la figure 3 est une vue de dessus du corps chauffant équipant le fer à repasser de la figure 1, le couvercle de fermeture de la chambre de vaporisation n'étant pas représenté sur cette figure ; - la figure 4 est une vue en perspective éclatée du corps chauffant et de la semelle du fer de la figure 1. La figure 1 représente un fer à repasser comportant une semelle 1 surmontée par un boîtier 2 en matière plastique comportant une poignée 3 qui est reliée à l'arrière du fer par deux bras 4 constituant un talon sur lequel le fer peut reposer verticalement, les deux bras 4 délimitant entre eux un espace ouvert où est disposé un orifice de remplissage d'un réservoir intégré dans le boitier 2, non représenté sur les figures. Le boîtier 2 du fer comporte également un dispositif guide cordon 5 disposé à la jonction entre la poignée 3 et les deux bras 4, ce dispositif guide cordon 5 permettant le passage d'un cordon d'alimentation 6 vers l'intérieur du boitier 2 3 pour l'alimentation électrique du fer à l'aide du réseau domestique. La semelle 1 du fer comporte des trous de sortie de vapeur 1A disposés à proximité de la périphérie de la semelle 1 et une zone centrale démunie de trous de sortie de vapeur, cette semelle 1 étant préférentiellement constituée par une plaque d'aluminium d'une épaisseur de l'ordre de 1,5 mm, recouverte d'une couche d'émail ou par une plaque en acier inox. Conformément aux figures 2 à 4, la semelle 1 du fer est en contact thermique avec un corps chauffant 10 constitué par une fonderie en aluminium qui est accolé à la semelle, le corps chauffant 10 intégrant, de manière connue en soi, une résistance 11 chauffante en forme de U présentant deux extrémités débouchant à l'arrière du corps chauffant 10 et permettant le raccordement de la résistance 11 à un circuit d'alimentation électrique. Le circuit d'alimentation de la semelle 1 comporte préférentiellement un thermostat associé à un bouton de réglage, non représentés sur les figures, permettant à l'utilisateur de sélectionner une température de consigne de la semelle 1 et la résistance 11 est dimensionnée de telle sorte que sa puissance à la tension d'alimentation du réseau domestique soit inférieure à 1600 W et de préférence de l'ordre de 1400 W. Conformément à la figure 2, le corps chauffant 10 comporte une face supérieure comprenant une chambre de vaporisation 12 constituée par une cavité comprenant une ouverture supérieure qui est fermée par un couvercle 7 métallique rapporté sur le corps chauffant 10, la chambre de vaporisation 12 s'étendant entre les branches de la résistance 11 en forme de U. Le couvercle 7 comporte, de manière connue en soi, un orifice 7A au niveau duquel est accouplée de manière étanche l'extrémité d'un boisseau goutte à goutte, non représenté sur les figures, ce boisseau goutte à goutte étant relié au réservoir du fer et permettant d'injecter, par gravité, un débit d'eau ajustable pour l'obtention d'un débit de vapeur continu pouvant atteindre 40 g/mn. Conformément à la figure 3, la chambre de vaporisation 12 est délimitée latéralement par des parois comportant localement une échancrure 12A à leur extrémité supérieure, cette échancrure 12A formant un passage permettant le transfert de la vapeur produite dans la chambre de vaporisation 12 vers des canaux de distribution de la vapeur 13 ménagés le long des parois de la chambre de vaporisation 12. Ces canaux de distribution de la vapeur 13 présentent une extrémité supérieure qui est fermée par le couvercle 7 et présentent un fond comportant des orifices 13A se trouvant en regard des trous de sortie de vapeur 1A de la semelle 1. Plus particulièrement, selon l'invention, le corps chauffant 10 comporte un insert 8 réalisé dans un matériau massif, non poreux, possédant une capacité calorifique volumique plus élevée que celle de la fonderie d'aluminium du corps chauffant 10. Conformément à la figure 4, cet insert 8 présente la forme d'une plaque prenant place dans un évidement 14 de forme complémentaire formé sur la face inférieure du corps chauffant 10, l'insert 8 étant disposé en regard de la zone centrale de la semelle 1, démunie de trous de sorties de vapeur. De manière avantageuse, l'insert 8 est disposé sous la chambre de vaporisation 12 et plus particulièrement en regard de l'orifice 7A par lequel l'eau du réservoir est injectée dans la chambre de vaporisation 12. De manière préférentielle, l'évidement 14, et donc l'insert 8, s'étend sur une surface représentant au moins 70% de la surface de la chambre de vaporisation 12. Une telle caractéristique permet de réduire l'échange thermique entre la zone du corps chauffant 10 disposée sous la chambre de vaporisation 12 et la semelle 1 du fait du faible contact thermique s'établissant à la frontière entre l'insert 8 et le corps chauffant 10. L'insert 8 est réalisé dans un matériau à forte capacité calorifique volumique tel que du cuivre, du fer ou de la fonte de manière à pouvoir stocker un maximum d'énergie dans un volume donné. L'insert 8 sera préférentiellement réalisé en cuivre, ce matériau présentant l'avantage de posséder une forte conductivité thermique et un coefficient de dilation relativement proche de celui des alliages d'aluminium de fonderie. A titre d'exemple, l'insert 8 illustré à la figure 4 est constitué par une plaque de cuivre de 200g présentant une forme sensiblement rectangulaire, l'insert 8 possédant une longueur de l'ordre de 141 mm, une largeur de l'ordre de 50 mm et une épaisseur de l'ordre de 5 mm. La surface de l'insert 8 représente ainsi plus de 30% de la surface totale de la semelle 1 de manière à favoriser l'échange thermique avec cette dernière. La semelle 1 est avantageusement sertie sous l'ensemble formé par le corps chauffant 10 et l'insert 8, la zone centrale de la semelle 1 étant directement au contact de l'insert 8 et la zone périphérique de la semelle 1 étant au contact du corps chauffant 10. Le fonctionnement du fer à vapeur ainsi réalisé va maintenant être décrit. Lorsque l'utilisateur souhaite effectuer des travaux de repassage, il pose le fer sur son talon et connecte le cordon d'alimentation 6 du fer au réseau domestique de manière à ce que la résistance 11 du corps chauffant 10 soit alimentée électriquement. Cette alimentation de la résistance 11 provoque la montée progressive en température du corps chauffant 10 jusqu'à ce que la semelle 1 atteigne la température de consigne affichée par le thermostat. La montée en température du corps chauffant 10 au démarrage de l'appareil s'effectue à une vitesse légèrement plus lente que pour un fer muni d'une résistance de plus forte puissance. A titre d'exemple, le temps nécessaire pour que la température de la semelle 1 monte de 25°C à 200°C sera de l'ordre de 2 minutes avec la résistance chauffante de 1400 W alors qu'il serait de l'ordre de 1 minutes et 30 secondes si la résistance possédait une puissance de l'ordre de 2400W. Une fois la température de consigne de la semelle 1 atteinte, l'insert 8 du corps chauffant 10 est à une température proche de 200°C et constitue une réserve d'énergie qui va pouvoir être restituée à la semelle 1 lors des phases actives de repassage afin de maintenir cette dernière à une température suffisante pour un repassage efficace. En effet, la production de vapeur dans la chambre de vaporisation 12 étant fortement énergivore, il faut théoriquement une puissance de l'ordre de 43 W pour vaporiser 1 g/min d'eau froide. Or, l'énergie nécessaire pour sécher le linge et les pertes d'isolation thermique du fer représentent environ 300 W. Ainsi, il est théoriquement nécessaire d'avoir une résistance chauffante d'une puissance de l'ordre de 2000W pour obtenir un débit de vapeur continu de l'ordre 40 g/mn et une puissance de l'ordre de 1600W pour obtenir un débit de vapeur continu de l'ordre de 30 g/mn. Or, le fer à repasser selon la présente invention, muni d'une résistance 11 chauffante d'une puissance de seulement 1400W, permet l'obtention d'un débit de vapeur de l'ordre de 30 g/mn lorsque la semelle 1 est placée sur un tissu et de l'ordre de 40 g/mn lorsque la semelle 1 du fer est en l'air pendant une phase continue de repassage limitée cependant à une durée de l'ordre de 4 min. Ceci est rendu possible grâce au stockage d'énergie dans l'insert 8 du corps chauffant 10 lors des phases inactives de repassage, c'est-à-dire lorsque le fer est posé sur son talon, et à la restitution de cette énergie, essentiellement vers la semelle 1, lorsque cela est nécessaire, c'est-à-dire lors des phases actives de repassage permettant de maintenir la semelle 1 à une température proche de la température de consigne. En effet, les travaux de repassage nécessitent de poser régulièrement le fer sur son talon pour positionner correctement le tissu sur la table à repasser, pour plier un vêtement ou pour changer l'objet à repasser. Ces phases inactives de repassage, durant lesquelles le fer repose sur son talon, permettent le rechargement régulier de l'insert 8 en énergie qui est chauffé par la résistance 11 du corps chauffant. Cette énergie stockée dans l'insert 8 est ensuite restituée lors des phases actives de repassage et permet d'éviter que la température de la semelle 1 ne chute trop rapidement lorsque l'essentiel de la puissance fournie par l'élément chauffant 11 pour produire de la vapeur dans la chambre de vaporisation 12. Un tel fer à repasser présente également l'avantage d'avoir une température de semelle 1 plus homogène que celle d'un fer à repasser classique muni d'une résistance chauffante de forte puissance, de l'ordre de 2400 W. Ceci s'explique par la conductivité thermique élevée de l'insert 8 en cuivre qui permet une bonne répartition de la température le long de la surface de la semelle 1, et par le fait que le contact thermique entre le corps chauffant 10 et l'insert 8 est faible sous la chambre de vaporisation 12 de sorte que la température de la semelle 1 est moins influencée par la chute de la température du corps chauffant 10 à l'endroit où le boisseau goutte à goutte injecte l'eau dans la chambre de vaporisation 12. La vapeur produite par le fer présente également l'avantage d'être moins surchauffée du fait de la plus faible puissance du fer et est donc plus humide et 5 plus efficace. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de 10 protection de l'invention. Ainsi, dans une variante de réalisation de l'invention, le fer à repasser pourra comporter un élément chauffant possédant une puissance supérieure à 1400W, l'insert dans la semelle présentant toujours l'avantage d'homogénéiser la température de la semelle. REVENDICATIONS1) Fer à repasser à vapeur comprenant une semelle (1) en contact thermique avec un corps chauffant (10) muni d'une résistance (11) électrique, ladite semelle (1) comportant des trous de sortie de vapeur (1A) et le corps chauffant (10) comportant une chambre de vaporisation (12) pour la production de vapeur ainsi qu'un insert réalisé (8) dans un matériau différent de celui du corps chauffant (10), caractérisé en ce que ledit insert (8) est réalisé dans un matériau massif, non poreux, possédant une capacité calorifique volumique plus élevée que celle du matériau du corps chauffant (10) et en ce que ledit insert (8) est disposé dans la moitié inférieure du corps chauffant (10) de manière à être à proximité de la semelle (1). 2) Fer à repasser à vapeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit insert (8) est disposé en regard d'une zone de la semelle (1) démunie de trous de sortie de vapeur (1A). 3) Fer à repasser à vapeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le corps chauffant (10) comporte une face inférieure venant au contact de la semelle (1) comprenant un évidement (14) dans lequel est disposé ledit insert (8). 4) Fer à repasser à vapeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit insert (8) est disposé en regard d'une zone centrale de la semelle (1) et comporte une face inférieure en contact direct avec la semelle (1) ainsi qu'une face supérieure en contact direct avec le corps chauffant (10). 5) Fer à repasser à vapeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit insert (8) est disposé sous la chambre de vaporisation (12). 6) Fer à repasser à vapeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite chambre de vaporisation (12) est fermée par un couvercle (7) muni d'un orifice (7A) d'injection d'eau et en ce que ledit insert (8) s'étend en regard dudit orifice (7A) d'injection d'eau. 7) Fer à repasser à vapeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps chauffant (10) est réalisé en alliage d'aluminium. 8) Fer à repasser à vapeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le matériau utilisé pour ledit insert (8) est du cuivre, de la fonte ou du fer. 9) Fer à repasser à vapeur selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'insert (8) est constitué par une plaque de cuivre présentant une masse de l'ordre de 200 g. 10) Fer à repasser à vapeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la puissance de la résistance (11) électrique du corps chauffant est inférieure à 1600 W et de préférence de l'ordre de 1400 W. 11) Fer à repasser à vapeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la semelle (1) est sertie sur le corps chauffant (10).15