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Title:
INDUSTRIAL STEAM WASHING MACHINE COMPRISING A HEAT RECOVERY MEANS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/118965
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an industrial steam washing machine (10), comprising at least one steam-producing boiler (12) feeding at least one circuit comprising a working chamber (16) in which the objects to be washed are subjected to steam, said chamber feeding at least one separator (18), characterised in that the circuit comprises at least one heat recovery means (20), arranged downstream from the separator (18), for recovering heat from the steam in order to reuse said heat for producing steam.

Inventors:
RIDEL, Philippe (La Huchonne, Saint Saire, F-76270, FR)
Application Number:
EP2010/054409
Publication Date:
October 21, 2010
Filing Date:
April 01, 2010
Export Citation:
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Assignee:
RIDEL (3 boulevard Industriel, Zone Industrielle, Neufchâtel-en-Bray, F-76270, FR)
RIDEL, Philippe (La Huchonne, Saint Saire, F-76270, FR)
International Classes:
B08B3/00; A47L15/42; D06F39/00; D06F58/26
Attorney, Agent or Firm:
KOHN, Philippe (33 avenue de la Mare aux Daims, Saint Etienne du Rouvray, F-76800, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Machine (10) à laver industrielle à vapeur, du type qui comporte au moins une chaudière (12) productrice de vapeur alimentant au moins un circuit comportant une enceinte (16) de travail dans laquelle des objets à laver sont soumis à la vapeur, ladite enceinte alimentant au moins un séparateur (18) caractérisée en ce que le circuit comporte au moins un moyen (20) de récupération de chaleur, agencé en aval du séparateur (18), qui est destiné à récupérer la chaleur de la vapeur pour la réutiliser aux fins de production de vapeur.

2. Machine à laver (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit unique et en ce que le moyen (20) de récupération de chaleur est relié à un échangeur (22, 76) communiquant avec ladite chaudière (12). 3. Machine (10) à laver selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le moyen (20) de récupération de chaleur est relié à un échangeur (60) supplémentaire communiquant avec une cuve (62) de réchauffage d'eau de prélavage débitant de l'eau de prélavage à l'intérieur de l'enceinte (16) de travail. 4. Machine (10) à laver selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux circuits et en ce qu'au moins un moyen (20a) de récupération de chaleur d'un circuit est relié à un échangeur (76a) de chaleur communiquant avec la chaudière (12b) d'un circuit voisin. 5. Machine (10) à laver selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'au moins un moyen de récupération de chaleur est relié à au moins un échangeur supplémentaire communiquant avec au moins une cuve de réchauffage d'eau de prélavage débitant de l'eau de prélavage à l'intérieur de l'enceinte de travail d'un circuit voisin.

6. Machine (10) à laver selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un séparateur (18) qui est destiné à séparer le fluide issu de l'enceinte de travail (16) en concentrât et en vapeur, ledit séparateur (18) alimentant un dévésiculeur (28) destiné à séparer des particules d'effluent de la vapeur issue du séparateur (18), et en ce que le moyen de récupération de chaleur (20) comporte un compresseur mécanique de vapeur, alimenté par le dévésiculeur (28), qui alimente en vapeur un échangeur (22) dans les éléments d'échanges (24) duquel circulent l'eau de la chaudière (12).

7. Machine à laver (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chaque échangeur (22) comporte un moyen de récupération de l'eau de condensation issue du refroidissement de la vapeur et un moyen d'alimentation du réservoir (40) de la chaudière (12) associée avec ladite eau, notamment un réservoir tampon (46) relié à l'échangeur (20) qui est susceptible d'alimenter le réservoir (40) de la chaudière (12) associée par l'intermédiaire d'une pompe (48) et d'un clapet (50) anti-retour.

8. Machine à laver (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le moyen de récupération (20) de chaleur comporte une pompe à chaleur dont un fluide caloporteur reçoit de la chaleur du séparateur (18) et restitue ladite chaleur dans un échangeur (76) dans les éléments d'échanges duquel circulent l'eau de la chaudière (12).

9. Machine à laver (10) selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que la chaudière (12) comporte un réservoir (40) muni d'une résistance (42) et une cuve d'ébull ition (44), et en ce que les éléments d'échange (24) de l'échangeur (22) sont interposés entre le réservoir (40) et la cuve d'ébull ition (44).

10. Machine à laver (10) selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que la chaudière (12) comporte un réservoir (40) muni d'une résistance (42) formant cuve d'ébull ition, et en ce que le réservoir (40) est relié par l'intermédiaire d'une pompe de circulation forcée à une entrée (56) de l'échangeur externe (24) dont une sortie (58) est reliée audit réservoir (40).

1 1 . Machine à laver (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque enceinte (16) de travail est étanche et reliée à une pompe à vide

(25), pour effectuer le lavage des objets sensiblement sous vide d'air.

Description:
"Machine à laver industrielle à vapeur comportant un moyen de récupération de chaleur"

L'invention concerne une mach ine à laver industrielle à vapeur comportant des moyens de récupération de chaleur. L'invention concerne plus particulièrement un machine à laver industrielle à vapeur, du type qui comporte au moins une chaud ière productrice de vapeur al imentant au moins un circu it comportant une enceinte de travail destinée à recevoir des objets à laver, lad ite enceinte alimentant au moins un séparateur. On connaît de nombreux exemples de mach ines à laver à vapeur.

Il est connu de l'état de la techn ique de concevoir une mach ine à laver comportant une enceinte de travail fermée destinée à recevoir un objet, pour soumettre led it objet sous pression ambiante à un ou plusieurs jets de vapeur. Dans une mach ine à laver de ce type, la vapeur est ensu ite d ispersée dans l'atmosphère.

Cette conception présente de nombreux inconvén ients. Le premier d'entre eux est que cette technolog ie est extrêmement consommatrice d'énerg ie. A titre d'exemple, on estime qu'il est nécessaire de bénéficier de 700 Watts heure pour évaporer un l itre d'eau .

Il est donc nécessaire de recycler au moins en partie la vapeur relâchée, sinon la total ité de la chaleur de la vapeur relâchée pour réduire l'apport d'énerg ie fourn i à l'eau contenue dans la chaudière, dans le but de provoquer son ébull ition en util isant un min imum d'énerg ie.

Des moyens de recyclage de la chaleur contenue dans la vapeur sont d'ores et déjà connus de l'état de la technique en ce qui concerne un domaine sensiblement d ifférent qui est celu i des mach ines permettant le lavage de textiles à l'eau .

Le document US-B1 -6585781 décrit et représente une mach ine à laver les textiles util isant de l'eau pour le lavage, et non de la vapeur, qui comporte en outre des moyens de séchage des textiles à l'aide de vapeur saturée.

Un compresseur permet de réutiliser une partie de la chaleur de la vapeur de séchage aux fins de production de vapeur.

Le document WO-A1 -2007/144340 décrit quand à lui une machine à laver dont l'eau d'admission est réchauffée par une pompe à chaleur prélevant des calories dans le milieu ambiant.

Malheureusement, ces moyens ne peuvent être appliqués à une machine à laver industrielle dont le rôle principal est de dégraisser à la vapeur des pièces mécaniques.

D'autre part, les machines à laver connues de l'état de la technique ne permettent pas le lavage de pièces délicates, telles que des pièces peintes, des tissus teints, ou des pièces en matériaux plastiques qui ne supportent pas une température élevée. Il est donc nécessaire de pouvoir soumettre ces pièces à la vapeur et à une température réduite, ce qui doit être effectué dans une enceinte pouvant être soumise au vide.

Une telle enceinte doit néanmoins pouvoir aussi fonctionner sous pression atmosphérique.

Dans ce but, l'invention propose une machine à laver du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le circuit comporte au moins un moyen de récupération de chaleur, agencé en aval du séparateur, qui est destiné à récupérer la chaleur de la vapeur pour la réutiliser aux fins de production de vapeur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - la machine à laver comporte un circuit unique et le moyen de récupération de chaleur est relié à un échangeur communiquant avec ladite chaudière, - le moyen de récupération de chaleur est rel ié à un échangeur supplémentaire communiquant avec une cuve de réchauffage d'eau de prélavage débitant de l'eau de prélavage à l'intérieur de l'enceinte de travail, - la mach ine à laver comporte au moins deux circuits et au moins un moyen de récupération de chaleur d'un circu it qu i est rel ié à un échangeur de chaleur commun iquant avec l a chaud ière d'un circuit voisin , - au moins un moyen de récupération de chaleur est rel ié à au moins un échangeur supplémentaire commun iquant avec au moins une cuve de réchauffage d'eau de prélavage débitant de l'eau de prélavage à l'intérieur de l'enceinte de travail d'un circu it voisin , - selon une configuration du moyen de récupération de chaleur, la mach ine comporte un séparateur qu i est destiné à séparer le flu ide issu de l'enceinte de travail en concentrât et en vapeur, led it séparateur al imentant un dévésiculeur destiné à séparer des particules d'effluent de la vapeur issue du séparateur, et le moyen de récupération de chaleur comporte un compresseur mécanique de vapeur, al imenté par le dévésiculeur, qui al imente en vapeur un échangeur dans les éléments d'échanges duquel circulent l'eau de la chaud ière,

- chaque échangeur comporte un moyen de récupération de l'eau de condensation issue du refroidissement de la vapeur et un moyen d'al imentation du réservoir de la chaudière associée avec ladite eau, notamment un réservoir tampon rel ié à l'échangeur qui est susceptible d'al imenter le réservoir de la chaudière associée par l'intermédiaire d'une pompe et d'un clapet anti-retour,

- selon une autre configuration du moyen de récupération de chaleur, led it moyen de récupération de chaleur comporte une pompe à chaleur dont un flu ide caloporteur reçoit de la chaleur du séparateur et restitue ladite chaleur à un échangeur dans les éléments d'échanges duquel circule l'eau de la chaud ière,

- selon une configuration de l'échangeur, la chaud ière comporte un réservoir mun i d'une résistance et une cuve d'ébu 11 ition , et les éléments d'échange de l'échangeur sont interposés entre le réservoir et la cuve d'ébullition,

- selon une autre configuration de l'échangeur, la chaudière comporte un réservoir muni d'une résistance formant cuve d'ébullition, et le réservoir est relié par l'intermédiaire d'une pompe de circulation forcée à une entrée de l'échangeur externe dont une sortie est reliée audit réservoir,

- selon une variante de l'invention, chaque enceinte de travail est étanche et reliée à une pompe à vide, pour effectuer le lavage des objets sensiblement sous vide d'air.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'une machine à laver selon un premier mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 2 est une vue schématique d'une machine à laver selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 3 est une vue schématique d'une machine à laver selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 4 est une vue schématique d'une machine à laver selon un quatrième mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 5 est une vue schématique d'une première variante de la machine à laver selon le deuxième mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 6 est une vue schématique d'une seconde variante de la machine à laver selon le deuxième mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 7 est une vue schématique d'une troisième variante de la machine à laver selon le deuxième mode de réalisation de l'invention . Dans la description qu i va su ivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires.

On a représenté aux figures 1 à 3 une machine 1 0 à laver industrielle à vapeur.

De man ière connue, la machine 1 0 comporte au moins une chaudière 1 2 productrice de vapeur al imentée en eau par une entrée 14, et al imentant au moins un circu it comportant une enceinte de travail 1 6 dans laquelle des objets à laver (non représentés) sont soum is à la vapeur.

Les objets sont par exemple des pièces mécan iques que la vapeur permet de dégraisser.

L'enceinte 1 6 al imente au moins un séparateur 18 qu i est destiné à séparer le fluide issu de l'enceinte 1 6 de travail en vapeur et en eau . Le séparateur 18 est destiné à séparer le fluide issu de l'enceinte de travail en concentrât, sortant par une sortie 26, et en vapeur chargée d'effluents qu i est alors dirigée vers un dévésiculeur 28, destiné à séparer des particules d'effluent de la vapeur issue du séparateur Conformément à l'invention , le circuit comporte au moins un moyen 20 de récupération de chaleur, agencé en aval du séparateur 1 8, et en particul ier en sortie du dévésiculeur 28, qui est destiné à récupérer la chaleur de la vapeur pour la réutil iser aux fins de production de vapeur. Selon un premier mode de réal isation de l'invention qui a été représenté à la figure 1 , le moyen 20 de récupération comporte de manière triviale un compresseur 20, qui est destiné à réinjecter directement la vapeur dans un condu it 21 débouchant dans l'enceinte 1 6 de travail . Avantageusement, une pompe à vide 25 agencée en aval du compresseur 20 permet de faire le vide dans l'enceinte 16 de travail pour réaliser un lavage pu is un séchage sous vide. Selon un deuxième mode et un troisième mode de réalisation qui ont été représentés respectivement aux figures 2 et 3, la machine à laver 10 comporte un circuit unique et le moyen de récupération 20 de chaleur est associé à un échangeur 22 ou 76 communiquant avec la chaudière 12.

Plus particulièrement, selon le deuxième mode de réalisation qui a été représenté d'une manière générale à la figure 2 et en particulier aux figures 5 à 7, le moyen 20 de récupération de chaleur comporte un compresseur 20 mécanique de vapeur, qui alimente en vapeur un échangeur 22 dans les éléments d'échanges 24 duquel circulent l'eau de la chaudière 12.

Dans ce mode de réalisation avec compresseur, le séparateur 18 est destiné à séparer le fluide issu de l'enceinte de travail en concentrât, sortant par une sortie 26, et en vapeur chargée d'effluents qui est alors dirigée vers un dévésiculeur 28, destiné à séparer des particules d'effluent de la vapeur issue du séparateur. Le compresseur 20 est donc branché en sortie du dévésiculeur 28.

La machine 10 peut comporter une vanne 23 et une pompe à vide 25 associée qui permettent de faire le vide dans l'enceinte 16 de travail pour réaliser un lavage puis un séchage sous vide. Toutefois cette caractéristique n'est pas limitative de l'invention .

Comme l'illustre plus précisément la figure 5 qui représente une première variante de réalisation de l'invention, la machine à laver 10 comporte par exemple à l'intérieur de l'enceinte 16 de travail un panier 29 destiné à recevoir les pièces ou objets 31 à laver. Ce panier peut notamment être reçu dans un tambour rotatif 30, monté sur galets 32, qui est destiné à permettre une exposition uniforme des objets à la vapeur qui est débitée dans l'enceinte de travail par une buse 34 alimentée par la chaudière 22. Dans cette configuration , l'enceinte, le séparateur 1 8 et le dévésiculeur 28 sont regroupés en un seul ensemble, mais cette caractéristique n'est pas essentielle de l'invention .

La sortie 26 des concentrats est agencée dans une partie inférieure de l'enceinte 1 6, et elle comporte une vanne 36 d'extraction et une pompe 38 d'extraction .

Le compresseur 20 agencé en sortie du dévésiculeur 28 est de manière connue un compresseur à lobes de type "roots". Il débite la vapeur surpressée dans l'échangeur 22. Dans la prem ière variante du deuxième mode de réal isation de l'invention qu i a été représenté à la figure 5, la chaudière 1 2 comporte un réservoir 40 mun i d'une résistance 42 et une cuve d'ébull ition 44 dans laquelle se forme la vapeur et qu i al imente la buse 34. Dans ce cas, de préférence, les éléments d'échange 24 de l'échangeur 22 sont interposés entre le réservoir

40 et la cuve d'ébull ition 44.

Le réservoir 40 est par exemple rel ié à un niveau d'eau 41 . Avantageusement, l'échangeur 22 comporte un moyen de récupération de l'eau de condensation issue du refroid issement de la vapeur et un moyen d'al imentation du réservoir 40 de la chaudière 1 2 associée avec ladite eau .

Ainsi, par exemple, l'échangeur 22 comporte un réservoir 46 tampon qui est rel ié à l'échangeur 22 et qui est susceptible d'al imenter le réservoir 40 de la chaudière 12 associée par l'interméd iaire d'une pompe 48 et d'un clapet anti-retour 50.

Ce réservoir peut aussi al imenter un circu it 47 de refroid issement comportant une vanne 49 et une buse d'aspersion 51 qu i est destinée à débiter de l'eau en amont du compresseur 20, pour le refroidir rapidement en cas d'intervention . Une deuxième variante du deuxième mode de réal isation , qui a été représentée à la figure 6, reprend sensiblement la configuration de la prem ière variante, à cette différence que la chaudière comporte un réservoir 40 mun i d'une résistance 42 formant cuve d'ébullition, et à la différence que le réservoir 40 est relié par l'intermédiaire d'une pompe 52 de circulation forcée à une entrée 56 de l'échangeur externe 22, dit échangeur à circulation forcée, dont une sortie 58 est reliée audit réservoir 40. Cette configuration permet d'accélérer le réchauffage de l'eau du réservoir de la chaudière 12 pour améliorer la récupération de la chaleur issue de la vapeur.

Selon une troisième variante du deuxième mode de réalisation qui a été représenté à la figure 7, le compresseur 20 est relié à un échangeur supplémentaire 60 communiquant avec une cuve 62 de réchauffage d'eau de prélavage, munie d'une résistance 66 et débitant de l'eau de prélavage par l'intermédiaire d'une buse 64 à l'intérieur de l'enceinte 16 de travail.

Dans cette configuration, le moyen de récupération de chaleur que constitue le compresseur 20 permet à la fois de rationaliser le chauffage d'une eau de prélavage et de produire de la vapeur à moindre coût.

Selon un troisième mode de réalisation qui a été représenté de manière schématique à la figure 3, le moyen de récupération de chaleur 20 comporte une pompe à chaleur dont un fluide caloporteur reçoit de la chaleur du séparateur et restitue ladite chaleur à un échangeur 76 dans les éléments d'échanges duquel circulent l'eau de la chaudière 12.

Plus précisément, la pompe à chaleur comporte un premier échangeur 72 de condensation qui est agencé en sortie du séparateur 18. Cet échangeur reçoit les calories de la vapeur sortant du séparateur et les communique à un fluide caloporteur contenu dans un circuit aller 73 de la pompe à chaleur. Ce fluide est compressé par un compresseur 74 de la pompe à chaleur qui est relié à un second échangeur de transfert 76 de la pompe à chaleur, qui transfère les calories à l'eau de la chaudière 12. Le fluide caloporteur est ensuite réacheminé au premier échangeur 72 par l'intermédiaire d'un circuit retour 75. On remarquera que, dans cette configuration, le premier échangeur 72 de condensation peut jouer le rôle du dévésiculeur et permettre l'évacuation des condensats par l'intermédiaire de la sortie 26. Une pompe à vide 25 associée permet de faire le vide dans l'enceinte 16 de travail pour réaliser un lavage puis un séchage sous vide.

Enfin, dans un quatrième mode de réalisation qui a été représenté à la figure 4, la machine à laver 10 comporte au moins deux circuits analogues au second mode de réalisation de la figure 2. Les éléments de chacun de ces circuits, analogues à celui de la figure 3, sont identifiés par les mêmes références indicées en "a" et "b". Ainsi, au moins un moyen 20a de récupération de chaleur communique avec la chaudière 12b d'un circuit voisin .

On remarquera que, dans cette configuration, le moyen 20 de récupération de chaleur a été représenté comme comportant un pompe à chaleur, mais pourrait parfaitement être constitué d'un compresseur analogue au deuxième mode de réalisation de l'invention associé à un échangeur simple.

Par ailleurs, on a représenté à la figure 4 une machine à laver ne comportant que deux circuits, mais il sera compris que la machine peut comporter une pluralité de circuits en cascade comportant chacun un moyen de récupération de chaleur 20 alimentant la chaudière 12 du circuit voisin à pression et à températures inférieures.

De même, selon une variante (non représentée) de l'invention, au moins un moyen 20 de récupération de chaleur peut être relié à au moins un échangeur supplémentaire communiquant avec au moins une cuve de réchauffage d'eau de prélavage débitant de l'eau de prélavage à l'intérieur de l'enceinte de travail d'un circuit voisin, d'une manière analogue à la troisième variante de réalisation du deuxième mode de réalisation .

Il sera compris que, dans les troisième et quatrième modes de réalisation de l'invention dans lesquels le moyen de récupération de chaleur 20 est une pompe à chaleur, chaque échangeur de condensation 72 peut comporter un moyen de récupération de l'eau de condensation issue du refroidissement de la vapeur et un moyen d'alimentation du réservoir 12 de la chaudière 12 associée avec ladite eau, notamment un réservoir tampon relié à l'échangeur qui est susceptible d'alimenter le réservoir de la chaudière associée par l'intermédiaire d'une pompe et d'un clapet anti-retour, similairement au deuxième mode de réalisation de l'invention .

De même, il sera compris que, dans les troisième et quatrième modes de réalisation de l'invention dans lesquels le moyen de récupération de chaleur 20 est une pompe à chaleur, les éléments d'échange de l'échangeur de transfert 76 peuvent être interposés entre un réservoir de chaudière 12 et une cuve d'ébull ition, ou bien le réservoir 12 peut être relié par l'intermédiaire d'une pompe de circulation forcée à une entrée de l'échangeur externe de transfert 76 dont une sortie est reliée audit réservoir, selon une configuration analogue à la deuxième variante du deuxième mode de réalisation de l'invention .

Enfin, dans tous les modes de réalisation de l'invention, chaque enceinte 16 de travail peut être reliée directement ou indirectement à une pompe à vide 25, et est dans susceptible d'être fermée de manière étanche, pour effectuer le lavage des objets sensiblement sous vide d'air.

Cette configuration permet le lavage à la vapeur de pièces délicates, telles que des pièces peintes, des tissus teints, ou des pièces en matériau plastiques qui ne supportent pas une température élevée. Un tel lavage serait rendu impossible à pression atmosphérique car la température de la vapeur est de 100° Celsius, mais cette température peut être abaissée dès lors que l'enceinte est soumise à une pression inférieure à 1 bar.

L'invention propose donc une machine industrielle à laver particulièrement innovante et économique.