Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR CLEANING IN A LIQUID MEDIUM FABRICS OR CLOTHES, AND PLANT FOR IMPLEMENTING SUCH METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/005352
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for cleaning in a liquid medium fabrics or clothes, characterized in that it comprises a vacuum drying step carried out under a pressure between 1.5x103 and 15x103 Pa in the presence of vapour intended to be used as a carrier for removing said liquid and injected from a source at a pressure between 0.8x104 and 8x104 Pa. It also relates to a plant for implementing such method.

Inventors:
CHAMPEAU ANDRE (FR)
Application Number:
PCT/FR1995/000976
Publication Date:
February 22, 1996
Filing Date:
July 20, 1995
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
I L S A S P A (IT)
CHAMPEAU ANDRE (FR)
International Classes:
D06F43/08; D06F43/00; (IPC1-7): D06F43/08
Foreign References:
FR88834E1967-03-31
FR1143923A1957-10-07
US1843657A1932-02-02
FR2696480A11994-04-08
FR1338398A1963-09-27
DE3824046A11990-02-08
Download PDF:
Claims:
REVENDICATIONS
1. Procédé de nettoyage en milieu liquide de pièces d'étoffes ou de vêtements, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de séchage sous vide réalisée sous une pression comprise entre 1,5.10^ et 15.10^ Pa en présence de vapeur destinée à servir de vecteur pour l'élimination dudit liquide et injectée à partir d'une source à pression comprise entre 0.8.104 et 8.104 Pa.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape de séchage est réalisée à une température comprise entre 30 et 55*C.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la paroi de l'enceinte dans laquelle est réalisé le séchage est portée durant cette étape à une température entre 40 et 75*C.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite vapeur est de la vapeur d'eau.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite vapeur est surchauffée à une température comprise entre 80 et 150#C avant son injection.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite vapeur est injectée dans l'enceinte de séchage dès que le vide atteint une valeur comprise entre 1,5 et 15.10 Pa.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre une différence des températures des parties chaudes et des parties froides de l'installation complète de nettoyage comprise entre 50 et 60*C.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on réalise l'étape de séchage dans le cadre d'un système bivariant permettant de choisir pour une pression donnée la température et la proportion de vapeur injectée pendant ladite étape.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit milieu liquide est constitué d'un solvant organique.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit solvant organique est un solvant chloré, de préférence le perchloréthylène.
11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit solvant est un hydrocarbure, par exemple, de Cg à C1 saturé ou non, tel que l'undécane, ou un dérivé de ces hydrocarbures tel qu'un ester ou un alcool, mélangé ou non à de l'eau et susceptible de convenir pour le nettoyage.
12. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu'elle comprend une enceinte étanche de séchage (1) comprenant un tambour rotatif (2) et des moyens permettant de réaliser un vide compris entre 1,5.10* et 15.10^ Pa dans ladite enceinte pendant l'étape de séchage, ainsi que des moyens de fourniture et d'injection de vapeur dans ladite enceinte.
13. Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que lesdits moyens permettant d'établir ledit vide sont constitués d'une pompe à vide (10) à anneau liquide fonctionnant en circuit fermé et d'un éjecteur à air (11) placé sur le dispositif d'aspiration de ladite pompe à vide.
14. Installation selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisée en ce que ledit tambour rotatif (2) est pourvu d'un dispositif de chauffage.
15. Installation selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (3) permettant de surchauffer la vapeur basse pression avant son introduction dans le tambour.
16. Installation selon l'une des revendications 12 à 15, caractérisée en ce que les moyens de chauffage et de refroidissement sont fournis par l'intermédiaire d'un système de pompe à chaleur.
17. Installation selon la revendication 16, caractérisée en ce que le système de pompe à chaleur comprend : un compresseur (18) un générateur de chaleur (15) des dispositifs de refroidissement (17, 19).
18. Installation selon la revendication 17, caractérisée en ce que ledit générateur de chaleur (15) fournit : de la vapeur en basse pression qui est réchauffée par le réchauffeur (3) avant injection dans la machine (1) de l'eau chaude mise en circulation par la pompe (20) dans un circuit destiné au chauffage de la surface du tambour (2).WO96/05352 REVENDICATIONS MODIFIEES PCT/FR95/00976 [reçues par le Bureau international le 12 décembre 1995 (12.12.95) revendications 1>4'6 et 7"17 remplacées par les revendications î et'δ15 modifiées; revendication 4 ajoutée; autres revendications inchanqées (2 pages ) ] 1 Procédé de nettoyage en milieu liquide de pièces d'étoffes ou de vêtements, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de séchage sous vide réalisée 5 sous une pression comprise entre 1,5.10^ et 15.10^ Pa en présence de vapeur d'eau destinée à servir de vecteur pour l'élimination dudit liquide et injectée dans l'enceinte de séchage dès que le vide atteint une valeur comprise entre 1,5 et 15.10^ Pa à partir d'une source à pression comprise entre 0,8.104 et 8.104 Pa.
19. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite étape de 10 séchage est réalisée à une température comprise entre 30 et 55 °C.
20. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la paroi de l'enceinte dans laquelle est réalisé le séchage est portée durant cette étape à une température entre 40 et 75 °C.
21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en 15 ce que ladite vapeur est surchauffée à une température comprise entre 80 et 150°C avant son injection.
22. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre une différence des températures des parties chaudes et des parties froides de l'installation complète de nettoyage comprise entre 50 et 60°C.
23. 20 6.
24. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on réalise l'étape de séchage dans le cadre d'un système bivariant permettant de choisir pour une pression donnée la température et la proportion de vapeur injectée pendant ladite étape.
25. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit 25 milieu liquide est constitué d'un solvant organique.
26. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit solvant organique est un solvant chloré, de préférence le perchloréthylène.
27. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit solvant est un hydrocarbure, par exemple, de Cg ^ C^ saturé ou non, tel que l'undécane, ou 30 un dérivé de ces hydrocarbures tel qu'un ester ou un alcool, mélangé ou non à de l'eau et susceptible de convenir pour le nettoyage.
28. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend une enceinte étanche de séchage (1) comprenant un tambour rotatif (2) et des moyens permettant de réaliser 35 un vide compris entre 1 ,5.10^ et 15. 10^ Pa dans ladite enceinte pendant l'étape de séchage, ainsi que des moyens de fourniture et d' injection de vapeur dans ladite enceinte.
29. 11 Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que lesdits moyens permettant d'établir ledit vide sont constitués d'une pompe à vide (10) à anneau liquide fonctionnant en circuit fermé et d'un éjecteur à air (11) placé sur le dispositif d'aspiration de ladite pompe à vide.
30. Installation selon l'une des revendications 10 ou 11 , caractérisée en ce que ledit tambour rotatif (2) est pourvu d'un dispositif de chauffage.
31. Installation selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (3) permettant de surchauffer la vapeur basse pression avant son introduction dans le tambour.
32. Installation selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisée en ce que les moyens de chauffage et de refroidissement sont fournis par l'intermédiaire d'un système de pompe à chaleur.
33. Installation selon la revendication 14, caractérisée en ce que le système de pompe à chaleur comprend : un compresseur (18) un générateur de chaleur (15) des dispositifs de refroidissement (17, 19).
Description:
PROCEDE DE NETTOYAGE EN MILIEU LIQUIDE DE PIECES D'ETOFFES OU DE VETEMENTS ET INSTALLATION POUR SA MISE EN OEUVRE

L'invention concerne un procédé de nettoyage en milieu liquide de pièces d'étoffes ou de vêtements et une installation pour sa mise en oeuvre.

Dans les techniques de nettoyage en milieu liquide actuellement uti¬ lisées, on procède d'abord à un lavage par mise en contact des pièces à nettoyer avec le liquide, constamment épuré, par brassage à l'intérieur d'un tambour rotatif, ou par pulvérisation du liquide sur les pièces en mouvement. Dans une seconde phase, on extrait mécaniquement une proportion plus ou moins élevée du liquide, par des techniques variées d'essorage ou de pressage.

Finalement, le reste du liquide doit être extrait des pièces au cours d'une opération dite de séchage. Celle-ci doit être poussée jusqu'à l'élimination totale du liquide, en particulier quand il s'agit de solvants organiques de nature souvent toxique, même à très faible dose.

La plupart des machines de nettoyage par solvant mettent en oeuvre un procédé de séchage en circuit fermé à circulation d'air. La chaleur nécessaire à l'évaporation du solvant restant après essorage mécanique est apportée par l'air en circulation. Le solvant entraîné est ensuite condensé dans la partie froide du circuit.

Les besoins de chauffage et de refroidissement sont d'autant plus proches de l'équivalence que les températures d'évaporation et de refroidissement sont voisines.

En fait, les machines de nettoyage modernes sont équipées d'un système de pompe à chaleur qui permet de récupérer environ 50 % de l'énergie thermique nécessaire.

Or :onnaît également des procédés de nettoyage des vêtements par solvants dans lequels l'étape de séchage est réalisée sous vide. C'est en particulier le cas des procédés décrits dans le brevet FR-A-1338 398 et son certificat d'addition FR-E-88 834. Selon le procédé décrit dans le certificat d'addition, il est préconisé d'envoyer avant et/ou pendant l'application du vide, des vapeurs chauffées ou surchauffées, en particulier des vapeurs de solvants, pour transférer de

la chaleur au solvant résiduel et le vaporiser. Toutefois, ce document ne suggère nullement d'envoyer, tout au long de l'étape de séchage, de la vapeur produite sous basse pression, en particulier de la vapeur d'eau surchauffée.

Or, les essais réalisés par l'inventeur de la présente demande ont clairement montré que l'utilisation de vapeur surchauffée dès la mise sous vide contribue grandement à l'accélération des échanges thermiques nécessaires au séchage.

Le brevet français FR-2 696 480 incorporé en référence décrit également un procédé de séchage sous vide par extraction, dite "azéotropique" avec de la vapeur d'eau détendue.

Ce procédé présente un certain nombre d'avantages sur les procédés classiques : rapidité du séchage, élimination complète du solvant, qualité du nettoyage, absence de charges électrostatiques.

Dans l'état actuel de la technique, les machines utilisées sont assez bien adaptées à l'utilisation de solvants tels que le perchloréthylène.

Toutefois, ce solvant présente un niveau de toxicité qui le condamnerait à moyen terme s'il n'était pas possible de réduire effectivement les émissions au voisinage de zéro, ce que les machines classiques à séchage à l'air ne permettent pas vraiment. Celles-ci résultent d'ailleurs d'un compromis en ce qui concerne les capacités spécifiques de traitement.

Dans ces machines, il faut en effet deux fois plus de capacité de "con¬ tenant" pour le séchage que pour le lavage. La capacité de tambour adoptée résulte donc d'un compromis entre ces deux valeurs. D'autre part, l'utilisation comme solvant d'hydrocarbures tels que l'undécane, dans les machines de type classique, pose des problèmes de sécurité qu'on pallie en opérant sous gaz inerte, produit par un générateur d'azote assez coûteux.

En outre, du fait de la faible volatilité du solvant, la durée du séchage est pratiquement doublée (par rapport au solvant chloré).

Par ailleurs, avec l'utilisation de solvants peu volatils, de la famille des hydrocarbures, actuellement envisagés, les procédés mettant en oeuvre une étape de séchage sous vide, comme les autres plus classiques, consomment beaucoup d'énergie.

Le nouveau procédé et les moyens de sa mise en oeuvre, objet de la présente invention apportent une réponse aux insuffisances et aux imperfections des techniques actuelles ainsi qu'aux besoins exprimés par les utilisateurs.

Ainsi, plus précisément, le procédé de l'invention consiste à réaliser la phase de séchage sous vide en présence de vapeurs, en particulier de vapeur d'eau surchauffée, injectée à basse pression.

L'injection de vapeur basse pression, en particulier de vapeur d'eau basse pression surchauffée, dès la mise sous vide de l'enceinte de séchage permet de chasser complètement l'air contenu dans la machine. L'opération de séchage réalisée selon l'invention met en oeuvre un processus d'extraction non azéotropique, c'est-à-dire qu'il est possible de faire varier le débit de la vapeur d'injection pour un résultat donné, car le système est bivariant, alors que dans un processus azéotropique, monovariant par nature, le rapport des quantités de vapeur d'eau et de solvant est déterminé en fonction de la pression. L'avantage du procédé de l'invention qui permet de réaliser un système d'extraction non azéotropique du solvant se trouve encore accru lors de l'utilisation de solvants hydrocarbonés du type undécane, car l'utilisation d'un tel solvant conduirait à des consommations beaucoup plus importantes de vapeur d'eau dans le cas d'un système azéotropique : en effet, il faudrait 5 kg de vapeur pour 1 kg de solvant dans un tel système alors que le procédé de l'invention permet de limiter la consommation de vapeur à 1,1 kg, au plus, pour 1 kg de solvant, soit donc cinq fois moins.

Un autre avantage du procédé selon l'invention est qu'il permet d'abaisser la température de vaporisation du solvant. Ainsi, sous une pression de 3.10^ Pa, avec le perchloréthylène, elle est seulement de 14*C, alors qu'elle est d'environ 28*C dans les procédés décrits dans le brevet FR-E-88834 cité ci- dessus.

Il en résulte que dans le procédé selon l'invention, le gradient d'évaporation, c'est-à-dire la différence entre la température de l'environnement des vêtements à l'intérieur du panier de la machine et celle du solvant dans les vêtements est pratiquement doublé, ce qui accroît considérablement l'efficacité du séchage.

Par ailleurs, lorsque l'on envisage d'utiliser des solvants hydrocarbonés qui sont appelés à remplacer les solvants chlorés, l'élimination de l'air par balayage

à la vapeur constitue un second avantage particulièrement important du procédé de l'invention puisqu'il permet d'éviter l'utilisation d'un générateur de gaz inerte tel qu'il est utilisé en particulier actuellement dans les machines classiques et qui représente un supplément de prix de l'installation d'au moins 20 %. Un autre avantage de l'utilisation de vapeur surchauffée lors de la mise sous vide est qu'elle contribue également à l'accélération des échanges thermiques nécessaires au séchage.

En effet, l'efficacité de ce vecteur de chaleur est très supérieure à celle de l'air ou des solvants utilisés dans le procédé décrit, en particulier dans le brevet FR-E-88 834 cité ci-dessus.

La description qui suit, donnée en particulier en référence aux figures 1 à 3, illustre clairement les avantages du procédé de l'invention.

Les figures représentent respectivement :

- figure 1 : le diagramme de MOLLIER donnant l'enthalpie (H) du système en fonction de son entropie (S),

- figure 2 : une installation perfectionnée permettant la mise en oeuvre du procédé de l'invention,

- figure 3 : une autre installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Selon un premier aspect, l'invention concerne un nouveau procédé de séchage sous vide.

Selon une de ses caractéristiques essentielles, l'invention concerne un procédé de nettoyage en milieu liquide de pièces d'étoffes ou de vêtements comprenant une étape sous vide réalisée sous une pression comprise entre 1,5.10^ et 15.10^ Pa en présence de vapeur destinée à servir de vecteur pour l'élimination dudit liquide et injectée à partir d'une source à une pression comprise entre 0,8.10'* et 8.10 4 Pa, de préférence entre 4 et 6.10 4 Pa.

Cette étape de séchage est avantageusement effectuée à une tempéra¬ ture comprise entre 30 et 55*C, et de préférence entre 35 et 45'C. Cette température est assurée avantageusement en portant la paroi de l'enceinte où est effectué le séchage à une température comprise entre 40 et 75 * C, assurant ainsi un transfert direct de chaleur.

Selon une variante de l'invention, l'extraction du solvant est réalisée dans un processus dans lequel la vapeur injectée est de la vapeur d'eau.

La vapeur d'eau est de préférence surchauffée à une température com¬ prise entre 80 et 150*C avant son injection.

La vapeur est avantageusement introduite dès le début de la phase de séchage et pendant toute la durée de cette étape. Elle est par conséquent introduite dès que le vide atteint une valeur comprise entre 1,5 et 15.10 3 Pa.

Les conditions de température et de pression de la vapeur injectée permettent de réaliser, à la différence du système réalisé dans le brevet FR-

2 696 480, un système essentiellement non azéotropique d'extraction du solvant. Il s'agit d'un système bi-variant qui permet d'optimiser les conditions d'extraction du solvant.

Selon une variante particulièrement avantageuse, le procédé de l'invention met en outre en oeuvre un système de pompe à chaleur à haute performance obtenue grâce à la faible différence des températures des parties chaude et froide qui peut être comprise entre 50 et 60*C. Le coefficient pratique de performance est ainsi voisin de 3.

Ce dispositif fournit l'ensemble des besoins en chaleur et en refroidis¬ sement.

Ainsi, un générateur de chaleur fournit de la vapeur basse pression, à une pression comprise entre 0,8.10^ et 8.10 4 Pa et en même temps de l'eau de chauffage à une température de l'ordre de 40 à 75*C, avantageusement de 40 à 55*C, selon les besoins.

Les caractéristiques ci-dessus se traduisent :

1) Par un gradient d'extraction élevé, accélérant le processus, en par¬ ticulier quand il s'agit de solvants dits "lourds" tels que, par exemple l'undέcane. 2) L'utilisation de vapeur d'eau à basse pression pour le balayage, évite les inconvénients inhérents à l'emploi de vapeur à 3 à 5.10^ pa fournie par les générateurs classiques, vapeur dont la détente à l'intérieur de la machine n'est pas exempte de risques de condensation comme le montre le diagramme de Mollier, donné sur la figure 1 et bien connu de l'homme du métier. Ce diagramme montre que, dans les conditions de la présente invention, la vapeur de balayage évolue très au-dessus de la courbe de saturation, ce qui n'est pas le cas lorsqu'on détend la vapeur à 3 à 5.10^ Pa à l'intérieur de la machine.

3) Une consommation d'énergie réduite même par rapport à celle des machines classiques avec pompe à chaleur, le gain étant d'au moins 30 .

4) Pas de consommation d'eau.

5) Une émission résiduelle de solvant extrêmement basse. La con¬ centration de solvant dans la machine à l'ouverture, est inférieure à 25 ppm alors que les meilleures machines, respectant d'ailleurs les normes actuelles, présentent des concentrations au moins 10 fois plus importantes.

Le diagramme de MOLLLER représenté sur la figure 1 met en évidence l'intérêt de procéder à l'injection de vapeur d'eau à partir d'une source de vapeur surchauffée, par exemple à 150*C, sous une pression réduite, représentée par le domaine hachuré D du graphique. La détente résultant de l'introduction de cette vapeur dans une enceinte sous plus faible pression se produit selon la flèche F. Le risque de condensation, matérialisé par la zone du diagramme, située en dessous de la courbe de saturation (I), est pratiquement nul.

Par contre, la détente d'une vapeur, à la même température de 150*C, mais depuis une pression de 5.10^ Pa, présente de grands risques de condensation. Une telle détente s'effectue selon des chemins situés entre une détente isentropique matérialisée par la verticale BA^ et une détente isenthalpique suivant l'horizontale BAQ. Selon l'importance du travail fourni par la vapeur au cours de sa détente, le chemin est plus ou moins incliné entre BA et BAQ.

A titre d'exemples, on a matérialisé sur la figure 1 ces détentes intermédiaires représentées par les courbes BA2, BA3, BA4, BA5. Seule la détente selon BAi, pratiquement sans travail "extérieur", est exempte de condensation.

Un autre avantage de ce procédé de séchage selon l'invention est que, s'il convient parfaitement bien dans le cas des procédés de nettoyage en milieu liquide utilisant, comme c'est le cas le plus souvent à l'heure actuelle, des solvants organiques et plus particulièrement des solvants chlorés, en particulier le perchlor¬ éthylène, il pourra également être mis en oeuvre avec des solvants de type hydro¬ carbure, en particulier des hydrocarbures saturés ou non en Cg à Ci 2 par exemple l'undécane, ou des dérivés de ces hydrocarbures de type esters ou alcools éventuel¬ lement en mélange avec de l'eau et susceptibles de convenir pour le nettoyage. Ceci représente un avantage particulier de l'invention car il n'est pas exclu que ce type de solvants soit amené dans l'avenir à remplacer les solvants chlorés largement utilisés à l'heure actuelle.

L'invention concerne également, selon un deuxième aspect, une instal¬ lation pour la mise en oeuvre du procédé précédemment décrit.

Cette installation comprend selon l'une de ses caractéristiques essen¬ tielles une enceinte étanche de séchage comprenant un tambour rotatif et des moyens permettant de réaliser un vide compris entre 1,5.10^ et 15.10^ Pa dans ladite enceinte pendant l'étape de séchage, ainsi que des moyens de fourniture et d'injection de vapeur dans ladite enceinte.

Les moyens permettant d'établir ledit vide sont avantageusement cons¬ titués d'une pompe à vide et d'un éjecteur à air placé sur le dispositif d'aspiration de ladite pompe à vide.

En effet, les pompes à vide à anneau liquide à 2 étages utilisées jusqu'ici ne permettent guère l'obtention de vides inférieurs à 4.10^ Pa et, ceci à condition d'ailleurs, de refroidir l'anneau liquide à 15*C minimum. En outre, au voisinage de cette pression, on évite difficilement la cavitation due à une vaporisation de l'eau à l'intérieur de la pompe, endommageant celle-ci rapidement. Ainsi, selon l'invention, on utilise avantageusement une pompe à anneau liquide. Toutefois, un dispositif d'éjecteur à air est placé à l'aspiration de la pompe à vide, il est alimenté par de l'air à la pression atmosphérique prélevé au refoulement de la pompe, il y a recyclage, et c'est l'éjecteur qui extrait directement sur la capacité et permet d'obtenir un vide avantageusement de l'ordre de 1 300 Pa, inaccessible avec la pompe seule. Le résultat est spectaculaire car le régime d'extraction du solvant se situe alors à un niveau de températures nettement inférieur. L'utilisation de ce nouveau dispositif de vide permet d'extraire les vapeurs de solvant à une température d'équilibre de l'ordre de 15*C au lieu de 30 * C au moins avec la pompe seule. Le gradient de température, gouvernant la vapori¬ sation du solvant, est pratiquement multiplié par 2, passant de 15 # C à 30 * C. Un autre avantage est d'éviter ainsi tout risque de cavitation de la pompe à vide.

Ainsi, dans l'installation de la présente invention comme dans celle décrite dans le brevet FR-2 696 480, la pompe à anneau liquide fonctionne en circuit fermé mais le niveau de vide peut être nettement amélioré grâce à l'adjonction d'un éjecteur à air placé sur le circuit d'aspiration de cette pompe à vide.

Toutefois, dans les machines de faible capacité, la pompe à vide pourrait être remplacée par un dispositif comportant une trompe à eau.

Selon une variante avantageuse de l'invention, l'installation comporte également des moyens de chauffage du tambour rotatif.

Ces moyens peuvent être constitués par des moyens de chauffage direct ou indirect du tambour. On choisira de préférence un chauffage direct. Ce chauffage direct pourra être, en particulier, réalisé au moyen d'un circuit d'eau chaude à 40 à 75*C, constituant la surface cylindrique du tambour, en utilisant, par exemple, un serpentin en tube inox de 20 mm de diamètre, par exemple avec spires espacées de 3 mm. Avec un tel dispositif, ou tout autre équivalent, le transfert de chaleur est beaucoup plus efficace et le rendement thermique est multiplié par trois.

La vapeur d'eau à basse pression est généralement surchauffée avant son injection dans l'enceinte de séchage.

L'installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention comprend également des moyens de chauffage et de refroidissement mettant en oeuvre des quantités de chaleur d'autant plus voisines que le processus s'effectue à plus basse pression.

C'est ainsi qu'un dispositif de pompe à chaleur s'applique ici dans des conditions d'efficacité exceptionnelles.

Il est en effet possible d'opérer entre des températures de 60 et 5*C. Il en résulte un coefficient de performance théorique de 333/55 = 6,05.

On peut donc espérer un coefficient pratique de 3, c'est-à-dire qu'avec un compresseur de 6 k , on peut générer autant de vapeur qu'une chaudière de 18 kW.

Mais, en outre, ce système fournit également la puissance de refroidis- sèment équivalente aux environs de 4 à 12*C, de préférence de 5 à 8*C.

Le procédé et l'installation de l'invention sont illustrés par la description ci-dessous d'un mode de réalisation particulier de l'invention faite au regard de la figure 2 qui correspond à une variante particulièrement intéressante de l'invention, mettant en oeuvre un système de pompe à chaleur. On décrira également plus loin, en référence à la figure 3, une installation simplifiée ne présentant pas le perfectionnement que constitue la pompe à chaleur.

La figure 2 est un schéma d'une installation pour la mise en oeuvre de l'invention, incorporant un système de pompe à chaleur.

Certaines parties concernant des matériels communs à toutes les machines de nettoyage, en particulier réservoirs de solvants, équipements de régulation, ne sont pas représentées, dans un but de simplification.

L'installation représentée sur la figure 2 comprend les équipements suivants :

- La machine proprement dite, comprenant une enceinte étanche 1 munie d'une porte de chargement et un tambour rotatif 2 pourvu d'un dispositif de chauffage. Cette partie constitue la partie chaude du dispositif.

En suivant les effluents liquides et gazeux, on trouve successivement : - un filtre à liquide 5 pour l'élimination des particules solides

(épingles, boutons, etc.),

- un filtre des gaz et vapeurs 6,

- un condenseur des vapeurs 7,

- les condensats sont recueillis dans un réceptacle 8. Les composants 7 et 8 de l'installation constituent la partie froide du dispositif.

- les vapeurs non condensées et les gaz sont extraits par un dispositif de vide comprenant :

. une pompe à vide 10, . un éjecteur à gaz 11 ,

. un séparateur/reftoidisseur 17.

Les liquides recueillis sont traités dans un récipient de décantation 14.

Un système de pompe à chaleur fournit à l'installation les besoins en chaleur et en froid. II comprend essentiellement :

- un compresseur à fréon 18,

- un générateur de chaleur 15 fournissant de la vapeur à basse pres¬ sion : 0,8 à 8.10 4 Pa injectée dans la machine, pratiquement sans détente, en passant par le réchauffeur 3, - de l'eau chaude à 40 à 75*C, mise en circulation par la pompe 20 et introduite au tambour rotatif par l'arbre central de transmission,

- les besoins en refroidissement sont fournis séparément au séparateur 12 et au condenseur 7 par les évaporateurs 17 et 19 respectivement, munis chacun de leur détendeur, reliés à la capacité de réserve 16.

L'installation permet le recyclage des condensats ainsi, les eaux condensées recueillies en 14 et 12 peuvent être utilisées comme eau d'alimentation du générateur de vapeur 15. Ce générateur est alimenté en eau par les condensats produits pendant l'étape de séchage, avec un apoint extérieur éventuel, de telle sorte qu'il n'y a pas de rejet d'effluent liquide à l'extérieur.

Selon une autre variante, on peut remplacer les deux έvaporateurs 17 et 19 par un seul évaporateur pour refroidir l'eau qui circule ensuite pour refroidir le condenseur 7 et le séparateur 12.

Les gaz non condensables passent à travers un adsorbeur à charbon actif 13.

Ils sont envoyés dans la capacité à volume variable 4 et sont réintroduits dans la machine, en fin de cycle, pour rétablir la pression atmosphé¬ rique et permettre l'ouverture de la porte.

La description précédente des principaux équipements de l'installation représentée sur le schéma de la figure 2 est complétée ci-dessous par celle du fonctionnement de la même installation, en référence au schéma de la figure 2.

La phase de lavage est effectuée par circulation de solvant, introduit en jet directement dans le tambour 2 en rotation alternée, depuis la face avant de 1.

Le solvant s'écoule par le filtre 5 et la vanne 22. Il est repris par une pompe de circulation et passe dans un filtre épurateur, non représentés, avant d'être recyclé.

Le lavage est souvent complété par une opération de rinçage avec le solvant qui vient d'être distillé.

L'extraction mécanique d'une proportion plus au moins grande du solvant retenu par les vêtements est effectuée par essorage. Le tambour est mis en rotation rapide à une vitesse qui peut être ajustée, selon la nature des pièces à traiter, grâce à un dispositif d'entraînement par moteur à variateur électronique de vitesse.

La phase finale de séchage met en oeuvre les moyens simultanés de sa réalisation à l'intérieur du tambour, dont on a ramené la vitesse à environ celle du lavage.

Peu avant la fin de l'essorage, le système de pompe à chaleur est mis en marche pour pourvoir rapidement aux besoins de chaleur et de froid.

Le dispositif de vide, essentiellement la pompe 10, est également mis en marche. Il est alors nécessaire d'isoler la capacité 1 de l'extérieur, ce qui exige la fermeture des vannes 21, 22, 24. D'autre part, la vanne 26 est fermée tandis que les vannes 25, 27 et 28 sont ouvertes. Le vide s'établit ainsi rapidement dans les équipements en amont de la pompe 10, c'est-à-dire les parties 1, 5, 6, 7 et 8 de l'ensemble.

Sous l'action simultanée du vide et de l'apport de chaleur, directement à la surface du tambour 2, le solvant contenu dans les vêtements commence à se vaporiser. Ce phénomène est alors accéléré par le déclenchement de l'injection de vapeur commandée par la vanne automatique 29, et introduite dans la machine à travers le réchauffeur 3. Le déclenchement de l'injection de vapeur est réglé pour une pression qui peut être comprise entre 1,5 et 15.10^ Pa, suivant les cas, le débit pouvant être ajusté par un orifice calibré, ou tout autre dispositif équivalent.

L'accélération de l'extraction ainsi obtenue résulte de la modification du régime d'équilibre des vapeurs, et d'effets mécaniques accompagnés d'échauffés thermiques en marge de l'azéotropie.

Les vapeurs issues de 1 et 2 sont arrêtées pour la majeure partie (environ 90 %) dans le condenseur 7. La température de refroidissement est fonc¬ tion du réglage du détendeur 31 alimentant l'έvaporateur 19. La capacité de réception des condensats 8 est munie d'un voyant de contrôle permettant de suivre le déroulement du séchage.

Dans le dispositif représenté, la pompe 10 est une pompe à anneau liquide fonctionnant en circuit fermé, pourvue d'un séparateur de fluides 12 du type cyclone refroidi par l'évaporateur 17 alimenté à partir du détendeur 32. Une certaine quantité de solvant est arrêtée dans le séparateur 12 et sera évacuée en fin d'opération vers le décanteur 14.

Le solvant sera finalement retourné vers les réservoirs de stockage de la machine, non représentés ici.

La fin du séchage, visible à l'observation du voyant de contrôle de 8, est enregistrée également en ce point et pourra commander l'arrêt de l'injection de vapeur, puis de la pompe à vide.

La capacité à volume variable 4 a été remplie pendant la phase de séchage, avec l'air extrait de 1 notamment, l'excédent de gaz provenant des fuites, par exemple, peut s'échapper par la soupape 32.

Le séchage étant terminé, l'ouverture de la vanne 21 entre 4 et 1 permet de rétablir la pression atmosphérique dans la machine et son ouverture pour le déchargement des vêtements, marquant la fin du cycle

La séquence des opérations qui viennent d'être décrites illustre une mise en oeuvre du procédé.

De nombreuses variantes peouvent être utilisées dans le cadre du procédé.

Ces opérations peuvent être commandées par un programmateur permettant différents réglages en fonction des besoins particuliers de l'utilisateur. Une petite quantité de solvant, inférieure à 100 g par cycle, est retenue par l'adsorbeur à charbon actif 13. L'élimination du solvant contenu dans l'adsorbeur peut être effectuée soit à chaque cycle, soit seulement au bout d'au moins 20 cycles suivant des techniques et modes opératoires connus de l'homme du métier et n'exigeant pas de description spécifique. Le procédé et sa mise en oeuvre qui viennent d'être décrits s'appliquent sans changement notable à l'utilisation de différents solvants : solvants organiques chlorés, hydrocarbures et leurs dérivés et éventuellement mélanges aqueux, ce qui constitue un avantage considérable du procédé de l'invention qui peut fonctionner dans des conditions satisfaisantes avec d'autres solvants du type "hydrocarbures", tel que l'undécane, qui pourraient bien remplacer les solvants chlorés dans l'avenir. Avec ces solvants, peu volatils, il est nécessaire de s'écarter du régime azéotropique pour éviter une trop grande consommation de vapeur, ce qui constitue un autre avantage tout particulier en faveur du procédé de la présente invention. Bien entendu, le mode de réalisation de l'invention tel que représenté sur la figure 2 peut être modifié et faire l'objet d'un certain nombre de variantes.

A titre d'exemples de telles variantes, on pourra, par exemple, modifier l'agencement du condenseur primaire qui pourra, par exemple, être séparé du groupe de filtres, les groupes de filtres pouvant, par exemple, être associés et séparés du condenseur primaire. Un tel agencement est utilisé dans le cadre de l'installation représentée schématiquement sur la figure 3.

Le réservoir souple 4 destiné dans l'installation décrite à recevoir intermédiairement les gaz pourra être omis de l'installation, dans la mesure où l'épuration antérieure des vapeurs émises a été suffisante.

Par ailleurs, bien que le dispositif de pompe à chaleur présente un intérêt notable, il est possible que, dans certains cas, celui-ci ne soit pas demandé pour des raisons de simplicité ou de coût d'investissement.

Ainsi, la figure 3 représente schématiquement une installation pour la mise en oeuvre d'un procédé de l'invention qui n'incorpore pas le réservoir souple 4 de l'installation représentée sur la figure 2 mais qui pourrait bien être complété le cas échéant par un tel dispositif, mais qui, surtout, pour des raisons d'économie d'investissement, fonctionne sans pompe à chaleur.

Ainsi, la machine représentée sur la figure 3 se distingue essentiellement de celle de la figure 2, par le fait que la pompe à chaleur a été remplacée par un générateur de vapeur basse pression (15) et un système de refroidissement d'eau (33) qui fonctionnent indépendamment.

Ainsi, sur le dispositif de la figure 3, le générateur de vapeur basse pression (15) peut être chauffé électriquement ou par un serpentin de chauffage alimenté par un générateur de vapeur classique fonctionnant à une pression comprise entre 4.10^ Pa et 8.10^ Pa et de préférence de 5 à 6.10^ Pa.

Ce générateur basse pression peut délivrer directement de la vapeur d'eau surchauffée à une température comprise entre 80 et 150 # C. La surchauffe peut être également réalisée indépendamment. Le générateur basse pression peut aussi fournir l'eau chaude nécessaire au chauffage de la machine à une température comprise entre 40 et 75 * C, ou celle- ci peut être chauffée indépendamment.

Le générateur de vapeur basse pression fournit de la vapeur surchauffée à une pression comprise entre 0,8.10 4 Pa et 8.10 4 Pa, et de préférence à une pression de l'ordre de 5.10 4 Pa.

Le refroidissement d'eau (33) est un dispositif classique comprenant un groupe frigorifique susceptible de fournir de l'eau de refroidissement à une température comprise entre 4 et 12 * C par exemple.

La figure 3, représentative d'une telle machine, diffère essentiellement de celle représentée sur la figure 2, comportant une pompe à chaleur par le fait que cette dernière est remplacée par le générateur de vapeur basse pression (15) et le refroidisseur d'eau (33) qui fonctionnent indépendamment. C'est pourquoi les mêmes numéros de référence y ont été indiqués pour représenter les mêmes dispositifs.

EXEMPLE

On a utilisé une machine telle que représentée sur la figure 3 équipée d'un tambour rotatif d'une capacité de 400 litres pour nettoyer 20 kg de vêtements avec un solvant du commerce, à base d'undécane, commercialisé par la société Shell sous la marque ACTEL, avec les résultats suivants :

Les vêtements ont d'abord été nettoyés dans une phase de lavage simple avec un solvant en circulation, constamment filtré. Durée de l'opération : 11 minutes.

Le lavage a été suivi d'un essorage mécanique à 450 tours/minute pendant 4 minutes, laissant entre 4,2 et 4,5 kg de solvant dans les vêtements.

Puis l'opération de séchage a été démarrée en mettant simultanément en marche la pompe à vide (10), le chauffage de la machine à partir de la chaudière (15) et le dispositif de refroidissement d'eau (33, 17 et 19).

L'injection de vapeur a été déclenchée quand la pression résiduelle dans la machine était inférieure à 1,5.10 4 Pa.

Au bout de 14 minutes, l'opération de séchage était terminée et la pression atmosphérique rétablie à l'intérieur de la machine, permettant l'ouverture de la porte et le retrait de la charge de vêtements.

La concentation en solvant à l'intérieur de la machine, à l'ouverture, était largement inférieure aux normes en vigueur, actuellement de 300 ppm en Allemagne et aux Etats Unis notamment.

Ces conditions particulières de marche, mise sous vide et balayage par la vapeur d'eau, assurent des conditions de sécurité totale. En effet, l'atmosphère de la machine est constamment en dehors des limites d'inflammation et d'explosion. La durée totale du cycle de nettoyage a été de l'ordre de 30 minutes.

Une opération de nettoyage similaire, avec les machines classiques actuelles utilisant le même solvant, exige une phase préalable de mise sous gaz inerte et la durée totale du cycle est de l'ordre de 50 minutes.