EP0022027B1

EP0022027B1 - Procédé pour extraire un solvant imprégnant des tissus et dispositif pour sa mise en oeuvre

Info

Publication number: EP0022027B1
Application number: EP19800400964
Authority: EP
Inventors: Jacques Lance
Original assignee: FRIMAIR SA
Current assignee: FRIMAIR SA
Priority date: 1979-07-03
Filing date: 1980-06-27
Publication date: 1983-09-21
Also published as: DE3064914D1; FR2460363A1; EP0022027A1; FR2460363B1

Description

La présente invention concerne un procédé pour extraire un solvant imprégnant des tissus, en particulier après nettoyage à sec de ces tissus dans l'industrie de la teinturerie.
Elle concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Il est connu, notamment par le FR-A-2 325 758, d'effectuer cette extraction en faisant circuler de l'air chaud dans ces tissus pour évaporer le solvant, en refroidissant cet air pour condenser les vapeurs de solvant, et en le réinjectant en circuit fermé dans les tissus après réchauffage. On effectue successivement les opérations suivantes:

a. dans une première phase, dite phase d'évaporation, on échauffe l'air par un apport de chaleur à une température comprise entre environ 60°C et 100°C, avant de l'injecter dans les tissus, et on le refroidit à sa sortie en le faisant passer sur une surface dont la température est voisine de 0°C pour récupérer le solvant extrait des tissus par l'air chaud;
b. dans une seconde phase, dite phase de désodorisation, on refroidit l'air sortant des tissus en le faisant passer sur cette même surface dont la température est alors maintenue à environ -20°C, en supprimant l'apport de chaleur, de manière à éliminer les dernières traces de solvant présentes dans les tissus.

Ce même document prévoit d'utiliser comme surface réfrigérante l'évaporateur d'une machine thermodynamique. L'adaptation du degré de refroidissement suivant la phase envisagée s'effectué en modifiant la pression en amont de l'organe de détente de ladite machine, ce qui conduit à une réalisation mécanique relativement complexe et délicate de cette machine.
On connaît d'autre part, par le document US-A-3 791 160, un procédé de conditionnement d'air pour des locaux d'habitation, dans lequel on refroidit de l'air au moyen d'une machine frigorifique, et dans lequel la régulation de la température de l'air s'obtient en injectant dans le fluide frigorifique détendu un certain débit de fluide comprimé chaud qui by- passe le détendeur. Ce débit est réglé par une servo-vanne commandée par un thermostat d'ambiance.
L'adaptation d'un tel procédé aux machines à nettoyer à sec ne conduirait qu'à régler la température de l'air soufflé dans les tissus. Or, le problème de l'invention est autre et vise essentiellement à empêcher le givrage de la batterie de refroidissement pendant la première phase de l'opération où l'air est fortement chargé en humidité.
Le but de l'invention est de réaliser un procédé et un dispositif qui permette de régler le phénomène de refroidissement d'une manière strictement nécessaire et suffisante pour empêche ce givrage.
Ce but est atteint, conformément à un premier aspect de l'invention, en injectant dans le fluide frigorifique détendu admis à l'évaporation un débit prédéterminé de fluide chaud gazeux asservi à la température du fluide évaporé.
En procédant ainsi, on règle précisément la température de l'évaporateur lui-même, ce qui permet d'éviter le givrage dans les conditions les plus rationnelles.
Suivant un second aspect de l'invention, le dispositif pour extraire un solvant imprégnant des tissus après nettoyage à sec, et notamment pour appliquer le procédé précité, comprend un couloir de circulation d'air monté en circuit fermé sur un tambour de nettoyage. Une batterie de refroidissement et une batterie chauffante sont montées en série dans ce couloir et un point de récupération des condensats est ménagé entre ces deux batteries. La batterie de refroidissement est l'évaporateur d'une machine thermodynamique et ce dispositif est caractérisé en ce que le circuit de la machine thermodynamique comprend une dérivation reliant la tuyauterie de fluide chaud gazeux à la tuyauterie de fluide détendu en amont de l'évaporateur, cette dérivation comprenant une servo-vanne reliée à un détecteur de température situé sur la tuyauterie de fluide sortant de l'évaporateur, pour maintenir la température dudit évaporateur dans une bande prédéterminée.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description détaillée qui va suivre.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs:

- la Figure 1 est une vue schématique d'une machine de nettoyage utilisant un procédé conforme à l'invention dans une première réalisation,
- la Figure 2 est un schéma du circuit frigorifique correspondant à cette réalisation,
- la Figure 3 est une vue schématique d'une machine de nettoyage utilisant un procédé conforme à l'invention dans une seconde réalisation,
- la Figure 4 est une schéma de la machine frigorifique correspondant à cette seconde réalisation.

En référence aux Figures 1 et 2, une machine de nettoyage à sec de vêtements comprend un tambour 1 muni de moyens de brassage non représentés, sur lequel est monté en circuit fermé un couloir 2 de circulation d'air, comportant un ventilateur 3 qui provoque cette circulation dans le sens général des flèches.
Dans le couloir 2 sont montées en série une batterie froide 4 constituée par l'évaporateur d'une machine frigorifique et une batterie chauffante 5 apportant de l'énergie thermique extérieure au système. Dans l'exemple décrit, cette batterie fonctionne à la vapeur.
Entre ces deux batteries est ménagé un point bas 6 d'où part une canalisation 7 munie d'un voyant de contrôle 8 vers un bac 9 de séparation de phases liquides non miscibles.
Un tampon 11 commandé par un vérin 12 peut être abaissé pour coopérer avec une portée 13 et isoler la batterie chauffante 5. Un dispositif de commande non représenté permet, simultanément, d'actionner un vérin 14 associé à un tampon 15 pour ouvrir un couloir de by- pass 2a et obliger l'air à circuler suivant les flèches F1.
Un filtre à air 16 est disposé dans le couloir 2 pour retenir des impuretés solides en provenance des vêtements.
Le bac 9 comprend une cloison de séparation verticale 17 ne descendant pas jusqu'au fond et délimitant deux compartiments 9a, 9b, la canalisation 7 débouchant à la partie inférieure du compartiment 9a. Deux tubes verticaux 18a, 18b sont logés dans les compartiments respectifs 9a, 9b et débouchent à des hauteurs différentes. Le tube 9a est relié à un bac 19 de récupération d'eau et le tube 9b, qui débouche plus bas que le tube 9a, est relié à un circuit (non représenté) de récupération de solvant.
On va maintenant décrire en détail, en référence à la Figure 2, le circuit frigorifique auquel appartient l'évaporateur 4.
Le circuit comprend un compresseur 21 refoulant le fluide frigorifique gazeux dans une conduite 22 aboutissant à un condenseur 23 refroidi par un circuit d'eau 24. Ce circuit d'eau est muni d'une servo-vanne 25 reliée à un capteur de température 26 qui mesure la température du fluide arrivant au condenseur 23 pour asservir le débit d'eau de refroidissement à cette température dans le but d'obtenir un refroidissement sensiblement constant du condenseur.
Le condenseur débouche dans une conduite 27 où sont montés en série un filtre déshydratant 28, une électrovanne 29, et un voyant de contrôle 31.
La conduite 27 arrive enfin à l'évaporateur 4 par l'intermédiaire d'un détendeur 32 asservi à la pression régnant en aval dans une conduite 33 retournant au compresseur 21. Une vanne 34 régulatrice de pression est montée sur la conduite 33.
Le circuit frigorifique comprend encore une conduite 35 montée en dérivation et reliant directement la conduite 22 à la conduite 27 entre le détendeur 32 et l'évaporateur 4. Sur la conduite 35 sont montées une électrovanne 36 et une servo-vanne 37 reliée à un capteur 38 de la température du fluide frigorifique sortant de l'évaporateur, de manière à s'ouvrir quand cette température tend à baisser.
On va maintenant décrire le fonctionnement de cet appareillage, ce qui servira de description du procédé.
Les vêtements placés dans le tambour 1 ayant été nettoyés par brassage dans un solvant qui est généralement du perchloréthylène, on vidange le tambour, on essore, mais les vêtements restent imprégnés de solvant.
On met en marche le ventilateur 3, les tampons 11 et 15 étant dans la position indiquée sur la Figure 1. En outre, on met en marche le compresseur 21, l'électrovanne 36 étant ouverte.
L'air se met en circulation dans le couloir 2 suivant les flèches, en passant par la batterie chauffante 5 où il s'échauffe à une température comprise entre 60° et 70°C avant d'entrer dans le tambour 1 où il évapore une partie du solvant imprégnant les vêtements.
Il sort ensuite par le filtre 16 et passe dans l'évaporateur 4 où il se refroidit, ce qui provoque la condensation des vapeurs d'eau et de solvant qu'il contient et qui sont rassemblés sous forme liquide au point bas 6, d'où ils sont amenés par la canalisation 7 jusqu'au bac de séparation 9.
Dans ce bac, l'eau plus légère monte jusqu'en surface du compartiment 9a d'où elle s'écoule par effet de trop-plein dans le tube 18a. Le solvant plus lourd passe dans le compartiment 9b d'où il s'écoule de la même manière par le tube 18b.
La servo-vanne 37 admet du fluide frigorifique chaud sortant du compresseur 21 en quantité suffisante à l'entrée de l'évaporateur 4 pour que la surface de ce dernier ne soit pas à une température inférieure à 0°C ni supérieure à 5°C, de sorte qu'on évite le givrage de la vapeur d'eau.
La durée de cette phase d'évaporation est variable suivant la quantité de solvant à évaporer, mais, dans les machines de nettoyage usuelles, elle est comprise entre 6 et 16 minutes. Elle est considérée comme terminée quand on a fait évaporer environ 90% du solvant qui imprégnait les vêtements après vidange.
Les vêtements sont alors chauds et fripés, et il est encore nécessaire d'en extraire une certaine quantité de solvant pour les désodoriser.
On manoeuvre alors les tampons 11 et 15 par les vérins 12 et 14, de manière à isoler la batterie chauffante 5, l'air passant suivant les flèches F1. En même temps, on ferme l'électrovanne 36, de sorte que le fluide frigorifique sortant du détendeur 32 ne se trouve plus réchauffé par mélange et que la température de surface de l'évaporateur 4 se situe entre -15°C et -25°C, de préférence à -18°C.
Ce refroidissement énergique provoque une condensation plus efficace des vapeurs de solvant devenues plus rares, sans provoquer pour autant de givrage, car à cet instant, toute l'eau a disparu par condensation au cours de la phase précédente.
L'air passant dans l'évaporateur se refroidit surtout dans sa couche limite, mais non dans la totalité de sa masse. En sortant de l'évaporateur 4, il se réchauffe encore partiellement au contact des masses métalliques chaudes de la machine, et surtout au contact des vêtements qu'il refroidit. Malgré son refroidissement progressif, son pouvoir évaporatoire reste élevé du fait de sa grande siccité obtenue par le refroidissement énergique précité.
Après 8 à 12 minutes, les vêtements sont convenablement refroidis, défripés et désodorisés, ne contenant pratiquement plus de solvant. L'opération est donc terminée.
L'application du procédé permet donc d'obtenir de façon simple ces excellentes performances, tout en procurant une économie de fonctionnement notable sur la consommation d'eau de refroidissement, due au fait que, le condenseur se trouvant à une température net- .tement supérieure à celle de l'air à refroidir, on peut, par l'échange, porter l'eau à une température nettement plus élevée et ainsi diminuer son débit. Par exemple, l'eau, au lieu de sortir à 25°C, peut sortir à 40°C.
On va maintenant décrire, en référence aux Figures 3 et 4, un autre mode de réalisation du procédé, assortie d'une variante de réalisation du dispositif.
Dans cette description, les éléments identiques ou équivalents à ceux de la réalisation précédemment décrite porteront les mêmes numéros de référence et ne donneront pas lieu à description. On pourra, si nécessaire, se reporter à ce qui a été dit plus haut.
En référence aux Figures 3 et 4, la machine de nettoyage est constituée sensiblement de la même façon que dans la réalisation précédente, sauf qu'une dérivation 2b est ménagée en parallèle avec l'évaporateur 4 dans le couloir 2, cette dérivation étant obturable par un tampon 41 actionné par un vérin 42.
En outre, aux lieu et place de la batterie chauffante 5, est disposé sur le trajet de l'air un condenseur 43 supplémentaire, incorporé au circuit frigorifique monté en parallèle avec le condenseur 23 et commutable avec lui, par un jeu de vannes 44, 45, la vanne 44 alimentant le condenseur 23, et la vanne 45 alimentant le condenseur 43.
Une servo-vanne 46, asservie à la pression amont, est montée en sortie du condenseur 43. Ce condenseur est assorti d'une dérivation 47 munie d'une servo-vanne 48 se fermant quand la différence de pression entre son entrée et sa sortie tend à augmenter.
A cours de la première phase, dite phase d'évaporation, la vanne 45 est ouverte et la vanne 44 est fermée. Au début de la phase, la vanne 48 est ouverte et la vanne 46 est fermée. Puis, la pression s'élevant dans le condenseur 43, la vanne 46 s'ouvre et la vanne 48 se ferme. Il s'ensuit que le condenseur 43 est en service, servant de batterie chauffante, et que le condenseur 23 est hors circuit, permettant l'arrêt du débit d'eau de refroidissement.
Bien entendu, pendant cette phase d'évaporation, la dérivation 35 est ouverte pour assurer que la température de surface de l'évaporateur 4 ne tombe pas au-dessous de 0°C, comme expliqué plus haut.
Quand on passe à la seconde phase, dite de désodorisation, on ferme la vanne 45, ce qui isole le condenseur 43 en le maintenant en pression, et l'on ouvre la vanne 44, ce qui met en service le condenseur 23 dans lequel on rétablit le débit d'eau de refroidissement. On ferme également la dérivation 35 par la vanne 36.
La batterie chauffante étant hors service, le processus de désodorisation se poursuit comme dans la réalisation précédente. Toutefois, afin de faciliter le refroidissement de la surface de l'évaporateur 4 jusque vers -18°C, on ouvre la dérivation 2b en ouvrant le tampon 41 par le vérin 42, de manière qu'une partie de l'air soit dérivée suivant la flèche F2. L'évaporateur, ne voyant plus passer qu'environ la moitié du débit d'air, se refroidit plus facilement, ce qui permet de condenser plus efficacement les vapeurs de solvant. Cette dérivation, nécessaire au débit de la phase, peut avantageusement être maintenue jusqu'à la fin.
Cette réalisation présente sur la précédente l'avantage que la chaleur récupérée par le refroidissement de l'air est utilisée, dans la première phase, pour le réchauffement. Non seulement on fait une économie d'eau de refroidissement, mais on fait encore l'économie de l'apport d'énergie thermique extérieure de réchauffage.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits mais couvre encore, dans le cadre des revendications, toute variante mineure dans le procédé comme dans le dispositif, qui peuvent d'autre part être utilisés pour des applications différentes.

Claims

1. Procédé pour extraire un solvant imprégnant des tissus, en particulier de vêtements après nettoyage à sec, consistant à faire circuler de l'air chaud dans ces tissus pour évaporer le solvant, à refroidir cet air pour condenser les vapeurs de solvant, et à le réin- jecter en circuit fermé dans les tissus après réchauffage, dans lequel on effectue successivement les opérations suivantes:

a. dans une première phase, dite phase d'évaporation, on échauffe l'air par un apport de chaleur à une température comprise entre 60°C et 70°C, avant de l'injecter dans les tissus, et on le refroidit à sa sortie en le faisant passer sur une surface (4) dont la. température est comprise entre 0°C et +5°C;

b. dans une seconde phase, dite phase de désodorisation, on refroidit l'air sortant des tissus en le faisant passer sur la surface précitée (4) dont la température est alors maintenue entre -15°C et -24°C, et l'on supprime l'apport de chaleur;

et dans lequel la surface de refroidissement (4) de l'air est elle-même refroidie par l'évaporation d'un fluide frigorifique dans une machine thermodynamique, caractérisé en ce que, dans la première phase, on obtient le refroidissement en injectant dans le fluide frigorifique détendu admis à l'évaporation un débit prédéterminé de fluide frigorifique chaud gazeux asservi à la température du fluide évaporé.

2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la durée de la phase d'évaporation est comprise entre 6 et 16 minutes.

3. Procédé conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la durée de la phase de désodorisation est comprise entre 8 et 12 minutes.

4. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, au moins dans la deuxième phase, on évacue la chaleur produite par la machine au moyen d'un courant d'eau.

5. Procédé conforme à la revendication 4, caractérisé en ce qu'on asservit le débit d'eau à la température du fluide chaud.

6. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, dans la première phase, on échauffe l'air par la chaleur de condensation du fluide frigorifique.

7. Procédé conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que, dans la seconde phase, on ne refroidit qu'une partie du débit d'air, l'autre partie étant dérivée puis réinjectée dans le débit refroidi.

8. Dispositif pour extraire un solvant imprégnant des tissus après nettoyage à sec, et notamment pour appliquer un procédé conforme à la revendication 1, comprenant un couloir (2) de circulation d'air monté en circuit fermé sur un tambour de nettoyage (1 ), une batterie de refroidissement (4) et une batterie chauffant (5, 43) étant montés en série dans ce couloir et un point de récupération des condensats (7) étant ménagé entre ces deux batteries, dans lequel la batterie de refroidissement (4) est l'évaporateur d'une machine thermodynamique, caractérisé en ce que le circuit de la machine thermodynamique comprend une dérivation (35) reliant la tuyauterie (22) de fluide chaud gazeux à la tuyauterie de fluide détendu en amont de l'évaporateur (4), cette dérivation comprenant une servo-vanne (37) reliée à un détecteur de température (38) situé sur la tuyauterie (33) de fluide sortant de l'évaporateur, pour maintenir la température dudit évaporateur dans une bande prédéterminée.

9. Dispositif conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que la dérivation (35) comprend une vanne d'arrêt (36) pour la mettre hors service.

10. Dispositif conforme à l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la machine thermodynamique comprend au moins un condenseur (23) placé dans un circuit (24) de fluide de refroidissement.

11. Dispositif conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que le circuit de fluide de refroidissement comprend une servo-vanne (25) reliée à un détecteur (26) placé sur le circuit de fluide frigorifique dans le condenseur (23).

12. Dispositif conforme à l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que la machine thermodynamique comprend un second condenseur (43) monté en parallèle avec le premier et commutable avec lui par un jeu de vannes (44, 45), ce second condenseur étant situé dans le couloir (2) de circulation d'air pour constituer la batterie chauffante.

13. Dispositif conforme à la revendication 12, caractérisé en ce que la machine thermodynamique comprend une servo-vanne (46) en aval du second condenseur (43), asservie à la pression dans ledit condenseur.

14. Dispositif conforme à la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend une dérivation (47) en parallèle sur le second condenseur (43) munie d'une servo-vanne (48) tendant à se fermer quand la différence de pression entre son entrée et sa sortie tend à augmenter.