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EP0885323B1 - Procede et installation de sechage d'une masse de matiere fibreuse humide, notamment d'une masse de linge - Google Patents

Procede et installation de sechage d'une masse de matiere fibreuse humide, notamment d'une masse de linge Download PDF

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EP0885323B1
EP0885323B1 EP97908322A EP97908322A EP0885323B1 EP 0885323 B1 EP0885323 B1 EP 0885323B1 EP 97908322 A EP97908322 A EP 97908322A EP 97908322 A EP97908322 A EP 97908322A EP 0885323 B1 EP0885323 B1 EP 0885323B1
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EP
European Patent Office
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enclosure
load
drying
electrovalve
condenser
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EP97908322A
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Denis Clodic
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Association pour la Recherche et le Developpement des Methodes et Processus Industriels
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Association pour la Recherche et le Developpement des Methodes et Processus Industriels
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    • D06F39/40—Steam generating arrangements
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D06F2105/52—Changing sequence of operational steps; Carrying out additional operational steps; Modifying operational steps, e.g. by extending duration of steps

Definitions

  • the present invention relates to improvements brought to known drying methods and apparatuses allowing to significantly reduce the overall drying time of a mass of fibrous material and significantly decrease the cost of the drying facility.
  • Fluid temperature (water vapor and / or air) flowing in the main circuit 4 is controlled by means two thermal probes 28,29 mounted respectively at the entry and exit of enclosure 1, to detect steam inlet T1 and outlet temperature T2 passing to through enclosure 1.
  • the various solenoid valves 5,6,7,11,19,23,25,26, the heating circuit 12 of the steam generator 8, the circuit heater 22 of superheater 21 and the heater 27 of dehydrator 24 are connected to a heating circuit general automatic control 31 which regulates the operation of the installation.
  • This device 31 is also connected to the centrifugal fan 3 to control start-up and this fan stops.
  • the device 31 also receives information from level sensor 16 of the condenser 13 and thermal probes 28 and 29.

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  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
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  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)
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Description

La présente invention concerne un procédé et une installation de séchage d'une masse de matière fibreuse humide, notamment d'une masse de linge lavée et placée dans une machine lavante-séchante ou un sèche-linge.
Dans les sèche-linge connus jusqu'à ce jour, on a utilisé divers fluides chauds en tant que moyen de séchage. On a employé notamment de l'air chaud soufflé à l'intérieur d'un sèche-linge, à une température de l'ordre de 120°C, mais un tel procédé de séchage présente l'inconvénient d'être notablement long et d'entraíner une consommation importante d'énergie. Pour remédier à cet inconvénient, il a déjà été envisagé d'utiliser, pour le séchage du linge, de la vapeur d'eau surchauffée mise en circulation forcée à travers une enceinte contenant le linge à sécher.
Le document WO N°89/04 392 divulgue un procédé et un appareil de séchage, au moyen de vapeur surchauffée, d'une masse de linge contenue dans une enceinte. La vapeur surchauffée est amenée à circuler à travers l'enceinte, en circuit fermé, au moyen d'un ventilateur monté en amont de l'enceinte et en aval d'une source de chaleur de manière à refouler dans l'enceinte la vapeur d'eau s'évaporant à partir du linge. Au début d'un cycle de séchage, l'air contenu dans l'enceinte est refoulé par un évent auquel est connecté un condenseur branché en dérivation.
Le document EP-A-0 026 707 divulgue un procédé et une installation de séchage dans laquelle le cycle de séchage comprend une première phase d'essorage dans laquelle on fait circuler à travers une enceinte, contenant la matière à sécher, de la vapeur d'eau produite par un générateur de vapeur indépendant et une seconde phase dans laquelle on fait circuler, au moyen d'un ventilateur branche en amont de l'enceinte, la vapeur d'eau évaporée à partir de la matière humide, cette vapeur d'eau passant à travers un surchauffeur. Un condenseur est branché en dérivation à la sortie de l'enceinte contenant la matière humide.
La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux procédés et appareils de séchage connus permettant de réduire notablement la durée globale du séchage d'une masse de matière fibreuse et de diminuer considérablement le coût de l'installation de séchage.
A cet effet, ce procédé de séchage d'une masse de matière fibreuse humide, notamment d'une masse de linge humide après lavage, dans lequel on fait passer à travers la masse de matière fibreuse, en circuit fermé, de la vapeur d'eau surchauffée à une température comprise entre 102° et 180°C et sensiblement à la pression atmosphérique, caractérisé en ce qu'il comprend, avant la phase de séchage avec de la vapeur d'eau surchauffée, une phase préalable de chasse de l'air, présent dans le circuit fermé, au moyen de vapeur d'eau.
L'invention a également pour objet une installation de séchage d'une masse de matière fibreuse humide, notamment d'une masse de linge humide après lavage, comprenant une enceinte dans laquelle est logée la masse de linge humide, un générateur de vapeur, un surchauffeur, un condenseur, et un ventilateur pour faire circuler, dans une canalisation principale en circuit fermé, de la vapeur d'eau, surchauffée à une température allant de 102° à 180°C, à travers l'enceinte et la masse de matière fibreuse humide qu'elle contient, caractérisée en ce que le ventilateur prévu pour assurer la circulation de la vapeur d'eau est constitué par un ventilateur aspirant branché, sur la canalisation principale, en aval de la sortie de l'enceinte, afin de créer une légère dépression dans cette enceinte, le condenseur et le surchauffeur sont branchés en série en amont de l'enceinte, la canalisation principale est connectée, du côté refoulement du ventilateur, d'une part à une première électrovanne de mise à l'air libre, branchée en dérivation, et d'autre part à une seconde électrovanne branchée en série et le générateur de vapeur est connecté à la canalisation principale, en aval de la seconde électrovanne, par l'intermédiaire d'une troisième électrovanne.
Le procédé et l'installation de séchage suivant la présente invention offrent l'avantage de permettre une simplification de l'installation. En effet, le rinçage préalable du circuit fermé de son air, au moyen de la vapeur d'eau, avant la phase de séchage proprement dite, permet un fonctionnement de l'installation à la pression atmosphérique et la température de la vapeur à l'intérieur de l'enceinte de séchage est donc obligatoirement toujours supérieure à 100°C pour une pression atmosphérique normale. On peut ainsi réduire notablement le coût d'un sèche-linge suivant l'invention du fait qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser des dispositifs d'étanchéité sophistiqués (joints étanches etc...).
On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé dont la figure unique est un schéma d'une installation de séchage de linge au moyen de vapeur d'eau surchauffée, suivant la présente invention.
L'installation de séchage comporte une enceinte 1 dans laquelle est placée la masse de matière fibreuse à sécher qui sera considérée, dans le cadre de la présente description, comme étant du linge humide tel qu'il se présente après lavage. L'enceinte 1 peut être constituée par un tambour mis en rotation par entraínement mécanique et pouvant tourner alternativement dans les deux sens, de manière à remuer le linge. L'enceinte 1 peut être aussi constituée par un sèche-linge dans lequel les pièces de linge sont immobiles en étant suspendues d'une manière appropriée. L'enceinte 1 peut être aussi du type à circulation continue des pièces de linge, d'une entrée à la sortie de l'enceinte.
L'enceinte 1 est reliée à un conduit de sortie 2 dans lequel est logé un ventilateur centrifuge 3 créant une dépression dans l'enceinte 1 lorsqu'il est mis en marche. Le conduit de sortie 2 est relié à une canalisation principale 4 branchée en circuit fermé avec l'enceinte 1 et reliée à cet effet à un orifice d'entrée de cette enceinte. Cette canalisation principale 4 est destinée à la circulation, en circuit fermé, de vapeur d'eau surchauffée et/ou d'air, comme il sera précisé plus loin. A la canalisation 4 est reliée, en aval du ventilateur 3, une électrovanne 5 formant également une soupape de mise à l'air libre, tarée par exemple à une pression de 1,05 bar absolu. En aval du point de branchement de l'électrovanne 5 est branchée une autre électrovanne 6, en série dans la canalisation 4, et en aval de cette électrovanne 6 est branchée en dérivation une autre électrovanne 7 reliée à la partie supérieure d'un générateur de vapeur 8. Sur la canalisation reliant l'électrovanne 7 au générateur de vapeur 8 est branchée une soupape de sécurité 9 tarée à une pression de 1,2 bar absolu par exemple. Le générateur de vapeur 8 est relié à une source d'eau par l'intermédiaire d'une vanne 11 et il comporte un dispositif de chauffage électrique 12 pour provoquer la vaporisation de l'eau contenue dans le générateur 8.
Sur la canalisation 4 est branché en série, en aval du générateur de vapeur 8, un condenseur de vapeur 13 doté d'un circuit de refroidissement à air ou à eau 14. Le condenseur 13 est réglé de telle manière que la température de condensation soit toujours légèrement supérieure à la température de saturation correspondant à la pression atmosphérique, c'est-à-dire 100°C pour une pression atmosphérique normale. Le condenseur 13 contient un flotteur 15 relié à un capteur de niveau 16 détectant le niveau d'eau dans un récupérateur de condensat 17 se trouvant à la partie inférieure du condenseur 13. En dessous du récupérateur de condensat 17 se trouve un réservoir de condensat 18.
Après le condenseur 13, c'est-à-dire vers l'aval dans le sens de la circulation de la vapeur, la canalisation principale en circuit fermé 4 comporte une électrovanne 19 branchée en série. La canalisation 4 est ensuite raccordée à l'entrée d'un surchauffeur 21. Ce surchauffeur 21 comporte un circuit de chauffage électrique 22 produisant la surchauffe de la vapeur d'eau à une température allant de 102°C à 180°C. En amont du surchauffeur 21, une électrovanne 23 est branchée sur la canalisation 4 pour permettre une admission d'air dans le circuit principal.
Suivant une variante le générateur de vapeur 8 pourrait être associé au surchauffeur 21, en formant une seule et même unité fournissant de la. vapeur surchauffée à partir d'eau liquide.
L'installation peut également comporter un déshydrateur 24 branché en parallèle sur l'électrovanne 19 et relié à la canalisation principale 4, de part et d'autre de l'électrovanne 19, par deux électrovannes 25 et 26. Le déshydrateur 24 comporte une matrice en une matière déshydratante, capable d'absorber ou d'adsorber la vapeur d'eau et pouvant être régénérée par chauffage au moyen d'un dispositif de chauffage électrique 27.
La température du fluide (vapeur d'eau et/ou air) s'écoulant dans le circuit principal 4 est contrôlée au moyen de deux sondes thermiques 28,29 montées respectivement à l'entrée et à la sortie de l'enceinte 1, afin de détecter les températures d'entrée T1 et de sortie T2 de la vapeur passant à travers l'enceinte 1.
Les diverses électrovannes 5,6,7,11,19,23,25,26, le circuit de chauffage 12 du générateur de vapeur 8, le circuit de chauffage 22 du surchauffeur 21 et le dispositif de chauffage 27 du déshydrateur 24 sont connectés à un circuit de commande automatique général 31 qui règle le fonctionnement de l'installation. Ce dispositif 31 est également connecté au ventilateur centrifuge 3 pour commander la mise en marche et l'arrêt de ce ventilateur. Le dispositif 31 reçoit également des informations en provenance du capteur de niveau 16 du condenseur 13 et des sondes thermiques 28 et 29.
On décrira maintenant le fonctionnement de l'installation mettant en oeuvre le procédé de séchage suivant la présente invention.
Dans le cas d'un procédé discontinu, c'est-à-dire du séchage de lots de linge successifs, le procédé de séchage comporte une première phase au cours de laquelle l'air humide présent normalement dans le circuit principal 4 est remplacé par de la vapeur d'eau, surchauffée ou non, circulant en circuit ouvert. Cet air humide se trouve dans l'enceinte 1 et le taux d'humidité et la température de cet air sont variables. Au début de la première phase, le dispositif de commande automatique 31 provoque plusieurs opérations simultanées à savoir, la mise en route du générateur de vapeur 8, de manière à produire dans ce générateur de la vapeur à une température de 102°C, l'ouverture des électrovannes 5 et 7, la fermeture de l'électrovanne 6, la mise en route du ventilateur 3 et éventuellement la mise en route du surchauffeur 21. Le ventilateur 3 crée une dépression à l'intérieur de l'enceinte 1, si bien que la vapeur produite par le générateur de vapeur 8 s'écoule successivement à travers l'électrovanne 7 ouverte, la canalisation principale 4, le condenseur 13 dont le système de refroidissement externe est arrêté pendant cette phase et l'électrovanne 19 ouverte et elle est introduite dans le surchauffeur 21 puis dans l'enceinte 1 et cette vapeur chasse l'air contenu dans le circuit principal et dans l'enceinte 1, cet air étant refoulé vers l'extérieur, conjointement avec la vapeur d'eau, à travers l'électrovanne 5 ouverte. Cette première phase de chasse et de remplacement de l'air humide par de la vapeur d'eau, éventuellement surchauffée, dure un temps prédéterminé qui peut être aisément calculé à partir du volume connu de l'installation. A la fin de cette première phase, seule de la vapeur d'eau, surchauffée ou non, circule dans la canalisation principale 4, à la pression atmosphérique, et le circuit ne contient plus d'air. A ce moment, le dispositif de commande automatique 31 provoque la fermeture des électrovannes 5,7, l'arrêt du générateur de vapeur 8 et l'ouverture de l'électrovanne 6, ce qui établit un circuit fermé pour la circulation ultérieure de la vapeur.
Le procédé de séchage passe ensuite à une seconde phase ou phase principale au cours de laquelle le linge contenu dans l'enceinte 1 est séché par la vapeur surchauffée et l'eau extraite du linge est condensée d'une manière continue dans le condenseur 13. Au début de cette phase le dispositif de commande automatique 31 provoque la mise en service du surchauffeur 21, s'il ne l'était pas déjà au cours de la première phase de chasse de l'air. Au cours de la phase principale de séchage, le ventilateur 3 continue à tourner en produisant la circulation en circuit fermé de la vapeur d'eau qui est surchauffée dans le surchauffeur 21. Dans le condenseur 13, une partie de la vapeur d'eau se condense et le condenseur retire ainsi une quantité d'eau progressivement croissante du circuit fermé, en permettant le fonctionnement optimal du sèche-linge. La puissance du condenseur 13 est asservie à la température T2 de sortie de la vapeur de l'enceinte 1. En fait au fur et à mesure que le séchage progresse, le débit d'eau extraite du linge diminue, la température T1 augmente et la puissance du condenseur 13 diminue. Le niveau du condensat recueilli dans le récupérateur 17 est détecté par le flotteur 15 agissant sur le capteur de niveau 16. Ce capteur 16 permet, conjointement avec les sondes de température 28 et 29, de déterminer la fin du séchage. Autrement dit, lorsque le capteur de niveau 16 détecte que le niveau de l'eau condensée dans le récupérateur de condensat 17 ne varie pratiquement plus et les sondes de température 28 et 29 indiquent que les températures d'entrée T1 et de sortie T2 sont pratiquement identiques, ceci signifie que le linge a atteint son point de séchage final. A ce moment, le dispositif de commande automatique 31 arrête automatiquement le cycle de séchage.
La phase principale de séchage à l'aide de vapeur d'eau surchauffée peut être éventuellement suivie d'une troisième phase de séchage au moyen d'air sec.

Claims (6)

  1. Procédé de séchage d'une masse de matière fibreuse humide, notamment d'une masse de linge humide après lavage, dans lequel on fait passer à travers la masse de matière fibreuse, en circuit fermé, de la vapeur d'eau surchauffée à une température comprise entre 102° et 180°C et sensiblement à la pression atmosphérique, caractérisé en ce qu'il comprend, avant la phase de séchage avec de la vapeur d'eau surchauffée, une phase préalable de chasse de l'air, présent dans le circuit fermé, au moyen de vapeur d'eau.
  2. Installation de séchage d'une masse de matière fibreuse humide, notamment d'une masse de linge humide après lavage, comprenant une enceinte (1) dans laquelle est logée la masse de linge humide, un générateur de vapeur (8), un surchauffeur (21), un condenseur (13), et un ventilateur (3) pour faire circuler, dans une canalisation principale (4) en circuit fermé, de la vapeur d'eau surchauffée à une température allant de 102° à 180°C à travers l'enceinte (1) et la masse de matière fibreuse humide qu'elle contient, caractérisée en ce que le ventilateur (3) prévu pour assurer la circulation de la vapeur d'eau est constitué par un ventilateur aspirant branché, sur la canalisation principale (4), en aval de la sortie de l'enceinte (1), afin de créer une légère dépression dans cette enceinte, le condenseur (13) et le surchauffeur (21) sont branchés en série en amont de l'enceinte (1), la canalisation principale (4) est connectée, du côté refoulement du ventilateur (3), d'une part à une première électrovanne (5) de mise à l'air libre, branchée en dérivation, et d'autre part à une seconde électrovanne (6) branchée en série et le générateur de vapeur (8) est connecté à la canalisation principale (4), en aval de la seconde électrovanne (6), par l'intermédiaire d'une troisième électrovanne (7).
  3. Installation suivant la revendication 2 caractérisée en ce que le condenseur (13) contient un flotteur (15) relié à un capteur de niveau (16) détectant le niveau d'eau dans un récupérateur de condensat (17) se trouvant à la partie inférieure du condenseur (13).
  4. Installation suivant l'une des revendications 2 et 3 caractérisée en ce que la canalisation principale (4) comporte une quatrième électrovanne (19) branchée en série et sur cette électrovanne (19) est branché en parallèle un déshydrateur (24) relié à la canalisation (4), de part et d'autre de la quatrième électrovanne (19), par des cinquième et sixième électrovannes (25,26), le déshydrateur (24) comportant une matrice en matière déshydratante pouvant être régénérée par chauffage au moyen d'un dispositif de chauffage électrique (27).
  5. Installation suivant l'une des revendications 2 à 4 caractérisée en ce qu'elle comporte deux sondes thermiques (28,29) montées respectivement à l'entrée et à la sortie de l'enceinte (1) afin de détecter les températures d'entrée (T1) et de sortie (T2) de la vapeur d'eau surchauffée passant à travers l'enceinte (1).
  6. Installation suivant l'une des revendications 2 à 5 caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de commande automatique (31) réglant le fonctionnement de l'installation, ce dispositif étant connecté aux électrovannes (5,6,7,11,19,23,25,26) de l'installation, aux circuits de chauffage (12,22) du générateur de vapeur (8) et du surchauffeur (21) et à un circuit de chauffage (27) d'un déshydrateur éventuel (24), afin de commander le fonctionnement de ces divers éléments, et étant connecté à un capteur (16) du niveau du condensat dans le condenseur (13) et à des sondes thermiques (28,29) détectant les températures d'entrée (T1) et de sortie (T2) de la vapeur d'eau surchauffée dans l'enceinte (1), de manière à commander le fonctionnement des divers éléments de l'installation en fonction du niveau du condensat et des températures détectées.
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