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WO 00/21404 PCT/FR99/02424
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APPAREIL SECHE-CHEVE~X
La présente invention concerne un appareil sèche-
cheveux comprenant un boîtier formé d'un carter
s d'aspiration contenant un ventilateur centrifuge
comportant une turbine associée à un moteur
électrique, ledit carter étant relié à un bec de~
soufflage contenant un élément chauffant.
Elle trouve une application particulièrement
io importante bien que non exclusive dans le domaine des
sèche-cheveux professionnels et/ou pour utilisateurs
ayant des cheveux et un cuir chevelu fragiles.
On connaît déjâ des sèche-cheveux munis d'un
ventilateur de type centrifuge et d'un élément
i5 chauffant.
L'élément est réalisé en fil métallique résistant
bobiné sur un support en matériau isolant en forme de
croisillon. Pour favoriser le transfert d'énergie
calorifique, la surface d'échange du fil résistant
2o avec le courant d'air gënéré par le ventilateur est
augmenté en pliant le fil en accordéon sur lui-même
préalablement à son bobinage sur le support.
Les spires ainsi formées s'inscrivent alors dans
un volume délimité d'une part par une surface de
2s révolution tangente à l'extérieur des spires, et
d'autre part par une surface de révolution tangente à
l'intérieur des spires.
Les diamètres intêrieur et extérieur de ces
surfaces de révolution sont par ailleurs dimensionnés
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pour que l'élément chauffant se situe dans la zone de
plus fort débit du canal d'écoulement de l'air.
Celui-ci présente une première section
transversale annulaire, réduite, délimitée par la
s paroi interne de l'appareil et les extrémités
externes des pales de la turbine, une deuxième
section, annulaire, brusquement augmentée, délimitée
par la paroi interne de l'appareil et la surface
externe du moteur et, à l'interface entre le moteur
io et l'élément chauffant, une troisième section,
circulaire, encore brusquement augmentée,
correspondant globalement à la section interne de
l'appareil à cet endroit.
De tels sèche-cheveux présentent des
i5 inconvénients.
Leur configuration interne est en effet à
l'origine de turbulences aérodynamiques génératrices
de pertes de charge qui sont nuisibles aux
performances de l'appareil, en terme de débit d'air
2o et de bruit.
De .plus, avec ces appareils de l'art antérieur,
l'effet centrifuge de la turbine entraîne des
vitesses d'écoulement d'air plus importantes près de
la paroi intérieure de l'appareil, ce qui implique un
25 bobinage du fil résistant de l'élément chauffant au
plus près de cette paroi pour se trouver dans les
sections de plus fort débit. I1 est alors nécessaire
de prévoir une protection thermique de la paroi
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interne de l'appareil, par exemple par revêtement
avec feuille de mica.
Par ailleurs, l'évacuation des calories dissipées
par l'élément chauffant dans une veine d'air de
s section annulaire étroite se traduit par des « points
chauds » à l'orifice de sortie du bec de soufflage du
sèche-cheveux.
De tels points chauds sont nuisibles au confort de
l'utilisateur et à la tenue des matériaux plastiques
1o constituant l'appareil et ses accessoires.
On connaît également (DE 31 41245) un sèche-
cheveux compact présentant un carénage initial du
moteur et des pales d'ailette de ventilateur avec
capuchon.
is Un tel sèche-cheveux, s'il semble plus silencieux
que d'autres, ne permet cependant pas d'éviter
rêellement les points chauds.
La présente invention vise à fournir un appareil
sèche-cheveux répondant mieux que ceux antérieurement
2o connus aux exigences de la pratique, notamment en ce
qu'elle permet l'amélioration de l'écoulement de
l'air à l'intêrieur de l'appareil, en réduisant
notamment les pertes de charges, en ce qu'elle
diminue le bruit généré et améliore les échanges
2s thermiques entre l'élément chauffant et l'air de
séchage, ce qui augmente le confort d' utilisation de
l'appareil, pour un coût plus faible et une exigence
moindre sur la tenue en température des matériaux
constitutifs de l'appareil.
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Dans ce but l'invention propose notamment un
appareil sèche-cheveux comprenant un boîtier formé
d'un carter d'aspiration, contenant un ventilateur
centrifuge comportant une turbine associée à un
5 moteur électrique, ledit carter étant relié à un bec
de soufflage contenant un élément chauffant,
caractérisé en ce que le moteur électrique est au~
moins en partie inclus dans une coque carénée
délimitant avec la face interne du boîtier un canal
io d'écoulement d'air de section annulaire transversale
croissante de façon continue et progressive à partir
de la turbine ou â partir d'une distance déterminée
de la turbine, dans la direction de d'élément
chauffant.
i5 On remarquera notamment qu'en prévoyant une coque
carénée formant capot de guidage des écoulements
d'air, on isole le moteur électrique et on diminue de
ce fait son refroidissement, ce qui aurait pu
entraîner sa détérioration par surczauffage,
2o notamment au cas où la coque englobe entièrement le
moteur.
En fait, dû notamment aux gains importants
observés avec l'invention, à puissance de chauffage
égale, il a été possible de diminuer la puissance du
2s moteur et donc son échauffement.
Dans des modes de réalisation avantageux, on a de
plus recours à l' une et/ou à l' autre des dl.SDOS1t1.0I1S
suivantes .
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- la coque est formée d'une virole cylindrique
prolongée par une portion d'extrémité conique ou
sensiblement conique, carénée dans la direction de
l'élément chauffant ;
s - la portion d'extrémité conique ou sensiblement
conique, est tronquée ;
- le diamètre externe de la virole est égal ou~
sensiblement égal au diamètre externe de la turbine
directement située à proximité de la virole ;
io - la coque est percée d'au moins un orifice de
communication entre l'espace environnant le moteur et
le canal d'écoulement d'air ;
- la portion d'extrémité carénée pénètre au moins
en partie à l'intérieur de l'élêment chauffant ;
ls - la virole cylindrique de la coque carénée
comporte sur sa face externe, disposées
rëgulièrement, des aubages redresseurs de
l'écoulement de l'air, avantageusement de longueur
sensiblement égale à la largeur de la virole ;
20 - le rayon équivalent RA (défini ci-après) de la
section annulaire SA située entre la virole
cylindrique de la coque et la paroi interne du
boîtier, et le rayon équivalent RX de la section
annulaire SX, située entre la portion d'extrémité
2s conique, carénée, et la paroi interne du boîtier, à
une distance X de la jonction entre la virole
cylindrique et ladite portion conique, sont liés par
la formule suivante .
RXz - RIz - (RA + kX)z
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avec
RI . rayon interne du boîtier à la distance X
RAz _ RPz _ RVz
où
s RP . rayon interne du carter au droit de la virole
RV . rayon externe de la virole
k . constante.
- la constante k est telle que 0,01 _< k <_ 0,125.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la
lo description qui suit de modes de réalisation donnés
ci-après à titre d'exemples non limitatifs. La
description se réfère aux dessins qui l'accompagnent
dans lesquels .
- La figure 1 est une vue en coupe, schématique,
i5 d' un premier mode de réalisation d' un appareil selon
l'invention.
- La figure 2 est une vue écorchée, en
perspective, de l'appareil de la figure 1.
- La figure 3 est une vue éclatée en perspective
2o d'un deuxième mode de réalisation d'un appareil selon
l'invention.
Les figures 1 et 2 montrent un appareil sèche-
cheveux 1 comprenant un boîtier 2, en matériau
plastique de type connu pour les sèche-cheveux, formé
2s d'un carter d'aspiration 3 cylindrique ou légèrement
conique vers l'extrémité arrière de l'appareil.
Le carter est ouvert à cette extrémité où il
présente un orifice cylindrique 4 d'aspiration, par
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exemple muni d'un col de guidage 5 de faible
conicité, formé d'une pièce avec le carter.
Le carter contient par ailleurs un ventilateur
centrifuge 6 de type connu, comportant une turbine 7,
s cylindrique de faible épaisseur (par exemple 15 mm),
associée à un moteur électrique 8.
Le moteur est un moteur électrique rotatif, par
exemple de puissance utile de 30 Watts,
avantageusement de puissance comprise entre de
io l'ordre de 15 Watts et de l'ordre de 45 Watts,
alimenté en courant alternatif à partir du secteur.
De l'autre côté de l'orifice 4, le carter 3 est
reliêe à un bec de soufflage 9 par exemple formé par
un cône à parois évasées vers l'intérieur.
is Le bec 9 contient un élément chauffant 10
constitué par un fil métallique résistant, bobiné en
accordéon sur un support 11 en matériau isolant et en
forme de croisillon à quatre branches radiales,
disposées entre elles à angle droit.
2o L'élément chauffant 10 s'inscrit par ailleurs
entre un cône externe, tronqué, d'angle au sommet
compris entre 10 et 80°, par exemple de 30° et un
cône interne de conicité similaire.
Selon le mode de réalisation de l'invention plus
2s particulièrement décrit ici, l'élément chauffant est
creux sur au moins une partie 13 située du côté du
moteur.
Le bottier de l' appareil contient quant â lui une
coque carénée 14 en forme d'obus, en matière
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s
plastique, qui contient en totalité le moteur
électrique 8.
Avantageusement, la matière plastique utilisée est
souple, par exemple en élastomère, par exemple de~
dureté SHORE A de 60 à 70.
Il en résulte une excellente filtration des bruits
et des vibrations du moteur.
En étant solidaire des pattes de fixation du
moteur, la coque carénée élastique joue par ailleurs
io un rôle d'amortisseur.
Plus précisément, la coque 14 est formée d'une
virole cylindrique 15 dans l'extrémité d'un côté
jouxte, c'est-à-dire est sensiblement â proximité ou
directement à proximité du bord supérieur de la
15 turbine 7, et qui est prolongée de l'autre côté par
une portion d'extrémité 16 sensiblement conique, dont
les parois sont légèrement convexes, c'est-à-dire à
grand rayon de courbure.
La portion conique 16 est dirigée vers l'élément
2o chauffant 10 à l'intérieur duquel elle pénètre, dans
la partie évidée 13.
La virole cylindrique 15 comprend des aubages 17
régulièrement disposés sur le pourtour de la virole,
par exemple douze ou quatorze aubages en forme de
25 palettes recourbées agencées pour convertir l'énergie
cinétique, correspondant à la composante tangentielle
à la turbine du flux d' air en sortie de turbine, en
énergie potentielle de pression statique, utilisable
pour vaincre les pertes de charge du circuit et par
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conséquent améliorer le rendement aéraulique en terme
de débit d'air.
Les aubages servent également de cales de blocage
et de fixation de la virole, c'est-à-dire de la coque
s carénée dans le boîtier.
Pour améliorer encore lesdits écoulements, le
diamètre extérieur de la virole 15 est égal ou~
sensiblement égal au diamètre externe de la turbine
7.
io La virole cylindrique 15 comprend également deux
parties ajourées 18, par exemple rectangulaires,
situées de part et d'autre de l'axe 19 de l'appareil
1, entre deux aubages, et permettant la communication
entre l'espace 20 situé à proximité directe du moteur
is êlectrique 8 et/ou de sa pièce de fixation (non
représentée) qui le maintient en place, et le canal
d'écoulement d'air délimité par la coque carénée 14
et la face interne 21 du boîtier en vis-à-vis.
Dans le mode de réalisation de l'invention plus
2o particulièrement décrit ici, la coque carénée a un
profil déterminé en fonction du profil de la paroi
interne de l'appareil.
On a figuré sur la figure 2, la section annulaire
SA entre la turbine 7 et la paroi interne 22 du
2s carter 3 de l'appareil, et la section annulaire SX
située â une distance X de la ligne de jonction 23
entre la virole 15 et la portion conique 16, ladite
section annulaire étant délimitée par la paroi
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externe 24 de ladite portion et la paroi interne 21
du bec.
En d'autres termes, cette section SX est limitée
par le cercle de rayon RX, formé par la surface
s externe de la portion d'extrémité conique 16 et le
rayon RI formé par la surface de la paroi interne 21
du bec de l'appareil au droit de cette section.
Soit RV le rayon externe de la virole cylindrique
15 et RP le rayon interne de l'appareil au droit de
io la virole, on dêfinit un rayon RA d'une section
circulaire équivalente à la section annulaire SA tel
que .
RA = RPz - R V 2
On définit un coefficient de progression k.
15 Dans le mode de réalisation de l'invention plus
particuliêrement décrit ici, l'évolution du rayon RX
de la portion conique carénée en fonction de la
distance X et du rayon RI de la paroi interne
s'exprime alors par la formule .
zo RX = ~ RIz - (RA + l.X)2
Avantageusement, les valeurs de k sont infêrieures
ou égales à 0,13, et par exemple comprises entre
0,075 et 0,125, par exemple de 0,1, ce qui permet
d'obtenir une amélioration importante dans
25 l'écoulement de l'air.
La figure 3 montre un appareil sèche-cheveux 30
selon un autre mode de réalisation de l'invention.
I1 comprend un boîtier 31 formé d'un carter
d'aspiration en deux pièces 32 et 33, à savoir une
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pièce creuse cylindrique 32, ouverte de part et
d'autre, munie d'un orifice d'extrémité 34 et une
coque 33 en forme de cloche, ajourée par des grilles
35 régulièrement réparties et encliquetêe de façon
s amovible à ladite pièce cylindrique 32 en vis-à-vis
de l'ouverture 34.
Le carter comprend une demi-poignée 36' de.
préemption agencée pour coopérer avec une autre demi-
poignée 36" comme cela sera décrit ci-après.
io L'appareil comporte un ventilateur centrifuge
composê d'une turbine 37 connue en elle-même, jouxté
à une petite pièce 38 sensiblement cylindrique de
support du moteur électrique 39 muni d'un arbre
central d'actionnement de ladite turbine.
15 Plus précisément le support comporte deux pattes
38' latérales qui viennent s'insérer dans deux
évidements de formes complémentaires eux-mêmes formés
dans deux ailes latérales solidaires de la coque
carénée, s'étendant radialement vers l'extérieur de
20 ladite coque et elles-mêmes fixées au corps du
boîtier du sêche-cheveux.
Ainsi les deux pattes de support sont entièrement
englobées par le matériau élastique de la coque
carénée des ailes latérales, ce qui permet un
2s excellent amortissement des vibrations.
Avantageusement les supports sont par ailleurs
prolongés par des nervures profilées en aubage (non
représentées) pour améliorer les écoulements.
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Divers éléments 40 sont associés à la turbine, qui
vont permettre son raccordement à un câble 41
d'alimentation électrique via la poignée formée après
assemblage par les deux demi-poignées 36', 36" .
s Selon le mode de réalisation de l'invention plus
particulièrement décrit, le moteur électrique 39 est
entièrement inclus dans une coque carénée 42 formé.
d'une virole cylindrique 43, comprenant des aubages
44 de redressement de l'écoulement d'air et de
lo fixation de la coque dans l'appareil, et une partie
d'extrémité 45 en forme sensiblement conique, à paroi
légèrement convexe, comme dêcrit précédemment.
La virole cylindrique s'étend par exemple sur une
distance comprise entre le quart et la moitié de la
ls longueur de la coque, par exemple le tiers.
La forme sensiblement conique comprend par exemple
une partie ajourée 46 mettant l'espace situé à
proximité du moteur 39 en communication avec le canal
d'écoulement d'air formé entre la coque carénée et la
2o face interne de l'appareil, ce qui améliore le
refroidissement du moteur 39, sans pour autant
perturber significativement les écoulements d'air et
permet le passage de l'alimentation électrique du
moteur.
2s Dans un autre mode de réalisation de l'invention
l'extrémité de la coque carénée, qui peut par exemple
toujours entourer la totalité du moteur, est ouverte,
par exemple tronquée, et met en communication
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l'espace situé autour du moteur avec la zone externe
à ladite coque.
Une telle disposition permet un meilleur
refroidissement du moteur du fait de l'existence
s d'une zone dépressionnaire au niveau du nez de la
coque.
L'appareil 30 comporte de plus un bec de soufflage.
47 muni d'une première partie 48 cylindrique ou
sensiblement cylindrique agencée pour être fixée sur
lo la pièce cylindrique 32 du carter, l'ensemble
turbine, moteur et virole cylindrique de la coque
carénée étant inclus dans la partie de l'appareil
formée par les pièces ou partie de pièce 32 et 48, et
une partie 49 de forme tronconique à paroi légërement
15 concave.
Cette partie 49 comporte avantageusement un
accessoire amovible 50 à son extrémité permettant de
diriger le jet d'air issu de l'appareil de séchage
sensiblement parallèlement à un plan.
2o L'autre demi-poignée 36" agencée pour coopérer
avec la demi-poignée 36' de la pièce 32 est par
ailleurs prévue pour former une poignée entière par
emboîtement et vissage lors de l'assemblage.
Le bec 47 comporte en interne un élément chauffant
2s 51 comprenant un support 52 par exemple formé par
quatre branches en étoile, sur lequel est bobinée une
résistance chauffante (non représentée), du type de
celle décrite en référence aux figures 1 et 2.
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Une pièce 53 de protection thermique et empêchant
l'accês aux parties actives par un utilisateur est
par ailleurs prévue de façon connue en elle-même.
On va maintenant décrire plus précisément le
5 procédé de fonctionnement d'un appareil sèche-cheveux
selon l'invention en référence à la figure 1.
La turbine 7 actionnêe en rotation par le moteur
êlectrique 8 aspire l'air en provenance de
l'ouverture d'aspiration 4 et la rejette à sa
lo périphérie 54.
L'air (flèche 55) est alors dirigé et recentré par
les aubages 17 de façon laminaire dans le canal
d'écoulement délimité par la paroi interne du boîtier
de l'appareil et la coque carénée selon l'invention.
15 La section annulaire SA au niveau de la virole
cylindrique et de la turbine, augmente par exemple
dans un premier temps, du fait de l'inclinaison en
forme de cône divergent du boîtier au-dessus de la
virole, puis ensuite, dans le bec de soufflage, du
2o fait de la pente de la coque carénée plus forte que
celle de la paroi du bec de soufflage.
Les filets laminaires 56 viennent alors lécher la
résistance chauffante et permettent d'obtenir à la
sortie 57 du bec un courant d'air laminaire
25 sensiblement sans points chauds.
Comme il va de soi et comme il résulte également
de ce qui précède, la présente invention n'est pas
limitée aux modes de réalisation plus
particulièrement décrits. Elle en embrasse au
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contraire toutes les variantes et notamment celles où
l'élément chauffant est constituê par une résistance
de forme différente de celle plus particulièrement
décrite, celle où le bec de soufflage n'est pas en
s forme tronconique mais est de forme cylindrique,
celle où la virole de la coque n' est pas cylindrique
mais légërement conique, par exemple avec un angle
inférieur à S°, par exemple 3°.
