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FOUR A VAPEUR A CHAUFFAGE DIRECT AU GAZ 2 1 1 4 1 9 6
La présente invention concerne les fours à vapeur à chauffage
direct au gaz, notamment pour la cuisson de produits alimentaires.
On conna;t déjà des fours fonctionnant à la fois à la vapeur et
5 au gaz, par exemple tels que décrits dans les documents EP-A-0 277 888
et EP-A-0 409 685.
Un tel four connu à convection et chauffage direct au gaz
comprend essentiellement une enceinte fermée par une paroi périphérique
et une porte, l'espace intérieur de l'enceinte comprenant une première
10 partie réceptrice des produits alimentaires à cuire et une seconde
partie renfermant d 'une part au moins un brûleur à gaz relié à un
système d'alimentation d'un mélange de gaz et d'air de combustion sous
pression et d'autre part au moins une turbine de mise en circulation
d'air chauffé dans les deux parties de l'enceinte.
Pour éviter que de l'eau se forme et stagne dans le brûleur à
gaz, par suite de condensation de la vapeur, diverses solutions ont été
proposées. Ainsi, dans le document EP-A-0 277 888, le brûleur à gaz est
placé en aval de la turbine dans le courant de circulation d'air
provoqué par la turbine, et il est placé en partie inférieure de
20 l'enceinte, les orifices de sortie de flamme étant dirigés vers le haut.
Des moyens de chauffage annexes maintiennent le brûleur en permanence à
une température supérieure à la température de condensation de vapeur
d'eau, évitant ainsi la formation d'eau liquide dans ou sur le brûleur.
Il appara;t toutefois qu'une telle solution ne donne pas des satisfac-
25 tions suffisantes, et conduit notamment à des perturbations sensibles dela flamme.
Dans le document EP-A-0 409 685, le brûleur à gaz est placé en
amont de la turbine dans le courant de circulation d'air provoqué par la
turbine, dans une partie intermédiaire d 'enceinte située entre une
30 première paroi de séparation la séparant de la partie contenant les
aliments à cuire, et une seconde paroi de séparation la séparant de la
partie occupée par la turbine. Le brûleur est alors placé en position
supérieure de l'enceinte, et orienté pour diriger la flamme vers le bas,
favorisant l'écoulement de l'eau formée éventuellement par condensation
35 dans le brûleur. Cette solution conduit à augmenter sensiblement
l'encombrement des organes fonctionnels du four, diminuant ainsi le
volume de la partie utile destinée à recevoir les aliments à cuire. En
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outre, le nettoyage des différents organes fonctionnels nécessite le
démontage de deux parois successives, et ce démontage est particulière-
ment délicat par suite de la présence de diverses sondes de détection
associées au brûleur pour contrôler ou commander la flamme de gaz.
Le problème proposé par la présente invention est de concevoir
une nouvelle structure de four à vapeur à chauffage direct au gaz, dans
laquelle tous les organes fonctionnels tels que la turbine et le brûleur
sont inclus dans une seule partie d'enceinte, pour occuper un volume
réduit, une paroi unique pouvant séparer cette partie d'enceinte avec la
partie utile destinée à recevoir les aliments à cuire, et dans laquelle
des moyens sont prévus pour empêcher l'accumulation d'eau de condensa-
tion dans le brûleur et pour favoriser la stabilisation et le maintien
de la flamme de gaz.
Un autre objet de l'invention est de faciliter considérablement
le nettoyage des éléments fonctionnels du four, et de diminuer les
risques de dégradation de ces éléments fonctionnels lors du nettoyage.
L'invention permet en outre de mieux répartir la flamme dans
les brûleurs, améliorant la combustion et la répartition de chaleur.
Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, le four à
convection et chauffage direct au gaz selon l'invention comprend une
enceinte entourée d'une paroi périphérique munie d'une porte, l'enceinte
étant divisée en deux parties par une paroi intermédiaire unique à
orifices d'entrée d'air et de sortie d'air, la première partie
d'enceinte étant destinée à recevoir les produits alimentaires à cuire,
la seconde partie d'enceinte renfermant d'une part au moins un brûleur à
gaz relié à un système d'alimentation de gaz et d'air de combustion sous
pression et d'autre part au moins une turbine de mise en circulation
d'air chauffé dans les deux parties de l'enceinte. Le brûleur à gaz est
placé en aval de la turbine dans le courant de circulation d'air
provoqué par la turbine. Un générateur de vapeur d'eau est associé pour
introduire de la vapeur dans l'enceinte. Selon l'invention, les orifices
de sortie du brûleur à gaz sont orientés de telle façon que les
éventuels condensats d'eau formés dans le brûleur puissent s'écouler par
gravité hors du brûleur par lesdits orifices de sortie, et de telle
façon que le flux de gaz en combustion formant la flamme s'écoule dans
une direction formant avec la direction du flux d'écoulement d'air issu
de la turbine un angle d'orientation inférieur à une valeur limite
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maximale provoquant le décrochement de la flamme. Cet angle d'orienta-
tion est avantageusement inférieur à 90 environ.
Selon un mode de réalisation, le four comprend une seule
turbine en position sensiblement centrale près de la paroi postérieure
de four, et un brûleur à gaz en forme de rampe placé au-dessus de la
turbine en orientation sensiblement horizontale, les orifices de sortie
du brûleur étant orientés vers l'avant en direction de la paroi
intermédiaire.
Selon un autre mode de réalisation, le four comprend deux
turbines disposées l'une au-dessus de l'autre près de la paroi
postérieure de four, et deux brûleurs à gaz en forme de rampe placés
respectivement au-dessus de l'une et de l'autre des turbines en
orientation sensiblement horizontale, les orifices de sortie des
brûleurs étant orientés vers l'avant en direction de la paroi intermé-
diaire.
D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présenteinvention ressortiront de la description suivante de modes de réalisa-
tion particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi
lesquelles :
- la figure 1 représente une vue schématique de côté en coupe
longitudinale d'un four selon la présente invention ;
- la figure 2 est une vue de face du four de la figure 1, porte ouverte,
montrant la paroi de séparation ;
- la figure 3 est une vue de face du même four de la figure 1, porte
ouverte et paroi de séparation enlevée ;
- la figure 4 est une vue de dessus en coupe du four de la figure 1 ; et
- la figure 5 est une vue de face d'un four selon un second mode de
réalisation de l'invention, porte ouverte et paroi intermédiaire
enlevée.
Comme le représentent les figures, le four selon l'invention
comprend une enceinte 1 fermée par une paroi périphérique 2 et une porte
antérieure 3. L'espace intérieur de l'enceinte 1 est divisé, par une
paroi intermédiaire 4 à orifices d'entrée d'air 5 et orifices de sortie
d'air 6, en une première partie 7 réceptrice des produits alimentaires à
cuire et en une seconde partie 8 contenant les éléments fonctionnels du
four. La seconde partie 8 renferme d'une part un brûleur à gaz 9 relié à
un système 10 d'alimentation d'un mélange de gaz et d'air de combustion
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sous pression, et d'autre part une turbine 11 de mise en circulation
d'air chauffé dans les deux parties de l'enceinte. La turbine 11 est
entra;née en rotation par un moteur électrique 12. Un générateur de
vapeur d'eau 13 est associé pour introduire de la vapeur d'eau dans
l'enceinte 1, comme représenté schématiquement sur les figures. La
turbine 11 est rotative selon un axe antéro-postérieur 14 perpendicu-
laire à la paroi postérieure 15 du four. La turbine 11 est du type
aspirant l'air axialement, comme le représentent les flèches 16, et
éjectant l'air radialement comme le représentent les flèches 17.
Le brûleur 9 est, dans le mode de réalisation représenté, placé
en partie supérieure de la seconde partie 8 d'enceinte, au-dessus de la
turbine 11. Il se trouve ainsi en aval de la turbine 11 dans le courant
de circulation d'air provoqué par la turbine. Le brûleur 9 est en forme
générale de tube d'axe sensiblement horizontal et parallèle à la paroi
postérieure 15 du four. Il comprend des orifices de sortie de gaz
orientés de telle facon que le flux de gaz en combustion formant la
flamme 18 s'écoule vers l'avant en direction de la paroi intermédiaire
4, c'est-à-dire perpendiculairement au sens d'écoulement de l'air pulsé
par la turbine 11 dans la seconde partie 8 d'enceinte. L'orientation du
brûleur 9 peut être différente, et peut être choisie dans une plage de
variation telle que la direction I du flux de gaz formant la flamme 18
forme avec la direction II d'écoulement d'air au voisinage du brûleur 9
un angle d'orientation inférieur à une valeur limite maximale provoquant
le décrochement de la flamme 18 sous l'action du flux d'air. Cet angle
d'orientation est avantageusement inférieur à 90 environ.
En outre, le brûleur 9 est orienté de telle manière que les
éventuels condensats d'eau formés dans le brûleur puissent s'écouler par
gravité hors du brûleur par ses orifices de sortie.
On peut donc imaginer, selon l'invention, divers positionne-
ments du brûleur. Dans le mode de réalisation représenté, la flamme 18est dirigée vers l'avant, contre la paroi intermédiaire 4, qui peut
alors avantageusement être recouverte d'une plaque de protection thermi-
que 19.
En alternative, la flamme 18 peut être dirigée vers l'arrière
en direction de la paroi postérieure 15. Il faut éviter de diriger la
flamme 18 vers le haut, car les orifices de sortie du brûleur ne
permettent alors plus l'écoulement d'eau par gravité hors du brûleur.
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En alternative, on peut également disposer le brûleur dans la
partie inférieure de seconde partie 8 d'enceinte, au-dessous de la
turbine 11. La flamme peut alors être dirigée soit vers l'avant contre
la paroi intermédiaire 4, soit vers l'arrière contre la paroi posté-
rieure 15, soit même contre le fond 20 de l'enceinte, ou en touteorientation intermédiaire vers le bas entre l'orientation vers l'avant
et l'orientation vers l'arrière.
D'autres modes de réalisation peuvent être imaginés, avec un ou
plusieurs brûleurs sur les côtés de la turbine, le tube formant le
brûleur pouvant être orienté verticalement. L'écoulement d'eau hors du
brûleur peut alors se faire par l'orifice de sortie inférieur du
brûleur.
La structure elle-même du brûleur 9 est avantageusement
tubulaire, et peut être similaire à celle décrite dans le document EP-A-
15 0 409 685, avec une série de fentes réparties sur la longueur du tube,
sensiblement perpendiculaires à l'axe du tube, et ouvertes sur un peu
moins de la demi-circonférence du tube. Un tel tube est avantageusement
associé à des plaques déflectrices parallèles à l'axe du tube et bordant
les extrémités des fentes de sortie.
Un tel tube est raccordé à une canalisation d'arrivée de
mélange de gaz et d'air. Selon l'invention, l'orifice d'arrivée de
canalisation est avantageusement situé en position centrale du brûleur,
à égale distance des deux extrémités. On améliore ainsi la répartition
du gaz, et on réalise une flamme plus régulière le long du brûleur.
De façon connue, une oura 21 d'évacuation des gaz brûlés est
prévue en position supérieure de la seconde partie 8 d'enceinte.
Dans le mode de réalisation représenté, la paroi intermédiaire
4 comprend des ouvertures d'entrée d'air 5 disposées au regard de la
turbine 11, pour permettre le filtrage et l'introduction axiale d'air
dans la turbine comme le représentent les flèches 16. La paroi
intermédiaire 4 comprend en outre des ouvertures de sortie d'air 6
ménagées au voisinage de son raccordement à la paroi périphérique
d'enceinte, de préférence au voisinage du raccordement de paroi
intermédiaire 4 avec les parois latérales du four.
La paroi intermédiaire 4 est avantageusement amovible, sa
sortie hors de l'enceinte 1 s'effectuant par la porte 3. Son enlèvement
permet le nettoyage des éléments fonctionnels contenus dans la seconde
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partie 8 d'enceinte. Tous les éléments fonctionnels du four sont
contenus dans la même partie 8 d'enceinte. Leur nettoyage nécessite
seulement l'enlèvement de la paroi intermédiaire 4. Cela facilite
considérablement les opérations de nettoyage. En particulier, l'enlève-
ment de la paroi intermédiaire 4, qui se trouve entièrement à l'avant detous les organes fonctionnels, ne risque pas d'endommager les organes
fonctionnels et en particulier les sondes de détection qui sont
associées au brûleur 9 de facon connue, pour la détection et le pilotage
de la flamme 18.
Dans le mode de réalisation des figures 1 à 4, le four comprend
une seule turbine 11 en position sensiblement centrale près de la paroi
postérieure 15 de four, et un brûleur à gaz 9 en forme de tube placé au-
dessus de la turbine 11 en orientation sensiblement horizontale, la
flamme étant orientée vers l'avant en direction de la paroi intermé-
lS diaire 4.
Dans le mode de réalisation de la figure 5, représenté four
ouvert et paroi intermédiaire 4 enlevée, le four comprend deux turbines
111 et 211, disposées l'une au-dessus de l'autre le long de la paroi
postérieure de four, et deux brûleurs à gaz 109 et 209 en forme de tube
placés respectivement au-dessus de l'une et l'autre des turbines en
orientation sensiblement horizontale, les orifices de sortie des
brûleurs étant orientés vers l'avant en direction de la paroi intermé-
diaire.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisa-
tion qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diversesvariantes et généralisations contenues dans le domaine des revendica-
tions ci-après.
