Brevet FR2007213A1 — publié le 19700102

L'invention se rapporte aux appareils servant à traiter certains produits en les soumettant à un gaz tel que de l'air plus ou moins chaud, éventuellement additionné de vapeur d'eau ou de fumées, dénommé ci-après "gaz traitant" et du type comprenant au 5 moins tme chambre destinée à recevoir les produits à traiter et une soufflerie assurant une circulation réversible du gaz à travers cette chambre de façon que le sens d'écoulement soit inversé à des intervalles de temps choisis afin que le traitement appliqué aux produits soit aussi uniforme que possible. 10 On peut avantageusement utiliser des appareils de ce genre, pour décongeler des produits surgelés , pour cuisiner, cuire et fumer certains produits alimentaires, cuire du pain et des gâteaux et d'une façon générale réaliser un chauffage dans l'industrie alimentaire, dans les restaurants et dans tous autres lieux où 15 l'on prépare des aliments. Toutefois, l'utilisation d'appareils de ce genre ne se limite pas nécessairement aux traitements de produits alimentaires; elle peut aussi s'étendre au séchage et au chauffage d'autres types de produits ou d'articles tels que des vêtements et du linge, par exemple. 20 Plus spécifiquement, l'invention concerne une soufflerie perfectionnée utilisable dans des appareils du genre précité, et elle vise essentiellement à réaliser tme soufflerie de construction beaucoup plus simple, moins coûteuse et plus fiable à l'usage que les Éouffleries connues. 25 La soufflerie selon l'invention est du type comprenant un rotor réversible comportant au moins un jeu d'ailettes disposées radialement et alignées axialement, et un carter fixe entourant le rotor, symétrique par rapport à un plan passant par l'axe du rotor et comprenant, outre des parois extrêmes parallèles, une pa-30 roi principale sensiblement en forme d'U quand on la regarde suivant l'axe du rotor entourant ce rotor et prolongée par deux parois latérales et une seconde paroi placée entre ces parois latérales de façon à diviser l'intérieur du carter en deux passages de section transversale sensiblement rectangulaire qui communi-3? quent avec le compartiment dans lequel on place les produits à traiter et qui servent alternativement^ suivant le sens de rotation du rotor, de conduits d'entrée et dejsortie pour le gaz traitant venant du carter de la soufflerie. On a déjà utilisé des souffleries de ce type dans des appa— ^ 40 reils du genre précité, mais comportant une sorte de capot l BAD ORIGINAL 69 13575 2 2007213 obturateur entourant partiellement le rotor et tournant autour d'un axe parallèle à celui du rotor chaque fois que le sens d'écoulement du gaz traitant à travers le carter et} par suite, le compartiment contenant les produits, doit être inversé^ le sens 5 de rotation du moteur de la soufflerie étant inversé en vue du même résultat. Hon seulement ces capots sont assez complexes, lourds et aoflteux» mais encore Xsur aise an place mst difficile. % outre, ils ne fonctionnent correctement qu'au prix d'un entretien impor-10 tant. Si donc, en dépit de tous ces inconvénients, on a continué jusqu'ici à n'utiliser que des appareils de ce genre, c'est uniquement par ce qu'on ne croyait pas qu'il fût possible d'en réaliser un meilleur d'un autre type. Or, découverte surprenante, on a constaté que les capots 15 précitée n'étaient en aucune manière indispensables, à la condition toutefois que le carter de la soufflerie soit réalisé de la manière précédemment décrite, c'est-à-dire de façon que le conduit pour le gaz traitant forme un coude marqué dans la zone du ou des rotors. Ainsi, la caractéristique essentielle de l'appareil 20 selon l'invention réside dans le fait que le seul élément mobile de la soufflerie qui exerce une influence notable sur le transport et 1*écoulement du gaz traitant à l'intérieur de celle-ci est constitué par le rotor et que les ailettes sont constamment découvertes à l'intérieur du carter de la soufflerie de part et d'autre 25 du plan de symétrie précité, et que ces ailettes sont disposées de façon à laisser au gaz traitant un libre passage entre les âon-duits d'entrée et de sortie précités. Il est exact que le rendement d'une soufflerie de ce genre fonctionnant sans dispositif obturateur est légèrement inférieur 30 à celui d'une soufflerie des types antérieurs connus, mais ce détail est 8ans importance car l'excédent de puissance ainsi requis se transforme en chaleur, ce qui non seulement améliore l'efficacité du gaz traitant mais permet de réduire la capacité des éléments chauffants obligatoires. 35 Pour mieux faire comprendre l'invention, on en décrit ci- après deux exemples de réalisation avec référence aux dessins annexés. Les figures 1 et 2 sont respectivement une coupe verticale médiane et une coupe verticale par II-II, de la figure 1 d'un 40 premier exemple. BAQ ORIGINAL 3 2007213 69 13575 lia figure 3 est une coupe longitudinale d'un second exemple dont la soufflerie est située derrière le compartiment dans lequel on place les produits à traiter. La figure 4 est tme coupe horizontale à plus grande échelle 5 de l'appareil de la figure 3. Il va de soi qu'on peut placer d'une manière quelconque la soufflerie des figures 1 et 2 à l'intérieur de la chambre 1, et que, par exemple, la. chambre peut être inversée ou reposer sur une face latérale ou sur sa fatre postérieure. De même, on peut 10 utiliser la soufflerie des figures 3 et 4 avec des chambres ou des fours ayant une autre forme et dans lesquels l'axe du rotor est horizontal ou même incliné. Sur les figures 1 et 2, une cloison 2 divise la chambre 1 en deux compartiments. Deux portes 3» indiquées schématiquement par 15 leur contour extérieur tracé en traits mixtes, donnent accès à l'intérieur de la chambre 1. Le bord inférieur de la cloison 2 s'arrête à une certaine distance du fond de la chambre 1,èt des aubes de guidage obliques 4 sont disposées entre ce bord inférieur et les angles inférieurs de la chambre 1 afin d'assurer des condi-20 tions favorables à l'écoulement du gaz traitant à son passage d'un côté à l'autre de la cloison 2, quel que soit le sens de cet écoulement. On peut chauffer électriquement ces aubages afin de maintenir le gaz traitant à la température voulue. On peut aussi placer un élément chauffant non représenté dans l'espace compris 25 entre ces aubages en vue du même résultat. La portion supérieure de la chambre 1 fait pratiquement partie d'une soufflerie et reçoit un rotor 5 muni d'ailettes radiales 7 réparties circulairement autour d'un arbfe commun 6 entraîné lui-même de façon connue par un moteur approprié non représenté dont 30 on peut changer périodiquement le sens de rotation. Les ailettes 7 comportent des aubes radiales alignées axialement, ce qui leur permet de fonctionner de la même manière quel que soit le sens de rotation du rotor 5« Comme représenté l'axe de rotation du rotor 5 est disposé dans le prolongement de la cloison 2 et la dimension 35 longitudinale du rotor 5 et le nombre des ailettes 7 sont choisis de façon à assurer une progression uniforme du gaz traitant sur tout parcours suivi par celui-ci à l'intérieur de la chambre 1. Le bord supérieur de la cloison 2 se trouve au voisinage immédiat de la périphérie des ailettes 7, et il possède des prolon-40 gements 8 qui s'étendent de part et d'autre de celles-ci. 69 13575 4 2007213 L'absence de ces prolongements 8 n'empêcherait pas la soufflerie de fonctionner correctement* mais on a constaté qu'ils améliorent son rendement. Le sommet 9 de la chambre 1 présente autour du rotor 5 un profil curviligne en forme d*U, totalement symétrique 5 par rapport au plan précité passant par l'axe du rotor 5 et coïncidant pratiquement avec la cloison 2, et cette portion 9 se raccorde progressivement aux parois latérales correspondantes de la chambre 1. Comme le montre particulièrement la figure 1, la distance qui sépare le sommet 9 du rotor 5 et plus spécifiquement 10 des ailettes 7 est beaucoup plus gfande qu'il ne serait nécessaire pour éviter toute rencontre entre les ailettes et la paroi adjacente de la chambre, et elle est aussi très supérieure à la distance des ailettes 7 au bord supérieur de la cloison 2 (figure 2). 15 Bien que dans l'exemple considéré la portion 9 soit semi- circulaire et centrée sur l'axe du rotor 5, tin tel agencement doit plutôt être considéré comme une solution extrême. En pratiqua on a constaté qu'il était possible et avantageux, notamment pour réduire 1'encombrement,de diminuer la distance entre le milieu 20 de la paroi 9 et d'augmenter progressivement la distance entre le rotor et la paroi vers les deux côtés du rotor. Dans ces conditions , la distance minimale peut être le dixième du diamètre du. rotor. En outre, la paroi 9 peut avoir une forme régulière et symétrique quelconque et pas nécessairement une forme circulaire. 25 Les figures 1 et 2 montrent que l'appareil n'a besoin pour fonctionner correctement d'aucun capot obturateur pivotant ou d'aucun organe mobile autre ijue le rotor 5 et, évidemment son système d'entraînement et de commande non représenté. En conséquence, le rotor 5 est constamment découvert en direction de l'in-30 térieur du carter de la soufflerie constitué par la paroi 9, et comme on le voit, les ailettes 7 laissent constamment ,1e passage libre au g&e traitant entre les deux conduits latéraux séparés par la cllson 2 et qui communiquent avec les compartiments contenant les produits à traiter c'est-à-dire l'intérieur de la cham-35 bre fermée par les portes 3. Quand on fait tourner le rotor 5 dans le sens inverse des aiguilles d* une montre (figure 1 ), le gaz traitant introduit dans la chambre 1 progresse très efficacement, dans le sens indiqué par les flèciies À. Il semble bien que ce résultat est dû. an fait 40 qu'il se forme entre les ailettes un courant composé de deux copy j 69 13575 5 2007213 écoulements radiaux respectivement dirigés vers l'intérieur et vers l'extérieur, ce dernier recevant une composante tangentielle de mouvement due à la rotation des ailettes. Il s'ensuit que le gaz provenant des ailettes est projeté approximativement dans les 5 directions indiquées par les flèches B (figure 1)» ce qui produit vraisemblablement une sorte d'éjection dans la portion de conduit courbe de la soufflerie et surtout entre les ailettes et la paroi 9. En même temps, une fraction de l'air s'écoulant entre les ailettes depuis le côté aspiration, en l'espèce le compartiment de 10 droite de la figure 1, continue évidemment à s'écouler plus ou moins directement vers le côté pression entre les ailettes ou au voisinage de celles-ci, ce qui fait qu'il en résulte une combinaison entre des effets d'éjection longitudinaux et transversaux. Grâce à la symétrie parfaite de la soufflerie, on obtient un cou-15 rant symétrique quand on inverse le sens de rotation de la soufflerie. A cet égard, la cloison 2 joue un rôle important car, jusqu'à un certain point, on peut comparer son action à celle d'un "racloir" interrompant et dirigeant le courant gazeux et son éjection. 20 L'appareil des figures 3 et 4 présente quelques différences avec celui qui vient d'être décrit. De bons isolants thermiques protègent les parois de la châiobrelO qui est d'un type modifié, une porte isolée 11 donne accès à un espace 12 dans lequel les produits alimentaires ou autres 25 à traiter sont introduits au moyen de plateaux ou de plaques non représentés. la partie postérieure de l'espace 12 (par rapport à la porte 11) est fermée par une cloison 13» et cet espace est délimité latéralement par des aubes de guidage 14 formant des sortes de parois grillagées conçues de façon à assurer à l'intérieur de 30 l'espace 12 un écoulement gazeux sensiblement transversal et uniforme entre deux conduits latéraux 15 extérieurs aux aubes 14 et dont la section transversale augmente progressivement de la porte 11 vers la cloison.13. la cloison 13 constitue la paroi antérieure de la soufflerie, 35 et le rotor 16 de celle-ci, -qui,..-comme dans l'appareil précédemment décrit, comprend des ailettes 17 montées sur un arbre commun 18, est disposé verticalement en arrière de la cloison .13 et dans un conduit pour le gaz traitant qui forme horizontalement un coude prononcé entre les conduits 15 et est.délimité'extérieurement par 40 ûne portion de paroi- principale curviligne régulière 19 qui pro 69 13575 6 2007213 long» les parois extérieures des conduits 15. En face d'une portion de la périphérie du rotor 16 adjacente à la cloison 13, celle-ci présenté des parois latérales 2.0 qui convergent vers le rotor 16 jusqu'au voisinage immédiat des extrémités extérieures 5 des ailettes 17. L'ensemble de la cloison 13 affecte ainsi la forme d'une sorte de godet entourant partiellement la périphérie du rotor et, de préférence mais non nécessairement, tan fond curviligne 21 peut réunir les parois 20 au voisinage immédiat des ailettes mais sans avoir aucuç. point de contact avec celles-ci, comme indiqué en traits mixtes sur la figure 4. Il va de soi que X5arkre 18 la rotor peut comporter un nom-" bre â*ailettes 17 variable en vue -l'assurer a» courant gazeux utilisé l'uniformité voulue. Bans certains cas, si l'appareil ne comporte qu'une seule chambre de petites dimensions, il peut ne 15 comporter qu'un seul rotor. Mais on peut aussi subdiviser une chambre^ de grandes dimensions en compartiments plus petits au moyen de parois ou de fonds intermédiaires 22 comme indiqué par des doubles traits sixtes sur la figure 3. Comme le montre la figure 4, la distance radial© entre les ailettes 17 et la paroi 19 30 est faible dans le plan de symétrie de la soufflerie, mais elle augmente progressivement en direction des deux côtés de celle-ci. Dans ce cas, comme dans celui des figures 1 et 2, les ailettes comportent des aubes radiales alignées axialement de façon à fonctionner avec le même rendement quel que soit leur sens de rotation 25 caractéristique importante déjà signalée plus haut. La seule différence de fonctionnement entre les deux souffleries qui viennent d'être décrites réside surtout dans le fait qu'on peut considérer comme inactive la portion du rotor entourée par les parois 13 et 20 et éventuellement par le fond 21. Quel que 30 soit le sens de rotation des ailettes, la paroi 20 située du côté sous pression joue comme la cloison 2 de la figure 1 le rôle d'un "râcloir" ci-dessus décrit. Si l'on utilise un fond 21, il empêche le rotor de projeter du gaz traitant et de créer ainsi des tourbillons dans les poche^gormées entre la cloison 13 et les parois 3 20. Bien qu'on ne 1'ait/représenté sur les figures 3 et 4» le second ensemble formé par la cloison 13, les parois 20 et éventuellement le fond 21 peut présenter des prolongements qui pénètrent entre les aubes du rotor, analogues aux prolongements 8 dt l'appareil des figures 1 et 2 et jouant sensiblement le même rôle. 40 Qn constate que l'appareil des figures 3 it 4 ne comprend 69 13575 2007213 pas non plus de dispositifs obturateurs pour coopérer avec le rotor 16, et les ailettes 17 restent constamment exposées à l'intérieur de la soiifflerie des deux côtés du plan de symétrie de celle-ci. Onjbonstate aussi que les ailettes 17 laissent constamment 5 un passage libre poizr l'écoulement du gaz traitent, à la fois extérieurement et axialement. par rapport aux ailettes. Il doit être bien.entendu que les modes de réalisation décrits et représentés ne l'ont été qu'à titre d'exemples et peuvent subir de nombreuses modifications sans sortir pour cela du cadre 10 de l'invention, le chauffage.du gaz traitant peut être réalisé de toute façon appropriée, et de la vapeur d'eau ou de la fumée peuvent être introduits dans l'appareil par des ouvertures convenablement agencées à cet effet.' 69 13575 2007213 BEVEEDICATIOHS 1. - Appareil pour traiter divers produits au moyen d'un gaz chauffé; comprenant au moins une chambre destinée à recevoir les produits à traiter et tme soufflerie assurant la circulation du gaz à travers cette ou ces chambres et permettant d'inverser 5 périodiquement le sens d'écoulement du gaz, dans lequel la Soufflerie comprend un rotor 5 réversible comportant des ailettes radiales 7 alignées axialement et un carter fixe entourant le rotor et symétrique par rapport à un plan passant par l'axe du rotor, ce earter comprenant une paroi principale 9 sensiblement en forme 10 d'U quand on 1«l regarde suivant l'axe du rotor 5, prolongée, par des parois latérales, et une seconde paroi intermédiaire 2 divisant l'intérieur du carter en deux conduits de section transversale sensiblement rectangulaire qui communiquent avec la chambre 1 et servent alternativement de conduit d'entrée et de conduit de 15 sortie pour le. gaz traitant, cet appareil étant caractérisé en ce que le rotor 5, 16 est le seul élément mobile de la soufflerie qui exerce une influence notable sur le transport et l'écoulement du gaz traitant à travers celle-ci, et que les ailettes 7, 17 sont constamment découvertes à l'intérieur du carter de la soufflerie 20 de part et d'autre du plan de symétrie précité et ménagent constamment entre les conduits précités un passage libre pour le gax traitant. 2. - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde paroi 2 ou 13? 20, 21 du carter de la soufflerie 25 possède au moins un bord parallèle à l'axe du rotor et plus près de la périphérie des ailettes que la paroi principale 9, 19. 3. - Appareil suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le rotor de la soufflerie comporte plusieurs ailettes espacées axialement et que les conduits précités sont disposés 30 axialement par rapport au rotor. 4. - Appareil suivant la revendication 3» caractérisé en ce que la seconde paroi précitée 2 possède des prolongements 8 qui s'étendent dans les espaces séparant les Miettes du rotor. 5. - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 35 précédentes, caractérisé en ce que la seconde paroi précitée forme le bord d'une cloison 2 dont la majeure partie est contenue dans le plan de symétrie du carter de la soufflerie. 6. - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la seconde paroi précitée a la forme 69 13575 2007213 d'un godet 13, 20, 21 entourant partiellement le rotor 16. 7. - Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en que le godet précité a des parois latérales 20 qui convergent vers le rotor 16.