Brevet FR2102340A1 — publié le 19720407

Ce type de four entré depuis seulement. quelques années dans l'industrie de la panification requiert quelques -perfectionne- ments qui consentent de corriger le fonctionnement de ses organes principaux qui sont : le foyer métallique, les tubes annulaires à vapeur radiante et les chambres de cuisson. La figure 1 ci-jointe représente la section BB de la figure 2 jointe pareillement, La figure 2 représente la section AA de la figure 1. a/ - Le foyer métallique indiqué dans les figures I et 2 par le n0 4 est constitué par un cylindre creux en acier réfractaire déjà connu parce que très employé dans les fours cyclothermiques à air chaud. A l'usage, et dans son application aux fours à vapeur ce type de foyer a accusé une détérioration excessivement rapide. b/ - Les tubes annul-aires à vapeur indiqués par les nO 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.... dans les figures 1 et 2 sont l'organe le plus important du four à vapeur du type considéré, c'est-à-dire celui qui en détermine et conditionne le fonctionnement. Ce sont des tubes en acier sans soudures prévus pour de hauts pressions et à haut coefficient d'élasticité pour se conformer facilement au modelage. Dans le four à pain, leur r81e est de transporter la chaleur du foyer aux chambres de cuisson et de l'y distribuer de façon à satisfaire les exigences de cuisson de la panification. Les tubes de ce brevet ont tous le meme modelage et les même dimensions comme on le voit dans la figure 1 où sont representés les deux premiers tubes de la numération, c'est-à-dire les tubes nO 1 et 2. Ce modelage ne comporte pas de structure très complexe étant considéré qu'il est prévu pour pouvoir distribuer l'apport de chaleur de chaque tube intéressant seulement un groupe de trois chambres superposées0 Dans les fours de ce type construits jusqu'à présent et convenant particulièrement pour des productions élevées le développement en longueur de chaque tube particulier dépasse les limites de la prudence qu'il est nécessaire dtobserver en prévision du cas malheureusement non impossible ni très rare d'explosion d'un ou plusieurs tubes, prudence nécessaire donc qui consent de pouvoir contenir accidents et dommages dans des proportions que l'on peut retenir compatibles avec l'art de la panification.On sait que chaque tube à vapeur en fonctionnement à sa température d'exercice,est une bombe chargée de vapeur sous pression. En cas d'explosion, cette bombe est d'autant plus dangereu se que plus importante est la quantité de vapeur qu'elle conthrt quantité qui est en relation directe avec la longueur développée par le tube, vu que la section interne de ce dernier, après l'in- troduction des tubes radiants annulaires dans les fours à pain, s'unifie de plus en plus sur une ou deux valeurs pas très différentes. c/ - Quant à la dimension et au positionnement des chambres de cuisson, il est évident qu'elles conditionnent le développement en longueur des tubes à vapeur qui doivent les réchauffer et en conséquence, pour une meme surface totale du plateau du four, il est conseillé d'adopter deux chambres de petites dimensions à la place d'une seule grande chambre. D'où dans ce brevet, au lieu de trois grandes chambres superposées il en a été prévu six divi- sées en deux groupes ayant chacun trois chambres superposées et disposées comme le montre la figure 1.Les trois chambres de chaque groupe ont des hauteurs d'enfournement égales à celles qui auraient été prévues en cas d'adoption de trois grandes chambres superposées seulement, et naturellement la surface totale de pla teau en cas d'adoption de six petites chambres divisées en deux groupes, résulte égale à la superficie totale de plateau de trois seules chambres superposées de dimensions plus grandes, si elles avaient été adoptées. Cette disposition des chambres sur deux groupes parallèles et distincts, le profilage conséquent des tubes annulaires et leur disposition comme illustré dans les figures 1 et 2, constitue une caractéristique du présent brevet.A leur tour les chambres de chaque groupe sont distinguées par des chiffres romains comme illustré dans la figure 1, où le groupe de gauche est constitué par les chambres I - II - III - et le groupe de droite par les chambres IV - V - VI -. Le brevet actuel concerne les perfectionnements techniques qu'il est nécessaire d'apporter dans la construction des fours de ce type afin d'éliminer les déficiences mentionnées plus haut dans les arguments ai - b/ - ci. Voici donc la description de-tels perfectionnements. ARGUMENT ai - détérioration excessivement rapide du foyer métallique. Jusqu'à présent, dans ce genre de foyer, on employait et emploie toujours ce que l'on appelle acier réfractaire qui s'est montré le métal le plus adapté à cet emplqi. Sa détérioration dépend de la température élevée de son fonctionnement. En abaissant cette température on diminue l'usure, c'est-à-dire que l'on augmente la durée d'usage du foyer. Dans le cas examiné, pour abaisser la température dtexercice du foyer, il faut réussir à lui soustraire à chaque instant de son fonctionnement et dans les limites qu'il permet pour ltensemble du -four (chambres, conduits des fumés chaudes, tirage de la cheminée) la plus grande quantité de chaleur possible.Il faut donc augmenter son refroidissement à l'intérieur de ces limites. Cette fonction est principalement confiée à l'ensemble des sections réchauffées des tubes radiants annulaires qui entourent le foyer lui-même et qui reçoivent cette chaleur directement de la surface externe du cylindre (foyer) pour la transporter à travers la vapeur qui circule en eux-mees directement jusqu'à liintérieur des respectives chambres de cuis-. son. C'est la manière la plus efficace de refroidir le foyer et nous devons la rendre le plus possible énergique, toujours à 1 'intérieur - des limites de fonctionnement du four déj à cité. Dans ce but, la caractéristique du présent brevet consiste à disposer chaque tube annulaire de façon que sa section réchauffée profi- lée en demi-cercle entoure complètement en un diamètre qui s'en -écarte le moins possible, une des deux demi-circonférences externes du cylindre foyer par rapport à l'axe vertical du foyer même: c'est-à-dire de manière que la section réchauffée d'un tube radiant annulaire quelconque doit entourer la demi-surface droite (par rapport au dit axe vertical) tandis que celle du tube annulaire suivant doit entourer la demi-surface externe gauche du foyer toujours en référence au dit axe vertical du foyer. De cette manière toutes les sections réchauffées ont une direction parallèle à l'axe vertical du cylindre (foyer) et -donnent donc à la vapeur contenue dans leurs propres tubes une poussée maximale de bas en haut qui est-le sens précis dans lequel la vapeur doit circuler à l'intérieur de chaque tube pour porter plus de chaleur dans la propre chambre qu'il dessert, et en consequence effectuer le plus grand refroidissement du cylindre foyer En numérant les tubes annulaires distribués le long de la surface radiante (.externe)- du cylindre foyer, figure 2, les sections ré- chauffées des tubes annulaires impairs (1, 3, 5, 7o.,) entourent la moitié droite de-la dite surface radiantedu foyer, tandis que les sections réchauffées des tubes pairs (2, 4, 6, 8 ...) embrassent la moitié gauche. Cette disposition des tubes annulaires par rapport au foyer et aux chambres de cuisson, est un perfectionnement qui se quali fie de lui-mdme et constitue une caractéristique du brevet Par une telle disposition, les sections réchauffées de droite envoie la chaleur dans les tubes annulaires respectifs qui réchauffent le groupe de chambres de gauche (I - II - III) figure 1, tandis que les sections de gauche alimentent leurs propres tubes qui réchauffent le groupe de chambres de droite (1V - V - VI) figure 1. Il peut y avoir successivement d'autres échanges de chelem entre les sections réchauffées des tubes annulaires disposés Sps les canaux 5 - 6 figure 1, parcourus par les fumées chaudes en provenance du foyer et se dirigeant vers la chemine (figez et t mais ces échangés ont une influence mineure sur le refroidissement du cylindre foyers parce que les fumées chaudes ont une température plus élevée que les sections réchauffées des tubes annulaires, température qui est liée au tirage dè la cheminée Par contre, ces echanges servent à équilibrer la distribution de la chaleur entre les sections réchauffées dans le sens longitude nal par rapport au cylindre foyer et donc à régler la distribution de chaleur dans les chambres de cuisson0 Cette disposition des sections réchauffées des tubes annulaires par rapport au foyer et aux chambres de cuisson est aussi une caractéristique qua- lifiant le présent brevet que l'on peut résumer ainsi : la section réchauffée de chaque tube annulaire embrasse une moitié de la circonférence extérieure radiante du cylindre et précisément cette moitié dont la radiation de chaleur sur la section réchauffée, permet à cette dernière d'exercer sur la vapeur qu'elle con- tient une poussée dans le sens adéquat de circulation que doit assumer cette vapeur à l'intérieur du tube radiant pour pouvoir apporter sa propre chaleur à l'intérieur des chambres de cuisson prévues. Naturellement la quantité de chaleur prélevée du foyer par chacun des tubes dépend aussi du diamètre du tube lui-meme et donc de la vitesse que la vapeur qui ia transporte et qui circule dans le tube a acquise par la poussée qui lui a étewimprimée par sa propre section réchauffée. Mais à ce stade le problème se complique parce que outre le respect des autres conditions de fonctionnement du four, entrent en jeu les difficultés relatives au modelage des tubes, qui augmentent avec l'accroissement des tubes eux-m & es. De toute façon la condition évidente est que l'espace libre de tube à tube ne doit pas dépasser la moitié de la circonférence extérieure du tube annulaire qui entoure le cylindre foyer. Cette limitation permet aussi une meilleure captation de la chaleur émanant des bandes de la- superficie externe radiante du cylindre, non recouvertes par les sections réchauffées des tubes annulaires et qui résultent entre tube et tube. ARGUMENT b/ - Cet argument concerne la limitation de la longueur du tube annulaire afin de limiter la quantité d'eau qui y est introduite (environ 40 % du volume interne du tube) et destinée à être réchauffée et vaporisée dans les sections réchauffées des tubes annulaires pour engendrer la vapeur qui en circulant à l'intérieur de chacun des tubes annulaires, transmet la chaleur depuis le foyer jusque dans les chambres de cuisson. Comme on l'a déjà dit, un tube radiant annulaire en exercice est comme une bombe chargée de vapeur à haute pression. Pour éviter accidents et dommages importants en cas d'explosion d'un ou plusieurs tubes annulaires, il est prudent de diminuer le plus possible la quantité d'eau qui y est enfermée, ce que l'on peut seulement obtenir en diminuant le développement en longueur du tube annulaire, parce que le diamètre de ces tubes limité à deux ou trois dimensions est tributaire des exigences de construction du four. La longueur du tube annulaire dépend des dimensions et du nombre de chambres que chaque tube doit réchauffer. La solution des problèmes posés par cet argument est représentée dans la figure 1, et consiste à avoir- subdivisé le nombre des chambres superposées à réchauffeur selon les critères traditionnels, en deux groupes, chacun en nombre égal des chambres traditionnelles, mais dont la superficie de plateau de chaque chambre correspond à la moitié de la surface de plateau de chaque chambre du complexe traditionnel. Pour cette raison on aura un total de chambres double de celui du complexe traditionnel mais une superficie totale de plateau identiques Nous aurons donc deux groupes de chambres de dimensions réduites comme aussi des tubes radiants annulaires de développement plus cours. Ce dédoublement des chambres ccnsti- tue un autre perfectionnement du présent brevet. ARGUMENT c/ - Le dédoublement de l'ensemble traditionnel des chambres superposées d'un four de ce type, en deux groupes de chambres plus petites pour une meme surface totale de plateau, la disposition de chaque groupe de chambres par rapport à l'axe longitudinal du four, déterminent la conséquente disposition des chambres et le modelage des tubes annulaires, le tout comme représenté dans les figures 1 et 2, et constituant un autre perfectionnement qualificatif de la présente invention. REVENDICATIONS 1'/ Four pour cuisson du pain ou autre produit par tubes de vapeur radiants caractérisé par la disposition des chmabres de cuisson superposées en deux groupes, horizontaux et cete à cote par rapport à l'axe longitudinal du foyer, de petites chambres superposées, chaque groupe étant réchauffé par son propre complexe de tubes annulaires avec le profilage des tubes comme représenté fig. 1. 2-/ Four selon la revendication 1 caractérisé par la disposition et distribution des sections chauffées des tubes annulaires par rapport au cylindre foyer qui permet aux dites sections une captation optimale de la chaleur irradiée par la surface externe du cylindre foyer et qui permet en outre d'exercer sur la vapeur qu'elles contiennent une poussée énergique dans le sens circulatoire voulu de cette vapeur à l'intérieur des tubes annulaires pour transmettre sa chaleur à l'intérieur des chambres que ces tubes annulaires desservent, ce qui permet en outre le refroidissement et augmente la durée du foyer métallique. 3-/ Four selon la revendication 1 ou 2 caractérisé par le dédoublement de chaque surface de cuisson en deux ou plusieurs chambres équivalentes comme production mais de dimensions plus petites, dans le but de réduire le développement total en longueur des tubes annulaires qui les réchauffent et ainsi réduire le volume de la vapeur qui circule dans chacun des tubes annulaires, diminuant de la sorte le danger et le dommage d'une explosion éventuelle d'un ou de plusieurs tubes annulaires. 40/ Four selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3 dans lequel le foyer est disposé vers la façade ou vers le fond du four. -50/ Four selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4 ayant un seul groupe de chambres superposées et donc avec un foyer déplacé sur le ceté droit ou gauche du four, par rapport à la façade ou au fond du four lui-même.