Brevet FR2290124A1 — publié le 19760528

Argument : L'invention concerne une batterie de chauffe électrique à résistances, placée dans un divergent en aval d'une soufflante, afin de réchauffer l'air recyclé dans un four. La batterie comporte un divergent prismatique à section trapézordale servant à canalise l'air à réchauffer dans un volume, et à implanter des nappes de résistances électriques de chauffage ; les nappes sont imbriquées pour garnir la totalité du volume, les résistences sont identiques entre elles et toutes leurs bornes traversent une seule paroi latérale du prisme. Applications t fours de cuisson dans l'industrie alimentaire, et notamment fours de panification. Art antérieur : Sans parler des fours à griller, la plupart des fours de cuisson modernes pour l'industrie alimentaire, et notamment des fours de panification déjà connus du type à étages, ne comportent plus de réfractaires mais seulement un calorifugeage externe avec des matériaux isolants tels que la laine de verre. Un certain nombre de chambres de cuisson horizontales superposées en étages sont entourées au-dessus et au-dessous soit par des faisceaux de tubes à fluide chauffant, comme dans le brevet français 2.082.860 du 25 Mars 1970 de le même demanderesse, soit par des chambres de chauffage ou "radiateurs", parcourues par le fluide, qui est ensuite recyclé. Les fours connus utilisent comme fluide de l'air chargé de gaz de combustion provenant de brûleurs à gaz ou à hydrocarbures.Mais ces dispositifs présentent deux principaux inconvénients s leur rendement calorifique est diminué par pertes à la cheminée correspondant à chaque cycle aux calories emportées par la quantité de fluide caloporteur qui doit être évacudë pour compenser l'admission d'un mélange d'air et de combustible indispensable pour fournir la chaleur de cuisson. En outre, malgré de minutieuses précautions, on ne peut éviter que le pain ou les autres produits alimentaires cuits ne s'imprègnent quelque peu d'une odeur désagréable provenant du combustible, ce qui fait préférer aux consommateurs exigeants les produits "cuits au feu de bois". On connait aussi un autre type de fours à air chaud dans lesquels l'air est chauffé par des résistances électriques. Mais dans ce cas l'air très sec vient directement au contact du produit, Ceci ne convient pas à des cuissons du genre panification où ie produit doit "lever" et par conséquent se trouver dans une atmosphère où la teneur en vapeur d'eau est soigneusement contrôlée de même que la température, comme le permet la séparation décrite ci-dessus entre le fluide chauffant d'une part et l'air des chambres de cuisson d'autre part, dans les fours du premier type. C'est pourquoi les fours du second type sont plutôt utilisés comme séchoirs et peuvent à ce titre trouver d'autres applications dans l'industrie alimentaire que la cuisson. Exposé général L'invention concerne un four du premier type indiqué ci-dessus et se propose de conserve les avantages de régulation distincte d'un fluide caloporteur d'une part et d'une atmosphère de cuisson d'autre part, tout en éliminant les incon- vénients inhérents à la combustion utilisée comme apporteur d'énergie calorifique. On est conduit à utiliser le chauffage par résistances électriques comme dans les fours du second type.Ici il ne s'agit plus -avant tout de provoquer un bon contact entre l'air chaud et le produit à cuire, mais d'assurer un bon rende- ment énergétique en perfectionnant l'échange de chaleur entre des résistances électriques et un courant d'air qui les baigne, sans pour cela dépenser trop de force motrice dans les moyens employés pour recycler l'air ; l'échange de chaleur entre le fluide caloporteur et 11 atmosphère de cuisson est paradoxalement relégué au second plan, puisqu'il a lieu à l'intérieur d'une enceinte dont les parois externes sont soigneusement calorifugées et n'affecte donc pas le rendement énergétique, mais seulement la rapidité de mise en température des chambres de cuisson et le faible décalage de température, à tout moment du fonctionnement, entre le fluide caloporteur et l'atmosphère des chambres de cuisson.Sur ce dernier point l'invention n'apporte pas de perfectionnements et se contente d'utiliser des dispositifs connus et donnant satisfaction, qui ne seront pas décrits, non plus que ceux d'humidification de l'atmosphère de cuisson. L'invention se concrétise donc dans la réalisation d'une batterie de chauffe électrique à résistances originale, en liaison et immédiatement à l'aval d'une soufflante de type connu dans le sens de la circulation d'air, constituée principalement d'un divergent et de résistances ; le divergent est de forme générale prismatique à section trapézoidale et sert à canaliser l'air à réchauffer dans un volume intérieur, et à implanter dans ce volume des nappes de résistances de façon à procurer un bon échange calorifique, à minimiser la perte de charge provoquée par l'obstacle qu'elles opposent au passage du flux d'air, et à faciliter la fabrication par une standardisation des éléments et une disposition commode des bornes électriques. A cet égard, il est avantageux que les résistances soient identiques entre elles et que toutes leurs bornes soient juxtaposées du côté extérieur d'une seule et même paroi du divergent ; on choisira naturellement la paroi située du côté externe de l'ensemble de l'appareil, ce qui facilite l'arrivée et la connexion des lignes électriques à travers le calorifugeage extérieur. Grâce à la batterie de chauffe selon l'invention, un four de cuisson qui en est équipé réunit tous les avantages des deux types de fours décrits, tout en préservant les qualités organoleptiques du produit et en garantissant une simplicité de fabrication et un rendement énergétique optimaux. Enoncé des fissures La Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un four à panification équipé d'une batterie de chauffe électrique à résistances conforme à l'invention. La Fig. 2 est une coupe transversale du même four selon la ligne A - A de la Fig. 1. La Fig. 3 représente à plus grande échelle uns forme de batterie de chauffe selon l'invention, vue du c8té des bornes électriques. La Fig. 4 représente l'une des résistances identiques de la sus-dite batterie. Description détaillée d'une forme de réalisation Sur les-Figs. 1 et 2, on a désigné par 1 l'ensemble d'un four de boulanger du type à étages comportant des chambres de cuisson 2, 3, 4 à soles 32, 33, 34 et à portes individuelles en façade 35, 36, 37. Ces chambres sont étanchas et chacune d'elles est entourée en dessus et en dessous par des chambres de chauffage ou radiateurs 5, 6, 7, 6, de même surface horizontale que les chambres de cuisson mais beaucoup moins hautes. L'ensemble du four est entouré de tous côtés,sauf à l'endroit des portes, par un calorifugeage en laine de verre non représenté. Les radiateurs sont parcourus, de la droite à la gauche de la Fig. 1, par un flux d'air chaud recyclé dont on va maintenant décrire le circuit. L'air sortant des radiateurs est aspiré à travers une gaine 10 à l'arrière du four par une soufflante centrifuge à aubes, de modèle connu, dont le rotor est visible en 11 et qui tourne autour d'un arbre 12 entraRné par un moteur 13 placé à l'extérieur du calorifugeage. Le carter du rotor est en contact avec l'atmosphère par un tube 14 de faible diamètre permettant notamment une sortie de l'air dilaté par son réchauffement, afin d'éviter un excès de pression dans le four. Vu de l'arrière du four, le rotor tourne par exemple en sens inversa des aiguilles d'une montre et envoie un flux d'air dans un divergent 15 qui conduit ce flux vers le plan médian du four et en dessous, pendant qu'il se réchauffe au contact de nappes de résistances électriques 16.Toutefois, ces résistances sont mises sous ten- sion ou hors tension au moyen d'au moins un thermostat de con tr8la de la température des chambres de cuisson, non représenté, alors que la soufflante fonctionne en permanence pendant tout un cycle de cuisson. Le flux d'air, réchauffé s'il y a lieu, arrive dans le bas du four sur un déflecteur 17 qui le dirige vers deux caissons inférieurs 18 et 19 que le flux parcourt vers la droite de la Fig. 1 sur toute la longueur du four. I1 parvient alors à deux gaines latérales 20, 21 de répartition qui le font remonter et pénétrer par des buses telles que 25 à l'intérieur des radiateurs 5, 6, 7, 6, du côté de la façade du four. il peut être avantageux de séparer en deux parties distinctes les chambres du four par une cloison médiane 22, ce que permet la disposition décrite sans nuire à la répartition du flux d'air caloporteur distribué.Un caisson médian et inférieur 23 peut être commodément utilisé pour vaporiser les petites quantités d'eau nécessaires au maintien d'une hygrométrie convenable dans les chambres de cuisson, d'une façon connue qui ne mérite donc pas une plus ample description. Sur la Fig. 3 on voit une batterie de chauffe parcourue par un flux d'air dans le sens des flèches 77, 78, provenant d'une soufflante située au-dessus et dont le carter est raccordé sur toute la face supérieure ouverte 42 du divergent prismatique 40 vu ici par sa face 41 parallèle à la direction moyenne du flux d'air, du côté arrière du four où sont groupées les bornes telles que 71, 72, 73, 74 de deux nappes de résistances 51 à 60 d'une part, 61 à 70 d'autre part vues ici par leur tranche. Le flux d'air sort du divergent par la face inférieure ouverte 43 vers les caissons inférieurs du four.L'exemple représenté comporte seulement deux nappes de dix résistances chacune, imbriquées dans la zone médiane du parcours du flux d'air ; mais toute autre disposition interne reste couverte par l'invention si elle en respecte les caractéristiques essentielles, qui sont - l'ensemble des nappes garnissent de façon homogène la totalité du volume intérieur du divergent, tout restant à distance con venable de ses quatre faces pleines 44, 45,-41 et l'homologue de cette dernière vers l'avant du four, afin que le rayonne ment calorifique des résistances n'augmente pas exagérément la température des faces pleines - les résistances sont planes et identiques entre elles à tous égards, et les plans qu'allas occupent à l'intérieur du diver gent sont sensiblement parallèles aux lignes de flux, afin de diminuer les pertes de charge dans le divergent ; - toutes les résistances traversent par leurs extrémités, de façon isolée électriquement, la face arrière 41 du divergent et leurs bornes sont situées à l'extérieur de cette face, ce qui facilite leur connexion électrique, par l'intermédiaire de fils de ligne tels que 75, à un ou plusieurs interrupteurs commandés thermostatiquement par la température des chambres de cuisson. On a enfin représenté sur la Fig. 4 un exemple de conformation en zig-zag ou lacet de ces résistances identiques, de section uniforme ronde, avec ses extrémités 81, 82 munies de rondelles isolantes 83, 84 pour la traversée de la plaque 41 et leurs deux bornes terminales 71, 72. REVENDICATIONS 1 Batterie de chauffe électrique à résistances placée dans un divergent en aval d'une soufflante, afin de réchauffer un flux d'air recyclé dans un four dont le circuit d'air caloporteur est distinct de l'atmosphère de chambres de cuisson, caractérisée: - en ce que le divergent a la forme d'un prisme à section tra pézoldale dans lequel le flux d'air entre par une face ouverte contenant la petite base du trapèze, et sort par une face ouverte contenant la grande base du trapèze, et - en ce que les résistances groupées en nappes imbriquées sont situées dans des plans sensiblement parallèles eux lignes-de flux, et garnissent de façon homogène le volume intérieur du divergent. 2.- Batterie de chauffe à résistances selon la revendication 1, caractérisée : - en ce que les résistances sont identiques entre elles. 3.- flatterie de chauffe à résistances selon la revendication 1, caractérisée s - en ce que chaque résistance traverse par ses deux extrémités une seule et même face du divergent latérale aux lignes de flux et située sur l'arrière du four, les bornes-de toutes les résistances étant ainsi groupées en un tableau à l'extérieur du divergent