Brevet FR2401387A1 — publié le 19790323

La présente invention concerne une hotte pour l'extraction des fumées ou analogues produites notamment à partir d'une surface de cuisson telle que la surface d'une cuisinière. Il est devenu courant d'utiliser une hotte pour extraire les fumées d'une surface de cuisson à travers une cheminée. Habituellement, ces systèmes d'extraction sont basés sur l'utilisation des courants de convexion des fumées chaudes pour diriger ces fumées vers la zone active de la hotte. Cependant, bien que ces agencements conviennent pour des utilisations domestiques, ils sont insuffisants dans le cas d'appareils de cuisson pour des besoins collectifs. La présente invention a pour objet un systeme d'extraction comportant des moyens pour injecter des couches marginales ou extérieures à grande vitesse sur les surfaces intérieures du système d'extraction, et, par une admission appropriée de ces couches, les fumées sont convenablement confinées, la plus grande partie de l'air de remplacement nécessité par la hotte pour l'évacuation des fumées étant fourni par cette injection d'air à l'intérieur. Cela réduit considérablement, jusqu'à 80 %, l'échappement de l'air vers le local environnant . Les pertes d'énergie, aussi bien par chauffage que par refroidissement de l'air de remplacement provenant du local, en sont réduites de façon correspondante. L'invention a aussi pour but un système d'extraction comportant des parois doubles, comme éléments fonctionnels, entre lesquelles de l'air est injecté pour maintenir ces surfaces audessous du point de combustion des matières en particules pouvant être collectées sur ces surfaces. L'invention a aussi pour but l'incorporation d'un système d'injection d'air dans une hotte d'extraction qui, grâce au courant injecté, limite la quantité de particules collectées sur les surfaces de la hotte. Les buts de l'invention sont atteints en utilisant une enveloppe à paroi double à la fois dans la structure de la cheminée d'extraction et dans la structure de la hotte elle-même, Les surfaces intérieures de ces structures à double paroi forment les parois de confinement pour les fumées devant être évacuées par un ventilateur d'extraction placé à l'extrémité de la cheminée. Un second ventilateur est monté sur la cheminée, mais sur une surface opposée à celle qui comporte le ventilateur d'extraction, pour envoyer de l'air de l'extérieur dans l'espace formé entre les deux parois et pour forcer cet air vers le bas, le long de la cheminée, dans la structure de la hotte à partir de laquelle cet air est injecté sous la forme d'un courant de bordure à grande vitesse le long de la surface intérieure de la hotte à travers une fente périphérique d'injection. De façon similaire, la paroi arrière située le long de la surface de cuisson est aussi une structure à double paroi se terminant par une fente d'injection à côté de la surface de cuisson.La combinaison de la fente périphérique d'injection et de la fente d'injection située le long de la paroi arrière dirige le courant d'air à grande vitesse provenant de l'extérieur le long de la surface intérieure de la paroi arrière et le long des surfaces intérieures de la hotte. Ce courant de bordure à grande vitesse en trame les vapeurs et les fumées produites à la surface de cuisson, par l'effet habituellement appelé l'effet "Venturi" résultant de écoulement du fluide.La surface intérieure de la hotte est, de plus, configurée pour établir une arête de rupture divergente sur laquelle le courant de bordure à grande vitesse, sortant de la fente périphérique, se sépare de la surface de la hotte pour établir un tourbillon qui, du fait de sa circulation, dirige la plus grande partie des vapeurs vers un filtre situé à l'entrée de la cheminée. De façon similaire, la surface intérieure de la paroi arrière comporte un rebord déflecteur dépassant horizontalement vers l'avant pour collecter les graisses accumulées provenant du filtre et pour établir un autre tourbillon qui, du fait de sa circulation, dirige aussi l'écoulement vers la partie centrale du filtre.Le filtre, d'une structure connue, extrait les matières en particules et les vapeurs du courant combiné pour permettre l'évacuation par le ventilateur d'extraction des gaz résiduels del'intérieur de la cheminée. Pour permettre différents gradients thermiques entre le local et la colonne d'air immédiatement au-dessus de la surface de cuisson et, par suite, des courants de convexion correspondants, la cavité ou intervalle entre les parois de la structure de hotte comporte un papillon ou obturateur intérieur disposé transversalement, qui peut être réglé manuellement pour faire varier le débit d'air à travers la fente périphérique. Par suite, quand les courants de convexion croissent ou décroissent, l'importance de la capture des fumées à l'intérieur de la hotte peut être modifiée par une manoeuvre sélective du papillon. Il sera noté qu'il y -a deux couches d'air différentes s'écoulant sur les surfaces intérieures de la hotte vers l'ouverture d'échappement, L'air de remplacement s'ecoulant vers le haut, le long de la paroi arrière, est la source principale d'air s'écoulant avec une vitesse suffisamment élevée pour aspirer par effet Venturi toutes les fumées engendrées, et la vitesse reste suffisante pour que cet air atteigne l'ouverture d'extraction avant le courant d'air périphérique avant. L'air périphérique constitue un courant d'air auxiliaire pour diriger à nouveau les fumées refoulées à partir de la hotte par le courant d'air de la paroi arrière. L'air périphérique aide aussi à réduire la perte vers le milieu ambiant adjacent à la hotte Il sera noté que le courant d'air périphérique avant serait complètement inefficace s'il n'agissait pas conjointement avec le courant d'air arrière. La raison en est que si, seul de l'air périphérique était injecté dans la hotte, ce courant d'air passerait à travers le système d'extraction avant que les fumées situées en dessous atteignent celle-ci. Cet air courcircuiterait le système d'extraction car il ajouterait de l'air frais dans le système avant que les fumées provenant du côté inférieur aient pu atteindre cette zone. Cet agencement pour injecter de l'air froid de l'exté- rieur dans le courant de convexion au-dessus de la surface de cuisson, d'une part, assure le refroidissement de la structure et, d'autre part refroidit les fumées pour permettre une condensation plus facile et donc plus efficace des vapeurs sur les filtres. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : Fig. 1 est uneSscRématique en en perspective d'une hotte selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, montée au-dessus d'une surface de cuisson Fig. 2, 3 et 4 sont des coupes horizontales suivant les lignes 2-2, 3-3 et 4-4 de la fig. 1 ; et Fig. 5 est une coupe verticale schématique de la hotte de la fig. t. Bien que l'invention soit décrite en considérant une hotte pour cuisinière ou surface de cuisson, l'invention n'est pas limitée à cette utilisation. On doit comprendre que les caractéristiques générales de la hotte peuvent être utilisées pour de nombreux autres équipements produisant des fumées sans que l'on sorte du cadre de l'invention. La hotte d'extraction 10, représentée sur la fig. 1 est disposée au-dessus d'une suface de cuisson il qui est encadrée par deux parois latérales verticales 12 qui supportent la hotte au-dessus de la surface de cuisson. Le long de son bord~infé- rieur avant, a hotte 10 comporte une surface extérieure 13 dont le bord libre inférieur porte un rebord 14 recourbé vers l'intérieur (fig. 5). Une ouverture d'accès rectangulaire est ainsi délimitée par les parois latérales 12 et la surface 13, ainsi que par le rebord 14. Cette ouverture d'accès permet d'introduire et de sortir les articles à cuire sur la surface de cuisson 11. C'est cette ouverture d'accès des hottes existant jusqu'ici qui permet l'échappement des fumées de cuisson, vers le milieu ambiant, avec l'augmentation correspondante de la chaleur et de la contamination de la zone de travail. Pour supprimer cet inconvénient, une fente transversale 2D est ménagée le long du bord transversal intérieur ou arrière de la surface ou grille de cuisson 11, entre les parois latérales 12. La fente 20 est orientée pour diriger un courant d'air le long de la surface intérieure d'une plaque verticale de fond 21 située entre les parois latérales 12 pour délimiter le côté arrière de l'espace de cuisson. Une fente similaire ou ouverture périphérique est établie sur le côté intérieur du rebord 14, la forme de cette fente étant décrite plus en détail ci-apres. Conformément à l'invention, un courant d'air froid à grande vitesse est injecté à travers la fente 20, ainsi qu'à travers la fente périphérique pour établir des courants de bordure à grande vitesse le long de la paroi arrière 21 et le long de la face inférieure avant de la hotte. Une enveloppe rectangulaire verticale 25 est raccordée à la surface avant 13 entre les parois latérales 12, le côté supérieur de cette enveloppe étant fixé à un adaptateur 26 évasé vers le bas, dont l'extrémité supérieu- re est raccordée à une cheminée verticale 27. La cheminée 27 dépasse à l'extérieur du local de travail, en traversant le plafond 28 pour se terminer dans une caisse rectangulaire extérieure 29.La caisse 29 comporte, sur sa surface avant, une ouverture capotée 30 pour l'aspiration d'air de l'extérieur vers des cavités sélectionnées de la hotte 10, de la façon décrite ci-après. Comme le montre la fig. 2, la caisse rectangulaire 29 contient un ventilateur 31 dont l'entrée communique avec l'ouvertu- re 30. Un autre ventilateur 32 est monté dans la caisse 29, ce ventilateur communiquant avec une ouverture d'extraction 33 située sur le côté opposé à celui de l'entrée 30. L'entrée du ventilateur 32 communique avec un conduit rectangulaire 37 situé centralement dans la cheminée 27 et établissant, avec la paroi de la cheminée, une cavité ou passage périphérique 38. Le passage 38 communique avec l'intérieur de la caisse 29, permettant ainsi l'injection d'air froid à l'intérieur de la caisse à travers la sortie du ventilateur 31. Comme le montre la fig. 3, la cheminée 27 est une structure à double paroi avec le passage périphérique 38 ménagée entre la paroi extérieure de la cheminée 27 et le conduit central 37.La fig. 4 montre la configuration intérieure de l'adaptateur 26 qui comporte une partie rectangulaire intérieure 41 ayant une forme correspondant à celle de l'adaptateur 26 pour établir deux passages 42 et 43 le long de la surface avant et de la surface arrière de l'adaptateur. Les passages 42 et 43 communiquent avec le passage périphérique 38 pour permettre le passage de l'air froid injecté. En considérant la fig. 5, la soufflante 31 injecte l'air froid de l'extérieur de la caisse 29 dans le passage périphéri- que 38. Le passage 38 communique avec les passages 42 et 43 qui, à leur tour, débouchent à l'intérieur de l'enveloppe verticale 25. Un conduit ou gaine central de filtre 45 est monté à l'intérieur de l'enveloppe 25 et fait suite à l'extrémité inférieure du conduit intérieur 41 en définissant avec l'enveloppe 25 un avant 46 et un passage passage/arrière 47 situe entre les faces intérieures de l'enve- loppe 25 et les faces extérieures de cette gaine. Le bord inférieur arrière de la gaine de filtre 45 porte un support transversal en U 48 de support de filtre, orienté vers le haut et l'avant est aligné en opposition avec un support en U correspondant 49 du bord avant inférieur. Ces supports 48 et 49 sont espacés pour permettre l'introduction d'un filtre 50, par exemple l'épurateur décrit dans le brevet américain 3 813 856. La disposition des supports 48 et 49 est telle que le filtre 50 est incliné vers le bas et l'arrière, c'est-à-dire vers l'arrière de la hotte 10, pour que le condensat formé sur le filtre descende dans le support 48. Ce support en gouttière 48 comporte une ouverture 51 pour l'écoulement du condensat vers une gouttière transversale 55 formée sur la surface intérieure de la plaque de fond 21 faisant suite à la paroi arrière de la gaine 45.A l'extérieur et à une certaine distance de la paroi arrière 21, une paroi extérieure 56 forme le prolongement vertical de la paroi arrière de l'enveloppe rectangulaire 25. La paroi de fond 21 et la paroi extérieure 56 délimitent ainsi entre elles un passage 57 qui communique avec le passage 47. Le bord inférieur de la paroi 56 est replié en U pour entourer le bord inférieur du fond 21 pour établir la fente 20 précitée le long du bord arrière de la surface de cuisson 11. De façon similaire, une paroi intérieure avant 61 est disposée à l'intérieur par rapport à l'enveloppe 25 et à la surface extérieure 13 de la hotte. Cette paroi 61 comporte une partie plane avant 62 et une partie plane arrière 63, ces deux parties s'étendant entre les parois 12. Le bord arrière transversal de l'élément 63 est fixé au support transversal 49.L'angle formé par les éléments 62 et 63 est tel que ce dernier soit plus vertical , et orienté vers le haut et l'arrière, et que l'élément 62 soit relativement horizontal, tout en étant orienté dans le même sens. Cette disposition des éléments plans forme un point de divergence à la jonction afin que le courant de bordure s'écoulant le long de la surface inférieure de l'élément 62 ait tendance à décoller de la surface de l'élément 63. Pour établir ce courant de bordure, le bord libre avant de l'élément 62 est entouré par le rebord 14 qui est recourbé autour de ce bord pour former la fente périphérique 70. Un second passage confiné est ainsi établi entre les éléments 62 et 63 et la surface de l'enveloppe 25 et la surface intérieure 13 de la hotte pour diriger l'air injecté par le ventilateur 31 à travers la fente périphérique 70. Cette disposition des différentes parties permet une distribution commandée de l'écoulement à l'intérieur de la hotte 10 dans laquelle le courant de bordure ou marginal circule le long de la paroi 21 à plus grande vitesse que le courant injecté à travers la fente 70. L'effet venturi résultant se traduit ainsi par des pressions statiques plus basses le long de la couche de bordure sortant de la fente 70, ce qui aspire la plupart des vapeurs vers le fond 21. Pour assurer une commande supplémentaire de l'écoulement à travers la fente 70, un papillon 71 est placé entre lélément plan 63 et le raccordement entre la surface 13 et l'enveloppe 25. En réglant la position angulaire du papillon 71, il est ainsi possible de régler la répartition de l'air injecté par le ventilateur 31 vers les fentes 20 et 70. Le fonctionnement de la hotte décrite ci-dessus est expliqué en considérant plus particulièrement la fig. 5. Pendant une cuisson sur la surface ou grille il, des vapeurs V sont dégagées et sont aspirées à travers le filtre 50 par le ventilateur d'échappement 32. En même temps, le ventilateur 31 injecte de l'air dans les passages 38, 42, 43 et 46 vers la fente périphérique 70. Cet air est ainsi injecté sous la forme d'un courant de couche de bordure à grande vitesse le long de l'élément plan 62. Au point de cassure entre les éléments 62 et 63, ce courant à grande vitesse se sépare de l'élément 61 et provoque un tourbillon V1 devant la surface de l'élément 63. Ce tourbillon V1, conjointement avec la région à plus grande vitesse du fond 21 dirige le courant V vers la partie centrale du filtre 50.De même, un courant de couche de bordure à grande vitesse est injecté à travers la fente 20, le long de la surface intérieure du fond 21, ce courant se séparant à l'extrémité libre de la gouttière 55 pour établir un autre tourbillon V2. Ce tourbillon V2 dirige de façon similaire le courant de vapeurs vers le centre du filtre 50. Les tourbillons Vt et V2 coopèrent pour diriger vers le filtre 50 le débit volumétrique supérieur provenant de la fente 20. De ce fait, l'échappement de fumées est très faible ou nul de la hotte vers le milieu ambiant. Plus particulièrement, avec cette distribution des courants, les particules les plus lourdes et les vapeurs résultant de la cuisson passent vers les bords extérieurs des tourbillons V1 et V2. Par suite, les particules les plus lourdes seront mieux alignées par rapport au filtre 50 et la fréquence de dépôt de ces particules sur les surfaces intérieures de la hotte sera plus faible. De plus, le courant d'air injecté passe le long des surfaces de la hotte soumises à la chaleur qui sont refroidies en même temps que les vapeurs pour une condensation plus facile et pour réduire le risque d'incendie. Les avantages d'une hotte selon l'invention sont évidents. La combinaison des différentes parties d'une hotte selon l'invention assure la plus grande partie de l'air de remplacement à l'intérieur de la hotte et cet air refroidît et limite les vapeurs condensées sur les surfaces de la hotte. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. REVENDICATIONS 1. Système d'extraction des fumées, notamment pour une surface de cuisson, comportant un premier ventilateur et un second ventilateur situés au-dessus du toit du local, une cheminée traversant le toit et une hotte au-dessus de la surface de cuisson, cette hotte comportant deux parois latérales, une partie avant et une paroi arrière, caractérisé par : un conduit disposé dans la cheminée pour définir avec celle-ci un passage avant et un passage arrière verticaux, ce conduit étant fixe par rapport à la cheminée, le premier et le second passages communiquant avec la sortie du premier ventilateur et le conduit communiquant avec l'entrée du second ventilateur ; un ensemble d'épuration de l'air associe au conduit pour extraire les graisses des fumées traversant cet ensemble ; une paroi de fond dépassant vers le bas à partir du conduit, ce fond coopérant avec la surface définissant le côte arrière pour établir un premier passage vertical communiquant avec le passage arrière et une première ouverture longue orientée vers le haut, disposée le long du bord arrière de la surface de cuisson et à côté de celle-ci ; et une paroi orientée vers le bas et l'extérieur supportée par ce conduit, cette paroi coopérant avec la partie avant pour former un second passage et une seconde ouverture orientée vers l'intérieur, ce second passage communiquant avec le passage avant, le premier ventilateur refoulant de l'air vers le passage avant et le passage arrière pour l'échappement à travers à la fois la première et la seconde ouvertures pour former un premier courant et un second courant, le premier courant échappant vers le haut et vers l'avant à partir de la paroi formant le fond avec une vitesse suffisante pour provoquer une zone de dépression pour aspirer les fumées vers l'arrière et le haut au-dessus de la surface de cuisson et pour leur extraction à travers l'ensemble d'épurateur d'air, le second courant échappant vers l'arrière dans une direction angulaire par rapport au premier courant pour diriger les fumées échappant de la surface de cuisson et n'ayant pas déjà été entrainées vers le haut et l'arrière afin de les mélanger au premier courant pour qu'elles traversent l'ensemble épurateur d'air, et le second ventilateur établissant une dépression dans le conduit au-dessus de l'ensemble épurateur d'air pour faciliter l'écoulement du second courant contenant les fumées à travers l'en semble épurateur d'air pour l'extraction d'une quantité substantielle de graisses avant que l'air du conduit échappe à travers la sortie du second ventilateur. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé par un obturateur réglable manuellement à coté de la seconde ouverture pour régler le second courant afin qu'il y ait la vitesse désirée par rapport au premier courant. 3. Système selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le premier ventilateur a une capacité suffisante pour fournir l'air au premier et au second courants avec un volume suffisant pour maintenir les surfaces intérieures du conduit et de la hotte à une température inférieure à celle provoquant l'inflammation des graisses. 4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier ventilateur a une capacité suffisante pour fournir l'air au premier et au second courants en volume suffisant pour refroidir les fumées pour que leurs graisses aient tendance à se solidifier et à être retenues dans l'ensemble épurateur d'air. 5. Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la paroi avant comporte une première partie extérieure et une seconde partie intérieure formant un angle tel l'une par rapport à l'autre que le second courant forme un tourbillon à côté de la seconde partie pour diriger les fumées passant dans le tourbillon sensiblement vers la partie centrale de l'ensemble épurateur d'air.