Brevet FR2516351A1 — publié le 19830520

La présente invention a pour objet un four à combustion par convection d'air, notamment pour boulangeries-pâtisseries, et elle a pour principal but de réaliser des économies d'énergie et d'améliorer la qualité de la cuisson. On connaît déjà, par exemple par les Brevets FR. 2.247 876 et 2 247 877 un four de boulangerie dans lequel la cuisson s'effectue dans un courant d'air chaud ventilé dans une gaine, l'air de cuisson étant humecté de vapeur d'eau (Brevet FR 2.285 834); on a aussi proposé, dans le Brevet FR 1 565 123 d'uti- liser les conduits de fumée en circuit fermé pour réchauffer la chambre de combustion. Pour obtenir l'économie désirée le four suivant l'inven- tion comprend un circuit fermé d'air primaire chauffé par contact avec les conduits entourant le foyer et la cheminée d'échappement des gaz du brûleur, ainsi qu'une turbine destinée à pulser l'air secondaire sortant du four pour le réinjecter dans le circuit, et la production de vapeur est assurée par un générateur qui récu- père les calories des gaz d'échappement, en produisant de l'air secondaire humide qui est centrifugé par la turbine qui sépare la vapeur de l'air et permet de récupérer la vapeur à la périphérie de la volute et de l'évacuer par un clapet réglable. Ces dispositions permettent d'utiliser au maximum les calories du brûleur, puisque seuls les gaz de la combustion sont évacués à l'extérieur après avoir cédé leurs calories dans les gaines d'air primaire et au générateur de vapeur. Pour contrôler la qualité de la cuisson, le four suivant la présente invention est agencé de façon que de la vapeur sèche ne puisse pas pénétrer dans l'enceinte de cuisson; à cet effet un diffuseur sature la vapeur sèche produite par le générateur de vapeur. La centrifugation du mélange air-vapeur permet une gran- de précision du dosage de la vapeur dans l'air, et donne la possi- bilité d'obtenir la qualité et l'épaisseur de croûte désirée. La courbe de température du four est plus stable du fait que l'introduction de vapeur fournie par le générateur ne fait pas varier sensiblement la température de la chambre de cuisson, alors que l'introduction d'eau pour la fabrication de vapeur dans les fours connus fait baisser cette température, et que l'extraction de vapeur centrifugée par la turbine permet d'extraire le minimum de calories du circuit air-vapeur. Le four suivant l'invention est constitué par une en- ceinte close comprenant le four de cuisson proprement dit, le foyer et son brûleur, les conduits d'échappement des gaz brûlés et des gaines entourant ces conduits; dans ces gaines circule en circuit fermé l'air primaire de cuisson du four chauffé par les conduits d'échappement et l'air secondaire sortant du four et re- cyclé par une turbine d'axe horizontal. Dans les gaines entourant le conduit d'échappement des gaz sont prévus des tubes plongeants remplis de déchets métalli- ques ou autres et au sommet desquels sont logés des injecteurs réglables d'eau: cette eau est vaporisée au contact de ces dé- chets chauffés par l'air primaire et la vapeur sèche produite est dirigée vers une rampe verticale distributrice prévue dans le four avec interposition d'un injecteur d'eau qui refroidit la vapeur et la fait passeren dessous de son point de rosée, ce qui améliore considérablement la qualité de la cuisson. L'air chauffé dans les gaines au contact des conduits d'échappement est distribué dans le four de cuisson par des aju- tages réglables disposés aux différents niveaux des chariots- supports de pain Cet air s'échappe par des ajutages opposés aux précédents et réintroduit dans le circuit par le jeu d'une turbi- ne à axe horizontal fixée sur le côté de l'enceinte. Le plateau de cuisson est monté pivotant dans le four autour d'un axe vertical médian et il est actionné par un moteur. D'autres caractéristiques importantes de ce four seront décrites plus en détail ciaprès en référence au dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une vue de face du four sans sa porte. La figure 2 est une vue en coupe verticale faite sui- vant la ligne Il-II de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe horizontale faite sui- vant la ligne III-III de la figure 2. La figure 4 est une vue de dessus du four. i 5 La figure 5 est une vue en coupe verticale faite sui- vant la ligne V-V de la figure 2. Les figures 6 et 7 sont des vues de détail des ajutages d'air primaire et secondaire. La figure 8 est une vue de détail à grande échelle des injecteurs d'eau. Le four est d'un type courant, c'est-à-dire qu'il com- porte un compartiment constituant le four de cuisson proprement dit, un espace recevant le foyer, le conduit d'échappement des gaz et des gaines de circulation de l'air de convection. Il a été conçu en vue de réaliser une perte minime de calories et à cet effet les conduits d'échappement servent à chauffer l'air primaire et le générateur de vapeur, et cet air primaire chaud distribué dans le four de cuisson est évacué dans des gaines sous forme d'air secondaire refroidi qui est recyclé en circuit fermé par une turbine. Ce four de boulangerie comprend un corps 1, de forme parallélépipédique ou autre, comportant un compartiment 2 consti- tuant le four de cuisson proprement dit et un compartiment 3 com- prenant le foyer 4, ici un tube étoilé à double paroi 40 en bout > 5 duquel est branché le brûleur 5; les gaz de combustion sont éva- _ 516351 cués de l'espace 41 dans un conduit vertical 6 débouchant par un coude 7 à l'extérieur Le foyer 4 et le conduit ascendant 6 sont enveloppés par une gaine étanche 17 dans laquelle l'air primaire de chauffage est portée à la température de cuisson (environ 200-3000 C) par contact avec le conduit des gaz de com- bustion 6 Cet air est distribué dans le four 2 par des ajutages réglables 8 disposés sur toute la hauteur du four Cet air chaud -est évacué du four sous forme d'air secondaire refroidi par des ajutages 9 disposés sur le flanc du four de cuisson 2 du c 8 té opposé aux ajutages d'admission 8 Cet air refroidi est ensuite repris dans une gaine verticale 10 dans laquelle débouche le conduit 11 d'une turbine 12 d'axe horizontal qui recycle cet air dans l'espace 40 autour du foyer. Cet air circule donc en circuit fermé et il n'y a pra- tiquement pas de calories perdues; seules les calories des gaz de combustion qui n'ont pas été échangées avec l'air ambiant dans la gaine 6 du circuit d'air primaire sont évacuées par la cheminée 7. Ces calories du conduit 6 sont également utilisées pour la production de vapeur indispensable pour une cuisson convena- ble des pâtons A cet effet des tubes 13, au nombre de deux par exemple, plongent verticalement dans le conduit 6; ils sont rem- plis de déchets métalliques ou autres qui se trouvent portés à haute température par le contact des gaz d'échappement Au som- met de ces tubes sont disposés extérieurement des injecteurs d'eau 14 Ces injecteurs, en forme de pointeaux par exemple, rè- glent l'admission d'eau amenée par les conduits 15 La vapeur sèche s'échappe par le conduit 16 qui débouche dans la rampe 18 qui s'étend verticalement dans l'angle du four de cuisson et dans laquelle elle ne pénètre qu'après avoir traversé un rideau d'eau crée par l'injecteur 38, qui en abaisse la température et la ra- mène au-dessous de son point de rosée Cette rampe distribue la vapeur sur tous les plateaux du four par des trous calibrés 19. Le four comprend une platine tournante 21 sur laquelle vient se placer le chariot 26 portant les pâtons (non représen- tés) La platine 21 pivote autour d'un axe 22 et est reliée à ú 5 16351 l'axe entraîneur 23, mû par un pignon d'un moto-réducteur 25, par un portique 28 qui encadre tout le chariot 26. Ce chariot 26 présente sur sa hauteur les supports de petons 27 et est muni de roues 29. Les ajutages d'admission d'air primaire 8 sont en forme de chicanes formées par trois éléments en U 30, 31, 32, les deux derniers étant réglables en écartement comme le montre la figu- re 6. Les ajutages d'échappement sont également en forme de chicanes formées par un U 33 et deux L inversés 34 et 35 ré- glables en écartement comme le montre la figure 7. La figure 8 montre à grande échelle un injecteur 13 constitué par un tube 36 raccordé à la conduite d'eau 15 dans lequel est logée une pipette 37 dont le débit est commandé par un électro-vanne; l'injecteur 38 peut être réalisé de la même manière; le démarrage de ces injecteurs est simultané mais leur durée de fonctionnement peut être différente en vue d'obtenir continuellement la qualité de vapeur désirée. La production de la vapeur est assurée par le généra- teur 13 qui récupère les calories des gaz d'échappement, et la turbine 12 qui centrifuge l'air secondaire humide et permet de récupérer la vapeur sur la périphérie de la volute et de l'éva- cuer par le clapet réglable 42 situé sur le conduit 44, d'o perte de calories réduite Cette centrifugation du mélange air- vapeur et le réglage du générateur permettent d'obtenir une qua- lité et une épaisseur de croûte désirée. A titre d'exemple un four de 2 m x 1 m x 1 m 50 permet de traiter 120 baguettes de pain de 250 gr en 18 minutes avec un four à 2200 C. Les détails de structure décrits sont naturellement su- jets à variations suivant les dimensions du four et sa destina- tion, l'essentiel de l'invention résidant dans les économies d'énergie et l'amélioration du rendement par les moyens ci- dessus décrits. REVENDICATIONS - Four à combustion par convection d'air, notam- ment pour boulangeries-pâtisseries, comprenant un foyer, des con- duits d'échappement de gaz, des gaines enveloppant lesdits con- duits et formant le circuit d'air chaud, un four de cuisson avec plateau rotatif et un générateur de vapeur pour ledit four, carac- térisé ence que la paroi ( 40) enveloppant le foyer ( 4) et la gaine ( 17) entourant le conduit d'échappement des gaz ( 6) forment le circuit d'air primaire chaud débouchant dans le four de cuis- son ( 2) par des ajutages ( 8) étagés réglables, en ce qu'une gaine ( 10) prévue à l'échappement de l'air primaire dans le four est équipée d'une turbine ( 12) d'axe horizontal fixée sur le côté du four qui recycle l'air secondaire dans le circuit primaireet en ce qu'un générateur de vapeur ( 13) plongeant dans le conduit ( 6) des gaz d'échappement dirige la vapeur produite dans une rampe is d'axe vertical ( 18) percée de trous calibrés ( 19) et logée dans le four. 2. Four de cuisson suivant la revendication 1 ca- ractérisé en ce qu'il comporte un diffuseur ( 38) qui sature la vapeur sèche produite par le générateur de vapeur ( 13). 3 Four de cuisson suivant la revendication 1 ca- ractérisé en ce que le foyer ( 4) alimenté par un br Oleur exté- rieur ( 5) est à double paroi étoilée, l'intervalle ( 41) entre ces deux parois servant au chauffage de l'air primaire passant dans la gaine ( 17) entourant le conduit vertical ( 6) d'échappement des gaz. 7, 4. Four de cuisson suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la turbine d'axe horizontal ( 12) pulse l'air secondaire d'échappement du four circulant dans la gaine ( 10) et Le recycle dans le circuit d'air primaire vers la double paroi ( 40) du foyer ( 4). 5. Four de cuisson suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le générateur de vapeur est constitué par des tubes ( 13) remplis de déchets métalliques ou autres et logés ver- ticalement dans le conduit ( 6) des gaz d'échappement, et par des injecteurs d'eau réglables ( 15) distillant de l'eau dans ces tu- bes. 6. Four de cuisson suivant la revendication 5 ca- ractérisé en ce que la vapeur est dirigée au sortir des tubes plongeants ( 12) vers une rampe verticale( 18) percée de trous calibrés ( 19) et disposée dans le fouraprès avoir traversé un rideau d'eau créé par un injecteur d'eau ( 38) qui la sature. 7. Four de cuisson suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que les ajutages ( 30), ( 33) distributeurs d'air primaire et d'écoulement d'air secondaire sont du type à chicanes avec des parois d'écartement variable.