Brevet FR2559241A1 — publié le 19850809

La présente invention se rapporte à un perfectionnement permettant la mise et le maintien en dépression du moufle d'un four électrodomestique à réacteur catalytique avec ou sans nettoyage pyrolyti- que. De nombreux fours électrodomestiques sont équipés d'un réacteur catalytique destiné à traiter les gaz de cuisson des aliments lors des séquences de nettoyage par catalyse ou pyrolyse o10des projections, principalement graisseuses, sur les parois et autres surfaces les recevant. Ce catalyseur produit l'oxydation des molécules d'oxyde de carbone pour les transformer en gaz carbonique. Bien que devenant dangereuse pour l'homme en quantités importantes, la molécule de gaz carbonique est saturée à l'état naturel et ne présente pas, par conséquent, le danger immédiat de l'oxyde de carbone avide d'oxygène. De ce fait, un réacteur catalytique saturant l'oxyde de carbone en oxygène est devenu indispensable dans bien des fours et notamment dans les fours à nettoyage pyrolytique ou catalytique. Les études et essais ont montré que pour faire fonctionner le réacteur catalytique à son optimum, les quatre conditions générales suivantes doivent être remplies: Tous les gaz dégagés soit par la combustion d'aliments (cuisson) soit par la carbonisation des résidus d'aliments (nettoyage) doivent passer par le réacteur catalytique. Le temps de passage (RG) de ces gaz le long des parois -des canaux du catalyseur doit se rapprocher de -2- de la valeur optimale suivante: RG = VG = Volume de gaz t x VR temps x volume réacteur Les dimensions du réacteur doivent être suffisantes pour ne pas le saturer trop rapidement lors d'une cuisson ou d'un nettoyage. La température de traitement des gaz doit être appropriée, c'est-à-dire de l'ordre de 400-600 C selon le type de catalyseur utilisé. La présente invention permet de mieux remplir la première condition, les conditions suivantes étant liées plus particulièrement aux dimensions du catalyseur et à la température de fonctionnement du four. Il n'existe pas, sur les fours actuels, de dispositif mécanique spécial d'aspiration des gaz sortant du catalyseur. On profite, en effet, de la surpression provoquée par l'augmentation du volume de l'air due à la réaction chimique exothermique dans l'enceinte. Ceux-ci s'échappent en majorité par le corps du catalyseur traversé par des canaux, car constituant la sortie préférentielle par tirage naturel. A la sortie du catalyseur, les gaz sortent par tirage nature, soit directement à l'exté- rieur par une cheminée arrière, soit dans un canal d'évacuation auxiliaire dansle cas d'une sortie sur lai face avant et d'un catalyseur traversant 301a paroi supérieure du moufle. Or, dans la pratique, si la majorité des gaz sortent -par le catalyseur, la section de passage de celui-ci s'avère insuffisante pour écouler - 3 complètement le volume supplémentaire et une partie de ceux-ci s'échappent par l'entrée d'air inférieure et par les passages auxiliaires formés par les jeux d'assemblage et de fabrication et les multiples orifices et intervalles techniques situés sur les' parois du moufle. -. Ces émanations parasites ne traversent pas le catalyseur o elles seraient traitées. Ces gaz et fumées présentent une forte proportion d'oxyde de carbone et pourraient constituer un danger dans les cuisines de petites dimensions servant bien souvent de pièce d'habitation. _ Pour remédier à cet inconvénient, les inventeurs ont imaginé une association de moyens permettant, sans énergie supplémentaire, de créer une dépression suffisante pour diriger l'ensemble des gaz et fumées vers le catalyseur et les aspirer à l'extérieur du moufle, à travers celui-ci et les évacuer avec l'air extrait. De façon tout à fait avantageuse, deux des moyens employés concernent la turbine-d'aspiration et le canal d'éjection de l'air occupant le volume intermédiaire délimité par l'isolation du moufle et l'enveloppe extérieure. L'idée générale inventive consiste à utiliser l'effet de dépression provoqué par un capot conformé en profil aérodynamique, et disposé sur la sortie du- catalyseur, dans le flux d'air d'extraction qui engendre un appel d'air au niveau du catalyseur. Plus précisément, I'invention consiste à placer un capot conformé selon l'extrados d'une aile d'avion, dans le canal de ventilation forcée de l'enceinte, au-dessus de la sortie du catalyseur, I'extrados étant pourvu d'un orifice d'aspiration -4 en correspondance avec la partie du catalyseur. Ainsi que déjà partiellement indiqué ci-dessus, I'invention présente plusieurs avantages particulièrement intéressants: 5. Diminution notable des dégagements parasites par les entrées d'air auxiliai- res et les orifices et passages techni- ques. Suppression du canal supplémentaire d'isolement. Utilisation du flux d'air engendré par la turbine d'extraction. Possibilité de confectionner le profil par estampage dans la paroi extérieure supérieure clu moufle. Fonctionnement du réacteur catalytique à plein rendement. Certains joints (éclairage, passage sonde...) présents sur les parois du moufle peuvent être supprimés. Variation possible de l'inertie de dépression en faisant varier les formes techniques et la vitesse de l'air dans la veine motrice. Par ailleurs, I'extraction suffisante de l'air intérieur en cours de cuisson apporte une amélioration sensible sur les points suivants. L'inven- tion permet: L'évacuation rapide des buées formées en cours de cuisson des aliments humides. Le mélange immédiat des gaz chauds sortant du catalyseur avec l'air du ventilateur de la veine motrice. D'améliorer la cuisson par une meilleure évacuation provoquant l'augmentation -5- de l'oxygénation et-la suppression de l'oxyde de carbone. De diminuer les odeurs désagréables de cuisson dans la cuisine et les pièces. D'évacuer du four et de détruire les odeurs des projections de graisse sur les parties chaudes et améliorer ainsi. le goût de l'aliment qui n'est plus cuit dans une ambiance chargée de vapeurs grasses. D'autres caractéristiques techniques et avantages de l'invention ressortiront de la descrip- tion ci-après effectuée à titre d'exemple non limitatif sur quelques variantes d'exécution des principaux moyens de l'invention, en référence aux dessins accompagnants dans lesquels: La figure 1 est une vue schématique générale en coupe verticale d'un four équipé du perfectionnement selon Il'invention. La figure 2 est une vue de détail en coupe longitudinale de la partie supérieure d'un four équipé du perfec- tionnement selon l'invention. La figure 3 est une vue en coupe transversale du canal d'évacuation, dans le cas d'une variante à déflecteur amont. 30. La figure 4 est une vue en plan du canal d'éjection de l'air extrait, montrant la forme et l'emplacement du capot profilé, conformément au perfectionnement selon l'invention. Les figures 5, 6 et 7 sont des vues -6- schématiques en coupe longitudinale de quelques formes de profils possibles pour le capot de dépression. La présente invention s'applique principa- lement, mais non exclusivement, aux fours électrodomes- tiques comportant un dispositif d'extraction de l'air entre l'isolation du moufle et l'enveloppe par l'intermédiaire du groupe 1 en position haute, à turbine 2 soufflant l'air extrait en façade au- dessus de la porte 3 du four 4, par un canal horizontal d'éjection 5 à parois convergentes vers la sortie. Le refroidissement des parois provient de la circula- tion de l'air entre l'enceinte extérieure 6 et le moufle 7 depuis l'entrée d'air inférieure 8 jusqu'à la sortie 9 de la veine d'air 10 en facade, après son cheminement le long du canal 5. L'invention s'applique également aux fours pourvus d'un réacteur catalytique 11 disposé au travers de la paroi supérieure 12 du moufle, par exemple en partie centrale, débouchant dans le canal 5. L'invention s'applique plus particulière- ment aux fours à pyrolyse et à catalyse qui comportent systématiquement un réacteur catalytique. Lors d'un nettoyage par pyrolyse, un apport d'air frais est nécessaire pour permettre la bonne combustion des résidus à éliminer. Cet apport d'air frais provient de la partie inférieure par appel d'air naturel dû à la surchauffe régnant à l'intérieur du four. Comme indiqué en partie introductive, les gaz brûlés provenant du moufle 7 à travers le catalyseur 11 sont évacués jusqu'à présent par un canal auxiliaire indépendant, disposé dans le canal - 7 afin de ne pas être influencés par la surpression contraire provoquée par la veine d'air 10. Cette configuration provoque un refoule- ment des gaz de combustion qui engendre une surpres- sion dans le moufle et amène ces gaz à s'échapper par les orifices pouvant se trouver sur les parois du moufle (porte insuffisamment étanche, joint à tresse, passage de la sonde, thermostat, turbine, tourne-broche.. .). Selon l'invention, on prévoit de recouvrir la sortie du réacteur catalytique 11 d'un capot profilé 13 de dépression présentant un profil voisin ou identique en forme à celui de l'extrados d'un profil d'aile d'avion à bord d'attaque 14 dirigé vers la turbine et à bord de fuite 15 s'étendant le long du canal 5 en aval de la sortie 16 du réacteur catalytique 11. Comme on le verra ci-après, cet orifice d'aspiration peut présenter diverses formes techniques en fonction des effets et avantages que l'on souhaite obtenir. Les variantes principales sont représentées en figures de 5 à 7. De façon générale, l'orifice d'aspiration du capot affectera la forme d'une ouverture, de préférence rectangulaire, 17, à bords légèrement décalés l'un par rapport à l'autre. Des résultats supérieurs sont obtenus en insérant dans le canal 5 audessus du capot de dépression 13 un déflecteur 18 qui a pour but de dévier et de concentrer la veine d'air 10 sur le capot 13 et notamment sur son ouverture d'aspiration. Ce déflecteur constitue lui-même un passage pour l'air et n'occupe qu'une partie de la section du canal 5 en hauteur et en largeur, de manière à ne pes présenter de perte de charge sensible pour la - 8 - turbine qui ne fonctionnerait plus dans ses conditions normales d'utilisation. Comme on peut s'en rendre compte sur la figure 4, le déflecteur 18 affecte, dans un plan horizontal, une forme légèrement divergente vers l'avant du four. Il occupe une position centrale dès l'entrée du canal d'éjection 5. Sa section de passage est en principe rectangulaire, de manière que sa paroi inférieure 19 forme avec le capot un volume d'aspiration 20 en double convergence inversée type Venturi qui favorise 1' effet de succion. Sa surface projetée recouvre à peu près celle du capot 13. L'interposition de ce déflecteur apporte au moins trois avantages principaux: La paroi inférieure 19 plaque la lame d'air sur le capot et augmente ainsi de façon sensible l'effet de dépression. La création d'une double convergence augmente l'effet de succion. La présence du déflecteur permet d'écarter le flux d'air central dans le canal qui avait tendance à se concentrer le long d'une zone centrale dans la prolongation de la largeur de la turbine. On forme, en plus, deux canaux latéraux qui assurent l'homogénéisation complète de l'air et, par conséquent, un meilleur mélange dans le canal d'éjection. D'autres formes possibles du capot de dépression 13 et des ouvertures sont représentées en figures de 5 à 7. Elles permettent, selon leurs formes techniques, d'obtenir des effets légèrement différents. - 9 - Ainsi les diverses variantes représentées diffèrent notamment par la déformation par inclinaison des bords longitudinaux de l'ouverture 17. En figure 1, le bord amont 21 de l'ouverture présente un léger cambrage vers le haut alors que le bord aval 22 reste droit dans le prolongement de la rampe de fuite. Inversement, en figure 2, le bord amont 21 reste dans le prolongement de l'inclinaison curvili- gne d'attaque alors que le bord aval 22 présente un léger cambrage vers le bas. La variante de la figure 3 réunit sur chacun des bords, les déformations indiquées ci- dessus. Cette dernière variante augmente l'effet et le débit d'aspiration grâce à la forme des bords de l'ouverture qui favorise l'écoulement des gaz sortant. La forme extérieure du capot pourra varier légèrement ainsi que la position de l'ouvertu- re. Les essais ont montré à cet effet que ces formes et positions n'étaient pas déterminantes et que les résultats étaient encore obtenus à un degré moindre, mais peu différent pour des formes et posi- tions voisines. On remarquera que le capot de dépression 13 n'a nullement besoin d'être confectionné séparément et rapporté sur la paroi horizontale supérieure du moufle. Bien au contraire, un des intérêts de I'invention consiste à conformer le capot 13 dans la feuille même de tôle constituant I'enveloppe extérieure supérieure du moufle. Par ailleurs, ie réacteur catalytique fonctionnant à plein rendement, il est possible, dans certains cas, de varier légèrement le débit - 10 - de passage du gaz. L'invention a été décrite ci-dessus en détail, il est bien entendu que diverses modifica- tions et variantes sans apport inventif ne sauraient échapper à la présente protection, mais entrent pleinement, au contraire, dans son cadre. Z559241 REVENDICATIONS 2559241 1. Perfectionnement à l'évacuation des gaz dans les fours à réacteur catalytique et à refroi- dissement des parois du moufle, par extraction de l'air entre son isolation et l'enveloppe extérieure, caractérisée par l'interposition, dans le canal (5) d'extraction de l'air sur la sortie du réacteur catalytique (11), d'un capot de dépression (13) profilé possédant au début de sa rampe de fuite, un orifice d'aspiration (17) disposé au voisinage de la sortie du catalyseur. 2. Perfectionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capot (13) présente une forme de profil selon l'extrados d'une aile d'avion. 3. Perfectionnement selon les revendica- tiens I et 2 caractérisé en ce qu'un déflecteur (18) à section de passage ouverte est inséré dans le canal (5) au-dessus du capot de dépression (13). 4. Perfectionnement selon le revendication 3 caractérisé en ce que le déflecteur (18) est légère- ment divergent vers le groupe d'extraction et disposé en position centrale dès l'entrée dans le canal (5). 5. Perfectionnement selon les revendica- tions 3 et 4 caractérisé en ce que sa paroi inférieure (19) est parallèle à la paroi supérieure du canal (5). 6. Perfectionnement selon les revendica- tions 3, 4 et 5 prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que le déflecteur (18) possède une surface voisine de celle du capot. 7. Perfectionnement selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'orifice d'aspiration (17) est disposé en aval de la sortie du réacteur catalyti- que (11). - 12 - 8. Perfectionnement selon la revendication 1 caractérisé en ce que le bord amont (21) de I'ouver- ture (17) de l'orifice d'aspiration (16) présente un cambrage vers le haut. 5.9. Perfectionnement selon la revendication 1 caractérisé en ce que le bord aval (22) de l'ouvertu- re (17) présente un cambrage vers le bas. 10. Perfectionnement selon la revendication 1 caractérisé en ce que le bord amont (21) présente un cambrage vers -le haut et en ce que le bord aval (22) présente un cambrage vers le bas.