Brevet FR2570942A1 — publié le 19860404

FRITEUSE A MULTICONVECTION D'HUILE ET A BRULEURS A GAZ La présente invention concerne une friteuse à multiconvection d'huile et à brûleurs à gaz. Les friteuses connues à brûleurs à gaz sont construits soit avec des brûleurs formant des rampes chauffantes dits brûleurs "rampes" qui chauffent leur cuve d'huile par dessous et latéralement soit avec des brûleurs "torches" c'est-à-dire des brûleurs formant, par combustion de gaz à l'intérieur des tubes immergés dans l'huile de leur cuve, des torches qui chauffent l'huile à travers les parois de ces tubes. Dans ces friteuses connues, il a été constaté que les gaz brûlés qui sortent des brûleurs viennent en contact simplement avec la paroi du fond de la cuve, pour le cas des brûleurs "rampes" et en contact simplement avec les parois des tubes immergés dans l'huile de la cuve, pour le cas des brûleurs "torches" pour chauffer ces parois et par conséquent l'huile dans cette cuve, puis sont évacués, à travers des cheminées, vers l'extérieur. Ces gaz brûlés n'ont ainsi qu'une durée de contact relativement courte avec l'huile à travers ces parois et un coefficient médiocre d'échange thermique avec celle-ci. Le rendement du chauffage dans ces friteuses connues s'avère mauvais. Il a été également constaté que l'intensité de chauffe est souvent uniforme le long du tracé de ces brûleurs, et il se forme dans l'huile, pour le cas des friteuses connues à brûleurs "rampes" un mouvement de convection d'huile se dirigeant des parois latérales chaudes de la cuve vers les zones centrales de celle-ci et pour le cas des friteuses connues à brûleurs "torches" un mouvement de convection d'huile se dirigeant des parois chaudes des tubes immergés vers les espaces entre ces tubes ou les espaces situés entre ces tubes et les parois de la cuve; un tel brassage de l'huile ne contribue pas à améliorer le coefficient médiocre d'échange thermique entre les gaz brûlés et l'huile, rappelé ci-dessus. Dans le cas des friteuses connues où ces deux types de brûleurs, brûleurs "rampes" et "torches" sont combinés pour le chauffage de l'huile, les deux constatations ci-dessus restent inchangées. Dans ces friteuses connues une plus grande consommation de gaz est bien enregistrée mais le coefficient d'échange thermique entre les gaz brûlés et l'huile reste médiocre. La présente invention, ayant pour but d'éviter ces inconvénients, permet de réaliser une friteuse à brûleurs à gaz, économique dans laquelle le coefficient d'échange thermique entre les gaz brûlés et l'huile est fortement amélioré par rapport à celui des friteuses connues, voire excellent grâce à une formation dans l'huile, des mouvements complexes de convection d'huile ou d'une multiconvection de celleti qui favorise cet échange thermique, par création dans la cuve de la friteuse un nombre de zones à températures différentes plus grand que celui retrouvé dans la cuve des friteuses connues, et grâce à une extraction thermique poussée des gaz brûlés avant leur évacuation par une prolongation de la durée d'échange thermique entre ces gaz brûlés et l'huile. Selon l'invention une friteuse à multiconvection d'huile et à brûleurs à gaz du type brûleurs "rampes" dont les parois de la cuve se trouvant au-dessus des brûleurs, servent de surfaces d'échange thermique avec les gaz brûlés de ces brûleurs, est caractérisée en ce que, pour une extraction thermique poussée avant leur évacuation, des gaz brûlés sortant des brûleurs "rampes", elle comprend en plus des surfaces primaires d'échange thermique représentées par des parois latérales verticales et latérales inclinées de la cuve, des surfaces secondaires et tertiaires d'échange thermique qui, constituées respectivement par une partie de la paroi frontale de la cuve et des parois de un ou plusieurs tubes étanches traversant la masse d'huile, prolongent l'échange thermique entre ces gaz brûlés et l'huile dans la cuve. Pour mieux faire comprendre l'invention, on en décrit ci-après un certain nombre d'exemples de réalisation illustrés par des dessins ci-annexés dont - la figure 1 représente une vue partielle et schématique en coupe transversale verticale d'une friteuse réalisée selon l'invention, - la figure 2 représente une vue partielle et schématique de la friteuse de la figure 1, en coupe longitudinale suivant un plan vertical 11-11, - la figure 3 représente une vue partielle schématique de la friteuse de la figure 1, en coupe longitudinale suivant un plan horizontal III-III, - et - la figure 4 représente une vue partielle et schématique d'une variante de réalisation de la friteuse de la figure 1. La friteuse 1 réalisée selon l'invention et illustrée partiellement et schématiguement dans les figures 1 à 3 comprend un bâti 2, une cuve 3, des brûleurs à gaz du type brûleurs "rampes" 4 et une cheminée d'évacuation 5. Le bâti 2 est construit en un matériau thermiquement isolant ou revêtu d'une couche de matériau thermiquement isolant 6. La cuve 3 réalisée en une matière bonne conductrice de la chaleur et destinée à recevoir une huile 7 comprend au-dessous du niveau des brûleurs 4, une zone à faible volume non soumise au chauffage ou zone froide 8 et au-dessus du niveau de ces brûleurs 4 une zone à grand volume soumise au chauffage ou zone chaude 9.La cuve 3 comprend dans sa zone chaude 9, une ouverture d'accès munie d'un rebord 10, des parois latérales sensiblement verticales 11 et des parois latérales évasées ou inclinées 12 qui présentent leur surface aux gaz brûlés sortant des brûleurs 4 (figure 1) et se raccordent aux parois 13 de la zone froide 8. La cuve 3 comprend dans la partie la plus basse de sa zone froide 8, une vanne de vidange 14 (figure 2). Selon une caractéristique importante, la friteuse 1 comprend dans sa cuve 3 en plus des surfaces primaires 15 d'échange thermique avec les gaz brûlés sortant des brûleurs "rampes" 4, constituées par une partie des parois latérales verticales 11 et des parois latérales inclinées 12 de la cuve 3 se trouvant au-dessus de ces brûleurs, des surfaces secondaires 16 et tertiaires 17 d'échange thermique avec les mêmes gaz brûlés après leur départ des surfaces primaires d'échange thermique 15, qui permettent une extraction thermique poussée de ces gaz brûlés avant leur évacuation à l'extérieur, par conséquent une forte augmentation du coefficient d'échange thermique entre ces gaz brûlés et l'huile 7, et un bon rendement du chauffage.Les surfaces secondaires 16 sont représentées par une partie de la paroi frontale de la cuve 3 et les surfaces tertiaires d'échange thermique 17 sont constituées par les parois de un ou plusieurs tubes étanches 18 traversant la masse d'huile 7 de la cuve 3. Ces surfaces secondaires 16 et tertiaires 17 prolongent l'échange thermique entre l'huile 7 et les gaz brûlés qui ont quitté les surfaces primaires d'échange thermique 15. Selon une autre caractéristique, la friteuse 1 comprend un système de guidage de gaz brûlés 19 orientant l'écoulement des gaz brûlés depuis leurs brûleurs "rampes" jusqu'à la cheminée d'évacuation 5 de manière à les mettre en contact avec les surfaces d'échange thermique 15, 16, 17 et à provoquer dans la cuve d'huile 3, par création de zones à températures différentes, en plus d'un double mouvement de convection transversale et verticale d'huile indiqué par les flèches 24 se dirigeant des parois latérales verticales 11 et inclinées 12 chaudes de la cuve 3 et des parois chaudes des. tubes étanches immergés 18 vers des zones centrales de la cuve 3 et des espaces entre ces tubes 18, un troisième mouvement de convection d'avant en arrière d'huile indiqué par les flèches 25 se dirigeant (figure 2) de la paroi frontale chaude 16 de la cuve 3 vers la paroi arrière 20 moins chaude de la cuve 3. Ces mouvements complexes de convection 24, 25 de Huile 7 autrement dit cette multiconvection de l'huile 7 contribuent activement à augmenter fortement le coefficient d'échange thermique entre les gaz brûlés et l'huile 7, et à réaliser un bon rendement du chauffage de l'huile 7 dans la friteuse 1. Le système de guidage de gaz brûlés 19 comprend une boîte à fumée 21, et un ou plusieurs tubes 18, qui traversant d'avant en arrière la cuve 3 et d'une manière étanche à l'huile 7, débouchent par sa ou leurs extrémités frontales dans la boîte à fumée 21 et par sa ou leurs extrémités arrières dans la cheminée 5. La boîte à fumée 21 est constituée par des espaces latéraux et frontal libres, aménagés entre les parois internes latérales 22 et frontale 23 du bâti isolant 2, et les parois latérales verticales Il, latérales inclinées 12 et frontale 16 de la cuve 3, ces espaces étant ouverts vers le bas à l'air libre et fermés vers le haut et à leurs extrémités arrière, d'une manière étanche aux gaz brûlés par le bâti 2. Dans le système de guidage de gaz brûlés 19, les gaz brûlés chauds sortant des brûleurs 4 sont guidés, suivant les flèches 26, le long des parois latérales inclinées 12 et latérales verticales 11 de la cuve 3 qui constituent les surfaces primaires d'échange thermique, pour les chauffer puis suivant les flèches 27 vers la paroi frontale de la cuve 3 le long des voies libres définies par les parois de la boîte à fumée 21 pour chauffer la paroi frontale de la cuve 3 qui constitue les surfaces secondaires d'échange thermique ensuite suivant les flèches 28 le long des tubes 18 qui constituent les surfaces tertiaires d'échange thermique 17 pour leur céder leur chaleur et enfin suivant les flèches 29 dans la cheminée 5 qui les conduit vers l'extérieur. Les gaz brûlés sortant des brûleurs "rampes" 4 cèdent ainsi une première fois leur chaleur aux parois låtéraies lnclinées 12 et latérales verticales 1 1 de la cuve 3, une deuxième fois à la paroi frontale 16 de la cuve 3, et une troisième fois aux parois des tubes 18. Le système de guide de gaz brûlés 19 permet ainsi une extraction thermique poussée des gaz brûlés avant leur évacuation. Dans le sens de leur trajet d'écoulement, les gaz brûlés sont plus chauds à l'entrée des tubes 18 au niveau de la paroi frontale de la cuve 3 qu'à la sortie de ces tubes 18 au niveau de la paroi arrière de cette cuve 3, se trouvant à proximité de la cheminée 5. Dans la cuve 3, l'huile est ainsi plus fortement chauffée à sa partie frontale qu'à sa partie arrière. I1 se crée ainsi dans l'huile 7 un mouvement de convection-d'avant en arrière indiqué par les flèches 25 qui s'ajoute au double mouvement de convection latérale indiqué par les flèches 24. Le brassage de la masse d'huile 7 est ainsi intense et multidirectionnel, ce qui contribue à améliorer fortement le coefficient d'échange thermique entre l'huile et les gaz brûlés chauds. Dans la friteuse 1, les tubes 18 ont de préférence au moins une de leurs extrémités en saillie vers l'extérieur par rapport à la surface de la paroi de la cuve 3. Selon une variante de réalisation illustrée dans la figure 4, dans la - zone - chaude 9 de la cuve 3, les parois latérales, en particulier les parois inclinées 12 de celle-ci, sont pourvues sur leur surface interne, d'ailettes transversales espacées et parallèles 30. Ces ailettes 30 permettent d'augmenter l'étendue de contact de ces surfaces primaires d'échange thermique 15 avec l'huile 7 et contribuent efficacement à améliorer encore le coefficient d'échange thermique entre les gaz brûlés sortar;t des brûleurs 4 et cette huile 7 dans la cuve 3. REVENDICATIONS 1. Friteuse à multiconvection d'huile et à brûleurs à gaz (4) du type brûleurs "rampes", dont les parois (11, 12) de la cuve (3) se trouvant au-dessus des brûleurs (4), servent de surfaces d'échange thermique avec les gaz brûlés de ces brûleurs, caractérisée en ce que, pour une extraction thermique poussée avant leur évacuation, des gaz brûlés sortant des brûleurs "rampes", elle comprend en plus des surfaces primaires d'échange thermique (15) représentées par les parois latérales verticales (11) et latérales inclinées (12) de la cuve (3), des surfaces secondaires (16) et tertiaires (17) d'échange ther mique qui, constituées respectivement par une partie de la paroi frontale de la cuve (3), et des parois de un ou plusieurs tubes étanches (18) traversant la masse d'huile (7), prolongent l'échange thermique entre ces gaz brûlés et cette huile (7) dans la cuve (3). 2. Friteuse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un système de guidage de gaz brûlés (19) constitué par une boîte à fumée (21), des tubes (18) traversant l'huile et une cheminée d'évacuation (5), orientant l'écoulement de ces gaz brûlés depuis leurs brûleurs "rampes" jusqu'à une cheminée d'évacuation (5) pour les mettre en contact successivement avec les surfaces primaires, secondaires et tertiaires d'échange thermique (15, 16, 17) et provoquer dans la cuve d'huile (3), par création de zones à températures différentes, en plus d'un double mouvement de convection d'huile (24) se dirigeant des parois latérales verticales (11) et inclinées (12) chaudes de la cuve (3) et des parois chaudes des tubes étanches immergés (18) vers des zones centrales de la cuve (3) et des espaces entre ces tubes (18), un troisième mouvement de convection d'huile d'avant en arrière (25) se dirigeant de la paroi frontale chaude (16) de la cuve (3) vers la paroi arrière moins chaude de celle-ci. 3. Friteuse selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les tubes étanches (18) servant de surfaces tertiaires d'échange thermique (17) comprennent au moins une de leurs extré mités en saillie vers l'extérieur par rapport à la surface de la paroi de la cuve (3). 4. Friteuse selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le système de guidage de gaz brûlés (19) comprend une boîte à fumée (21) constituée par des espaces latéraux et frontal libres, ouverts à l'air libre vers le bas, et fermés vers le haut et à l'arrière, aménagés entre les parois internes latérales (22) et frontale (23) du bâti isolant (2) et les parois latérales verticales (11), latérales inclinées (12) et frontale (16) de la cuve (3). 5. Friteuse selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les parois latérales (12) de la cuve (3) sont pourvues sur leur surface interne, d'ailettes transversales, espacées et parallèles (30).