Brevet FR2620730A1 — publié le 19890324

La présente invention a trait aux installations de distillation pour la production de spiritueux, et concerne plus particulièrement les installations du genre alambic charentais utilisées pour la production de cognac On sait que ces installations comportent une chaudière - généralement dénommée cucurbite - qui présente un fond. une paroi latérale s'évasant vers le haut. et un couvercle se resserrant depuis le sommet de cette paroi latérale jusque vers une ouverture centrale étroite: et que le moût fermenté à distiller est introduit dans la chaudière puis porté à ébullition gràce à une chambre de combustion disposée sous la chaudière. fermée sur le dessus par le fond de la chaudière; à un foyer tel qu un brûleur à gaz, placé dans cette chambre de combustion; à une chambre latérale entourant la paroi latérale de la chaudière. fermée vers la chaudière par la paroi latérale de cette dernière et vers l exterieur par un mur vertical: à un conduit d'amenée ménagé entre la chambre de combustion et une première extremité de la chambre latérale: et à un conduit d évacuation auquel est relié une deuxième extrémité de la chambre latérale. ces première et deuxième extrémités étant séparées par une cloison disposée transversalement dans la chambre latérale. Les gaz brûlés chauds produits dans la chambre de combustion gagnent la cheminée en passant par la chambre latérale. faisant ainsi le tour de la paroi latérale de la chaudière cette circulation des gaz entre les première et deuxième extrémités de la chambre latérale complétant 1 echauffement du moût provoque par 1 action du foyer sur le fond de la chaudière. De l#ébullition du moût. il résulte la production de vapeurs qui s'élèvent jusque rencontrer le couvercle, dont la température relativement froide provoque la condensation des vapeurs les moins volatiles.celles restant à 1 état de gaz s'échappant par 1 ouverture centrale et débouchant dans un chapiteau ou se complète le processus entamé sur le couvercle, les gaz S echappant du chapiteau étant ainsi essentiellement des vapeurs d alcool qui sont ensuite refroidies pour obtenir le distillat recherché. Le moût s'appauvrit en alcool au fur et à mesure de la distillation et se transforme ainsi progressivement en vinasse que l'on évacue de la chaudière lorsque la distillation est terminée. L'installation fonctionne ainsi par cycles successifs se composant d un remplissage de la chaudière par du mout fermenté. de la distillation de celui-ci, de la vidange de la vinasse résiduelle et d un nettoyage de la chaudière La durée d'un cyle est relativement courte pour les petites installations, mais en revanche les installations plus importantes (par exemple prévues pour une charge de cent hectolitres de moût fermenté: demandent des temps beaucoup plus longs Ces installations importantes sont cependant relativement répandues. les contraintes résultant de la longueur d un cycle - qui dépasse souvent la durée de B heures qui permettrait d effectuer 3 cycles par jour étant jugées acceptables en tant que contrepartie inévitable de l'importance du volume traité en un cycle, d'autant plus que l'on est particulièrement satisfait des progrés récemment obtenus par l'emploi de matériaux isolants modernes dans la construction des chambres de combustion et latérale. L invention vise cependant 1 obtention de nouvelles réductions dans la durée du temps de distillation. Pour y parvenir. elle propose une installation se caractèrisant en ce qu'elle comporte une chambre latérale fermée vers l'exterieur par une paroi latérale s'évasant vers le haut de façon similaire à la paroi latérale de la chaudière. au lieu d'entre verticale. la largeur de cette chambre étant ainsi constante dans toute la chambre latérale. Cette constance, au lieu de la diminution présentée par les installations antérieures lorsque l'on se déplace vers le haut le long d une génératrice de la paroi latérale de la chaudière. favorise en effet 1 échange thermique à travers la paroi latérale de la chaudière entre les gaz brûlés chauds et le moût. très probablement du fait de la meilleure homogénéité de cette chambre, qui favoriserait elle-meme une meilleure homogénéité de l'echange. En permettant d effectuer un cycle de distillation en un temps plus court que précédemment. 1 invention offre bien entendu les avantages classiques de tout gain de productivité. mais elle permet également des économies d'énergie appréciables. du fait de la réduction du temps de fonctionnement du foyer. Ces avantages sont renforcés lorsque la chambre latérale. en outre des caractéristiques précédemment exposées. comporte au moins deux cloisons transversales la morcelant en au moins deux tronçons reliés chacun à une première extrémité à la chambre de combustion par un conduit d'amenée et débouchant à une seconde extrémité dans un conduit d'évacuation des gaz brûlés chauds produits dans la chambre de combustion, une portion de ceux-ci circulant ainsi entre lesdites première et seconde extrémités de chaque tronçon de la chambre latérale. En effet. ce morcellement permet de compléter 1 effet favorable sur l'échange thermique entre gaz et moût obtenu grâce à la constance de la largeur de la chambre latérale. du fait du remplacement d'un trajet des gaz chauds faisant le tour complet de la chaudière par au moins deux trajets. chacun plus court. ce remplacement permettant de conserver en fin de parcours une différence de température entre gaz et moût qui soit assez élevée pour que l'échange thermique se fasse dans des conditions qui restent bonnes, Selon une caractéristique préférée de l'invention, les tronçons de la chambre latérale correspondent à une division de celle-ci en parts égales. Cette caractéristique permet en effet d'équilibrer les portions de gaz chauds passant dans les tronçons respectifs. ce qui favorise encore l'homogénéité de l'échange thermique entre gaz et moût. Selon une autre caractéristique préférée de l'invention, la deuxième extrémité de chaque tronçon de la chambre latérale (celle qui débouche dans le conduit d'évacuation) est mitoyenne à la deuxième extrémité d un tronçon voisin. Cela implique bien-entendu qu'il en soit de méme pour la première extrémité de chaque tronçon. et que les tronçons soient en nombre pair. En rendant ainsi voisines deux à deux les sorties de la chambre latérale. on facilite avantageusement la collecte des gaz chauds à évacuer, cela permet en effet d'utiliser un conduit d'évacuation unique pour deux tronçons de la chambre latérale, D'autres caractéristiques. particularités et avantages de l'invention apparaitront avec celles et ceux précédemment exposés au cours de la description de modes particuliers de réalisation de l'invention. faite ci-après à titre d'exemples non limitatifs en référence aux dessins annexés, Sur ces dessins - la figure 1 est une vue en élévation d'une installation selon l'invention en demi-coupe suivant le plan indiqué par la ligne 8-8 sur la figure 2; ; - la figure 2 est une vue de dessus de l'installation illustrée sur la figure 1, en coupe suivant le plan qui y est indiqué par la ligne A-A. la chaudière et les portions de l'installation situées à l'extérieur de la chambre latérale n'ayant pas été représentées: - la figure 3 est une vue partielle identique à la figure 2 montrant une variante de réalisation de la cheminée et des portions voisines de l'installation:: - et la figure 4 est une vue de dessus schématique en coupe représentant une variante de réalisation de la chambre latérale, L'installation illustrée sur les figures 1 et 2 comporte une chaudière 1 destinée à recevoir un moût fermenté à distiller, ayant un fond 2. une paroi latérale 3 s'évasant vers le haut et un couvercle 4 se resserrant depuis le sommet de la paroi latérale jusque vers une ouverture centrale étroite 5; une chambre de combustion 6 disposée sous la chaudière, fermée sur le dessus par le fond de la celle-ci; un foyer tel qu'un bru leur à gaz placé dans la chambre de combustion à l'emplacement repéré 10; une chambre latérale comportant ici deux cloisons tranversales lIA et 118 la morcelant en deux tronçons 7A et 78 reliés chacun à une première extrémité à la chambre de combustion par un conduit d'amenée, respectivement SA et BB, et débouchant à une seconde extrémité dans un conduit d'évacuation 9. les gaz brûlés chauds produits dans la chambre de combustion 6 gagnant le conduit d'évacuation 9 en passant respectivement par chacun des tronçons de la chambre latérale, leur trajet étant symbolisé par des flèches non référencées, leur circulation entre les premières et deuxièmes extrémités de ces tronçons complétant l'échauffement du moût provoqué par le foyer sur le fond de la chaudière, Conformément à l'invention, et ainsi qu'on le voit sur la figure 1. la chambre latérale est fermée vers l'extérieur par une paroi latérale 12 s'évasant vers le haut de façon similaire à la paroi latérale 3 de la chaudière, la largeur de cette chambre étant ainsi constante dans toute la chambre latérale, Dans l'exemple représenté cette largeur est de 18 centimètres, la chaudière ayant une capacité de 100 hectolitres correspondant â des diamètres de fond et de ventre respectivement égaux à 2,57 mètres et à 3.30 mètres. Comme indiqué précédemment. il est avantageux de combiner ainsi la constance de la largeur de la chambre latérale à son morcellement en plusieurs tronçons. mais il est bien entendu que l'invention concerne tout aussi bien une chambre latérale classique, qui comporte en fait une seule cloison de séparation correspondant d'un côté à -l'extrémité de la chambre ou débouche le conduit d'amenée (unique), et de l'autre côté à l'autre extrémité de la chambre, ou se trouve l'ouverture sur le conduit d'évacuation, La chambre latérale montrée sur la figure 2 est divisée en deux tronçons semi-circulaires égaux dont les deux premières extrémités sont côte-à-côte (de part et d'autre de la cloison 11A) et diamétralement opposées aux deux deuxièmes extrémités (qui se trouvent de part et d'autre de la cloison il 8) mais, suivant la taille de l'installation, il peut être avantageux de diviser la chambre latérale en plus de deux tronçons, par exemple en quatre tronçons 13A à 13D, par des cloisons 26A à 26D ainsi que schématisé sur la figure 4. Chacun des tronçons est relié à une première extrémité à la chambre de combustion 6 par un conduit d'amenée, respectivement 14A à 14D, et débouche à une seconde extrémité dans un conduit d'évacuation des gaz brûlés, ici un conduit commun 15 pour les tronçons 138 et 13C, et un conduit commun 16 pour les tronçons 13A et 130. qui débouchent å leur tour dans une cheminée qui peut entre propre à chacun des conduits. ou alors unique, les deux conduits y étant reliés. Les tronçons sont en quarts de cercle égaux dont les premières extrémités sont côte-à-côte deux à deux, les couples de premières extrémités voisines étant diamétralement opposées tandis qu'il en est de même pour les secondes extrémités. On remarquera que les modes de réalisation de la chambre latérale montrés respectivement sur les figures 2 et 4 combinent tous deux les caractéristiques avantageuses précitées. d'une part la caractéristique selon laquelle les tronçons de la chambre latérale correspondent à une division de celle-ci en parts égales. et d'autre part la caractéristique selon laquelle la deuxième extremite de chaque tronçon est mitoyenne à la deuxième extrémité d'un tronçon voisin. On remarquera également que dans ces deux modes de réalisation l'installation comporte deux tronçons voisins (7A et 78 pour la figure 2 et 13A,13D ou 138,13C pour la figure 4) dont les deuxièmes extrémités sont mitoyennes et débouchent dans un même conduit d'évacuation (9 pour la figure 2 et 15 ou 15 pour la figure 4) ces deux tronçons étant symétriques par rapport à un plan P contenant l'axe de symétrie central de la chaudière, Afin d'égaliser les longueurs des trajets suivis par les portions de gaz qui passent par les chambres respectives, pour obtenir un équilibre spontané entre ces portions de gaz, il est intéressant de disposer ce conduit et une cheminée dans laquelle il débouche de façon à ce qu'ils soient également symétriques par rapport au plan P ainsi que le sont le conduit 9 et la cheminée 17 montrés sur la figure 2. Si cette disposition de la cheminée est possible lors de la construction d'installations neuves ou l'on installe également la cheminée - par exemple avec une section ronde - on réutilise en général la cheminée en place - par exemple à section carrée - lors de la transformation d'une installation existante, et il est alors rarement possible d'équilibrer la longueur des trajets. Dans un tel cas, par exemple celui montré sur la figure 3 où la cheminée 19 est plus distante du tronçon 78 que du tronçon 7A. ni le conduit d'évacuation 18 ni la cheminée 19 n'étant symétrique par rapport au plan P. il est avantageux de prévoir des moyens pour rétablir l'équilibre, Ainsi, le tronçon 7A est muni d'une plaque 20 destinée â être positionnée plus ou moins profondément en travers de la chambre, afin d'y ajuster une perte de charge compensant l'effet de la différence de longueur entre les deux trajets. D'une façon plus générale, compte tenu de la diversité des causes susceptibles d'entrainer des différences entre les débits d'écoulement des gaz chauds dans les tronçons respectifs. on préfère prévoir une telle plaque dans plusieurs ou meme dans chacun des tronçons de la chambre latérale. afin que l'équilibre des débits puisse etre rétabli quels que soient les différents débits pris spontanément dans les différents tronçons. La plaque 20 coulisse dans une fente ménagée dans le mur 22 fermant la chambre latérale vers l'extérieur, et est commandée depuis l'extérieur grâce à une tige 21, des moyens d'étanchéité étant bien entendu prévus pour éviter des fuites des gaz chauds par la fente. La chambre de combustion 6 montrée sur les figures 1 et 2 ainsi que le conduit qui permet d y amener depuis l'extérieur l'air et le combustible nécessaires au foyer (conduit non représenté). sont ménagés dans de la matière isolante 25. la chambre latérale est fermée vers l'extérieur par un mur circulaire 22 dont la section trapézoïdale permet à la fois d'obtenir la constance recherchée dans la largeur de la chambre latérale et une bonne assise de ce mur, tandis que sur le dessus cette chambre est fermée par un couvercle circulaire 23. et dans le bas par un plancher 24 sur lequel repose également le mur 22. Ce dernier est plus précisément formé de deux rangées superposées de briques à section trapézoïdale courbée en arc. en matière isolante. Elles sont prévues pour entre préfabriquées et permettent de ce fait une réalisation rapide de la chambre latérale. Bien entendu l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits et représentés sur les figures. mais englobe au contraire toutes les variantes que l'homme de métier pourra déterminer, REVENDICATIONS 1 Installation de distillation du genre alambic charentais, comportant - une chaudière (1) destinée à recevoir un moùt fermenté à distiller, ayant un fond (2). une paroi latérale (3) s'évasant vers le haut et un couvercle (4) se resserrant depuis le sommet de cette paroi latérale jusque vers une ouverture centrale étroite (5); - une chambre de combustion (6) disposée sous la chaudière, fermée sur le dessus par le fond de la chaudiére; - un foyer tel qu'en brûleur à gaz placé dans cette chambre de combustion; - une chambre latérale entourant la- paroi latérale (3) de la chaudière, fermée vers la chaudière par la paroi latérale de cette derniére;; et dans laquelle les gaz brûles chauds produits dans la chambre de combustion (6) gagnent un conduit d évacuation en passant par la chambre latérale, leur circulation dans cette dernière complétant l'échauffement du mout provoqué par l'action du foyer sur le fond de la chaudière: cette installation étant caractérisée en ce qu'elle comporte une chambre latérale fermée vers l'extérieur par une paroi latérale (12) s'évasant vers le haut de façon similaire à la paroi latérale de la chaudière, la largeur de cette chambre étant ainsi constante dans toute la chambre latérale, 2.Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la chambre latérale comporte au moins deux cloisons transversales (1 lA, 118: 26A,268.26C.26D > la morcelant en au moins deux tronçons (7A.78;13A,13B,13C,13D) reliés chacun à une première extrémité à la chambre de combustion par un conduit d'amenée (8A, aB; 14A,1sB,14C,14D) et débouchant à une seconde extrémité dans un conduit d'évacuation (9;15,16) des gaz brûlés chauds produits dans la chambre de combustion, une portion de ceux-ci circulant ainsi entre lesdites première et seconde extrémités de chaque tronçon de la chambre latérale, 3.Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que les tronçons (7A,7B;13A, 138, 13C,13D) de la chambre latérale correspondent à une division de celle-ci en parts égales, 4. Installation selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que ladite deuxième extrémité de chaque tronçon de la chambre latérale est mitoyenne à la deuxième extrémité d'un tronçon voisin, 5. Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la chambre latérale est divisée en deux tronçons (7A,?8) semi-circulaires égaux dont les deux premières extrémités sont côte à côte et diamétralement opposés aux deux deuxiémes extrémités. 6 Installation selon l'une quelconque des revendications 2 a 4. caractérisée en ce que la chambre latérale est divisée en quatre tronçons (13A, 138, 13C, 13D) en quarts de cercle égaux dont les premières extrémités sont côte-à-côte deux à deux, les couples de premières extrémités voisines étant diamétralement opposées tandis qu'il en est de meme pour les secondes extrémités, 7.Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte deux tronçons voisins (7A,78;13A,13D;13B,13C) dont les deuxièmes extrémités sont mitoyennes et débouchent dans un meme conduit d'évacuation (9:16:15) débouchant lui-même dans une cheminée, ces deux tronçons, ce conduit et cette cheminée étant symétriques par rapport à un plan (P) contenant l'axe de symétrie central de la chaudière. 8. Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 7. caractérisée en ce qu'au moins un des tronçons (7A) est muni d'une plaque (20) destinée à être positionnée plus ou moins profondément en travers de la chambre. afin d'ajuster une perte de charge dans le tronçon qui la comporte. 9. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la chambre latérale est fermée vers l'extérieur par un mur circulaire (22) à section trapézoïdale. 10. Installation selon la revendication 9. caractérisée en ce que ledit mur circulaire est formé de deux rangées superposées de briques à section trapèzoidale courbées en arc.