Brevet FR2738900A1 — publié le 19970321

FOUR DE CUISSON À VENTILATION FORCEE La présente invention concerne un four ventilé pour la cuisson d'aliments, adapté pour effectuer la cuisson au moyen d'un flux de gaz brûlés qui, produit par une pluralité d'éléments de chauffage, est forcé par un ou plusieurs ventilateurs à circuler dans une chambre de chauffage, dans laquelle est disposé l'aliment à cuire ou à réchauffer. Plus particulièrement, l'invention concerne un four à convection à chauffage direct, c'est-à-dire du type dans lequel il existe une introduction directe des gaz brûlés dans la chambre de chauffage. Au cours de la description, on va se référer en particulier à un four pour la cuisson d'aliments pour collectivité, mais, d'après ce qui est décrit et revendiqué, il est évident que cette description s'applique à tout type de four pour la cuisson d'aliments, ce pourquoi il est pourvu de moyens d'agitation de l'atmosphère interne à la chambre de cuisson. Il est connu que la cuisson dans un four d'aliments implique des modalités particulièrement différentes en fonction des résultats et des effets que l'on souhaite obtenir, mais que se présentent également des inconvénients spécifiques, tels que la surchauffe des conduits d'adduction des gaz brûlés et une faible accessibilité aux différents composants, en particulier aux éléments de chauffage qui peuvent être réalisés avec des brûleurs. Normalement, en effet, dans de tels fours, les gaz brûlés atteignent des températures très élevées, de l'ordre de 700 à 900 C, pour lesquelles il est nécessaire, pour limiter le chauffage, d'utiliser des matériaux spéciaux et donc coûteux, ayant des caractéristiques particulières de résistance aux sollicitations thermiques, ou de recourir à des procédés qui rendent la construction et l'utilisation du four encore plus compliquée. En outre, dans quelques cas, la chambre de combustion et les brûleurs sont logés à proximité du fond du four même, raison pour laquelle les autres composants du four (tels que le moteur de la soufflante et les dispositifs de commande) sont bien sûr également soumis à des températures élevées et indésirées qui en diminuent la fiabilité de fonctionnement. En particulier, par le brevet GB 1 507 371, de la même demanderesse, on connaît un four pour la cuisson d'aliments, pourvu d'une chambre de combustion disposée exactement derrière le four même, et d'un dispositif de dilution des fumées opérant au moyen d'un mélange entre les gaz chauds provenant de la combustion et des gaz plus froids présents dans la chambre de cuisson. Cette solution présente l'inconvénient que les gaz d'échappement de dilution, transportant des impuretés et des particules grasses, viennent souiller le conduit d'aspiration dans lequel ils se situent, ainsi que la chambre de combustion en correspondance avec les bords d'inversion du flux. Le contact de substances précitées avec les gaz chauds à haute température provoque le craquage chimique avec production de fumée noire et de composés volatils indésirés qui, étant émis dans la chambre de cuisson, altèrent la qualité et la présence des aliments y étant présents. De plus, dans le brevet mentionné est prévu un chemin unique par lequel sont évacués: - les gaz de combustion (pendant la période transitoire du démarrage du rotor ou d'une panne de l'hélice) - des gaz de combustion, plus la vapeur, produits par la cuisson de l'aliment (une fois le régime atteint) Le volume des gaz précités varie d'après la température du four et la quantité d'eau évaporée par l'aliment, produisant des variations des débits volumiques d'évacuation très sensibles, ceci nuisant à l'efficacité du processus de cuisson, puisqu'elles altèrent les conditions normales d'aspiration des gaz de combustion, avec pertes de rendement thermique. En outre, la position de la chambre de combustion, exactement à l'arrière du four, en rend particulièrement compliquée l'utilisation, tant parce que la flamme du brûleur n'est pas directement visible par un opérateur disposé normalement devant le four (et l'on sait bien combien il est important, pour la sécurité, de pouvoir vérifier immédiatement et directement la présence ou non d'une flamme régulière), que parce que l'encombrement longitudinal du four, déjà pénalisé par la disposition de l'hélice sur le fond vertical de la chambre de cuisson, augmente en outre de façon nuisible la facilité d'installation même du four. Il est donc nécessaire de disposer d'un four ventilé, en particulier pour l'alimentation des collectivités, qui surmonte les inconvénients décrits et dont la construction soit simple, fiable et qui utilise les technologies disponibles. Le but de la présente invention est de fournir un four du type mentionné à convection forcée, dont les composants, en particulier les éléments de chauffage, sont facilement accessibles. Un autre but de l'invention est de réaliser un four qui ne présente pas d'augmentation de ses dimensions longitudinales. Un autre but de l'invention est de fournir un four du type mentionné, ayant un système amélioré de circulation de l'air entre la chambre de combustion, la chambre de chauffage et l'évacuation, de manière à assurer un état technique optimal de fonctionnement, tout en évitant l'utilisation de matériaux spéciaux. La présente invention a pour but de décrire ce four de cuisson ayant les caractéristiques essentiellement décrites et notamment: un four à convection forcée, en particulier pour la cuisson d'aliment, comprenant une chambre de cuisson, un transporteur de fumées et une chambre de chauffage dotée de moyens de chauffage appropriés qui communiquent sensiblement entre eux de manière connue, ladite chambre de chauffage étant parcourue et réchauffée par de l'air ambiant aspiré par des moyens soufflants disposés dans une chambre de ventilation, ces moyens soufflants étant adaptés pour faire circuler dans un circuit sensiblement fermé, composé de ladite chambre de cuisson, dudit transporteur de fumées et de ladite chambre de ventilation, un flux de gaz en rapport d'échange thermique avec ladite chambre de chauffage, qui est pourvue d'un chemin d'évacuation des gaz brûlés, une éventuelle pluralité de plats étant disposés verticalement dans ladite chambre de cuisson, caractérisé par le fait que ledit transporteur de fumées est sensiblement disposé dans ladite chambre de ventilation et est directement effleuré, au moins sur les deux surfaces horizontales, par le flux de gaz circulant dans ladite chambre de ventilation. L'invention va être mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée à seul titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: les figures 1, 2 et 3 représentent respectivement, en coupe de face (A- A), latérale (B-B) et en plan de dessus, un four selon l'invention, doté d'une seule chambre de combustion et d'un seul ventilateur, les figures 4 et 5 représentent respectivement une coupe de face et latérale d'un four doté d'une chambre de combustion unique, mais de deux ventilateurs superposés, selon l'invention, la figure 6 représente une vue de face d'un four doté de deux ventilateurs et de deux brûleurs superposés selon l'invention. Par souci de commodité, dans la description qui suit, on se réfère au moyen de chauffage contenu dans la chambre de chauffage à titre de brûleur typique à gaz dans l'atmosphère ambiante, mais il est évident que l'on peut utiliser avantageusement d'autres types de dispositif de chauffage. En se référant aux figures 1, 2 et 3, il est représenté un four de cuisson pour aliments pour collectivité, à circulation forcée, comprenant une chambre de cuisson 1, une chambre de chauffage 2 dotée de moyens de chauffage 3, de préférence des brûleurs à gaz, d'un chemin 4 d'évacuation des gaz de combustion, d'un transporteur de fumées 5 des gaz de combustion, d'un conduit d'évacuation 6 des gaz de combustion échappés et des vapeurs produites dans la chambre de cuisson. Le four présente en outre une chambre de ventilation 7 qui loge un ventilateur motorisé, du type classique et non numéroté sur la figure, et disposé vers l'arrière du four. Comme illustré sur la figure 2, la paroi d'aspiration 10 est profilée dans sa partie avant de manière à se terminer par un interstice annulaire 8, ouvert sur la bord 9 tourné vers la partie centrale de la chambre de ventilation et ayant des dimensions et des positions telles que le flux de gaz à la sortie de l'interstice annulaire 8 présente une forme consécutivement annulaire et se déplace vers l'intérieur de la chambre de ventilation. De ce fait, l'aspiration des gaz de combustion est effectuée le long de toute la section annulaire d'aspiration du ventilateur, améliorant ainsi tant l'aspiration que le refoulement dans des conduits appropriés, non représentés et connus dans la technique, adaptés pour distribuer la gaz à l'intérieur de la chambre de cuisson. L'avantage d'une telle configuration résulte du fait que le transporteur de fumées 5 est complètement exposé au flux produit par l'hélice et sert donc d'échangeur de chaleur entre les gaz "froids" (jusqu'à environ 300 C) en circulation dans la chambre de ventilation, et les gaz de combustion chauds provenant de la chambre de combustion, qui se refroidissent et atteignent l'interstice 8 d'aspiration à une température empêchant toute surchauffe des tôle. Ce mode de fonctionnement surmonte les inconvénients consécutifs à la dilution des gaz de combustion chauds avec des gaz d'échappement "froids", que l'on rencontre dans un four selon le brevet précité; en effet, dans la présente invention, du fait de ne pas mélanger des gaz "sales et froids" avec des gaz "propres et chauds", on ne peut pas rencontrer les inconvénients cités, étant donné que les gaz chauds, produits par la chambre de chauffage, sont significativement refroidis dans le transporteur de fumées, servant "d'échangeur de chaleur" avant qu'ils ne soient mélangés aux gaz sales présents dans la chambre de cuisson. En outre, avec la configuration de construction représentée sur les figures, il est possible et avantageux de disposer la chambre de chauffage 2, non à l'arrière mais à l'avant du four, avec des avantages évidents tant en terme d'encombrement du four, que de sa sécurité de fonctionnement, étant donné que, de cette manière, il est possible d'observer directement, depuis un emplacement situé à l'avant du four, la présence ou non de la flamme 3 des brûleurs ou l'activation des moyens de chauffage. La solution illustrée présente en outre un conduit 6 approprié d'évacuation des gaz de combustion échappés et des vapeurs produites dans la chambre de cuisson. On retrouve l'avantage de cette solution en rendant indépendant le fonctionnement des deux chemins, de manière que, face à des situations temporaires ou irrégulières de fonctionnement dans l'un des conduits, ceci influence seulement de manière minimale les conditions de fonctionnement de l'autre conduit. La paroi d'aspiration 10, constituée par une paroi plane sensiblement verticale, sépare la chambre de ventilation de la chambre de cuisson. De préférence, la paroi plane 10 est disposée adjacente aux bords avant de la chambre de ventilation et du transporteur de fumées 8, et est ouverte en correspondance avec la bouche d'aspiration de la chambre de ventilation. De façon avantageuse, le transporteur de fumées 8 peut être profilé selon une forme sensiblement réduite 11 depuis la bouche d'entrée 11 des gaz provenant de la chambre de chauffage, dans la direction opposée à ladite bouche; l'avantage de cette solution résulte dans le fait que la réduction progressive du débit du flux de gaz chauffé et aspiré nécessite une réduction correspondante des dimensions des conduits, sous peine de provoquer un déséquilibre des pressions et une aspiration irrégulière des gaz; en outre, ceci permet une circulation plus efficace au-dessus du transporteur même, en vue de mieux le refroidir. Bien sûr, en tenant compte des enseignements fondamentaux décrits dans la présente invention, on peut réaliser des fours ayant un plus grand nombre de parois d'aspiration 13, 14, et un seul transporteur de fumées 15, avec des chambres de chauffage correspondantes, comme représenté sur les figures 4 et 5, ainsi qu'également, en correspondance avec une chambre unique de cuisson, on peut disposer une pluralité de chambres de chauffage 16, 17, de transporteurs de fumée 19, 20 respectifs et de chambres de ventilation 21, 22 respectives. Il est à noter que, selon l'invention, on peut obtenir les avantages dans des fours à convection ayant les dimensions verticales internes les plus différentes, d'après les exigences. Ceci permet de maintenir sensiblement identiques les prestations du four, indépendamment de sa capacité et du nombre de plats prévus dans ce dernier. En outre, il est à noter que le four à convection selon l'invention peut présenter une profondeur avantageusement réduite par rapport aux solutions classiques. Ceci grâce au fait que les moteurs qui actionnent les ventilateurs peuvent être logés, sans nécessité de moyens appropriés de transmission, à l'extérieur de la paroi supérieure du logement qui contient les ventilateurs c'est-à-dire dans une zone qui ne présente normalement aucun problème d'encombrement. Le four est, bien sûr, doté de nombreux autres dispositifs qui, ne faisant pas partie de ce brevet, sont omis. Bien que l'invention ait été décrite selon l'exemple de réalisation préférée et avec une terminologie globalement connue, elle n'est pas limitée par cette description, l'homme de l'art pouvant y apporter de nombreuses variantes et modifications de construction et de forme. REVENDICATIONS 1. Four à convection forcée, en particulier pour la cuisson d'aliment, comprenant une chambre de cuisson (1), un transporteur de fumées (5) et une chambre de chauffage (2) dotée de moyens de chauffage (3) appropriés qui communiquent sensiblement entre eux de manière connue, ladite chambre de chauffage étant parcourue et réchauffée par de l'air ambiant aspiré par des moyens soufflants disposés dans une chambre de ventilation (7), ces moyens soufflants étant adaptés pour faire circuler dans un circuit sensiblement fermé, composé de ladite chambre de cuisson, dudit transporteur de fumées et de ladite chambre de ventilation, un flux de gaz en rapport d'échange thermique avec ladite chambre de chauffage, qui est pourvue d'un chemin (4) d'évacuation des gaz brûlés, une éventuelle pluralité de plats étant disposés verticalement dans ladite chambre de cuisson, caractérisé par le fait que ledit transporteur de fumées (5) est sensiblement disposé dans ladite chambre de ventilation (7) et est directement effleuré, au moins sur les deux surfaces horizontales, par le flux de gaz circulant dans ladite chambre de ventilation. 2. Four ventilé selon la revendication 1, caractérisé par le fait de comprendre un conduit d'évacuation (6) des gaz brûlés d'échappement et des vapeurs produites dans ladite chambre de cuisson, et par le fait que ledit chemin (4) d'évacuation des gaz chauds et ledit conduit d'évacuation des gaz brûlés d'échappement et des vapeurs sont deux conduits complètement distincts et sans parcours commun. 3. Four ventilé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit transporteur de fumées (5) se termine dans le sens du flux du gaz qui la parcourt, avec un interstice annulaire (8) dont un l1 côté (9), opposé à la position de ladite chambre de cuisson, est au moins partiellement ouvert vers l'intérieur de ladite chambre de ventilation, de manière que le gaz qui parcourt ladite chambre d'aspiration, soit envoyé selon une géométrie au moins partiellement annulaire contre les bords d'entrée desdits moyens soufflants. 4. Four ventilé selon la revendication 1 ou 2 ou 3, caractérisé par le fait que ladite chambre de ventilation (7) est disposée sur la paroi verticale de fond dudit four ventilé, que ledit transporteur de fumées est disposé sensiblement au-dessus de ladite chambre de ventilation et que sont prévus des moyens déflecteurs qui séparent, d'un côté, ladite chambre de cuisson, et de l'autre côté, ledit transporteur de fumées et ladite chambre de ventilation, lesdits moyens de séparation étant ouverts face à l'ouverture d'aspiration de ladite chambre de ventilation. 5. Four ventilé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens déflecteurs comprennent une paroi plane (10) sensiblement verticale et que ladite paroi est disposée de manière sensiblement adjacente aux bords avant de ladite chambre de ventilation et dudit transporteur de fumées. 6. Four ventilé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite chambre de chauffage est disposée latéralement audit transporteur de fumées, par rapport à une vue de face de ladite chambre d'aspiration. 7. Four ventilé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit transporteur de fumées est profilé selon une forme sensiblement réduite (11) depuis la bouche d'entrée des gaz provenant de ladite chambre de chauffage, dans la direction opposée à ladite bouche. 8. Four ventilé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens de chauffage comprennent au moins un brûleur à gaz disposé en place en une position plus basse par rapport à l'embouchure, qui établit une communication entre ladite chambre de chauffage et ledit transporteur de fumées. 9. Four ventilé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les chambres de ventilation sont au nombre de deux (13, 14) et superposées, que le transporteur de fumées (15) est disposé dans l'espace intermédiaire entre lesdites deux chambres de ventilation, et que ledit transporteur de fumées se termine dans le sens du flux de gaz qui le parcourt, par deux interstices annulaires (25, 26) distincts dont un côté respectif, opposé à la position de ladite chambre de cuisson, est au moins partiellement ouvert vers l'intérieur de la chambre de ventilation correspondante, de manière que le gaz qui parcourt lesdits interstices annulaires soit envoyé selon une forme au moins partiellement annulaire contre les bords d'entrée desdites chambres de ventilation respectives. 10. Four ventilé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que, face à une chambre unique de cuisson, est disposée une pluralité de chambres de chauffage (16, 17), de transporteurs de fumée (19, 20) respectifs, et de chambres de ventilation (21, 22) respectives.