Brevet FR2828269A1 — publié le 20030207

FOUR A CONVEXION DIRECTE La présente invention concerne les fours pour la cuisson d'aliments, et plus particulièrement les fours à convexion utilisés dans les cuisines de collectivité. Les fours à convexion pour la cuisson d'aliments comprennent généralement un moufle métallique entourant une cavité intérieure de moufle, avec une paroi inférieure formant plancher, une paroi supérieure formant plafond, et quatre parois périphériques verticales. L'une au moins des parois périphériques est munie d'une porte d'accès pour l'introduction et l'extraction des aliments à cuire dans la cavité intérieure du moufle. Dans l'espace intérieur du four, c'est-à-dire dans la cavité intérieure du moufle, la convexion de l'air est assurée par une turbine de convexion, sollicitée en rotation par un moteur, et disposée généralement au voisinage de l'une des parois périphériques qui est dépourvue de porte d'accès. La turbine est montée rotative sur un axe de rotation perpendiculaire à la paroi périphérique. Des moyens de chauffe sont placés dans la circulation d'air, en amont ou en aval de la turbine, et sont adaptés pour chauffer l'air qui circule dans le moufle sous l'impulsion de la turbine, favorisant la cuisson des aliments. Dans les fours connus, la cavité intérieure du moufle est divisée en deux compartiments : un compartiment de cuisson, accessible par la porte, et conformé pour recevoir les aliments à cuire ; un compartiment de chauffe, incluant la turbine de convexion et les moyens de chauffe tels que des résistances électriques ou des brûleurs à gaz. Le compartiment de cuisson est toujours isolé du compartiment de chauffe par une paroi de séparation, généralement perpendiculaire à l'axe de rotation de la turbine. La paroi de séparation a un double effet de canalisation du circuit d'air propulsé par la turbine, et de protection du compartiment de chauffe par rapport aux projections de graisses ou d'autres matières provenant des aliments en cours de cuisson. En effet, dans les fours connus, un souci constant est d'éviter que les projections provenant des aliments en cours de cuisson viennent souiller les éléments qui sont à l'intérieur du compartiment de chauffe, à savoir la turbine, les moyens de chauffe et les divers capteurs permettant de piloter ces éléments. Malgré la présence de la paroi de séparation, des opérations de nettoyage manuel sont nécessaires pour garantir périodiquement la propreté du four. Le nettoyage n'est pas automatisable dans les structures de four connues, et nécessite le démontage et le remontage de la paroi de séparation. Un autre problème que l'on rencontre dans les fours de cuisson pour les aliments est la difficulté pour assurer une cuisson régulière de tous les aliments contenus dans le four, quelle que soit leur position dans le compartiment de cuisson. On constate en effet que la cuisson des aliments peut être très différente en fonction de la position de l'aliment dans le compartiment de cuisson. Certaines zones du compartiment de cuisson peuvent produire une surchauffe des aliments, tandis que d'autres zones produisent une chauffe insuffisante. Egalement, la répartition de cuisson est modifiée en fonction du type de denrée à cuire, et en fonction des quantités de denrée introduites dans le compartiment de cuisson. La présente invention a notamment pour objet d'éviter les inconvénients des structures connues de four à convexion pour la cuisson d'aliments, en visant à favoriser le nettoyage ou l'autonettoyage du four et à assurer une meilleure répartition de cuisson. L'invention résulte de l'observation surprenante selon laquelle la suppression de la paroi de séparation entre le compartiment de cuisson et le compartiment de chauffe assure à la fois un effet d'autonettoyage du four et une meilleure répartition de cuisson. Ainsi, pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, l'invention propose un four à convexion pour la cuisson d'aliments, comprenant : - un moufle à cavité intérieure généralement parallélépipédique limitée par une paroi inférieure de plancher, par une paroi supérieure de plafond et par quatre parois périphériques, l'une au moins des parois périphériques étant munie d'une porte d'accès pour l'entrée et la sortie des aliments à cuire dans la cavité intérieure du moufle, - une turbine de convexion centrifuge, sollicitée en rotation par un moteur, disposée dans la cavité intérieure du moufle au voisinage du centre d'une paroi périphérique adjacente dépourvue de porte d'accès, montée rotative selon un axe de rotation perpendiculaire à la paroi périphérique adjacente, et agencée pour aspirer l'air axialement vers le centre de la paroi périphérique adjacente et pour le refouler radialement vers les bords de la paroi périphérique adjacente, - des moyens de chauffe placés dans la circulation d'air en amont ou en aval de la turbine de convexion, et adaptés pour chauffer l'air qui circule dans le moufle sous l'impulsion de la turbine de convexion pour cuire les aliments, - un volume de cuisson, réservé dans la cavité intérieure du moufle pour recevoir les aliments à cuire ; selon l'invention, la turbine de convexion et les moyens de chauffe sont placés dans la cavité intérieure du moufle en communication directe avec le volume de cuisson, sans paroi de séparation s'opposant à la circulation d'air, avec une grille de protection mécanique conformée et interposée entre la turbine de convexion et le volume de cuisson pour interdire le contact d'une main d'utilisateur avec les pales de la turbine de convexion en rotation. Selon un premier mode de réalisation, constituant un four électrique, les moyens de chauffe comprennent des résistances électriques annulaires placées en périphérie de la turbine de convexion. Selon un autre mode de réalisation, constituant un four à gaz, les moyens de chauffe comprennent un brûleur à gaz placé axialement dans l'aspiration de la turbine de convexion. La turbine peut avantageusement être une structure généralement cylindrique, avec un flasque postérieur portant une pluralité de pales frontales courtes réparties en périphérie. Le diamètre de la turbine peut avantageusement être supérieur au tiers de la plus grande dimension de la paroi périphérique adjacente. De façon surprenante, les inventeurs ont constaté qu'une meilleure répartition de cuisson est encore obtenue, en l'absence de paroi de séparation, lorsqu'on entraîne en rotation la turbine en sens inverse, c'est-à-dire dans le sens où l'inclinaison des pales tendrait à pousser l'air vers l'axe de la turbine. On comprend qu'en rotation inverse une turbine à pales courtes a encore un effet de poussée d'air centrifuge, mais cette poussée est réduite. Une bonne circulation de l'air dans le four peut être obtenue en prévoyant un cadre support de plateau, amovible et pouvant passer par la porte du four, et constitué de montants reliés par des traverses pour former une structure parallélépipédique ajourée laissant une libre circulation d'air et portant des glissières latérales perpendiculaires à la porte pour recevoir à coulissement et supporter des plateaux horizontaux sur lesquels peuvent être disposés les aliments à cuire. Le nettoyage du four est très facile, et on constate que les projections de denrées alimentaires provenant des aliments à cuire ne restent pas sur la turbine ou les moyens de chauffe, et sont évacuées immédiatement par la circulation d'air vers la paroi inférieure de plancher. Il en résulte un effet d'autonettoyage du four. On peut améliorer encore le nettoyage en prévoyant un dispositif de nettoyage par aspersion d'eau dans le moufle. Pour cela, on peut notamment utiliser une coupelle placée adjacente au centre de la paroi supérieure du moufle et des moyens d'alimentation centrale en eau pour produire un écoulement d'eau vers la périphérie de la coupelle parallèlement à la paroi supérieure. Grâce à l'absence d'une paroi de séparation, le dispositif de nettoyage a une action de nettoyage immédiate à la fois sur le compartiment de cuisson et sur la turbine et les moyens de chauffe. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'un four selon un premier mode de réalisation de l'invention, à chauffage électrique ; - la figure 2 est une vue de face du four de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de côté droit du four de la figure l, en coupe selon le plan A-A ; - la figure 4 est une vue en perspective d'un four selon un second mode de réalisation de l'invention, à chauffage gaz ; - la figure 5 est une vue de face du four de la figure 1 ; et - la figure 6 est une vue de côté gauche du four de la figure 1, en coupe selon le plan B-B. Dans l'un et l'autre des modes de réalisation, comme représenté sur les figures, un four à convexion selon l'invention comprend un moufle 1, ayant une cavité intérieure 8 généralement parallélépipédique limitée par une paroi inférieure de plancher 2, par une paroi supérieure de plafond 3, par deux parois périphériques latérales opposées 4 et 5, par une paroi périphérique antérieure 6 et par une paroi périphérique postérieure 7. Dans les deux modes de réalisation illustrés, la paroi périphérique antérieure 6 est munie d'une porte d'accès pour l'introduction et l'extraction des aliments à cuire dans la cavité intérieure 8 du moufle. Les faces intérieures des parois du moufle sont généralement lisses, pour éviter d'accrocher et de retenir les particules alimentaires susceptibles de se détacher des aliments à cuire. Une turbine de convexion 9 est sollicitée en rotation par un moteur 10 alimenté par une source extérieure d'énergie électrique. La turbine de convexion 9 est de type à action centrifuge, aspirant l'air axialement par son centre et refoulant l'air radialement par sa périphérie. Elle comprend pour cela des pales inclinées, de façon connue et habituelle. La turbine de convexion 9 est disposée au voisinage du centre d'une paroi périphérique dépourvue de porte d'accès. Dans la réalisation illustrée, la turbine de convexion 9 est disposée au voisinage du centre de la paroi périphérique postérieure 7 du moufle. En alternative, selon un mode de réalisation non illustré sur les figures, on peut prévoir un four à deux portes en opposition l'une de l'autre ménagées respectivement dans la paroi périphérique antérieure 6 et dans la paroi périphérique postérieure 7, avec la turbine placée au voisinage de l'une des parois périphériques latérales opposées 4 ou 5 du four. La turbine de convexion 9 est montée rotative selon un axe de rotation 11 perpendiculaire à la paroi périphérique postérieure 7 à laquelle elle est adjacente. Ainsi, la turbine de convexion 9 aspire l'air axialement vers le centre de la paroi périphérique postérieure 7 et refoule l'air radialement vers les bords de la paroi périphérique postérieure 7. Des moyens de chauffe sont placés dans la circulation d'air en amont ou en aval de la turbine, et sont adaptés pour chauffer l'air qui circule dans le moufle sous l'impulsion de la turbine de convexion 9. Dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, les moyens de chauffe comprennent des résistances électriques annulaires 12 et 13, placées en périphérie de la turbine de convexion 9, et alimentées par une source extérieure d'énergie électrique à laquelle elles sont connectées par des conducteurs d'alimentation 15. Les résistances électriques annulaires 12 et 13 sont ainsi placées en aval de la turbine de convexion 9 dans la circulation d'air. Dans le mode de réalisation des figures 4 à 6, les moyens de chauffe comprennent un brûleur à gaz 14 placé axialement dans l'aspiration de la turbine de convexion 9. On retrouve les autres moyens du mode de réalisation des figures 1 à 3, repérés par les mêmes références numériques. Le brûleur à gaz 14 est dirigé vers la paroi postérieure 7 du four, c'est-à-dire vers le centre de la turbine 9. Il est alimenté par une canalisation d'alimentation 16. Sa partie centrale est traversée par une canalisation d'évacuation de gaz brûlés 17. On prévoit également, à l'intérieur du moufle 1, des moyens pour recevoir les aliments à cuire. Dans les modes de réalisation illustrés sur les figures, un volume de cuisson 81 est réservé dans la cavité intérieure 8 du moufle pour recevoir les aliments à cuire, et on prévoit un simple cadre support de plateaux amovible, adapté pour pénétrer dans le moufle par la porte prévue dans la paroi périphérique antérieure 6. Le cadre support de plateaux est constitué de montants reliés par des traverses supérieures pour constituer une structure généralement parallélépipédique ajourée laissant une libre circulation d'air dans le four. La structure de cadre support de plateaux porte des glissières latérales, par exemple sous forme de profilés en U, perpendiculaires à la paroi périphérique antérieure 6, et conformées pour recevoir à coulissement et supporter les bords latéraux de plateaux horizontaux sur lesquels peuvent être disposés les aliments à cuire. La turbine de convexion 9 et les moyens de chauffe 12,13 ou 14 sont placés dans le moufle 1 en communication directe avec le volume de cuisson 81, sans paroi de séparation s'opposant à la circulation d'air. On prévoit seulement une grille de protection mécanique 22, interposée entre le volume de cuisson 81 et l'ensemble formé par la turbine de convexion 9 et les moyens de chauffe 12,13 ou 14, pour interdire le contact mécanique d'une main d'utilisateur avec les pales de la turbine en rotation ou avec les moyens de chauffe. La grille de protection mécanique 22 est de forme cylindrique fermée et enveloppante, avec une partie périphérique 23 cylindrique et une partie frontale 24 plane. La grille de protection mécanique 22 est à mailles suffisamment larges pour ne pas perturber la circulation d'air vers ou depuis la turbine de convexion 9, et à mailles suffisamment serrées pour empêcher leur traversée par les doigts d'un utilisateur. Dans le mode de réalisation des figures 4 à 6 à brûleur à gaz 14, la partie frontale 24 de la grille de protection mécanique 22 porte, dans sa zone centrale, un filtre 29 ou grille à mailles plus fines, favorisant un écoulement régulier d'air autour du brûleur à gaz 14 pour une stabilisation de la flamme. On comprend que, dans la structure de four ainsi définie, l'air refoulé radialement par la turbine de convexion 9 est guidé seulement par les parois périphériques du moufle 1, et se répartit plus librement dans tout l'espace du volume de cuisson 81. Il en résulte une meilleure répartition de cuisson. Simultanément, rien ne s'oppose au libre parcours des projections de particules de denrées alimentaires provenant des aliments à cuire dans le volume de cuisson 81 et pouvant se propager dans toute la cavité intérieure 8 du moufle 1 notamment vers la turbine de convexion 9 et les moyens de chauffe 12,13 et 14. Toutefois, la circulation d'air libre produit un effet d'autonettoyage du four, et les particules ne restent pas dans la zone occupée par la turbine de convexion 9 et les moyens de chauffe 12,13 et 14. Pour assurer une bonne convexion d'air, on peut avantageusement utiliser une turbine de convexion 9 à structure généralement cylindrique, avec un flasque postérieur 25 en forme de disque portant une pluralité de pales 26 frontales courtes réparties en périphérie. Le diamètre D de la turbine de convexion 9 est de préférence supérieur au tiers de la plus grande dimension (largeur ou hauteur) de la paroi périphérique postérieure 7 adjacente. Dans le mode de réalisation illustré, la turbine de convexion 9 comprend au moins douze pales 26 frontales ayant une dimension radiale inférieure au dixième de son diamètre D. Une meilleure cuisson peut être réalisée en faisant tourner la turbine de convexion en sens inverse, réduisant ainsi la poussée centrifuge qu'exerce sur l'air la turbine de convexion 9. Le sens inverse est défini par rapport à l'orientation des pales 26 : sur les figures 2 et 5, on voit que les pales 26 sont inclinées vers la gauche par rapport à leur direction radiale C correspondante ; par cette orientation, les pales produisent une poussée centrifuge efficace de l'air lorsque la turbine tourne dans le sens des aiguilles d'une montre ; le sens inverse est dans ce cas le sens inverse des aiguilles d'une montre. Dans les modes de réalisation illustrés, on a en outre représenté un dispositif de nettoyage 27 par aspersion d'eau dans le moufle 1. Le dispositif de nettoyage 27 peut comprendre une coupelle horizontale placée adjacente au centre de la paroi supérieure de plafond 3, avec des moyens d'alimentation centrale en eau pour produire un écoulement d'eau vers la périphérie de la coupelle parallèlement à la paroi supérieure de plafond 3. L'eau est projetée radialement en périphérie de la coupelle, de préférence lorsque le four est encore relativement chaud, et l'eau vient ensuite s'écouler sur toutes les parois périphériques du four ainsi que sur la turbine de convexion 9 et les moyens de chauffe. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1-Four à convexion pour la cuisson d'aliments, comprenant : un moufle (1) à cavité intérieure (8) généralement parallélépipédique limitée par une paroi inférieure de plancher (2), par une paroi supérieure de plafond (3) et par quatre parois périphériques (4,5, 6,7), l'une au moins des parois périphériques (6) étant munie d'une porte d'accès pour l'entrée et la sortie des aliments à cuire dans la cavité intérieure (8) du moufle (1), - une turbine de convexion (9) centrifuge, sollicitée en rotation par un moteur (10), disposée dans la cavité intérieure (8) du moufle (1) au voisinage du centre d'une paroi périphérique (7) adjacente dépourvue de porte d'accès, montée rotative selon un axe de rotation (11) perpendiculaire à la paroi périphérique (7) adjacente, et agencée pour aspirer l'air axialement vers le centre de la paroi périphérique (7) adjacente et pour le refouler radialement vers les bords de la paroi périphérique (7) adjacente, - des moyens de chauffe (12,13, 14) placés dans la circulation d'air en amont ou en aval de la turbine de convexion (9), et adaptés pour chauffer l'air qui circule dans le moufle (1) sous l'impulsion de la turbine de convexion (9) pour cuire les aliments, - un volume de cuisson (81), réservé dans la cavité intérieure (8) du moufle (1) pour recevoir les aliments à cuire, caractérisé en ce que : la turbine de convexion (9) et les moyens de chauffe (12, 13,14) sont placés dans la cavité intérieure (8) du moufle (1) en communication directe avec le volume de cuisson (81), sans paroi de séparation s'opposant à la circulation d'air, avec une grille de protection mécanique (22) conformée et interposée entre la turbine de convexion (9) et le volume de cuisson (81) pour interdire le contact d'une main d'utilisateur avec les pales de la turbine de convexion (9) en rotation. 2-Four selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de chauffe comprennent des résistances électriques annulaires (12,13) placées en périphérie de la turbine de convexion (9). 3-Four selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de chauffe comprennent un brûleur à gaz (14) placé axialement dans l'aspiration de la turbine de convexion (9). 4-Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la turbine de convexion (9) est une structure généralement cylindrique, avec un flasque postérieur (25) portant une pluralité de pales (26) frontales courtes réparties en périphérie. 5-Four selon la revendication 4, caractérisé en ce que le diamètre (D) de la turbine de convexion (9) est supérieur au tiers de la plus grande dimension de la paroi périphérique (7) adjacente. 6-Four selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la turbine de convexion (9) comprend au moins douze pales (26) ayant une dimension radiale inférieure au dixième de son diamètre (D). 7-Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on entraîne la turbine de convexion (9) en sens inverse, réduisant ainsi la poussée centrifuge qu'elle exerce sur l'air. 8-Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un cadre support de plateaux, constitué de montants reliés par des traverses supérieures pour former une structure parallélépipédique ajourée laissant une libre circulation d'air et portant des glissières latérales perpendiculaires à la paroi périphérique antérieure (6) pour recevoir à coulissement et supporter les bords latéraux de plateaux horizontaux sur lesquels peuvent être disposés les aliments à cuire. 9-Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de nettoyage (27) par aspersion d'eau dans le moufle (1). 10-Four selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif de nettoyage (27) comprend une coupelle horizontale placée adjacente au centre de la paroi supérieure de plafond (3) et des moyens d'alimentation centrale en eau pour produire un écoulement d'eau vers la périphérie de la coupelle parallèlement à la paroi supérieure de plafond (3).