Brevet FR3063621A1 — publié le 20180914

APPAREIL DE CUISSON Domaine technique L'invention se rapporte au domaine technique des appareils de cuisson, plus 5 particulièrement du type comportant un brûleur à granulés de bois. L'invention trouve notamment son application dans la cuisson d'extérieur avec l'obtention d'appareils de cuisson de type plancha ou barbecue. Etat de la technique antérieure 10 Un appareil de cuisson connu de l'état de la technique, comporte : - un conduit de combustion, adapté pour recevoir des granulés de bois, et présentant une première zone d'extrémité et une seconde zone d'extrémité opposée ; - un ensemble de couronnes d'orifices, ménagé en périphérie du conduit de combustion ; - des moyens d'alimentation, agencés pour alimenter en air le conduit de combustion à 15 travers l'ensemble de couronnes d'orifices ; - une cuve, montée sur la première zone d'extrémité du conduit de combustion ; - une grille de combustion, agencée dans la seconde zone d'extrémité du conduit de combustion de manière à supporter les granulés de bois et autoriser un passage des cendres issues de la combustion. 20 Un tel appareil de cuisson de l'état de la technique utilise un brûleur à granulés de bois, formé par le conduit de combustion et la grille de combustion. Un brûleur à granulés de bois est avantageux notamment en termes de rendement et de facilité d'utilisation. Dans le cas d'un appareil de cuisson de type plancha, la cuisson s'effectue par conduction de la chaleur produite par le brûleur. Dans le cas d'un appareil de cuisson de type barbecue, la cuisson 25 s'effectue par convection de la chaleur produite par le brûleur. La chaleur est issue de la combustion des granulés de bois (combustible) avec le dioxygène de l'air (comburant), réaction chimique exothermique. La cuve permet de répartir les fumées sur la plaque de cuisson. 30 Un tel appareil de cuisson de l'état de la technique n'est pas entièrement satisfaisant dans la mesure où il a été constaté une combustion incomplète des granulés de bois au fur et à mesure de leur combustion, c'est-à-dire au fur et à mesure de la descente des granulés de bois dans le conduit de combustion. Cette combustion incomplète des granulés de bois est préjudiciable non seulement en termes d'efficacité, mais aussi dans la mesure où cette 3063621 2 combustion incomplète génère beaucoup de résidus à la fin de la combustion, sous forme de charbon et de granulés non brûlés entièrement. Exposé de l'invention L'invention vise à remédier en tout ou partie aux inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet un appareil de cuisson, comportant : - un conduit de combustion, adapté pour recevoir des granulés de bois, et présentant une première zone d'extrémité et une seconde zone d'extrémité opposée ; - un ensemble de couronnes d'orifices, ménagé en périphérie du conduit de combustion ; - des moyens d'alimentation, agencés pour alimenter en air le conduit de combustion à travers l'ensemble de couronnes d'orifices ; - une cuve, montée sur la première zone d'extrémité du conduit de combustion ; - une grille de combustion, agencée dans la seconde zone d'extrémité du conduit de combustion de manière à supporter les granulés de bois et autoriser un passage des cendres 15 issues de la combustion ; l'appareil de cuisson étant remarquable en ce que l'ensemble de couronnes d'orifices est réparti le long du conduit de combustion de sorte que les couronnes d'orifices présentent des aires totales différenciées et ajustées le long du conduit de combustion de manière à maintenir une combustion complète des granulés de bois. 20 Ainsi, un tel appareil de cuisson selon l'invention permet d'obtenir une combustion complète des granulés de bois le long du conduit de combustion grâce à une répartition des couronnes d'orifices avec des aires totales différenciées et ajustées. En effet, les aires totales différenciées et ajustées des couronnes d'orifices permettent de moduler le volume d'air le 25 long du conduit de manière à conserver une flamme au fur et à mesure de la combustion des granulés de bois, c'est-à-dire au fur et à mesure de la descente des granulés de bois dans le conduit de combustion. Un volume d'air insuffisant conduit à une combustion incomplète par manque de comburant tandis qu'un volume d'air en excès important est susceptible de diluer les gaz et donc de réduire la température des fumées et donc la température sur la 30 plaque de cuisson. Définitions - Par «couronne d'orifices .», on entend des orifices répartis en périphérie du conduit de combustion selon un plan transversal au conduit, le conduit s'étendant suivant un axe 3063621 3 longitudinal. Par « transversal », on entend suivant une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal. - Par « aire totale », on entend la somme des aires des orifices (chaque orifice délimitant une surface) appartenant à une couronne donnée d'orifices. 5 L'appareil de cuisson selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. Selon une caractéristique de l'invention, l'ensemble de couronnes d'orifices est réparti le 10 long du conduit de combustion selon une série comprenant successivement : - une première couronne d'orifices présentant une première aire totale ; - une deuxième couronne d'orifices présentant une deuxième aire totale strictement inférieure à la première aire totale. Ainsi, un avantage procuré par une telle série est d'alterner successivement : une alimentation importante en air (par la première couronne d'orifice présentant la première aire totale) permettant une combustion totale avec un excès de comburant. une alimentation plus faible en air (par la deuxième couronne d'orifices présentant la deuxième aire totale) permettant de maintenir une flamme et une température supérieure à la température de combustion à proximité de la grille de combustion. Selon une caractéristique de l'invention, les première et deuxième couronnes d'orifices de la série sont séparées d'une distance comprise entre 3 cm et 10 cm, de préférence comprise entre 5 cm et 7 cm. Ainsi, un avantage procuré par une telle distance est de pouvoir maintenir une flamme 25 satisfaisante entre deux couronnes d'orifices successives afin d'obtenir une combustion complète des granulés de bois. Selon une caractéristique de l'invention, l'ensemble de couronnes d'orifices comporte une couronne d'orifices supérieure, agencée au-dessus de la série, et présentant la première aire 30 totale ; la couronne d'orifices supérieure étant agencée à une distance, notée h, de la première zone d'extrémité, la distance h étant déterminée selon le tirage thermique souhaité. Ainsi, un avantage procuré est d'ajuster l'alimentation primaire en air, situé dans le conduit de combustion au-dessus de la couronne d'orifices supérieure (le haut de l'empilement des granulés de bois s'étendant initialement dans le conduit de combustion au 35 niveau de la couronne d'orifices supérieure), et ce afin d'obtenir le tirage souhaité. La 3063621 4 couronne d'orifices supérieure présente la première aire totale afin d'obtenir une alimentation importante en air et un bon démarrage pour la combustion. Selon une caractéristique de l'invention, l'ensemble de couronnes d'orifices comporte une 5 couronne d'orifices inférieure, agencée au-dessous de la série et au-dessus de la grille de combustion, et présentant la première aire totale. Ainsi, un avantage procuré par une telle couronne d'orifices inférieure est d'obtenir une alimentation importante en air au-dessus de la grille de combustion. 10 Selon une caractéristique de l'invention, les orifices de chaque couronne d'orifices sont répartis uniformément autour du conduit de combustion. Ainsi, un avantage procuré est d'améliorer l'homogénéité de l'alimentation en air dans le conduit de combustion. 15 Selon une caractéristique de l'invention, les orifices de chaque couronne d'orifices présentent une aire identique, et dans lequel l'ensemble de couronnes d'orifices est réparti le long du conduit de combustion de sorte que les couronnes d'orifices présentent des densités surfaciques différenciées et ajustées le long du conduit de combustion de manière à maintenir une combustion complète des granulés de bois. 20 Ainsi, un avantage procuré est la facilité de fabrication des couronnes d'orifices. Selon une caractéristique de l'invention, la grille de combustion est montée amovible dans la seconde zone d'extrémité du conduit de combustion. Ainsi, un avantage procuré est de faciliter l'entretien de la grille de combustion. Selon une caractéristique de l'invention, les moyens d'alimentation comportent un conduit d'alimentation agencé de sorte que le conduit d'alimentation et le conduit de combustion sont coaxiaux. Ainsi, un avantage procuré est de pouvoir aisément alimenter en air le conduit de 30 combustion par l'air se déplaçant entre le conduit d'alimentation et le conduit de combustion. En outre, un tel conduit d'alimentation permet de dissimuler le conduit de combustion pour des raisons esthétiques. Selon une caractéristique de l'invention, le conduit d'alimentation et le conduit de 35 combustion sont séparés d'une distance comprise entre 15 mm et 30 mm. 3063621 5 Ainsi, un avantage procuré par une telle distance de séparation est d'obtenir un volume d'air suffisamment important pour apporter un excès de comburant dans le conduit de combustion tout en conservant une température supérieure à la température de combustion à proximité de la grille de combustion. D Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans l'exposé détaillé de différents modes de réalisation de l'invention, l'exposé étant assorti d'exemples et de référence aux dessins joints. 10 Figure 1 est une vue schématique partielle, en perspective de trois-quarts, d'un appareil de cuisson selon l'invention, illustrant un mode de réalisation du conduit de combustion. Figure 2 est une vue schématique partielle, de face, de l'appareil de cuisson illustré à la figure 1. Figure 3 est une vue schématique, en perspective de trois-quarts, d'un appareil de cuisson 15 selon l'invention. Figure 4 est une vue schématique, de face, de l'appareil de cuisson illustré à la figure 3. Figure 5 est une vue schématique, en perspective de trois-quarts, d'un appareil de cuisson selon l'invention. Figure 6 est une vue schématique, de face, de l'appareil de cuisson illustré à la figure 5. 20 Exposé détaillé des modes de réalisation Les éléments identiques ou assurant la même fonction porteront les mêmes références pour les différents modes de réalisation, par souci de simplification. 25 Un objet de l'invention est un appareil 1 de cuisson, comportant : - un conduit de combustion 2, adapté pour recevoir des granulés de bois, et présentant une première zone d'extrémité 2a et une seconde zone d'extrémité 2b opposée ; - un ensemble de couronnes d'orifices 20, 20a, 20b, 21, ménagé en périphérie du conduit de combustion 2; - des moyens d'alimentation, agencés pour alimenter en air le conduit de combustion 2 à travers l'ensemble de couronnes d'orifices 20, 20a, 20b, 21 ; - une cuve 3, montée sur la première zone d'extrémité 2a du conduit de combustion 2; 3063621 6 - une grille de combustion 4, agencée dans la seconde zone d'extrémité 2b du conduit de combustion 2 de manière à supporter les granulés de bois et autoriser un passage des cendres issues de la combustion. L'ensemble de couronnes d'orifices 20, 20a, 20b, 21 est réparti le long du conduit de 5 combustion 2 de sorte que les couronnes d'orifices 20, 20a, 20b, 21 présentent des aires totales différenciées et ajustées le long du conduit de combustion 2 de manière à maintenir une combustion complète des granulés de bois. Conduit de combustion Le conduit de combustion 2 s'étend suivant un axe longitudinal Z'-Z. Le conduit de 10 combustion 2 présente la forme d'un tube. Le conduit de combustion 2 présente préférentiellement une section transversale circulaire. Par « transversale », on entend une section selon une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal Z'-Z. A titre d'exemple non limitatif, le conduit de combustion 2 peut présenter un diamètre compris entre 90 mm et 153 mm. 15 La première zone d'extrémité 2a du conduit de combustion 2 est ouverte de manière à recevoir les granulés de bois. Le conduit de combustion 2 peut comporter : une plaque supérieure 200a montée sur la première zone d'extrémité 2a; une plaque inférieure 200b montée sur la seconde zone d'extrémité 2b. 20 Ensemble de couronnes d'orifices Les orifices de chaque couronne d'orifices 20, 20a, 20b, 21 sont répartis en périphérie du conduit de combustion 2 selon un plan transversal au conduit de combustion 2, c'est-à-dire selon une direction perpendiculaire à l'axe Z'-Z. L'ensemble de couronnes d'orifices 20, 20a, 20b, 21 est avantageusement réparti le long 25 du conduit de combustion selon une série S comprenant successivement : - une première couronne d'orifices 20 présentant une première aire totale ; - une deuxième couronne d'orifices 21 présentant une deuxième aire totale strictement inférieure à la première aire totale. A titre d'exemple non limitatif, la première aire totale peut être comprise entre 750 mm2 et 30 800 mm2, et la deuxième aire totale peut être comprise entre 350 mm2 et 400 mm2. Les première et deuxième aires totales dépendent des dimensions du conduit de combustion 2. Si l'on note respectivement D, Al, et A2 le diamètre du conduit de combustion 2 (en mm), la première aire totale (en mrd), et la deuxième aire totale (en mm2), Al et A2 vérifient avantageusement la relation suivante : 3063621 7 5 D REVENDICATIONS1. Appareil (1) de cuisson, comportant : - un conduit de combustion (2), adapté pour recevoir des granulés de bois, et présentant 5 une première zone d'extrémité (2a) et une seconde zone d'extrémité (2b) opposée ; - un ensemble de couronnes d'orifices (20, 20a, 20b, 21), ménagé en périphérie du conduit de combustion (2) ; - des moyens d'alimentation, agencés pour alimenter en air le conduit de combustion (2) à travers l'ensemble de couronnes d'orifices (20, 20a, 20b, 21) ; 10 - une cuve (3), montée sur la première zone d'extrémité (2a) du conduit de combustion (2) ; - une grille de combustion (4), agencée dans la seconde zone d'extrémité (2b) du conduit de combustion (2) de manière à supporter les granulés de bois et autoriser un passage des cendres issues de la combustion ; 15 l'appareil (1) de cuisson étant caractérisé en ce que l'ensemble de couronnes d'orifices (20, 20a, 20b, 21) est réparti le long du conduit de combustion (2) de sorte que les couronnes d'orifices (20, 20a, 20b, 21) présentent des aires totales différenciées et ajustées le long du conduit de combustion (2) de manière à maintenir une combustion complète des granulés de bois. 20 2. Appareil (1) de cuisson selon la revendication 1, dans lequel l'ensemble de couronnes d'orifices (20, 20a, 20b, 21) est réparti le long du conduit de combustion (2) selon une série (S) comprenant successivement : - une première couronne d'orifices (20) présentant une première aire totale ; 25 - une deuxième couronne d'orifices (21) présentant une deuxième aire totale strictement inférieure à la première aire totale. 3. Appareil (1) de cuisson selon la revendication 2, dans lequel les première et deuxième couronnes d'orifices (20, 21) de la série (S) sont séparées d'une distance (d) comprise entre 30 3 cm et 10 cm, de préférence comprise entre 5 cm et 7 cm. 4. Appareil (1) de cuisson selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l'ensemble de couronnes d'orifices (20, 20a, 20b, 21) comporte une couronne d'orifices supérieure (20a), agencée au-dessus de la série (S), et présentant la première aire totale ; la couronne d'orifices 3063621 10 supérieure (20a) étant agencée à une distance, notée h, de la première zone d'extrémité (2a), la distance h étant déterminée selon le tirage thermique souhaité. 5. Appareil (1) de cuisson selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel l'ensemble de 5 couronnes d'orifices (20, 20a, 20b, 21) comporte une couronne d'orifices inférieure (20b), agencée au-dessous de la série (S) et au-dessus de la grille de combustion (4), et présentant la première aire totale. 6. Appareil (1) de cuisson selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les orifices de 10 chaque couronne d'orifices (20, 20a, 20b, 21) sont répartis uniformément autour du conduit de combustion (2). 7. Appareil (1) de cuisson selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les orifices de chaque couronne d'orifices (20, 20a, 20b, 21) présentent une aire identique, et dans lequel 15 l'ensemble de couronnes d'orifices (20, 20a, 20b, 21) est réparti le long du conduit de combustion de sorte que les couronnes d'orifices (20, 20a, 20b, 21) présentent des densités surfaciques différenciées et ajustées le long du conduit de combustion (2) de manière à maintenir une combustion complète des granulés de bois. 20 8. Appareil (1) de cuisson selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel la grille de combustion (4) est montée amovible dans la seconde zone d'extrémité (2b) du conduit de combustion (2). 9. Appareil (1) de cuisson selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel les moyens 25 d'alimentation comportent un conduit d'alimentation (5) agencé de sorte que le conduit d'alimentation (5) et le conduit de combustion (2) sont coaxiaux. 10. Appareil (1) de cuisson selon la revendication 9, dans lequel le conduit d'alimentation (5) et le conduit de combustion (2) sont séparés d'une distance comprise entre 15 mm et 30 30 mm.