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pour l'invention intitulée Dispositif pourvu d'un accumulateur de chaleur pour cuire, rôtir etc.
Il est connu , dans les fourneaux de cuisine , de prévoir , pour l'accumulation de la chaleur, principale-
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ment des blocs de métal.
Quand la différence de température de l'agent accumulateur entre les températures à l'état chargé et à l'état déchargé, ne doit être trop considérable, ces constructions sont, pour une certaine accumulation demandée, très lourdes et coûteuses.
On a souvent adopté des blocs de métal de plus petites dimensions. Pour obtenir alors l'accumulation désirée, on était obligé d'adopter des températures d'accumulation élevées (550 C), ce qui conduisait des différences de température considérables entre l'état chargé et l'état déchargé, lesquelles étaient nuisibles aussi bien 1 la cuisson qu'en ce qui concerne la déformation de l'ustensile de cuisson. Ces fourneaux de cuisine-là aussi étaient encore toujours relative- ment lourds et chers. De plus, l'isolation calorifu/ge du corps accumulateur aux températures élevées qui, dans certaines conditions, doivent être maintenues durant de grands laps de temps, était difficile, coû- teuse et n'empêchait par de grandes pertes de chaleur .
Enfin ,ce n'est pas en dernier lieu la grande chute de température dans le bloc de fer jusqu'à la surface de l'endroit de prise de chaleur, lors d'une de cuisson relativement rapide, qui obligeait/maintenir les températures d'accumulation relativement hautes
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même à l'état déchargé et même dans le cas ou le poids du noyau de fer était augmenté.
Il s'ensuivait des pertes d'isolation considérables* Quand, dans cette construction, lors de la cuisson; les températures d'accumulation étaient tombées à un point tel qu'on ne disposait plus que de faibles différences de température, telles par ex. qu'on en obtient dans l'objet de la présente invention et qui permettent, grâce à l'invention, de cuire encore rapidement, ceci n'était jusqu'ici plus le cas en raison de la considérable chute de température sus- mentionnée*
Pour diminuer, dans les fourneaux de cuisine où le bloc de métal sert à l'accumulation de chaleur* cette grande chute de température entre le bloc et l'endroit de prise de chaleur, chute qui, lors' d'une peu ouisson tant soit/rapide, peut, en raison du long chemin et malgré une grande section de métal , s'élever à 200 C et plus, en a employé,
dans ces constructions, un liquide vaporisé comme agent de transmission de la chaleur* L'inconvénient du poids et du prix élevées pour des petites différences de température entre l'état chargé et l'état déchargé, ou bien alors l'inconvénient d'une grande différence de température avec des poids de métal faibles subsistent toujours, de sorte que
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ces fourneaux de cuisine également, en raison de leur prix élevé et des autres inconvénients indiqués, ne sont que difficilement vendables.
On a déjà préconisé aussi l'accumulation de chaleur au moyen de vapeur d'eau. L'accumulation par unité de volume, au moyen de cet agent , est relativement petite.
C'est pourquoi, pour une accumulation demandée,le volume Si récipient renfermant cette vapeur accumulatrice , devient relativement grand. Ce récipient est coûteux et les surfaces 1 calorifuger grandes, en sorte que les pertes de chaleur deviennent grandes également,
Ces inconvénients sont supprimés par l'objet de la présente invention.
Selon l'invention est prévu au moins un récipient pression fermé, étanche 1 la vapeur et renfermant un liquide volatil, de haute chaleur spécifique et servant d'agent accumulateur, ce récipient n'étant pas rempli complètement de liquide, de façon que pour des températures de l'agent accumula- o 0 teur comprises entre environ 100 C et environ 300 C, la transmission de la chaleur a lieu par de la vapeur de cet agents
Comme liquide accumulateur, on utilise de pré- férence de l'eau qui remplit la condition d'une chaleur spécifique élevée ; l'accumulation de chaleur a lieu principe lement dans l'eau , la capacité d'accumulation du récipient
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à pression n'étant que de quelques pour oent de celle de l'eau.
Comme agent aocumulateur, on emploie avantage usement de l'eau distillée enfermée dans les récipients d'où si possible tout l'air a été éloignée On obtient ainsi, pour le plus petit volume et une différence de température déterminée, la plus grande capacité d'accumulation. Les dimensions des récipients deviennent petites, de même que les pertes par rayonnement, en raison des petites surfaces. Les poids totaux sont faibles et le dispositif, par ex. un fourneau de cuisine à accumulation de chaleur, bien que pourvu d'une isolation très soignée, ne revient pas beaucoup plus cher qu'un fourneau de cuisine ordinaire, attendu que l'agent accumulateur est bon marché lui aussi.
L'eau distillée est introduite une fois pour toutes dans le récipient étanche 1 la vapeur, puis celui-ci est ensuite fermé de façon que même en service, le liquide n'en puisse pas du tout ressortir et se perdre,
La forme et la disposition du récipient ou des récipients renfermant le liquide accumulateur sont choisies et les points d'absorption et de délivrance de la chaleur disposés avantageusement de façon qu'aussi bien lors de l'absorption que lors de la délivrance
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de la chaleur, il se produise une circulation naturelle rapide du liquide à l'intérieur du récipient .
Au. dessin annexé sont représentées, à titre d'exemples seulement, diverses formes d'exécution de l'objet de l'invention .
La fige 1 est une vue latérale d'une première forme d'exécution d'un récipient accumulateur, laig. 2 en est une vue en bout;
1 les fige 3 et 5 sont des coupes verticales de deux autres formes d'exécution de récipients, la fig. 4 est la vue en bout correspondant la figo 3 et la fig. 6 une coupe faite à 90 par rapport à la fig. 5; la fig. 7 représente une autre forme d'exécution d'un récipient ; les fig. 8 et 9 représentent un fourneau de cuisine avec deux récipients, en coupes verticale respectivement horizontale; la fig. 10 est une autre forme d'exécution d'un récipient où il est prévu deux points de prise de ohaleur.
Dans la forme d'exécution selon les fig. 1 et 2, le récipient est constitué par un serpentin hélicoïdal fermé, à axe horizontal et présentant des spires 1 se
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touchant, situées approximativement dans des plana verticaux. Les extrémités antérieure 2 et postérieure 3 du serpentin sont obturées solidement une fois pour toutes, de sorte que le liquide accumulateur introduit dans le serpentin ne peut pas s'en échapper. 4 désigne l'endroit ou a lieu l'absorption de la chaleur, où par ex. , sont disposés les fils de résistance électriques, endroit qui est prévu au point le plus bas. En 5 a lieu la délivrance de la chaleur, par ex. directement ou par l'intermédiaire d'une plaque.
Aussi bien lors de la délivrance que lors de l'absorption de la chaleur se produisent des courants d'eau naturels, du fait que l'eau chaude s'élève vers la partie supérieure du récipient, tandis que l'eau refroidie par l'émission de chaleur s'écoule vers le bas. Si la forme du récipient est choisie de façon que les courants susmentionnés ne rencontrent par de résistances, ce que l'on cherche d'obtenir dans tous les exemples d'exécution , il se produit, avec la conformation représentée du récipient et la disposition des points d'absorption et de délivrance de la chaleur, lors de cette absorption et de cette délivranoe, une égalisation de température rapide, ce qui est très important par exemple pour la cuis- son.
Le remplissage de l'eau distillée peut se faire
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sous un vide très poussé qui exclut toute présence d'air, ou bien le récipient peut être rempli d'eau distillée froide, puis fermé, Lors de l'échauffement du récipient. l'excédent d'eau peut s'échapper par une soupape de sûreté.
La quantité elle-même d'eau est choisie de façon qu'en tenant compte de l'augmentation de volume de l'eau et de celle de son récipient aux hautes températures, le volume de l'eau, à la température d'accumulation maximum, ne soit que peu inférieur au volume du récipient. Il s'ensuit que, pour le poids le plus petit et par unité de volume, on obtient une grande accumulation de chaleur, et 1 la partie supérieure du récipient se trouve une petite quantité de vapeur d'eau, qui favorise toutefois la transmission de la chaleur la prise de chaleur.
Etant donné que de la vapeur d'eau particulièrement pure (c.-à-d. exempte d'autres gaz), qui se trouve dans le récipient directement sous l'endroit de délivrance de la chaleur, fournit par sa condensation une transmission de chaleur considérable par unité de temps, de surface et de température, la différence de température entre l'agent accumulateur et l'endroit de délivrance de chaleur est petite, même aux moments de plus grande prise de chaleur, pendant
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lesquels a lieu une condensation continue sous la prise de chaleur et une vaporisation dans le récipient9 La cuisson est alors assurée aussi aux plus basses tempé- ratures d'accumulation.
Dans la forme d'exécution selon les fige 3 et 4, il est prévu, pour recevoir l'eau , des anneaux tubu- laires 6 resp. des tubes recourbés en carré, fermés sur eux-mêmes, disposés l'un à côté de l'autre et dont les plans médians sont verticaux. Le récipient renfermant le liquide accumulateur est dono ici divisé en plusieurs vases juxtaposés, qui peuvent communiquer entre eux par de petits tubes non représentés, afin d'avoir autant que possible la même température et la mme pression dans tous ces vases. Les différente tubes 6 sont formés de préférence de tubes d'acier sans soudure ce qui permet de réduire le plus possible les poids du métal. A la fig. 3, par ex.,quatre tubes recourbés en carré sont disposés l'un à côté de l'autre.
L'endroit d'absorption de la chaleur, non représenté, se trouve à la partie la plus basse, et l'endroit de délivrance de la chaleur, également non représenté , . la partie la plus élevée des tubes en carré. La oirculation de l'eau peut, ainsi qu'il est décrit en regard des figures 1 et 2, s'effectuer rapidement également avec
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la disposition choisie ici, pendant l'absorption et la délivrance da la chaleur. Le remplissage du liquide accumulateur se fait de la façon décrite ci-dessus pour le serpentin tubulaire, mais séparément pour les différentes tubes en carré. En assemblant ainsi en une rangée un plus ou moins grand nombre de tubes 6, la capacité d'accumulation peut être augmentée ou diminuée, ce qui offre des avantages de fabrication.
Selon les fig. 5 et 6, le récipient renfermant le liquide accumulateur est en forme de cylindre creux fermé 7. Le remplissage s'effectue de la mené manière que dans les deux exemples cités précédemment, et lesen- droits d'absorption et de délivrance de la chaleur sont disposés de la même fagon. Cette construction peut être employée principalement pour l'accumulation à des températures et des pressions pas trop élevées.
En fige 7 est représentée une autre forme d'exé- cution dans laquelle, comme récip/ient pour l'eau accumulatrice, on emploie un vase sphérique creux 8.
Au lieu d'un récipient de forme exactement sphérique, creuse, on pourrait aussi employer un récipient cy- lindrique 1 fonds bombés et axe vertical. L'absorption de la chaleur a lieu la partie la plus basse 9 , et à un point 10 situé l'extérieur du récipient a lieu la délivrance de la chaleur, qui est réalisée par une
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conduite 11 activant la circulation de l'eau. Le récipient 8 peut aussi, au moyen de plusieurs conduites disposées extérieurement, alimenter plusieurs prises de chaleur.
Les points de délivrance de chaleur 10 sont situés de préférence à la partie la plus élevée de la conduite externe* Avec un récipient en forme de sphère creuse ou analogue une sphère creuse, on obtient, aussi pour de grandes quantités de liquide accumulateur, les plus petites surfaces 1 calorifuger et, partant, de petites pertes de chaleur*
Selon la fige 10, l'eau accumulatrice est ren- fermée dans un récipient formé par un tube 19 conformé en rectangle. Ce tube est pourvu de deux prises de chaleur 20 établies sous forme de corps creux. Les espaces creux 23 des prises de chaleur 20 communiquent par ex. au moyen d'une conduite 21 directement avec l'intérieur du tube 19 dans lequel est enfermé le liquide accumulateur.
Les conduites 22 provoquent une augmentation de circulation de l'agent accumulateur dans l'espace creux 23 au-dessous des prises de chaleur 20. Quand, par ex., de la chaleur est émise en 20, il se produit en 23 une condensation de la vapeur se trouvant là, ce qui provoque une diminution de pression à laquelle fait suite une vaporisation immédiate d'une certaine quantité de lagent
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accumulateur* Dans cette construction, on a fait en sorte que pendant la vaporisation successive, aussi peu que possible d'eau soit entraînée dans l'espace 23, ceci paroe que la transmission de chaleur de l'eau à la paroi émettrice de chaleur est considérablement plus faible que la transmission produite par la conden- sation de la vapeur.
Pour rendre la transmission de chaleur plus efficace, l'espace 23 peut être muni de nervures, traverses etc., qui augmentent la surface de transmission de chaleur de l'agent accumulateur, Ces deux dernières mesures permettent, comme déjà dit ci-.dessus, une cuisson même aux plus basses températures d'accumulation; d'autre part, la cuisson a lieu con- sidérablement plus vite qu'avec les constructions connues jusqu'ici. L'eau qui se forme par condensation de la vapeur dans la chambre 23 s'écoule par la conduite 22 à la partie inférieure du récipient accumulateur.
Pour les cas où une cuisson rapide n'est pas nécessaire, on peut, par des mesures appropriées, faire en sorte que dans la chambre 23 -la transmission de chaleur se fasse par un mélange de vapeur et d'eau ou par de l'eau seule. On obtient ainsi que la différence de température entre le récipient 19 et la surface supérieure
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de la prise de choeur est petite, même quand on soutire beaucoup de chaleur. 24 désigne l'endroit d'absorption de la{chaleur, qui au dessin est représenté, 1 titre d'exemple, sous forme d'un ruban de résistance entourant le tube 19. Au ,lieu de cela, l'endroit d'absorption de chaleur peut ici être prévu par ex. aussi pour un foyer à gaz ou d'autres genres de foyer,
La conformation des récipients suivant les fig.
1 à 6 permet une déposition judicieuse du four à cuire 12 exigé dans les fourneaux de cuisine; de plus, dans cette construction , la surface externe à calorifuger devient petite et, par conséquent, les pertes de chaleur minimes, ce qui est particulièrement important dana le cas d'accumulation au moyen de courant de nuit .
Etant donné que le fourneau de cuisine doit satisfaire aux exigenoes du rôtissage et, d'autre part, de la cuisson lente, il est avantageux d'effectuer l'accumulation dans au moins deux groupes de récipients, ce de façon que dans un groupe l'accumulation se fasse jusqu'aux hautes températures, tandis que le deuxième groupe respo les groupes suivants servent 1 l'accumula- tion pour des températures moins élevées. Ainsi on obtient de façon simple un réglage de la température, en ce sens que le rôtissage, qui demande des températures-
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élevées, peut s'effectuer a. un étage de température élevé, tandis que la cuisson proprement dite, qui ne demande que des températures plus basses, peut avoir lieu 1 un étage de température plus bas également.
Dans cette disposition, l'isolation pour la température élevée n'est nécessaire que pour un seul groupe , tandis que pour les étages plus bas, l'isolation ntest nécessaire que pour des températures plus basses également. Grâce cette disposition, les pertes de chaleur deviennent plus petites que stil n'existait qu'un seul étage avec à peu près la même surface à calorifuger que dans le cas de deux ou plusieurs étages, et où ce seul étage devrait accumuler 1 la température élevée, en raison des exigences du rôtissage.
De plus, tous les récipients renfermant le liquide accumulateur ne doivent pas être dimensionnés pour la température et la pression les plus élevées, en sorte que, pour les groupes inférieurs on peut adopter des parois plus minces, des tubes de plus grands diamètres et, partant, de plus grandes quantités de liquide, de sorte que les poids de métal et les prix deviennent plus petits aussi.
Les fig. 8 et 9 représentent un fourneau de cuisine deux étages avec tubes en carré, fermés sur eux-mêmes et juxtaposés les uns à oôté des autres. 13 désigne l'étage d'accumulation pour de haute tempé-
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ratures, qui se compose de cinq tubes en carré, de faible diamètre, tandis que 14 désigne l'étage inférieur se composant de quatre tubes en carré, de plus grand plus diamètre* Le four à rôtir 12, cité/haut , est disposé dans les deux étages 13 et 14. 15 désigne l'isolation calorifuge du fourneauo
L'absorption de la ohaleur a lieu séparément aux endroits 16 et 17, et est interrompue automatiquement par des moyens non figurés, quand le liquide accumulateur de l'étage correspondant a atteint une température respo une pression maximum.
Ainsi, on empêche que, par ex. en cas d'accumulation de nuit, la température et la pression de l'étage considéré puissent s'élever au-dessus d'une limite déterminée. En outre,, il est encore prévu une soupape de sûreté non représentée au dessin, qui s'ouvre en cas de non-fonctionnement de ce dispositif automatique. Dans le cas où ces deux organes ne fonctionneraient pas et la température s'élèverait jusqu'à la rupture du récipient renfermant lteau ,il ne se produirait pas d'explosion, du fait que le contenu du récipient est de l'eau.
Dans le cas de deux étages, il est avantageux d'adopter comme températures maximum, de l'étage supé- o rieur environ 300 C, et de l'étage inférieur environ
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0 200 C. Au cours de la prise de chaleur, la température de l'étage supérieur peut tomber graduellement jusqu'à o environ 200 ,et celle de l'étage inférieur jusqu'à o environ 100 C, sans porter préjudice à la cuisson, Quand , avec le fourneau de cuisine, on doit préparer en même temps de l'eau chaude, ceci peut se faire avec avantage dans un récipient 18 (fige 8 et 9) disposé par ex. autour de l'étage haute pression, dans lequ el l'eau froide pénètre à sa partie inférieure et .tirée/ duquel l'eau chaude peut être tirée à sa partie supérieure.
Le récipient lui-même est calorifugé contre l'extérieur.
Avec la disposition choisie, la surface 1 calorifuger est plus petite, principalement dans le cas de hautes températures. C'est pourquoi les pertes de chaleur peuvent être, avec une isolation soignée, rendues très petites. Comme en outre, les éléments de con- struotion employés dans la réalisation de la présente invention sont simples et ne sont pas lourds, comme l'agent accumulateur, l'eau, possède une grande capacité d'accumulation par unité de poids, les conditions que doit remplir un fourneau à accumulation, savoir celles d'un bon rendement, d',un coût de fabrication peu élevé et d'un poids pas trop élevé sont remplies par l'objet de l'invention.
Etant donné qu'en outre , grâce . l'agence- ment particulier de l'endroit de prise de chaleur, il ne
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se produit, même en cas de grande prise de chaleur, qu'une petite différence de température entre ltagent accumulateur et la prise de chaleur, la condition d'une cuisson rapide est également remplie par l'objet de l'invention.
Les fourneaux de cuisine à accumulation connus ne jusqu'ici/remplissent habituellement qu'une seule des conditions ci..dessus, et fréquemment aucune d'elles.
L'invention constitue donc un progrès technique notable.