Four à cuisson La présente invention a pour objet un four à cuisson. Il est connu, d'ans l'art de la cuisson de pâtes,, comme par exemple du pain, des biscuits et des, cakes et produits. analogues, d'utiliser des fours équipés d'un transporteur transportant progressivement les produits pâteux à cuire au travers du four durant la cuisson.
Ces fours connus sont toutefois chauffés de préférence par radiation et/ou par convection à de basses températures, c'est-à-dire des températures au- dessus de 4000 C et présentent en outre l'inconvé nient d'utiliser une quantité considérable de combus tible. En plus de cela, ils ont une inertie thermique très élevée, en sorte qu'ils ne répondent que lente ment à des modifications de régime, par exemple lorsqu'on en modifie la température après avoir cuit un produit et dans le but d'en cuire un autre, néces- sitant une autre température et un autre temps de cuisson.
L'espace chauffé doit enfin généralement être très long, si l'on veut obtenir une cuisson satis faisante, ce qui rend le four proportionnellement plus cher en même temps qu'encombrant.
Le four à cuisson objet de la présente invention a pour but de remédier à ces défauts.
Ce résultat est obtenu par le fait que ledit four est caractérisé par une chambre de cuisson close en forme de tunnel délimité par un fond, un plafond et des parois latérales, une extrémité servant à l'intro duction des produits à cuire et l'autre à leur sortie après cuisson, des moyens de transport permettant de transporter des produits pâteux à cuire selon un mou vement longitudinal continu au travers de la cham bre, elle-même chauffée par une série de brûleurs infrarouges, dont chacun comporte une surface rayonnant de la chaleur,
contre laquelle des moyens d'alimentation permettent de diriger un courant d'air et de combustible gazeux mélangés suffisant à chauf fer cette surface à une température supérieure à 4500 C, l'agencement des brûleurs étant tel que, se trouvant au-dessous des moyens transporteurs la sur face rayonnant la chaleur de chacun d.'eux est incli née selon une direction oblique par rapport à l'hori zontale et à la normale à la surface des moyens de transport.
Le dessin annexé représente quatre formes d7exé- cution du four à cuisson objet de l'invention, données à titre d'exemple, ainsi que des variantes et des gra phiques explicatifs.
La fig. l est une coupe verticale longitudinale du four à cuisson selon la première forme d'exécu tion.
La fig. 2 est une coupe horizontale longitudinale partielle, menée selon II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe transversale du four, menée par III-III .de la fig. 1.
La fig. 4 est une coupe verticale longitudinale du four à cuisson selon la seconde forme d'exécution. La fig. 5 en est une coupe menée selon V-V de la fig. 4.
La fig. 6 est une coupe verticale longitudinale du four à cuisson selon la troisième forme d'exécution. La fig. 7 est une coupe verticale longitudinale du four à cuisson selon la quatrième forme d'exécution. La fig. 8 en est une coupe transversale.
La fig. 9 est une vue en perspective, en partie brisée, d'une chambre de cuisson partielle de l'une des formes d'exécution précédentes.
La fig. 10 -est une vue schématique de l'une des extrémités du four selon la première forme d'exécu tion, dont elle montre le détail d'une hotte d'élimina- tion des gaz usés. La fig. 11 est une coupe transversale à plus grande échelle, servant à illustrer quelques perfec tionnements applicables à l'une ou l'autre des formes d'exécution précédentes.
La fig. 12 est un graphique illustrant la distribu tion de la chaleur au-dessus du ruban transporteur d'un four à cuisson selon l'une des formes d'exécu tion précédentes.
Les fig. 13 et 13A se rapportent au côté de l'in troduction, respectivement de la sortie de la mar chandise soumise à la cuisson et illustrent des détails susceptibles d'être adjoints à l'une quelconque des formes d'exécution décrites.
La fig. 14 est une coupe transversale d'une miche de pain français cuite dans un four d'un type quel conque connu.
La fig. 15 est une coupe semblable, le pain ayant été cuit dans un four selon la présente invention. La fig. 16 est un graphique montrant l'augmen tation de la température dans le temps, dans la croûte extérieure d'une miche de pain, français culte dans un four à cuisson selon la présente invention.
La fig. 17 est un graphique montrant ladite aug mentation de température dans la partie intérieure de la miche de pain. et dans le ruban transporteur.
Les fig. 18 et 19 sont des graphiques représen tant l'augmentation de température dans le temps à l'intérieur et dans la zone intérieure de la croûte d'une miche de pain français cuite dans un four à cuisson selon la présente invention, équipé de deux types différents de moyens transporteurs.
La fig. 20 est une vue en perspective dont le seul but est de montrer l'aspect extérieur d'un four à cuisson selon l'une quelconque des formes d'exécu tion représentées.
Le four à cuisson selon la première forme d'exé cution des fig. 1 à 3, comprend une chambre de cuis son en forme de tunnel, dont les parois latérales 1 et l', le plafond 2 et le fond 3 sont métalliques et doubles, avec interposition d'un bourrage de matière thermiquement isolante, comme par exemple de la laine de verre, des blocs de laine de scories ou des matières analogues.
Le brin supérieur d'un ruban transporteur sans fin 4, fait de chaînons métalliques, se déplace longi- tudinalement dans la chambre de cuisson (voir flè- ches) sous l'action d'un cylindre entraîneur 5, mû par exemple par un moteur situé extérieurement au four et derrière l'ouverture de sortie 20 de ce dernier,
tandis que le brin inférieur dudit ruban passe sur des cylindres de guidage 21 et 22, disposés sous le fond 3 du four, puis sur un gros cylindre 6, d'où il re tourne dans la chambre de cuisson.
Durant son passage dans cette dernière, le ruban 4 est conduit sur ses bords par des rails en cornières 23 et 24, comme indiqué schématiquement en fig. 3. A la fig. 1, ces rails ont été supprimés pour simpli fier le dessin.
Le fond de la chambre de cuisson proprement dite présente un profil en V, obtenu par pliage cor- respondant de parties intérieures 25 et 26 des parois latérales doubles 1 et l', le sommet de ce V se trou vant en 27, en bas, au centre.
Dans le sens de sa longueur, la chambre de cuis son est subdivisée par des parois verticales transver- sales supérieures 28 et par des parois correspondantes inférieures 29 en quatre chambres partielles 30, 31, 32 et 33. Une fente horizontale transversale 8 reste libre entre les parois supérieure et inférieure, livrant passage au brin supérieur du ruban transporteur 4 et aux produits pâteux qu'il porte.
Dans l'espace en V subsistant au-dessous du ru ban 4, chaque chambre partielle est équipée de plu sieurs brûleurs infrarouges 7 au nombre, de trois, mon tés sur chaque face latérale intérieure inclinée 25 et 26 des chambres partielles 30 et 31, et deux sur cha que face semblable des chambres partielles 32 et 33.
Ces brûleurs seront de préférence du type Schwank. De tels brûleurs présentent une surface radiante 7a, de matière réfractaire, ayant un poids spécifique de 1,2 kg par décimètre cube et une con ductivité thermique d'environ 0,5 kilo-calories par heure, mètre carré de surface, degré centigrade et mètre d'épaisseur. Ces brûleurs sont capables d'émet tre des rayons. infrarouges dont la majeure partie pré sente une longueur d'onde moyenne comprise entre 2 et 4 microns, fournissant ainsi une température moyenne supérieure à 4500 C et de préférence entre 600 et 800o C.
A noter que jusqu'ici on a préféré utiliser une chaleur par radiation à température plus basse, géné ralement en dessous<B>de</B> 400 C, en particulier pour la cuisson des pains, généralement connus sous le nom de pain français et de pain italien.
Les brûleurs. 7 sont enfin chauffés d'une manière connue, par un mélange d'un combustible gazeux et d'air, et sont équipés des organes régulateurs habi tuels, permettant de contrôler la température de la surface irradiante en faisant varier le rapport du flux de gaz et/ou d'air du mélange. Ces organes régula teurs n'ont pas été dessinés pour plus de clarté. Le combustible gazeux utilisé peut être d'un genre quel conque susceptible d'être distribué à une installation de cuisson utilisant un tel four.
Les normales aux surfaces irradiantes 7a des brûleurs se trouvent dans des plans verticaux trans versaux par rapport à la direction de déplacement du ruban 4.
L'angle a d'inclinaison des surfaces incandescen tes des brûleurs par rapport à la normale à la sur face du ruban 4 joue un rôle important, dont dépend la parfaite uniformité de l'échauffement du produit pâteux sur toute la largeur du ruban, en particulier si l'on veut réduire le plus possible toute surchauffe des bords du ruban dans les zones désignées par 35 et 36, ou les supprimer complètement, afin que toute la largeur du ruban 4 soit utilisable en transport des produits à cuire.
Cette disposition des brûleurs infrarouges sous les moyens de transport et sous un angle oblique par rapport à un plan vertical transversal ou longitudinal de la chambre de cuisson, ou par rapport à ces deux plans, offre plusieurs avantages importants par rap port aux dispositions conventionnelles, dans lesquelles les brûleurs sont placés sous les moyens de trans port, de telle manière que la partie principale de leur chaleur, aussi bien par radiation que par convection, atteigne perpendiculairement la surface inférieure du tronçon de ruban transporteur transportant les pro duits pâteux à cuire.
Il est possible, comme on vient de le remarquer, de parvenir à une meilleure répar tition de la chaleur sur les produits à cuire, et en par ticulier à une cuisson uniforme sur tout le pourtour de ces derniers.
Les brûleurs infrarouges du type Schwank, pla cés sous le ruban transporteur, seront de préférence montés avec une inclinaison correspondant à un angle a d'environ 45 à 70 , en particulier de 60o. Cet angle optimum a été déterminé empiriquement.
Dans un four de cuisson tel que décrit, ayant une chambre de 6,4 m de longueur, 1,1 m de largeur et 0,7 m de hauteur, l'emploi de brûleurs ayant une surface chauffante de 10 X 60 cm, ou dans d'autres cas 20 X 25 cm, a été préféré.
Il est à supposer que les avantages de la disposi tion préconisée sont dus à unie séparation satisfai sante de l'effet des radiations R des brûleurs inclinés, d'une part, sur la partie inférieure du ruban transpor teur, et de la chaleur C transmise par convection vers la région latérale et la région supérieure de la cham bre de cuisson, d'autre part, comme cela est repré senté aux fig. 11 et 12, où apparaissent quelques détails et la distribution des températures.
La fig. 11 est une coupe transversale à plus grande échelle du four à cuisson et montre la disposition des déflec teurs 50 et 51, aidant à prévenir une surchauffe des zones latérales 35 et 36 du ruban transporteur 4 et dirigeant le courant de chaleur par convection C le long des parois latérales intérieures 1 et l' du four, tandis que la partie inférieure du ruban 4 ne reçoit pratiquement et exclusivement que la chaleur R émise par radiation par les surfaces des brûleurs 7a.
Le graphique de la fig. 12 fait apparaître cette répartition favorable de la chaleur sur la largeur du ruban 4, comme conséquence de la position inclinée des brûleurs infrarouges et de l'utilisation des déflec teurs 50 et 51. La courbe en traits interrompus représente la répartition en l'absence des déflecteurs, tandis que la courbe pleine montre l'influence de ces derniers organes.
A noter aussi que si l'on plaçait les brûleurs infrarouges avec leurs normales dirigées per pendiculairement au ruban 4, il deviendrait impossi ble d'obtenir la douce distribution de chaleur que représente cette courbe dans la région centrale du ruban.
En plus de ce qui a été décrit jusqu'ici, il y a au-dessus du ruban 4, par exemple à une distance de 20 cm dans le cas d'une chambre ayant les dimen sions indiquées plus haut, une série de rampes à flammes de gaz 15, qui peuvent être disposées cha- cune transversalement, au droit de l'axe longitudinal du four, comme le montre la fig. 11, ou encore obli- quement, comme le montrent les fig. 1 et 2.
A noter que la fig. 13A montre aussi la position du moteur 70, extérieur au four et servant à entraî ner le ruban transporteur 4.
Les fig. 11, 13 et 13A montrent comment le con trôle des températures intérieures des diverses cham bres partielles du four peut être effectué à l'aide de thermostats 52, contrôlant une valve électromagnéti que 53 ou contrôlant d'une autre manière connue les valves 54 et/ou 55, d'admission du combustible gazeux dans le tuyau principal 56 et les canaux indi viduels 57; conduisant à des mélangeurs 58 d'un type connu, réglant l'admission d'air. Le mélange air-com- bustible est alors conduit par des tuyaux 59 aux brû leurs infrarouges 7, et par des tuyaux 60 aux ram pes 15.
Le four de cuisson décrit sera en outre de préfé rence équipé d'armatures tubulaires en elles-mêmes connues, telles que la valve grand ou faible feu 61, du type Theobald, d'un bypass 62, d'un brûleur 17 pour le préréchauffement (fig. 1) et/ou 64 (fig. 13), d'un manomètre 65 pour indiquer la pression du gaz dans le tuyau 56, d'une valve de distribution à injection de vapeur 66, de même que d'un ou plu sieurs hublots 67 pour l'observation et de pyromè tres 68,
permettant de lire la température dans plu sieurs chambres partielles.
Un allumage électrique 69 d'un type connu est également prévu pour chacun des brûleurs 7 et 15. Les produits de combustion et la vapeur d'eau produite par la cuisson des produits pâteux, ainsi éventuellement que de la vapeur provenant d'une injection additionnelle de vapeur d'eau d'ans la ou les chambres partielles de cuisson, peuvent être éva cués par un dispositif d'évacuation renversé qui, dans la forme d'exécution représentée à la fig. 1 se com pose d'une pluralité d'ouvertures d'évacuation 40 et 41 dans la chambre partielle 30, 42 dans la chambre 31, 43 d'ans la chambre 32,
et 44 et 45 d'ans la cham bre partielle 33. Elles sont situées à proximité de la paroi inférieure 3 ou dans cette dernière et des ca naux 11 reliant ces ouvertures à un canal multiple 12 d'évacuation, suivant la paroi 1' du four, le passage des gaz usés et des vapeurs des conduits 11 au con duit multiple 12 étant contrôlé par des clapets 13. L'ouverture de sortie 14 du canal multiple 12 sera de préférence reliée à un ventilateur à aspiration non représenté, ou à un dispositif analogue.
Dans les fours de cuisson connus, on injecte géné ralement de la vapeur, tandis que dans le présent four, la nécessité d'une telle injection est grandement réduite ou même éliminée.
Une autre manière d'éliminer les gaz usés du four est aussi possible, connue sous le nom d'évacuation directe. Dans ce cas, l'entrée du four ou cette der nière et sa sortie seront pourvues d'une hotte 9, dont la position est schématiquement représentée à l'extré- mité de sortie du four selon la fig. 1, la fig. 10 de détail en montrant une construction possible.
Dans cette dernière figure, un écran 10 ferme l'extrémité supérieure de la chambre de cuisson par tielle 30 et se continue par une partie 46, se proje tant en avant jusqu'à son arête inférieure 47, les gaz usés de l'intérieur de la chambre de cuisson étant alors obligés de s'écouler par-dessous cette projection 46 et son arête 47, à la manière d'un trop-plein ren versé,
c'est-à-dire d'une chicane surmontée d'une tour à l'extérieur et par-dessous laquelle l'écoulement se produit pour s'élever ensuite dans l'intérieur de la hotte 9, présentant une ouverture supérieure 47, de laquelle les gaz sont directement éliminés dans une cheminée. Ainsi les gaz usés ne quittent pas la cham bre<B>de</B> cuisson par aspiration, mais simplement en rai son de leur propre légère surpression et comme indi qué par les flèches de la fig. 10.
Le courant de gaz usé peut additionnellement être contrôlé par des volets 48 commandés par des moyens quelconques, mécaniques, électriques ou hydrauliques, en permettant le contrôle à la main ou à distance, et qui ne sont pas représentés pour la simplification du dessin. En faisant mouvoir ces vo lets (comme indiqué par une flèche en traits inter rompus) autour de leurs charnières 49, le courant de gaz usés passant par ces derniers et par conséquent l'excès de pression de chaque chambre partielle peut être contrôlé individuellement.
Il est évident que l'on peut utiliser simultanément ou séparément l'évacuation directe et l'évacuation in verse. Dans ce dernier cas, ou bien on supprimera la hotte ou bien le canal d'évacuation. De même une hotte semblable à celle<B>de</B> l'ouverture de chargement du four pourra être disposée à l'ouverture de sortie, comme le montrent les fig. 13 et 13A.
Un boiter peut enfin être relié aux canaux de sortie 47 des hottes 9 et/ou à la porte d'évacuation 14 et être utilisé pour chauffer et évaporer de l'eau, de manière à produire la vapeur éventuellement né cessaire à l'injection dans le four, ce qui permet de récupérer de l'énergie.
Le four de cuisson selon la première forme d'exé cution décrite ci-dessus avec des variantes et en s'ai dant dés fig. 1 à 3 et 9 à 13 ainsi que 13A, est spé cialement prévu pour la cuisson du pain, mais peut aussi s'adapter à la cuisson de tout autre produit pâteux et aliment semblable.
Les fig. 4 et 5 montrent une seconde forme d'exé cution semblable à la première, mais ne comportant pas d'autres moyens de chauffage intérieur que les brûleurs infrarouges 7, situés sous le ruban transpor- teur 4. Du fait qu'aucun brûleur n'est prévu dans la partie supérieure de la chambre<B>de</B> cuisson, la dis tance entre le plafond 72 de cette dernière et le ru ban 4 est réduite, les parois séparatrices supérieures 28 sont supprimées et seules les parties inférieures 29 de ces dernières subsistent.
Le niveau du brin supé rieur du ,ruban 4 au-dessous du fond de la chambre de cuisson en 27 est en conséquence relativement plus élevé que dans la première forme d'exécution, ce qui apparaît en comparant la fig. 5 à la fig. 3.
Le brin inférieur de retour 4a du ruban ne passe pas sur des cylindres inférieures 75 placés extérieurement au four, comme dans la forme d'exécution précédente, mais par une boîte 76, allongée, faite d'une matière thermiquement isolante, ce qui permet de récupérer environ 6 à 8 % d'énergie calorifique, sans cela per- due par suite du rapide refroidissement de ce ruban métallique.
Des tuyères d'injection de vapeur 72 sont dispo sées dans la partie supérieure de la première chambre de cuisson partielle 30. Afin de préréchauffer le ru ban 4 avant son entrée dans la chambre de cuisson, la surface irradiante inclinée du brûleur 17 est placée de manière à être dirigée simultanément contre le ruban 4 et le cylindre 6. On pourrait aussi prévoir deux brûleurs infrarouges, dont la surface du premier 64 serait dirigée contre le ruban 4, tandis que celle du second brûleur 73 serait dirigée contre la surface du cylindre 6, comme le montre la fig. 13.
Dans la troisième forme d'exécution de l'objet de l'invention, telle que représentée- à la fig. 6, le sys tème de chauffage du four de cuisson est le même que dans la forme d'exécution représentée aux fig. 4 et 5, c'est-à-dire que des brûleurs infrarouges 7, situés sous le ruban transporteur 4 en évitant l'utili- sation de brûleurs au-dessus du ruban.
La différence de cette forme d'exécution consiste dans le fait que le ruban est conduit en profil de voûte par-dessus les cylindres 77, de manière à ce qu'il s'élève jusqu'à une région plus élevée 78 durant le premier tiers de son trajet dans la chambre de cuisson, pour redescen dre en pente douce inclinée d'un ou quelques degrés durant son passage par les deux tiers suivants, de cette dernière. Le plafond 2 du four est voûté de manière correspondante, sa partie la plus élevée se trouvant en 79.
Par cet arrangement, les vapeurs d'eau introduites dans l'atmosphère de la chambre de cuisson tendront à s'accumuler dans la région si tuée en 78 et 79 et l'injection de vapeur sera plutôt superflue, en sorte que les tuyères 72 peuvent être supprimées ou la vapeur introduite seulement en quantité très réduite.
Le système de chauffage de la quatrième forme d'exécution représentée aux fig. 7 et 8, est le même que dans la forme d'exécution représentée aux fig. 4 à 6 avec des brûleurs à rayonnement situés unique ment sous le ruban 4 et aucun brûleur au-dessus. La différence, par rapport aux formes d'exécution précé dentes réside dans une disposition des brûleurs infra rouges en groupes 80, transversalement au plan lon gitudinal de la chambre de cuisson.
A la fig. 8, cha que groupe de brûleurs 80 consiste en trois brûleurs 80a, 80b et 80c, les surfaces rayonnantes étant incli nées de telle manière que les normales par le centre des surfaces des brûleurs se trouvent dans des plans verticaux longitudinaux de la chambre de cuisson et forment avec la perpendiculaire aux rubans 4 des angles (3 qui sont de préférence de l'ordre de 600.
Il est à noter que différentes particularités, qui ne sont représentées que dans certaines des formes d'exécution ci-dessus décrites, comme par exemple le retour du brin inférieur du ruban transporteur par une boite en matière thermiquement isolante, peu vent également être appliquées aux autres. formes d'exécution ne présentant pas ces particularités dans la description ou le dessin correspondant.
Les avantages du four à cuisson décrit sur ceux actuellement en usage sont en particulier les sui vants Ce four consomme beaucoup moins de gaz. Sur la base de la cuisson du pain, la consommation d'énergie par kilo traversant le four est d'environ 0,5 calorie.
L'inertie thermique est faible, c'est-à-dire que le four répond rapidement à des modifications des con ditions de cuisson.
Il est en outre très approprié à l'établissement d'installations de cuisson de petite importance, dans lesquelles le four doit souvent être arrêté pour l'adap ter à la cuisson de différents types de produits pâ teux. Quinze minutes seulement sont nécessaires pour le mettre en fonction, après quoi il peut être très rapidement adapté aux différentes températures dési rées, par exemple dans le cas où l'on commence par cuire du pain pour cuire ensuite de la pâtisserie (cakes, tartes, petits pains au lait, petits-fours).
Le four peut en outre être finement adapté aux différentes conditions requises pour obtenir une cuis son satisfaisante de chacun de ces différents, produits pâteux, par le, fait qu'il est possible d'ajuster la tenn- pérature dans chacune des différentes chambres indi viduelles de cuisson, en réglant d'une manière diffé- rente les groupes de brûleurs rayonnant dans chaque telle chambre.
Le four peut être construit relativement court, c'est-à-dire dans des longueurs par exemple de 4 à 5 m, et peut par conséquent être utilisé lorsqu'on dis pose de relativement peu de place, tandis, que tous les appareils de cuisson connus sont plus longs, et plus encombrants et par conséquent plus difficiles à installer, en particulier d'ans de petites entreprises. Le four est aussi d'une construction moins onéreuse que celle des fours connus de production équivalente.
Le pain cuit dans le four à cuisson décrit se dis tingue du pain provenant d'appareils de cuisson con nus, en particulier par la haute qualité dé la cuisson et la formation et la coloration uniforme de la croûte.
Ceci est une conséquence des conditions favora bles de température auxquelles un morceau de pâte destiné à être transformé en pain est soumis durant qu'il se déplace progressivement dans le four où il est transporté par le ruban transporteur.
Les fig. 16 à 19 illustrent ces conditions favora bles en montrant, dans la fig. 16, l'augmentation de la température dans la croûte extérieure dans. un four comportant un support immobile des produits pâteux et dans un four à cuisson tel que décrit. La fig. 17 montre l'augmentation de la tempéra ture<B>du</B> ruban transporteur durant son passage au tra vers du four et l'augmentation correspondante de la couche intérieure de croûte d'un morceau de pâte.
La fig. 18 illustre, à titre de cômparaison et en traits interrompus, l'augmentation de température dans le centre d'un morceau de pâte traité dans un four avec plaque stationnaire supportant le produit pâteux et, en traits pleins, lorsque le morceau de pâte est transporté par le ruban d'un four à cuisson tel que décrit.
La fig. 19, finalement, illustre l'augmentation de température se produisant dans les mêmes conditions que dans la figure précédente dans la couche infé rieure de la croûte d'une pièce<B>de</B> pain soumise à la cuisson.