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"Four de chauffage par convection à écoulement dynamique"
La présente invention se rapporte aux installations de chauffage comportant un four et utilisant des brûleurs à combustion, et olle concerne plus par- ticulièrement un four de chauffage par convection à écoulement dynamique,,.
On utilise dans de nombroux procèdes induetriels et dans de nombreuses techniques do fabrication dos installations do chauffage du type à four comprenant une enceinte et un distributeur de chaleur.
Parmi les centaines d'application possibles, on ci- tora le pré-chauffage, le séchage, la cuisson, les
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traitenents de- revenu, la vulcanisation, etc.Presque dans tous les cas il est souhaitable de réduire au n4liràu; la duraa de séjour des articles dans le four, aussi bien pour augmonter le débit do production que pour réduire les frais do chauffage par article pro-
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duit* L durée de B6jeur necessaire pour un article particulier dans un four donné varie bien entendu
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gr'jidcscnt selon les caractéristiques de l'article.'., la nature de l'opération de chauffage, la dimension du four, etc.
Cependant, un facteur fondamental pour toutes les op6rntions de chauffage et qui permet de modi-
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fier notablencnt la durée de séjour nécessaire <..6t la vitesse de transmission de chaleur entre l'atmosphère du four et l'article traité. Cutt- vitesse est à son tour fonction de la température du four, de l'effica- cit du contact et de l'échange do chaleur entre les gaz chauds et les surfaces des articles, l'intensité de la chaleur rayonnante et, dans le cas du séchage, de la vitesse de l'éloignement de la vapeur des surfaces des articles.
De tous ces facteurs, la chaleur rayonnante
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est fréquC1'lMent le plus indésirable car on risque d'end¯Tunager ou de détériorer les articles, par exemple faire pâlir leur teinte, brûler les articles, provoquer des explosions de vapeur etc. Les températures
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sont ±" qU"1 nt limitées en raison du potentiel limit6 des sources de chaleur connues et aussi par suite des risques d'endonr-agement des articles par la cha- leur, Il est donc en général très important et souvent
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très recommandé d'élever au maximum la vitesse de contact entre les gaz chauds du four et les surfaces des articles et d'augmenter au maximun possible l'élimination de la vapeur quand il s'agit d'un séchage, d'élever au maximum la transmission de chaleur et do rédui-
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re ;
.u mini-,,u,. la <ur3c, de néf¯1j' d'J1.U le four.
Quand on chauffe des articles nynnt dos surfaces extrêmement variées par exemple des poches fermées aux extrémités, un chauffage uniforme devient un problème difficile à résoudre. Si l'on dcit simplement sécher des surfaces de ce genre, le problème est encore plus ardu car les vapeurs du solvant ou l'humidité évaporée sont saturées amis lui poches stagnantes et empêchent toute nouvelle évaporation efficace de la surface. En conséquence, la vitense dynamique d'échan- ge des gaz chauds sur les surfaces des articles devient le facteur le plus important si l'on veut obtenir dos conditions optimales de transmission de chaleur et de séchage.
Cependant, dans les fours ordinaires, le potentiel de transmission de chaleur par convection n'est que très faible et ne présente que très peu d'écoulement dynamique orienté avec précision.
Le principal but de l'invention est de fournir un four d'une construction nouvelle qui utilise une source de chaleur de combustion capable de réduire la durée de séjour des articles dans le four à une petite fraction de la durée nécessaire pour une opération équivalente dans des appareils connus, et ceci
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grftco à un agencement remarquable qui pernet de diri-
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gel' les gaz chauds dans des conditions nouvelles pour obtenir une transnission de chaleur optimale.
La fuit, au cours de tous les essais qui ont été faits avec l'appareil selon l'invention pendant plusieurs mois, on 2 réussi à réduire la durée de séjour clans le four d'au Moins 90 % et souvent encore plus par rapport à la durée dans les appareils connus.
L'invention vise également à réaliser un four à écoulement dynamique de gaz chauds,, utilisant un effet venturi en vue de réduire d'une façon consi- drable la durée de séjour nécessaire pour le chauffagel la cuisson ou la vulcanisation d'articles, grâce à une augmentation importante du contact réel avec les gaz chauds, de l'écoulement de ce gaz et de l'échange du chaleur avec toutes les surfaces des articles.
L'invention a encore pour objet un four perfectionne permettant de réduire consid6rablement la durée de séjour nécessaire pour les opérations de séchage, grâce à une très forte augmentation du taux d'élimination de vapeur du pourtour des surfaces des articles, même lorsqu'il s'agit de poches dont les extrémités sont fermées, en vue d'empocher la saturation de vapeur stagnante, empêchant le séchage.
L'invention a encore pour but du réaliser un four de chauffage par convection ayant un rendement élevé et permettant une vitesse très accrue de lu - transmission de chaleur aux articles, sans faire ap- pel à la chaleur rayonnante, de sorte que mailla dos
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matières combustibles ou colories pouvent être chauffées rapidement et en toute sécurité sans risquer de les endom@ager ou de les détériorer.
D' autres buts et avantages de l'invLntion ressortiront de la descripticn qui va en être faite en se référant aux dessins annexas sur lesquels :
La figure 1 est une vue de coté d'un nouveau four avec ses accessoires selon l'invention ;
La figure 2 est une coupe par'la ligne II-II de la figure 1 ;
La figure 3 est une coupe par la ligne IIIIII de la figure 2 ;
La figure 4 est une coupa horizontale observée par en dessusclos sous-ensembles de brûleurs de conbustion par la ligne IV-IV de la figure 2 ;
La figure 5 est une coupe par la ligne V-V de la figure 6 ;
La figure 6 est une vue en bout à plus grande échelle et en coupe de l'un des sous-ensombles de brûleurs qui apparaissent sur la figure 2 ;
et
La figure 7 est une coupe à plus grande échel- le de l'un des déflecteurs de réglage représenté sur la figure 2.
L'ensemble complet du four est désigné par la référence 10 et conprend une enceinte 12 supportée sur un bâti 14 et coopérant avec un sous-ensemble do ventilateur dynamique 16 et un sous-ensemble de filtration 18 qui sont tous deux montés sur le bâti 14 au-dessus de l'enceinte 12.
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Plus pT',ciQ,:r;cmt l'enceinte comprend une voûte ou pir<1 supérieure 20, don panneaux latéraux 22 et 22" ct tint- sc1(: centrale sec. D3r¯a l'jspacc lénaer.trt les bords latéraux allonges de la sole 26 et les p"...""J1"CiUX latéraux 22 pt 22", on a installé deux sau:-crac:: bl:s suspendus do brûleurs 30 et 30', qui seront décrits in détail ci-après. L'#:nccinto et le T:ÚC :1...'118::0 qu'elle contient sont supportés par le bâti qui comprend une su'rie de pc'utrcs transversales horisontales parallôlus, espacées 34 se trouvant sur le d'.;BJUG et supportées à leurs extrémités opposées par des celennes verticales espacées 36 et 36' qui chevauchent le four. Une série de poutres inférieures 39
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relient les .xtrWitGs inférieures des colonnes 36 et 36'.
Un transporteur 80 d'un type qui convient pour les articles particuliers que l'on doit traiter dans le four est installe sur la sole 26. Aussi bien
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ce trsprtuur que la sole 26 sont supportés par des poutres transversales 35, ellce-mtines supportées sur des colonncs 37 fixées sur des poutres 39 du bâti général.
A l'intérieur de l'enceinte 12 est formé un
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r0vtr.J.nt en entière céramique, par exemple en briques réfractaires, qui couvre les parois latérales 42 et 42', ainsi que la voûte 40 du four.
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Evcntul.:l1r¯nent les cxtrunités de l'enceinte peuvent également être fermées par des panneaux convenables et ces panneaux peuvent être revêtus avec la
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matière céramique réfractaire. En variante, cas ex-
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trémités peuvent rester ouvertes ni le four doit être utilis dans le cadre d'un traiterent continu.
L'enceinte 12 est de forme ailorv..6e et so di. vise en une chambre de four intérieur 50 et une chambre extérieure de pression 52. La chambre de pression s'étend le long des parois latérales de la chambre du four et sur le dessus de cotte dernière dans le sans
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longitudinal du four.Li, séparation outre la chtU"1'bro de pression et la chambre intérieure est assurée par une structure qui comprend des bandes 54 de support
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périphérique et vertical, profilées 3enaiblú1!lCnt en U, une série de déflecteurs spéciaux; h;;=1<r..;àu>, ae forue allonges et espacés les uns den autres 56, it une s6ria de conduits allonges, horizontaux, aapnc6s, parallèles, 58 munis d' ol'i±1oc±1 et iiiterpon4o entre lus déflecteurs adjacents.
Dans la forme, de réalisation représentée, tous ces éléments s'étendent le long des deux côtés de la chambre du four et sur le dessus de cette derni- ère afin de réaliser un chauffage dynamique par convection de trais directions à la fois, conne on va l'ex-
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pliquer par la suite.
Plus prucisenent, les bandes de support 54 remontent le long dos pirois duo la chambre du four et sur le dessus de cette dernière, en des peints espaces dans le sens longitudinal du four, de sorte que lcs chicanes, qui sont des éléments creux en talcs 56, puissent former de± ajutages alloues.
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Les extrônités inférieures des bandes de support 54
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sont fixées à la noie du four par des cornières d'en-
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trctoisenent 55 qui s'étendent le long du four et qui sont renforcées t leurs ,111Glcs supérieurs par la fixation à deux cornières dlcntrtt0isl.!1e:
nt 57 qui s'éten-
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dent sur toute la longueur du fr,ur, Les déflecteurs
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sont supportas sur les bandes (figure 7) par dois pai-
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rois el 1 .que.rr(;s 60 dirigées cn senc opposes sur chaque bande pour chaque déflecteur, el tei:1QoÍt(;j'ent par coulisscr:er:t avec deux brides opposLre:, 56a et 55b d'un soul tenant avec les portios restantes de:; duficctourat Or. peut bien entendu Y;iodific,r très gr.'1nd,enent la struc-
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ture décrite.
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Les parcis allonges opposées 56e et 56d des rl<Jilecteurc convergent l'une vers l'autre et en dircctir-n .3c, la clirmibru du four. Nonnalcnont 0013 parois ont à< # 1rJ:>6cUr; égales 11'1ie pourraient avoir des largeurs difi'<?r1#ntcc de façon à définir un ajutage d'une forme particulière entre les ol''!acnts voisins, cow:e i1, est !1ontr{, pour les déflecteurs 5" dans les c1IlglcD de la chn; .bro de four.
Du fait dE 1u convergence des deux parois =:11c>r:'cs der d(jr1úctours 56, les enpaoes l.vrys l.mt1'1. lec rlvflûctcurs v0isinr divergent vers la chambredu four partir d'une irorrgc ûtn1.ng16o 5C' afin de de" finir un ajutage allon<g4 dont le but rassortira par la nuit!...t Un conduit à orificos 58 n'6 tend le lonv de ohaqu'-- espace d'ajutage, ontre lea defluctcurs adjacents.
Les orifices 59 den conduits n0nt csj>,icôs de distances
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chosiùs qui peuvent être de plusieurs c,a;*.trs ctz dizaines ae centimètres d xs le t>,::t1 de la lenteur du conduit. Les diamètres cce crisiot s j;<-u1'L<zt varier o antre environ 1,6 et ,8 r.u-. scl..-:1 In l'rc:.1:.d(': du ventiliteur associé, la dimension du four, in vitesse du jet, le volu!:1t: désira du jet et dliutree facteurs.
Unc 4 L.tr4 :vt: u des conduite est en cov u:nGa tion d' 4Ceuic.i.erit à travers des bagues : ç3 avec wi collecteur connun 70 forrié sur une çxtr..jrit de l' Cl1serable. Les extr:,r.it0s Oprt'sJcs des conduits sont 1'v"ri,es par des obturateurs internes ,u par dec calottce exturicures. De préférence, on peut 1'.'111.'0 tourner ces conduits autour de leurs axes ànms les bagues 58 in de donner aux orifices de sortie une orientation particulière en confornite avec la natura et la dimension des articles chauffés, conne on l'expliquera en détail par la suite.
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Le collecteur 70 est alimente cn air aonpi,1- mé par le ventilateur 16 dont le fonctionnement est' assure par un moteur électrique 17 et qui aspire l'air
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à travers un sous-ensemble de filtrage 18 cQmp'}rtU1t de préférence deux trajets parallèles de filtration 18' et 18" et refoulant l'air dune un conduit 71 qui aboutit au: collecteur 70.
Les jets d'air provenant des orifices 59 et
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suivant les ajutugos allongés mônagas entre les déflec- tours aspirent les gaz chauds de la chambre du pres- sion par une action venturi. Les gaz chauds arrivent dans la chancre de pression à partir des blocs de brû-
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leurs z04 ut 104' faisant partie des sous-ensembles 30.et 30'.
Chaque bloc de brûleurs comprend un collec-
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teur allonge 90 Alirmnt: en un uelange combustible sous pression, par exemple un mélange de gaz naturel
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t 1"iir, par une cntrài convenable 92 qui aonnuniquc 'NCC un tlÓl:1...'lI"cur classique (non représente)* Le collt;ct-tir est suspendu par deux uquorres 94 et 96. Un couvercle 90'est fixe sur le collecteur 90 par des boulons convenables 91, avec interposition d'un j.oint
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93 pour ('MpCchcr la fuite dos gp.z du collecteur. Ce couvercle amovible permet d'enlever ur bloc brûleur tout entier pour le réparer et/ou le remplacer dans chaque groupe de brûleurs.
Un groupe de brûleurs 104 est fixé par des boulons sur le dessous des équerres 94 et 96, Chaque groupe tel que 104 ccnprend plusieurs
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brûleurs individuels adjacents et en coopérition mu- tuelle 106, s'étendant en série pratiquement sur toute la longueur du four.
Tous ces brûleurs sont montés
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sur une plaque CO!'lr1UnC allongée de support 108 rap- portée par des boulons 110 aux équerres 94 et 96, Cha-
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que brûleur comprend un corps netallique creux 112 ayant un orifice d'entrée 114 (figure 4) qui traverse un bossage 112' sur l'arrière et qui est ouvert sur l'avant et est recouvert d'une mince couche de feutre
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c:r=,ique poreux 116 maintenue dans des conditions etanches'sur l'avant ouvert du corps à l'aide d'un tanis 118.
Le Plonge combustible gazeux est refoule de façon sensiblement uniforme vers l'extérieur à
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travers la coucher de feutra céramique poreux et brûle sur la surface extérieure de ce feutre. Eventuellement, une chicane distributrice (non représentée) peut également être incorporée dans le corps du brûleur pour améliorer la distribution des gaz provenait do l'ori-
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fice i'14 sur toute la surfict. de la zonc. do combustions, Les équerres 94 ct 96 supportent des parois profilées en U en matiére c6r!ù;
iquc 98, 98', 100 ct 100' qui sont dirigées périphériquenont vers le haut (figures 2, 4 et 6) et qui définissant un passée allongé de sortie 102 pour diriger les gaz chauds (figure 2) qui sont déchargés vers le haut dans les cêtés opposés de la chanbre de pression 52. Dans l'extrémité inférieure du passage 102 est monté un bloc de brûleur 104.
De préférence, on n'utilise les brûleurs que
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le long des extréit6s inférieures des p-rois lut4ra- les allongées de la chanbre de pression En servies,
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on a trouvé qu'il est assez important de disposer dtun moyen supplémentaire de propulsion et de direction d'air chaud pour le distribuer sur la partie supérieure de
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la chambre de pression à proxinité de la voûte du frurs On obtient ce résultat au ?:oyen de deux conduite al- ' longés 8upplrH:
ntair(Js b9 ct 69' qui s'étendent sur toute la longueur de la ch1liibre de pression U-dCG5US des passages de sortie 102 et en provenance des brûleurs et qui ont plusieurs orifices orientés en dia- gonale vers le haut et vers l'intérieur nfin de pro-
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pulser les gaz chauds vers le haut, conne 1 nontrcnt
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les flèches sur la figure 2. Une extrémité des conduits est obturée alors que les autres extrémités sont nont6es à rotation ct en communication avec le collecteur 70, conne c'était déjà le cas ds conduits 58.
Pendant le fonctionnement etc.. l'appareil, le moteur 17 entraîne continuellement le ventilateur 16 pour aspirer l'air à travers l'ensemble filtrant 18 vers lc conduit 71 et le collecteur 70. L'air sous pression s'écoule air.si dans les conduits allongés 58 sur toute la longueur du four et il sort par les ori- fices espacés 59 en des jets très rapides.. Ces jets sont envoyés à travers les zones étranglées 50' des ajuta- ges allongés entre les déflecteurs 5C-. On amène initi- alenent les conduits 58 dans une position do rotation chosie de sorte que les jets de grande vitesse peuvent être diriges contre les surfaces variables des arti- cles qui sont chauffés dans la chambre de four 50.
En même temps, on fait fonctionner en conti- nu les brûleurs 104 en introduisant le mélange gazeux conbustible par l'entrée 92 dans les collecteurs et ensuite à travers les divers orifices 114 jusqu'aux brûleurs individuels adjacents 106, la conbustion ne se produisant qu'à la surface extérieure de l'ensenble formé par ln couche en feutre céramique et le tamis.
La pression appliquée aux onsemble des brûleurs peut varier entre de larges linites selon la construction des brûleurs, dans des conditions permettant d'obtenir une température de sortie allant de quelques centaines de degrés à un maximun d'environ 1480 C. La température
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choisie dépend de la nature des articles à chnuffer, dela dimension du four, de la nature de l'opération
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particulière de chauffage cu de Dch '\Ge, etc. Les gaz d.. combustion chauds des brûleurs sciit projetas vers le haut ct pénètrent dans 1,. ch'1.:::èr<.' de ;r,":i.cn 52. Une partic des gaz est propulse vers li 1,aut par les jets d'air co:,Dri:-,és provenant deR conduits 69 et 69' en vue d'une répartition relativement uniforme.
Les gaz chauds remplissant la chambre de pr0:'sil.'1l sont aspirs continuellement à une assez grande vitesse dans la chambre de four par l'effet vcnturi provoque par les jets d'air à pression élevée des conduits 58 qui sortent à travers les zones étranglées 50' des
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ajutages. Les gaz chauds ct le n010ugc rd'1tivcnout froid d'air de propulsion, lors de leur admission dans la chambre du four, développent une action de chauffa-
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ge par convection à ôooulcriont dynamique, à grande vitesse, à une tenpérature rclativcaent úlcv60 sur les surfaces des articles dans la chambre de four 50.
Des essais poussés ont montré qu'avec la nouvelle construction selon l'invention, la transmis-
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sion de chaleur est accrue de norrbrcusos foip par rapport aux constructions classiques oit l'air ost relativement stagnant. En fait, cette n.u[5r.1cntatioll de la transmission de chaleur est tellement grande que des essais soigneusenent mon6s ont peri.:i3 de cons- tater une réduction de la durée de séjour de 90 % et même plus par rapport aux'nomes usuelles.
De plus, on obtient un excellent échange de chaleur sur des ar-
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tiolvs -iy-nt des forrcs irr8;u2irc:, rené dans dos poches ferries, car les gaz dyr;râiquc:s ch=,uls sont envoyés vers les zones de ce genre e:i; n'cumulent contivuc:ll...: due façon à créer un bon contact entre la uurt-:e et le C,z et un .ch')l.(J;(. ccntinuel de chaleur. l.l.. :chacc: : st aussi très ar 'licr et on l'obtient plus i(l(.,-.cnt et plus CO!1plr"t(:nent ;r ice ' l'cxcellcncu du C(;lltac et à 1;à ré;ulé#i t de l' úohnnge pour < ;>4>taher 1" maturation et In situation des vapeurs.
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On ccnçoit que l'orientation particulière
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des 'bral( ur:; peut ettre I1cr!ifi(J0 selon le type ut la de la Chf1I,brc de pression.
De mx.e, les détails di construction de? 3 Doyens diviseurs cons.titu6s d'elo- :::cnt;à déflecteurs et de jeta ri' ,dl' peuvent v:ri.:r selon le type particulier du four, les articles à traiter, t@te <.;n dedans des concepts généraux de
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l'invention. Par exemple, les déflecteurs et les con-
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duits p-..uvc nt ctrt. orientas vert io 111 ûI'len1i et non pas corne il ti été ""'('p!'s('nt6. De - trle , les ajutage, d'entrée vers li chru.1brc de four à partir de la cha.ci:bre d pression peuvent être des ajutages courts
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et non pas allonges.
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Des essais ont montre que :::lf1C si l'on injecte de 1 ' ?iI' froid dans l'appareil pour le rclangor
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avec les gaz chauds de combustion, on peut naintenir
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dans la chanbrc do four 50 une tef1pJratv quelconque
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dans l'intervalle de 66 à 65C C, sans aucune difficul-
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té.. De nt1n::.c, avec la convection dynamique obtenue, on peut anencr le four a la teupérature de fonctionne-
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nient à peu près instantanément, ot le refroidiunenent sera lui aussi quasi instantané.
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"Dynamic flow convection heating oven"
The present invention relates to heating installations comprising a furnace and using combustion burners, and more particularly relates to a furnace for heating by convection with dynamic flow.
Furnace type heating installations comprising an enclosure and a heat distributor are used in many industrial processes and in many manufacturing techniques.
Among the hundreds of possible applications, we mention preheating, drying, cooking,
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treatment of tempering, vulcanization, etc. Almost in all cases it is desirable to reduce to n4liràu; the duration of stay of the articles in the oven, both to increase the production rate and to reduce the heating costs per product produced
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The amount of time needed for a particular item in a given oven will of course vary.
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gr'jidcscnt according to the characteristics of the article. '., the nature of the heating operation, the size of the oven, etc.
However, a fundamental factor for all heating operations and which allows for modification
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We pride ourselves on the necessary residence time <.. 6t the rate of heat transmission between the furnace atmosphere and the treated article. The cut-rate is in turn a function of the temperature of the oven, the efficiency of the contact and heat exchange between the hot gases and the surfaces of the articles, the intensity of the radiant heat and, in the in the case of drying, the speed of the removal of the vapor from the surfaces of the articles.
Of all these factors, radiant heat
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is often the most undesirable because there is a risk of end¯Tunager or deterioration of the articles, for example fading their color, burning the articles, causing steam explosions etc. The temperatures
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are ± "only" limited because of the limited potential of known heat sources and also because of the risk of heat-damaging articles. It is therefore in general very important and often
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It is highly recommended to increase the speed of contact between the hot gases in the oven and the surfaces of the articles as much as possible and to increase the elimination of steam as much as possible when it comes to drying, to raise to the maximum the transmission of heat and reduced
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re;
.u mini - ,, u ,. the <ur3c, from nef¯1j 'from J1.U the oven.
When heating articles without a wide variety of surfaces eg closed pockets at the ends, uniform heating becomes a difficult problem to solve. If one simply describes drying such surfaces, the problem is even more difficult because the solvent vapors or the evaporated moisture are saturated in their stagnant pockets and prevent further effective evaporation from the surface. Accordingly, the dynamic rate of hot gas exchange on the surfaces of the articles becomes the most important factor in achieving optimum conditions for heat transfer and drying.
However, in ordinary furnaces the potential for convection heat transfer is only very low and exhibits very little precisely oriented dynamic flow.
The main object of the invention is to provide a newly constructed furnace which utilizes a source of combustion heat capable of reducing the residence time of articles in the furnace to a small fraction of the time required for an equivalent operation in the furnace. known devices, and this
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grftco has a remarkable layout that allows for
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freezing the hot gases under new conditions to obtain an optimum heat transission.
Leak, during all the tests which have been carried out with the apparatus according to the invention for several months, we have succeeded in reducing the residence time in the oven by at least 90% and often even more compared to the duration in known devices.
The invention also aims to provide an oven with dynamic flow of hot gases, using a venturi effect with a view to considerably reducing the residence time required for heating, baking or vulcanizing articles, by virtue of the invention. to a significant increase in the actual contact with hot gases, in the flow of this gas and in the exchange of heat with all surfaces of the articles.
A further object of the invention is an improved oven making it possible to considerably reduce the residence time required for the drying operations, by virtue of a very large increase in the rate of vapor elimination from the periphery of the surfaces of the articles, even when they are dry. 'acts of pockets whose ends are closed, in order to pocket the saturation of stagnant vapor, preventing drying.
A further object of the invention is to provide a convection heating oven having a high efficiency and allowing a very increased speed of heat transmission to the articles, without calling on radiant heat, so that the mesh backs up.
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Combustible materials or colors can be heated quickly and safely without the risk of damaging or deteriorating them.
Other aims and advantages of the invention will emerge from the description which will be made of it with reference to the accompanying drawings in which:
FIG. 1 is a side view of a new oven with its accessories according to the invention;
Figure 2 is a section through line II-II of Figure 1;
FIG. 3 is a section taken along line IIIIII of FIG. 2;
FIG. 4 is a horizontal sectional view observed from above enclosed by the combustion burner sub-assemblies through line IV-IV of FIG. 2;
Figure 5 is a section taken on the line V-V of Figure 6;
Figure 6 is an enlarged end view in section of one of the burner subsets shown in Figure 2;
and
Figure 7 is a sectional view on a larger scale of one of the adjustment deflectors shown in Figure 2.
The complete furnace assembly is designated by the reference 10 and comprises an enclosure 12 supported on a frame 14 and cooperating with a dynamic fan sub-assembly 16 and a filtration sub-assembly 18 which are both mounted on the frame 14. above the enclosure 12.
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Plus pT ', ciQ,: r; cmt the enclosure includes a vault or upper pir <1 20, with side panels 22 and 22 "ct tint- sc1 (: central sec. D3r¯a l'jspacc lénaer.trt the edges side extensions of the sole 26 and the p "..." "J1" Lateral 22 pt 22 ", two sau: -crac :: bl: s suspended from burners 30 and 30 'have been installed, which will be described in detail The #: nccinto and the T: ÚC: 1 ... '118 :: 0 that it contains are supported by the frame which includes a series of parallel horizontal transverse pc'utrcs, spaced 34 to each other. located on the d '.; BJUG and supported at their opposite ends by spaced vertical celennes 36 and 36' which overlap the furnace. A series of lower beams 39
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connect the lower .xtrWitGs of columns 36 and 36 '.
A conveyor 80 of a type suitable for the particular articles to be treated in the oven is installed on the hearth 26. As well
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this trsprtuur that the sole 26 are supported by transverse beams 35, ellce-mtines supported on columns 37 fixed on beams 39 of the general frame.
Inside the enclosure 12 is formed a
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r0vtr.J.nt in full ceramic, for example refractory bricks, which covers the side walls 42 and 42 ', as well as the vault 40 of the furnace.
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Evcntul.:l1r¯nent the enclosure cxtrunities can also be closed with suitable panels and these panels may be coated with the
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refractory ceramic material. As a variant, ex-
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hoppers can be left open nor should the oven be used as part of a continuous process.
The enclosure 12 is of ailorv..6e and so di shape. aims at an inner furnace chamber 50 and an outer pressure chamber 52. The pressure chamber extends along the side walls of the furnace chamber and over the last coats top in the without.
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longitudinal furnace.Li, separation besides the pressure chtU "1'bro and the inner chamber is provided by a structure which comprises bands 54 of support
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peripheral and vertical, profiled 3en weakened 1! lCnt in U, a series of special deflectors; h ;; = 1 <r ..; àu>, ae forue elongated and spaced from each other 56, it a series of elongated, horizontal, tapering, parallel conduits, 58 provided with ol'i ± 1oc ± 1 and iiiterpon4o between adjacent baffles.
In the embodiment shown, all of these elements extend along both sides of the furnace chamber and over the top of the latter in order to achieve dynamic heating by convection in three directions at a time, as in one direction. goes the ex-
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ply afterwards.
More carefully, the support strips 54 go up the long back of the oven chamber and on the top of the latter, in painted spaces in the longitudinal direction of the oven, so that the baffles, which are hollow talc elements. 56, can form ± allocated nozzles.
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The lower ends of the support bands 54
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are fixed to the oven wall by means of
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trctoisenent 55 which extend along the length of the furnace and which are reinforced at their, 111 upper gels by fixing to two angles dlcntrtt0isl.! 1e:
nt 57 which extends
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tooth over the entire length of the fr, ur, The deflectors
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are supported on the tapes (figure 7) by must pay
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kings el 1 .que.rr (; s 60 directed cn senc opposed on each strip for each deflector, el tei: 1QoÍt (; I enter by sliding: er: t with two opposite flanges :, 56a and 55b of a soul holding with the remaining portios of :; duficctourat Or. can of course Y; iodific, r very gr.'1nd, enent the struc-
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ture described.
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The opposing elongated parcels 56e and 56d of the rl <Jilecteurc converge towards each other and in dircctir-n. 3c, the clirmibru of the oven. Nonnalcnont 0013 walls have at <# 1rJ:> 6cUr; equal 11'1ie could have widths difi '<? r1 # ntcc so as to define a nozzle of a particular shape between the neighboring ol' '! acnts, cow: e i1, est! 1ontr {, for deflectors 5 " in the c1IlglcD of the chn; .bro of furnace.
Due to the convergence of the two walls =: 11c> r: 'cs der d (jr1úctours 56, the enpaoes l.vrys l.mt1'1. Lec rlvflûctcurs v0isinr diverge towards the oven chamber from an irorrgc ûtn1.ng16o 5C 'in order to "finish an allon <g4 nozzle, the purpose of which will be met by night! ... t A duct with orificos 58 does not extend the length of ohaqu' - nozzle space, between the adjacent defluctcurs.
The orifices 59 den conduits not csj>, distance icons
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things which can be several c, a; *. very ctz tens ae centimeters d xs the t>, :: t1 of the slowness of the duct. The diameters cce crisiot s j; <- u1'L <zt vary o anter approximately 1.6 and, 8 r.u-. scl ..-: 1 In the rc: .1: .d (': of the associated fan, the dimension of the furnace, in speed of the jet, the volu!: 1t: desire of the jet and dliutree factors.
Unc 4 L.tr4: vt: u of pipes is cov u: nGa tion of 4Ceuic.i.erit through rings: ç3 with collector wi connun 70 forrié on a çxtr..jrit of Cl1serable. The ends Oprt'sJcs of the conduits are 1'v "ri, es by internal shutters, u by dec cap exturicures. Preferably, one can 1 '. 111.' to turn these conduits around their axes at the rings 58 in to give the outlet openings a particular orientation in accordance with the nature and size of the heated articles, as will be explained in detail later.
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The collector 70 is supplied with aonpi air, 1- met by the fan 16 whose operation is' provided by an electric motor 17 and which sucks the air.
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through a filtering sub-assembly 18 cQmp '} rtU1t preferably two parallel filtration paths 18' and 18 "and discharging the air from a duct 71 which ends at: manifold 70.
The air jets coming from orifices 59 and
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following the elongated mônagas adjutugos between the deflectors suck the hot gases from the pressure chamber by a venturi action. The hot gases enter the pressure canker from the burner blocks.
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their z04 ut 104 'forming part of the subsets 30. and 30'.
Each burner block includes a collector
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elongate 90 Alirmnt: in a pressurized fuel mixture, for example a mixture of natural gas
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t 1 "iir, by a suitable cntrài 92 which has a single NCC tlÓl: 1 ... 'lI" classic heart (not shown) * The collt; ct-tir is suspended by two units 94 and 96. A cover 90' is fixed on the manifold 90 by suitable bolts 91, with the interposition of a joint
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93 for ('MpCchcr the back leakage gp.z from the manifold. This removable cover allows the entire burner unit to be removed for repair and / or replacement in each burner group.
A group of burners 104 is fixed by bolts on the underside of brackets 94 and 96, Each group such as 104 includes several
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Adjacent and mutually cooperating individual burners 106, extending in series substantially the entire length of the furnace.
All these burners are mounted
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on an elongated support plate 108 CO! 'lr1UnC brought by bolts 110 to the brackets 94 and 96, Cha-
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that burner comprises a hollow metallic body 112 having an inlet port 114 (figure 4) which passes through a boss 112 'on the rear and which is open on the front and is covered with a thin layer of felt
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c: porous r =, icic 116 maintained in sealed conditions on the open front of the body using a tanis 118.
The gaseous fuel immersion is delivered in a substantially uniform manner towards the outside
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through the porous ceramic feutra layer and burns on the outer surface of this felt. Optionally, a distributor baffle (not shown) can also be incorporated into the body of the burner to improve the distribution of gases from the outlet.
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fice i'14 on all the surfict. of the zonc. do combustions, brackets 94 ct 96 support U-shaped walls in c6r! ù material;
iquc 98, 98 ', 100 ct 100' which are directed peripherally upwards (figures 2, 4 and 6) and which define an elongated outlet passage 102 to direct the hot gases (figure 2) which are discharged upwards into the opposite sides of the pressure tube 52. In the lower end of the passage 102 is mounted a burner block 104.
Preferably, the burners are used only
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along the lower extremities of the elongated lut4ra-kings of the pressure tube.
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it has been found to be quite important to have some additional means of propelling and directing hot air to distribute it over the upper part of the
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the pressure chamber close to the vault of the frurs This result is obtained by means of two pipes elongated 8upplrH:
ntair (Js b9 ct 69 'which run the full length of the U-dCG5US pressure hose from the outlet passages 102 and from the burners and which have several orifices facing diagonally upward and downward. interior end of pro-
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pulsate hot gases upwards, conne 1 nontrcnt
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the arrows in FIG. 2. One end of the conduits is closed while the other ends are not rotatably side in communication with the collector 70, as was already the case with conduits 58.
During operation etc. of the apparatus, the motor 17 continuously drives the fan 16 to draw air through the filter assembly 18 to the duct 71 and the manifold 70. The pressurized air flows air. into the elongated ducts 58 the full length of the furnace and exits through the spaced openings 59 in very rapid jets. These jets are sent through the constricted areas 50 'of the elongated nozzles between the baffles 5C-. The conduits 58 are initiated into a preferred rotational position so that the high velocity jets can be directed against the varying surfaces of the articles which are heated in the furnace chamber 50.
At the same time, the burners 104 are operated continuously by introducing the combustible gas mixture through the inlet 92 into the manifolds and then through the various ports 114 to the adjacent individual burners 106, combustion only occurring. 'on the outer surface of the assembly formed by the ceramic felt layer and the screen.
The pressure applied to the onsemblies of the burners can vary between wide ranges depending on the construction of the burners, under conditions allowing an outlet temperature to be obtained ranging from a few hundred degrees to a maximum of about 1480 C. The temperature
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chosen depends on the nature of the items to be heated, the size of the oven, the nature of the operation
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particular heating cu de Dch '\ Ge, etc. The hot flue gases from the sciit burners projected upwards enter 1 ,. ch'1. ::: èr <. ' de; r, ": i.cn 52. Part of the gases is propelled towards li 1, aut by the air jets co:, Dri: -, és coming from R conduits 69 and 69 'for a relatively distribution uniform.
The hot gases filling the pr0: 'sil.'1l chamber are continuously sucked at a fairly high speed into the furnace chamber by the vcnturi effect caused by the jets of high pressure air from the ducts 58 which exit through the tubes. strangled areas 50 'of
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nozzles. The hot gases and the cold release of propulsion air, upon their admission into the furnace chamber, develop a heating action.
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Aging by dynamic, high-speed, high-speed convection at úlcv60 rapidly on the surfaces of the articles in the oven chamber 50.
Extensive tests have shown that with the new construction according to the invention, the transmission
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Heat pressure is increased by the amount of heat compared to conventional constructions where the air is relatively stagnant. In fact, this nu [5r.1cntatioll of heat transmission is so great that careful trials have shown a reduction in the residence time of 90% and even more compared to the usual numbers. .
In addition, an excellent heat exchange is obtained on ar-
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tiolvs -iy-nt des forrcs irr8; u2irc :, reborn in our ferry pockets, because dyr; râiquc: s ch =, uls gases are sent to areas like this e: i; do not accumulate contivuc: ll ...: due way to create a good contact between uurt-: e and C, z and a .ch ') l. (J; (. continuous heat. ll.: chacc: : st also very ar 'licr and we get it plus i (l (., -. cnt and more CO! 1plr "t (: nent; r ice' l'cxcellcncu du C (; lltac et à 1; à ré ; ulé # it of úohnnge for <;> 4> taher 1 "maturation and In situation of the vapors.
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We can see that the particular orientation
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des' bral (ur :; can be I1cr! ifi (J0 depending on the type used by the Chf1I, pressure brc.
From mx.e, the construction details of? 3 Deans dividers made up of elo- ::: cnt; with baffles and jeta ri ', dl' can v: ri.: R depending on the particular type of oven, the items to be treated, t @ te <.; n within the general concepts of
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invention. For example, deflectors and con-
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duits p - .. uvc nt ctrt. orientas vert io 111 ûI'len1i and not horn it ti been "" '(' p! 's (' nt6. De - trle, the nozzles, input to li chru.1brc oven from the cha. ci: bre d pressure can be short nozzles
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and not extensions.
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Tests have shown that ::: lf1C if one injects cold 1 '? II' in the apparatus for the reclangor
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with hot combustion gases, it is possible to maintain
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in the room of the oven 50 any tef1pJratv
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in the range of 66 to 65C C, without any difficulty
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té .. From nt1n ::. c, with the dynamic convection obtained, the oven can be anchored to the operating temperature.
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deny almost instantaneously, and the cooling will also be almost instantaneous.