Cuisiner au gaz : un professeur obtient un brevet pour un four industriel sans flamme

3 avril 2023

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par Shane Nyman, Université du Wisconsin Oshkosh

Pawel Olszewski, professeur associé de technologie de génie mécanique à l'Université du Wisconsin à Oshkosh, a récemment obtenu un brevet américain pour son four à impact sans flamme, conçu et construit dans le laboratoire industriel d'enseignement et de recherche énergétique (TERIL) sur le campus d'Oshkosh.

Olszewski a commencé le processus de brevet en 2019 avec WiSys, l'organisation à but non lucratif basée au Wisconsin qui se consacre à aider les inventeurs à protéger leur propriété intellectuelle, et a reçu la nouvelle de l'approbation en février.

Intitulée "four à impact sans flamme", l'invention porte le numéro de brevet US 11 585 601 B2, accordé le 21 février.

Les fours industriels, comme ceux que cette création améliore, sont utilisés à diverses fins, y compris le traitement thermique et la fusion de matériaux comme l'acier ou l'aluminium. Les avantages de la configuration d'impact sans flamme, a déclaré Olszewski, incluent un chauffage plus rapide pour augmenter la productivité ; moins de polluants émis car le chauffage poussé réduit les oxydes d'azote ; et une réduction de la consommation de carburant avec des gaz évacués à des températures plus basses.

Le nouveau four agence des jets de gaz naturel et d'air pour affecter directement l'objet chauffé, transférant sensiblement la chaleur par transfert d'impact plutôt que par rayonnement conventionnel et convection induite thermiquement.

Parce que l'air et le gaz tourbillonnent à de telles vitesses à l'intérieur du four - "comme une énorme tornade", a expliqué Olszewski - la réaction chimique produisant une chaleur extrême se produit partout et tout le temps.

La chambre, qui mesure un pied de haut, un pied de large et une profondeur de nourriture, atteint des températures supérieures à 1 800 degrés Fahrenheit.

"Tout se mélange et le gaz rencontre toujours l'oxydant", a-t-il déclaré. "Ainsi, lorsque vous regardez à l'intérieur du four pendant le fonctionnement normal sans flamme, il n'y a pas de flammes. Vous avez une combustion mais pas de flammes. Le gaz naturel s'oxyde, il réagit avec l'oxygène, génère de la chaleur, mais il n'y a pas de flamme."

Le prototype a été construit dans le TERIL au troisième étage du Halsey Science Center. Le four est le quatrième système industriel unique qui y est construit et nécessite le fonctionnement des trois autres : refroidissement, pompage et air comprimé.

L'idée remonte à l'époque où Olszewski était boursier postdoctoral à l'Université du Michigan. Pendant son séjour, il a travaillé avec des fours sans flamme plus simples. Les idées ont continué à tourbillonner dans son esprit et lorsqu'il est arrivé à l'UW Oshkosh en 2014, lui et ses étudiants ont commencé à créer tous les systèmes industriels qui permettaient au four d'exister.

"Aucune pièce d'équipement n'a été achetée dans l'état dans lequel elle se trouve. Tout a été acheté en tant que composant", a-t-il déclaré. "Nous avons coupé quels que soient les châssis, nous avons organisé nos propres armoires de commande, tout ici y compris le logiciel qui contrôle tous les systèmes."

Ce qu'Olszewski espère ensuite, c'est qu'une entreprise locale exprime son intérêt afin que l'idée puisse se développer au-delà du seul prototype. Il a déclaré que toute entreprise qui fond de l'aluminium, de la fonte, de l'acier ou même du verre pourrait utiliser cette technologie. Cela peut se traduire par plus ou moins n'importe quelle taille et les fours déjà utilisés pourraient être modernisés.

"J'espère que ça va attraper quelque part", a-t-il dit.

Plus d'information:Brevet numéro US 11,585,601 B2 : image-ppubs.uspto.gov/dirsearc … downloadPdf/11585601