Brevet FR2311522A1 — publié le 19761217

La présente invention concerne un appareil électrique de cuisson à arrêt automatique pour entremets et plus générale- ment pour tout mets demandant une température de cuisson déterminée et une durée de cuisson déterminée. La cuisson des entremets, en particulier du genre des flans, demande une température de l'ordre de 800C, obtenue de préférence par montée lente, puis un maintien à cette température pendant une durée de l'ordre de vingt minutes. L'utilisation des dispositifs connus, qu'il s'agisse du bain-marie ou du four classique, nécessite donc une surveillance attentive de l'apport de chaleur et un contrôle fréquent de ltétat de la cuisson, quel que soit le procédé mis en oeuvre démarrage à froid et chauffage doux, ou four préchauffé et maintien à allure réduite. I1 en résulte que la réussite de tels mets nécessite, par l'utilisation des dispositifs classiques, non seulement un important savoir-faire, mais également une surveillance assidue, génératrice de perte de temps. On connait des dispositifs coupant automatiquement le chauffage quand la température du fond du récipient dépasse une valeur prédéterminée. Mais ces dispositifs ont essentiellement pour but d'éviter que la matière à cuire n'attache et ne brdle au fond du récipient, et ils ne visent pas à régler la température de ladite matière. La présente invention vise la réalisation d'un dispositif automatique qui ne requiert aucun savoir-faire particulier quant à la cuisson proprement dite, ni aucune surveillance. Suivant l'invention, l'appareil de cuisson à arrêt automatique pour entremets et pour mets demandant une température et une durée de cuisson déterminées comprend une cuve pouvant recevoir au moins un récipient contenant l'entremets à cuire, un couvercle amovible pourrecouvrir cette cuve, une sole où sont posés les récipients précités fixée à la cuve par l'intermédiaire d'un Joint, au moins une masse chauffante elle-même chauffée par des résistances électriques, et un limiteur de température pour couper l'alimentation des résistances précitées quand sa propre temperature assimilée à celle de son élément sensible, dépasse une valeur prédéterminée, et il est caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens pour couper l'alimentation électrique quand le contenu des récipients atteint une température sensiblement égale à une température de cuisson prédéterminée, ces moyens comprenant le limiteur précité et des moyens pour que la tempé rature propre du limiteur constitue une image thermique de la température du contenu précité, dans un rapport prédéterminé - et des moyens pour maintenir ensuite ledit contenu à cette température pendant une durée de cuisson prédéterminée, ces moyens comprenant la capacité thermique de la masse chauffante précitée, ladite capacité étant calculée pour obtenir cette durée. Ainsi, l'appareil une fois mis en marche par l'utilisateur s'échauffe lentement. Lorsque le mets à cuire atteint approximativement la température de cuisson, le chauffage s'arrête et, par inertie thermique, le mets conserve approximativement cette température pendant une durée correspondant à la durée de cuisson, puis se refroidit. L'appareil étant agencé pour que la température du limiteur soit une image thermique de celle du mets, et ces deux températures étant reliées par une relation pouvant être prédéterminée de façon arbitraire, on peut réaliser des appareils présentant des températures et des durées de cuisson variées, en dotant également l'appareil d'une capacité thermique variable, de manière à observer des lois culinaires diverses. Suivant une réalisation avantageuse de l'invention, le limiteur est appliqué sur la face inférieure de la sole, avec ou sans interposition d'une plaque d'épaisseur variable en un matériau de faible conductivité thermique, de manière à réaliser l'image thermique précité dans le rapport désiré. Suivant une autre réalisation avantageuse de l'inven- tion, le limiteur est fixé au fond de la cuve et soumis au flux thermique rayonné par la face inférieure de la sole ; on peut ainsi obtenir une image thermique d'une autre forme. D'autres particularités de l'invention ressortiront encore de la description détaillée qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs t - la figure 1 est une vue en coupe d'une première réalisation d'un cuiseur conforme à l'invention - la figure 2 est une coupe partielle suivant II-II de la figure i - la figure 3 est une coupe partielle en plan suivant 111-111 de la figure 1 - la figure 4 est un diagramme servant à expliquer le fonctionnement de la réalisation de la figure 1 - la figure 5 est une vue en coupe analogue à la figure 1, mais restreinte au limiteur de température, dans une deuxième réalisation de l'invention - la figure 6 est une vue analogue à la figure 5, dans une troisième réalisation de l'invention. - la figure 7 est un diagramme destiné à expliquer le fonctionnement de l'appareil de la figure 6; - la figure 8 est une vue analogue aux figures 5 et 6 dans une quatrième réalisation de l'invention - la figure 9 est un diagramme destiné à expliquer le fonctionnement de l'appareil de la figure 8 - la figure 10 est une vue analogue aux figures 5, 6 et 8 dans une cinquième réalisation de l'invention - la figure 11 est un diagramme destiné à expliquer le fonctionnement de l'appareil de la figure 10 - la figure 12 est une vue analogue à la figure 1 dans une première variante de réalisation de la masse chauffante - la figure 13 est une vue analogue à la figure 12 dans une seconde variante de réalisation de la masse chauffante. En référence aux figures 1 et 2, le cuiseur comprend une cuve 1 en matière thermoplastique, fortement structurée par des nervures 2, dans laquclle est insérée une plaque 3 en aluminium de 2 à 3 mm environ d'épaisseur. Cette plaque est fixée par des vis 4 vissées dans des bossages taraudés 5 fixés sous ladite plaque 3 et elle prend appui sur les nervures 21 par l'intermediaire d'un Joint périphérique 6 en matière souple résistant à la 'chaleur. Ce Joint 6 présente uno forme tcllo que sa partie inférieure 61 isole thermiquement la sole 3 des nervures 2. Sa partie latérale 62 venant cn compression contre la cuve, il assure l'étanchéité aux eaux de condensation et de nettoyage. Sa partie supérieure 63 munie d'un-e levure 64 constitue, cn combinaison avec le bord supérieur de la cuve 1, une gouttière permettant de collecter les eaux de condensation. Des ramequins 7, au nombre de six ou huit, sont réalisés en verre "Mélanine" ou polycarbonate et peuvent avantageusement présenter un fond plan afin de permettre un bon échange thermique avec la sole. Un couvercle amovible 8 ferme l'appareil. Ce couvercle possède une double paroi 9 qui, de par sa forme, assure le ruissellement des eaux de condensation vers la gouttière 63-64 et, de par l'espace subsistant entre eHe-même et le couvercle, provoque une isolation thermique vers l'extérieur. Sous la sole, sensiblement dans l'axe de chaque rangée de ramequins, sont plaquées deux résistances électriques blindées 10, par action élastique de profil en oméga 11 soudés par point sous ladite sole. Les extrémités de ces résistances 10 prennent appui sur des lames souples 13 fixées au fond de la cuve. Des connexions électriques permettent la mise en série (par une connexion 11l) ou en parallèle des résistances ainsi que leur raccordement au réseau et à un dispositif limiteur de température qui sera décrit plus loin. Au centre de la cuve 1 est disposée une enceinte cylindrique 15 dont le bord supérieur 15a est très voisin de la face inférieure de la sole mais ne la touche pas pour des raisons de résistance thermique de la matière. Sur un pont 16, situé à l'intérieur de l'enceinte 15, est fixé un limiteur de température 17 à bilame dont le réarmement manuel est possible grâce à une tige 18 manoeuvrable par un poussoir 19. Un matelas de laine de verre 20, coincé entre les nervures 2 et la sole 3, limite les déperditions calorifiques vers On va maintenant expliquer le fonctionnement de l'appareil qui vient d'être décrit. On sait que les flans sont composés de lait, d'oeufs, de sucre et d'un parfum. Les conditions idéales de cuisson sont un maintien à une température supérieure à 840C, sans jamais atteindre la température d'ébullition du lait. Pour obtenir un flan homogène, la température se situe entre 840 et 920C. Le temps de cuisson est de l'ordre de 20 minutes suivi ou non d'un refroidissement lent ou rapide au réfrigérateur. Dans ces conditions, d'autres cuissons d'entremets sont possibles tel que riz au lait, semoule, etc. Le cuiseur ici décrit est à usage ménager, et l'on sait que la tension d'alimentation U du réseau de distrilution n peut varier de + 10 %, soit, pour une tension nominale de 220 V, de 198 à 242 V. il s'ensuit que la puissance de chauffe varie dans de fortes proportions, puisqu'elle varie comme le carré dela tension (0,81 à 1,21 de la puissance nominale). il est donc nécessaire de disposer d'un moyen de limitation de la quantité des calories fournies, conditionnant une température de la préparation culinaire. Compte tenu de ces différents paramètres, plusieurs solutions de contrôle sont possibles, qui font l'objet de diverses réalisations que l'on va décrire ensuite. Dans chaque cas, le fonctionnement sera décrit en référence aux diagrammes annexés de température en fonction du temps, dans lesquels - la courbe I en trait plein représente la température de la sole, - la courbe II en trait plein, représente la température de la préparation culinaire, - la courbe III en trait plein, représente la température du limiteur de température. A chacune de ces courbes, sont associées deux courbes d'indices a et b correspondant respectivement à des tensions supérieure et inférieure de 10 * par rapport à la tension nomi nale U du réseau. n Les parties en pointillé représentent l'évolution des tefpEratures vers leur stabilisation. Dans la réalisation de la figure 1, le limiteur de température 17 eFt soumis à une atmosphère calme, échauffée par le rayonnement calorifique de la sole 3. Son bilame est donc soumis à deux sources de chaleur, convection et radiation. Pour la tension nominale, la montée en température de la sole (courbe I - figure 4) se répercute au limiteur par une variation de température pratiquement linéaire.Le limiteur étant réglé pour couper vers 600C (courbe III),la température de la sole se limite à 1200C Le contenu des ramequins a atteint à ce moment là, une température de 800C (courbe II). Par inertie thermique de la sole, la température continue à s'élever jusqu'à 900, puis à descendre lentement, la température de la sole et des ramequins se confondant alors sensiblement, jusqu'au retour à l'ambiance. La durée de séjour des ramequins à une température supérieure à 800C est d'environ T1 = 20 minutes. Lorsque la tension d'alimentation passe à U' = 1,1 Un, la montée en température de la sole est plus rapide (courbe Ia). La coupure a cependant lieu à la mdme température du limiteur (courbe IIIa). Les ramequins, bien que montant plus rapidement en température (courbe IIa) ont alors atteint une température inférieure à celle obtenue précédemment, puisque leur temps de séjour sur la sole a été réduit. Après coupure, l'inertie totale de la sole et des ramequins permet à ceux-ci de s'élever à une température voisine de celle obtenue précédemment, et généralement légèrement supérieure. Le temps de séjour T2 est sensiblement égal àT1. Pour une tension d'alimentation de U" = 0,9 Un, les phénomènes inverses se produisent. On peut remarquer que les températures des ramequins et leur temps de cuisson sont pratiquement identiques quelle que soit la tension d'alimentation. Pour obtenir une température de cuisson compatible avec la nature de l'entremet, on peut jouer judicieusement sur le volume à chauffer, en remplissant plus ou moins les ramequins. Il peut être intéressant en fonction de la nature de la sole, de son épaisseur, et de la nature de l'isolant 20, d'adopter une variante de réalisation suivant la figure 5. Dans cette disposition, le limiteur s'échauffe principalement par convoction, le rayonnement direct dc la sole étant masqlloo par un couvercle 21 recouvrant l'enceinte 15. Dans une autre réalisation (figure 6 ), le limiteur 17 est directement appliqué à la sole 3. L'enceinte 15 est ici inutile, l'échauffement s'effectuant uniquement par conduction. Le diagramme représenté figure 7 est relatif au fonctionnement de la réalisation de la figure 6 et montre que, pour des variations de températures de la sole suivant les courbes I et Ia, lb correspondant respectivement à des tensions d'a limentation Un et 1,1 U - 0,9 Un, la coupure intervient à la n n mdme température de 118cl et la température des ramequins (courbes II, IIa, IIb) est d'autant plus élevée à cet instant que l'échauffement a été plus lent. Par inertie thermique, les températures plafonnent entre 75 et 95du, mais d'une manière moins constante que précédemment. Dans une autre réalisation (figure 8), le limiteur 17 est supporté par une masse 22 appliquée contre une lame 23 de matière identique à celle des ramequins (Mélanine, polyearbonate, verre). Les épaisseurs respectives des ramequins et de la masse 23 sont tout d'abord supposées identiques. Le volume de la masse 22 qui est par exemple en aluminium, est tel que, compte tenu de sa chaleur massique, son échauffement soit identique à celui du contenu des ramequins, ceux-ci contenant la préparation culinaire la plus courante. Pour tenir compte des défauts de contact ramequin-sole, la surface de contact de la masse 22 avec la lame 23 est réduite en conséquence. Dans ces conditions, le limiteur 17 est porté à une température pratiquement identique à celle du contenu des ramequins. Si l'on double par exemple ltépaisseur de la lame 23, le calcul et ltexpérience montre que la variation dc température do la masse 22 est la moitié de celle du contenu des ramequins tout au moins avant d'atteindre la stabilisation des températures. Le diagramme des températures (figure 9) relatif à la réalisation de la figure 8 montre que, compte tenu des inerties thermiques, les oléations maxima de températures sous les différentes tensions sont très proches les unes des autres. Dans une autre réalisation (figure 10), on interposc entre le limiteur 17 et la sole 3, un volume de matière fusible 2 présentant un palier de fusion, contenu entrc deux coupelles métalliques 25 et 25a assemblées par sertissage sur une couronne 26 de matière isolante, créant ainsi un retard dans la transmission calorifique. Le diagramme de la figure 11 montre les variations de température, en particulier dans le corps fusible. Ce corps peut être de la paraffine industrielle, dont le point dc fusion est à 520C. Dans la réalisation de la figure 12, la sole 3 est remplacée par une plaque 27 métallique ou en matière thermoplastique de bonne tenue à la température, sertie périphériquement sur un réservoir plat 28 en matière thermoplastique de bonne tenue thermique. Un matériau 29 emplit la totalité de l'espace compris entre les éléments 27 et 28. Ce matériau peut être préférentiellement un isolant électrique liquide tel que huile, pyralène, ou solide, tel que sable, silice, mat;nésie, etc. ou un corps à chaleur latente de fusion dont le point de fusion est approprié aux températures à atteindre. Dans le cas de ltemploi d'un liquide, une membrane souple 30 qui peut se déformer librement sous l'action de l'augmentation du volume du corps 29 est pratiquée ou rapportée par soudure au centre ou en un point quelconque du réservoir 28. Des nervures 32, 33 et 34 confèrent à l'ensemble une bonne stabilité dimensionnelle. Des résistances boudinées 35, sont noyées dans le matériau 29. La nervure 33 forme une enceinte close, dans laquelle est logé un limiteur 17. Le principe de fonctionnement est le même que dans la première réalisation décrite (figures 1 à 3), les variations de températures étant sensiblement les mimes que celles données au diagramme de la figure 4. Cependant, était donné l'inertie thermique importante du matériau 29, les chutes de température repré sensées par les courbes I, Ia et Ib sont moins rapides, ce qui a améliore la stabilisation de la température des ramequins. Au licou de poser les ramequins sur une surface de chauffage, il est possible de reproduire les conditions physiques d'un four ménager. Les ramequins sont alors placés sur une grille 36 (figure 13). Entre le fond 37 de la clave et ladite grille 36, sont disposés des barreaux chauffants constitués d'une résistance blindée 38 incluse dans une masse métallique 39, constituée par exemple, de deux profilés d'aluminium en oméga 40. Une enceinte close 1, aménagée dans le fond 37, contient un limiteur 17 comme déjà décrit. Les conditions de chauffe sont similaires à celles décrites précédemment, et selon le digramme de la figure . L'inertie thermique des barreaux 40 permet une lente restitution de la chaleur. Ces barreaux peuvent être avantageusement constitués de ciment ou de terre réfractaire, protégés éventuellement d'un chemise métallique. il va de soi que la présente invention ne se limite pas à un appareil destiné à recevoir des ramequins à usage individuel. Sans changer de conception, on peut utiliser un seul ramequin couvrant toute la surface de la sole. L'usage ménager ne constitue pas une caractéristique limitative de l'invention, car sur le même principe de chauffage et de régulation, il est possible de concevoir un appareil de tpe industriel de grande capacité, traitant par exemple des ramequins se présentant sous forme d'emballas perdu. La répartition des ramequins peut se faire soit sur une seule sole ou grille, selon les différents modes de réalisation décrits, soit sur plusieurs soles ou grille superposées, l'élément sensible de la régulation étant alors disposé dans une zone préférentielle, par exemple dans la partie inférieure de la cuve, -et selon l'un des différents modes de réalisation décrits. Dans toutes ces variantes envisagées, la régulation s'effectue, comme dans les exemples décrits, en considérant la température du limiteur de température, qui constitue une image thermique de la température de la matière 'a cuire. REVENDICATIONS 1. Appareil de cuisson à arrêt automatique pour entremets et pour mets demandant une température et une durée de cuisson déterminées, comprenant une cuve pouvant recevoir au moins un récipient contenant l'entremets à cuire, un couvercle amovible pour recouvrir cette cuve, une sole où sont posés les récipients précités fixée à la cuve par l'intermédiaire d'un joint, au moins une masse chauffante elle-même chauffée par des résistances électriques, et un limiteur de température pour couper l'alimentation des résistances précitées quand sa propre température, assimilée à celle de son élément sensible, dépasse une valeur prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comprend s - des moyens pour couper l'alimentation électrique quand le conte nu des récipients précités atteint une température sensiblement égale à une température de cuisson prédéterminée, ces moyens comprenant le limiteur précité, et des moyens pour que la tem rature propre du limiteur constitue une image thermique de la température du contenu précité dans un rapport prédéterminé - et des moyens pour maintenir ensuite ledit contenu à la tempé rature de cuisson pendant une durée de cuisson prédéterminée, ces moyens comprenant la capacité thermique de la masse chauf fante précitée, ladite capacité étant calculée en vue d'obte nir cette durée. 2. Appareil conforme à la revendication 1, caractéri sé en ce que la sole est une plaque continue et en ce que la masse chauffante comprend ladite sole. 3. Appareil conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que la sole est une plaque sensiblement homogène, et en ce que des moyens de fixation sont prévus pour appliquer les résistances électriques sur la face de ladite sole opposée à la face qui porte les récipients. Appareil conforme à la revendication 2, caractéri sé en ce que la sole comprend deux plaques renfermant entre elles un isolant électrique dans lequel sont noyées les résistances électriques. 5. Appareil conforme à la revendication 4, caractéri en ce que l hile dos plaques comprend une membrane souple pouv se déformer librement sous l'effet des dilatations dc l'isolant électrique. 6. Appareil conforme à la revendication 5 caractérisé en ce que l'isolant électrique est un corps demeurant constamment liquide au cours du fonctionnement normal. 7. Appareil conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que l'isolant est un corps demeurant constamment solide au cours du fonctionnement normal. 8. Appareil conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que l'isolant est un corps présentant un point de fusion franche situé entre la température ambiante et la température maximale atteinte en fonctionnement normal. 9. Appareil conforme à la revendication 1, caractéri sé en ce que la sole est une grille, en ce que les résistances électriques sont revêtues d'un isolant électrique et sont disposées dans la cuve au voisinage de ladite grille, et en ce que la masse chauffante comprend l'air de la cuve. 10. Appareil conforme à la revendication 9, caractérise en ce que les résistances sont en outre recouvertes d'un revêtement minéral, et en ce que la masse chauffante comprend ledit revêtement. 11. Appareil conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que le limiteur de température est fixé sur la face inférieure de la sole, de manière que le transfert de chaleur entre ladite sole et ledit limiteur s'effectue essentiellement par conduction. 12. Appareil conforme à la revendication 11, caractéri sé en ce que le limiteur est fixé directement sur la sole. 13. Appareil conforme à la revendication 11, caractérisé en ce qu'une plaque en un matériau de faible conductivité thermique est interposée entre la sole et le limiteur. 14. Appareil conforme à la revendication 13, caractérisé en ce que le matériau précité est le meme que celui dont sont faits les récipients contenant l'entremets. 15. Appareil conforme à l'une des revendications 13 ou 1Ze, caractérisé en ce que l'épaisseurd la plaque précitée est telle que la température de la face inférieure de la plaque est sensiblement la mdme que celle de la face supérieure du fond des rocipient s 16. Appareil conformo à l'une des revendications 13 ou 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de la plaque précitée est telle que la température de la faco inférieure de la plaque est notablement inférieure à celle de la face supérieure du fond des récipients. 17. Appareil conforme à l'une des revendications 15 ou 1G, caractérisé en ce qu'un bloc de matériau bon conducteur de la chaleur est interposé entre la plaque précitée et le limiteur, la surface de contact entre la plaque et le bloc étant calculée pour tenir compte des défauts de contact entre la sole et le fond des récipients. 18. Appareil conforme à la revendication 11, caractérisé en ce qu'un réservoir étanche est interposé entre la sole et le limiteur, ledit réservoir contenant un corps présentant un point de fusion franche situé entre la température ambiante et la température maximale atteinte par le limiteur en fonctionnement normal. 19. Appareil conforme à l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que le limiteur est fixé au fond de l'appareil et enfermé dans une chambre ouverte sur une de ses faces de manière que ledit limiteur reçoive directement le flux thermique rayonné par la face inférieure de la sole. 20. Appareil conforme à l'une des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que le limiteur est fixé au fond de l'appareil et enfermé dans une chambre de manière à être abrité du flux thermique rayonné directement par la face inférieure de la sole. 21. Appareil conforme à l'une des revendications 1 à 8 ou 11 à 20, dont le couvercle est à double paroi, la paroi interne étant agencée pour collecter les eaux de condensation vers au moins l'un des quatre cotés de la cuve, caractérisé en ce que le joint entre la sole et la cuve est agencé pour servir de gouttière aux eaux de condensation.