Brevet FR2339375A1 — publié le 19770826

La présente invention a trait aux appareils c?loritugés à chauffage par induction et notamment ustensiles de cuisine. Elle concerne, plus particulièrement divers ustensiles contenant une matière conductrice susceptible de produire de la chaleur par la circulation de courants de Foucault et de la céder à des rr-auits consol es tels des 2liements destinés G 1 cuisson, ou à etre réchauffés et, en outre, avantageusement susceptibles de maintenir ces produits à une température sensiblement constante sans être alimentés par des courants induits. l'e domaine technique de l'invention est relatif à des objets servant aux usages de la vie courante, et principalement à la cuisson et au réchauffage des aliments. Une recherche limitée de l'art antérieur connu n'a pas permis à la demanderesse de détecter des documents techniquement proches de l'invention. Il faut toutefois mentionner que l'effet produit par la circulation des courants de Foucault et son application au chauffage par induction, soit dans des traitements industriels, soit à la cuisson des aliments, sont connus ; en particulier, des casseroles ou des poêles à structure stratifiée comportant une plaque métallique conductrice ont été déjà réalisées. De plus, dans un domaine de conservation de produits, notamment de liquides, à une température sensiblement constante il est connu d'utiliser une bauteille isolante, derivée du vase de Dewar protégé par une enceinte métallique extérieure et connue depuis une cinquantaine d'année sous le nom commercial de "TKERIIOS". De par sa réalisation même, cette bouteille ne peut pas être chauffée directement. Bes ustensiles décrits dans l'invention sont basés sur l'utilisation de moyens connus et des connaissances technologiques plus récentes, lesquels sont réunis de manière originale et nouvelle suivant une combinaison procurant des résultats spécifiques particulièrement avantageux. C'est ainsi que, utilisés associés avec une installation d'alimentation en courant périodique inducteur de préférence à fréquence inférieure à 50 kHz les ustensiles proposés sont d'une part échauffables rapidement à la température choisie quasiment sans perte d'énergie étant calorifugés, et, d'autre part, hors d'un champ magnétique alternatif de l'alimentation ces ustensiles conservent un cert?tr tends la températl1re acquise ; en outre, leur paroi extérieure étant thermiquement isolée reste pratiquement froide, ce qui facilite leur manipulation. Selon une des caractéristique de la présente invention un appareil calorifugé à chauffage par induction, dont la structure de forme adaptée à l'utilisation comporte une matière conductrice échauffable par la circulation des courants électriques induits par un champ magnétique périodique, est principalement caractérisé en ce que ladite structure comporte une paroi interne à pertes d'induction élevées au moins partiellement constituée de ladite matière conductrice calorifère et une paroi extérieure à pertes d'induction faibles recouvrant ladite paroi interne, un accès est réalisé vers les bords réunis des dites parois et une isolation thermique des parois est réalisée par des moyens calorifuges. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple, en se référant aux figures annexées qui représentent une vue en perspective avec une coupe partielle de réalisations de formes différentes, la figure 1 : une casserole la figure 2 : une bouilloire la figure 3 : une friteuse, ou un poêlon la figure 4 : une marmite la figure 5 : un gril, ou un gauffrier et la figure 6 : un plateau réchauffant. Bes appareils réalisés conformément à l'enseignement donné par la présente invention, notamment les ustensiles de cuisine, ont tous un caractère commun. Ce caractère commun apparait sous plusieurs aspects et en particulier - le moyen de produire de la chaleur est constitué par une matière conductrice qui, poar être chauffée, est so-zzise à un champ ou un flux magnétique engendré par une source de tension périodis-le de fréquence donnée. la variation du flux induit une tension qui se tr-zssunt por de:: co3r nts de Foucault dans la matière conducteur v et la circulation de ces courants à travers la résistance de cette matière y engendre de la chaleur - la quantité de chaleur dégagée dans les appareils est variable en modifiant la valeur du flux magnétique, par exemple par le couplage - dans un même objet fabriqué sont combines des moyens , d'une part, de production de la chaleur par induction destinée à élever la température de la matière introduite à chauffer, d'autre part, de revêtement extérieur à température peu différente de celle du milieu ambiant et, en outre, des moyens d'isolation thermique La forme prévue pour la meilleure utilisation des ustensiles, par exemple pour les grillades, guide le choix des matériaux utilisés dans une variante de fabrication donnée : il est possible de les réaliser spécialement adaptés pour des caractéristiques particulières, par exemple chauffage lent ou rapide, produit consommable unique ou un mélange de produits, etc. Maintenant une description plus détaillée sera faite en stappu- yant sur les exemples de réalisation illustrées par les dessins annexés. Une face d'une paroi intérne 2 d'un unstensile 1 délimite l'espace prévu pour produit de consommation à échauffer. Un métal conducteur présentant des pertes d'induction élevées, notamment les fers simples et les alliages des fers tels des fontes et des aciers sous toutes leurs formes utilisables, sert à la constitution intégrale ou partielle de cette paroi, ou à constituer une armature de montage grillagée ou pleine, ou encore à être incorporé dans un mélange du type thermodurcissable qui sont alors utilisables pour former la partie chauffante. L'autre face de la paroi interne 2 est orientée vers les moyens calorifuges 6 de l'isolation thermique indépendants ou inhérants à une paroi extérieure recouvrant la paroi interne, leurs bords 4 étant avntaCeuser.ent récris vers un accès 5 de ltespaee destiné à la cuisson. Cette réunion de deux parois est réalisée par une liaison adaptée à l'ustensile par exemple par soudure, collage, agrafage ou même par simple superposition. l'e revêtement extérieur et isolant 3 est constitué d'un matériau réfractaire, tels du verre, procelaine, falence, céramique, par exemple dans la réalisation illustrée par la figure 1. C'est une casserole à manche 7, dont la paroi interne 2 est en tôle noire et la paroi extérieure 3 est en céramique épaisse et vernie. La figure 2 montre une bouilloire à paroi intérieure 2 en tôle d'acier inoxydable. Dans des réalisations de ce type la paroi extérieure 3 est avantageusement en métal à pertes d'induction faibles par exemple, en aluminium, en cuivre, etc. D'autres moyens calorifuges 6 sont également utilisables pour l'isolement thermique en réalisant soit un espace vide, entre les parois 2 et 3, soit rempli d'air ou par un gaz, soit, avec un isolement moindre, en introduisant dans cet espace une matière réfractaire massive ou alvéolée du type cérame, phénoplastes, laine de verre, etc. De plus, dans le cas de réchauffage et de maintien des aliments à la température de consommation, un simple isolant thermoplastique ou analogue est utilisable pour l'isolement thermique de l'ustensile ; une telle réalisation sera décrite plus loin à l'occasion de la figure 6. la figure 3 montre une friteuse., ou bien un poêlon dans lequel la paroi intérieure est réalisée avec des moyens chauffants fractionnés. Une telle fabrication est réalisable notamment avec des éléments calorifères en métal à pertes d'induction élevées sous différentes formes ; c'est ainsi que la figure 3 montre des anneaux métalliques 8 disposés dans la masse isolante. Au lieu d'anneaux, une plaque au fond de l'ustensile on des armature surmoulées sont susceptibles d'être incorporées à la masse isolante. Ta face intérieure de l'ustensile est avantageusement recouverte d'une couche décoratrice ou d'un isolant, par exemple de l'émail ou de la matière plastique comme du polytetrafluoroéthylène. La face extérieure de l'ustensile est recouverte d'une couche isolante épaisse complétant la masse isolante sus-mentionnée et formant la paroi extérieure 3 qui peut être décorée également. Comme éléments calorifères des poudres métalliques utilisés dans un mélange d'enduit ou d'une peinture métallique sont avantageusement utilisés dans les cas d'assemblages difficiles des deux parois, ou d'une mauvaise accessibilité de la face intérieure. La figure 4 montre une marmite dans laquelle la paroi interne est réalisée en émail chargé de poudre métallique, et recouverte d'une matière cérame, elle même recouverte d'émail. Sur cette -figure les deux poignées 9 de manipulation sont représentées et un couvercle isolant 10 est indiqué par des tirets. Des couvercles isolants sont réalisables également pour les ustensiles des figures 1, 2 et 3. Un avantage technique résultant de l'invention est l'adaptabilité des moyens de réalisation à d'autres formes ou usages que ceux décrits ci-dessus. On sait qu'un gril est généralement constitué de tiges métalliques parallèles pour faire cuire à feu vif la viande, le poisson etc, et qu'un gauffrier est formé de deux fers quadrillés entre lesquels sont cuits les gauffres. Ces deux cuissons sont réalisables avec un ustensiles sans étanchéité particulière représenté sur la Figure 5, sur laquelle 2 indique la matière chauffante forméè des plaques quadrillées en fonte réunies par un axe de pivotement Il et emprisonnées respectivement dans un matériau isolant thermique 3 avec lequel les poignées de manipulation 12 sont également réalisées. Par ailleurs dans des installations déservant les collectivités, se pose la question de conservation et de réchauffage des aliments. La figure 6, déjà mentionnée, montre une forme de réalisation d'un plateau réchauffant co.mpartimenté, per exemple en une partie "chaude" 13 et en une partie "froide" 14, un ou des couvercles isolants 10 étt également prévus. Be compartiment chaud 13 est réalisé avec une isolation simplifiée. Ceci permet d'utiliser une enceinte intérieure, per exemple en acier inoxydable 2, séparable du plateau. C'est dans ce compartiment que seront disposés les plats à réchauffer. Be compartiment froid 14 comporte simplement la paroi extérieure isolante 3 du plateau dans lequel des plats 15 sans pertes d'induction trouvent leur emplacement. Un tel plateau, chargé de plats préparés et soumis à un flux magnétique alternatif, permet une manipulation et une distribution facile d'aliments froids, par exemple à moins de ioO C, et d'aliments chauds, par exemple à plus de 500 C. Parmi ces formes et usages différents des appareils suivant l'invention, on peut noter en plus - plusieurs ustensiles, de forme semblable à celle de la figure 3, de hauteurs différentes, qui s'emboîtent les uns dans les autres et forment un ensemble "gigogne" pour maintenir au chaud ou réchauffer ou cuire en même temps plusieurs produits alimentaires ou autres - pour les liquides ou les corps gras servant à frire, adjonction d'un élément plongeur ou d'une grille fritteuse en métal à pertes d'induction élevées,dont la présence accélère l'élévation de la température dans l'ustensile utilisé, par exemple du type de la figure 3 ;; - des plateaux pour un menu standard, du type représenté sur la figure 6, utilisables sur des moyens de transport et avantageusement stockés dans une armoire munie d'un circuit inducteur à fréquence fournie par exemple par un onduleur - incorporés dans une cuisinière alimentée en courant périodique, un chauffe-eau et/ou un four utilisant des parois composites du type décrit - en appareils électriques directement utilisables en connectant à une prise de courant du réseau alternatif de tension voulue un ensemble constitué pz.r l'un quelconque des ustensiles décrits et associé au moyen de couplage à une source d'alimentation en courant périodique et, par ailleurs, un grille-pain à chauffage par induction, un aquarium pour poissons exotiques, et un gauffroir pour le travail du cuir par exemple. En qutre, un avantage supplémentaire inhérant aux réalisations des appareils dévoilés est à remarquer, cet avantage étant parti zulierement appreciable par l'utilisateur car il s'agit d'appareils extérieurement "froids". I1 en résulte la possibilité de manipulation et de dépose sur tout support sans danger de se brûler ou de brûler un tissus par exemple ; utilisant un couplage inductif de la source d'énergie, l'inducteur et l'ustensile restent froids donc extérieurement restent propres et avec un minimes d'entretien de propreté extérieure pour les deux ; le nettoyage de la paroi interne de certaines variantes de réalisation est simplifié par rapport aux ustensiles conventionnels. Du fait que l'induction est transmise à travers divers corps et dans l'espace sans support matérial, et que les structures sont adaptables, celles-ci sont également applicables dans l'industrie chimique et pharmaceutique par exemple, le récipient étant suscep- tible d'être placé dans une enceinte stérile ou en atmosphère raréfiée. RXVSEDICATIONS 1. Appareil calorifugé à chauffage par induction, dont la structure de forne adaptée à l'utilisation comporte une matière conductrice échauifable par la circulation des courts électriqUes induits par un chmp magnétique périodique, cpractérisé en ce que ladite structure (1) comporte une paroi interne (2) à pertes dtinduction élevées au moins partiellement constituée de ladite matière conductrice calorifère et une paroi extérieure (3) à pertes d'induction faibles recouvrant ladite paroi interne, un accès (5) est réalisé vers les bords (4) réunis des dites parois et une isolation thermique des parois est réalisée par des moyens calorifugés (6). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite paroi interne (2) est en métal conducteur à pertes d'induction élevées ayant sa face, orientée vers l'emplacement prévu des corps à chauffer, recouverte d'un matériau réfractaire, son autre face étant recouverte d'une couche épaisse d'un matériau céramique extérieurement verni et constituant ladite paroi extérieure. (3) ainsi que lesdits moyen calorifuges (6). 3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit métal conducteur est du fer et ses alliages. 4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que cet appareil (1) comporte, réuni à sa paroi extérieure (2), un moyen de manipulation (7 ; 9). 5. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite paroi interne (2) comporte ledit métal conducteur fractionné et assemblé en une structure formant une armature. 6. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les éléments formant ladite armature sont des anneaux métalliques (8). 7. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite matière conductrice est formée par une plaque métallique disposée dans le fond de l'appareil. 8 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un mélange comportant un composant métallique pulvérulant constitue ladite matière conductrice calorifère. 9 . Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit mélange est thermodurcissable. 10. Appareil selon la revendication I, caractérisé en ce que ledit appareil (1) comporte un couvercle isolant (10). il Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite structure (1) est réalisée sous une forme plate comportant comme paroi interne (2) une plaque métallique quadrillée emprisonnée dans une paroi extérieure (3) en matériau isolant thermique munie d'une poignée -(12), et en ce que deux telles structures sont assemblées par un axe de pivotement (11) pour former une pince. 12 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite paroi interne (2) est réalisée indépendante et forme un récipient amovible. 13 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites parois interne (2) et extérieure (3) sont rendues solidaires par leurs bords (4), le contenu de l'espace créé entre les parois étant au moins partiellement constitué par lesdits moyens calorifuges (6). 14. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite paroi interne (2) est en tôle d'acier inoxydable et ladite paroi extérieure (3) est en aluminium. 15.- Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que une tôle d'acier inoxydable constitue la paroi interne (2) et la paroi extérieure (3) est en cuivre. 16. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs structures (1)étant réalisés de hauteur-et de diamètre différents, sont emboitables les uns dans les autres à la façon d'un assemblage "gigogne" susceptible d'être induit par un champ magnétique périodique. 17 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit appareil (I) comporte un moyen accélérateur de chauffage pour fluides constitué par un corps plongeur métallique. 18. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une structure (1) est incorporée dans un dispositif inducteur stationnaire, l'ensemble réalisent un four à chauffage par induction. 19. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite structure (1) est à couplage permanent 20. Appareil selon la revendication 1, comportant des structures planes selon la revendication 11, caractérisé en ce que les deux parois internes (2) sont assemblées de matière à réaliser un emplacement de cuisson, l'ensemble formant un grille-pain. 21. Appareil selon la revendication 1, comportant des structures planes selon la revendication 11,caractérisé en ce que les parois internes (2) sont amovibles et munies de motifs à reproduire formant ainsi un gauffroir 22 . Appareil selon la revendication 1 destiné à servir d'aquarium, caractérisé en ce que les parois sont en verre avec un fond qui comporte ladite matière conductrice calorifère et auquel est associé un inducteur.