Brevet FR2496928A1 — publié le 19820625

La présente invention est relative aux appareils de cuisson électriques et/ou à gaz tels que les tables de cuisson, les cuisinières,les fours à micro-ondes et analogues. Pour obtenir une régulation de la puissance appliquée aux foyers de cuisson de ces appareils, il est déjà connu de les équiper d'un doseur d'énergie permettant de fournir l'énergie sous la commande d'un train d'ondes électriques dont l'utilisateur peut régler le rapport cyclique en fonction du régime de cuisson qu'il désire obtenir. I1 est également connu d'équiper les foyers formés par les plaques électriques de cuisson d'un capteur de température placé généralement au centre de la plaque et détectant la température du fond du récipient de cuisson placé sur celle-ci. Ce capteur de température peut servir d'organe de commande pour couper l'alimentation en cas de dépassement d'une température donnée supérieure et pour la rétablir lorsqu'une température inférieure est atteinte. I1 peut également servir d'élément d'entrée fournissant un signal d'entrée à une boucle de réglage de la puissance électrique appliquée à la plaque. L'expérience a montré que le réglage thermostatique réalisé de cette façon n'est pas toujours satisfaisant puisque le capteur ne peut détecter la température du mets à cuire que par l'intermédiaire du fond du récipient. Or, dans ce cas précis, il serait souhaitable de pouvoir engendrer un signal instantané de température re flétant exactement celle du mets contenu dans le récipient de cuisson. D'une façon plus générale, il serait avantageux de commander l'énergie appliquée à l'appareil de cuisson en fonction de la température du mets lui-même, par exemple lorsqu'il s'agit d'un rôti, dlune volaille ou autre ou encore d'un liquide contenu dans un récipient. L'invention a pour but de fournir un dispositif de commande pour appareil de cuisson capable de fonctionner avec un tel signal instantané de température. L'invention a donc pour objet un dispositif de commande pour appareil de cuisson comportant un doseur d'énergie pour fournir à cet appareil de l'énergie sous la commande d'un train d'ondes électriques à rapport cyclique variable, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre une sonde de température destinée à détecter directement la température du mets en cours de cuisson et une boucle de réglage de l'énergie fournie à cet appareil, ladite boucle étant reliée d'une part à la sonde pour en recevoir un signal de température réelle, et d'autre part, audit doseur par l'intermédiaire d'un intégrateur pour en recevoir un signal de consigne de température. I1 résulte de ces caractéristiques, que le réglage de la puissance énergétique appliqué à l'appareil de cuisson peut être effectué exactement en fonction de la tempérautre réelle du mets à cuire détectée par la sonde, tandis que le signal de consigne de la boucle de réglage est obtenu à partir du doseur d'énergie associé couramment aux appareils de cuisson modernes. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, ladite sonde de température est associée à un organe de commutation destiné à ne mettre en circuit ladite boucle de réglage que lorsque la sonde de température est utilisée. Cette caractéristique présente l'avantage particulier que l'utilisateur peut, comme dans les appareil s actuels équipés d'un doseur d'énergie, fixer la température de consigne souhaitée à l'aide de celui-ci, le dispositif de commande s'adaptant automatiquement lorsque la sonde de température est utilisée. D'autres caractérïstiques de l'invention appa raieront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la Fig.l est un schéma simplifié d'un dispositif de commande pour appareil de cuisson du type électrique réalisé selon l'invention; - la Fig.2 représente un ensemble de courbes de certains signaux apparaissant dans le dispositif de commande représenté à la Fig.l; - la Fig.3 représente le schéma d'un autre mode de réalisation de l'invention; - la Fig.4 représente un ensemble de courbes de certains signaux apparaissant dans le dispositif de commande de la Fig.3; et - la Fig.5 est un graphique de la température en fonction du temps illustrant le fonctionnement du dispositif de commande de la Fig.3. - la Fig.6 montre un schéma simplifié d'un dispositif de commande selon l'invention, pour un appareil de cuisson au gaz; et, - la Fig.7 est une vue schématique en perspective d'une table de cuisson avec sa sonde de température. Le dispositif de commande selon le schéma de la Fig.l est destiné à appliquer de l'énergie à une plaque électrique de cuisson F comportant une résistance de chauffage R qui d'une façon connue en soi est montée dans une plaque de fonte. La résistance électrique est connectée à une source de tension, telle que le secteur, par l'intermédiaire d'un contact interrupteur 1 d'un relais de puissance 2 comportant une bobine 3. L'une des extrémités de l'enroulement de la bobine 3 est connectée à une borne 4 d'alimentation auxiliaire de tension tandis que l'autre extrémité est reliée au contact mobile 5a d'un commutateur 5. L'un des contacts fixes 5b de ce commutateur est relié directement à la sortie d'un doseur d'énergie 6 connu en soi et capable de fournir un signal de commande constitué par un train d'ondes rectangulaires à rapport cyclique variable. Le régla ge de ce rapport cyclique peut être effectué par un bou ton de commande 6a qui se trouve sur le bandeau de l'appareil de cuisson. Le dispositif de commande suivant l'invention comporte également une sonde de température 7 constituée de préférence par un style ou une aiguille pouvant être placée dans un récipient de cuisson ou éventuellement être piquée dans un mets si ce dernier est un morceau de viande par exemple. La sonde 7 est équipée d'un fil souple 8 et d'une fiche 9 qui peut être insérée dans une prise 10 se trouvant par exemple à côté de la plaque de cuisson F. Le commutateur 5 est de préférence monté dans la prise 10 - pour pouvoir être manoeuvré par la fiche 9 lorsqu'elle est insérée dans cette prise. Ceci est symbolisé par le trait en pointillé 11 sur la Fig.l. La prise 10 est raccordée à la première entrée d'un comparateur 12 qui constitue l'un des éléments d'une boucle de réglage 13, de telle sorte que le signal engendré par la sonde 7 puisse constituer le signal de température réelle de cette boucle de réglage. L'autre entrée du comparateur 12 est raccordée à la sortie d'un intégrateur 14 dont l'entrée est reliée à la sortie du doseur d'énergie 6. La sortie du comparateur 12 est reliée au contact fixe 5c du commutateur 5. Le fonctionnement de ce montage sera maintenant décrit à l'aide de la Fig.2. Cette figure montre respectivement en A à E les signaux apparaissant aux points du circuit représenté à la Fig.l,.désignés par des lettres correspondantes. Lorsque la sonde 7 n'est pas branchée, c'est-àdire que la fiche 9 ne se trouve pas dans la prise 10, le contact mobile 5a est branché sur la sortie du doseur d'énergie dont le bouton de manoeuvre 6a a été placé sur l'une des positions de sélection de température. La bobine 3 du relais 2 reçoit alors un train d'ondes de la for me représentée en A sur la Fig.2. I1 en résulte que le contact 1 est périodiquement fermé et l'énergie est appliquée par impulsions à la résistance R de la plaque de cuisson F. Une modification de la position du bouton 6a provoque une variation du rapport cyclique des impulsions d'énergie fournies à la plaque. I1 en résulte que le fonctionnement du montage est réalisé " en boucle ouverte (partie droite de la Fig.2). Lorsque la prise 9 est placée dans la fiche 10, la sonde 7 est branchée et le commutateur 5 établit un circuit entre la bobine 3 du relais 2 et la sortie du comparateur 12. Dans ces conditions, la régulation devient à boucle fermée, car le signal de commande fourni par le doseur d'énergie est intégré dans l'intégrateur 14 qui engendre un signal de la forme de la courbe C de la Fig.2. La sonde 7 fournit un signal de température réelle (courbe B) qui est fonction de la température du mets à cuire dans lequel elle est placée, cette température oscillant entre une valeur maximale et une valeur minimale. Le comparateur 12 engendre un signal de sortie (courbe D) lorsque le signal de la sonde 7 est inférieure au signal du sortie de l'intégrateur 14. I1 en résulte que le relais 2 est excité pendant la même période et qu'en définitive la température du mets à cuire oscille autour d'une valeur de consigne qui est déterminée par l'intégration du signal fourni par le doseur, signal dont le rapport cyclique a été fixé en fonction de la position du bouton 6a. Le signal de sortie du doseur sert donc dans ce cas de signal de consigne pour la boucle 13. On notera que par le seul fait d'insérer la fiche 9 dans la prise 10 et donc de brancher la sonde 7, la régulation est mise en marche et l'utilisateur n'a donc pas à se préoccuper d'effectuer d'autres opérations. Par ailleurs, le bouton de réglage 6a est le seul élément qui doit être réglé par l'utilisateur, ce qui ne diffère donc pas du mode d'emploi habituel des plaques de cuisson munies d'un doseur d'énergie. La Fig.3 représente un autre mode de réalisation de l'invention destiné également à une plaque électrique de cuisson et qui vise plus particulièrement à éviter un pompage " de la régulation lorsque le signal de consigne affiché par le bouton 6a correspond à une température relativement faible. En effet, comme représenté à la Fig.5, le dispositif de la Fig.l peut engendrer des oscillations de la température qui peuvent constituer une proportion relativement grande de la température affichee si celle-ci a une valeur faible (courbes A et B). Cet effet s'atténue lorsque la tempérautre affichée est plus élevée. Cependant, pour réduire ces oscillations à basse température, le dispositif de commande de la Fig.3 diffère de celui de la Fig.1 en ce que la sortie du comparateur 12 est raccordée à la base d'un transistor 15 dont le collecteur est relié à la tension d'alimentation auxiliaire (borne 4) et dont l'émetteur est relié à l'un des contacts fixes 5c du commutateur 5. L'autre contact fixe 5b est raccordé directement à la source de tension auxiliaire.Par ailleurs, la bobine 3 du relais 2 est connectée à la sortie du doseur d'énergie 6 par l'intermédiaire d'un inverseur 16. Lorsque le contact mobile 5a du commutateur 5 est branché sur la source d'alimentation 4, le fonctionnement est celui déjà décrit à propos de la Fig.1, le montage agissant en " boucle ouverte ". ( Partie droite de la Fig.4). Par contre, lorsque le commutateur 5 est inversé par l'insertion de la fiche 9 dans la prise 10, le transistor 15 est rendu conducteur tant que le signal fourni par la sonde 7 est inférieure à celui fourni par l'inté- orateur 14. Le transistor 15 autorise alors l'excitation du relais 2 pour que celui-ci puisse être alimenté par le doseur 6 avec le rapport cyclique affiché par le bouton 6a. I1 en résulte une courbe de régulation plus régu lière (courbe c de la Fig.5). La Fig.6 représente un dispositif de commande suivant l'invention associé à un appareil de cuisson à gaz. I1 s'agit ici d'un brûleur BR du type dit " séquentiel qui est alimenté en gaz à travers une canalisation CA dans laquelle est insérée une électrovanne EV munie d'une bobine de commande BO. Cette dernière est excitée ou désexcitée par un circuit électronique CEC de commande et de surveillance connu en soi. Ce circuit peut être initié par l'interrupteur 1 du dispositif de commande suivant l'invention ou être bloqué par le même dispositif. Comme connu en soi, le circuit CEC est associé à une sonde de surveillance de flamme SS et à une bougie d'allumage BA toutes deux placées près du brûleur à gaz BR. Le dispositif étant, par ailleurs identique à celui de la Fig.l, son fonctionnement ne sera pas décrit en détail. I1 suffit de noter que l'interrupteur 1 initie le fonctionnement du circuit CEC conformément à la courbe E de la Fig.2. L'exemple que l'on vient de décrire illustre clairement que l'invention peut être appliquée à un appareil de cuisson quelconque, l'interrupteur 1 pouvant toujours facilement être adaptée pour couper et rétablir l'alimentation en énergie de l'appareil de cuisson qu'il soit électrique ou à gaz. C'est ainsi que le dispositif de commande suivant l'invention peut être utilisé avec un four à micro-ondes avec un appareil de cuisson fonctionnant par induction etc. On notera également que dans le cas du la Fig.6, le combustible alimentant le brûleur peut être autre que le gaz. La Fig.7 montre une variante de réalisation de la sonde de température utilisable notamment avec une table de cuisson TC à foyers électriques et/ou à gaz. La sonde 7 est associée à un berceau 17 fixé sur la table et comportant un poussoir coulissant 18 coopérant avec un inverseur 19 qui n'est autre que l'inverseur 5 des Fig.1,3 et 6. L'inverseur est placé sur son contact fixe opposé lorsque la sonde est déposée dans le berceau ou enlevée de ce dernier pour être placé dans le mets à cuire. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande pour: appareils de cuisson tels que plaques de cuisson, bruleurs à gaz, cuisinières, fours à micro-ondes ou autres appareils analogues, comportant un doseur d'énergie pour fournir à cet appareil de l'énergie sous la commande d'un train d'ondes électriques à rapport cyclique variable, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre une sonde de température (7) destinée à détecter directement la température du mets chauffé par l'appareil (F), et une boucle de réglage (13) de l'énergie fournie à cet appareil de cuisson, ladite boucle étant reliée d'une part à la sonde (7) pour en recevoir un signal de température réelle et, d'autre part, audit doseur (1,2,3,6) par l'intermédiaire d'un intégrateur (14) pour en recevoir un signal de consigne de température. 2. Dispositif de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la sonde (7) comporte des moyens (5,8,9,10;17,18) au moyen desquels elle peut être connectée à ladite boucle (13) au choix de l'utilisateur. 3. Dispositif de commande suivant la revendication 2, associé à un foyer de cuisson tel qu'une plaque électrique ou un brûleur à gaz, caractérisé en ce que lesdits moyens de branchement comportent une prise (10) prévue au voisinage du foyer de cuisson (F; BR), ainsi qu'une fiche (9) reliée à la sonde proprement dite (7) par l'intermédiaire d'un fil de connexion (8). 4. Dispositif de commande suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite prise (10) comporte un organe de commutation (5) destiné à ne mettre en circuit ladite boucle de réglage (13) que lorsque la sonde (7) est utilisée. 5.Dispositif suivant la revendication 3, caraco térisé en ce que lesdits moyens de branchement comportent une fiche (10) pour le branchement de la sonde, un berceau (17) pour le rangement de la sonde placé au voi sinage du foyer de cuisson (F,BR) ainsi qu'un organe de commutation (5) associé au berceau et destiné à ne mettre en circuit ladite boucle de réglage (13) que lorsque la sonde (7) est utilisée, c'est-à-dire lorsqu'elle n'est pas déposée dans le berceau (17). 6. Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, dans lequel ledit doseur d'énergie comporte un relais commandant un contact destiné à assurer l'application de l'énergie au foyer de cuisson, caractérisé en ce que la bobine (3) de ce relais est reliée à l'organe de commutation (5) de manière à la connecter soit directement au doseur (6) soit à la sortie de la boucle de réglage (13) suivant que ladite sonde (7) n'est pas ou est utilisée. 7. Dispositif de commande suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ledit organe de commutation (5) est branché directement à la sortie de la boucle de réglage (13). 8 Dispositif suivant la revendication 6, carac térisé en ce que ledit organe de commutation (5) est con necté à la sortie de la boucle de réglage (13) par l'inter médiaire d'un élément de commutation supplémentaire (15) tel qu'un transistor autorisant l'excitation du relais (2) par le doseur (6) en fonction du signal de sortie de la boucle de réglage (13).