Brevet FR2582896A1 — publié le 19861205

APPAREILS ELECTRODOMESTIQUES OU ANALOGUES UTILISABLES AVEC LES FOYERS A INDUCTION ET NE NECESSITAWT PAS Drt BRANCHEMENT POUR LEUR ALIMENTATION. La présente invention concerne un nouveau type d'appareils utilisant l'électricité comme source d'énergie et qui ne nécessitent pas da raccordement direct au secteur pour leur alimentation. Elle a -trait plus particulièrement à un nouveau type d'appareils électrodomestiques ou analogues dont l'alimentation est obtenue sans raccordement direct au secteur. A ce jour, les appareils électrodomestiques, tels que las fours, grils, moulins à café, mélangeurs..., né cestent pour leur fonctionnement d'être raccordés au secteur par l'intermédiaire d'une prise. Par suite, il est indispensable de prévoia des installations comporte tant non seulement des branchements pour les appareils destinés à être reliés en permanence au secteur (tels que les fours, plaques de cuisson, machines à laver. > ), mais également des prises additionnelles pour les appareils électrodomestiques dont l'usage est occasionnel. De telles prises de branchement compliquent les installations électriques, sont en générai inesthétiques et peuvent également présenter un danger, notamment pour les enfants. Par ailleurs, les appareils électrodomestiques comportent donc obligatoirement un cordon de raccordement qui non seulement est gênant mais également arrive à se détériorer à la longue. De plus, l'entretien de tels appareils, lavage notamment, implique du fait de ce raccordement extérieur, certaines précautions. Or on a trouvé. et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un nouveau type d'appareils électrodomestiques qui surmontent ces inconvénients et qui peuvent fonctionner sans aucun raccordement direct au secteur, l'énergie nécessaire à leur fonctionnement étant obtenue par le biais d'un foyer à induction, de type connu, alimenté quant à lui directement par le courant du secteur (en général ayant une tension de 220 volts et une fréquence de 50 à 60 Hertz) et fonctionnant à une fréquence de l'ordre de 25 à 35 kHz. De tels foyers à induction peuvent être par exemple du type de ceux faisant l'objet de la demande de brevet français n" 2 486 345 ou 84/19 848. La figure 1 illuste de manière schématique la structure et le fonctionnement d'un foyer de cuisson à induction de type connu, la figure 2 étant une vue de détail montrant la structure de l'inducteur que comporteun tel foyer. Bien entendu, lorsque le foyer comporte plusieurs zones de cuisson, plusieurs inducteurs sont utilisés. Si l'on se reporte à ces figures 1 et 2, un tel foyer à induction est essentiellement composé d'un convertisseur (ou générateur) (1) alimenté par le secteur 50 ou 60 Hz et donnant dans une self (2) (ou inducteur) un courant à la fréquence de 25 à 30 kHz. L'inducteur (2) est, ainsi que cela ressort de la figure 2, constitué par un bobinage en spirale plane d'une "tresse" de brins de cuivre isolés, les sorties (3,4) étant reliées au générateur (1). De tels foyers permettent une chauffe rapide d'ustensiles métalliques (5) disposés sur une plaque (6) en vitro céramique (ou autre plaque similaire), intercalée entre l'inducteur (2) et le fond de ces ustensiles (5). Le champ électromagnétique crée par le passage du courant haute fréquence produit par le convertisseur (1), génère des courants de Foucault dans le fond métallique des ustensiles permettant la chauffe. La plaque (5) en matériau non métallique (vitro céramique) ne sert que de support mécanique aux ustensiles. Or, on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un nouveau type d'appareils électrodomestiques qui peuvent être alimentés directement à partir de tels foyers à induction et ce, sans nécessiter de branchement extérieur, lesdits appareils étant caractérisés par le fait qu'ils comportent un socle- destiné à reposer sur la plaque que comporte le foyer à induction, ledit socle étant à base d'un matériau isolant (non métallique) dans lequel est disposé un capteur d'é- nergie constitué d'un inducteur qui donne à ses bornes une force rlectromotrice induite qui alimente un circuit correspondant aux fonctions que doit remplir l'appareil (par exemple transformation de l'énergie en chaleur, en lumière, en mouvement). Avantageusement, le capteur que comporte l'appareil conforme à l'invention est similaire à l'inducteur que comporte la plaque à induction et fonctionne à la même fréquence. La puissance disponible à la sortie du capteur peut être soit fixe soit au contraire réglable, par exemple en modifiant le rapport de transformation, c'est-à-dire le rapport entre le nombre de spires du capteur et celui de l'inducteur de la plaque et/ou en modifiant l'écartement entre ces deux éléments et/ou leur position l'un par rapport à l'autre. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce aux exemples de réalisation donnés ci-après à titre indicatif mais non limitatif et qui sont illustrés par les schémas annexés dans lesquels - la figure 3 illustre le schéma de principe d'un appareil réalisé conformémment à l'invention et la manière dont il fonctionne - les figures 4,5 et 6 illustrent un four de cuisson réalisé conformément à l'invention ; - les figures 7 et 8 illustrent une lampe réalisée conformément à l'invention - les figures 9 et 10 illustrent un mélangeur. D'une manière générale, on peut dire que les trois exemples de réalisation donnés ci-après illustrent les différentes possibilités permises par l'invention, à savoir le fait de pouvoir réaliser des appareils électrodomestiques fonctionnant sans fil d'alimentation et pouvant créer soit de la chaleur, de la lumière ou un mouvement. Dans tous les modes de réalisation, ainsi que cela ressort de la figure 3, l'alimentation est obtenue par l'intermédiaire d'une plaque à induction de type connu telle que rappelée précédemment et illustrée par la figure 2. Dans le cas présent, l'inducteur (2) se présente sous la forme d'une spirale plane telle qu'illustrée à la figure 2, dont le diamètre est d'environ d'une vingtaine de centimètres et qui est constitué par l'enroulement d'une tresse de filaments de cuivre, cette tresse ayant un diamètre de trois à quatre millimètres et la spirale comportant vingt à trente spires. frt inducteur (2) est disposé en-dessous de la plaque support (6) (vitro céramique). L'appareil conforme à l'invention, désigné par la référence générale (A) est, quant à lui, constitué d'un socle (7) prévu à la base d'une enceinte (8), enceinte dont la forme, les dimensions.. dépendront des fonctions que doit remplir un tel appareil. Dans tous les cas, conformément à l'invéntion, un capteur d'énergie (9) est disposé dans le socle (7), ce capteur étant, de préférence, réalisé d'une manière similaire à l'inducteur (2) du foyer de cuisson proprement dit. Le socle (7) est réalisé dans un matériau non conducteur et est destiné à etre posé à plat sur la plaque support (7) en lieu et place des ustensiles de cuisine conventionnels utilisés jusqu'à ce jour en association avec de telles plaques de cuisson. Lorsque le générateur à induction (1) fonctionne, il apparait donc aux bornes (10,11) du capteur (9) une force électromotrice induite de même fréquence 25 à 35 kHz et dont l'amplitude peut être variable, et, par exemple dépendre du rapport de transformation, c'est-àdire-du rapport entre le-nombre de spires du capteur (9) et celui de l'inducteur (2). Eventuellement, il pourrait être envisagé de modifier ce rapport par simple déplacement du socle sur la plaque (6) et/ou en réglant l'écartement e entre l'inducteur (2) et le capteur (9). La force électromotrice produite aux bornes du capteur (9) est utilisée, conformément à l'invention, pour être envoyée dans un circuit d'utilisation (12) d'un récepteur (13), le circuit (12) etant conçu selon les fonctions que doit remplir le récepteur (13).La puissance absoXbee par le récepteur (13) est fonction de son inpédance elle est égale au plus à la puissance du générateur à induction (1). Ainsi que le montreront les trois exemples de réalisation donnés ci-après, le récepteur (13) peut être une résistance électrique si l'appareil dans lequel il est placé est destiné à chauffer, une source lumineuse, unmoteur électrique permettant de communiquer un mouve ment....... Par ailleurs, dans un même appareil, le capteur (9) peut éventuellement alimenter plusieurs récepteurs, soit de nature identique, soit de nature différente. Ainsi, on peut réaliser un appareil électrodomestique comportant à la fois un moteur destiné à produire une action mécanique et une résistance électrique pour obtenir un effet thermique. Dans le schéma de principe illustré par la figure 3, l'interrupteur (14) permet la mise en marche ou l'ar rêt de l'appareil. Eventuellement, on pourrait disposer en série avec cet interrupteur (14) un interrupteur automatique obéissant à une fonction déterminée propre à l'appareil, par exemple un thermostat, un pressostat, un hygrostat, un programmateur, etc.. De même, plusieurs récepteurs peuvent etre alimentés par le même capteur, l'ensemble faisant partie du même appareil. Les figures 4, 5 et 6 illustrent la structure et le fonctionnement d'un four réalisé conformément à l'invention. Dans un tel mode de réalisation, le récepteur (13) se présente sous la forme d'une enceinte, dont l'une des faces (15) peut'entre ouverte pour en permettre l'accès La base de cette enceinte (13) forum le socle (7) dans lequel est disposé le capteur (9) en forme de spirale plane. Conformément à l'invention, ce four ne comporte aucun cordon de raccordement à une source d'alimentation extérieure. Afin d'assurer le chauffage de l'intérieur du four, il comporte une résistance de sole (16) et une rsistan- ce de voûte (17). Ces deux résistances (16,17) sont raccordées aux deux bornes (10,11) du capteur (9). Un thermostat (18) est intercalé sur le circuit et permet d'afficher et d'obtenir la température souhaitée. Le schéma du circuit d'un tel four est illustré par la figure 5. Dans ce four, le socle (7) est réalisé en matériau isolant électrique et comporte donc le capteur (9) incorporé. Au-dessus de ce capteur (9), est disposée la résistance de sole (16) séparée de celui-ci par un matériau isolant thermique et électrique. Juste au-dessus dé la résistance de sole (16), est disposée une plaque d'un métal (20), non magnétique (aluminium par exemple) servant de diffuseur thermique. La résistance de voûte (17) est, quant à elle, incorporée dans le capot supérieur de l'enceinte (13). Les organes de commande et de visualisation (thermostat (18), interrupteur (14), voyant lumineux (19)) sont noyés dans un caisson (21) accolés à l'enceinte proprement dite (13). Les fils sont noyés dans les parois et se trouvent donc invisibles. Un tel four, du fait qu'il ne comporte aucun passage pour le câble d'alimentation peut être facilement nettoyé, par exemple par immersion dans un éviers voire même par passage dans un lave-vaisselle, la porte de fermeture étant bien entendu otée. Les figures 7 et 8 illustrent une lampe d'éclairage sans fil d'alimentation réalisée conformément à l'invention. Dans une telle lampe, l'ampoule (21) constitue donc le récepteur, son alimentation étant obtenue par l'intermédiaire d'un capteur (9) noyé, comme précédemment, dans un socle en matière non conductrice. Lorsque l'ampoule (21) est une ampoule à incandescence ou à halogène, l'intensité lumineuse peut etre réglée facilement par mise en série avec le capteur (9) d'une inductance (22) variable, noyée dans le socle (7). Une telle lampe, outre l'avantage qu'elle ne comporte pas de cordon d'alimentation, a son ampoule qui fonctionne en fréquence élevée, ce qui améliore l'efficacité lumineuse. En effet, les courants circulant dans le filament sont d'intensité plus forte en surface du fait de l'effet pelliculaire, ce qui augmente la température de surface et améliore 1 'émission lumineuse. Les figures 9 et 10 illustrent un mélangeur réali sé conformément à l'invention. Dans un tel mélangeur, l'énergie fournie par le capteur (9) sert à alimenter un moteur électrique (23) qui entraîne une hélice (24). Le moteur (23) est un moteur à courant continu et est alimenté par le capteur (9) grâce à, par exemple, un pont redresseur (25). Comme précédemment, le capteur (9) est noyé dans un socle en .a-ière isolante. Comme dans exemple précédent, illustré par les figures 7 et 8, il est possible d'obtenir une variation de puissance (donc de vitesse) par interposition en série avec le capteur (9) d'une self variable (voir figure 10). Bien entendu, de manière connue, l'hélice (24) est disposée à l'intérieur d'un récipient destiné à contenir les produits à mélanger. Les exemples qui précèdent montrent bien les avantages apportés par l'invention et notamment le fait qu'il est possible de réaliser un grand nombre d'appareils électrodomestiques pouvant fonctionner sans fil d'alimentation ce qui, non seulement, en facilite l'utilisation mais également permet d'avoir des ensembles étanches pouvant être facilement nettoyés après usage. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation donnés précédemment mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. REVENDICATIONS 1/ Appareils électroménagers ou analogues utilisables avec les foyers à induction et ne nécessitant pas de branchement pour leur alimentation, caractérisés par le fait qu'ils comportent un socle (7) destiné à reposer sur la plaque (6) que comporte le foyer à induction, ledit socle (7) étant à base d'un matériau isolant dans lequel est disposé un capteur (9) d'énergie constitué d'un inducteur qui donne à ses bornes (10,11) une force électromotrice induite qui alimente un circuit (12) correspondant aux fonctions que doit remplir l'appareil (13). 2/ Appareils selon la revendication 1; caractérisé par le fait que le capteur (9) est semblable à celui (2) qui équipe le foyer de cuisson et fonctionne cela même fréquence 3/ Appareils selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisés par le fait que le capteur (9) alimente un ou plusieurs récepteurs disposés à l'intérieur de l'appareil; lesdits récepteurs pouvant être constitués par de résistances électriques (17), une source lumineuse (ampoule) (21) ..; qui fonctionnent à haute fréquence ou en courant continu avec l'aide de redresseurs de courant. 4/ Appareils selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisés par le fait que le circuit d'alimentation (12) associé au récepteur (13) comporte un interrupteur (14) et/ou un thermostat et/ou un pressostat et/ou un programmateur, etc.. 5/ Appareils selon l'une des revendications 1 à Se, caractérisés par le fait que le circuit électrique d'alimentation (12) du récepteur (13) comporte une inductance variable permettant d'assurer une variation progressive de la puissance du récepteur (13). 6/ Appareils selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'ensemble des circuits sont :ovés de manière étanche à l'intérieur de l'enceinte dudit appareil.