Brevet FR2629327A1 — publié le 19891006

La présente invention concerne un appareil domestique de cuisson d'aliments à la vapeur. On connait deux grandes sortes d'appareils domestiques de cuisson d'aliments à la vapeur : les appareils de cuisson à une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique et les appareils de cuisson à une pression bien au-dessus de cette pression. L'avantage de ces derniers est qu'ils ne nécessitent que très peu de vapeur pour réaliser la cuisson. Par contre, ils présentent un double inconvénient, à savoir, nécessiter une construction qui doit tenir compte de ce que, précisément, la cuisson s'effectue à une pression nettement supérieure à la pression atnosphèrique, ce qui impose non seulement des qualités mécaniques correspdndantes, mais aussi des dispositifs de sécurité, et n'assurer qu'une cuisson médiocre sur le plan de la diététique, notamment parce que les vitamines ne la supportent pas et parce que l'eau de cuisson est la plupart du temps trop concentrée pour être utilisable. Par rapport à ces appareils, les appareils cuisson à la.vapeur à la pression atmosphérique présentent le double avantage de respecter les vitamines des aliments et de ne nécessiter ni qualités mécaniques particulières de la construction ni dispositifs de sécurité. Par contre, ils nécessitent une quantité de vapeur importante et donc une consommation également importante de calories. Par ailleurs, conçus pour des besoins familiaux et donc pour une cuisson de plusieurs portions, tous ces appareils ne sont pas économiquement adaptés à la cuisson de portions individuelles et la raison en est que leur miniaturisation n'est pas un simple problème d' homothétie. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un appareil de cuisson d'aliments à la vapeur qui conserve les avantages des deux types d'appareils connus, à savoir simplicité de construction, non-nécessité de dispositifs de sécurité, cuisson respectant les aliments et faible consommation de liquide. Par ailleurs, sa conception permet de 1' utiliser indifféremment à la cuisson d'une ou dc plusieurs portions. individuelles. Un tel appareil de cuisson comprend essentiellement une chambre de production de vapeur, et une chambre de cuisson reliée à la première chambre et dans laquelle la vapeur produite est distribuée et il est caractérisé en ce que des moyens sont disposés sur le trajet de la vapeur entre chambre de production et chambre de cuisson. pour extraire de la dite vapeur toutes les gouttelettes de liquide qui y sont en suspension, de manière à ne distribuer que de la vapeur pure dans la chambre de cuisson. Grâce à cette disposition qui permet d'utiliser tout le volume de vapeur produit, il devient possible de cuire des aliments avec une quantité limitée de liquide et sans obtenir, cependant,en fin de cuisson, un liquide trop concentré. Suivant une autre caractéristique essentielle de l'invention, on prévoit des moyens pour ramener dans la chambre de production de vapeur, au moins une partie du liquide extrait du courant de vapeur. Dans une réalisation préférée de l'invention, la sortie de vapeur de la chambre de production de vapeur s'effectue dans la partie haute de la dite chambre, par au moins un orifice de dimension restreinte au moins dansa hauteur et dont l'orientation est telle que le jet de vapeur qui en sort soit dirigé sur une paroi d'une chambre annexe moins chaude que la chambre de production de vapeur. Grâce à cette double disposition, les gouttelettes de liquide qui pourraient être en suspension sont fixées sur la paroi, de même que les particules de vapeur qui sont à une température en deçà d'une certaine valeur. Par ailleurs, les dimensions de la chambre annexe sont telles qu'elles assurent une détente qui annule les conséquences, sur le courant de vapeur sortant, de l'effet de venturi provoqué par le ou les orifices de sortie de la vapeur, effet bénéfique sinon nécessaire pour obtenir la séparation des gouttelettes de liquide et de la vapeur sur la dite paroi. Suivant une caractéristique intéressante de la réalisation précédente, la chambre annexe possède une liaison telle avec la chambre de production de vapeur que la vapeur qui s'y condense revient dans cette chambre. cilliVc . une autre caractéristique, la chambre annexe sert également de réserve de liquide pour la chambre de production de vapeur si bien que la masse de liquide que celle-ci contient peut être transformée en vapeur plus rapidement et plus régulièrement que si toute cette masse s'y trouvait. Par ailleurs, la vapeur qui se condense dans la chambre annexe va transmettre à la réserve de liquide qu'elle rejoint, les calories qu'elle avait reçues dans la chambre de production de vapeur, assurant ainsi un préchauffage de cette réserve. Dans une réalisation préférée d'un générateur de vapeur équipant un appareil de cuisson à la vapeur d'eau suivant l'invention, le chauffage de l'eau en vue de la formation de vapeur se fait à partir du fond de la chambre de production de vapeur, ce fond réalisant une succession de cavités dans lesquelles l'eau est amenée plus rapidement à la température d'ébullition qu'avec un fond chauffant plat. Suivant une autre réalisation préférée, la surface du fond chauffant de la chambre de production de vapeur est avantageusement choisie rugueuse de manière à favoriser la formation régulière de petites bulles de vapeur, éviter une ébullition par soubresauts avec bouillonnements ainsi que des surchauffes locales de l'eau risquant de désordonner le bon fonctionnement de l'appareil, et ajouter ainsi à la régularité de production de vapeur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre en reference aux dessins joints qui illustrent plusieurs exemples, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, de réalisation de la présente invention. La figure 1 est une coupe en élévation d'un appareil de cuisson suivant l'invention. l'invention. La figure 2 est une coupe à échelle réduite,suivant les lignes II-II de la tigure 1. La figure 3 est une coupe à échelle réduite suivant les lignes III-III de la figure 2. La figure 4 est une vue, également à échelle réduite, suivant la flèche IV de la figure l.. La figure 5 est une coupe en élévation d'un autre générateur de vapeur destiné à un appareil de cuisson suivant l'invention. La figure 6 est une vue extérieure d'un appareil de cuisson suivant l'invention, pour la cuisson de portions individuelles, avec dispositif de broyage des aliments cuits, dans la chambre de cuisson. Les figures 7, 8 et 9 montrent une chambre de cuisson suivant l'invention dans laquelle on peut réaliser la cuisson d'une ou de plusieurs portions. La figure 10 montre une autre variante de réalisation de l'invention. L'appareil illustré aux figures l à 4 se compose d'un générateur de vapeur 1 et d'un récipient 2. Le générateur 1 est formé d'un boitier 3, d'un couvercle amovible 4 et d'une résistance électrique blindée 5 disposée dans le fond du boitier 3. La surface extérieure du blindage est légèrement rugueuse et la disposition de l'ensemble de la résistance est telle que celle-ci constitue une série de cavités 21 parallèles ( voir figures 2 et 3 ). Le boîtier 3 a la forme d'un parallélépipède rectangle, de section carrée, avec un épaulement intérieur 12 qui s'étend tout le long de ses quatre côtés, le bord supérieur de chaque côté possédant, en son milieu, une fente baïonnette 13. Le couvercle amovible 4 est également carré et ses dimensions correspondent à celles de l'épaulement 12 sur lequel il est en appui. Il comporte, de première part,un léger cône central traversé par un passage 6, de deuxième part, une paroi circulaire 7 concentrique au passage 6 et s'étendant à l'intérieur du boîtier 3 et, de troisième part, une chambre 8, également concentrique au passage 6 et de forme sensiblement cylindrique. La chambre 8 possède à sa partie supérieure, c'est-à-dire à sa 'jonction avec le couvercle 4, trois minces fentes 9 disposées à 120' l'une de l'autre. Son fond 10 est légèrement conique, la pointe en bas, t comporte un orifice ll à cette pointe. Le récipient 2, cylindrique, est fermé par un couvercle 15, et sa paroi verticale 14 comporte, à sa partie inférieure, quatre ergots 16 disposés à 90 les uns des autres. Son fond 17 porte, en sa partie ccntrale, une tubulure 18, qui s'appuye sur le cône central du couvercle amovible 4 du boîtier 3 par l'intermédiaire d'un joint torique 22 qui assure l'étanchéité entre tubulure et cône central. La tubulure 18, dont la section est légèrement croissante dans sa partie supérieure, comprend plusieurs fentes 19 et elle est fermée à son extrémité 20, la section totale des fentes étant égale à deux fois et demi la section intérieure de la tubulure 18 à l'endroit où les dites fentes 19 commencent. Dans ces conditions, le fonctionnement s'établit comme décrit cidessous. L'ensemble de l'appareil étant démonté, on verse, dans le boîtier 3, la quantité d'eau nécessaire. On pue alors le couvercle 4 sur le boîtier 3, en appui sur l'épaulement 12, puis le récipient 2 sur le joint 22, et enfin, on engage les quatre ergots 16 du récipient 2 dans les fentes baïonnette 13 du boitier 3 pour solidariser l'ensemble. Enfin, on met dans le récipient 2 les légumes à cuire, éventuellemnt découpes cn cubes s'ils sont trop gros et, après avoir posé le couvercle 15 sur le dit récipient 2, on branche l'appareil. La température s'élève dans la résistance électrique 5, et son blindage commence à transmettre les calories qu'il reçoit à l'eau avec laquelle il est en contact. C'est l'eau qui se trouve dans les cavités 21 qui va monter le plus vite en température, puisqu'elle est chauffée de deux côtes à la fois. La légère rugosité de la surface du blindage va favoriser, d'une part, l'échange de calories par la plus grande surface de contact qu'elle offre par rapport à- une surface lisse, et d'autre part,l'ébullition en facilitant, dans un premier temps1 la formation de bulles d'air, puis, dans un deuxième, leur décollement. Les bulles qui se détachent, montent à la surface de l'eau où elles éclatent, augmentant la pression dans l'espace gazeux au-dessus de l'eau. Lorsque la pression atteint une certaine valeur, le mélange airvapeur, puis, au fur et à mesure de l'ébullition de l'eau, la vapeur seule, passent dans la chambre 8 par les trois minces fentes9, qui provoquent un effet de venturi, si bien que la vapeur arrive dans la chambre 8 sous forme de trois jets laminaires projetés contre la paroi circulaire 7 qui est à une température nettement inférieure à la température des jets de vapeur qu'elle reçoit. Grâce à cette disposition, les gouttelettes d'eau qui auraient été entraînes par la vapeur, de méme que les particules de vapeur en deça d'une certaine température se condensent sur la paroi 7, et l'eau ainsi condensée coule le long de la dite paroi, tombe sur le fond 10 de la chambre 8 et est recyclée par l'orifice ll qui la renvoie dans la masse d'eau en cours de chauffage dans le boîtier 3. Par ailleurs, les dimensions de la chambre 8 sont telles que la vapeur y subit une détente si bien que c'est à une vitesse ralentie qu'elle-va passer à travers le passage 6 et la tubulure 18. Du fait que ce passage et cette tubulure sont également a une température inférieure à la température de la vapeur, il peut se produire une deuxième condensation sur leurs parois internes, et l'eau ainsi condensée va s'écouler le long de ces parois, pour retomber sur le. fond 10 de la chambre 8 et revenir, par l'orifice 11, à. la masse d'eau en cours de chauffage. Cette deuxième condensation ralentit encore la vitesse du courant de vapeur et fait que le courant de vapeur ne -peut plus entrainer de goutelettes d'eau. La pression et le débit d'arrivée de la vapeur sur les aliments à cuire vont encore étre diminués par la section de la tubulure 18 qui va en augmentant et par la section des fentes 19 qui est égale à deux fois et demi celle de la tubulure 18 là où elles commencent. Ces légumes étant, eux aussi, à une température bien inférieure à la température de la vapeur, il va se produire une nouvelle condensation. Mais, dans les conditions où elle se produit, ce sera une légère condensation qui va procurer trois résultats avantageux. Tout d'abord, les légumes n'ont pas à subir le choc thermique brutal de l'arrivée instantanée d'une grande quantité de vapeur. En second, il y a mouillage des légumes avec une eau condensée à partir d'une vapeur identique à la vapeur qui en assurera la cuisson et avec laquelle l'échange sera ainsi favorisé. Enfin, l'eau condensée étant chaude, le processus de cuisson va s'amorcer immédiatement. Peu à peu, la paroi circulaire 7, puis la tubulure 18 vont monter en température et les condensations vont diminuer, si bien que le courant de vapeur va se faire progressivement plus abondant, les gouttelettes d'eau entrainées par la vapeur à travers les fentes 9 de la chambre 8 étant toujours arrêtées sur la paroi circulaire 7. Au bout d'un certain temps, il s'établit une sorte d'équilibre sur tout le trajet de vapeur et on arrive pratiquement à 1' état dit "de vapeur saturante" où la vapeur atteint sa pression maximale qui demeurera tant qu'il restera de l'eau à la température- suffisante. Usuellement, des légumes courants coupés en cubes d'environ 10 mm d'arête seront cuits au bout de 10 à 20 minutes, suivant les légumes, s'ils sont soumis aux effets d'une vapeur d'eau saturante. Lorsqu'ils sont cuits, on débranche l'appareil et on les retire facilement du récipient de cuisson 2 qui est amovible. La figure 5 montre une variante de réalisation d'un générateur de vapeur présentant certains avantages par rapport à celui des figures 1 à 4. Ce générateur comprend une chambre de production de vapeur 23 et une chambre de réserve d'eau 24 séparée de la première par une cloison 27 comportant une série d'orifices de petit diamètre 28 à sa partie supérieure et une fente 29 à sa partie inférieure. La chambre 23 est équipée d'une résistance électrique 25 analogue à la résistance 5 des figures 1 à 4, c'est-à-dire constituant des cavités parallèles. En partie haute, est disposée une grille 26. Enfin, il est prévu un orifice 33 fermé par un bouchon 34. La chambre 24 possède un fond incliné 30. Sa paroi supérieure horizontale 36 porte une retombée 31 parallèle à la cloison 27, et une tubulure 32 qui traverse le fond d'une chambre de cuisson 35 seulement amorcée sur le dessin. Le fonctionnement de ce générateur est semblable au fonctionnement du générateur des figures 1 à 5. Par l'orifice 33, on verse la quantité d'eau nécessaire qui se répartit, gracie à la fente 29 située en bas de la cloison 27, entre la chambre 23 de production de vapeur et la chambre de réserve d'eau 24. Lorsque la resistance 25 est mise sous tension, l'eau située à son contact est échauffée. Après un certain temps1 des bulles de vapeur se forment et montent à la surface de l'eau où elles éclatent, la grille 26 ayant pour fonction d'arreter les gouttelettes d'eau résultant de cet éclatement. La vapeur dégagée remplit l'espace au-dessus du niveau d'eau dans la chambre 23, de part et d'autre de la grille 26, et après une certaine montée en pression s'échappe par les orifices 28 sous forme de jets qui frappent la retombée 31.Celle-ci, étant plus froide que la cloison 27 et a fortiori, plus froide que la vapeur, produit, sur la vapeur qu'elle reçoit, le même effet que la paroi circulaire 7 des figures 1 å 4, c'est-a-dire condense les gouttelettes d'eau qui pourraient etre en suspension dans la vapeur et les particules de vapeur non suffisamment chaudes. L'eau ainsi condensée retombe dans l'eau retenue par la chambre 24, tandis que la vapeur, après détente dans l'espace situé au-dessus de l'eau, passe dans la tubulure 32 de la chambre de cuisson 35 où se produit la deuxième condensation, également avec retombée de l'eau condensée dans l'eau de la chambre 24. Un premier avantage de ce générateur est que la grille 26 constitue un premier barrage aux gouttelettes d'eau qui pourraient être entraînées par la vapeur au moment de l'éclatement des bulles. Un second avantage est que la masse d'eau qui se trouve dans la chambre de production de vapeur n'est qu'une partie de la masse totale à transformer en vapeur, ce qui permet de produire de la vapeur plus vite. On sait, en effet, que l'on n'attend pas d'un générateur de vapeur, qu'il réchauffe une masse d'eau donnée, mais bien qu'il produise de la vapeur. C'est pourquoi il est plus avantageux d'obtenir de la vapeur en ne chauffant à la fois qu'une partie de la masse.d'eau à transformer en vapeur, ce qui permet de commencer à la produire plus rapidement et d'en produire ensuite plus régulièrement et donc plus longtems à partir d'une même manse d'eau. L'appareil de cuisson illustré par la figure 6 comporte un générateur de vapeur 37 relié à une chambre de cuisson amovible 38 par une tuyauterie extérieure 39 qui se continue par une tubulure 40 de distribution de vapeur. Dans la chambre de cuisson 38, est monté un dispositif rotatif de broyage 41 entraîné par un mécanisme contenu dans un carter 42 non décrit parce que ne faisant pas partie de l'invention. Ce carter porte par ailleurs deux interrupteurs 43 et 44 de commandé du générateur de vapeur et du dispositif de broyage. La présence de ce dispositif rotatif de broyage constitue la principale particularité de cet appareil de cuisson par rapport aux autres exemples de réalisation décrits. Elle permet de broyer et de mixtionner in situ, c'est-à-dire sans manipulation, les aliments cuits dans la chambre de cuisson, ce qui est particuliérement.avantageux.dans le cas où ces aliments sont destinés à des personnes dont l'alimentation exige des conditions d'hygiène très poussées, comme, par exemple, les enfants ou certains malades, Une particularité du dispositif de broyage choisi est la forme conique du moyeu portant les couteaux, forme qui, en coopération avec la sortie également conique de la tubulure 32, donne la répartition de la vapeur dans toute la masse des légumes à cuire. Les figures 7, 8 et 9 illustrent une réalisation d'une chambre de cuisson suivant l'invention susceptible d'être utilisée pour des quantités variables d'aliments tout en assurant une circulation de vapeur suffisante pour cuire des quantités variables d'aliments. Cette chambre de cuisson 45, à paroi double, possède un fond sphérique pour bien centrer les aliments à cuire quelle qu'en soit la quantité.et comporte un épaulement intérieur 46. Une tubulure 47 de distribution de vapeur vient s'appuyer sur le dit épaulement 46 par trois bras 48 dont elle est solidaire. Le couvercle de la chambre de cuisson, non représenté, porte une tubulure 49 qui vient s'emboîter sur la tubulure 47, une telle disposition permettant de mettre les aliments dans la chambre de cuisson lorsque la tubulure de distribution de vapeur y est en place. Quant au fonctionnement de cet appareil, il est lue même que celui des autres appareils décrits. Si l'on veut faire cuire deux ou quatre fois plus d'aliments, il suffit de remplacer la tubulure 47, soit par la tubulure 50 de la figure 8 qui comporte une double distribution de vapeur, soit par la tubulure 51 de la figure 9 qui en comporte une quadruple. Il est bien évident que, dans ce cas, le générateur de vapeur doit être prévu en conséquence, notamment en ce qui concerne les quantités de vapeur nécessaires pour cuire diverses quantités d'aliments. Il est entendu que l'on peut, sans sortir de l'invention, modifier des détails de construction ou leur arrangement en vue d'obtenir les mêmes résultats. Ainsi, la figure 10 montre une réalisation tout à fait différente des précédentes. L'appareil dessiné comprend un générateur de vapeur 52 et une chambre de cuisson 53. Outre la résistance électrique 54, deux grilles 55 et 56 équipent le générateur de vapeur, la grille 56 étant à mailles plus fines que lagrille 55. Quant à la chambre de cuisson, elle comporte une chambre annulaire 57 munie d'orifices 58, et son fond 59 est également muni d'orifices 60. Le fonctionnement de cet appareil est le même que celui des appareils décrits plus haut, aux détails prés suivants ; d'une part, ce sont les grilles 55 et 56 qui arrêtent les gouttelettes d'eau qui pourraient se trouver en suspension dans la vapeur produite par le générateur 52 et, d'autre part, la vapeur est distribuée dans la chambre de cuisson de façon centripéte par les orifices 58 de la chambre annulaire 57. Sur la figure 1, la tubulure de distribution de vapeur 18 de la figure présente des fentes 19 identiques. Par contre, la tubulure 38 de la figure 6, dont l'extrémité est nettement tronconique, n'en comporte aucune. On pourrait fort bien soit avoir des fentes irrégulières soit remplacer les fentes par des orifices de telle ou telle forme qui joueraient le même rôle. Au lieu d'utiliser des résistances électriques çomme montré sur les exemples décrits, on pourrait assurer l'ébullition du liquide en le chauffant au gaz ou à tout autre combustible. Pour mieux assurer la circulation de la vapeur à la surface des légumes, on pourrait en réaliser une distribution pulsée , par exemple grace à la succession, juste en amont de la sortie, d'une section à effet de venturi et d'une section à effet de detente. Le dispositif pour broyer et mixtionner les aliments peut être monté de manière à ne pas pouvoir être mis en route tant que la cuisson n'est pas terminée, ou, de manière à pouvoir être mis en route de façon intermittente au cours de la période de fin de cuisson pour accélérer, dans certains cas, le parachèvement de celle-ci. Bien que les exemples décrits se réfèrent tous à une cuisson à la vapeur d'eau, la présente invention est applicable à toute autre vapeur assurant une cuisson normale des aliments. R E V E N D I C A T I O N S. 1/- Appareil domestique de cuisson à la vapeur comprenant essentiellement une chambre de production de vapeur et une chambre de cuisson reliee å la première chambre et dans laquelle la vapeur produite est distribuée caractérisé en ce que des moyens (7;26,28,31;55,56) sont disposés sur le trajet de la vapeur entre chambre de production et chambre de cuisson pour extraire de la dite vapeur toutes les gouttelettes de~liquide qui y sont en suspension, de manière à ne distribuer que de la vapeur pure dans la chambre de cuisson. 2/- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (10;24) qui ramènent dans la chambre de production de vapeur, au moins une partie du liquide extrait du courant gazeux. 3/- Appareil suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la sortie de vapeur de la chambre de production de vapeur s'effectue dans la partie haute de la dite chambre, par au moins un orifice (9;28) dont la hauteur est de dimension restreinte dans sa hauteur et dont l'orientation est telle que le Jet de vapeur qui en sort est dirigé sur une paroi (7;31) d'une chambre annexe moins chaude que la chambre de production de vapeur. 4/- Appareil suivant la revendication, 3 caractérisé- en ce que la chambre annexe (24) constitue une réserve d'eau en communication avec la chambre de production de vapeur. 5/- Appareil suivant l'une des revendications précédentes et comportant une chambre de production de vapeur dans laquelle le chauffage s'effectue par le fond, caractérisé en ce que celui-ci constitue une serie.de cavités parallèles (21). 6/- Appareil suivant l'une des revendications précédentes dans lequel le chauffage s'effectue par contact entre l'eau et la surface du fond de la chambre de chauffage, caractérisé en ce que la dite surface de contact est rugueuse. 7/- Appareil suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte, dans la chambre de production de. vapeur, une paroi séparant la réserve d'eau à transformer en vapeur en deux parties (24,23) dont l'une, seule, est en contact avec la surface chauffante. 8/- Appareil suivant l'une des revendications précédentes et comportant au moins un tube assurant la distribution de la vapeur dans la chambre de cuisson caractérisé en ce que la section de sortie du dit tube de distribution 18;40;47;50;51) est au moins égale au double de la section du tube dans sa partie la moins large. 9/- Appareil suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'extrémité du tube de distribution de vapeur dans la chambre de cuisson comporte des fentes longitudinales (19). 10/- Appareil domestique de cuisson d'aliments à la vapeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre de cuisson est équipée d'un dispositif de broyage (41).