Brevet FR2641604A1 — publié le 19900713

APPAREIL DE CUISSON COMPORTANT UN BLOC DE CHAUFFAGE EN MATIERE MINERALE. La présente invention concerne un appareil de cuisson comportant un bloc de chauffage en matière minérale, ou pierre de cuisson. Plus précisément, l'invention se rapporte à des appareils portatifs à stockage de chaleur, pouvant être disposés sur la table, chez soi ou dans un restaurant, et permettant de cuire directement sur cette même table divers mets ou aliments, tels que viande, poissons ou légumes. De manière générale, un tel appareil comporte - un bloc de chauffage en matière minérale (notam ment en roche métamorphique), par exemple de forme parallélépipédique, dit pierre de cuisson ; ce bloc est susceptible de stocker ou accumuler de la chaleur ; il présente une face extérieure de cuisson accessible à ltutilisateur,et une face intérieure opposée - un dispositif de chauffage, transférant la chaleur produite au bloc, par exemple par sa face intérieure - un support approprié, rassemblant le dispositif de chauffage et la pierre de cuisson, et isolant en particulier cette dernière de son environ nement immédiat ; un tel support peut former en veloppe de l'appareil, et être constitué de tôle, plastique, ou de toute autre matière se prêtant à la réalisation d'une pièce en forme de boîte. Préférentiellement, le dispositif de chauffage peut être une résistance électrique blindée, telle que mise en oeuvre dans divers petits appareils électro-ménagers, comme un réchaud à raclette, à crêpe, etc... Mais, bien entendu le dispositif de chauffage peut être de toute autre nature ; il peut s'agir d'un brûleur à combustion gazeuse, à flamme nue ou du type catalytique, d'un brûleur à combustion liquide, comme un réchaud à alcool, etc... S'agissant des restaurants, les appareils définis précédemment peuvent être simplifiés à l'extrême, et se limiter à la pierre de cuisson et à son support. La pierre de cuisson est amovible, elle peut être chauffée et mise en température dans un four approprié, et lors de la cuisson une pierre devenue relativement froide peut être remplacée sur le support par une pierre relativement chaude. Lorsque le dispositif de chauffage est intégré à appareil, la pratique se heurte à la difficulté substantielle suivante. D'un côté, la pierre de cuisson, naturelle ou synthétique, présente à la fois une capacité de stockage thermique relativement importante et une conductibilité thermique relativement faible. Pour la porter en température, notamment à la température de cuisson, il faut donc non seulement un temps relativement long, mais il faut aussi utiliser un dispositif de chauffage dont la température de fonctionnement demeure relativement basse, par exemple de l'ordre de 300"C. En effet, tout contact thermique de la pierre avec une source de chaleur ayant une température relativement plus importante conduit à des surchauffes locales, au voisinage de la source de chaleur, et ces surchauffes conduisent rapidement à la fracture ou à l'éclatement de la pierre, donc à la destruction complète de cette dernière ; à cet égard, peu de pierres supportent sans fracture des températures excédant de 150"C à 190" C, selon les épaisseurs. Par ailleurs, des fractures locales ou microfractures constituent des pièges à bactéries et autres développements microbiens, affectant l'hygiène de la cuisson et de l'utilisation de la pierre de cuisson. D'un autre côté, hormis les fours déjà cités, dans lesquels la pierre de cuisson peut être disposée dans une ambiance n'excédant pas 300 cl, tous les autres dispositifs de chauffage couramment utilisés présentent une température de fonctionnement beaucoup plus élevée ainsi une résistance électrique blindée fonctionne couramment entre 700 et 800"C. Pour un appareil tel que défini précédemment, intégrant un dispositif de chauffage, il n'apparait donc pas a priori possible de concilier une source calorifique à température de fonctionnement relativement élevée, avec les besoins thermiques de la pierre réfractaire de cuisson, en particulier lors de la mise en température de cette dernière. La présente invention a pour objet un appareil tel que défini précédemment, pemettant d'avoir une chauffe relativement rapide de la pierre de cuisson, par exemple dont la durée n'excède pas 30 minutes, tout en préservant son intégrité physique pendant la phase de chauffe, cest-a-dire en évitant toute fracture ou éclatement de la pierre réfractaire. Selon la présente invention, on utilise comme dispositif de chauffage une source calorifique dont la température de fonctionnement excède la température de fracture thermique de la matière minérale du bloc de chauffage, par exemple une résistance électrique blindée traditionnelle, noyée dans une plaque métallique de diffusion thermique. Et on associe à la source calorifique un moyen de contrôle agencé pour obtenir un fonctionnement séquentiel et périodique de cette dernière, pendant la phase de chauffage de la pierre de cuisson, une séquence élémentaire de fonctionnement comportant successivement une phase de chauffage du bloc réfractaire, et une phase de relaxation thermique de ce dernier, pendant laquelle la source calorifique utilisée est arrêtée ou inactive. Selon l'invention, on a en effet découvert que ce qui importait à l'intégrité de la pierre de cuisson n'-était pas tant la température de fonctionnement de la source calorifique, que le temps laissé à la pierre de cuisson pour la diffusion interne et homogène des calories reçues. Par conséquent, en transférant dans la pierre pendant un premier temps limité une dose de chaleur, même à température relativement élevée, puis en laissant cette dose se répartir et migrer dans le volume de la pierre, toujours pendant un second temps limité, mais ce sans apport complémentaire et concomitant de chaleur, il devient possible d'échauffer la pierre de cuisson en relativement peu de temps, et ce en préservant l'intégrité de la pierre. Divers moyens de contrôle, les uns simples, les autres plus compliqués, peuvent être utilisés selon l'invention, dès lors qu'ils peuvent assurer la mise en oeuvre des principes découverts selon l'invention. I1 pourra s'agir de moyens de contrôle de toute nature,du type manuel, du type électronique, électro-mécanique, par exemple un programmateur, de type mécanique, etc. Au surplus, selon l'invention, on a découvert qu'un moyen simple, fiable et peu couteux, pouvait permettre d'obtenir un fonctionnement séquentiel et périodique de la source calorifique retenue. I1 suffit pour cela de prévoir un capot isolé thermiquement, en regard de la face intérieure de la pierre de cuisson, pour ménager une capacité tampon, de disposer au sein de cette dernière, d'une part la source calorifique, et d'autre part un capteur de température, formant moyen de contrôle, séparé de la source calorifique, et en relation d'échange thermique avec linté- rieur de la capacité tampon. Selon cette disposition, le capteur réagit essentiellement aux variations de température de l'ambiance gazeuse au sein de la capacité tampon. Comme cette der nière présente une faible inertie thermique et est chauffée de manière résiduelle par la source calorifique, le capteur a un fonctionnement intermittent, et commande successivement la source calorifique en marche et arrêt, pour obtenir lors de la chauffe la répétition des séquences conformes à l'invention, c'est-a-dire successivement de chauffage et relaxation thermique. Dans le cas où le capteur est un thermostat traditionnel avec un palpeur au contact thermique du bloc de chauffage, on constate qu'un tel thermostat est détourné selon l'invention de son fonctionnement normal, en ce sens qu'il réagit essentiellement aux variations de température de son environnement immédiat, c'est-à-dire dans la capacité tampon. Dans les appareils traditionnels de cuisson avec résistance électrique, tels,que grille-viandes, gaufriers, crêpiers, etc..., le thermostat réagit essentiellement aux variations de température du bloc ou plaque de cuisson, et pour ce faire, le support ou corps de l'appareil est percé de nombreuses ouvertures d'aération, afin de limiter l'échauffement intérieur de l'appareil par la chaleur résiduelle du dispositif de chauffage électrique. Par conséquent, selon le mode particulier d'exécution de l'invention défini précédemment, la température de coupure du thermostat est atteinte indépendamment de la température enregistrée par le capteur au contact du bloc de chauffage. Préférentiellement, cette température, par exemple de l'ordre de 245 C, est choisie supérieure à la température nominale de fonctionnement du bloc de chauffage, par exemple de l'ordre de 1800 C. Ceci améliore encore la protection de la pierre de cuisson contre tout échauffement conduisant à la fracture. Ceci étant, lorsque la température nominale de fonctionnement de la pierre de cuisson est atteinte, il convient d'apporter à cette derniere les calories perdues, consécutivement à son utilisation en cuisson, ou à ses pertes par convection, conduction, rayonnement. I1 apparait donc nécessaire de refroidir le thermostat, l'ambiance gazeuse de la capacité tampon se refroidissant moins vite que la pierre de cuisson. C'est pour quoi, selon l'invention, on préfère laisser le capteur ou thermostat au contact de la face intérieure de la plaque de cuisson, car de cette manière la plaque de cuisson refroidit le thermostat, par exemple au contact de son palpeur, et permet de ramener ce dernier au plus tôt à la température de coupure, pour réenclencher le dispositif de chauffage. La présente invention est maintenant décrite par référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente de manière schématique, en coupe verticale, un appareil de cuisson conforme à l'invention, - la figure 2 représente d'une part l'évolution dans le temps de la température du palpeur du thermostat faisant partie de l'appareil selon la figure 1, et d'autre part l'évolution correspondante de la température du bloc de chauffage, ou pierre de cuisson, mesurée au centre de la face supérieure, et ce après branchement électrique de appareil, et démarrage de ce dernier à partir de la température ambiante de 18" C. Un appareil conforme à l'invention comporte - un support (1) formant corps ou enveloppe de l'appareil, par exemple en matière plastique ou en bois ; ce support comporte de part et d'autre de la longueur de l'appareil deux poignées intégrées (la) et (lb) ; - une cuve métallique (2) posée et suspendue sur le support (1), gracie à deux rebords successifs (2a) et (2b) horizontaux, reposant sur deux épaulements correspondants et successifs (lc) et (ld) du support (1) - une paroi (3) en matériau thermo-isolant, par exemple en laine de verre, présentant une certaine épaisseur et dont le contour est conformé à celui du capot métallique (2) ; cette paroi repose à l'intérieur du capot (2) - un plateau métallique (4) de diffusion thermique, reposant et en appui sur les deux rebords horizontaux (2a) du capot (2) - une résistance électrique blindée (5) ayant tout contour approprié, par exemple en boucle, disposée dans un logement (4a), obtenu par emboutissage dans la plaque (4) - un bloc de chauffage (6), ou pierre de cuisson, ayant une forme parallélipipédique, par exemple en pierre métamorphique, présentant une face extérieure et supérieure de cuisson, accessible à l'utilisateur, et une face opposée, inférieure et intérieure, reposant sur la plaque (4) de diffusion thermique ; - un capteur (7), ou thermostat électrique de type traditionnel, séparé du plateau (4), grâce à un interstice approprié, dont le palpeur (7a) est au contact thermique de la face inférieure de la pierre de cuisson (6) ; ce thermostat (7) commande en marche ou arrêt la résistance électrique blindée (5). Conformément à la description précédente, le dispositif de chauffage, ou source calorifique mise en oeuvre consiste en la plaque de diffusion thermique (5), dans laquelle est intégrée la résistance blindée (5). De manière générale, la température atteinte par la plaque de diffusion (4), sous l'effet du chauffage de la résistance (5), est de l'ordre de 300 à 350C C, ce qui excède largement la température de fracture de la pierre de cuisson (6). Cette dernière dépend à la fois des propriétés physiques de la pierre utilisée, et de l'épais- seur du bloc (6) ; mais elle peut être déterminée avec précision. Cette température de fracture est par exemple comprise entre 150 et 1900 C.Conformément à la figure 1, on notera de plus que la plaque de diffusion (4) est au contact thermique direct de la pierre de cuisson (6). On peut par ailleurs, si on le désire, éviter tout contact direct de la plaque (6) avec la résistance blindée (5). La cuve métallique (2), équipée de la couche de laine de verre (3) forme capot isolé thermiquement, lequel est disposé en regard de la face intérieure de la pierre (6), ou plus précisément de la plaque de diffusion (4). Ce capot ménage par conséquent une capacité tampon (8), au sein de laquelle sont disposée, d'une part la source calorifique ou plaque de diffusion (4), et d'autre part le capteur de température (7), ou thermostat, formant moyen de contrôle et fonctionnant comme décrit ci-après. Ce thermostat est donc en relation thermique avec l'intérieur de la capacité tampon (8), tandis que le palpeur (7a) est lui en contact thermique direct avec la face intérieure du bloc de chauffage (6). Comme décrit précédemment, le thermostat (7) agencé comme indiqué permet d'obtenir un fonctionnement séquentiel et périodique de la source calorifique (4, 5), au moins pendant la phase de chauffe de la pierre de cuisson (6). Le fonctionnement séquentiel est illustré par les résultats de mesure portés sur le graphique de la figure 2. La courbe représentée au bas dudit graphique a trait à l'évolution de la température de la pierre de cuisson, tandis que la courbe située au-dessus a trait à l'évolu- tion de la température du thermostat ou palpeur. On constate que la montée en température de la pierre de cuisson correspond à la phase (A), tandis que le régime de fonctionnement à la température de consigne ou nominale correspond à la phase (B). Pendant la phase de chauffe (A), on peut isoler successivement les séquences suivantes - une première période (a) de chauffage du bloc de cuisson, pendant laquelle la température du thermostat évolue de la température ambiante jusqu'à sa température de coupure, soit 24S , et la température de la pierre de cuisson évolue jusqu'à 135C environ ; - une deuxième période (b) de relaxation thermique (b), pendant laquelle le thermostat a coupé le fonctionnement de la source calorifique (4, 5) ; pendant cette période, on constate la poursuite de la montée en température de la pierre de cuisson, cette montée s'inflé- chissant à la fin de la période (b) - une autre période de chauffe (c), pendant laquelle la pierre de cuisson est chauffée à nouveau ; on constate au début de cette période une légère descente en température de la pierre de cuisson, tandis que la température remonte à la fin de la même période. Pendant la phase (B) de fonctionnement nominal, on constate de manière régulière la répétition de successivement une période de coupure (e) du dispositif de chauffage, et d'une période de relaxation thermique (f), pendant laquelle la source thermique est inactive. Le thermostat (7) étant refroidi par la pierre de cuisson (6), on constate que ces périodes (e) et (f) sont beaucoup plus courtes que pendant la phase de démarrage (A), ce qui permet d'obtenir une température nominale très régulière. Pendant la phase (e), et comme précédemment, la température poursuit sa montée en début, et amorce une descente à la fin. Pendant la phase de chauffage (f), comme précédemment, au début la pierre poursuit sa descente en température, et remonte en température vers la fin. REVENDICATIONS 1/ Appareil de cuisson comportant un bloc de chauffage en matière minérale, susceptible de stocker de la chaleur, et présentant une face extérieure de cuisson accessible à l'utilisateur, un dispositif de chauffage transférant de la chaleur au bloc de chauffage, caractérisé en ce que, d'une part le dispositif de chauffage consiste en une source calorifique dont la température de fonctionnement excède la température de fracture du bloc, et d'autre part des moyens de contrôle sont prévus et agencés pour obtenir un fonctionnement séquentiel et périodique de la source calorifique, au moins pendant la phase de chauffe du bloc de chauffage, une séquence élémentaire comportant successivement une phase de chauffage du bloc et une phase de relaxation thermique dudit bloc, pendant laquelle la source calorifique est inactive. 2/ Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source calorifique est au contact thermique du bloc de chauffage. 3/ Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source calorifique consiste en une plaque métallique de diffusion thermique, au sein de laquelle est disposée une résistance électrique blindée. 4/ Appareil selon la revendication 1, et selon lequel le bloc de chauffage comporte une face intérieure, opposée à la face extérieure de cuisson, caractérisé en ce qu'un capot isolant thermiquement est disposé en regard de la face intérieure, et ménage une capacité tampon au sein de laquelle sont disposés d'une part la source calorifique et d'autre part, un capteur de tempé rature, formant moyen de contrôle, séparé de la source calorifique, et en relation thermique avec l'intérieur de la capacité tampon. 5/ Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le capteur de température est en relation thermique également avec la face intérieure du bloc de chauffage. 6/ Appareil selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le capteur de température est un thermostat électrique. 7/ Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le thermostat comporte un palpeur au contact de la face intérieure du bloc. 8/ Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la température de coupure du capteur, c'est-àdire celle à laquelle ledit capteur interrompt le fonctionnement de la source calorifique, est supérieure à la température nominale de fonctionnement du bloc de chauffage. DEPOSANTS : 1/ ETABLISSEMENTS LAGRANGE ET COMPAGNIE 2/ Monsieur René LAGRANGE MANDATAIRE : Cabinet LAURENT et GUERRE.