Brevet FR2657003A1 — publié le 19910719

La présente invention concerne un appareil culinaire pour griller un aliment, et plus particulièrement un appareil culinaire pour griller un aliment en surface par rayonnement. Dans la technique connue, ces appareils comportent généralement au moins un élément radiant souvent associé à un réflecteur chargé de distribuer le rayonnement calorifique vers la surface du produit à griller. D'une manière générale, ces appareils connus constituent un compromis, pour un même aliment, entre la puissance de l'élément radiant, la distance entre celui-ci et la surface exposée au rayonnement de l'aliment à griller, la régularité et la qualité du grillage, le temps de grillage et l'encombrement général de l'appareil. D'une manière générale, un appareil de volume défini dans lequel chaque constituant dispose d'une position mécanique définie, muni d'éléments radiants de puissance également définie, se trouve être handicapé par deux problèmes principaux d'une part, par la disparité de superficie des aliments à griller, qui par voie de conséquence peuvent déborder de la surface irradiée; d'autre part, par la disparité d'épaisseur des aliments, exposant les surfaces à une distance variable des sources. De ce fait, et avec une durée d'exposition au rayonnement identique, la surface et l'intensité de grillage sont variables. Ce handicap est encore accentué dans les appareils disposant d'éléments radiants constitués de fils bobinés sur des tubes en stéatite ou introduits dans des tubes en quartz: les rayonnements direct et réfléchi sont généralement divergents, ce qui accentue la sensibilité aux variations d'épaisseur. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et propose un appareil de conception nouvelle, insensible aux variations de surface et d'épaisseur, dans les limites de capacité dudit appareil. Suivant l'invention, cet appareil culinaire est caractérisé en ce que le réflecteur a en coupe transversale la forme d'une partie d'ellipse et en ce que l'élément radiant est placé au foyer de ladite ellipse. L'élément radiant étant placé au foyer de la partie d'ellipse que constitue le réflecteur, tous les rayons calorifiques réfléchis par ce dernier convergent, suivant une particularité géométrique connue de l'ellipse, vers le second foyer de celle-ci: ces rayons réfléchis constituent donc un faisceau de rayonnement qui converge vers ce second foyer. Ainsi, un aliment interposé entre le réflecteur et ce second foyer reçoit, sur sa face exposée, un rayonnement direct qui diverge depuis l'élément radiant situé au premier foyer de la partie d'ellipse que constitue le réflecteur, et un rayonnement réfléchi qui converge vers le second foyer Lorsque la distance entre la surface exposée au rayonnement et l'élément radiant varie, les densités des flux calorifiques respectifs reçus de ces deux rayonnements varient en sens contraires: si cette distance augmente, par exemple, le flux reçu par le rayonnement direct diminue alors que le flux reçu par le rayonnement réfléchi augmente, ce qui compense théoriquement au moins partiellement la diminution du flux direct; le phénomène inverse se produit lorsque la distance précitée diminue. Suivant une version avantageuse de l'invention, l'élément radiant et le réflecteur sont allongés selon une seule et même direction, et l'appareil comporte un transporteur pour faire défiler à vitesse constante devant l'élément radiant et le réflecteur des aliments dont la surface exposée au rayonnement est à une distance variable de l'élément radiant. La demanderesse s'est aperçu que dans ces conditions, on obtenait de façon surprenante un degré de grillage sensiblement régulier quelle que soit la position de la surface exposée, ce qui est un résultat très important par rapport aux inconvénients précités des appareils connus. Suivant une version préférée de l'invention, l'ellipse qui définit la forme du réflecteur est symétrique par rapport au plan moyen de la zone de grillage situé à mi-distance entre le plan sur lequel sont placés les aliments à griller et le plan contenant les bords du réflecteur, et a des dimensions telles que les rayons qui relient le second foyer de l'ellipse formant source fictive aux bords du réflecteur forment entre eux un angle sensiblement égal à l'angle d'incidence utile de grillage a de l'aliment à griller à l'intérieur duquel les rayons calorifiques sont sensiblement totalement absorbés et sensiblement pas réfléchis par ledit aliment. On obtient ainsi une qualité et une régularité de grillage optimale quelle que soit l'épaisseur de l'élément à griller dans la limite de la capacité de l'appareil. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs: la figure 1 est un schéma en coupe transversale permettant d'expliquer l'invention, la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale d'un élément radiant et d'un réflecteur conformes à l'invention, la figure 3 est une vue semblable à la figure 2 illustrant le mode de fonctionnement d'un appareil de grillage conforme à l'invention, la figure 4 est une vue réduite semblable à la figure 2 d'un appareil de grillage conforme à l'invention. Le schéma de la figure 1 représente deux sources de rayonnement infrarouge 1, 2 émettant chacune un faisceau de rayonnement utile d'angle limité a en direction de l'autre source. On sait que l'absorption du rayonnement infra- rouge par les aliments dépend de la nature physico-chimique de ceux-ci et varie avec la longueur d'onde du rayonnement, la direction d'émission de ce dernier et la température de la surface exposée. Pour une source de longueur d'onde donnée et un aliment donné, on constate que la surface grillée ne correspond pas à toute la surface éclairée par le rayonnement, mais à une partie seulement de celle-ci On peut mesurer à diverses distances de la source la largeur de la partie grillée et définir à partir de ladite source l'angle d'incidence utile de grillage a, représenté à la figure 1, à l'intérieur duquel les rayons calorifiques émanant directement de la source sont pratiquement totalement absorbés et pratiquement pas réfléchis par la surface de l'élément; s'il n'y a pas de réflecteur, les rayons calorifiques issus de l'une des deux sources, situés à l'extérieur du faisceau correspondant d'angle a représenté et frappant la surface exposée d'un aliment, ne sont sensiblement plus absorbés mais sont en grande partie réfléchis. Le schéma de la figure 1 représente donc les faisceaux utiles de grillage 3, 4 issus respectivement des sources 1 et 2 pour un aliment donné placé entre ces deux sources 1, 2. La théorie montre qu'un aliment idéal infiniment mince défilant à vitesse constante dans un plan perpendiculaire au segment joignant les deux sources et placé à un niveau quelconque entre celles-ci, ce défilement étant schématisé par exemple par la flèche F 1, subit de la part de ces deux sources deux grillages dont la somme est constante pour toutes les positions entre les deux sources 1, 2 La zone Z indiquée entre les deux sources est donc une zone à grillage constant. Le schéma de la figure 2 représente un réflecteur ayant en coupe transversale la forme d'une partie d'ellipse, et une source 6 de rayonnement infra-rouge placée au foyer de cette partie d'ellipse 5 Selon une propriété géométrique connue de l'ellipse, les rayons calorifiques tels que 7, 8, 9, 10 issus de la source 6 et renvoyés par le réflecteur 5 donnent des rayons réfléchis 7 ', 8 ', 9 ', 10 ' qui convergent vers le second foyer de l'ellipse comme si une source fictive 6 ' était placée en ce second foyer. Le réflecteur 5 est par ailleurs choisi pour que l'angle entre les rayons extrêmes 7 ', 8 'du faisceau réfléchi qui s'appuient sur les bords 11, 12 du réflecteur soit égal à l'angle d'incidence utile de grillage a pour l'aliment considéré Le petit axe de l'ellipse support du réflecteur 5 passe par le plan moyen Pml de la zone à grillage constant Zl, laquelle est définie à l'avance comme étant la zone à l'intérieur de laquelle sont placés les aliments à griller La zone à grillage constant Zl est ainsi délimitée entre deux plans: d'une part, le plan P'1 correspondant théoriquement à une épaisseur nulle, qui est le plan sur lequel sont déposés les aliments à griller d'autre part, le plan Pl, qui correspond à l'épaisseur maximale admissible des aliments à griller, et qui contient les bords 11, 12 du réflecteur 5. Du fait de la symétrie de l'ellipse par rapport au plan moyen Pm,, l'ellipse passe également par les points 11 ' et 12 ' du plan P'1 symétriques des points 11 et 12 par rapport au plan Pm, De même, les rayons 7 a et 8 a joignant respectivement la source 6 aux points 11 ' et 12 ' font entre eux un angle égal à l'angle d'incidence utile de grillage a. Dans ces conditions, tout le rayonnement réfléchi issu du réflecteur est compris dans l'angle utile de grillage Il est complètement absorbé par l'aliment Une petite partie du rayonnement direct n'appartient pas à l'angle d'incidence utile de grillage et n'est pas complètement absorbée par l'aliment; cela compense la perte de rayonnement réfléchi due au rendement du réflecteur L'équilibre entre rayonnement direct et rayonnement réfléchi est optimum, et garantit le grillage constant indépendamment de la hauteur de l'aliment. Ainsi, pour déterminer la forme elliptique d'un réflecteur 5 pour un aliment dont on a déterminé l'angle d'incidence utile de grillage a, il faut se donner deux paramètres: la hauteur de la zone à grillage constant Zl au-dessus du plan P'1 sur lequel on dépose les aliments, et, par exemple, la hauteur H de la source 6 au-dessus du plan P'1, ce qui donne un ordre de grandeur de l'encombrement en hauteur de l'appareil: l'angle a donne les rayons 7 a et 8 a et les points il' et 12 ' A partir du plan P'1 et de la hauteur de la zone Zl, on détermine les plans Pl et Pm, et la source fictive 6 ' L'ellipse est ainsi complètement définie par ses deux foyers, son petit axe et les points 11, 12 et 11 ', 12 ' On pourrait aussi, au lieu de la hauteur H, se donner la distance entre les points 11 ' et 12 ' et déterminer l'emplacement de la source 6 à partir de l'angle a. Dans la réalisation représentée schématiquement à la figure 3, le réflecteur 13 a en coupe transversale la forme d'une partie d'ellipse limitée par le plan P 2 Une source de rayonnement infra-rouge 14 est placée au foyer de la partie d'ellipse que constitue le réflecteur 13. Un aliment 15 placé sur un plan P'2 perpendiculaire au segment de droite joignant les deux foyers de l'ellipse reçoit à la fois un rayonnement direct, émanant directement des parties de la source 14 visibles depuis la surface exposée 17 de l'aliment 15, et un rayonnement réfléchi par le réflecteur 13 et qui converge vers la source fictive 14 ' placée au second foyer de l'ellipse. La zone Z 2 comprise entre les plans P 2 et P'2 est la zone à grillage constant et définit la hauteur maximale admissible des aliments à griller Le plan moyen de cette zone Z 2 est désigné par Pm 2. Le rayonnement direct est limité, dans le plan de la figure, par les rayons extrêmes 18, 19 émanant de la source 14 et qui s'appuient sur les bords 20, 21 du réflecteur 13 Le réflecteur 13 est dimensionné pour que l'angle entre les deux rayons réfléchis correspondants 18 ', 19 ' qui convergent vers la source fictive 14 ' soit égal à l'angle d'incidence utile de grillage a correspondant à l'aliment 15. Tous les rayons calorifiques émanant de la source 14 et réfléchis par le réflecteur 13 sont entièrement absorbés par la surface exposée 17 de l'aliment 15 On a ainsi un rendement de grillage maximal. Il résulte de ce qui précède que si on fait défiler à vitesse constante l'aliment 15 sur le plan P'2, par exemple dans le sens de la flèche F 2, on retrouve une configuration semblable à celle décrite en référence à la figure 1: la surface exposée 17 va ainsi subir sous l'action des rayonnements direct et réfléchi un grillage constant quelle que soit la position de la surface 17 entre les bords 20, 21 du réflecteur 13 et le plan de base P'2 Dans la réalisation représentée à la figure 4, l'appareil 22 comporte un réflecteur 23 allongé selon une seule direction principale et qui a en section transversale dans le plan de la feuille la forme d'une partie d'ellipse limitée par un plan P 3 Le réflecteur 23 est réalisé de façon connue par exemple en un métal poli tel que l'aluminium. Au foyer de la partie d'ellipse que constitue le réflecteur 23 est placée une source 24 de rayonnement infra-rouge Cette source 24 est constituée par exemple, par un barreau de stéatite sur lequel est enroulé un fil résistant au Ni-Cr, ou par une résistance blindée, ou par une lampe à halogène en forme de tube conçue pour émettre un rayonnement important dans la gamme de l'infra-rouge, ou par toute autre source. Un transporteur 25 est prévu dans un plan P'3 sous le réflecteur 23 pour faire défiler à vitesse constante devant le réflecteur des portions 26 a, 26 b, d'un même aliment dont les surfaces exposées au rayonnement 27 a, 27 b se trouvent à des hauteurs différentes au-dessus de la surface supérieure du transporteur 25. Le transporteur 25 est entraîné dans le sens de la flèche F 3 par un tambour moteur 28 entraîné lui-même dans le sens de la flèche F 4 par un moteur (non représenté) à vitesse variable réglable en fonction de la nature de l'aliment à griller, ou à vitesse fixe et à fonctionnement selon une séquence variable réglable de même Il passe également autour d'un tambour de retour 29 qui tourne librement. Le transporteur 25 peut être d'un type connu quelconque, et être constitué par exemple par un tapis continu, ou par des courroies ou des chaînes ou des câbles portant des augets (non représentés) supportant eux-mêmes les aliments. Comme décrit ci-dessus, on obtient un grillage constant de la surface exposée 27 a, 27 b de la portion 26 a, 26 b du même aliment quelle que soit la position de cette surface dans la zone Z 3 comprise entre le plan P'3 de la face supérieure du transporteur 25 et le plan P 3 des bords et 31 du réflecteur 23 et dont le plan moyen est désigné par Pm 3 La source fictive est désignée par 24 '. Comme déjà décrit en référence à la figure 3, l'ellipse est telle que l'angle compris entre les rayons 32 ', 33 ' du rayonnement réfléchi qui joignent le foyer 24 ' formant source fictive de l'ellipse aux bords 30, 31 du réflecteur 23 est égal à l'angle d'incidence utile de grillage a de l'aliment à griller. On peut modifier la vitesse du transporteur 25 et/ou la puissance de la source 24 pour griller un autre aliment ou modifier le degré de grillage. On a ainsi décrit un appareil simple et robuste de grillage en surface pour griller la surface exposée d'une portion d'un même aliment quelle que soit la position de cette surface, c'est-à-dire quelle que soit l'épaisseur de ladite portion. L'aliment à griller peut évidemment être une tranche de pain, dont l'épaisseur peut donc varier dans des proportions considérables sans modifier le degré de grillage de la surface de celle-ci: la demanderesse a ainsi grillé de façon constante la surface supérieure de tranches de pain d'épaisseurs comprises entre 8 et 35 mm, le coeur des tranches de pain restant moelleux. L'aliment à griller peut également être du fromage, par exemple pour faire gratiner en surface une préparation culinaire. La dimension du réflecteur 23 dans la direction F 3 de défilement relatif des aliments 26 a, 26 b à griller par rapport au réflecteur peut être nettement inférieure à la dimension correspondante desdits aliments La hauteur du réflecteur, et donc la distance entre l'élément radiant et la surface exposée 27 a, 27 b de l'aliment 26 a, 26 b à griller peuvent ainsi être faibles, ce qui permet d'obtenir un rayonnement calorifique très concentré, donc très puissant, et donc un grillage très rapide des aliments pour un faible encombrement en hauteur de l'appareil Cette disposition permet également de prévoir de part et d'autre du réflecteur 23 un capotage (non représenté) évitant tout risque de brûlure pour l'utilisateur de l'appareil de grillage. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation que l'on vient de décrire, et on peut apporter à celui-ci de nombreux changements et modifications sans sortir du domaine de l'invention. On peut ainsi prévoir d'autres moyens que le défilement pour éclairer la surface exposée de l'aliment à griller par chacun des deux faisceaux direct et réfléchi pendant une durée respective proportionnelle à la largeur du faisceau correspondant, donc à la distance entre cette surface et la source -réelle ou fictive correspondante On peut ainsi prévoir par exemple des temporisations associées à un masque pour arrêter le rayonnement non direct, ou à un moyen pour déplacer le réflecteur et annuler le faisceau réfléchi. De même, le défilement dans un plan horizontal associé à une ellipse de grand axe vertical, adapté à des aliments à griller d'un seul côté (par exemple gratin) ou à des aliments perdant leur consistance lors du grillage, tels que par exemple des tranches de fromage, peut être remplacé en particulier pour un aliment qui se présente en tranches, tel que du pain, par un défilement dans un plan vertical associé à une ellipse de grand axe horizontal, ou à un défilement dans un plan incliné par rapport à l'horizontale, le grand axe de l'ellipse étant perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à ce plan incliné. L'axe longitudinal de l'élément radiant et du réflecteur peut, dans la réalisation de la figure 4, faire un angle différent de 900 par rapport à la direction F 3 de défilement des aliments. L'appareil décrit ci-dessus peut également, pour griller un aliment se présentant en tranches, tel que du pain par exemple, être associé à des moyens connus servant à griller l'autre face des tranches, simultanément ou non. On peut aussi, au lieu de faire défiler les aliments devant le réflecteur et l'élément radiant, faire défiler ces derniers devant les aliments. On peut aussi, au lieu du défilement relatif dans un plan, des aliments par rapport à l'élément radiant et au réflecteur, faire tourner le réflecteur autour de l'élément radiant et/ou faire défiler les aliments sur une surface courbe devant l'élément radiant et le réflecteur. On peut évidemment prévoir plusieurs éléments radiants successifs, et faire varier, pendant le défilement d'une même portion d'aliment, la vitesse de défilement et/ou la puissance de l'élément radiant pour obtenir un grillage régulier et constant de la surface exposée de celui- ci. REVENDICATIONS 1 Appareil culinaire pour griller un aliment ( 15, 26 a, 26 b) en surface par rayonnement, cet appareil comportant au moins un élément radiant ( 14, 24) et au moins un réflecteur ( 13, 23) destiné à réfléchir le rayonnement calorifique vers la surface ( 17, 27 a, 27 b) de l'aliment ( 15, 26 a, 26 b) à griller, caractérisé en ce que le réflecteur ( 13, 23) a en coupe transversale la forme d'une partie d'ellipse et en ce que l'élément radiant ( 14, 24) est placé au foyer de ladite ellipse. 2 Appareil culinaire conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément radiant ( 14, 24) et le réflecteur ( 13, 23) sont allongés selon une seule et même direction. 3 Appareil culinaire conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour faire varier dans des sens opposés les durées respectives d'éclairement de l'aliment ( 15, 26 a, 26 b) par le rayonnement direct émanant directement de l'élément radiant ( 14, 24) et par le rayonnement réfléchi émanant du réflecteur ( 13, 23) en fonction de l'épaisseur de l'aliment à griller, la durée d'éclairement par le rayonnement direct augmentant et celle d'éclairement par le rayonnement réfléchi diminuant lorsque la surface ( 17, 27 a, 27 b) de l'aliment ( 15, 26 a, 26 b) à griller exposée au rayonnement s'éloigne de l'élément radiant ( 14, 24), et vice versa. 4 Appareil culinaire conforme à la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens ( 25) pour animer l'aliment à griller ( 15, 26 a, 26 b) d'un mouvement relatif de défilement par rapport à l'élément radiant ( 14, 24) et au réflecteur ( 13, 23). Appareil culinaire conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que la vitesse dudit mouvement relatif de défilement est réglable en fonction de la nature de l'aliment à griller ( 15, 26 a, 26 b) et est maintenue constante pendant le défilement dudit aliment. 6 Appareil culinaire conforme à l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comporte un transporteur ( 25) pour faire défiler devant l'élément radiant ( 24) et le réflecteur ( 23) des aliments ( 26 a, 26 b) dont la surface ( 27 a, 27 b) exposée au rayonnement est à une distance variable de l'élément radiant ( 24). 7 Appareil culinaire conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'ellipse qui définit la forme du réflecteur ( 13, 23) est symétrique par rapport au plan moyen (Pm 2, Pm 3) de la zone de grillage (Z 2, Z 3) situé à midistance entre le plan de base (P'2, P'3) sur lequel sont placés les aliments ( 15; 26 a, 26 b) à griller et le plan (P 2, P 3) qui contient les bords ( 20, 21 , 31) du réflecteur ( 13, 23) et qui définit l'épaisseur maximale desdits aliments et avec le plan de base (P'2, P'3), ladite zone de grillage (Z 2, Z 3). 8 Appareil culinaire conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'ellipse qui définit la forme du réflecteur ( 13, 23) a des dimensions telles que les rayons ( 18 ', 19 '; 32 ', 33 ') qui relient le second foyer de l'ellipse formant source fictive ( 14 ', 24 ') aux bords ( 20, 21; 30, 31) du réflecteur ( 13, 23) forment entre eux un angle sensiblement égal à l'angle d'incidence utile de grillage a de l'aliment à griller ( 15; 26 a, 26 b) à l'intérieur duquel les rayons calorifiques sont sensiblement totalement absorbés et sensiblement pas réfléchis par ledit aliment. 9 Appareil culinaire conforme à la revendication 4 ou à l'une des revendications qui en découlent, caractérisé en ce que la dimension du réflecteur ( 13, 23) dans la direction (F 2, F 3) de défilement relatif par rapport à celui-ci des aliments ( 15, 26 a, 26 b) à griller est nettement inférieure à la dimension correspondante desdits aliments. Appareil culinaire conforme à l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la puissance de l'élément radiant ( 14, 24) est réglable.