Brevet FR2686401A1 — publié le 19930723

Machine de décongélation et de réchauffage d'une préparation alimentaire surgelée, et procédé de chauffage s'y rapportant L'invention se rapporte à une machine de décongélation et de réchauffage d'une préparation alimentaire surgelée, comportant un bottier renfermant une enceinte de chauffage qui est délimitée par une paroi tubulaire, un fond et une porte mobile, et qui est soumise, d'une part, à un rayonnement micro-ondes sortant de deux débouchés pratiqués dans la paroi tubulaire et reliés à une paire de guides d'ondes rattachée à un générateur de micro-ondes, et, d'autre part, à un rayonnement infrarouge émis par des moyens de chauffage, ladite enceinte étant équipée d'un support pour la préparation surgelée. On connaît déjà par le brevet américain US 4 775 770 l'utilisation d'au moins un générateur relié à une paire de guide d'ondes de manière à créer un champ cumulatif de haute fréquence concentré sur la préparation alimentaire à traiter. On connaît également par la demande européenne EP 53 189 un four à microondes comportant des moyens de chauffage à infrarouge Mais, bien que chacune des réalisations décrites dans ces brevets permettent de réduire le temps de chauffage de la préparation alimentaire, aucune ne permet d'obtenir de façon satisfaisante une décongélation et un réchauffage ultra-rapide, tout en offrant un aspect doré de grillage. Le but de la présente invention est de réaliser une machine qui puisse être utilisée par un public généralement pressé, tel que, par exemple, celui des aéroports ou gares, et dont le cycle de fonctionnement pour une préparation alimentaire5 soit compris entre 30 secondes et une minute. Selon l'invention l'enceinte présentant une capacité réduite dont la région centrale reçoit le support, les débouchés des guides d'ondes sont répartis sur deux régions opposées de ladite paroi tubulaire situées de part et d'autre de la région centrale, et les moyens de chauffage à infrarouge comportent au moins deux rampes s'étendant axialement à la paroi tubulaire et réparties de part et d'autre de la région centrale en deux régions opposées distinctes de celles des débouchés des guides d'ondes. Grâce à cette disposition particulière des éléments de chauffage, on comprend que par l'opposition deux à deux des débouchés des guides d'ondes et des rampes à infrarouge, on obtient une concentration maximale des rayonnements dans la région centrale de l'enceinte et donc une homogénéisation ultra-rapide du réchauffement de la préparation tout en apportant pour certaines préparations l'aspect doré d'une bonne cuisson. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente en coupe verticale l'enceinte et le boîtier d'une machine selon l'invention; la figure 2 est une coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 représente, à plus petite échelle une perspective de la paroi tubulaire de l'enceinte équipée de rampes à infrarouge; la figure 4 est une coupe transversale analogue à la figure 2 d'une variante de réalisation d'une machine selon l'invention. Comme représenté à la figure 1, la machine de décongélation et de réchauffage d'une préparation alimentaire surgelée, comporte un boîtier 1 renfermant une enceinte de chauffage 2 qui est délimitée par une paroi tubulaire 3, un fond 4 et une porte mobile 5, et qui est soumise, d'une part, à un rayonnement micro-ondes sortant de deux débouchés 6 et 7 pratiqués dans la paroi tubulaire et reliés à une paire de guides d'ondes rattachée à un générateur de micro-ondes schématisé en 8, et, d'autre part, à un rayonnement infrarouge émis par des moyens de chauffage, ladite enceinte 2 étant équipée d'un support 9 pour la préparation surgelée. Une telle paire de guide d'ondes rattaché à un générateur de micro-ondes a, par exemple, été décrit dans le brevet US 4 775 770. Dans l'exemple de réalisation décrit le rayonnement micro- ondes est émis par un magnétron selon une longueur d'onde de 2450 Mhz et le rayonnement infrarouge, est émis par des rampes à enveloppe tubulaire du type à quartz, et de préférence par des tubes à halogène présentant une longueur d'onde de l'ordre de 12 105 Ghz. Selon l'invention, l'enceinte 2 présentant une capacité réduite dont la région centrale reçoit le support 9, les débouchés 6 et 7 des guides d'ondes sont répartis sur deux régions opposées de ladite paroi tubulaire 3 situées de part et d'autre de la région centrale, et les moyens de chauffage à infrarouge comportent au moins deux rampes 10 et 11 s'étendant axialement à la paroi tubulaire et réparties de part et d'autre de la région centrale en deux régions opposées distinctes de celles des débouchés 6 et 7 des guides d'ondes A titre d'exemple non limitatif, la capacité de l'enceinte est de l'ordre de 5 dm 3. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les moyens de chauffage comportent deux rampes supplémentaires à infrarouge 12 et 13 constituant ainsi un ensemble de quatre rampes à infrarouge disposées axialement à la paroi tubulaire et respectivement répartis deux à deux dans les régions haute et basse de l'enceinte 2, tandis que les deux débouchés 6 et 7 des guides d'ondes sont situés dans5 le sens transversal à la paroi 3 respectivement dans des régions médianes comprises entre deux rampes consécutives 10- 12 ou 11-13 En outre, le boîtier 1 comporte un générateur supplémentaire de micro-ondes schématisé en 14 et rattaché à une paire supplémentaire de guides d'ondes dont les débouchés 15 et 16 pratiqués dans la paroi tubulaire 3 sont agencés respectivement à côté des autres débouchés 6 et 7 à une distance d telle que le rayonnement de deux débouchés voisins 6-15 ou 7-16 soit concentré sur toute l'étendue axiale du support 9 Comme on le comprendra, cette distance d est choisie en fonction de l'étendue axiale de chacun des débouchés voisins 6-15 ou 7-16. Dans l'exemple particulier illustré sur les figures 2 et 3, le boîtier 1 et la paroi 3 de l'enceinte 2 présentent chacun une forme parallélipipédique, et ménagent entre-eux un espace 17 dans lequel sont disposées les rampes à halogène 10 à 13. Cet espace peut-être parcouru par un courant d'air de refroidissement créé par un dispositif de ventilation non représenté De manière à permettre le rayonnement infrarouge dans l'enceinte 2, la paroi de l'enceinte située en regard des moyens de chauffage à infrarouge et constituant également les deux côtés latéraux 18 et 19 de l'enceinte est une région étanche aux micro-ondes et transparente au rayonnement infrarouge Ces côtés 18 et 19 sont réalisés chacun par un grillage à mailles fines adapté à arrêter le rayonnement micro-ondes. En outre, comme on le voit bien sur la figure 2, chaque rampe à tube à halogène 10 à 13, est équipée d'un réflecteur 20, 21, 22, 23, qui s'étend longitudinalement à la rampe et qui est agencé entre le boîtier 1 et la face externe du côté correspondant 18 ou 19 Chaque réflecteur est disposé par rapport à la paroi du boîtier selon un angle a choisi de manière que le réflecteur réfléchisse le rayonnement infrarouge du tube vers la région centrale de l'enceinte et donc sur la préparation alimentaire surgelée reposant sur le support 9. Selon une variante illustrée à la figure 4, et dans laquelle les pièces similaires à celles de la figure 2 ont gardé les mêmes références, on a donné aux réflecteurs 20 à 23 une forme pratiquement parabolique de manière, d'une part, à capter tout le rayonnement arrière des tubes à halogène, et d'autre part, à réfléchir ce rayonnement vers la région centrale Ainsi, les quatres paraboles permettent d'obtenir un recouvrement des rayonnements dans la région centrale de l'enceinte 2. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque débouché 6,7 ou 15,16 comporte un déflecteur 24, 25, 26, 27 agencé dans un plan transversal au support 9 de manière à favoriser la répartition du rayonnement micro-ondes Comme représenté, chaque débouché ayant une forme rectangulaire, le déflecteur est agencé selon la médiatrice des petits côtés et est constitué par une tôle pliée en V dont l'arête de sommet 28, 29, 30, 31 est située en amont dans le guide d'ondes, tandis que les deux branches du V s'étendent vers l'intérieur de l'enceinte 2. En outre, les essais ont montré, que dans le cas o la préparation alimentaire surgelée présente une forme oblongue, par exemple un hot-dog, il est nécessaire, pour obtenir une homogénéisation rapide de la température, de favoriser une concentration de micro-ondes vers la partie centrale Aussi, les branches 32, 33 et 34, 35, situées en regard l'une de l'autre dans le sens axial présentent une longueur plus grande que les autres branches créant ainsi une asymétrie propice à la concentration des micro-ondes vers la région centrale de l'enceinte. On va maintenant décrire, selon un mode préférentiel de réalisation de la machine avec quatre rampes à infrarouge et deux magnétrons, le procédé de chauffage utilisé pour obtenir les meilleurs résultats. Après avoir enfourné la préparation alimentaire posée sur le support 9, on referme la porte 5 et, on enclenche la mise en marche des magnétrons et des rampes à halogène au moyen d'un dispositif de commande (non représenté) Puis pendant la durée d'un cycle de décongélation et de réchauffage, on produit simultanément un rayonnement micro-ondes continu en alimentant de façon alternée les deux générateurs 8 et 14 branchés à cet effet en anti-parallèle, et un rayonnement infrarouge continu. Grâce à cette combinaison particulière des quatre débouchés micro- ondes et des quatre tubes à halogène, on obtient, avec des magnétrons classiques permettant d'obtenir chacun une puissance restituée voisine de 850 W et des tubes à halogène de l'ordre de 500 W, une puissance micro-ondes restituée de20 l'ordre de 1700 W et une puissance infrarouge de l'ordre de 2000 W Ainsi, la concentration des rayonnements micro- ondes et infrarouge sur la préparation alimentaire, permet une décongélation et un réchauffage ultra-rapide de l'ordre de 30 secondes à une température voisine finale de 600 C, tout en apportant pour certaines préparation l'aspect doré d'une bonne cuisson grâce aux tubes à halogène. Dans le cas ou la machine est équipée d'un seul magnétron, on comprendra que le rayonnement micro-ondes est pulsé et que30 l'on doit alors utiliser un magnétron plus important susceptible de produire dans l'enceinte une puissance restituée de l'ordre de 1700 W. Revendications 1) Machine de décongélation et de réchauffage d'une préparation alimentaire surgelée, comportant un boîtier ( 1) renfermant une enceinte de chauffage ( 2) qui est délimitée par une paroi tubulaire ( 3), un fond ( 4) et une porte mobile ( 5), et qui est soumise, d'une part, à un rayonnement micro- ondes sortant de deux débouchés ( 6 et 7) pratiqués dans la paroi tubulaire et reliés à une paire de guides d'ondes10 rattachée à un générateur ( 8) de micro-ondes, et, d'autre part, à un rayonnement infrarouge émis par des moyens de chauffage, ladite enceinte étant équipée d'un support ( 9) pour la préparation alimentaire surgelée, caractérisée en ce que l'enceinte ( 2) présentant une capacité15 réduite dont la région centrale reçoit le support ( 9), les débouchés ( 6 et 7) des guides d'ondes sont répartis sur deux régions opposées de ladite paroi tubulaire ( 3) situées de part et d'autre de la région centrale, et les moyens de chauffage à infrarouge comportent au moins deux rampes ( 10 et 11) s'étendant axialement à la paroi tubulaire ( 3) et réparties de part et d'autre de la région centrale en deux régions opposées distinctes de celles des débouchés ( 6 et 7) des guides d'ondes. 2) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de chauffage comportent deux rampes supplémentaires ( 12 et 13) à infrarouge constituant ainsi un ensemble de quatre rampes à infrarouge disposées axialement à la paroi tubulaire ( 3) et respectivement répartis deux à deux dans les régions haute et basse de l'enceinte ( 2), tandis que les deux débouchés ( 6 et 7) des guides d'ondes sont situés dans le sens transversal à la paroi ( 3) respectivement dans des régions médianes comprises entre deux rampes consécutives ( 10-12 ou 11-13). 3) Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque rampe ( 10 à 13) est équipée d'un réflecteur ( 20 à 23) destiné à réfléchir le rayonnement infrarouge vers la région centrale de l'enceinte. 4) Machine selon les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le boîtier ( 1) comporte un générateur supplémentaire ( 14) de micro-ondes rattaché à une paire supplémentaire de guides d'ondes dont les débouchés ( 15 et 16) pratiqués dans la paroi tubulaire ( 3) sont agencés respectivement à côté des autres débouchés ( 6 et 7) à une distance (_) telle que le rayonnement de deux débouchés voisins ( 6-15 ou 7-16) soit concentré sur toute l'étendue axiale du support ( 9). ) Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que chaque débouché ( 6, 7, 15, 16) comporte un déflecteur ( 24, 25, 26, 27) agencé dans un plan transversal au support ( 9) de manière à favoriser la répartition du rayonnement micro-ondes. 6) Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que chaque débouché ( 6, 7, 15, 16) présentant une forme rectangulaire, chaque déflecteur ( 24, , 26, 27) est agencé selon la médiatrice des petits côtés et est constitué par une tôle pliée en V dont l'arête de sommet ( 28, 29, 30, 31) est située en amont dans le guide d'ondes, tandis que les branches du V s'étendent vers l'intérieur de l'enceinte ( 2). 7) Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que les branches ( 32, 33 et 34, 35) situées en regard l'une de l'autre dans le sens axial présentent une longueur plus grande que les autres branches. 8) Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de chauffage à infrarouge ( 10, 11, 12, 13) étant disposés respectivement dans un espace ( 17) ménagé entre l'enceinte ( 2) et le boîtier ( 1), la paroi de l'enceinte ( 3) située en regard des moyens de chauffage comporte respectivement des régions ( 18, 19) étanches aux micro-ondes et transparentes au rayonnement infrarouge. 9) Machine selon la revendication 8, caractérisée en ce que les régions( 18, 19) de la paroi étanches aux micro-ondes sont réalisées chacune par un grillage à mailles fines adaptées à arrêter le rayonnement micro-ondes. 10) Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le rayonnement micro-ondes émis par un magnétron a une longueur d'onde de 2450 Mhz et le rayonnement infrarouge est émis par des rampes à enveloppe tubulaire du15 type à quartz, et de préférence par des tubes à halogène présentant une longueur d'onde de l'ordre de 12 105 Ghz. 11) Procédé de décongélation et de réchauffage pour une machine comportant deux générateurs micro-ondes selon la revendication 4 de l'invention, caractérisée en ce que pendant la durée d'un cycle de décongélation et de réchauffage, on produit simultanément un rayonnement micro-ondes continu en alimentant de façon alternée les deux générateurs qui sont branchés en anti- parallèle, et un rayonnement infrarouge continu.