Brevet FR2689748A1 — publié le 19931015

La présente invention concerne un procédé pour limiter la température d'un corps chauffé au moyen d'un foyer à induction. L'invention vise également les corps et notamment les récipients culinaires dont les caractéristiques mettent en oeuvre ce procédé. Pour chauffer certains corps, en particulier certains récipients et leur contenu, on sait qu'il est possible d'utiliser un fover à induction. Dans ce cas, le corps ou le récipient doit être constitué au moins partiellement d'un métal ou d'un alliage ayant des propriétés ferromagnétiques. Pour ces récipients, on utilise soit un récipient entièrement réalisé en alliage ferromagnétique, soit un récipient réalisé dans une matière non ferromagnétique disposant au moins dans une partie de sa paroi ou à la surface de celle-ci d'une trame, d'une grille ou d'une plaque découpée ou perforée, ou encore d'un revêtement en alliage ferromagnétique. Cette trame, cette grille ou cette plaque peut être encastrée à froid ou à chaud ou par laminage, sans préparation de surface sur un disque de métal mou (en aluminium par exemple) qui constituera le fond du récipient suivant le procédé décrit dans la demande de brevet nO 91 03 695 du 27 mars 1991 au nom de la demanderesse. Un des principaux intérêts du chauffage par induction réside dans la montée en température très rapide du corps à chauffer. Ainsi, dans le cas de récipients culinaires, ce procédé permet une montée en température et une cuisson des aliments plus rapides qu'avec d'autres moyens de chauffage (plaques électriques par exemple). Cependant, le chauffage par induction présente l'inconvénient suivant : si la montée en température du corps chauffé n'est pas surveillée, celui-ci atteint rapidement une température maximum qui excède 3500C. Cet inconvénient se traduit notamment par - le risque de détériorer le corps chauffé en le portant à une température trop élevée - dans le cas d'un récipient recouvert sur sa face intérieure d'un revêtement anti-adhésif par exemple en polytétrafluoroéthvlène (PTFE), le risque de détériorer ce revêtement soumis à une température trop forte - un danger accru de brûlure pour l'utilisateur lors de la manipulation du corps ou du récipient chauffé. Pour remédier à ces inconvénients, on peut tenter de surveiller la montée en température du corps chauffé. Cependant, dans bien des cas, cette surveillance s'avère techniquement trop difficile ou matériellement trop laborieuse pour être mise en oeuvre. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients de l'état de la technique ci-dessus en proposant un procédé pour limiter la température d'un corps chauffé au moyen d'un foyer à induction, ledit corps étant constitué au moins partiellement d'un alliage ferromagnétique. Suivant l'invention, ce procédé est caractérisé en ce qu'on utilise pour ledit alliage, un alliage dont le point du Curie correspond à la température limite recherchée pour ce corps, Pour tout alliage ferromagnétique, il existe une température donnée, appelée point de Curie, caractéristique de l'alliage telle que lorsque la température de l'alliage dépasse cette température, l'alliage perd ses propriétés ferromagnétiques. Le chauffage par induction devient alors inopérant sur l'alliage et le corps n'est plus chauffé. Sa température ne dépasse donc jamais la température de Curie. Cette température est invariable pour un alliage donné et dépend seulement de sa composition, c'est-à-dire de la nature et des proportions respectives des éléments qui le composent. Le procédé selon l'invention consiste donc à choisir pour l'alliage qui constitue au moins partiellement le corps ou le récipient à chauffer un alliage dont le point de Curie correspond à la température que ce corps ou ce récipient ne doit pas dépasser. L'invention concerne également les corps et les récipients, notamment culinaires, employés pour la mise en oeuvre de ce procédé, à savoir les corps ou les récipients constitués au moins partiellement d'un alliage ferromagnétique choisi à dessein comme ayant un point de Curie correspondant à la température limite à ne pas dépasser. Selon une version préférée de l'invention, l'alliage est choisi parmi les trois alliages avec les compositions suivantes : (36 % Ni, 64 % Fe), (9% Co, 18 % Ni, 5 9Ó o, 68 o Fe) et (80 i, Ni, 5 % Mo, 15 % Fe). Dans le cadre de l'utilisation du procédé pour le chauffage par induction de récipients culinaires disposant d'un revêtement intérieur anti-adhésif (PTFE, ...), il est particulièrement intéressant de choisir pour l'alliage un alliage dont le point de Curie correspond à une température située entre 2300 et 3500C. En effet, cette plage de température permet de chauffer efficacement les aliments sans toutefois atteindre des températures où le revêtement intérieur risque d'être détorioré par échauffement excessif. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ciaprès. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 présente l'allure de l'évolution au cours du temps de la température d'un corps chauffé par induction, conformément au procédé selon l'invention - la figure 2 est une vue en coupe d'un récipient culinaire tel que poêle, casserole, moule à gâteau réalisé à partir d'une feuille d'aluminium d'épaisseur comprise entre 1 et 5 mm sur le fond duquel on a complètement encastré une grille en alliage présentant un point de Curie conforme à l'usage auquel ce récipient est destiné ; et - la figure 3 est une vue à plus grande échelle du détail A de la figure 2. Le procédé pour limiter la température d'un corps chauffé au moyen d'un foyer à induction, ce corps étant au moins partiellement constitué d'un alliage ferromagnétique, consiste à choisir ledit alliage pour qu'il présente un point de Curie correspondant à la température que ce corps ne doit pas dépasser. Considérons un corps constitué au moins partiellement d'un alliage ferromagnétique, alliage choisi à dessein parce qu'ayant un point de Curie (on notera la température correspondant à ce point Tcurie) correspondant à la température limite souhaitée pour ce corps ; et envisageons à l'aide de la figure 1 la phase de chauffe par induction de ce corps initialement à température ambiante, Une fois le foyer mis en marche, la température du corps s'élève grâce aux propriétés ferromagnétiques de l'alliage. Cette montée en température se poursuit normalement jusqu'à atteindre la température Tcurie. A l'instant où l'alliage et donc le corps atteignent la température Tcurie, les propriétés ferromagnétiques de l'alliage cessent et la montée en température du corps s'arrête. A cet instant, le procédé de chauffage n'a plus aucun effet sur le corps placé dans le foyer à induction. Par inertie thermique, le corps demeure un moment à la température de Curie. Dès que l'alliage commence à se refroidir légèrement par dissipation de la chaleur, sa température redescend au-dessous de la température Tcurie. Aussitôt, les propriétés ferromagnétiques de l'alliage réapparaissent, entraînant une nouvelle montée en température du corps1 qui s'arrêtera dès que cette température atteindra Tcurie. La température du corps suit alors des variations cycliques régulières. Le processus cesse finalement à l'instant tf quand le foyer à induction est mis en position d'arrêt ou quand le corps est placé hors du fover. Par conséquent r si le corps est laissé tel quel dans le foyer en position de marche, la température de ce corps se stabilise et suit des micro-oscillations autour d'un point moyen qu'on peut situer rigoureusement dans le voisinage inférieur de la température de Curie. En pratique, sa température reste sensiblement égale à la température de Curie jusqu'à l'arrêt du chauffage par induction ou le déplacement du corps hors du foyer. L'alliage ferromagnétique dont sera au moins partiellement constitué le corps ou le récipient à chauffer peut être choisi, à titre d'exemples non limitatifs, parmi les trois alliages avec les compositions suivantes - 36 % Ni, 64 o Fe - 9 90 Co, 18 % Ni, 5 % Mo, 68 90 Fe - 80 % Ni, 5 % o, 15 % Fe. Bien entendu, ce procédé concerne également tous les autres alliages ayant des propriétés ferromagnétiques dans le cadre du chauffage d'un corps par induction A titre d'exemple considérons un récipient constitué d'aluminium, métal non ferromagnétique et d'un alliage ferromagnétique dont le point de Curie se situe à 3000C. Lorsque ce récipient est placé dans un foyer à induction7 sa température croît rapidement jusqu'à 3000C. A 3000C, le corps perd toute propriété ferromagnétique et sa température n'augmente plus. Lorsque la chaleur de ce corps commence à se dissiper, sa température retombe audessous de 3000C et les propriétés ferromagnétiques réapparaissent. La température du corps remonte pour se stabiliser à nouveau à 3000C, et ainsi de suite jusqu'à intervention de l'opérateur. Dans le cadre de l'application du procédé selon l'invention pour le chauffage de récipients culinaires disposant d'un revêtement intérieur anti-adhésif (PTFE, ...), il est particulièrement intéressant de choisir pour l'alliage un alliage dont le point de Curie correspond à une température située entre 2300C et 3500C. En effet, cette plage de température permet de chauffer efficacement les aliments sans toutefois atteindre des températures où le revêtement intérieur risque d'être détérioré par échauffement excessif. Par conséquent, ce procédé atténue considérablement les défauts habituels du chauffage par induction mentionnés plus haut et présente les avantages suivants - la réduction du risque de détérioration du corps chauffé en empêchant une montée excessive en température ; - dans le cas des récipients culinaires recouverts d'un revêtement intérieur anti-adhésif (PTFE par exemple), la possibilité de choisir un alliage dont la température de Curie est suffisamment basse pour que ledit revêtement ne soit pas détérioré par des températures trop élevées. Sa durée de vie se trouve alors prolongée de façon significative - la réduction du danger de brûlure de l'opérateur par limitation de la température des objets chauffés. Un autre avantage du procédé selon l'invention est encore de décharger l'opérateur de la surveillance de la phase de montée en température du corps à chauffer puisque celui-ci ne dépassera pas la température limite, température de Curie de l'alliage qui aura été choisi à cette fin. Un opérateur occupé à de multiples tâches peut donc intervenir à l'instant tf (figure 1) qui lui convient le mieux. De même, le procédé selon l'invention prévient dans une certaine mesure le danger que représente l'oubli, par l'opérateur, d'un corps placé dans un foyer à induction en position de marche, puisque la température du corps ne pourra en aucun cas excéder la température de Curie de l'alliage. La sécurité des installations de chauffage par induction se trouve donc améliorée. il apparaît que l'utilisation de ce procédé pour des applications culinaires est particulièrement intéressante. Par conséquent, l'invention vise également un récipient culinaire destiné à être chauffé jusqu'à une température limite, au moyen d'un foyer à induction, ledit récipient culinaire étant constitué au moins partiellement d'un alliage ferromagnétique, caractérisé en ce que le point de Curie dudit alliage correspond à la température limite à ne pas dépasser pour ledit récipient. Lors de la fabrication du récipient, la fonction exacte qu'on lui prévoit suivant le type de cuisson et de type d'aliment (par exemple poêle, casserole, moule à gâteau, ...) permet de choisir la température limite et donc le type d'alliage à employer pour fabriquer ce récipient. Tout ce qui a été écrit ci-dessus au sujet du procédé selon l'invention est bien-sur encore valable pour les récipients culinaires visés par l'invention, notamment ce qui concerne le déroulement du processus de chauffe, le choix de l'alliage et les avantages présentés par l'invention. A cet effet, il suffit de considérer que le corps dont il a été question depuis le début de cette description est un récipient culinaire, contenant éventuellement des aliments. Dans le cas où ce récipient contient des aliments, ceux-ci suivent de façon passive la phase de montée en température. Le récipient visé par l'invention peut être entièrement réalisé en alliage ferromagnétique. il peut aussi être partiellement réalisé en alliage ferromagnétique, le reste du récipient étant constitué d'une matière non-ferromagnétique (par exemple un métal tel que l'aluminium). La partie en alliage ferromagnétique d'un récipient partiellement constitué d'un alliage ferromagnétique peut se présenter sous de nombreuses formes. A titre d'exemples non limitatifs - sous la forme d'une plaque fixée à la paroi du récipient (par exemple à l'extérieur sur le fond du récipient) - sous la forme d'une trame qui peut être une grille ou une plaque découpée ou perforée, encastrée (par frappe à froid ou à chaud ou par laminage) sur le fond du récipient conformément par exemple au procédé décrit dans la demande de brevet nO 91 030 695 du 27 mars 1991 au nom de la Demanderesse. La figure 2 représente un récipient culinaire (1) tel que poele, casserole, moule à gâteau réalisé à partir d'une feuille d'aluminium d'épaisseur comprise entre 1 et 5 mm. Sur la face extérieure du fond (2) du récipient a été encastrée par matriçage une grille (3) en alliage présentant le point de Curie convenant à l'usage auquel ce récipient est destiné, cette grille étant entièrement enfoncée dans le métal comme l'indique la figure 3. - sous la forme d'un dépôt réalisé par torche plasma, sur toute ou partie de la paroi extérieure du récipient. L'avantage de ce moyen est que le dépôt par torche plasma permet un dosage relatif des composants en poudre constituant le mélange de l'alliage, afin d'obtenir un point de Curie précis. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation que l'on vient de décrire et on peut apporter à ceux-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, on pourra mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, seul ou en combinaison avec d'autres procédés, pour le chauffage par induction de matériaux aussi bien à des fins domestiques qu'à des fins industrielles. REVENDICATIONS 1. Procédé pour limiter la température d'un corps chauffé au moyen d'un foyer à induction, ledit corps étant constitué au moins partiellement d'un alliage ayant des propriétés ferromagnétiques, caractérisé en ce qu'on utilise pour ledit alliage un alliage dont le point de Curie correspond à la température limite recherchée pour ledit corps. 2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le point de Curie dudit alliage correspond à une température située entre 230 et 3500C. 3. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'alliage est choisi parmi les trois alliages avec les compositions suivantes : (36 % Ni, 64 % Fe), ( 9 % Co, 18 % Ni, 5 % Mo, 68 % Fe) et (80 o Ni, 5 % Mo, 15 % Fe). 4. Corps destiné à être chauffé au moyen d'un foyer à induction jusqu'à une température limite, ledit corps étant constitué au moins partiellement d'un alliage avant des propriétés ferromagnétiques, caractérisé en ce qu'on utilise pour ledit alliage un alliage dont le point de Curie correspond à la température limite recherchée pour ledit corps. 5. Corps conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que ledit corps est un récipient. 6. Récipient culinaire (1) destiné à être chauffé au moyen d'un foyer à induction jusqu a une température limite, la paroi (2) dudit récipient étant constituée au moins partiellement d'un alliage (3) ayant des propriétés ferromagnétiques, caractérisé en ce qu'on utilise pour ledit alliage un alliage dont le point de Curie correspond à la température limite recherchée pour ledit récipient. 7. Récipient conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que ledit alliage se présente sous la forme d'une trame, d'une grille (3) ou d'une plaque perforée ou découpée, encastrée dans la paroi (2) dudit récipient. 8. Récipient conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que l'alliage se présente sous la forme d'une couche ou d'un revêtement déposé par torche plasma sur la paroi dudit récipient. 9. Récipient conforme à l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la paroi (2) dudit récipient (1) est en aluminium.