Brevet FR2709814A1 — publié le 19950317

Appareil portable à hautes performances pour cuisson ou réchauffage rapide de denrées alimentaires. L'invention concerne un réchaud ou grill, facilement transformable en four au moyen de l'adjonction d'un accessoire spécifique et destiné à la cuisson ou à la préparation de denrées alimentaires L'invention concerne plus généralement les dispositifs de mise en température des aliments avant leur consommation. Elle trouve ses applications dans les domaines de la restauration traditionnelle et de la restauration rapide, ainsi que dans le cadre des activités de traiteurs et de la cuisine domestique. De nombreuses solutions sont proposées pour cuire et/ou mettre en température des aliments On utilise par exemple des fours domestiques classiques, sur la sole desquels on place les denrées à traiter; on peut également placer les denrées à une hauteur variable à l'intérieur d'une enceinte de cuisson, par exemple en les posant sur une grille prévue à cet effet. Pour les aliments destinés à être chauffés dans des récipients, on a recours a des plaques de cuisson, dont la source d'énergie est le gaz ou l'électricité. Pour les aliments comme les viandes ou poissons qui nécessitent d'être saisis ou grillés, on utilise des plaques de cuisson spécifiques, par exemple en fonte, dont la surface de cuisson est munie d'ondulations. Que ce soit pour les réchauds ou les plaques de cuisson actuellement proposés, on constate que le nettoyage de ces appareils est une opération particulièrement délicate: pour obtenir une cuisson homogène, il est souvent nécessaire de placer les aliments directement sur la plaque de cuisson sans interposer d'écran entre ces denrées et l'élément chauffant. Il est donc fréquent de trouver des dépôts de matière, éventuellement calcinée, sur les surfaces de cuisson. Le nettoyage ou l'élimination de ces matières est particulièrement délicat, compte notamment tenu de l'impossibilité d'utiliser la plupart des produits détergents ou dégraissants présents sur le Marché. S'agissant des fours, il est évident que ces difficultés de nettoyage sont encore aggravés, compte tenu de la mauvaise accessibilité de leurs soles et parois. Pour les raisons exposées ci-dessus, on a tenté de proposer de réaliser des réchauds dont la surface de cuisson soit de type vitro-céramique. Ce mode de réalisation devrait en effet permettre de disposer d'appareils dont le nettoyage soit particulièrement facile à réaliser, y compris sans utiliser de produits dégraissants ou détergents. De plus, on sait que ce type de surface de chauffe apporte des avantages décisifs en terme de rapidité et d'efficacité de cuisson. Malheureusement, il s'est avéré que l'utilisation de tels réchauds est particulièrement délicate, voire dangereuse. Pour être efficaces de tels appareils doivent être relativement puissants (au moins 1500 Watts et jusqu'à 3.500 Watts). Ce qui signifie qu'ils vont porter la plaque de cuisson supérieure dont ils sont munis à des températures élevées pouvant atteindre ou dépasser les 500 "c. En conséquence, cette plaque de cuisson, réalisée en matériau transparent au rayonnement infra-rouge et donc en verre ou en matériau à base de verre, est soumise à des contraintes thermiques particulièrement sévères. Ces contraintes sont augmentées par la nécessité de poser des aliments frais, ou, à fortiori, congelés, directement sur la plaque de cuisson. De plus, cette même plaque de cuisson doit supporter les efforts mécaniques liés à la pose des récipients ou des aliments. La réalisation de réchauds ou de grills munis d'une surface émettrice de chaleur de type vitro-céramique suppose donc la maîtrise des températures de la dite surface, pendant et après le fonctionnement de ces appareils. Cette maîtrise ne peut être obtenue par des moyens connus, compte tenu de la nécessité de prévoir un fonctionnement ininterrompu pendant plusieurs heures, notamment pour les utilisateurs professionnels, ce qui se traduit par une élévation exponentielle de la température de surface et du corps de chauffe des appareils et, corollairement, de leur socle. De plus, pour que l'émetteur de chaleur placé sous la surface de chauffe fonctionne correctement, il est indispensable que ce dernier soit situé à environ un centimètre sous la dite surface et qu'il existe, durant le fonctionnement, un volume d'air confiné entre l'émetteur de chaleur et la plaque de verre supérieure. De façon connue, on choisit de placer l'émetteur de chaleur, constitué par un filament porté à incandescence par l'action du courant électrique, dans un réceptacle réalisé en matériau réfractaire. Ce réceptacle a préférentiellement la forme d'un disque muni de rebords relevés d'une hauteur d'environ 1 cm et d'une largeur équivalente. II peut également avoir une forme carrée ou rectangulaire, en conservant des rebords relevés d'environ 1 cm x 1cm. Dans tous les cas, les parties supérieures des rebords du réceptacle sont en contact avec la face inférieure de la plaque de verre supérieure de l'appareil, si bien que l'élément chauffant se trouve placé à environ 1 cm sous la paroi inférieure de la dite plaque, et que l'on crée un volume d'air étanche délimité: -au dessus par la paroi inférieure de la plaque de verre. -au dessous par le fond du réceptacle sur lequel repose l'élément chauffant. -sur les côtés par les rebords du réceptacle. Ce volume d'air va se trouver porté à une température élevée, proche de celle de l'élément chauffant, lors du fonctionnement de l'appareil. De plus, il va conserver et restituer l'énergie thermique qu'il a acquise après l'arrêt de l'élément chauffant. Pour obtenir un fonctionnement satisfaisant, il est indispensable de conférer, lors de la mise en fonction de l'élément chauffant, une étanchéité quasi-parfaite au volume d'air contenu dans l'espace définit ci-dessus. Cette étanchéité devient un inconvénient dès que l'on a éteint l'appareil: le volume d'air confiné contribue en effet à augmenter l'inertie thermique de l'ensemble, si bien que le risque de brûlure d'un opérateur par contact involontaire avec la surface de chauffe après extinction du corps de chauffe, c'est à dire lorsque l'appareil semble inoffensif, est réel. D'autre part, I'inertie thermique du réceptacle céramique qui constitue le corps de chauffe alliée à celle du volume d'air confiné sont telles que l'on constate des détériorations importantes des éléments chauffants, notamment dûs à des phénomènes d'oxydation, dont la durée de vie est de ce fait limitée à quelques centaines d'heures. On notera que l'étanchéité conférée au volume d'air est un obstacle à l'évacuation de la vapeur d'eau qui se dégage du matériau constituant le corps de chauffe. On sait qu'il est exclu de réaliser cette étanchéité du volume d'air par une fixation rigide de type collage entre les rebords relevés du réceptacle et la surface de chauffe: un tel mode de réalisation serait incompatible avec la reprise des contraintes de dilatation différentielles auxquelles sont soumises ces pièces réalisées en matériaux différents. De façon connue, la seule solution acceptable consiste donc à plaquer le haut des rebords du réceptacle contre la paroi inférieure de la surface de chauffe. On constate que ce plaquage doit être réalisé de façon non rigide, pour permettre à la surface de chauffe réalisée en verre de subir les chocs mécaniques dus à la pose de récipients sans risquer d'éclater. C'est la raison pour laquelle on a proposé, notamment dans le cas de plaques de cuisson vitrocéramiques intégrées à des plans de travail, de poser les réceptacles sur des ressorts précontraints ayant pour effet d'assurer ce plaquage (et par conséquent l'étanchéité du volume d'air) sans pour autant induire de contraintes mécaniques trop fortes au niveau de la surface supérieure. Un tel mode de réalisation donne satisfaction pour les plaques encastrées dans un plan de travail, telles qu'on les rencontre dans les cuisines professionnelles ou domestiques. II n'est malheureusement pas pertinent en tant que tel pour la réalisation de réchauds. En effet les contraintes sont, dans ce cas, plus concentrées du fait de la faible surface de chauffe, d'une dimension approximative de 40 x 40 cm. Si on ne souhaite pas doter les réchauds de zones inutilisées importantes en périphérie de leur surface de chauffe, c'est à dire si on essaye de les réaliser d'une façon relativement compacte, on constate que les solutions décrites cidessus et utilisées pour les plaques de cuisson sont inadaptées: Contrairement aux plaques intégrées, dont la face arrière du réceptacle se trouve en quelque sorte placée à l'air libre (même si cet air est lui-même plus ou moins contenu dans un meuble), les réchauds sont par définition de dimensions réduites si bien que les phénomènes d'élévation de température qu'ils subissent sont particulièrement importants. De plus la chaleur contenue dans le volume d'air confiné entre la surface supérieure et le réceptacle ne peut pas se dissiper après arrêt de l'appareil, si bien que celui ci se maintient à une température élevée et dangereuse pendant environ une heure après extinction de l'élément chauffant. Ces considérations expliquent qu'il n'existe actuellement pas de réchauds de type vitro-céramique, sauf quelques éléments de faible puissance, utilisables sur des durées limitées et moyennant de nombreuses précautions de la part des opérateurs. Pourtant, il apparaît qu'il serait intéressant de proposer de tels appareils, à condition que ces réchauds présentent le même confort et surtout la même sécurité d'utilisation que les plaques vitro-céramiques intégrées actuellement commercialisées. L'invention propose de réaliser des réchauds et grills vitro-céramiques destinés à la cuisson et/ou la mise en température des aliments qui pallient à l'ensemble des inconvénients exposés ci-dessus. A cet effet, I'invention propose de réaliser des réchauds et grills portables munis d'une surface de chauffe vitrocéramique, de moyenne et forte puissance et permettant la cuisson et / ou la mise en température optimisée des aliments. Un objectif de l'invention est de proposer un réchaud de dimensions réduites, d'une utilisation particulièrement aisée, permettant de réaliser très rapidement la cuisson des aliments tout en étant facilement nettoyable sans nécessiter l'utilisation de produits dégraissants ou détergents. Un objectif complémentaire de l'invention et de proposer un réchaud qui puisse remplir une fonction grill dans des conditions optimisées. Complémentairement, ces appareils pourront se transformer en fours de dimensions réduites, également particulièrement faciles à nettoyer, et ce par simple adjonction d'un accessoire spécifique. Un objectif essentiel de l'invention est de permettre de s'affranchir de l'ensemble des inconvénients inhérents au nettoyage des éléments chauffants, surfaces de chauffe et parois rencontrés dans les réchauds, grills et fours actuellement proposés. Un objectif complémentaire de l'invention est de proposer des réchauds et grills compatibles avec une industrialisation poussée et dont le prix de revient en fabrication soit particulièrement modéré. Enfin l'objectif principal de l'invention est de conférer à des réchauds et grills vitro-céramiques de moyenne et forte puissance un confort et une sécurité de fonctionnement particulièrement poussés et ce y compris dans le cas d'une mise en tension ininterrompue pendant plusieurs heures de ces appareils ainsi qu'après l'extinction des dits appareils. L'ensemble de ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints à l'aide d'un réchaud d'une hauteur faible par rapport à sa longueur et à sa largeur, dont la quasi totalité de la surface supérieure est constituée par une plaque à base de verre sous laquelle on a placé un émetteur de chaleur alimenté par l'énergie électrique. En premier lieu, le fait d'émettre l'énergie dans les fréquences visibles ou infrarouge, à travers une surface transparente à ce rayonnement placée en dessous des aliments devant être traités, permet de supprimer totalement les effets d'inertie thermique rencontrés dans les réchauds équipés de résistances chauffantes noyées dans du métal; une telle conception confère aux réchauds selon l'invention des possibilités de réglage nettement plus fines que celles présentées par les appareils existants. De même, l'émission de rayonnement infra-rouge à travers un plateau transparent ou translucide ou, à tout le moins, transparent au rayonnement infra-rouge, permet de placer les aliments devant être traités directement sur ce plateau, sans interposer quelque contenant que ce soit. Les appareils selon l'invention sont remarquables en ce que leur partie supérieure est constituée par une plaque réalisée en matériau transparent au rayonnement infra-rouge et en ce qu'ils comprennent un élément chauffant contenu dans un réceptacle en matériau réfractaire muni de rebords, le contact quasi-étanche entre la face inférieure de la plaque d'une part et les rebords du réceptacle d'autre part étant obtenu non seulement par l'action d'au moins un élément élastique mais encore par la mise en surpression du volume intérieur de l'ensemble de l'appareil. Cette mise en surpression, due à l'action d'un ventilateur dont la mise en fonction est conditionnée par la mise sous tension de l'émetteur de chaleur a pour conséquence d'augmenter le contact entre les rebords du réceptacle et la plaque tant que l'appareil est en phase de chauffage. Par contre, dès interruption du fonctionnement, L'arrêt du ventilateur met fin à l'état de surpression, diminuant par voie de conséquence ce contact, ce qui a pour effet de libérer l'air contenu dans l'espace confiné et de permettre un refroidissement nettement plus rapide de l'ensemble de l'appareil et plus particulièrement de la surface de chauffe, du corps de chauffe et donc du socle. Des réchauds présentant ces caractéristiques ont été réalisés et testés par la demanderesse, sans donner lieu à aucune publication ou diffusion d'aucune sorte. Ces essais ont montré que, pour des appareils de taille réduite (environ 400 x 400 x 80 mm) et de puissance importante (de l'ordre de 3.000 Watts), on obtenait un fonctionnement tout à fait satisfaisant, tant en ce qui concerne l'émission de chaleur à travers la paroi supérieure que pour ce qui est de la maîtrise des températures de parois des appareils, températures qui restent inférieures à 45 "c en toutes circonstances c'est à dire durant le fonctionnement et dans les minutes qui suivent l'arrêt des appareils. Ces essais ont montré que la valeur optimale de la surpression induite par le fonctionnement du ventilateur était de l'ordre de 0,05 bars. Complémentairement, ce mode de réalisation permet de doter les réchauds selon l'invention d'un accessoire de type couvercle qui leur confère la possibilité de fonctionner comme des fours d'appoint, particulièrement faciles à utiliser et à nettoyer. En effet la limitation des variations dimensionnelles des réchauds de forte puissance lors des différentes phases de fonctionnement et d'arrêt est telle qu'il devient possible d'ajuster de façon étanche, en partie supérieure de ces réchauds, un accessoire de dimension fixe leur confèrant cette fonction de four. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à simple titre indicatif, et des dessins annexés dans lesquels: La FIGURE 1 représente une vue en perspective d'un réchaud selon l'invention, complétée par un éclaté de ce même appareil, montrant ses principaux composants. La FIGURE 2 représente une vue en coupe partielle d'un réchaud selon l'invention. La FIGURE 3 représente une vue en perspective d'un réchaud selon l'invention muni d'un couvercle amovible lui conférant la fonction de four. On constate que le réchaud selon l'invention se présente comme un parallélépipède rectangle dont la hauteur est faible par rapport à ses deux autres dimensions. Le cadre extérieur (1) du réchaud sera préférentiellement réalisé en acier inoxydable. La surface supérieure (2) fermant ce cadre est réalisée en verre ou en matériau à base de verre trempé ou traité pour résister à la chaleur, d'une épaisseur suffisante et ayant subit des traitements lui permettant de résister à des températures importantes ainsi qu' à des chocs mécaniques. De façon préférentielle, cette plaque sera teintée dans une couleur sombre. Elle sera collée au cadre (1) au moyen d'un mastic souple (9) également résistant à la chaleur. La partie visible de la surface supérieure (2) sera soit plane soit munie de rainures ou d'ondulations d'une amplitude d'environ 5 mm et parallèles entre elles. Dans le cas d'une face visible présentant des rainures ou ondulation, L'appareil se prêtera plus particulièrement à la préparation de grillades de viandes ou de poissons. Sous la plaque supérieure (2), on placera un réceptacle (5) réalisé en matériau réfractaire ou céramique. Ce réceptacle (5) sera muni de rebords sur sa périphérie, lesquels rebords viendront en contact avec la face inférieure de la paroi supérieure (2). Le réceptacle (5) reçoit, dans sa partie inférieure, un élément chauffant (6) constitué par un filament émettant, lorsqu'il est sous tension, un rayonnement infra-rouge. La cadre (1) est fermé dans sa partie inférieure par une plaque munie de perforations sur laquelle est fixé un ventilateur (7). Les perforations, situées sous le ventilateur (7) permettent l'aspiration de l'air à l'intérieur du réchaud par l'action du dit ventilateur, lequel est commandé par l'interrupteur général en même temps que l'élément chauffant (6). De façon préférentielle, on placera les centres géométriques de la surface supérieure, de l'élément émetteur de chaleur (6), du réceptacle (5) et du ventilateur (7) approximativement sur le même axe vertical (X',X). Ainsi, la pression dynamique créée par l'action du ventilateur (7) aura pour effet de plaquer uniformément les rebords du réceptacle (5) contre la face inférieure de la surface supérieure (2). Pour obtenir cette pression dynamique, il importe de ménager, dans les parois du cadre (1) un ou plusieurs orifices de sorties (3) dont la section totale soit inférieure à la section d'entrée de l'air alimentant le ventilateur (7), c'est à dire des perforations pratiquées dans la paroi inférieure de l'appareil. Cette pression dynamique, par définition liée à la mise en fonction du ventilateur (7), ne pouvant suffire à maintenir en place l'ensemble réceptacle (5) plus élément chauffant (6), on la complétera par l'action d'au moins un élément élastique (8). De façon préférentielle, on placera quatre éléments élastiques (8) sous le réceptacle; ces éléments élastiques, par exemple de type ressort, ne procureront au total qu'une pression de quelques kilogrammes sur l'ensemble du réceptacle (5). Ainsi l'étanchéité du volume d'air compris entre le réceptacle (5) et la plaque supérieure (2) sera-t'elle plus faible lors des périodes d'arrêt de l'appareil que durant les périodes de fonctionnement. En tout état de cause, le flux d'air généré par l'action du ventilateur (7) aura pour effet de refroidir la partie inférieure du réceptacle (5), ainsi que la partie inférieure non recouverte par le réceptacle (5) de la plaque supérieure transparente (2) et les parois latérales du cadre (1). Ainsi, les dilatations de l'ensemble seront-elles limitées au strict minimum. Dans ces conditions, on obtiendra une tenue dans le temps satisfaisante des composants et des liaisons entre ces composants. La caractéristique essentielle des réchauds selon l'invention, qui est de présenter une surface supérieure (2) plane ou ondulée réalisée dans un matériau transparent au rayonnement visible ou infra-rouge est de comprendre, en dessous de la dite surface supérieure (2) un dispositif (6) d'émission de rayonnement visible ou infra-rouge, le dit dispositif d'émission de rayonnement visible ou infrarouge (6) étant contenu dans un réceptacle (5) réalisé en matériau réfractaire ou céramique, le contact entre les rebords du réceptacle (5) et la plaque supérieure (2) étant assuré d'une part par au moins un élément élastique (8) et d'autre part par l'action d'un ventilateur (7) qui exerce une pression dynamique sur la base du réceptacle (5) en créant une circulation d'air forcée à l'intérieur du carter (1), leur confère une grande sécurité d'utilisation pour les opérateurs, compte tenu de la maîtrise des flux thermiques que permet cette caractéristique. Cette conception permet également de prévoir des utilisations complémentaires pour les réchauds selon l'invention. En effet, dans la mesure où elle assure l'évacuation des calories dissipées à l'intérieur du réchaud lui-même, y compris après arrêt de l'élément chauffant, il devient possible de limiter l'évacuation de l'énergie à travers la surface supérieure (2), voire de s'accommoder de l'apport d'une quantité significative d'énergie réfléchie à travers cette surface. Ainsi, comme illustré en Figure 3, on prévoira de munir les réchauds selon l'invention, d'un couvercle amovible (10), lequel couvercle comportera avantageusement une paroi vitrée articulée (11) sur sa face antérieure. Les couvercles amovibles (10) viendront se fixer et/ou se centrer sur des rebords (4) dépassant d'environ 5 mm le plan de la surface supérieure (2) du réchaud. Ils seront avantageusement munis de supports (12) permettant de placer des grilles ou plateaux à l'intérieur de l'enceinte constituée par l'ensemble réchaud plus couvercle, et à quelques centimètres au dessus de la surface supérieure (2). Bien entendu, la description ci-dessus est donnée à simple titre indicatif et l'on pourra choisir d'autres modes de réalisation des réchauds et grills présentant les caractéristiques décrites ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. REVENDICA'rlONS -1- Appareil de cuisson du type réchaud portable destiné à être posé sur un plan de travail ou sur une table, se présentant sous une forme parallélépipède et ayant une hauteur faible par rapport à ses deux autres dimensions, caractérisé en ce que la surface supérieure (2) de l'appareil est réalisée dans un matériau transparent au rayonnement infra-rouge et en ce que cet appareil comprend, en dessous de la dite surface supérieure (2) un dispositif (6) d'émission de rayonnement visible ou infra-rouge, le dit dispositif d'émission de rayonnement visible ou infrarouge (6) étant contenu dans un réceptacle (5) réalisé en matériau réfractaire ou céramique, le contact entre les rebords du réceptacle (5) et la plaque supérieure (2) étant assuré d'une part par au moins un élément élastique (8) et d'autre part par l'action d'un ventilateur (7) qui exerce une pression dynamique sur la base du réceptacle (5) en créant une circulation d'air forcée à l'intérieur du carter (1). -2- Appareil selon revendication 1, caractérisé en ce que les parois latérales du carter (1) comportent au moins un orifice de sortie (3), la section totale du ou des orifices de sortie (3) étant inférieure à la section d'entrée du ventilateur (7). -3- Appareil selon revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les centres géométriques de la façade supérieure (2), de l'élément émetteur de rayonnement visible ou infra-rouge (6), du réceptacle (5) et du ventilateur (7) sont approximativement situés sur un même axe vertical (X,X'). -4- Appareil selon revendication 1, caractérisé en ce que la plaque supérieure (2) est réalisée dans un matériau à base de verre trempé ou traité pour résister à la chaleur. -5- Appareil selon revendications 1 et 4 caractérisé en ce que la surface supérieure (2) présente une face visible munie de rainures ou d'ondulations parallèles entre elles. -6- Appareil selon revendication 1, caractérisé en ce que le carter (1) comporte des rebords (4) dépassant d'environ 5 mm le plan de leur surface supérieure (2) et permettant de centrer ou de fixer un couvercle amovible (10) . -7- Appareil selon revendications 1 et 6 caractérisés en ce que les couvercles amovibles (10) comportent une paroi vitrée articulée (11). -8- Appareil selon les revendications 1 et 7, caractérisé en ce que le couvercle amovible (10) comporte des supports (12) permettant de placer des grilles ou plateaux à quelques centimètres au dessus de la surface supérieure (2).