Brevet FR2722638A1 — publié le 19960119

DISPOSITIF APPLICATEUR DE MICRO-ONDES NOTAMMENT POUR LA CUISSON DE PRODUITS SUR UN SUPPORT METALLIQUE La présente invention a trait à un dispositif applicateur de micro-ondes pour le traitement, en particulier la cuisson, de produits individuels relativement petits ou minces, déposés sur un support métallique. On désigne par micro-ondes la bande des fréquences des ondes électromagnétiques comprises entre 300MHz et 300GHZ. Le but de l'invention est de proposer une structure apte notamment à la cuisson de produits alimentaires, par exemple des biscuits, en place sur un plan métallique et capable d'opérer, dans des temps très substantiellement réduits par rapport aux temps de cuisson des fours traditionnels à chauffage par air chaud pulsé et/ou infrarouges, des cuissons de qualité comparable et dans de très bonnes conditions de sécurité et en dépit de l'utilisation comme support de cuisson desdits produits d'un plan métallique, par exemple une grille ou sole fixe ou un tapis convoyeur. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif applicateur de micro-ondes notamment pour la cuisson de produits sur un support métallique, comprenant au moins un générateur micro-ondes et un guide d'onde métallique, notamment de section rectangulaire, caractérisé en ce que ledit guide d'onde forme une enceinte de cuisson dont le plancher est constitué d'un support plan métallique amovible, sur lequel sont déposés les produits à cuire. De préférence, le guide d'onde est relié au générateur micro-ondes par un guide auxiliaire dont l'axe forme par rapport à l'axe dudit guide un angle égal à l'angle de Brewster ou voisin de celui-ci et tel que le champ électrique soit dans un plan perpendiculaire au support plan métallique. Suivant un mode de mise en oeuvre, ledit support plan métallique est une sole ou plaque immobile par rapport à la partie supérieure en U renversé du guide d'onde durant l'application des micro-ondes, les deux extrémités du guide étant munies d'un moyen de fermeture-confinement de l'enceinte de cuisson ainsi réalisée. Suivant un autre mode de mise en oeuvre, ledit support plan métallique est un tapis de convoyage, les deux extrémités du guide étant éventuellement munies de moyens propres à limiter les fuites d'ondes vers l'extérieur en dessous des valeurs tolérées, la direction de déplacement du tapis étant parallèle à l'axe du guide. Avantageusement, suivant un second mode de mise en oeuvre, le dispositif de l'invention comporte une pluralité de guides d'ondes jumelés en parallèle formant une cavité micro-ondes monomode, la partie horizontale inférieure des guides étant formée par un tapis de convoyage commun. En variante, un tel tapis de convoyage, que le guide d'onde soit mono ou multi-conduits, dessert plusieurs cavités guides d'onde agencées en cascade au dessus du brin supérieur du tapis, en sorte que les produits subissent au cours de leur déplacement sur le tapis une succession d'applications de micro-ondes. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de modes de réalisation du dispositif de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard du dessin annexé sur lequel - Figure 1 est une vue en coupe verticale schématique d'un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention ; - Figure 2 est une vue en coupe verticale schématique d'un second mode de réalisation, et - Figure 3 est une vue schématique de côté d'une variante de réalisation du dispositif de la figure 2. Sur la figure 1, on a représenté en 1 un guide d'onde de section rectangulaire comprenant deux parois de flanc 2 et 3 et une paroi de plafond 4, la paroi de plancher étant constituée par un support plan distinct 5. Le guide 1 et le support plan 5 sont en un métal bon conducteur et de préférence non magnétique. Le guide 1 forme une enceinte fermée (les extrémités opposées n'étant pas représentées sur la figure 1) et seulement ouverte sur sa face inférieure, l'ouverture étant obturée par le support plan 5 qui est par exemple une sole ou plaque sur laquelle sont déposés des produits 6, par exemple des biscuits, des madeleines, ou autres produits de biscuiterie, viennoiserie, pâtisserie, du même genre, que l'on veut cuire ou dont on veut homogénéiser l'humidité. Le guide 1 est relié à un générateur micro-ondes (non représenté sur la figure 1) connecté de façon que le champ électrique E engendré dans le guide 1 soit sensiblement perpendiculaire au support plan métallique 5 lors de sa propagation longitudinale. L'ensemble ainsi constitué peut former un four de cuisson individuel dont la sole ou plaque de cuisson 5 peut être extraite pour charger et décharger des produits, le dispositif fonctionnant comme un four à micro-ondes traditionnel. La figure 2 illustre un autre mode de réalisation dans lequel, d'une part, plusieurs guides d'ondes similaires au guide 1 sont jumelés ou accolés en sorte de former trois conduits rectangulaires ouverts sur leur face inférieure et, d'autre part, le support plan métallique 5 est constitué par un élément unique, commun et plus particulièrement par le brin supérieur d'un tapis de convoyage T. Le brin supérieur du tapis T circule en étant maintenu à faible distance (1 à 10 mm à la fréquence 2450 MHz) de la tranche des cloisons séparatrices verticales 8 et 9 des guides d'onde accolés formant une cavité micro-ondes monomode 11. Le tapis est entraîné suivant une direction 12 parallèle à l'axe des conduits de la cavité 11. Avantageusement, entre la tranche des flancs 7 et 10 de la cavité 11 et le tapis T sont interposés des profilés en U formant pièges à ondes symbolisés en 13 et destinés à réduire au maximum les fuites micro-ondes. De préférence, les ondes sont envoyées dans chacun des conduits de la cavité 11 sensiblement sous incidence de Brewster, par l'intermédiaire d'ouvertures 14 ménagées dans la paroi horizontale supérieure de la cavité 11. Sur ces ouvertures 14 sont fixés des guides auxiliaires de section rectangulaire dont les axes sont inclinés sur l'axe des conduits de la cavité 11 d'un angle de l'ordre de l'angle de Brewster pour le type de produits 6 traités, c'est à dire aux environs de 30 avec l'horizontale, le champ électrique émis restant dans un plan perpendiculaire au tapis métallique. La largeur des conduits de la cavité 11 est par exemple de l'ordre de 8 à 10 cm pour un générateur micro-ondes de fréquence 2450 MHz + 50 MHz fonctionnant en mode fondamental TE10, la hauteur des conduits étant de l'ordre de 4 à 5 cm, à une distance du tapis comprise entre 1 et 10 mm environ et la longueur de l'ordre de 60 à 120 cm. Dans le cas de la fréquence 915 MHz et d'une manière plus générale des autres fréquences pour applications ISM (Industrielles, Scientifiques et Médicales) ces dimensions sont différentes, sensiblement dans le rapport inverse des fréquences. La cavité 11 peut bien entendu comporter un nombre quelconque de conduits différents variable, ce nombre pouvant être réduit à 1. Sur la figure 3, on a représenté en élévation latérale un tapis convoyeur T entraînant les produits à cuire 6 successivement dans trois cavités alignées 11', 11", li"', par exemple identiques à la cavité 11 de la figure 2. Chaque cavité ll',ll",ll'', mono ou multi-conduits, comporte autant de générateurs micro-ondes G que de conduits, disposés au dessus des conduits et reliés chacun à un conduit par un guide auxiliaire 15 incliné d'un angle a égal à l'angle de Brewster ou voisin de ce dernier pour les produits à traiter avec une direction du champ électrique émis dans un plan perpendiculaire au tapis métallique. Les guides auxiliaires 15 débouchent dans les conduits respectifs par les ouvertures correspondantes 14 qui sont disposées plus près de l'extrémité amont des conduits que de l'extrémité aval. L'axe des guides auxiliaires 15 intersecte l'axe des conduits des cavités 11',11",11"' et définit avec lui des plans verticaux parallèles à la direction de déplacement 12 du tapis T. La longueur des conduits des cavités est telle qu'à l'extrémité aval il n'y a pas lieu de prévoir un dispositif anti-fuites sophistiqué, l'énergie micro-ondes ayant été pratiquement toute absorbée. La distance entre ladite extrémité et le point de jonction entre la cavité et le guide auxiliaire 15 étant largement supérieur à une ou plusieurs longueurs d'onde. Par contre, à l'extrémité amont, on peut avantageusement prévoir un dispositif anti-fuites, tel que piège à onde, rideau de chaînettes suspendues symbolisé en 16, matériaux absorbant les micro-ondes, etc. Entre deux cavités peut être intercalé un dispositif de chauffage/cuisson complémentaire symbolisé en 17, dispensant par exemple un chauffage par air pulsé ou par rayonnement infrarouge. Dans le mode de mise en oeuvre de la figure 3, les produits 6 subissent trois applications successives de microondes, entrecoupées d'une phase de repos ou de chauffage/cuisson auxiliaire. Le temps de séjour des produits dans les conduits des cavités dépend bien entendu de leur nature et du type de cuisson désirée. Le nombre des cavités successives peut bien entendu varier et être supérieur à 3. D'un manière générale, l'invention s'applique à tous type de cavité ou de guide d'onde, de section rectangulaire, carrée, semi-circulaire ou autre, dans la mesure où la paroi inférieure de la cavité ou du guide peut être remplacée par un support plat mince métallique séparable, mobile ou non par rapport au corps de la cavité ou du guide d'onde et sur lequel sont placés, directement ou non, les produits à cuire, ceux-ci étant constitués par des éléments individuels de dimensions relativement réduites. Les guides et cavités fonctionnent d'une manière générale en mode TEnoll dans l'une desdites fréquences pour applications ISM. I1 est à noter que les températures mise en jeu au cours de la cuisson de ces types de produits, à savoir de l'ordre de 2500C, sont parfaitement supportées par les supports métalliques (5,T). I1 est enfin à signaler que l'invention peut s'appliquer à autre chose que la cuisson de tels produits, par exemple, au séchage ou régulation de profils d'humidité, ainsi qu'à tout traitement thermique, d'une façon générale. REVENDICATIONS =+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+= 1. Dispositif applicateur de micro-ondes notamment pour la cuisson de produits sur un support métallique, comprenant au moins un générateur micro-ondes (G) et un guide d'onde métallique, notamment de section rectangulaire (1, 11, 11', 11", li"'), caractérisé en ce que ledit guide d'onde forme une enceinte de cuisson dont le plancher est constitué d'un support plan métallique (5,T) amovible, sur lequel sont déposés les produits à cuire (6). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le guide d'onde (11', 11", 11"') est relié au générateur micro-ondes (G) par un guide auxiliaire (15) dont l'axe forme par rapport à l'axe dudit guide un angle (a) égal à l'angle de Brewster ou voisin de celui-ci et tel que le champ électrique (E) soit dans un plan perperndiculaire au support plan métallique. 3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit support plan métallique est une sole ou plaque (5) immobile par rapport à la partie supérieure en U renversé du guide d'onde (1) durant l'application des micro-ondes, les deux extrémités du guide étant munies d'un moyen de fermeture-confinement de l'enceinte de cuisson ainsi réalisée. 4. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit support plan métallique est un tapis de convoyage (T), les deux extrémités du guide (1) étant éventuellement munies de noyens (16) propres à limiter les fuites d'ondes vers l'extérieur en dessous des valeurs tolérées, la direction de déplacement du tapis étant parallèle à l'axe du guide. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de guides d'ondes (11) jumelés en parallèle formant une cavité micro-ondes monomode, la partie horizontale inférieure des guides étant formée par un tapis de convoyage (T) commun. 6. Dispositif suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit tapis de convoyage (T) dessert plusieurs cavités-guides d'onde (11',11",11"') mono ou multiconduits agencés en cascade au dessus du brin supérieur du tapis, en sorte que les produits subissent au cours de leur déplacement sur le tapis (T) une succession d'applications de micro-ondes. 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'entre deux cavités (ll',ll"fll"') est agencé un dispositif de chauffage/cuisson auxiliaire (17), notamment à air chaud ou infrarouge. 8. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le ou les conduits ou cavités guides d'onde (1, 11, 11', 11", 11"') sont rectangulaires, d'une largeur comprise entre 8 et 10 cm, d'une hauteur comprise entre 4 et 5 cm et d'une longueur comprise entre 60 et 120 cm pour un générateur micro-ondes (G) de fréquence 2450 MHz fonctionnant en mode TE10. 9. Dispositif suivant l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le tapis convoyeur métallique est chauffé par induction.