Brevet FR2818499A1 — publié le 20020628

Four de chauffage à induction électromagnétique, et barquette pour un dispositif distributeur de plateaux-repas utilisant le four. Domaine technique de l'invention L'invention est relative à un four à induction électromagnétique pour le chauffage de plateaux-repas à barquettes jetables, ledit four comprenant un tunnel longitudinal délimité par une paire de plaques supports parallèles espacées l'une de l'autre par un intervalle. Etat de la technique Le réchauffage des barquettes contenues dans un chariot de distribution des plateaux-repas s'effectue généralement par des moyens de chauffage par résistance ou par infrarouge. Chaque tiroir de réception des plateaux est ainsi équipé d'une plaque de chauffage comprenant soit des filaments résistants, soit des lampes à rayonnement. L'inertie thermique résultant de ce type de chauffage rallonge considérablement le temps de réchauffage des plateauxrepas, et nécessite des puissances électriques élevées qui augmentent la consommation d'énergie. Objet de l'invention Un premier objet de l'invention consiste à réaliser un four de chauffage à induction électromagnétique adapté au réchauffage rapide de plateaux-repas, avec une faible consommation d'énergie. Un deuxième objet de l'invention consiste à réaliser une barquette jetable et bon marché pouvant être utilisée dans un four à induction. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que les deux plaques supports du tunnel sont réalisées en un matériau isolant électrique et thermique. Elles sont encadrées par un carter et une embase pour confiner respectivement un compartiment supérieur de logement du deuxième inducteur, et un compartiment inférieur de logement du premier inducteur. Selon un mode de réalisation préférentiel, le carter et l'embase sont réalisés en un matériau isolant électrique et thermique, l'intervalle du tunnel pouvant être ajusté en hauteur au moyen d'un dispositif de positionnement du carter par rapport à l'embase. Les inducteurs comportent avantageusement des bobinages plats se trouvant en contact avec les plaques supports à l'extérieur du tunnel. Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de contrôle et de régulation comportent un détecteur pour détecter la présence d'un élément suscepteur dans la barquette du plateau-repas. Selon une autre caractéristique de l'invention, le détecteur est positionné sur une butée située en fin de course d'insertion de la barquette à l'intérieur du tunnel. Le générateur à impulsions comprend un onduleur à résonance, dont au moins l'un des inducteurs fait partie du circuit résonnant excité par des interrupteurs électroniques. L'invention concerne également une barquette jetable de plateaux-repas destinée à être utilisée dans le four à induction précité. Un élément suscepteur métallique est agencé au niveau du fond et du couvercle de la barquette pour autoriser la circulation de courants de Foucault engendrés par le champ électromagnétique issu de chaque. L'élément suscepteur métallique est formé par une feuille d'aluminium ou d'acier de faible épaisseur, laquelle est soit insérée directement dans le fond et le couvercle, soit placée dans un étui de réception de ladite barquette en carton. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés, dans lesquels : ta figure 1 est une vue schématique en coupe d'un four à induction électromagnétique selon l'invention, la barquette à réchauffer se trouvant insérée dans le tunnel à double inducteurs ; la figure 2 montre le circuit électrique du générateur d'alimentation du four ; - la figure 3 représente une vue de détail à échelle agrandie de la barquette de la figure 1 ; ta figure 4 est une vue identique de la figure 3 d'une variante de réalisation ; - la figure 5 montre le four de la figure 1 intégré dans une enceinte réfrigérée d'une installation de distribution de plateaux-repas. Description d'un mode de réalisation préférentiel En référence à la figure 1, un four à induction 10 pour le chauffage de plateaux-repas, comporte un tunnel 12 longitudinal délimité par une paire de plaques supports 14,16 parallèles, espacées l'une de l'autre par un intervalle d. La plaque support 16 inférieure prend appui aux deux extrémités opposées sur une embase 18 fixe en forme de U, laquelle est dotée d'un compartiment inférieur 20 pour le logement d'un premier inducteur 22. La plaque support 14 supérieure est solidarisée à un carter 24 en forme de U renversé, lequel est pourvu d'un compartiment supérieur 26 pour le logement d'un deuxième inducteur 28. L'ensemble carter 24 et plaque support 14 supérieure est mobile en étant associé à un dispositif de positionnement 30 permettant d'ajuster l'intervalle d pour adapter la hauteur du tunnel 12 aux dimensions du plateau-repas 32. Les deux plaques supports 14,16 sont en matériau isolant électrique et thermique, et les deux inducteurs 22,28 comportent des bobinages plats se trouvant en contact avec les faces horizontales respectives des plaques supports 14, 16 à l'extérieur du tunnel 12. L'embase 18 et le carter 24 sont également en matériau isolant électrique et thermique. Les deux inducteurs 22,28 sont connectés électriquement à un générateur d'alimentation 34 par l'intermédiaire de deux circuits de liaison 36,38 indépendants. Le générateur d'alimentation 34 est piloté par un automate 40 associé à un afficheur 42 et à des moyens de commande 44, l'ensemble étant logé dans une enveloppe 46 sous l'embase 18 du four 10. Un détecteur de proximité 47 se trouve sur une butée 45 à l'intérieur du tunnel 12, et est connecté au générateur 34 pour signaler la présence ou l'absence du plateau-repas 32. Le plateau-repas 32 comprend une barquette jetable en carton destinée à être introduite dans le tunnel 12 après avoir réglé la hauteur de l'intervalle d. La barquette est composée d'un fond 32a et d'un couvercle 32b en formes de deux demi-coquilles emboîtables au niveau du plan médian de jonction par des moyens d'assemblage 48. Un élément suscepteur 50,52 est inséré dans le fond 32a et dans le couvercle 32b, et est formé par une feuille en matière conductrice de l'électricité, notamment en aluminium, autorisant la circulation de courants de Foucault engendrés par le champ électromagnétique issu de l'inducteur adjacent 22,28. Il en résulte un chauffage rapide de l'élément suscepteur 50,52, suivi d'un rayonnement thermique vers l'intérieur de la barquette. Chaque bobinage des inducteurs 22,28 peut être associé à un concentrateur de champ (non représenté) pour optimiser l'homogénéisation de la température lors de la remise en température des aliments à l'intérieur du tunnel 12. La feuille d'aluminium des éléments suscepteurs 50, 52 possède une épaisseur très mince, de l'ordre de 8 microns, et peut également être remplacée par tout autre revêtement métallique, notamment en matériau magnétique comme l'acier. Sur la figure 2, le générateur 34 d'excitation des inducteurs 22,28 pour le chauffage par induction électromagnétique, est constitué à titre d'exemple par un onduleur à résonance 54 ayant une fréquence de fonctionnement comprise de préférence entre 18kHz et 100kHz. L'onduleur 54 est alimenté par le secteur alternatif à 50Hz ou 60Hz à travers un circuit de redressement et de filtrage 56, et comporte pour chaque inducteur 22,28 un circuit résonnant 58 excité par des interrupteurs électroniques 60. Le circuit résonnant 58 est formé par au moins un condensateur 60 et l'inductance de l'inducteur 22,28 correspondant. La figure 2 montre un seul bras de l'onduleur 54 associé à l'inducteur 22, l'autre bras identique prévu pour l'inducteur 28 n'étant pas représenté. Les interrupteurs électroniques 60 peuvent être des transistors IGBT ou MOS raccordés en série dans chaque bras, le point milieu 62 étant relié à l'une des extrémités de l'inducteur 22. L'autre extrémité de l'inducteur 22 est branchée au point milieu 64 du diviseur capacitif des condensateurs 60. L'onduleur 54 possède un circuit de contrôle et de régulation 66 piloté par le détecteur 47, l'automate 40 et les moyens de commande 44, de manière à détecter la présence d'au moins un élément suscepteur 50 lorsque la barquette est positionnée contre la butée 45, de réguler le courant ou la puissance des inducteurs 22,28, et de limiter le fonctionnement de l'onduleur 54 dans une zone compatible avec les caractéristiques des composants électroniques utilisés. Les deux inducteurs 22, 28 sont excités individuellement par le générateur 34, et en alternance par impulsions de 0, 5 seconde à 2 secondes suivant le type d'aliments à réchauffer. Sur la figure 3, l'élément suscepteur 50,52 du plateau-repas 32 est réalisé à titre d'exemple, par un complexe de cellulose et de film d'aluminium fixé par collage ou clipsage contre le fond 32a et le couvercle 32b de la barquette. Sur la figure 4, la barquette du plateau-repas 32 est en carton, et est glissée dans un étui 68 équipé des deux films d'aluminium constituant les éléments suscepteurs 50,52. Le plateau-repas 32 est jetable, et l'étui 68 peut être réutilisé. En référence à la figure 5, le four 10 à induction peut être placé à l'intérieur d'une enceinte 70 réfrigérée par un groupe de réfrigération 72. Les barquettes des plateaux-repas 132 comportent une partie de gauche à réchauffer, et une partie de droite restant froide durant le réchauffage de la partie de gauche dans le four 10. Les éléments suscepteurs 50,52 sont uniquement prévus sur la partie de gauche destinée à traverser le tunnel 12 du four 10. Les barquettes 132 sont acheminées individuellement dans le sens vertical de la flèche F vers la base de l'enceinte 70 où se trouve un chemin de transfert perpendiculaire au plan de la figure. La partie de gauche à réchauffer pénètre par une entrée 74 (en pointillé) dans le tunnel 12 du four 10, tandis que la partie de droite de la barquette reste à l'extérieur du four, mais toujours à l'intérieur de l'enceinte 70 réfrigérée. Revendications 1. Four à induction électromagnétique pour le chauffage de plateaux-repas (32) à barquettes jetables, ledit four comprenant un tunnel (12) longitudinal délimité par une paire de plaques supports (14,16) parallèles espacées l'une de l'autre par un intervalle (d), caractérisé en ce qu'il comporte : un premier inducteur (22) à la partie inférieure, et un deuxième inducteur (28) à la partie supérieure du tunnel (12) de manière à encadrer le fond (32a) et le couvercle (32b) d'une barquette introduite dans ledit tunnel, et des moyens de contrôle et de régulation coopérant avec un générateur (34) pour alimenter individuellement les deux inducteurs (22,28) selon le type d'aliments à réchauffer à l'intérieur de la barquette. 2. Four à induction électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux plaques supports (14,16) du tunnel (12) sont réalisées en un matériau isolant électrique et thermique. 3. Four à induction électromagnétique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux plaques supports (14,16) sont encadrées par un carter (24) et une embase (18) pour confiner respectivement un compartiment supérieur (26) de logement du deuxième inducteur (28), et un compartiment inférieur (20) de logement du premier inducteur (22). 4. Four à induction électromagnétique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le carter (24) et l'embase (18) sont réalisés en un matériau isolant électrique et thermique, l'intervalle (d) du tunnel (12) pouvant être ajusté en hauteur au moyen d'un dispositif de positionnement (30) du carter (24) par rapport à l'embase (18). 5. Four à induction électromagnétique selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les inducteurs (22,28) comportent des bobinages plats se trouvant en contact avec les plaques supports (14,16) à l'extérieur du tunnel (12). 6. Four à induction électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de contrôle et de régulation comportent un détecteur (47) pour détecter la présence d'un élément suscepteur (50,52) dans la barquette du plateau-repas (32). 7. Four à induction électromagnétique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le détecteur (47) est positionné sur une butée (45) située en fin de course d'insertion de la barquette à l'intérieur du tunnel (12). 8. Four à induction électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur (34) à impulsions comprend un onduleur à résonance (54), dont au moins l'un des inducteurs (22,28) fait partie du circuit résonnant (58) excité par des interrupteurs électroniques (60). 9. Barquette jetable de plateaux-repas destinée à être utilisée dans le four à induction selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'un élément suscepteur (50, 52) métallique est agencé au niveau du fond (32a) et du couvercle (32b) de la barquette pour autoriser la circulation de courants de Foucault engendrés par le champ électromagnétique issu de chaque inducteur (22,28). 10. Barquette jetable selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'élément suscepteur (50,52) métallique est formé par une feuille d'aluminium ou d'acier de faible épaisseur, laquelle est soit insérée directement dans le fond (32a) et le couvercle (32b), soit placée dans un étui (68) de réception de ladite barquette en carton.