Brevet FR2835310A1 — publié le 20030801

FOUR ELECTROMENAGER La présente invention concerne les appareils de cuisson électrique de type four renfermant une enceinte de cuisson à l'intérieur de laquelle sont agencés des moyens de chauffe de type rayonnant, essentiellement dans l'infrarouge. La présente invention est notamment relative aux fours pouvant être posés sur une table, par opposition aux fours dits"encastrables". Les fours sur pieds sont des fours de capacité très variable, pouvant aller d'une dizaine de litres à près de 40 litres, mais qui présentent généralement tous des températures de cuisson pouvant atteindre 250 C à l'intérieur de l'enceinte de cuisson. La présente invention est relative à des fours comportant des moyens de chauffe de l'air de l'enceinte et des aliments s'y trouvant par des éléments chauffants rayonnant dans l'infrarouge, pouvant être complétés par des moyens de brassage de l'air. De tels fours voient donc la température de leurs parois s'élever, par opposition aux fours à micro-ondes notamment. Cette contrainte de température entraîne fréquemment un habillage de l'enceinte de cuisson par une structure métallique constituée de tôles d'acier pouvant être laquées ou émaillées extérieurement, et constituant l'enveloppe extérieure du four. Ces tôles s'échauffant donc à leur tour représentent un danger de brûlure pour l'utilisateur. Des efforts ont déjà été accomplis pour protéger l'utilisateur des brûlures lors de la manipulation de la porte du four. Le document FR 2 732 097 décrit en particulier une porte de four de cuisson comprenant un cadre sur lequel sont montées une paroi interne en verre et une paroi externe en plastique, ladite porte comprenant des moyens de ventilation entre les deux parois afin de diminuer la température de la paroi externe. Cependant, dans le cas de fours posés sur un plan de travail, la porte ne représente pas la seule source potentielle de brûlures. Il en va en effet de même pour les parois extérieures du four, facilement accessibles par l'utilisateur ou d'autres personnes, en particulier des enfants. La présente invention vise à diminuer les risques de brûlure par contact des parties extérieures d'un four électroménager fonctionnant par rayonnement et convection, en utilisant des moyens simples et peu onéreux. La présente invention est atteinte à l'aide d'un four électroménager de cuisson comportant une enceinte délimitée par deux faces latérales, une face de voûte, une face de sole et une face arrière, des moyens principaux de chauffe de type rayonnant, émettant essentiellement dans l'infrarouge, agencés dans l'enceinte, ledit four comportant un habillage entourant en majeure partie l'enceinte au niveau des faces latérales et de la face de voûte, la face avant du four étant équipée d'une porte et d'un panneau de commande, caractérisé en ce que le four comporte des moyens limitant l'échauffement de l'habillage du four. En diminuant ainsi considérablement la température des parois extérieures du four, on prévient les utilisateurs et leur entourage des risques de brûlure par contact avec les parois du four. Par ailleurs, l'abaissement de la température de l'habillage du four permet d'utiliser un matériau peu résistant à la chaleur, matériau généralement de faible coût. Avantageusement, l'habillage couvre également la majeure partie de la face arrière de l'enceinte de cuisson. En effet, bien que la face arrière du four soit moins accessible que les faces latérales et la face supérieure, il est intéressant que l'habillage couvre également une partie significative de la face arrière de l'enceinte afin de minimiser les risques de brûlure. Selon l'invention, les moyens limitant l'échauffement de l'habillage du four comprennent un confinement par cloisonnement de l'espace séparant la voûte de l'enceinte de la partie supérieure de l'habillage. Le terme de confinement doit donc être compris et interprété comme un emprisonnement ou isolement du volume d'air situé entre la voûte de l'enceinte et le toit de l'habillage. Ce confinement peut être obtenu de différentes façons, notamment en ne réalisant aucune ouverture de ventilation dans l'habillage, notamment au niveau du toit et des parties des parois latérales situées au niveau et au dessus de la voûte de l'enceinte, minimisant ainsi une circulation d'air. En effet, une circulation d'air dans le volume situé entre la voûte de l'enceinte et le toit de l'habillage entraîne une augmentation de la température dudit toit, par le brassage de l'air produit. De plus, des points chauds sont alors générés au niveau des ouvertures de l'habillage, augmentant localement la température, et pouvant conduire à une dégradation du matériau utilisé pour réaliser l'habillage. Cette fermeture de l'espace n'est cependant pas étanche mais s'entend qualitativement comme une limitation maximale des échanges d'air avec l'extérieur. Ainsi, les ouvertures résiduelles de construction ne participent pas à l'échange de chaleur avec l'extérieur. De plus, un tel agencement évite l'introduction de corps étrangers qui pourraient causer des problèmes d'hygiène et/ou des ponts thermiques entre l'enceinte et l'habillage. Une amélioration de ce confinement de l'espace au dessus de la voûte consiste à ménager un rebord périphérique à la face de voûte de l'enceinte. Avantageusement, un écran thermique est disposé dans l'espace de confinement, entre la partie supérieure de l'habillage et la voûte de l'enceinte, permettant de réduire davantage la température du toit de l'habillage. Afin de renforcer son action, l'écran thermique couvre au moins toute la surface de la voûte de l'enceinte. Avantageusement, l'écran thermique comporte des parois verticales inclinées vers le bas et s'étendant, au niveau des faces latérales et de la face arrière, jusqu'à l'habillage du four. La prolongation de l'écran thermique le long des faces verticales arrière et latérales de l'habillage permet de protéger davantage lesdites parois contre un échauffement excessif, réduisant ainsi leur température. Les risques de brûlure sont ainsi diminués. Selon un mode de réalisation de l'invention, une entretoise en matériau de faible conductivité thermique (par exemple inférieure à 1 W m-1 K-1) est disposée sensiblement au milieu de l'écran thermique en s'étendant de part et d'autre dudit écran, perpendiculairement à celui-ci, d'une part jusqu'à proximité de la voûte de l'enceinte, et d'autre par jusqu'à l'habillage. Cette entretoise permet ainsi de garder une distance minimale entre d'une part la voûte de l'enceinte et l'écran thermique, mais également entre le toit de l'habillage et ledit écran thermique. Elle permet également, notamment lorsque l'enceinte du four est de grande taille, de constituer un renfort mécanique et évite de créer une flèche, par exemple par la disposition d'un objet massique sur le dessus de l'habillage du four. Avantageusement, un bandeau métallique est disposé sensiblement à l'aplomb de la porte, sur au moins la longueur de l'enceinte de cuisson, ledit bandeau étant relié à l'habillage par un jonc isolant. La disposition d'un bandeau métallique au dessus de la porte du four permet d'absorber localement la chaleur montant du four au niveau de la porte, constituant ainsi globalement un frein thermique à l'augmentation de température de l'habillage. Bien qu'il soit possible de réaliser un habillage, à l'aplomb de la porte, présentant les caractéristiques précédemment mentionnées, par exemple en multipliant les écrans thermiques, une solution simple peut consister à remplacer localement et sur une faible profondeur, l'habillage par une paroi métallique qui va permettre de dissiper des calories en agissant telle une soupape de sécurité puisque les calories vont préférentiellement être échangées avec l'extérieur par ce bandeau, et ce, sans brassage de l'air. Cet aspect est particulièrement important lorsque la cuisson est réalisée avec la porte ouverte, générant un flux thermique important vers le haut, à l'aplomb de la porte. Avantageusement, le bandeau métallique comporte de fines ouvertures pour favoriser l'échange des calories entre l'intérieur de l'enceinte et l'extérieur et augmenter ainsi l'effet de frein thermique. Ces fines ouvertures en partie supérieure et à l'avant du four sont cependant suffisamment fines et excentrées pour ne pas provoquer un brassage de l'air conséquent ou une circulation d'air. Le jonc isolant a une fonction de frein thermique local entre la zone métallique et l'habillage. Avantageusement, ce jonc est en plastique thermorésistant, tel le poly (téréphtalate de butanediole-1, 4), plus communément dénommé PBT. Par"thermorésistant", on entend un matériau gardant de bonnes propriétés mécaniques, lorsque sa température augmente, et ce sur une plage de température importante. Le terme de plastique technique est couramment utilisé pour caractériser de tels matériaux. Un des intérêts de l'utilisation du PBT, de ce point de vue, est de garder un module d'Young élevé jusqu'à des températures voisines de sa température de fusion. Par ailleurs, le PBT présente une grande rigidité. Différentes propriétés permettent de qualifier l'aspect thermorésistant des matériaux plastiques. On peut citer la température de fléchissement selon la norme NF T 51-005, la température de tenue à la bille selon la norme NF C 62- 411, voire la température de ramollissement Vicat B selon la norme NF T 51-021. On préférera donc des matériaux présentant des propriétés élevées selon les normes citées. Selon une réalisation préférée de l'invention, l'habillage du four est en plastique de type thermoplastique. En utilisant un matériau thermoplastique, tel que par exemple le polypropylène (PP), on diminue considérablement les coûts d'un tel habillage, tout en offrant plus de souplesse dans la réalisation des formes et des coloris. Par ailleurs, l'utilisation d'un matériau plastique apporte également l'avantage de présenter une température de contact entre la peau et ce matériau inférieure à ce qu'elle serait avec un habillage usuel en tôle émaillée ou revêtue, pour une même température de l'habillage. Ceci est dû à la différence entre les effusivités du PP et des matériaux métalliques tel que l'acier. Ainsi, pour une même température de l'habillage, le contact de la peau avec cet habillage s'établira à une température plus faible si l'habillage est réalisé en PP plutôt qu'en tôle émaillée ou revêtue par exemple. De plus, le plastique permet des opérations de moulage facilement automatisables et qui permettent de plus grandes libertés dans le design du produit. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue éclatée en perspective des différents éléments constitutifs du four selon l'invention, - les figures 2 et 3 sont des vues partielles de la face avant du four, - la figure 4 est une vue selon la coupe A-A de la figure 2, - la figure 5 est une vue agrandie de la figure 4 selon le cercle indiqué. En référence notamment à la figure 1, le four 1 selon la présente invention comporte, tel qu'il est connu, une enceinte 2 de cuisson composée de cinq tôles définissant les faces 4a à 4e, lesdites tôles étant assemblées en formant un volume parallélépipédique ouvert en partie avant. Une porte, non représentée, est disposée au niveau de cette ouverture et vient fermer le volume de l'enceinte. Les faces latérales 4a, 4b comportent des rainurages 6 pour le positionnement d'une grille de cuisson. La partie commande du four, non représentée, est attenante à la face 4b, à l'extérieur de l'enceinte. Les faces horizontales de voûte 4c et de sole 4e comprennent respectivement des bossages emboutis 8 et 10 qui permettent de maintenir des résistances de chauffe 32, visibles aux figures 2,4 et 5, à distance de la surface desdites faces. Les bossages de sole 10 comportent, par ailleurs, des crochets 12 de fixation de la résistance. La face de voûte 4c est bordée par un rebord périphérique 14, issu, soit de ladite face, par pliage, soit des faces latérales. Cette enceinte est disposée sur un socle, non représenté, qui peut être en métal ou en plastique technique de type PBT résistant aux températures élevées, tel que précédemment expliqué. Dans une variante plus économique, le socle peut être en PP avec des appuis en PBT. Selon l'une des caractéristiques de l'invention, le four comporte un habillage 16 de l'enceinte composé de quatre parois 18a à 18d. L'une des particularités de cet habillage est de recouvrir les faces de l'enceinte de cuisson, excepté la face horizontale de sole 4e. Par ailleurs, cet habillage de comporte pas d'ouvertures, ni d'ouies, tel qu'il est fréquemment rencontré dans les fours du commerce. En particulier, la face 18c formant le toit de l'habillage crée, avec le rebord 14 et le début des faces verticales, un cloisonnement qui crée un confinement de l'espace situé au dessus de la voûte 4c de l'enceinte. En évitant ainsi des entrées d'air froid venant de l'extérieur, on limite la circulation de l'air chaud en contact avec la voûte de l'enceinte, qui entraînerait une augmentation de la température de l'habillage. Les parois 18a et 18b présentent un retour 19 vers la face avant du four, permettant de masquer les bords internes de la carcasse métallique tout en conférant au four une forme homogène. Cet habillage de four est disposé sur le socle supportant l'enceinte, par l'intermédiaire de clips de verrouillage 40 venant se positionner dans des logements adéquats réalisés dans ledit socle. Afin de limiter les transferts thermiques entre l'enceinte et l'habillage, les zones de contact entre l'enceinte et le socle sont éloignées au maximum des zones de fixation des clips. De plus, la tôle de l'enceinte est découpée au niveau des contacts avec le socle pour minimiser les ponts thermiques entre l'enceinte et le socle. Dans une variante de réalisation, le socle comporte des parois verticales significatives, limitant davantage le transfert thermique du socle vers l'habillage. Afin de limiter davantage la montée en température de l'habillage, un écran thermique 20 est disposé entre la voûte 4c de l'enceinte et le toit 18c de l'habillage. Cet écran thermique couvre toute la surface de la voûte de l'enceinte de cuisson et s'étend même au delà de la paroi 4b au dessus de la partie commande du four. Cet écran thermique 20 possède par ailleurs des parties pliées aux extrémités de ses quatre bords, et rabattues vers le bas. Les parties latérales 22a et 22b, ainsi que la partie arrière 22d, visible figures 2 et 3, sont assez longues et s'étendent jusqu'à l'habillage, en venant se positionner sur des pattes de blocage 34. Ceci leur permet de protéger efficacement les parois respectives 18a, 18b et 18d de l'habillage, tout en assurant le positionnement correct de l'écran par rapport à l'habillage. La partie avant 22c est plus courte et vient se positionner contre le rebord 14 avant, ce qui permet d'avoir une distance prédéterminée entre la voûte 4c de l'enceinte et l'écran thermique 20 et renforce le cloisonnement de l'espace entre le réflecteur et l'enceinte. De plus une entretoise cylindrique 24 est positionnée dans une ouverture 26 de l'écran thermique, sensiblement au milieu de celui-ci. Cette entretoise 24 comporte un décrochement dans son diamètre de telle sorte à présenter une surface d'appui pour son positionnement sur ledit écran thermique. L'entretoise 24 s'étend ainsi de part et d'autre de l'écran thermique 20, pour venir en contact notamment avec le toit 18c de l'habillage. Un jeu est laissé avec la voûte 4c de l'enceinte, essentiellement pour éviter de créer un pont thermique avec cette surface qui est portée à haute température lors du fonctionnement du four. De plus ce jeu permet de pallier aux écarts de tolérances sur les pièces, afin d'assurer un montage de l'habillage sans déformation dudit habillage et/ou de l'écran thermique. De plus, cette entretoise sert de renfort mécanique au toit 18c de l'habillage et évite qu'un objet lourd posé sur le toit ne vienne créer une déformation importante de l'habillage. Utilement, cette entretoise est réalisée en un matériau présentant une faible conductivité thermique. Un matériau tel que le plastique remplit ces conditions, en présentant une conductivité thermique de l'ordre de 0, 2-0, 3 W m-1 K-1. Ce plastique devra toutefois résister à de fortes températures, puisque le contact avec la voûte de l'enceinte est possible. La réduction des échanges thermiques ainsi que la disposition de l'écran permettent de diminuer considérablement la température de l'habillage, à tel point que des matières plastiques, comme le polypropylène (PP), peuvent être utilisées. La réalisation d'un tel habillage, par moulage, est alors possible, sa forme monobloc facilitant le montage du four. Cependant, de tels matériaux présentant des points de fusion bas, il convient alors de protéger les points les plus chauds lorsqu'ils sont en contact avec les pièces métalliques de l'enceinte de cuisson ou de l'écran thermique. On utilisera alors, préférentiellement, des plots thermorésistants en matière thermoplastique ou thermodurcissable compatible avec ces températures et présentant une faible conductivité thermique, par exemple inférieure à 1 W m-1 K'. Dans le cas de figure présenté, l'écran thermique descend suffisamment bas le long de l'enceinte pour qu'il ne soit pas nécessaire d'utiliser un plastique thermorésistant, notamment pour la réalisation des pattes de support 34 de l'écran, réalisées également en PP. Avantageusement, l'habillage du four comporte un bandeau 28 à l'aplomb de la porte du four. Ce bandeau est métallique et est relié à l'habillage plastique par deux joncs 30,31 isolants. En effet, à l'aplomb de la porte du four, la température peut augmenter soudainement et atteindre des valeurs élevées lorsque la porte est entre ouverte ou lorsque le joint est défectueux, voire en l'absence de joint. La limitation de la montée en température de l'habillage peut être alors réalisée en multipliant les écrans thermiques et en augmentant leur qualité. Il peut cependant s'avérer plus intéressant économiquement, sans altérer notablement la sécurité, notamment vis-à-vis des risques de brûlure, de disposer un bandeau métallique à cet endroit, bandeau qui va ainsi monter en température et dissiper les calories vers l'extérieur. Il est alors nécessaire d'isoler ce bandeau des parties plastiques de l'habillage du four. Les joncs 30 et 31, réalisés par exemple en PBT, jouent ce rôle de frein thermique. Ils assurent également un lien mécanique entre la partie supérieure de l'habillage plastique et le bandeau qui peut être lié à l'enceinte de cuisson. Les liaisons entre le jonc et le bandeau ainsi qu'entre le jonc et l'habillage plastique sont tels que le nombre de points de contact est limité au nombre nécessaire pour assurer le positionnement mécanique sans fluage local des matériaux aux points de contact, et ainsi limiter le transfert par conduction thermique. On veillera tout particulièrement à éloigner au maximum les points de contact entre le bandeau et le jonc des points de contact entre le jonc et l'habillage afin de réduire au maximum le transfert de chaleur du bandeau au capot via le jonc. Par ailleurs, tel que bien visible sur la figure 5, le bandeau vient prendre appui sur et sous le rebord 14 en face avant du four, en réalisant un décrochement 36 sur lequel est appuyée la porte en position fermée. De la sorte, les calories s'échappant par la face avant de l'enceinte de cuisson, non représentée, sont inévitablement collectées par ledit bandeau. La figure 4 montre clairement que l'entretoise permet de maintenir l'écran thermique 20 sensiblement à mi-distance entre la voûte 4c de l'enceinte de cuisson et le toit 18c de l'habillage. Par ailleurs, tel qu'il est bien visible sur les figures, le toit 18c de l'habillage est bombé, ce qui assure une meilleure stabilité mécanique dudit habillage lorsqu'il est porté à une certaine température. Avantageusement, la paroi du réflecteur et les parois de l'enceinte en regard de l'habillage pourront être traitées pour minimiser l'émission par rayonnement, soit par un traitement mécanique et/ou un revêtement spécifique, tel qu'il est connu dans le domaine. On veillera alors à ce que le coefficient d'émissivité thermique soit inférieur à 0,3 pour les faces considérées et pour des températures comprises entre 150 C et 300 C. En fonctionnement, la chaleur générée par les résistances de chauffe 32 est essentiellement réfléchie par l'écran thermique 20, voire en partie absorbée par le bandeau métallique 28 lorsqu'il est présent. Le confinement de l'air au dessus de la voûte de l'enceinte, en limitant considérablement les mouvements d'air, notamment par la réduction des entrées d'air aux fuites d'assemblage, permet de réduire considérablement la température de l'habillage 16 du four. Par ailleurs, ce dernier étant réalisé en plastique, dont l'effusivité est bien inférieure à celle de l'acier, la température de contact avec la peau est considérablement réduite, ce qui limite d'autant plus les risques de brûlure. En effet, l'effusivité thermique de l'acier est de l'ordre de 14000 W m2 K-1 s. Le PP présente une effusivité de l'ordre de 400 W m2 K-1 s, alors que celle de la peau est voisine de 1800 W m2 K-1 sol/2. Il est montré qu'en régime stationnaire, la température de contact est donnée par l'expression : où T1 et E1 (respectivement T2 et E2) sont la température et l'effusivité thermique du solide 1 (respectivement du solide 2). Pour illustrer cette formule, considérons deux plaques, l'une en acier, l'autre en plastique, tel le PP, ces deux plaques étant portées à 85 C. En estimant la température de la main à environ 37 C, le calcul selon la formule ci dessus aboutit à une température de contact entre la main et la plaque en acier de près de 80 C, alors que cette température de contact entre la main et la plaque en PP est d'à peine 46 C. En touchant donc une plaque en acier portée à 85 C, on a donc une sensation de brûlure, sensation inexistante lorsque la plaque, portée à la même température, est en plastique, tel le PP. On voit ainsi tout l'intérêt d'utiliser un matériau plastique pour l'habillage d'un four et donc l'importance d'arriver à diminuer la température de l'habillage à un point tel qu'il soit possible d'utiliser un matériau plastique bon marché pour un tel habillage. B. 0545R REVENDICATIONS 1. Four électroménager (1) de cuisson comportant une enceinte (2) délimitée par deux faces latérales (4a, 4b), une face de voûte (4c), une face de soie (4e) et une face arrière (4d), des moyens principaux de chauffe (32) de type rayonnant, émettant essentiellement dans l'infrarouge, agencés dans l'enceinte (2), ledit four (1) comportant un habillage (16) entourant en majeure partie l'enceinte (2) au niveau des faces latérales (4a, 4b) et de la face de voûte (4c), la face avant du four étant équipée d'une porte et d'un panneau de commande, caractérisé en ce que le four (1) comporte des moyens limitant l'échauffement de l'habillage (16) du four. 2. Four électroménager (1) de cuisson selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'habillage (16) couvre également la majeure partie de la face arrière (4d) de l'enceinte (2) de cuisson. 3. Four électroménager (1) de cuisson selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens limitant l'échauffement de l'habillage (16) du four (1) comprennent un confinement par cloisonnement de l'espace séparant la voûte (4c) de l'enceinte (2) de la partie supérieure (18c) de l'habillage (16). 4. Four électroménager (1) de cuisson selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'habillage (16) ne comporte aucune ouverture de ventilation. 5. Four électroménager (1) de cuisson selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la face de voûte (4c) de l'enceinte comporte un rebord (14) participant au confinement de l'espace séparant ladite voûte (4c) de l'habillage (16). 6. Four électroménager (1) de cuisson selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un écran thermique (20) est disposé dans l'espace de confinement, entre la partie supérieure de l'habillage (18c) et la voûte (4c) de l'enceinte (2). 7. Four électroménager (1) de cuisson selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'écran thermique (20) couvre au moins toute la surface de la voûte (4c) de l'enceinte (2). 8. Four électroménager (1) de cuisson selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l'écran thermique (20) comporte des parois verticales (22a, 22b, 22c, 22d) inclinées vers le bas et s'étendant, au niveau des faces latérales (22a, 22b) et de la face arrière (22d), jusqu'à l'habillage (16) du four. 9. Four électroménager (1) de cuisson selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'une entretoise (24) en matériau de faible conductivité thermique est disposée sensiblement au milieu de l'écran thermique (20) en s'étendant de part et d'autre dudit écran, perpendiculairement à celui-ci, d'une part jusqu'à proximité de la voûte (4c) de l'enceinte (2), et d'autre part jusqu'à l'habillage (16). 10. Four électroménager (1) de cuisson selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un bandeau métallique (28) est disposé sensiblement à l'aplomb de la porte, sur au moins la longueur de l'enceinte (2) de cuisson, ledit bandeau (28) étant relié à l'habillage (16) par un jonc isolant (30). 11. Four électroménager (1) de cuisson selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le jonc isolant (30) est en un matériau plastique thermorésistant, telle PST. 12. Four électroménager (1) de cuisson selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'habillage (16) est en plastique de type thermoplastique, telle PP. 13. Four électroménager (1) de cuisson selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bandeau métallique (28) comporte de fines ouvertures.