Brevet FR2848289A1 — publié le 20040611

i La présente invention concerne un four avec un compartiment de cuisson. La préparation de plats dans les fours ordinaires est bien connue. En l'occurrence, il s'agit le plus souvent de processus de rôtissage, de cuisson 5 à petit feu et de grillades. Le compartiment de cuisson est chauffé à une certaine température par un système d'éléments chauffants tubulaires qui se trouvent à la partie supérieure et inférieure de la moufle du four. Une répartition plus homogène de la température peut être obtenue en plus par l'utilisation d'une soufflante. Toutefois dans de nombreux cas, on n'a pas besoin de l'ensemble du volume du compartiment de cuisson pour les plats à préparer. Mais comme seul le compartiment de cuisson dans son ensemble peut être chauffé, il s'ensuit ici des dépenses d'énergie d'un niveau inutilement élevé. Selon le document DE 100 59 656 Ai, une réduction du 15 compartiment de cuisson est possible par un relevage du fond du four. Toutefois, cette mesure entraîne des dépenses techniques élevées et ainsi des cots élevés. S'il faut obtenir un certain degré de brunissement de la surface du produit à cuire, il est souvent possible de mettre en service en plus un 20 élément chauffant pour grillades qui se trouve au plafond de la moufle du four. Si l'on désire obtenir un degré de brunissement déterminé des deux côtés du produit à cuire, il faut retourner ce dernier pendant le processus de cuisson au bout d'un certain temps, ce qui entraîne de nouveau une perte d'énergie par l'ouverture de la porte du four. Ainsi, l'objectif à la base de l'invention est de proposer un four amélioré qui permette une flexibilité la plus grande possible pour la préparation des plats et qui travaille de la manière la plus économique possible en énergie. Cet objectif est atteint selon l'invention par un four avec un 30 compartiment de cuisson dans lequel sont prévus des moyens de guidage pour la réception d'au moins un récipient de cuisson chauffant, le récipient de cuisson comportant une couche de substrat, en particulier un fond, à la face extérieure de laquelle est prévue une couche de conducteurs de chauffage directement chauffante, qui est recouverte d'une couche isolante. 35 De cette façon, l'objectif de l'invention est atteint en tous points. Le récipient de cuisson directement chauffant peut de préférence être placé sur des guides à différents niveaux à l'intérieur du compartiment de cuisson. Ainsi, le compartiment de cuisson peut être réglé à la taille désirée par l'introduction du récipient de cuisson. De cette façon, une préparation 5 des plats particulièrement économique en énergie est possible à l'intérieur du four. Par le chauffage direct du récipient de cuisson, un transfert d'énergie à faibles pertes est assuré, grâce auquel une cuisson rapide avec peu de pertes est rendue possible. En particulier en relation avec une assistance par convection et avec des éléments chauffants tubulaires 10 présents dans la zone du plafond et, le cas échéant, des parois, ainsi qu'avec, le cas échéant, un élément chauffant pour grillades au plafond du compartiment de cuisson, le processus de cuisson peut être ainsi adapté individuellement à chaque produit à cuire. De cette manière, un processus particulièrement économique en énergie est assuré. Par la couche isolante prévue à la face extérieure du récipient de cuisson, les pertes thermiques par rayonnement sont considérablement réduites. En même temps, une isolation électrique suffisante peut être assurée de cette façon. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le récipient de 20 cuisson comporte en outre des moyens de contact pour l'établissement du contact électrique de la couche de conducteurs de chauffage, qui coopèrent avec des moyens de contact dans le compartiment de cuisson. Pour cela, des contacts peuvent être prévus à la face inférieure du récipient de cuisson, contacts qui coopèrent pour l'établissement du 25 contact électrique avec des contacts correspondants prévus sur des rails de guidage dans le compartiment de cuisson. Comme variante de réalisation de l'invention, le récipient de cuisson comporte des connecteurs de contact qui coopèrent pour l'établissement du contact électrique avec des connecteurs de contact à la face arrière du 30 four. Dans les deux cas, une connexion électrique du récipient de cuisson peut être assurée simplement par une introduction du récipient de cuisson. Le récipient de cuisson consiste à cet effet de préférence en un matériau isolant, par exemple en verre, en particulier en verre borosilicaté, ou en 35 vitrocéramique. De cette façon, on peut utiliser par exemple des cuvettes de cuisson en verre borosilicaté, relativement courantes et répandues dans le commerce, qui ont été revêtues à leur face extérieure de la couche de chauffage et de la couche isolante. Selon un perfectionnement préféré de l'invention, la couche de 5 conducteurs de chauffage est une couche précipitée depuis la phase gazeuse, en particulier une couche précipitée par métallisation sous vide, CVD ou PVD, ou une couche appliquée par projection et pyrolyse ou, dans un mode de réalisation particulièrement préféré, une couche appliquée par pulvérisation thermique. Avec ces procédés d'application, on peut appliquer les couches les plus diverses dans l'épaisseur désirée. Alors que, par métallisation sous vide, CVD ou PVD, ou par projection et pyrolyse, on ne peut appliquer en règle générale que des couches minces de l'ordre de grandeur de 0,5,um à 5 pm pour un chauffage en couche mince, la pulvérisation thermique 15 permet une application particulièrement économique de couches plus épaisses de l'ordre de grandeur de 5 à 100pm. Comme procédés de pulvérisation thermique, la pulvérisation atmosphérique ou sous vide à plasma, la pulvérisation à gaz froid, la pulvérisation à la flamme ou la pulvérisation à l'arc électrique entrent en considération. Comme matériaux de la couche de conducteurs de chauffage, tous les conducteurs de chauffage connus qui conviennent à cette application entrent en considération. En font partie des couches métalliques comme par exemple des alliages à base de NiCr ou des alliages à base de FeCr. De même, des alliages à faible dilatation, comme par exemple l'invaro ou le 25 kovarO sont possibles. Par pulvérisation et pyrolyse, on peut appliquer de préférence des oxydes métalliques, comme par exemple de l'oxyde d'étain (SnO2) dopé au Ce, La, Sb ou Zn. Toutes les couches susmentionnées peuvent aussi être appliquées de façon particulièrement économique par pulvérisation thermique. Entre les couches de substrat et la couche de conducteurs de chauffage, on prévoit de préférence une couche d'agent de pontage, comme par exemple de l'A1203, de la mullite ou de la cordiérite. De cette façon, les différents coefficients de dilatation qui existent entre la couche de conducteurs de chauffage essentiellement métallique et 35 la couche de substrat, par exemple en verre ou en vitrocéramique, peuvent être mieux tolérés. A côté de cela, il est envisageable de diminuer les coefficients de dilatation des conducteurs de chauffage en leur mélangeant des matériaux de charge à basse dilatation, comme par exemple du verre, pour atteindre une adaptation au coefficient de dilatation plus bas de la couche de substrat. En outre, il est possible d'utiliser une couche de conducteurs de chauffage en une pâte conductrice avec des proportions élevées de métal, en particulier d'argent, couche qui peut être appliquée par exemple selon un procédé sérigraphique. Selon qu'il s'agit de conducteurs de chauffage en couche épaisse ou d'un conducteur de chauffage en couche mince, la couche de conducteurs de chauffage présente de préférence une épaisseur de couche entre environ 5 et 100 pm, de préférence entre environ 10 et 60 Pm (conducteurs de chauffage en couche épaisse), ou elle présente une épaisseur de couche 15 entre environ 0,5 et 20 pm, de préférence entre environ 0,5 et 5 Pm (conducteur de chauffage en couche mince). La couche isolante consiste de préférence en une céramique. Pour cela, ZrO2 convient en particulier, le cas échéant aussi A1203, par suite de leurs propriétés d'isolation thermique. Dans un perfectionnement préféré de l'invention, une couche de revêtement est encore prévue en plus sur la couche d'isolation. Dans ce cas, la couche de revêtement est configurée de préférence comme couche barrière de diffusion, qui consiste par exemple en une laque organique à base de silicones ou sous forme de laque minérale avec des 25 particules d'oxyde métallique dispersées. Cette couche sert à la protection contre les attaques chimiques et/ou contre l'humidité (oxydation). La couche peut être appliquée au moyen de procédés d'application courants, comme par exemple la pulvérisation ou l'immersion. L'épaisseur de la couche est située entre environ 5 et 100 pm, de préférence entre environ 30 5 pm à 50 pm. L'ensemble du système, composé du récipient de cuisson avec la couche de conducteurs de chauffage, la couche d'isolation et la couche de revêtement est ainsi très compact et peut être placé dans un lave- vaisselle pour son nettoyage. 3 5 Si l'on limite la puissance de chauffage maximale par un dimensionnement approprié de la couche de conducteurs de chauffage, ce qui limite la température maximale à la face intérieure de la cuvette de cuisson, la face intérieure peut être dotée en plus d'une couche antiadhérente, par exemple en PTFE. Le récipient de cuisson est configuré de préférence comme cuvette, 5 qui est adaptée en forme et en taille à la section du compartiment de cuisson. En plus, un couvercle correspondant, qui est équipé le cas échéant de la même façon et qui est chauffé directement, peut être placé sur le récipient de cuisson. Cela permet d'utiliser en même temps dans le compartiment de 10 cuisson plusieurs combinaisons d'un récipient de cuisson et d'un couvercle disposées l'une au-dessus de l'autre. La présente invention concerne aussi, en tant que tel, un récipient de cuisson pour la réception d'une substance à cuire, en particulier destiné à un four tel que défini précédemment, ce récipient comportant une couche 15 de substrat, en particulier un fond, à la face extérieure duquel est prévue une couche de conducteurs de chauffage, qui est recouverte par une couche isolante, la couche de conducteurs de chauffage étant connectée à des moyens de contact électriques pour l'établissement externe du contact électrique avec la couche de conducteurs de chauffage. Il va sans dire que les caractéristiques mentionnées ci-avant et celles qui seront encore expliquées ci-après ne sont pas utilisables seulement dans les diverses combinaisons exposées mais aussi dans d'autres combinaisons ou à elles seules, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention découlent de la description ci-après de modes de réalisation préférés, en référence au dessin. Sur le dessin: la figure 1 montre une représentation schématique d'un four selon l'invention avec la porte ouverte; la figure 2 montre une coupe à travers un récipient de cuisson en forme de cuvette selon la figure 1 en représentation agrandie; la figure 3 montre une coupe partielle du fond du récipient de cuisson selon la figure 2 en représentation agrandie; la figure 4 montre une variante du fond selon la figure 3, pour lequel 35 une couche de revêtement est appliquée en plus sur la couche isolante et la figure 5 montre en vue extérieure une cuvette de cuisson selon la figure 2 avec un couvercle placé dessus, lequel est également chauffant. Sur la figure 1 est représenté schématiquement un four selon l'invention avec la porte ouverte. Le four 10 comporte un compartiment de cuisson 1 2 qui est doté respectivement à sa partie supérieure et à sa partie inférieure d'un élément chauffant tubulaire 27, 29. Le four peut être utilisé en principe comme un four de cuisson ou de ratissage normal, avec au choix un chauffage supérieur et / ou inférieur, avec un gril, le cas échéant avec mise en marche d'une soufflante (non représentée). En plus, toutefois, le four 10 selon l'invention est équipé de moyens de guidage 14, 15, ou 16, 17, ou encore 18, 19, qui sont disposés sur les deux faces latérales du compartiment de cuisson 12 à intervalles à peu près réguliers les uns des autres. Sur ces moyens de guidage 14, 1 5, ou 1 6, 1 7, ou encore 1 8, 1 9, un récipient de cuisson sous la forme d'une 15 cuvette de cuisson peut être logé à différents niveaux, trois niveaux différents étant possibles dans la représentation selon la figure 1. Le récipient de cuisson 22 est doté d'un chauffage direct, qui comporte une couche isolée de conducteurs de chauffage sur le fond du récipient de cuisson 22 (voir les figures 2 à 4). Pour l'établissement du 20 contact électrique, des contacts 42, 43 sont configurés à la partie inférieure du récipient de cuisson 22, contacts qui peuvent consister en des barrettes de contact en un matériau bon conducteur, comme par exemple du cuivre. A ces contacts 42, 43 sont affectés des inserts de contact 20, 21 prévus à la partie supérieure des guides 14, 15, ou 16, 17, 25 ou encore 18, 19. En variante, le contact peut être établi par des connecteurs de contact (non représentés) qui sont disposés à la face arrière du four et à la partie arrière correspondante du récipient de cuisson 22. Quand on fait fonctionner le four 10 avec un ou plusieurs récipients 30 de cuisson 22, le chauffage 29 à la partie inférieure est coupé de manière appropriée, de telle sorte qu'un chauffage s'effectue par le récipient de cuisson 22 et par le chauffage 27 à la partie supérieure, et éventuellement un gril au plafond du compartiment de cuisson 12 peut encore être mis en service en plus (non représenté). Comme on le voit sur la figure 2, le récipient de cuisson 22 peut être configuré comme cuvette plate dont les bords latéraux dépassant à l'extérieur sont configurés comme guides qui, tout en conservant un jeu suffisant, jouxtent les parois latérales du compartiment de cuisson 12. Le récipient de cuisson 22 consiste en un substrat en un matériau isolant, de préférence en verre, en particulier en verre borosilicaté, ou en une 5 vitrocéramique. Il peut s'agir par exemple d'un récipient de cuisson en verre borosilicaté ou en vitrocéramique disponible dans le commerce, dont le fond 24 est revêtu d'une couche de conducteurs de chauffage 28 et d'une couche isolante 30. Comme on le voit sur l'illustration agrandie de la figure 3, une 10 couche d'agent de pontage 34 est prévue entre la couche de substrat 32 en verre borosilicaté du récipient de cuisson 22 et la couche de conducteurs de chauffage 28, couche d'agent de pontage qui peut consister en A1203, en mullite ou en cordiérite. A la face inférieure de la couche d'agent de pontage 34 se trouve la couche de conducteurs de 15 chauffage 28, qui consiste en des pistes conductrices de chauffage 36 structurées de façon appropriée. La couche d'agent de pontage 34 et les pistes de conducteurs de chauffage 36 sont appliquées de préférence par pulvérisation thermique. Par un masquage préalable approprié, la structure désirée des pistes de 20 conducteurs de chauffage 36 est engendrée. Ensuite, une couche isolante 30, qui isole thermiquement et électriquement, est appliquée à la face inférieure de la couche de conducteurs de chauffage 28, ce qui s'effectue de nouveau de préférence par pulvérisation thermique. La couche de conducteurs de chauffage 28 consiste de préférence en un 25 alliage de base NiCr ou en un alliage de base FeCr. La couche isolante 30 consiste de préférence en oxyde de zirconium, mais peut consister le cas échéant aussi en A1203 ou en d'autres matériaux isolants. En ce qui concerne la couche d'agent de pontage 34, il s'agit de préférence d'une couche mince, pulvérisée thermiquement, d'une épaisseur de couche entre 30 environ 0,5 et 10pm. La couche de conducteurs de chauffage 28 présente une épaisseur de couche entre environ 10 et 60,um (conducteurs de chauffage en couche épaisse) et entre environ 0,5 et 5,um si elle est conçue comme couche de conducteurs de chauffage en couche mince. La conception est telle que des températures jusqu'à environ 350 0C sont 35 atteintes à la face intérieure de la cuvette de cuisson lors de la mise en contact électrique. Si l'on limite de manière appropriée la puissance de chauffage maximale par un dimensionnement correspondant de la couche de conducteurs de chauffage 28, moyennant quoi il se produit une température maximale plus basse à la face intérieure de la cuvette de 5 cuisson, la face intérieure peut être dotée en plus d'une couche antiadhérente, par exemple d'une couche de PTFE. La couche isolante 30 sert d'isolation thermique vers le bas, d'isolation électrique par rapport à l'utilisateur et de protection mécanique de la couche de chauffage. L'épaisseur de couche est d'environ 1 0 pm à 10 100pm. En plus, comme on le voit sur la figure 4, une couche de revêtement 38 peut être appliquée sur la face extérieure de la couche isolante 30, couche de revêtement qui agit comme couche barrière de diffusion. La couche de revêtement 38 sert de protection contre les 15 attaques chimiques, et aussi contre l'humidité (oxydation). Pour cela, des laques organiques à base de silicones ou des laques minérales avec des particules d'oxydes métalliques dispersées peuvent être appliquées au moyen de procédés d'application courants tels que la pulvérisation ou l'immersion. L'épaisseur de couche est d'environ 10,um à 50 pim. L'épaisseur totale du fond 24' selon la figure 4 avec la couche de substrat en verre 32x la couche d'agent de pontage 34, la couche de conducteurs de chauffage 28, la couche isolante 30 et la couche de revêtement 38 est très faible. (Sur les figures, les épaisseurs de couche de la couche d'agent de pontage 34, de la couche de conducteurs de 25 chauffage 28, de la couche isolante 30 et de la couche de revêtement 38 ont été représentées fortement agrandies par rapport à la couche de substrat 32.) Pour le nettoyage, de tels récipients de cuisson peuvent être mis sans autres mesures supplémentaires dans un lave-vaisselle. Il va de soi que, lors de l'application des différentes couches par pulvérisation thermique (pulvérisation à plasma atmosphérique ou sous vide, pulvérisation à la flamme ou pulvérisation à l'arc électrique), la sous-couche aura d'abord été nettoyée d'une manière appropriée et sablée. On ne traitera pas en détails des paramètres de fabrication relatifs 35 aux applications des couches, car le procédé de pulvérisation thermique est connu en principe dans ce contexte. Sur la figure 5, il est illustré en outre qu'à un récipient de cuisson 22, qui est configuré comme une cuvette, peut être affecté un récipient de cuisson 40 de la forme d'un couvercle, de telle sorte qu'il se forme une unité fermée. Le couvercle 40 est doté de la façon correspondante d'une 5 couche de conducteurs de chauffage, d'une couche isolante et, le cas échéant, d'une couche de revêtement, telles que décrites précédemment. De cette façon, plusieurs produits à cuire individuels peuvent être cuits dans un four indépendamment les uns des autres, car dans chaque module individuel peut être réglée une température adaptée au produit à 10 cuire respectif. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Four avec un compartiment de cuisson (1 2) dans lequel sont prévus des moyens de guidage (14, 15, 16, 17, 18, 19) pour la réception 5 d'au moins un récipient de cuisson chauffant (22, 40), le récipient de cuisson (22, 40) comportant une couche de substrat (32), en particulier un fond (24, 24'), à la face extérieure de laquelle est prévue une couche de conducteurs de chauffage (28) directement chauffante, qui est recouverte d'une couche isolante (30). 2. Four selon la revendication 1, dans lequel une pluralité de guides (14, 15, 16, 17, 18, 19) est prévue pour la réception de récipients de cuisson (22, 40) à différents niveaux. 3. Four selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le récipient de cuisson (22, 40) comporte en outre des moyens de contact (42, 43) pour 15 l'établissement du contact électrique de la couche de conducteurs de chauffage (28), qui coopèrent avec des moyens de contact (20, 21) dans le compartiment de cuisson (1 2). 4. Four selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, dans lequel le récipient de cuisson (22, 40) est en verre, en particulier en verre 20 borosilicaté, ou en vitrocéramique. 5. Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la couche de conducteurs de chauffage (28) est une couche précipitée depuis la phase gazeuse, en particulier par métallisation sous vide, par CVD ou par PVD, ou une couche appliquée par projection et pyrolyse, ou une 25 couche appliquée par pulvérisation thermique. 6. Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la couche de conducteurs de chauffage (28) comprend un alliage à base de NiCr, un alliage à base de FeCr ou un oxyde métallique, tel un oxyde d'étain dopé au Ce, La, Sb ou Zn. 7. Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel entre la couche de substrat (32) et la couche de conducteurs de chauffage (28) est prévue une couche d'agent de pontage (34), qui consiste de préférence en Al203, en mullite ou en cordiérite. 8. Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel 35 la couche de conducteurs de chauffage (28) présente une épaisseur de couche entre environ 5 et 100lpm, de préférence entre environ 10 et 60,um. 9. Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la couche de conducteurs de chauffage (28) présente une épaisseur de couche entre environ 0,5 et 20,pm, de préférence entre environ 0,5 et 5,pm. 1 0. Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la couche isolante (30) consiste en ZrO2 ou en A1203. 1 1. Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 1i0, dans lequel une couche de revêtement (38) est prévue sur la couche 10 isolante (30). 1 2. Four selon la revendication 11, dans lequel la couche de revêtement (38) est configurée comme couche barrière de diffusion, de préférence en une laque organique à base de silicones ou comme laque minérale avec des particules d'oxydes métalliques dispersées. 1 3. Four selon la revendication 1 2, dans lequel la couche de revêtement présente une épaisseur de couche entre environ 5 et 1 00 pm, de préférence entre environ 5 et 50,um. 1 4. Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 3, dans lequel le récipient de cuisson (22, 40) comporte une couche antiadhérente 20 à sa face intérieure, en particulier en PTFE. 1 5. Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 4, dans lequel des contacts (42, 43) sont prévus à la face inférieure du récipient de cuisson (22, 40), contacts qui coopèrent pour l'établissement du contact électrique avec des contacts (20, 21) correspondants prévus sur des rails 25 de guidage (14, 15, 16, 17, 18, 19) dans le compartiment de cuisson (12). 16. Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel le récipient de cuisson (22, 40) comporte des connecteurs de contact qui coopèrent pour l'établissement du contact électrique avec des connecteurs de contact à la face arrière du four (10). 17. Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 ou 10 à 16, dans lequel la couche de conducteurs de chauffage (28) est fabriquée en une pâte conductrice avec de fortes proportions de métal, en particulier d'argent, de préférence par un procédé sérigraphique. 1 8. Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 7, dans 35 lequel le récipient de cuisson (22, 40) est configuré comme cuvette (22) ou comme couvercle (40). 1 9. Récipient de cuisson pour la réception d'une substance à cuire, en particulier destiné à un four (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le récipient comportant une couche de substrat, en particulier un fond, à la face extérieure duquel est prévue une couche de 5 conducteurs de chauffage (28), qui est recouverte par une couche isolante (30), la couche de conducteurs de chauffage (28) étant connectée à des moyens de contact électriques (42, 43) pour l'établissement externe du contact électrique avec la couche de conducteurs de chauffage (28).