Brevet FR2899784A1 — publié le 20071019

L'invention concerne un appareil à griller ou à rôtir, à chauffage par induction, permettant de griller ou rôtir des aliments que l'on pose directement sur la plaque supérieure à griller ou rôtir dont est pourvu cet. appareil. Il existe déjà des appareils électroménagers à induction comprenant au moins un inducteur pour générer un champ magnétique qui, par l'intermédiaire d'un courant de Foucault, permet de chauffer le contenu d'un récipient qui s'échauffe lui-même par effet Joule. Il existe également au moins une solution d'appareil à griller ou à rôtir dont la plaque-gril supérieure est donc chauffée par des courants de Foucault induits et permet de griller ou rôtir des aliments posés dessus. Un problème qui se pose ici est le contrôle ou la régulation des températures et/ou des puissances générées par un inducteur en vue d'échauffer de manière appropriée les aliments qui sont ici à griller ou à rôtir sur la plaque. Un autre problème est lié à la construction de l'appareil pour qu'il soit performant, fiable, relativement facile à fabriquer et d'un coût de revient bien maîtrisé. Pour tendre vers la satisfaction au moins du premier problème évoqué et permettre une commande et/ou régulation des températures, il est proposé un appareil à griller ou à rôtir, à chauffage par induction, comprenant : - au moins un inducteur pour générer un champ électromagnétique, - au moins une plaque-gril adaptée pour chauffer, sous l'influence du champ électromagnétique généré et présentant une face supérieure sur laquelle on peut griller ou rôtir des aliments directement posés sur elle, et une face inférieure opposée, - au moins une sonde de température interposée entre l'inducteur et la plaque-gril et disposée au contact de la face inférieure de cette dernière, pour relever par contact la température de la plaque-gril, - et des moyens de régulation de température pour réguler la température de cette plaque-gril, une fois les relevés effectués par la sonde, à son contact. D'autres caractéristiques sont proposées pour satisfaire là encore tout ou partie des problèmes évoqués ci-avant, ces caractéristiques concernant le fait que : a)- les moyens de régulation de la température de la plaque-gril comprennent : ^ des moyens d'adaptation de la puissance délivrée par le(s) inducteur(s), ^ et une cartographie prédéfinie et préenregistrée établissant des correspondances entre lesdites puissances et températures, - et une liaison est établie entre la sonde de température et les moyens d'adaptation de la puissance, pour faire délivrer à la plaque-gril une puissance ou une autre, suivant que les relevés de la sonde sont, en deçà d'au moins une température maximum de sécurité, compris dans une gamme ou une autre parmi plusieurs gammes préétablies de température ; et/ou b)- la plaque-gril comprend : ^ plusieurs couches chauffantes, conductrices électriquement et thermiquement, dont au moins une couche ferritique, ces couches étant adaptées pour s'échauffer sous l'influence du champ magnétique créé par le(s) inducteur(s), ^ et une fine couche de protection thermique, isolante électrique et résistante à la chaleur, telle qu'une couche de mica, plus fine que lesdites couches chauffantes, - et la sonde de température est au contact de ladite couche de protection thermique ; et/ou c)- la sonde de température est montée à travers un passage ménagé dans une entretoise en matériau isolant 15 électrique et résistant à la chaleur, tel que du mica, laquelle entretoise est surmontée d'une structure thermiquement et électriquement conductrice pour favoriser la prise de température de la plaque-gril par la sonde; et/ou 20 d)- l'inducteur est pourvu d'un ou plusieurs enroulements et de ferrites réunis dans un support plastique monté sur un écran adapté pour une compatibilité électromagnétique; et/ou e)- l'appareil comprend, en tant qu'inducteurs, ou 25 parmi ses inducteurs, un inducteur principal de plus grande dimension et au moins un inducteur secondaire de plus petite dimension générant une plus faible puissance que l'inducteur principal, disposé à côté de lui, sous une autre zone de la plaque-gril que celle sous laquelle 30 est disposé l'inducteur principal, au moins une autre sonde de température étant disposée au contact de la 10 plaque-gril, sous ladite zone que chauffe l'inducteur secondaire. Une description détaillée d'un mode particulier de réalisation fournie à titre d'exemple va maintenant suivre, en référence aux dessins annexés, donnés également à titre d'exemple non-limitatif et dans lesquels : - la figure 1 est une vue extérieure d'un appareil à griller conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue schématique de dessus (flèche II figure 1), - la figure 3 est un éclaté en perspective de différentes pièces de l'appareil de la figure 1, - la figure 4 détaille des couches qui appartiennent à la 15 plaque-gril, - la figure 5 est une coupe en éclaté des pièces principales de l'appareil des figures 1 et 3, - et la figure 6 est une perspective d'une variante de réalisation de l'appareil de la figure 1. 20 Figure 1, on voit donc un appareil 1 à griller ou à rôtir, portable ou transportable. Il s'agit visuellement d'un bloc essentiellement métallique à poser sur un support de travail, tel que le plan de travail d'une cuisine, à proximité d'une source 25 d'alimentation électrique, telle qu'une prise murale où sa propre prise 3 pourra être branchée. L'appareil 1, appelé ci-après appareil à griller , comprend une plaque-gril supérieure 5 s'étendant (sensiblement) à plat et adaptée pour griller 30 ou rôtir les aliments que l'on aura directement posés sur elle dans ce but. La plaque-gril 5 est encadrée sur trois côtés par des parois pare-graisse dressées, 7. En façade, une rigole transversale 9 s'étend le long de l'essentiel au moins du bord avant de la plaque- gril et permet de conduire vers un orifice de récupération 11 les graisses d'aliments présentes (figures 1, 2). La plaque-gril pourra être légèrement inclinée vers l'avant, pour faciliter cet écoulement. Sous l'orifice 11, les graisses tombent dans un bac sous-jacent, ou tiroir, 13 monté glissant, en façade, sous lui et, plus généralement, sous une partie au moins de la plaque 5, à l'intérieur de l'élément inférieur de bâti 15 de l'appareil qui se dresse comme un parallélépipède creux, à la manière d'un cadre pourvu de glissières latérales intérieures. Figure 1, on voit que l'élément inférieur de bâti 15 est surmonté d'un élément supérieur de bâti 17. Ce dernier, avec l'élément 15, définit un caisson protecteur pour le générateur HF (hautes fréquences) électronique de chaleur 19 et également pour les moyens de commande associés (électronique de puissance, de contrôle...); voir figure 3 où l'élément 15 n'apparaît pas pour ne pas surcharger la figure. En partie supérieure, l'élément 17 qui se présente également comme un cadre, encadre la plaque-gril 5, intègre les parois latérales pare-graisse 7 et présente en façade une découpe 17a laissant apparaître le bloc de commande ou de contrôle 21 avec les boutons ou claviers, et sa signalétique associée. Intérieurement, dans son caisson protecteur 15-17, l'appareil 1 renferme ici un inducteur double couronne 23. Il s'agira donc favorablement d'un inducteur à deux enroulements indépendants l'un de l'autre, adaptés chacun pour créer un champ d'induction (magnétique). Chacun comprend ici deux fils d'alimentation électrique et les deux enroulements sont disposés concentriquement dans un même plan sensiblement horizontal. Ils sont supportés ensemble par un support thermoplastique 25, annulaire, qui surmonte un écran CEM 10 27 (figure 5). L'écran 27 à compatibilité électrique-magnétique (CEM) évite ou limite les dispersions de champ magnétique en concentrant le champ de l'inducteur 23 vers la charge (aliment placé sur la plaque-gril et/ou 15 plaque-gril en elle-même). L'écran 27 est métallique, typiquement en aluminium. Un système de poussoir 29 pousse avec un effet ressort, vers la plaque-gril 5, l'écran 27 et tout ce qui 20 le surmonte (figure 5). L'écran 27 repose sur une plaque 31 également électriquement isolante et résistante à la chaleur, typiquement en mica. Entre l'inducteur 23 et son support 25, sont 25 interposées des barres radiales en ferrite, 33, dont le rôle est de guider/concentrer le champ magnétique vers la plaque-gril 5 et la charge à griller. Côté supérieur, l'inducteur 23 est successivement surmonté, de bas en haut, par un anneau 35, typiquement 30 en mica, ici électriquement isolant et thermiquement résistant, qui joue le rôle d'entretoise/entrefer et d'écran thermique, par un système de fourchettes 36 électriquement et thermiquement conductrices, ici en aluminium, qui s'étendent le long de la plaque-gril dans le but de favoriser une prise de température appropriée par la sonde thermique 49, et enfin par la plaque à griller 5. La plaque-gril 5 comprend des couches de différentes épaisseurs et de différentes matières permettant à la fois d'associer de la conduction électrique et de la conduction thermique, tout en étant compatibles avec un contact alimentaire, au moins en face supérieure. De façon connue, le circuit électronique, composé de ce qui est ici dénommé carte de puissance 51 et de sa commande, va contrôler l'inducteur (chaque inducteur) placé sous la plaque-gril 5. Le champ magnétique créé par la circulation du courant dans l'inducteur va induire des courants de Foucault dans la plaque-gril qui va s'échauffer par effet Joule. La plaque-gril 5 comprend ici un matériau tri couches en acier inoxydable constitué par une âme centrale 37, en acier inoxydable ferritique tel que du type Uginox F13S et de couches externes de parement 39a, 39b en acier inoxydable austénitique de type 1810. Figure 4, la plaque-gril 5 comprend une couche centrale 41 en métal léger, conducteur thermique et électrique, ici de l'aluminium type 1145, interposée entre deux blocs de matériau tri-couches 43 et 45, ici identiques et donc de même épaisseur. Pour tout détail supplémentaire concernant par exemple les épaisseurs des différentes couches, on pourra se reporter aux documents techniques et d'informations fournies par la société UGINE ET ALZ, sous la référence TRIPLAM (marque déposée) PF189 . Sous elle, la couche inférieure 45b du bloc de matériau tri-couches inférieure 45 présente la feuille 47 de protection thermique (figure 4), à propriétés d'isolant électrique (isolant strict ou diélectrique) et de résistance à la chaleur. Il peut s'agir d'une feuille ou d'une couche de mica, plus fine (0,6mm à l,lmm) que l'ensemble des couches chauffantes qui la surmonte et qui appartient donc à la plaque-gril 5. La feuille/couche 47 peut être rapportée par collage sous le bloc 45. La plaque gril 5 forme, avec elle, un ensemble unitaire. Sous la plaque-gril, au contact de sa feuille 47, est placée la sonde de température 49, ici une sonde de type résistance à coefficient de température négatif (CTN) qui est un composant céramique dont la résistance électrique décroît de manière non linéaire lorsque la température augmente. La sonde de température 49 est montée à travers le bloc d'entretoise et d'écran thermique 35 (orifice 35a) qui peut présenter une épaisseur de 3 mm à 8 mm. Autour de la sonde 49, et au-dessus de ce bloc 35, s'étendent les éléments de fourchette 36. La sonde de température 49 est reliée (liaison 53) au générateur, et en particulier à la carte électronique de puissance 51 qui commande la puissance et la fréquence que doit délivrer l'inducteur 23, en fonction des relevés fournis par la sonde de température 49. Une résistance électrique, ou tout autre moyen approprié, modifie la valeur transmise par la sonde pour la rendre acceptable par la carte 51 à laquelle elle est reliée. L'écran CEM 27 est à un potentiel fixe créé par la sortie de la carte électronique 51. Grâce à l'adéquation obtenue entre la puissance/fréquence générée par 1'(des) inducteur(s) 23 (voir ci-après la solution à plusieurs inducteurs), la gestion de ce paramètre physique, en particulier en relation avec la sonde de température 49 et le type de régulation retenu, l'appareil 1 permet d'effectuer de la cuisson fine, de la cuisson de mise en place, de la pré-coloration d'aliments, de confire et/ou d'assurer une cuisson permettant à la fois de saisir et de respecter les aliments, voire encore d'assurer une fonction de mise en attente d'aliments déjà grillés ou rôtis. Favorablement, la sonde de température 49 sera placée vers le centre de l'inducteur considéré (ici 23) et de la plaque-gril 5, en contact donc avec la couche ou feuille 47, si celle-ci a été prévue. La commande de l'appareil 1 par l'opérateur s'effectuera donc par les touches 21a placées en façade, associées à des voyants de contrôle du fonctionnement. Chaque type de chauffage/cuisson (saisie des aliments, pré-coloration....) sera assuré par l'adaptation au moins de la puissance électrique du générateur HF 19 à la demande de l'opérateur, par la mesure en temps réel de la température du dessous de la plaqué-gril 5 par la sonde 49 et en fonction d'un tableau de correspondances préétablies températures-puissances-aliments, pour tous les types d'aliments à griller/rôtir. Ce tableau de correspondance est donc une cartographie prédéfinie et préenregistrée en mémoire 51a de la carte 51, lors d'essais de fonctionnement préalables aux ventes au public, afin d'établir des correspondances entre les puissances délivrées et les températures de la plaque-gril attendues. Par exemple, à partir des touches 21a, il va être ainsi possible de faire fonctionner l'appareil comme suit . D'abord, on propose de sélectionner sur l'une de ces touches la fonction pré-coloration, cuisson fine . Jusqu'à 100 à 120 C, le générateur 23-51 fait alors délivrer par l'inducteur 23 la puissance maximum disponible, par exemple 3500 à 4000W. Dès que la sonde 49 détecte une première valeur de seuil convenue, ici entre 100 et 120 C, la puissance délivrée à la plaque-gril 5 descend à environ 800 à 1100W. Si une seconde valeur de température correspondant à un second seuil de sécurité (par exemple 160 C) est détectée par la sonde 49, la puissance délivrée passe alors à 0 : l'inducteur est coupé. Si l'opérateur, via les touches 21a, choisit maintenant une fonction indiquée saisir , on peut considérer que la puissance délivrée maximum est alors appliquée jusqu'à 230 à 270 C, puis passe à 2400-2900W, entre cette valeur et une température maximum admissible de 290 C par exemple, au-delà de laquelle le générateur se coupe et ne délivre plus de puissance. Ainsi, via la liaison 53 établie entre la sonde 49 et les moyens (23,51,51a) d'adaptation de la puissance et à partir de la cartographie 70 préenregistrée stockée dans la mémoire 51a du générateur, c'est-à-dire à partir du tableau de correspondance température/puissance précité, il va être possible de contrôler le chauffage/la cuisson des aliments posés sur la plaque-gril 5 et donc de délivrer à cette plaque une puissance ou une autre, suivant que les relevés de la sonde sont, en deçà d'au moins une température maximum de sécurité, comprise dans une gamme ou une autre parmi plusieurs gammes préétablies de température. Plutôt qu'un seul générateur, on pourrait prévoir un inducteur principal 62 de plus forte puissance (par exemple 3600W maximum) et un ou plusieurs inducteurs secondaires 64 de plus faible puissance, par exemple 2000W maximum. L'(chaque)inducteur secondaire sera de plus petite section (typiquement diamètre) que l'inducteur principal, les deux étant disposés sous la même plaque-gril 5. A chacun sera associée une carte électronique et une sonde de température (ici 49 et 66 pour les deux inducteurs de la figure 6) au contact de la plaque-gril. L'(chaque) inducteur secondaire 64 sera déporté vers un coin ou un bord de garde au chaud, ou de cuisson douce, que l'on peut prévoir de gérer de façon autonome. Cette zone peut être pilotée dans une ou plusieurs gammes de température (voir ci-avant) via une ou plusieurs puissances délivrées, ceci en fonction des relevés de température fournis par la sonde, telle qu'ici 66. REVENDICATIONS 1. Appareil à griller ou rôtir, à chauffage par induction, comprenant : -au moins un inducteur (23) pour générer un champ électromagnétique, - au moins une plaque-gril (5) adaptée pour chauffer sous l'influence du champ électromagnétique généré et présentant une face supérieure sur laquelle on peut griller ou rôtir des aliments (70) directement posés sur elle, et une face inférieure opposée, au moins une sonde de température (49) interposée entre l'inducteur et la plaque-gril et disposée au contact de la face inférieure de cette dernière, pour relever par contact la température de la plaque-gril, - et des moyens (51,51a,53) de régulation de température, pour réguler la température de la plaque-gril, une fois les relevés effectués par la sonde, à son contact. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que : - les moyens de régulation de la température de la plaque gril comprennent : * des moyens (51,51a) d'adaptation de la puissance délivrée par le(s) inducteur(s), * et une cartographie (70) prédéfinie et préenregistrée, établissant des correspondances entre lesdites puissances et températures, - et une liaison (53) est établie entre la sonde de température et les moyens (51,51a) d'adaptation de lapuissance, pour faire délivrer à la plaque-gril une puissance ou une autre, suivant que les relevés de la sonde sont, en deçà d'au moins une température maximum de sécurité comprise dans une gamme ou une autre parmi plusieurs gammes préétablies de température. 3. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que : - la plaque-gril (5) comprend : ^ plusieurs couches (41,43,45) chauffantes électriquement et thermiquement conductrices, dont au moins une couche ferritique (37), les couches étant adaptées pour s'échauffer sous l'influence du champ magnétique créé par le(s) inducteur(s), ^ et une fine thermique, résistante à couche (47) de protection isolante électrique et la chaleur, telle qu'une couche de mica, plus fine que lesdites couches chauffantes, - et la sonde (19) de température est au contact de ladite couche de protection thermique. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les couches (41,43,45) chauffantes électriquement et thermiquement conductrices comprennent deux ensembles tri-couches (43,45) comprenant chacun une âme centrale (37), en acier ferritique et deux couches externes (39a,39b) en acier austénitique, une couche centrale (41) en métal léger étant interposée entre lesdits deux ensembles tri-couches. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sonde (49) de température est montée à travers un passageménagé dans une entretoise (35) en matériau isolant électrique et résistant à la chaleur, tel que du mica, laquelle entretoise est surmontée d'une structure (36) thermiquement et électriquement conductrice pour favoriser la prise de température de la plaque-gril par la sonde. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'inducteur (23) comprend un ou plusieurs enroulements et est associé à des éléments ferritiques (33) réunis dans un support plastique (25) monté sur un écran (27) adapté pour une compatibilité électromagnétique. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en tant qu'inducteurs, ou parmi ses inducteurs, un inducteur principal (62) de plus grande dimension et au moins un inducteur secondaire (66) de plus petite dimension générant une plus faible puissance que l'inducteur principal, disposé à côté de lui, sous une autre zone de la plaque-gril que celle sous laquelle est disposé l'inducteur principal, au moins une autre sonde de température (64) étant disposée au contact de la plaque-gril, sous la zone que chauffe l'inducteur secondaire.