Brevet FR3047884A1 — publié le 20170825

- 1 - APPAREIL DE CUISSON A FLUX D'AIR La présente invention concerne de manière générale un appareil de cuisson domestique, et en particulier un appareil de cuisson portable ou transportable à flux d'air. Il est connu dans l'art antérieur des appareils de cuisson par convection ou à flux d'air, tels que celui présenté dans le document W02014195129A1. En contrepartie, le système décrit présente notamment l'inconvénient de proposer une structure complexe pour le flux d'air, et finalement peu efficace pour cuire des aliments rapidement. Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients des 10 documents de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un appareil de cuisson simple qui permet toutefois de cuire efficacement des aliments. Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un appareil de cuisson comprenant : 15 - des moyens de ventilation agencés pour créer un flux d'air dans un espace de cuisson de l'appareil, - un panier de cuisson, agencé pour recevoir des aliments à cuire dans l'espace de cuisson et pour permettre au flux d'air de traverser un lit d'aliments à cuire, 20 - des moyens de chauffage agencés pour chauffer le flux d'air, caractérisé en ce que les moyens de ventilation comprennent un ventilateur à flux transversal, et en ce que dans le flux d'air : - les moyens de chauffage sont agencés en aval des moyens de ventilation, 25 - le panier de cuisson est agencé en aval des moyens de chauffage. L'appareil de cuisson selon la présente mise en oeuvre est simple dans son 3047884 - 2 - architecture puisque le flux d'air créé par les moyens de ventilation va directement de ces derniers aux moyens de chauffage et ensuite sur et au travers du lit d'aliments. En d'autres termes, le flux d'air ne rencontre pas d'obstacles entre les moyens de ventilation, les moyens de chauffage et 5 ensuite les aliments à cuire. De plus, cette architecture réduit les pertes thermiques, car le flux d'air, une fois chauffé par les moyens de chauffage va directement sur les aliments à cuire pour traverser le lit d'aliments. Cela améliore l'efficacité. Ainsi, il est possible de réduire la puissance des éléments chauffants tout en conservant des temps de cuisson identiques. 10 Enfin, un ventilateur à flux transversal, autrement appelé ventilateur (ou turbine) tangentiel est silencieux, ce qui améliore le confort d'utilisation. Avantageusement, les moyens de chauffage sont des moyens de chauffage à effet joule. Un tel chauffage permet de transférer rapidement de la chaleur au flux d'air. 15 Avantageusement, les moyens de chauffage comprennent un fil chauffant d'un diamètre prédéterminé enroulé autour d'un support plat tel qu'un mica sur une pluralité de tours, et le fil d'un tour est espacé du fil du tour adjacent d'une distance d'au moins 1.5 fois le diamètre du fil. Un fil chauffant présente une faible inertie thermique, ce qui permet de raccourcir 20 encore le temps de cuisson. De plus, l'espace entre les tours ou enroulements permet de garantir une bonne convection avec le flux d'air : les pertes de charges sont faibles, et le fil chauffant est refroidi efficacement, ce qui garantit sa longévité. Avantageusement, le support plat des moyens de chauffage est 25 agencé de manière sensiblement parallèle à une direction d'écoulement du flux d'air au niveau des moyens de chauffage, et/ou chaque tour de fil chauffant présente deux portions sensiblement rectilignes alignées avec ladite direction d'écoulement du flux d'air. Les pertes de charge sont encore limitées, la ventilation est alors efficace. 3047884 - 3 - Avantageusement, l'appareil de cuisson comprend une zone d'admission en amont des moyens de ventilation, agencée entre l'espace de cuisson et les moyens de ventilation, et en communication avec les moyens de ventilation par une tuyère d'admission. Une telle zone d'admission permet 5 un fonctionnement optimal du ventilateur à flux transversal. En effet, même si le lit d'aliments à traverser provoque une perte de charge sensible, la zone d'admission permet de stabiliser le flux d'air et/ou de former un volume tampon, ce qui limite les difficultés d'aspiration du ventilateur à flux transversal. Avantageusement, les moyens de ventilation sont agencés sur un côté du panier de cuisson, et/ou les moyens de ventilation sont agencés au dessus de la zone d'admission. L'appareil est alors compact. Avantageusement, le ventilateur à flux transversal comprend un rotor agencé pour tourner autour d'un axe de rotation, et la zone d'admission 15 présente un espace libre dont une section dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation présente : - une largeur (b) supérieure ou égale à au moins 1.5 fois, et préférentiellement au moins 2 fois, un diamètre du rotor, éventuellement dans une direction transversale à une direction normale de la tuyère d'admission 20 et/ou - une hauteur (a) supérieure ou égale à au moins 0.8 fois, et préférentiellement au moins 1 fois, un diamètre du rotor, éventuellement dans une direction parallèle à une direction normale de la tuyère d'admission et/ou - une paroi externe agencée à l'opposé de l'espace de cuisson par rapport à 25 l'axe de rotation et/ou par rapport à la direction normale de la tuyère d'admission, et agencée à une distance (c) de l'axe de rotation et/ou de la direction normale de la tuyère d'admission, et/ou d'une droite passant par l'axe de rotation et parallèle à ladite paroi externe, d'au moins 0.5 fois, et préférentiellement au moins 0.7 fois, le diamètre du rotor. De telles 30 dimensions de la zone d'admission, ou boîte à air, offrent de bonnes 3047884 - 4 - conditions d'aspiration pour le ventilateur à flux transversal, qui pourra alors fonctionner en régime normal et non dégradé, même avec le lit d'aliments à traverser. Autrement dit, le volume du rotor du ventilateur à flux transversal est 5 V1=TrhD2/4, alors le volume V2 de la zone d'amission est préférentiellement supérieur ou égal à V1*8/Tr. On peut écrire V28V1/-rr, avec D le diamètre du rotor du ventilateur à flux transversal, et h la longueur du ventilateur à flux transversal. De plus, la tuyère d'admission doit être suffisamment loin des parois 10 de la zone d'admission, au moins 0.7*D. Avantageusement, l'appareil de cuisson comprend une zone d'échappement en aval des moyens de ventilation, agencée entre l'espace de cuisson et les moyens de ventilation, et les moyens de chauffage sont agencés dans la zone d'échappement, à une distance d'au moins 0.3 fois, et préférentiellement 0.5 fois, un diamètre d'un rotor des moyens de ventilation. Un tel éloignement évite de perturber le fonctionnement du ventilateur à flux transversal. Avantageusement, les moyens de chauffage sont au moins partiellement en regard des aliments à cuire reçus par le panier de cuisson. 20 Cette mise en oeuvre permet de griller ou dorer la surface des aliments à cuire. Avantageusement, le panier de cuisson présente un fond en forme de grille. Une telle grille limite les pertes de charge. Avantageusement, le panier de cuisson est agencé de manière 25 amovible par rapport à l'espace de cuisson, et le panier de cuisson est agencé pour être monté sur l'appareil par un côté de celui-ci. Avantageusement, l'appareil de cuisson est portable ou transportable. En d'autres termes, l'appareil de cuisson n'est pas un four de cuisson du type four à chaleur tournante ou à convection. 3047884 - 5 - D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : 5 - la figure 1 représente une vue en coupe verticale d'un appareil de cuisson selon la présente invention ; - la figure 2 représente une vue de moyens de chauffage de l'appareil de la figure 1. La figure 1 représente une vue d'un appareil de cuisson selon la 10 présente invention en coupe verticale. Sur un côté gauche de la coupe de la figure 1 se trouve un panier de cuisson 20 agencé pour recevoir des aliments à cuire. Sur un côté droit de la coupe se trouvent des moyens de ventilation agencés pour créer un flux d'air, avec un ventilateur à flux transversal 10 qui comprend un rotor agencé pour tourner autour d'un axe de rotation 12 15 perpendiculaire au plan de la figure 1. Pour des raisons de clarté, les aliments à cuire ne sont pas représentés dans le panier de cuisson 20, afin de visualiser le flux d'air généré par les moyens de ventilation. Le ventilateur à flux transversal 10 aspire de l'air dans une zone d'admission 40, et le rejette dans une zone 20 d'échappement 50 définie par un capot 51 qui contient aussi des moyens de chauffage 30. Ces derniers chauffent donc le flux d'air qui sort du ventilateur à flux transversal 10, ensuite dirigé vers le panier de cuisson 20 par le capot 51. Le panier de cuisson 20 comprend un fond troué, typiquement une 25 grille, qui retient les aliments à cuire (des frites par exemple), mais qui laisse passer le flux d'air à travers le lit d'aliment à cuire, et le fond. Une fois la grille du panier de cuisson 20 passée, le flux d'air est aspiré vers la zone d'admission 40 afin de passer à nouveau à travers le 3047884 - 6 - ventilateur à flux transversal 10, à travers une tuyère d'admission 11 (centrée sur l'axe de rotation 12). Le flux d'air passe donc dans le ventilateur à flux transversal 10, sur les moyens de chauffage 30, à travers les aliments (ou à travers le lit 5 d'aliments) et ensuite retourne à la zone d'admission. En conséquence le flux d'air est chauffé juste après son passage dans le ventilateur à flux transversal 10, et juste avant de passer sur/au travers des aliments à cuire. Cela permet de limiter les pertes de chaleur, car il n'y a pas d'obstacle ou de changement majeur de direction du flux d'air entre les moyens de chauffage 10 30 et les aliments à cuire. La chaleur est donc transportée sur une courte distance par le flux d'air pour être transférée des moyens de chauffage 30 aux aliments à cuire. Ces derniers sont donc cuits rapidement. Enfin, on peut remarquer sur la figure 1 que au moins une partie des moyens de chauffage 30 sont en regard des aliments à cuire, ce qui permet 15 d'exposer les aliments à cuire à un rayonnement thermique généré par les moyens de chauffage 30 pour les dorer / griller. Un ventilateur à flux transversal 10 est très silencieux car il génère peu de pression. Cependant, afin de procurer de bonnes conditions de fonctionnement pour un tel ventilateur à flux transversal 10, l'invention propose de positionner immédiatement en amont de ce dernier une zone d'admission présentant un volume minimal, que l'on peut définir par sa section normale à l'axe de rotation 12. En effet, comme représenté figure 1, la demanderesse s'est aperçue qu'en fixant des conditions sur la hauteur (a), la largeur (b) et la distance (c) en fonction du diamètre du rotor du ventilateur à flux transversal 10, celui-ci fonctionnait dans de bonnes conditions aérauliques. En particulier : (a) doit être au moins égal à 0.8 fois, et préférentiellement une fois, le diamètre D du rotor ; 3047884 - 7 - - (b) doit être au moins égal à 1.5*D, et préférentiellement 2*D ; - (c) doit être au moins égal à 0,5*D. Avec ces conditions réunies, la zone d'admission 40 forme un volume tampon et une zone de stabilisation pour permettre une bonne aspiration du 5 ventilateur à flux transversal 10. En aval du ventilateur à flux transversal 10, il est également important de ne pas créer d'obstacles au flux d'air, et en particulier, il est avantageux de placer les moyens de chauffage 30 à une distance (d) minimale du rotor du ventilateur à flux transversal 10. En particulier, d doit être au moins égal à 10 0.3*D et préférentiellement 0,5*D. La structure de l'appareil de cuisson est compacte car les moyens de ventilation sont agencés à côté du panier de cuisson 20, et au dessus de la zone d'admission 40. L'appareil, tout en comprenant un ventilateur à flux transversal 10, est donc compact et très silencieux, mais présente tout de 15 même de bonnes capacités de convection avec un bon fonctionnement du ventilateur à flux transversal 10 garanti par la zone d'admission 40. De plus, comme représenté figure 2, l'invention propose d'utiliser un fil chauffant 31 enroulé sur un support plat 32, comme un mica par exemple. Le fil chauffant 31 est enroulé autour du support plat 32 en une succession de 20 spires, mais ces dernières sont toutes espacées d'au moins une fois, et préférentiellement 1.5 fois, le diamètre du fil chauffant 31, afin de permettre une bonne ventilation du fil chauffant 31. Ceci procure un transfert efficace de chaleur, et également évite de former des points rouges sur le fil chauffant 31, ce qui pourrait altérer sa longévité. De plus, on remarque que le support 25 plat 32 est ajouré avec de multiples ouvertures (ici cinq), toujours pour permettre une bonne ventilation. De plus, cet agencement (les spires éloignées les unes des autres) évite de freiner le flux d'air sortant du ventilateur à flux transversal 10, ce qui 3047884 - 8 - assure également un fonctionnement silencieux dans de bonnes conditions aérauliques. On remarque enfin, de retour figure 1, que le support plat 32 des moyens de chauffage est agencé sensiblement parallèle aux veines de flux 5 d'air dans le capot 51 ce qui limite encore les pertes de charges. Enfin, il est avantageux d'orienter les spires avec le fil chauffant aligné avec le flux d'air. En effet, chaque spire comprend deux portions chacune de part et d'autre du support plat 32 qui peuvent être considérées rectilignes, ces deux portions sont alors alignées avec le flux d'air pour limiter la résistance à l'écoulement. 10 Le panier de cuisson 20, visible figure 1 est amovible par rapport à l'appareil de cuisson, et on peut l'installer / le retirer par un mouvement sensiblement parallèle à l'axe de rotation 12, c'est-à-dire un mouvement perpendiculaire au plan de la figure 1. Selon une variante de réalisation, afin de réduire les risques 15 d'apparition de point rouge sur le fil chauffant 31 des moyens de chauffage 30, un apport d'air frais est réalisé aux extrémités du ventilateur à flux transversal 10. Cet air frais provenant de l'extérieur de l'appareil entre dans le ventilateur à flux transversal 10 par des ouïes (non représentées) réalisées à proximité des extrémités du ventilateur à flux transversal 10. 20 Un tel appareil de cuisson peut servir à cuire rapidement des pommes de terre découpées pour faire des frites en les enduisant initialement d'une faible quantité d'huile ou de matière grasse. On peut également envisager de cuire d'autres aliments, tels que de la viande ou d'autres légumes. 25 On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS1. Appareil de cuisson comprenant : - des moyens de ventilation agencés pour créer un flux d'air dans un espace de cuisson de l'appareil, - un panier de cuisson (20), agencé pour recevoir des aliments à cuire dans l'espace de cuisson et pour permettre au flux d'air de traverser un lit d'aliments à cuire, - des moyens de chauffage (30) agencés pour chauffer le flux d'air, caractérisé en ce que les moyens de ventilation comprennent un ventilateur à 10 flux transversal (10), et en ce que dans le flux d'air : - les moyens de chauffage (30) sont agencés en aval des moyens de ventilation, - le panier de cuisson (20) est agencé en aval des moyens de chauffage (30). 15 2. Appareil de cuisson selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de chauffage (30) sont des moyens de chauffage (30) à effet joule. 3. Appareil de cuisson selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de chauffage (30) comprennent un fil chauffant (31) d'un 20 diamètre prédéterminé enroulé autour d'un support plat tel qu'un mica sur une pluralité de tours, et dans lequel le fil d'un tour est espacé du fil du tour adjacent d'une distance d'au moins 1.5 fois le diamètre du fil. 4. Appareil de cuisson selon la revendication précédente, dans lequel le support plat des moyens de chauffage (30) est agencé de manière 25 sensiblement parallèle à une direction d'écoulement du flux d'air au niveau des moyens de chauffage (30), et/ou dans lequel chaque tour de fil chauffant (31) présente deux portions sensiblement rectilignes alignées avec ladite direction d'écoulement du flux d'air. 3047884 -10- 5. Appareil de cuisson selon l'une des revendications précédentes, comprenant une zone d'admission (40) en amont des moyens de ventilation, agencée entre l'espace de cuisson et les moyens de ventilation, et en communication avec les moyens de ventilation par une tuyère d'admission 5 (11). 6. Appareil de cuisson selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de ventilation sont agencés sur un côté du panier de cuisson (20), et/ou dans lequel les moyens de ventilation sont agencés au dessus de la zone d'admission (40). 7. Appareil de cuisson selon l'une des revendications 5 ou 6, dans lequel le ventilateur à flux transversal (10) comprend un rotor agencé pour tourner autour d'un axe de rotation (12), et dans lequel la zone d'admission (40) présente un espace libre dont une section dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (12) présente : - une largeur (b) supérieure ou égale à au moins 1.5 fois un diamètre (D) du rotor, et/ou - une hauteur (a) supérieure ou égale à au moins 0.8 fois un diamètre (D) du rotor, et/ou - une paroi externe agencée à l'opposé de l'espace de cuisson par rapport à 20 l'axe de rotation (12), et agencée à une distance (c) de l'axe de rotation (12) d'au moins 0.5 fois le diamètre (D) du rotor. 8. Appareil de cuisson selon l'une des revendications précédentes, comprenant une zone d'échappement en aval des moyens de ventilation, agencée entre l'espace de cuisson et les moyens de ventilation, et dans 25 lequel les moyens de chauffage (30) sont agencés dans la zone d'échappement, à une distance (d) d'au moins 0.3 fois un diamètre (D) d'un rotor des moyens de ventilation. 9. Appareil de cuisson selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de chauffage (30) sont au moins partiellement en 30 regard des aliments à cuire reçus par le panier de cuisson (20). 3047884 10. Appareil de cuisson selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le panier de cuisson (20) présente un fond en forme de grille. 11. Appareil de cuisson selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le panier de cuisson (20) est agencé de manière amovible par 5 rapport à l'espace de cuisson, et dans lequel le panier de cuisson (20) est agencé pour être monté sur l'appareil par un côté de celui-ci.