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PLAQUE ELECTRIQUE CIT~UFFAIIT~OVIBLE . ~ O ~L4L7~3 ;1
La pr~sente invention concerne une plaque ~lectri-
que chauffante amovible, dest:inée à être utilisée sur un
S foyer ~ induction. Elle concerne notamment l'alimenta
tion ~léctrique de telles plaques ~ partir de tout foyer
à induction.
L~utilisation de l'~nexgie ~ partir d~un foyer à
10 induction est connue depuis quelques temps déj~. Toute-
fois, elle était limit~e a ce jour au fonctionnement
occasionnel de quelques appareils, notamment les appa-
reils électro-domestiques. Qui plus est, ces appareils
ne nécessitaient pas de régulation et notamment de régu-
15 lation thermique. De la sorte, il importait peu de pou-
voir disposer du maximum de la puissance nominale du
générateur d'induction.
La présente invention vise, dans le cadre d'une
20 plaque chauffante amovible, autonome et lavable par
immersion, l'utilisation de la quasi-intégralité de la
puissance nominale d~un générateur de foyer à induction.
Les foyers à induction sont, de manière classique,
25 constitu~s principalement d~un générateur, coupl~ sur
le secteur et délivrant un courant él0ctrique alternatif
de fréquence variable et notamment compris entre 25 e~
kHz. Ce courant ~lternatif traverse un inducteur
consti~u~ par une self émettant de fait un champ élec-
30 tromagn~tique. Ce dernier est capté au moyen d'un cap-
teur constitué par une self, générant de la sorte une
force ~lectromotrice indui~e dans un circuit él~éctrique
secondaire. Ce courant élec~rique alternatif, de même
fréquence que celui du circuit primaire, est alors uti-
35 lise pour le fonctionnement de la plaque chauffante.
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2 ~4~0'~
De la sorte, l'utilisation de courant électrique
induit permet de s'affranchir de la présence de cordons
et autres fils électriques d'alimentation des appareils,
notamment de la plaque chauffante, annulant de fait les
5 différents inconvénients liés à l'utilisation de tels
cordons électriques, mais é~alement des installations
électriques complémentaires telles que les socles mu-
raux, et aucJmentant considérablement la sécurité, notam-
ment lorsque des lavages fréquents sont requis.
Cette plaque électrique chauffante amovible, desti-
née à être utilisée sur un foyer à induction comprend
une enveloppe métallique externe conductrice de la cha-
leur et un socle réalisé en un matériau isolant électri-
15 que, le chauffage de la dite enveloppe étant effectué aumoyen d'au moins une résistance électrique alimentée par
un circuit électrique.
Cet ensemble se caractérise en ce que le circuit
20 électrique d'alimentation de la (ou des) résistances est
constitué d'une self faisant office de capteur du champ
electromagnétique émis par l'inducteur du foyer à induc-
tion, montée en parallèle avec un condensateur, ledit
circuit étant fermé sur ladite résistance électrique,
25 les valeurs de l'inductance L de la self et de la capa-
cité C du condensateur étant choisies de telle sorte que
le circuit oscillant ainsi defini entre en résonance
pour une fréquence légèrement supérieure à celle du
circuit d'induction du foyer à induction.
En d'autres termes, la pr~sente invention consiste
à adjoindre au circuit secondaire alimentant la résis-
sance électri.que de chauffage de la plaque chauffante,
un condensateur en parallèle destiné à former un circuit
35 osciIlant dit "circuit bouchonl', de telle sorte à obte-
nir une résonance et de fait, à tirer le maximum de la
puissance nominale du générateur à induction.
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3 ~ 3'~
Avantageusement, en pratique :
- le circuit électrique secondaire est fer~é par un
interrupteur actionné par un thermostat, dont la sonde
thermométrique est fixée sur la face interne de la pla-
5 que chauffante ;
- la sonde thermométrique fait partie intégrante de
la plaque chauffante ;
- la self constitutive du capteur du circuit secon-
daire est espacée de la plaque vitrocéramique du foyer ~
10 induction d'une distance comprise entre 2 et 20 mm ; en
effet, on a constaté que si cette dis~ance était infé-
rieure à 2 mm, la chaleur accumul~ée dans l'enveloppe
métallique ne pouvait pas se dissiper ou se dissipait
très mal, générant des perturbations à l'in~rieur Au
15 circuit, voire même des détériorations ; en revanche, si
cette distance est supérieure à 20 mm, on observait une
chute drastique de l'énergie captée par la self consti-
tutive du capteur ;
- L'ensemble chauffant est constitué de deux par-
20 ties, respectivement une partie chaude comprenant larésistance chauffante, la sonde thermométrique, la pla-
que chauffante proprement dite et le capteur, et une
partie froide comprenant principalement le condensateur
et le thermostat proprement dit, les deux parties étant
25 reliées entre elles au moyen de connexions ;
- la r~sistance chauffante est isolée thermiquement
sur toutes ses faces sauf celle en regard de la plaque
chauffante ;
- 1'isolation thenmique de la résistance est r~ali-
30 sée au moyen d'un isolant thermique microporeux d'origi-
ne minérale ;
- l'ensemble comprend de plus un témoin lumineux,
alimenté électriquement par une spire supplémentaire
située au niveau du capteur du circuit secondaire et
35 indiquant la mise sous tension de la (ou des) résistan-
~e(s) .
- ::
..
Z~ 7~7
La manière dont l'invention peut être réalisée et
les avantages qui en découlent ressortiront mieux de
l'exemple de réalisation donné à titre indicatif, mais
non limitatif, à l'appui Aes figures annexées, dans
5 lesquelles :
La figure 1 est un schéma simplifié du fonctionne-
ment de plaque chauffante conforme à l~invention .
La figure 2 est une représentation schématique des
circuits électriques conformément ~ llinvention.
La figure 3 est une représentation schématique
d'une forme de réalisation conforme à l'invention.
La figure 4 est une coupe transversale d'une plaql1e
chauffante amovible conforme à l~invention.
L'exemple qui va etre décrit ci-après correspond à
une plaque électrique chauffante amovible. Mais il va de
soi que la portée de la présente invention n'est nulle-
ment limitée à la seule réalisation ainsi décrite et
peut tout à fait être étendue à des systèmes à plaques
20 multiples, les dimensions et les formes de ces plaques
pouvant etre variées en fonction du besoin spécifique
des utilisateurs. Elles peuvent, par exemple, se présen-
.er sous la forme de plans de cuisson.
2i Conformément à la présente invention, la plaque
chauffante est fondamentalement constituée d'une enve-
ioppe métallique, par exemple de forme parallélépipédi-
que (1), de ~onne conduction thermique. Cette enveloppe
métallique ménage notamment une plaque chauffante pro-
30 prement dite (2) plane et horizontale. Toutefois, en
fonction de ses applications, la plaque (2) peut etre
nervurée, ~oire meme présenter des alvéoles ou des for-
mes diverses. De même, elle peut ne pas etre plane, et
présenter une certaine inclinaison, afin de permettre
35 notamment le ruissellement du jus ou de la graisse.
- .
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3'~
s
Cette enveloppe (l) repose sur un foyer à induction
portant la référence générale (9) par 1'intermédiaire de
pieds (3). Le socle de l~enveloppe métallique (4) est
constitué par un matériau isolant électrique, rapport~
5 sur la dite enveloppe. Il est avantageusement plan et
parallèle à l'inducteur (8), ciécrit ci-dessous.
De manière connue, le foyer à induction (9) com-
prend fondamentalement une plaque support (23) en maté-
10 riau vitrocéramique et un circ:uit éléc~rique dit circuitprimaire portant la référence générale (7). Ce circuit
primaire est essentiellement constitué par un inducteur
(8) constitué par une bobine plane, parallèle à la pla-
que vitrocéramique, alimentée par un générateur (10) en
15 courant électrique alternatif de fr~quence comprise
entre 25 et 30 kHz. Le générateur (10) est lui-même sous
tension électrique sur le secteur 220/230 Volts et selon
une fréquence de 50 ou 60 Hertz. De manière avantageuse,
l'ensemble constitué par l'enveloppe métallique (1) et
20 le socle (4) forme boitier étanche, permettant ainsi un
lavage sous immersion de la plaque sans risque de dété-
rioration du circuit éléctrique interne.
Le circuit électrique secondaire, situé à l'inté-
25 rieur de l'enveloppe métallique (l) comprend principale-
ment une résistance électrique (5), montée en série avec
un capteur (6) constitué par une bobine réalisée en fils
conduc~eursO Ce capteur (6j est lui-même monté en paral-
lèle avec un condensateur (12).
Comme déjà dit, le capteur (6) est destiné à capter
le ch~mp électromagnétique généré par 1'inducteur (8) du
circuit primaire et à transformer ce champ électromagné-
tique en force électromotrice induite générant de la
35 sorte un courant électrique de même fréquence que le
courant électrique traversant l'inducteur (8).
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Pour des commodités de fabrication et pour augmen-
ter l'efficacité de ce capteur, ce dernier est plan et
parallèle au socle (4)l comme on peut le voir au sein de
la figure 4. Il est situé immediatement au dessus dudit
S socle (4) et est distant de la plaque vitrocéxamique
(23) du foyer à induction (9) d'une distance maximum de
10 mm. Toutefois, une distance minimum de 4 mm s~pare
ledit socle (4) de la plaque vitrocéramique, afin de
permettre la dissipation de la chaleur générée dans
10 l'enveloppe (1) par la résistance (5). Avantageusement,
cette distance est voisine de 7 mm.
Dans une forme de réalisation améliorée, le circuit
secondaire (19) est fermé au moyen d'un interrupteur
15 (22) actionné par un thermostat, notamment d'un thermos-
tat électromécanique (13), ce dernier ouvrant ou fermant
le circuit en fonction de la température mesur~e par une
sonde (14) située sur la face interne de la plaque
chauffante (2).
De plus, une boucle auxiliaire (16), m~nagée autour
du capteur (6) et située dans le même plan que celui'ci,
permet l'alimentation d'un témoin lumineux (15), notam-
ment d'une diode électroluminescente. De la sorte, lors~
25 que la résistance (5) est alimentée, le témoin (15)
s'allume, indiquant ~ l'utilisateur le bon fonctionne-
ment de l'ensemble.
Selon une caractéristique fondamentale de 1'inven-
30 tion, l'inductance L du capteur (6) ainsi que la capa-
cité C du condensateur (12) sont fixées de telle sor~e
que le circuit secondaire oscillant ainsi réalisé ait
une fréquence propre de résonance légèrement supérieure
à la fréquence de fonctionnement du gén~rateur (10) du
35 foyer à incluction (9). En effet, de manière connue, la
fréquence propre fO de résonance d'un tel circuit bou-
chon est donnée par la relation :
4~2.~.C:.~o2 = 1
., ~
. . . .
:: :
7 ~ 7~ ~
De la sorte, la puissance dégagée au niveau de la
rési~tance (5) est proche de la puissance nominale du
générateur. Qui plus est, afin de capter la plus grande
puissance possible, le capteur (6) présente un nombre de
5 spires supérieur à l'inducteur (8).
La plaque chauffante ainsi constituée permet, com-
p~e tenu des valeurs données par construction à la self
constituti~e du capteur (6), au condensateur (12) ainsi
10 qu'à la résistance (5)r et d'autre part compte tenu de
la distance totale séparant l'inducteur (8) du capteur
(6), qui par construction ne dépasse jamais 20 mm,
d'abosrber la puissance nominale du foyer à induction
sous-jacent.
De manière avantageuse, l'ensemble électrique de
chauffage est scindé an deux parties, respectivement une
partie chaude portant la référence générale (20) et une
partie froide (21). La partie chaude comprend fondamen-
20 talement la plaque chauffante proprement di~e (2) souslaquelle se situe la résistance (5) et le capteur (6).
De même, comme déjà dit, la plaque chauffante (2) pré-
sente sur sa face interne la sonde thermom~trique reliée
au thermostat (13). Dans une autre forme de réalisation
25 con: ~me à l'invention, la sonde thermométrique (14) est
noyée par construction dans la masse de la plaque chauf-
fante (2). La partie froide, solidaire ou non de la
partie chaude, comprend principalement le condensateur
(12), le thermostat (13~ et éventuellement le témoin
30 lumineux du bon fonctionnement (15). Le témoin lumineux
(15) ainsi que le thermostat (13) sont situés sur une
face accessible de la partie froide (21) afin de permet-
tre à l'utilisateur de fixer la temp~rature désirée, et
de visionner le bon fonctionnement de la plaque chauf-
35 fante.
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8 2~
Les deux parties respectivement chaude (20) et
froide (21) sont reliées l'une à l'autre au moyen de
tout organe approprié (24) pour permettre le passage des
connexions du clrcuit secondaire (19), et de la boucle
S auxiliaire du témoin lumineux. Cet agencement permet
d'une part d'éviter les échauffements trop importants
des composants sensibles à la température et notamment
du c~ndensateur, du boitier du thermostat, et du témoin
lumineux, et d'autre part, il facilite la manipulation
10 de l'ensemble, la partie froide (21) servant éventuelle-
ment de poignée pour l'ensemble, de telle sorte que la
plaque même chaude peut être manipulée jusqu'à un évier
afin de pour~oir à son nettoyage, et ~ventuellement à
son accrochage.
Les deux parties chaude et froide, respectivement
(20) et t21) peuvent ne constituer qu'une seule pièce
obtenue par exemple par moulage d'un m~tal fondu, notam-
ment en alliage d'aluminium. Le socle (4) de la par~ie
20 chauffante (20) est, comme déjà dit, rapporté après
moulage.
La résistance chauffante (5) située dans la partie
chaude (20) de l'ensemble parall~lement e~ à quelques
25 millimètres de la pla~ue chauffante proprement dite (2),
est isolée thermiquement du reste des différents compo-
sants énumér~s ci-dessus. Seule la partie en regard de
la plaque chauffante (2) ne compor~e pas d'isolation
thermique. Cette isolation est réalisée au moyen d'iso-
30 lants thenmiques microporeux (17~18) d'origine minérale,permettant une isolation efficace pour les hautes ~empé-
ratures. De plus, et avantageusement, la face interne de
la plaque chauffante (2) subit un traitement de surfacQ
permettant d'absorber le rayonnement infra-rouge produit
35 par la résistance (5), permettan~ notamment d'augmenter
la chaleur dégagée au niveau de la plaque chauffante.
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' ` :
.
9 ~ 7~
Toutefois, dans une autre forme de réalisation de
l'invention, la résistance ~5) est noyée dans la masse
de la plaque chauffante (2), afin d'obtenir un tapis
chauffant.
Ainsi, la dite plaq~e chauffante (2), peut être
utilisée comme plaque de cuisson, notamment de grillades
ou de pizza, les aliments ~tant d~posés directement sur
cette plaque, revêtue d~une couche d'un matériau de
10 qualité alimentaire, voire d~un matériau non-adhérant
vis à vis des aliments. De même, la plaque chauffante
(2) peut être utilisée comme plaque dite "pour présenta-
tions chaudes~, c'est à dire, comme plaque chauffante
proprement dite, susceptible de maintenir un plat ou une
15 casserole, et surtout son contenu à une température
désirée. Il est à noter, que dans ce dernier ca~, la
plaque chauffante peut avoir une dimension atteignant le
mètre carre,et ce à partir d~un simple foyer à induction
dans la mesure où la temp~rature requise ne dépasse pas
20 70C, dès l'instant où, comme déjà dit, la forme de la
résistance (5) utilisée peut s~adap~er très exactement
aux besoins de l'utilisateur. I1 es~ à noter qu'il
devient possible d~utiliser l~induction avec une casse-
rolerie ordinaire non magn~tique.
Dans un mode de réalisation diff~rent de l'inven-
tion, on remplace le thermostat éléctomécanique par un
thermostat éléctronique. De même on peut adjoindre cer-
taines fonctions électroniques supplémentaires, telles
30 cu~une horloge, un programmateur, un thermomètre numéxi-
que, voire un ensemble de voyants lumineux pour chaque
niveau de température interessant, etc.. Avantageuse-
ment, on adjoint au circuit électrique secondaire une
autre boucle auxiliaire (non repr~sent~e) situ~e autour
35 de la selt du Fapte~r (6)l alimentant une batterie re-
- , , . . .. : : , ~
~ 7~
chargeable, par exemple en cadmium-nickel, située dans
la partie froide (21), et destinée à alimenter ces
différents composants électroniques, lorsque l'ensemble
n'est plus alimenté par l'intermédiaire du ~oyer à
5 induction.
De la sorte, la plaque électrique chauffante con-
forme à la présente invention présente des avantages que
les dispositifs connus à ce jour ne permettaient pas
10 d'obtenir. On peut citer :
- la plaque chauffante ainsi réalisée est l~gère (2
à 5 kg) et présente un encombrement r~dui~, rendant sa
manipulation aisée en toute sécurit~, notamment en vue
de son lavage, d'où une meilleure hygiène ; Cette mani-
15 pulation est même facilitée par l'absence de tout cordonsecteur, et par le fait que 1'ensemble de la plaque est
étanche ;
- l'épaisseur de l'enveloppe étant relativement
faible, 1'inertie thermique est limitée, permettant
20 ainsi un chauffage rapide de la plaque ; de plus, compte
tenu de la bonne conductivité thermique de la plaque, le
chauffage est homogène sur toute sa surface ; cette
homogénéïté est améliorée par une répar~ition ad~quate
de la surface de la résitance ;
2S - la température souhaitPe est en permanence sous
contrôle du thermostat, autorisant une cuisson des ali-
ments en fonction de la volon~ de l'utilisateur ;
- une grande pxécision quant à la temp~rature de
cuisson, compte tenu d'une part de la faible masse de
30 l'ensemble eu égard à la puissance totale disponible, et
d'autre part de la mesure de la température quasiment in
situ ;
- compte tenu de l~architecture et des composants
du circuit secondaire, le maximum de la puissance nomi-
35 nale du foyer à induction peut etre utilisée, rationali-
san~ de fait de tels é~uipements.
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