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WO2022034268A1 - Ustensile de cuisine alimente par plaque de cuisson a induction - Google Patents

Ustensile de cuisine alimente par plaque de cuisson a induction Download PDF

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WO2022034268A1
WO2022034268A1 PCT/FR2021/000090 FR2021000090W WO2022034268A1 WO 2022034268 A1 WO2022034268 A1 WO 2022034268A1 FR 2021000090 W FR2021000090 W FR 2021000090W WO 2022034268 A1 WO2022034268 A1 WO 2022034268A1
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kitchen utensil
induction coil
utensil
induction
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Patrick Herbault
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J27/00—Cooking-vessels
    • A47J27/002—Construction of cooking-vessels; Methods or processes of manufacturing specially adapted for cooking-vessels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J27/00—Cooking-vessels
    • A47J27/004—Cooking-vessels with integral electrical heating means

Definitions

  • the invention relates in the field of kitchen utensils or containers for induction hob, their power supply.
  • the creation of heat is done by the magnetic field which heats the magnetic elements such as magnetic stainless steel present in the kitchen utensil or the container.
  • the bottom (F) of the kitchen utensil or container in this case a pan, has several layers.
  • the first layer (Fl) is a layer of magnetic stainless steel which will create the heat
  • the second layer (F2) is a layer of aluminum which will diffuse the heat created
  • the third layer (F3) will be in contact with the food and will be made of non-magnetic stainless steel.
  • the induction coil (BI) will generate an electromagnetic field which will heat the magnetic elements by eddy current, in this case the layer (Fl).
  • the battery solution has the disadvantage of its size and the need to replace the batteries, and therefore also the need for a box and a cover.
  • the mains power solution has the disadvantage of the presence of the mains cord on the hob.
  • the kitchen utensil or container for an induction hob according to the invention comprises at least one induction coil.
  • the receiving coil is not integrated as conventionally in the bottom of the utensil of the kitchen utensil or of the container.
  • the wall (P) of the kitchen utensil or container (U) is not made of magnetic material and a magnetic layer must not cover the entire surface of the bottom.
  • This reception induction coil captures the energy of an induction hob (PC) on which the kitchen utensil or container for an induction hob is placed, being advantageously positioned at the level of the wall, inside or near this wall.
  • PC induction hob
  • At least one receiving induction coil has turns distributed angularly over a corner sector.
  • At least one reception induction coil is integrated into the wall of the kitchen utensil or container, but it can also be integrated into a strapping of the kitchen utensil or container.
  • At least one receiving induction coil may be produced on a flexible printed circuit.
  • the reception induction coil makes it possible to supply a low-voltage electronic circuit.
  • the low-voltage electronic circuit is integrated into the gripping means of the kitchen utensil or container.
  • FIG.1 shows a pan for an induction hob in a classic configuration with no electronics or electrical accessories.
  • FIG.2 shows a frying pan for an induction hob comprising a receiving induction coil integrated into the bottom of the frying pan according to the state of the art.
  • FIG.3 shows a pan for an induction hob according to the invention comprising a low-power receiving induction coil integrated near its wall.
  • Kitchen utensil or container (U) for induction hob comprises at least one induction coil.
  • This induction coil is designed to be a receiving induction coil to capture the energy of an induction hob emitted by an induction coil thereof.
  • the receiving coil is integrated not as conventionally in the bottom of the kitchen utensil but at the level of the wall, inside or close to this wall.
  • the reception induction coil (BR) is a rectangular flat coil of the order of 16 turns of a Litz wire of about 1 millimeter in diameter integrated or close to the wall (P).
  • the wall (P) is not made of magnetic material, for example aluminum or non-magnetic stainless steel, and secondly that the magnetic layer (F1) does not cover the entire bottom surface (F).
  • the layer of magnetic material (Fl) is only present at the location of the six rectangles shown in dotted lines in [Fig.2].
  • the energy picked up by the reception induction coil (BR) will not be uniform depending on the angular orientation over 360°.
  • the kitchen utensil or container (U) prefferably comprises a plurality of receiving induction coils (BR).
  • reception induction coils (BR) are angularly distributed over 360°.
  • This or these reception induction coils can be physically integrated into the thickness of the wall (P) but it is also possible to integrate them into a strapping of the kitchen utensil or container (U).
  • this reception coil or these induction coils (BR) in the form of a flexible printed circuit such as polyamide or kapton supports.
  • the energy captured is a few watts.
  • the current collected at the terminals of the induction coil (BR) is an alternating current at the frequency of the induction coil (BI), typically around 25 kHz.
  • the set of two coils (BI, BR) behave like a transformer and the voltage received can be of the order of a few volts.
  • the alternating current thus obtained can be directly exploited by way of example to visualize the power of the hob for the user. This can take the form of the intensity of a bulb, the movement of a needle, the rotation of an element.
  • the alternating current thus obtained can also be used to supply a low voltage electronic circuit.
  • the alternating current must be rectified by a diode bridge, stored in a high capacity to absorb for most models the cyclic modulation used by the hob to modulate the power of the induction coil according to the setting performed by the user.
  • the electrical power thus transmitted is in the form of a DC voltage at the terminals of a capacitor then makes it possible to supply a voltage regulator, or even a simple zener diode to produce the stabilized voltage necessary for the electronic circuit.
  • the electronic circuit can for example display the temperature of the bottom of the pan (U) measured by a thermistor, that is to say by a resistor with a positive or negative temperature coefficient or by a thermocouple.
  • the electronics will be remote in the gripping means of the kitchen utensil or the container (U) which generally remains at low temperature, in this case as illustrated [Fig.3] in the handle of the stove (U) with its control (C) and its display (D).
  • the gripping means will be removable and connected to the rest of the cooking appliance by a connector comprising at least the two terminals of the reception induction coil (BR), and for example in the event of measurement of the temperature at the two terminals of the thermistor.
  • a connector comprising at least the two terminals of the reception induction coil (BR), and for example in the event of measurement of the temperature at the two terminals of the thermistor.
  • the electronics will be less exposed and will not have to withstand the washing conditions of a dishwasher unlike the rest of the kitchen utensil or container (U) which can be washed in the dishwasher.
  • the invention applies to the power supply of kitchen utensils or containers for induction hobs.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

Ustensile de cuisine alimente par plaque de cuisson a induction. L' invention concerne dans le domaine des ustensiles de cuisine ou des recipients pour plaque de cuisson a induction, leur alimentation electrique. L'ustensile de cuisine ou recipient (U) pour plaque de cuisson a induction scion l'invention, comporte au moins une bobine a induction (BR) de reception pour capter l'energie d'une plaque de cuisson (PC) a induction emise par une bobine d'induction (BI) de celle-ci, bobine qui n'est pas integree comme classiquement dans le fond de l'ustensile de cuisine ou du recipient (U) mais en etant positionnee de fagon avantageuse au niveau de la paroi, a l'interieur ou a proximite de la paroi (P). Pour cela la paroi (P) de l'ustensile de cuisine ou du recipient (U) n'est pas en materiau ma- gnetique et il ne faut pas qu'une couche magnetique couvre l'integralite de la surface du fond (F).

Description

Description
Titre de l'invention : Ustensile de cuisine alimenté par plaque de cuisson à induction
[0001 ] DOMAINE DE L'INVENTION AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION
[0002] L’invention concerne dans le domaine des ustensiles de cuisine ou des récipients pour plaque de cuisson à induction, leur alimentation électrique.
ART ANTERIEUR
[0003] Dans le cas d’un appareil de cuisson comportant une plaque ou plusieurs plaques à induction, la création de chaleur se fait par le champ magnétique qui échauffe les éléments magnétiques tel que de l’inox magnétique présent dans l’ustensile de cuisine ou le récipient.
[0004] Tel que représenté [Fig.1], le fond (F) de l’ustensile de cuisine ou du récipient en l’occurrence une poêle, comporte plusieurs couches. La première couche (Fl) est une couche d’inox magnétique qui va créer la chaleur, la deuxième couche (F2) est une couche d’aluminium qui va diffuser la chaleur créée, la troisième couche (F3) va être en contact avec l’aliment et sera en inox non magnétique.
[0005] La bobine d’induction (BI) va générer un champ électromagnétique qui va échauffer par courant de Foucault les éléments magnétiques en l’occurrence la couche (Fl).
[0006] Les ustensiles de cuisine ou récipients pour plaque de cuisson sont usuellement dépourvus d’électronique ou d’accessoire électriques.
[0007] Si c’était le cas il serait possible pour des puissances faibles de quelques watt de les alimenter par une pile et pour des puissances supérieures de les alimenter sur le secteur en courant alternatif 50 Hz 220 volts ou autre en fonction des pays.
[0008] La solution des piles présente l’inconvénient de sa dimension et de la nécessité de remplacer les piles, ainsi donc également de la nécessité d’un boitier et d’un couvercle.
[0009] La solution d’alimentation par secteur présente l’inconvénient de la présence du cordon secteur sur la table de cuisson.
[0010] Il est également possible comme illustré [Fig.2] d’intégrer une bobine d’induction dans le fond de l’ustensile de cuisine.
[0011] Une telle solution est décrite dans le brevet WO2013007953.
[0012] Une telle intégration de la bobine de réception dans le fond de l’ustensile de cuisine ou du récipient conduit à ce qu’elle soit très exposée d’un point de vue mécanique et thermique, notamment avec de fortes contraintes de dilations différentielles lors des variations brusques de température inévitables en cours d’utilisation.
[0013] BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
[0014] L’ustensile de cuisine ou récipient pour plaque de cuisson à induction selon l’invention comporte au moins une bobine à induction.
[0015] Selon l’invention, la bobine de réception n’est pas intégrée comme classiquement dans le fond de l’ustensile de l’ustensile de cuisine ou du récipient.
[0016] Pour cela la paroi (P) de l’ustensile de cuisine ou du récipient (U) n’est pas en matériau magnétique et il ne faut pas qu’une couche magnétique couvre l’intégralité de la surface du fond.
[0017] Cette bobine à induction de réception capte l’énergie d’une plaque de cuisson (PC) à induction sur laquelle est posée l’ustensile de cuisine ou récipient pour plaque de cuisson à induction, en étant positionnée de façon avantageuse au niveau de la paroi, à l’intérieur ou à proximité de cette paroi.
[0018] Selon un mode de réalisation, au moins une bobine à induction de réception a des spires réparties angulairement sur un secteur d’angle.
[0019] Selon un mode de réalisation, au moins une bobine d’induction de réception est intégrée dans la paroi de l’ustensile de cuisine ou récipient mais elle peut être également intégrée dans un cerclage de l’ustensile de cuisine ou du récipient.
[0020] Dans ce dernier cas, il peut être avantageux qu’au moins une bobine d’induction de réception soit réalisée sur circuit imprimé souple.
[0021] En termes d’exploitation, la bobine d’induction de réception permet d’alimenter un circuit électronique basse tension.
[0022] De façon privilégiée, le circuit électronique basse tension est intégré dans le moyen de préhension de l’ustensile de cuisine ou du récipient.
[0023] Pour les modèles les plus sophistiqués, il devient possible d’établir une communication bidirectionnelle entre l’électronique de la plaque de cuisson et l’électronique de l’ustensile de cuisine ou du récipient.
Brève description des dessins
[0024] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés.
[0025] [Fig.1] montre une poêle pour plaque de cuisson à induction dans une configuration classique dépourvue d’électronique ou d’accessoire électrique.
[0026] [Fig.2] montre une poêle pour plaque de cuisson à induction comportant une bobine d’induction réceptrice intégrée dans le fond de la poêle selon l’état de la technique.
[0027] [Fig.3] montre une poêle pour plaque de cuisson à induction selon l’invention comportant une bobine d’induction réceptrice de faible puissance intégrée à proximité de sa paroi.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
[0028] E'ustensile de cuisine ou récipient (U) pour plaque de cuisson à induction selon l'invention, comporte au moins une bobine à induction.
[0029] Cette bobine à induction est conçue pour être une bobine à induction de réception pour capter l'énergie d'une plaque de cuisson à induction émise par une bobine d'induction de celle-ci.
[0030] Selon l’invention, la bobine de réception est intégrée non pas comme classiquement dans le fond de l’ustensile de cuisine mais au niveau de la paroi, à l’intérieur ou à proximité de cette paroi.
[0031] Selon un mode de réalisation illustré [Fig.3], la bobine à induction de réception (BR) est une bobine plate rectangulaire de l'ordre de 16 spires d'un fil de Litz d'environ 1 millimètre de diamètre intégrée ou à proximité de la paroi (P).
[0032] Pour que cette bobine à induction de réception (BR) puisse capter de l’énergie émise par la bobine d’induction (BI) de la plaque de cuisson il faut d’une part que la paroi (P) ne soit pas en matériau magnétique, par exemple en aluminium ou en inox non magnétique et d’autre part que la couche magnétique (Fl) ne couvre pas l’intégralité de la surface du fond (F).
[0033] A cette fin, la couche de matériau magnétique (Fl) n’est présente qu’à l’emplacement des six rectangles représentés en pointillés sur la [Fig.2].
[0034] Il faut en effet suffisamment de présence de matériau magnétique (Fl) pour chauffer le fond (D) de l'ustensile de cuisine ou du récipient (U) et pour qu’il soit détecté par la détection de présence d’un ustensile de cuisine de la plaque de cuisson (PC)
[0035] Dans cette configuration, l’énergie captée par la bobine d’induction de réception (BR) ne va pas être uniforme en fonction de l’orientation angulaire sur 360°.
[0036] Il est alors préférable que l’ustensile de cuisine ou récipient (U) comporte une pluralité de bobines à induction de réception (BR).
[0037] Ces bobines à induction de réception (BR) sont réparties angulairement sur 360°.
[0038] En alternative comme représenté [Fig.3], il est possible d’utiliser au moins une bobine dont des spires réparties angulairement sur un secteur d’angle.
[0039] Ce ou ces bobines d’induction de réception peuvent être physiquement intégrées dans l’épaisseur de la paroi (P) mais il est également possible de les intégrer dans un cerclage de l’ustensile de cuisine ou récipient (U).
[0040] Il reste possible de réaliser cette bobine ou ces bobines d’induction en réception (BR) sous forme de circuit imprimé souple tel que des supports en polyamide ou kapton.
[0041] L’énergie captée est de quelques watts.
[0042] Le courant recueilli aux bornes de la bobine d’induction (BR) est un courant alternatif à la fréquence de la bobine d’induction (BI), typiquement aux alentours de 25 kHz.
[0043] L’ensemble des deux bobines (BI, BR) se comportent comme un transformateur et la tension reçue peut être de l’ordre de quelques volts. [0044] Le courant alternatif ainsi obtenu peut être directement exploité à titre d’exemple pour visualiser la puissance de la plaque de cuisson à destination de l’utilisateur. Cela peut prendre la forme d’une intensité d’une ampoule, du déplacement d’une aiguille, de la rotation d’un élément.
[0045] Le courant alternatif ainsi obtenu peut être également exploité pour alimenter un circuit électronique basse tension. Dans ce cas le courant alternatif doit être redressé par un pont de diodes, stocké dans une forte capacité pour absorber pour la plupart des modèles la modulation cyclique utilisée par la plaque de cuisson pour moduler la puissance de la bobine d’induction en fonction du réglage effectué par l’utilisateur.
[0046] La puissance électrique ainsi transmise est sous la forme d’une tension continue aux bornes d’une capacité permet d’alimenter alors un régulateur de tension, voire une simple diode zener pour produire la tension stabilisée nécessaire au circuit électronique.
[0047] Le circuit électronique peut par exemple afficher la température du fond de la poêle (U) mesurée par une thermistance, c’est-à-dire par une résistance à coefficient de température positif ou négatif ou par un thermocouple.
[0048] Il permettra également d’afficher la vitesse d’échauffement difficilement appréciable dans le cas d’une plaque de cuisson à induction contrairement par exemple à une gazinière où l’utilisateur visualise directement le réglage de la puissance du gaz.
[0049] De préférence l’électronique sera déportée dans le moyen de préhension de l’ustensile de cuisine ou du récipient (U) qui reste généralement à basse température, en l’occurrence comme illustré [Fig.3] dans le manche de la poêle (U) avec sa commande (C) et son afficheur (D).
[0050] De façon avantageuse, le moyen de préhension sera amovible et connecté au reste de l’appareil de cuisson par un connecteur comportant a minima les deux bornes de la bobine d’induction de réception (BR), et par exemple en cas de mesure de la température aux deux bornes de la thermistance.
[0051] Ainsi l’électronique sera moins exposée et n’aura pas à résister aux conditions de lavage d’un lave- vaisselle contrairement au reste de l’ustensile de cuisine ou récipient (U) qui lui peut passer au lave-vaisselle.
Application industrielle
[0052] En termes d’application industrielle, l’invention s’applique à l’alimentation électrique des ustensiles de cuisine ou des récipients pour plaque de cuisson à induction.
[0053] La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit pour une gamme de produits dans différents domaines.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Ustensile de cuisine ou récipient (U) pour plaque de cuisson à induction caractérisé en qu’il comporte au moins une bobine à induction (BR) qui n’est pas intégrée dans le fond (F) de l’ustensile de cuisine ou du récipient (U), que la paroi (P) de l’ustensile de cuisine ou du récipient (U) ne soit pas en matériau magnétique et qu’une couche magnétique (Fl) ne couvre pas l’intégralité de la surface du fond (F).
[Revendication 2] Ustensile de cuisine ou récipient (U) selon la revendication 1 caractérisé par le fait la bobine à induction (BR) de réception capte l’énergie d’une plaque de cuisson (PC) à induction en étant positionnée au niveau de la paroi (P), à l’intérieur ou à proximité de cette paroi (P).
[Revendication 3] Ustensile de cuisine ou récipient (U) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé par le fait qu’au moins une bobine à induction de réception (BR) a des spires réparties angulairement sur un secteur d’angle.
[Revendication 4] Ustensile de cuisine ou récipient (U) selon le l’une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé par le fait qu’au moins une bobine d’induction de réception (BR) soit intégrée dans un cerclage de l’ustensile de cuisine ou du récipient (U).
[Revendication 5] Ustensile de cuisine ou récipient (U) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait qu’au moins une bobine d’induction (BR) de réception est réalisée sur circuit imprimé souple.
[Revendication 6] Ustensile de cuisine ou récipient (U) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la bobine d’induction de réception (BR) alimente un circuit électronique basse tension.
[Revendication 7] Ustensile de cuisine ou récipient (U) selon la revendication 6 caractérisé par le fait le circuit électronique basse tension est intégré dans le moyen de préhension de l’ustensile de cuisine ou du récipient (U).
[Revendication 8] Ustensile de cuisine ou récipient (U) selon la revendication 7 caractérisé par le fait qu’il existe une communication bidirectionnelle entre l’électronique de la plaque de cuisson (PC) et l’électronique de l’ustensile de cuisine ou du récipient (U).
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