EP0271419B1 - Procédé et dispositif pour la commande des circuits de puissance d'une enceinte de cuisson mixte - Google Patents
Procédé et dispositif pour la commande des circuits de puissance d'une enceinte de cuisson mixte Download PDFInfo
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- EP0271419B1 EP0271419B1 EP19870440073 EP87440073A EP0271419B1 EP 0271419 B1 EP0271419 B1 EP 0271419B1 EP 19870440073 EP19870440073 EP 19870440073 EP 87440073 A EP87440073 A EP 87440073A EP 0271419 B1 EP0271419 B1 EP 0271419B1
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/66—Circuits
- H05B6/68—Circuits for monitoring or control
Definitions
- the present invention relates to a method and a device for controlling the power circuits of a cooking enclosure combining cooking by microwave and cooking by electrical resistances.
- Document FR 2 427 554 relates to an oven comprising an inverter for alternately supplying a magnetron and a heating element with electrical resistances.
- This inverter is controlled by an electronic thyristor device which determines the application times of the two energies without taking account of the temperature regulation phases. This device is therefore complex and expensive.
- microwave energy is not determined exclusively by the periods of the oven temperature control phase.
- Document DE 3,204,942 relates to an oven comprising an inverter (360) for alternately supplying the heating means (10) and (12). But this inverter is controlled by a mechanical timer (16) which determines the durations of application of each of the energies. By adjusting the application times, a regulation temperature results. The regulating means (20) does not provide both temperature regulation and switching of the energies.
- Microwave energy is not applied exclusively during the temperature regulation phase, and more particularly during the periods of this regulation phase when the resistors are cut.
- Document FR 2 427 553 relates to an oven comprising a switching means for alternately supplying a magnetron and a gilding element with electrical resistance.
- the cooking procedure used comprises a phase of application of the microwave energy, with a browning element off, to carry out the cooking of the food, and a phase of alternative application of the radiation of the browning element and microwave energy to brown the food at its optimal browning temperature.
- the durations and / or the respective powers of application of the two types of energy are determined by the user by means of the power distribution (32) and / or duration distribution (36) controls. .
- This cooking procedure therefore does not firstly include a temperature rise phase of the enclosure up to the thermostat cut-off temperature, exclusively due to the operation of the electrical resistors, then an application of microwave energy exclusively during the short time intervals between switching off the thermostat and resetting it.
- the present invention aims to solve the drawbacks of the prior art and in particular to simplify the commands, to use a minimum of components, and to ensure the security of the non-cumulation of the two types of energy.
- the thermostat for regulating the temperature inside the enclosure is used as the tilting means.
- This regulation thermostat then performs two functions; temperature regulation and switching of heating energies.
- Figure 1 is an overall diagram of the control device according to the invention.
- Figures 2, 2a, 2b, 2c are graphs showing by way of example, sequences of application of the two types of energy.
- Figures 3a and 3b are graphs showing, by way of example, different modes of application of microwave energy.
- a cooking enclosure (1) comprises a power circuit for electric heating by resistances controlled by a switch (2), and a power circuit for heating by microwaves powered by a device ( 3).
- the power circuit for electric heating has one or more heating resistors (2a, 2b, 2c).
- the switch (2) has a plurality of positions for selecting individually or in combination each of the heating resistors.
- the switch (2) can have the position called "combined position" described in patent application No. 82 00 089 filed in France in the name of the applicant.
- the power circuit for microwave heating comprises an electromagnetic wave emitter: the magnetron (4), a waveguide (6) and a conventional supply device (3) comprising at least components of the type transformer, rectifier capacitors.
- the control device also comprises a tilting means.
- This tilting means can be an energy metering device, or a bimetallic strip, or preferably and as in FIG. 1, a regulating thermostat (5) of the cooking enclosure.
- the regulation thermostat consists of a bulb (5a) for detecting the temperature in the enclosure, and two output terminals (5b and 5c) connected respectively to the device. power supply (3) and switch (2).
- FIG. 2 represents the temperature curve inside the cooking chamber as a function of the heating time.
- This curve has two parts, a part (P) corresponding to the temperature rise inside the enclosure under the effect of the heating resistors, a part (R) corresponding to the regulation of the cooking temperature by the thermostat. of regulation.
- Points C indicate the times when the thermostat switches off the heating elements
- points E indicate the moments when the thermostat switches on the electrical resistances. These different points C and E correspond respectively to a sewing temperature ( ⁇ C) and an engagement temperature ( ⁇ E).
- FIGS. 2a, 2b and 2c there is shown in dotted lines the operating sequences of the electric heating and in solid lines the operating sequences of the microwave heating.
- the duration of the operation of the microwave heating can be either equal to or less than the duration of the stopping of the heating by electrical resistances.
- This duration of operation of the microwave heating can be fixed or adjustable by suitable means for controlling the magnetron (3) (see FIGS. 2a, 2b, 2c).
- the new associated cooking ovens, traditional plus microwaves came to an installed power of 3.5 to 4.7 KW that is to say a power much higher than the admitted power of 3520 W (corresponding in France to the 16 Amp socket) and 2200 W (corresponding in France to the 10 Amp socket).
- the electrical circuit shown in Figure 1 has the advantage of being very simple, to use a minimum number of components, to remove a control button, to decrease the cost price of the device, to present a great safety and to adapt to the standards of electrical installation of a country given.
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Description
- La présente invention concerne un procédé et un dispositif de commande des circuits de puissance d'une enceinte de cuisson associant la cuisson par micro-ondes et la cuisson par résistances électriques.
- De nombreux brevets ont déjà été déposés pour des enceintes de cuisson du type ci-dessus. En particulier on connaît une demande de brevet français n° 2 053 129 du 23.7.70 qui décrit un dispositif de commande permettant un fonctionnement sélectif des moyens de chauffage électrique et des moyens de chauffage par micro-ondes. Ce fonctionnement sélectif est déterminé par un réseau de commande de séquences déterminées soit par un séquenceur, soit automatiquement par un programme de séquences enregistrées sur fiches magnétiques. Un tel dispositif offre de multiples possibilités : les séquences d'application de l'une ou l'autre des énergies peuvent être simultanées, ou différées, ou alternées... Cependant ce dispositif comporte un certain nombre d'inconvénients. Le système de commande des séquences est complexe et nécessite un certain nombre de composants électriques et/ ou électroniques supplémentaires ainsi qu'un bouton supplémentaire sur le tableau de commande, d'où une augmentation du prix de revient de l'appareil. En outre, dans le cas où les 2 types de cuisson sont appliquées simultanément, soit volontairement, soit accidentellement suite à un disfonctionnement au niveau des commandes, on arrive à une puissance de fonctionnement bien supérieure à la puissance admise qui est de 3520 W pour une grande enceinte (avec prise normalisée de 16A) ou de 2200 W pour un four compact (avec prise normalisée de 10A).
- le Document FR 2 427 554 concerne un four comportant un inverseur pour alimenter alternativement un magnétron et un élément chauffant à résistances électriques. Cet inverseur est commandé par un dispositif électronique à thyristor qui détermine les durées d'application des deux énergies sans tenir compte des phases de régulation de la température. Ce dispositif est donc complexe et cher. En outre, l'énergie hyperfréquence n'est pas déterminée exclusivement par les périodes de la phase de régulation de température du four.
- le Document DE 3 204 942 concerne un four comportant un inverseur (360) pour alimenter alternativement les moyens de chauffage (10) et (12). Mais cet inverseur est comandé par un minuteur mécanique (16) qui détermine les durées d'application de chacune des énergies. Du réglage des durées d'application, il résulte une température de régulation. Le moyen de régulation (20) n'assure pas à la fois la régulation de température et le basculement des énergies.
- L'énergie hyperfréquence n'est pas appliquée exclusivement pendant la phase de régulation de la température, et plus particulièrement pendant les périodes de cette phase de régulation où les résistances sont coupées.
- le Document FR 2 427 553 se rapporte à un four comportant un moyen de commutation pour alimenter alternativement un magnétron et un élément de dorage à résistance électrique. La procédure de cuisson utilisée comprend une phase d'application de l'énergie hyperfréquence, avec un élément de dorage hors tension, pour effectuer la cuisson dé l'aliment, et une phase d'application alternative du rayonnement de l'élément de dorage et de l'énergie hyperfréquence pour effectuer le dorage de l'aliment à sa température optimale de dorage. Pendant cette phase de dorage, les durées et/ou les puissances respectives d'application des deux types d'énergie sont déterminées par l'utilisateur au moyen des commandes de répartition de puissance (32) et/ou de répartition des durées (36). Cette procédure de cuisson ne comporte donc pas d'abord une phase de montée en température de l'enceinte jusqu'à la température de coupure du thermostat, exclusivement due au fonctionnement des résistances électriques, puis une application de l'énergie hyperfréquence exclusivement pendant les courts intervalles de temps entre la coupure du thermostat et le réenclenchement de celui-ci.
- La présente invention a pour but de résoudre les inconvénients de l'art antérieur et en particulier de simplifier les commandes, d'utiliser un minimum de composants, et d'assurer la sécurité du non cumul des deux types d'énergie.
- De préférence pour diminuer le nombre de composants et pour réduire le coût de l'appareil, on utilise comme moyen de basculement le thermostat de régulation de la température de l'intérieur de l'enceinte. Ce thermostat de régulation assure alors deux fonctions ; la régulation de la température et le basculement des énergies de chauffage.
- On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description ci-après faite en référence aux figures annexées.
- La figure 1 est un schéma d'ensemble du dispositif de commande conforme à l'invention.
- Les figures 2, 2a, 2b, 2c sont des graphiques montrant à titre d'exemple, des séquences d'application des deux types d'energie.
- Les figures 3a et 3b sont des graphiques montrant à titre d'exemple, différents modes d'application de l'énergie à micro-ondes.
- Sur le schéma de la figure 1 une enceinte de cuisson (1) comporte un circuit de puissance pour le chauffage électrique par résistances commandé par un commutateur (2), et un circuit de puissance pour le chauffage par micro-ondes alimenté par un dispositif (3).
- Le circuit de puissance pour le chauffage électrique comporte une ou plusieurs résistances chauffantes (2a, 2b, 2c). Le commutateur (2) comporte une pluralité de positions permettant de sélectionner individuellement ou en combinaison chacune des résistances chauffantes. En particulier mais non limitativement le commutateur (2) peut présenter la position dite "position combinée" décrite dans la demande de brevet n° 82 00 089 déposée en France au nom de la demanderesse.
- Le circuit de puissance pour le chauffage par micro-ondes comporte un émetteur d'ondes électromagnétiques : le magnétron (4), un guide d'ondes (6) et un dispositif d'alimentation (3) classique comportant au moins des composants du type transformateur, condensateurs redresseurs.
- Le dispositif de commande conforme à l'invention comporte encore un moyen de basculement. Ce moyen de basculement peut être un doseur d'énergie, ou un bilame, ou de préférence et comme sur la figure 1 un thermostat de régulation (5) de l'enceinte de cuisson.
- Selon le lmode préféré de réalisation de l'invention, le thermostat de régulation se compose d'un bulbe (5a) pour détecter la température dans l'enceinte, et de deux bornes de sortie (5b et 5c) reliées respectivement au dispositif d'alimentation (3) et au commutateur (2).
- On se reportera maintenant aux figures 2 à 3b pour décrire le fonctionnement du dispositif.
- Tout d'abord la figure 2 représente la courbe de température à l'interieur de l'enceinte de cuisson en fonction du temps de chauffage. Cette courbe présente deux parties, une partie (P) correspondant à la montée en température à l'intérieur de l'enceinte sous l'effet des résistances chauffantes, une partie (R) correspondant à la régulation de la température de cuisson par le thermostat de régulation. Les points C indiquent les instants où le thermostat coupe les résistances chauffantes, les points E indiquent les instants où le thermostat enclenche les résistances électriques. A ces différents points C et E, correspondent respectivement une température de couture (ϑ C) et une température d'enclenchement ( ϑ E).
- Sur les figures 2a, 2b et 2c on a représenté en trait pointillé les séquences de fonctionnement du chauffage électrique et en trait plein les séquences de fonctionnement du chauffage par micro-ondes.
- Grâce au basculement du moyen (5), à l'instant (C) où le circuit de puissance pour le chauffage électrique est coupé, le circuit de puissance pour le chauffage par micro-ondes est mis sous tension.
- La durée du fonctionnement du chauffage par micro-ondes peut être soit égale, soit inférieure à la durée de l'arrêt du chauffage par résistances électriques. Cette durée du fonctionnement du chauffage par micro-ondes peut être fixe ou réglable par des moyens appropriés de commande du magnétron (3) (voir figures 2a, 2b, 2c).
- En outre pour une durée donnée, on peut prévoir différents modes de fonctionnement du magnétron : fonctionnement continu ou fonctionnement discontinu, combinés avec une puissance déterminée ou variable ou réglable par condensateur (voir figures 3a et 3b) ; tous ces modes de fonctionnement étant connus de l'homme du métier et réalisables facilement.
- On remarquera en particulier que le magnétron ne fonctionne jamais pendant la phase (P) de montée en température de l'enceinte. C'est le thermostat (5) qui commande le démarrage des séquences de cuisson par micro-ondes, lorsque la température dans l'enceinte (1) atteint pour la première fois la température de coupure (ϑ c)
- Du fait de la construction les deux types d'énergie ne peuvent jamais être cumulés. La sécurité du non cumul des énergies est donc assurée à 100% d'où possibilité d'utiliser une prise normale de 16 ampères. De plus le constructeur a la possibilité de diminuer la puissance du circuit électrique pour que l'intensité en ligne ne dépasse pas une valeur donnée, par exemple 10 ampères. Le four peut alors être utilisé sur tous types d'installations électriques, tout en conservant des résultats culinaires satisfaisants.
- Etant donné que la puissance électrique nécessaire à la cuisson traditionnelle (chaleur tournante, sole et voûte, combinée) varie de 2000 à 3200 W et que la puissance nécessaire pour la cuisson par micro-ondes est de l'ordre de 1500 W, les nouveaux fours à cuissons associées, traditionnelle plus micro-ondes, arrivaient à une puissance installée de 3,5 à 4,7 KW c'est-à-dire à une puissance bien supérieure à la puissance admise de 3520 W (correspondant en France à la prise 16 Ampères) et 2200 W (correspondant en France à la prise 10 Ampères).
- Le circuit électrique schématisé à la figure 1 a l'avantage d'être très simple, d'utiliser un nombre minimum de composants, de supprimer un bouton de commande, de diminuer le prix de revient de l'appareil, de présenter une grande sécurité et de s'adapter aux normes d'installation électrique d'un pays donné.
- Enfin le procédé et ses divers modes de réalisation pourront être appliqués aussi bien à des enceintes de cuisson domestique qu'à des enceintes de cuisson industrielle.
Claims (10)
- Procédé de commande des circuits de puissance d'une enceinte de cuisson (1) associant les deux modes de chauffage électrique, le chauffage par résistances électriques et le chauffage par micro-ondes, du type consistant à appliquer alternativement les deux modes de chauffage et dont la phase de chauffage par résistances électriques comporte une période de montée en température (P), suivie d'une période de régulation (R) de la température entre une première température de limite supérieure (Oc) de coupure et une deuxième température de limite inférieure d'enclenchement (OE), période (R) pendant laquelle la totalité des résistances est alternativement sous tension et hors tension, caractérisé en ce que le chauffage par micro-ondes a lieu exclusivement pendant les périodes où les résistances de chauffage sont hors tension, et en ce que la phase de chauffage par micro-ondes démarre à la fin de la période (P) de montée en température quand celle-ci atteint pour la première fois la température limite de coupure (OC).
- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'application du chauffage par micro-ondes est continue pendant lesdites périodes d'arrêt des résistances (C-E).
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'application du chauffage par micro-ondes est séquentielle pendant lesdites périodes d'arrêt des résistances (C-E).
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'application du chauffage par micro-ondes est à puissance constante.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'application du chauffage à micro-ondes est à puissance ajustable.
- Dispositif de commande pour enceinte de cuisson, pour l'application du procédé des revendications 1 à 5, du type comportant au moins :. un circuit de puissance pour le chauffage par résistances électriques commandé par un commutateur (2),. un circuit de puissance pour le chauffage par micro-ondes alimenté par un dispositif d'alimentation (3),. un moyen de basculement du courant d'alimentation de façon à alimenter alternativement les deux circuits de puissance,. un moyen de régulation (5) de la température de l'enceinte (1) comportant deux bornes de sortie (5b, 5c),
carctérisé en ce que, pour commander le moyen de basculement des modes de chauffage, l'une des bornes de sortie (5b) du moyen de régulation est reliée au dispositif d'alimentation (3) du circuit de puissance pour le chauffage par micro-ondes, et l'autre borne de sortie (5c) est reliée au circuit de puissance pour le chauffage par résistances électriques. - Dispositif de commande selon la revendication 6 caractérisé en ce que le moyen de régulation (5) est un thermostat.
- Dispositif de commande selon la revendication 6 caractérisé en ce que le moyen de régulation (5) est un doseur d'énergie.
- Dispositif de commande selon la revendication 6 caractérisé en ce que le moyen de régulation (5) est un bilame.
- Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 6 à 9 caractérisé en ce que l'autre borne de sortie (5c) est reliée au commutateur (2).
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