ES2198110T3 - Dispositivo de deteccion y limitacion de la temperatura. - Google Patents

Abstract

SE DESCRIBE UN DISPOSITIVO DETECTOR Y LIMITADOR DE TEMPERATURA PARA SER UTILIZADO EN UN CALENTADOR ELECTRICO RADIANTE (8) QUE INCORPORA AL MENOS UN ELEMENTO CALEFACTOR (14). EL DISPOSITIVO COMPRENDE UNA CARCASA TUBULAR ALARGADA (1) ADAPTADA PARA ATRAVESAR AL MENOS EN PARTE EL CALENTADOR CON EL FIN DE SER CALENTADA EXTERIORMENTE POR EL ELEMENTO CALEFACTOR. SE DISPONE DE UN COMPONENTE (4) EN EL INTERIOR DE LA CARCASA QUE PROPORCIONA UN PARAMETRO ELECTRICO, EL CUAL VARIA EN FUNCION DE LA TEMPERATURA. EN EL INTERIOR DE LA CARCASA (1) EXISTE AL MENOS UNA PARTE SENSORA TERMICA (11) DEL DISPOSITIVO DE DESCONEXION BIMETALICO EN RESPUESTA A UNA VARIACION TERMICA (10), DISPOSITIVO DE DESCONEXION QUE ESTA ADAPTADO PARA DESEXCITAR EL CALENTADOR (8) AL ALCANZAR UNA TEMPERATURA PREDETERMINADA.

Description

Dispositivo de detección y limitación de la temperatura.

La presente invención se refiere a la detección y la limitación de la temperatura en un calentador eléctrico de radiación, tal como, por ejemplo, en un equipo de cocina, particularmente un equipo de vitrocerámica de cocina.

Durante muchos años se ha conocido ampliamente la colocación, en calentadores de equipos de vitrocerámica de cocina, de dispositivos limitadores de la temperatura dispuestos de manera que detectan la temperatura particularmente de la superficie vitrocerámica de cocina y que dejan de comunicar energía a los calentadores a una temperatura predeterminada para evitar el sobrecalentamiento de la vitrocerámica. Habitualmente, dichos dispositivos limitadores de la temperatura comprenden un conjunto de tipo barra incluida en tubo, de dilatación diferencial, que tiene uno de sus extremos dispuesto de manera que activa unos medios mecánicos de conmutación. Dichos dispositivos están limitados, en cuanto a su funcionamiento, a una temperatura predeterminada y presentan una tolerancia significativa (típicamente \pm 5%) que se desvía con respecto a esta temperatura predeterminada, como consecuencia de las variaciones de los componentes fabricados y las limitaciones de los procesos de ensamblaje. Dicho dispositivo se conoce a partir del documento US 5 489 764.

Existe cada vez una demanda mayor de una precisión mejorada y una flexibilidad mayor del control de los calentadores de radiación y particularmente para proporcionar una detección y un control dinámicos de la temperatura. Una precisión mejorada, típicamente de hasta el \pm 1%, significa que la temperatura nominal de la vitrocerámica se puede fijar a un valor mayor y se puede mantener dentro de unos márgenes aceptables incluso en unos límites especificados superiores (tolerancia superior), cumpliendo de este modo los requisitos recomendados por los fabricantes del material vitrocerámico para las características de temperatura máxima y de carga de potencia. La capacidad de la superficie vitrocerámica de cocina de funcionar a una temperatura mayor conduce a un rendimiento mejorado de la ebullición especialmente con calentadores de alta potencia y utensilios de cocina de calidad deficiente. Esto está llevando a la sustitución de los dispositivos convencionales de limitación térmica por dispositivos de detección de la temperatura, por ejemplo, dispositivos de resistencia sensible a la temperatura, tales como detectores de temperatura de resistencia de platino y la utilización de circuitos basados en microprocesadores.

Un problema con la utilización de dichos dispositivos es que, a diferencia de los dispositivos limitadores de la temperatura de la técnica anterior, no proporcionan una función de protección contra averías y en el caso de una avería de la circuitería electrónica asociada se puede producir un sobrecalentamiento de la vitrocerámica, lo cual es peligroso y puede dar como resultado el incumplimiento de la legislación de seguridad eléctrica.

Por esta razón, se ha considerado como esencial la obtención, en el calentador, de un conmutador mecánico-térmico adicional como dispositivo de interrupción de seguridad. Aunque esto soluciona el problema, la pluralidad de componentes resultante no es deseable y resulta inadecuada para la fabricación de los calentadores.

Es un objetivo de la presente invención superar esta desventaja.

La presente invención proporciona un dispositivo de detección y limitación de la temperatura para ser utilizado en un calentador eléctrico de radiación que incorpora por lo menos un elemento de calentamiento, comprendiendo dicho dispositivo un receptáculo tubular alargado, adaptado de manera que atraviesa al menos parcialmente al calentador, de modo que es calentado externamente por el elemento de calentamiento; un componente dispuesto dentro del receptáculo y que proporciona un parámetro eléctrico que varía como función de la temperatura; y por lo menos una parte de detección térmica de un dispositivo bimetálico de interrupción, térmicamente sensible, dispuesta dentro del receptáculo, estando adaptado el dispositivo de interrupción para dejar de comunicar energía al calentador a una temperatura predeterminada.

El componente y/o el dispositivo bimetálico de interrupción pueden estar en relación de conducción térmica con el receptáculo.

El dispositivo bimetálico de interrupción, o una parte del mismo, puede estar alojado en el receptáculo tubular en una zona extrema del mismo, que puede estar dispuesta para situarse en una zona periférica del calentador.

El componente que proporciona un parámetro eléctrico que varía como función de la temperatura puede estar alojado en el receptáculo tubular en posición remota con respecto al dispositivo bimetálico de interrupción, o una parte del mismo, por ejemplo, en una zona extrema opuesta del receptáculo tubular.

El receptáculo tubular puede comprender una o más piezas componentes y puede tener una parte que aloja al dispositivo bimetálico de interrupción, o una parte del mismo, que es más ancha que la parte que aloja al componente.

El receptáculo puede comprender un metal o una cerámica, o una combinación de un metal y una cerámica.

El componente puede comprender un resistor, condensador o inductor sensibles a la temperatura, o un dispositivo termoeléctrico, tal como un termopar, y el parámetro eléctrico que varía como función de la temperatura puede ser la resistencia, la capacidad, la inductancia o el voltaje o la corriente.

En particular, el componente puede comprender un detector de la temperatura de resistencia de platino.

Se pueden proporcionar medios, tales como unos terminales y/o conductores eléctricos para conectar el componente a un circuito de evaluación, por ejemplo, para el control del calentador y para posibilitar que el dispositivo bimetálico de interrupción quede conectado en el circuito con el calentador y una fuente de alimentación.

La disposición de la invención proporciona un componente de detección de la temperatura y un dispositivo bimetálico de interrupción de seguridad como una unidad compacta, integrada, que se fija fácilmente de forma operativa a un calentador eléctrico de radiación y da como resultado unas conexiones mecánicas y eléctricas simplificadas.

A continuación se describe la invención a modo de ejemplo haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

la Figura 1 es una vista en despiece en sección parcial de un dispositivo de detección y limitación de la temperatura según la invención;

la Figura 2 es una vista en planta de un calentador eléctrico de radiación provisto del dispositivo de la Figura 1;

la Figura 3 es una vista en sección parcial, según la línea A-A, de un detalle del calentador de la Figura 2; y

la Figura 4 es un diagrama de un circuito que ilustra el dispositivo de detección y limitación de la temperatura en un circuito eléctrico con un calentador eléctrico de radiación.

Un dispositivo de detección y limitación de la temperatura para un calentador eléctrico de radiación, particularmente para un equipo de vitrocerámica de cocina, tiene un receptáculo que comprende un miembro tubular alargado 1. El miembro tubular 1, comprende un metal tal como acero inoxidable, aunque podría comprender otro material que soporte de forma adecuada las temperaturas elevadas, por ejemplo, una cerámica. El miembro tubular 1 tiene una parte relativamente estrecha 2, que, si así se requiere, puede estar cerrada por su extremo, y una parte extrema opuesta más ancha 3.

Insertado en el miembro tubular 1 en la parte extrema estrecha 2 se dispone de un componente 4 de detección de la temperatura que proporciona un parámetro eléctrico que varía como función de la temperatura. Este componente puede comprender un detector de la temperatura de resistencia de platino, cuya resistencia eléctrica varía como función de la temperatura. No obstante, podría comprender otro dispositivo de resistencia que tenga características bien de PTC o bien de NTC, o podría comprender un condensador o un inductor, o un dispositivo termoeléctrico tal como un termopar. Además de la resistencia eléctrica, el parámetro eléctrico que varía como función de la temperatura podría ser la capacidad, la inductancia, el voltaje o la corriente, según el tipo de componente de detección de la temperatura utilizado como componente 4.

El componente 4 está encajado en el interior de un tubo cerámico 5, por ejemplo, de alúmina, que constituye una pieza de encaje por deslizamiento en el interior de la parte estrecha 2 del miembro tubular 1. Como consecuencia, el componente 4 se encuentra en una buena relación de conducción térmica con el miembro tubular 1.

Los hilos metálicos conductores 6, provistos de un aislamiento de fibra de vidrio trenzada, están conectados a los terminales 7 que posibilitan que el componente 4 quede conectado eléctricamente a un circuito adecuado 25 de evaluación según una forma conocida para detectar y proporcionar el control de la temperatura de un calentador 8 (Figura 2) por medio de un conmutador 26 (Figura 4). Dentro del miembro tubular 1 se puede disponer también una camisa 9 de aislamiento eléctrico, por ejemplo de fibras de vidrio trenzadas.

Un dispositivo bimetálico 10 de interrupción, térmicamente sensible, tiene una parte 11 de detección térmica insertada en la parte extrema ancha 3 del miembro tubular 1 y dispuesta de tal manera que la parte 11 se encuentra en una buena relación de conducción térmica con el miembro tubular 1. La parte saliente 11 se comunica térmicamente con una disposición bien conocida de disco bimetálico 27 y contactos 28 de conmutación alojados en una caja 12 (mostrada de forma detallada en la Figura 1). A una temperatura predeterminada detectada por la parte saliente 11, el disco bimetálico 27 se desvía y abre los contactos 28 de conmutación asociados. A una temperatura inferior predeterminada, el disco se vuelve a desviar automáticamente a su posición primitiva, restableciendo los contactos de conmutación. Dicha construcción y dicho funcionamiento de un conmutador bimetálico de interrupción son conocidos para una persona experta en la técnica, comprendiendo el componente bimetálico dos capas de material, tal como metal, unidas juntas, presentando los dos materiales unas características diferentes de dilatación térmica de manera que provocan que el componente bimetálico se deforme cuando se calienta.

Los contactos 28 de conmutación del dispositivo bimetálico 10 de interrupción están conectados eléctricamente a los terminales 13 dispuestos en la caja 12 y por medio de esta disposición la interrupción se puede establecer por conexión entre una fuente de alimentación (ilustrada mediante los terminales L y N en la Figura 4) y un elemento 14 de calentamiento (Figura 2) en el calentador 8 de radiación (Figura 2).

La parte saliente 11 del dispositivo bimetálico 10 de interrupción comprende un manguito 15 de un material buen conductor térmico, tal como acero, aluminio, cobre o latón, que encaja de forma ajustada sobre una pieza 16, también de un material buen conductor térmico, que se comunica térmicamente con los componentes bimetálicos de conmutación en la caja 12.

El manguito 15 y la pieza asociada 16 pueden comprender el mismo material, o materiales diferentes, y, si así se requiere, se podrían sustituir por una única pieza equivalente.

El dispositivo resultante de detección y limitación de la temperatura está provisto de una escuadra metálica 17 de montaje por medio de la cual se asegura a un soporte metálico 18 de tipo plato (Figura 3) del calentador 8 de radiación por medio de un fijador roscado 24.

Tal como se muestra en las Figuras 2 y 3, el calentador 8 de radiación comprende una capa 19 de base de material de aislamiento térmico y eléctrico, tal como un material microporoso de aislamiento, dispuesto en el soporte 18 de tipo plato. Sobre la capa 19 de base se sostiene por lo menos un elemento 14 de calentamiento, por ejemplo, en la forma bien conocida de hilo metálico o cinta. Una pared 20 de material aislante rodea al calentador por la periferia del mismo y tiene una abertura 21 a través de la cual pasa el miembro tubular 1 del dispositivo de detección y limitación de la temperatura de la invención. Una superficie superior 22 de la pared periférica está dispuesta de manera que entra en contacto con el lado posterior de una lámina vitrocerámica (no mostrada), por ejemplo, para una superficie de cocina, estando situado el miembro tubular 1 del dispositivo separado entre el elemento 14 de calentamiento y la lámina de vitrocerámica.

Se proporciona un bloque 23 de terminales para conectar de forma operativa el calentador a una fuente de alimentación.

Cuando se hace funcionar el calentador, el componente 4 de detección de la temperatura, conectado a su circuito asociado de evaluación por medio de los terminales 7, supervisa la temperatura. El circuito 25 de evaluación, que se basa preferentemente en microprocesadores, controla el funcionamiento del elemento 14 de calentamiento y posibilita un control preciso de la temperatura de la superficie vitrocerámica que se desea obtener. Dicha precisión puede ser típicamente de hasta el \pm 1% de un valor predeterminado de la temperatura.

El dispositivo bimetálico 10 de interrupción está conectado eléctricamente entre la fuente de alimentación y el elemento 14 de calentamiento y de forma independiente con respecto al componente 4 y su circuito asociado 25 de evaluación. Si por cualquier razón se hace funcionar el calentador 8, por ejemplo, como consecuencia de un funcionamiento deficiente o una avería del componente 4 o su circuito asociado 25 de evaluación, de tal manera que se alcanza una temperatura inadecuadamente elevada, el dispositivo bimetálico 10 de interrupción evita los desperfectos sobre la superficie vitrocerámica al responder a la temperatura y actuar de manera que abre el circuito con el calentador. De este modo, como protección, se deja de comunicar energía al elemento 14 de calentamiento. Cuando el calentador se enfría, el dispositivo bimetálico 10 de interrupción funciona automáticamente de manera que vuelve a conectar el calentador a la fuente de alimentación.

Claims (17)

1. Dispositivo de detección y limitación de la temperatura para ser utilizado en un calentador eléctrico (8) de radiación que incorpora por lo menos un elemento (14) de calentamiento, comprendiendo dicho dispositivo un receptáculo tubular alargado (1), adaptado de manera que atraviesa al menos parcialmente al calentador de modo que es calentado externamente por el elemento de calentamiento; un componente (4) dispuesto dentro del receptáculo y que proporciona un parámetro eléctrico que varía como función de la temperatura; y por lo menos una parte (11) de detección térmica de un dispositivo bimetálico (10) de interrupción, térmicamente sensible, dispuesta dentro del receptáculo (1), estando adaptado el dispositivo de interrupción para dejar de comunicar energía al calentador (8) a una temperatura predeterminada.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el componente (4) y/o el dispositivo bimetálico (10) de interrupción está o están en relación de conducción térmica con el receptáculo (1).

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el dispositivo bimetálico (10) de interrupción, o parte (11) del mismo, está alojado en el receptáculo tubular (1) en una zona extrema del mismo.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque la zona extrema está dispuesta para situarse en una zona periférica del calentador (8).

5. Dispositivo según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque el componente (4) que proporciona un parámetro eléctrico que varía como función de la temperatura está alojado en el receptáculo tubular (1) en una posición remota con respecto al dispositivo bimetálico (10) de interrupción, o parte (11) del mismo.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque el componente (4) está alojado en el receptáculo tubular (1) en una zona extrema opuesta a la correspondiente en la que está alojado el dispositivo bimetálico (10) de interrupción, o parte (11) del mismo.

7. Dispositivo según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque el receptáculo tubular (1) comprende una o más piezas componentes.

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque el receptáculo tubular (1) tiene una parte (3) que aloja al dispositivo bimetálico (10) de interrupción, o parte (11) del mismo, que es más ancha que la parte (2) que aloja al componente (4).

9. Dispositivo según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque el receptáculo (1) comprende un metal o una cerámica, o una combinación de un metal y una cerámica.

10. Dispositivo según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque el componente (4) comprende un resistor, un condensador o un inductor sensibles a la temperatura, o un dispositivo termoeléctrico.

11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque el parámetro eléctrico que varía como función de la temperatura es la resistencia, la capacidad, la inductancia, o el voltaje o la corriente.

12. Dispositivo según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el dispositivo termoeléctrico (4) comprende un termopar.

13. Dispositivo según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el componente (4) comprende un detector de temperatura de resistencia de platino.

14. Dispositivo según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque se proporcionan medios para conectar el componente (4) a un circuito (25) de evaluación y para posibilitar que el dispositivo bimetálico (10) de interrupción quede conectado en el circuito con el calentador (8) y una fuente de alimentación.

15. Dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado porque el circuito (25) de evaluación está destinado al control del calentador (8).

16. Dispositivo según la reivindicación 14 ó 15, caracterizado porque los medios comprenden terminales (7) y/o conductores eléctricos.

17. Calentador eléctrico de radiación provisto de un dispositivo de detección y limitación de la temperatura según cualquier reivindicación anterior.