ES2230466T3 - Sistema de coccion ceramico con placa de vitroceramica, capa de aislamiento y elementos calefactores. - Google Patents

Abstract

Sistema de cocción cerámico con una placa de vitrocerámica que lleva en su lado inferior una capa de aislamiento eléctrico con uno o varios elementos calefactores (20, 30.1, 30.2, 30.3, 30.4) para calentar directamente la placa de vitrocerámica (10), estando subdividida la capa de aislamiento en varios segmentos de aislamiento (12, 13.1, 13.2, 13.3, 13.4) que se extienden por toda la zona de cocción y que llevan elementos calefactores (20, 30.1, 30.2, 30.3, 30.4) individuales por segmentos, caracterizado porque en los sitios exentos de capa de aislamiento del lado inferior (11) de la placa de vitrocerámica (10) están aplicadas pistas sensoras (40, 41, 42, 43) para medir la temperatura.

Description

Sistema de cocción cerámico con placa de vitrocerámica, capa de aislamiento y elementos calefactores.

La invención concierne a un sistema de cocción cerámico con una placa de vitrocerámica que lleva en su lado inferior una capa de aislamiento eléctrico con uno o varios elementos calefactores para calentar directamente la placa de vitrocerámica, estando subdividida la capa de aislamiento en varios segmentos de aislamiento que se extienden por toda la zona de cocción y que llevan elementos calefactores individuales para dichos segmentos.

Un sistema de cocción cerámico de esta clase es conocido por el documento GB-A-2 288 110. En este caso, unos elementos calefactores se han dispuesto en forma de rayos y conectado en paralelo, con lo que estos sólo pueden conectarse y desconectarse conjuntamente.

Los sistemas de cocción cerámicos consisten generalmente en una placa de vitrocerámica plana en cuyo lado superior se coloca el recipiente de cocción que se ha de calentar. Las placas de vitrocerámica comprenden cerámicas oxídicas y no oxídicas, tal como puede deducirse de los documentos WO 00/15005, FR 2 744 116, EP 0 861 014 A1 y US 6,037,572.

Para el aislamiento eléctrico se aplica entre la placa de vitrocerámica y los elementos calefactores una capa de aislamiento para efectuar dicho aislamiento eléctrico. Como material para esta capa de aislamiento son adecuados materiales con alto valor de aislamiento eléctrico, sobre todo sistemas de materiales de Al_{2}O_{3}-SiO_{2}-MgO con materiales tales como corindón, mullita, periclasa, espinela y cordierita.

Sobre la capa de aislamiento se aplican los elementos calefactores. Como elementos calefactores pueden preverse delgadas capas aplicadas en toda la superficie por pulverización catódica o por el procedimiento CVD, empleándose especialmente SnO_{2}, tal como muestra el documento WO 00/18189.

Otra posibilidad consiste en la aplicación de pistas conductoras de capa gruesa de aleaciones de plata-paladio por el procedimiento de serigrafía, tal como puede deducirse de los documentos EP 0 861 014 A1 y EP 0 069 218 A1.

En tales sistemas de cocción cerámicos plantea dificultades la aplicación de la capa de aislamiento sobre el lado inferior de la placa de vitrocerámica, puesto que esta capa de aislamiento no sólo tiene que adherirse muy sólidamente a la placa de vitrocerámica, sino que ha de poseer también una alta acción de aislamiento eléctrico junto con una buena conductividad del calor. Esto requiere en general un compromiso que no resulta enteramente satisfactorio.

Se conocen capas de aislamiento aplicadas como capa gruesa para un sistema de cocción cerámico a base de Al_{2}O_{3}, espinela, ZrO_{2} o MgO, que tienen una alta acción de aislamiento. Dado que presentan un coeficiente de dilatación sensiblemente mayor que el de la placa de vitrocerámica, se producen en la capa de aislamiento, precisamente durante el calentamiento, grandes tensiones que pueden conducir a una anulación parcial de la adherencia a la placa de vitrocerámica.

Si se emplean para la capa de aislamiento materiales que se adhieren mejor a la placa de vitrocerámica y que presentan un coeficiente de dilatación más bajo, tal como mullita o cordierita, se tiene que aplicar entonces, por motivos de aislamiento, una capa más gruesa que conduce después, además, a una mayor pérdida de calor.

El cometido de la invención consiste en crear un sistema de cocción cerámico de la clase mencionada al principio que sea sencillo en su estructura y, no obstante, haga posible una captación individual de las temperaturas en zonas parciales, así como una regulación y conexión individuales de los elementos calefactores.

Este problema se resuelve por el hecho de que en los sitios exentos de capa de aislamiento del lado inferior de la placa de vitrocerámica están aplicadas pistas sensoras para medir la temperatura.

Esta estructura del sistema de cocción con placa de vitrocerámica, capa de aislamiento y elementos calefactores permite una regulación y conexión individuales de los elementos calefactores sin influir desventajosamente sobre las propiedades mecánicas. Mediante la subdivisión de la capa de aislamiento en varios segmentos de aislamiento, es decir, la subdivisión de la zona de cocción en varias zonas parciales, se crean zonas de aislamiento de pequeña superficie. Los segmentos de aislamiento asociados son tales en sus dimensiones que no se puedan formar en ellos altas tensiones mecánicas que puedan conducir durante el calentamiento a un desprendimiento parcial respecto del lado inferior de la placa de vidrio. Esto hace que, sin riesgo de que se presenten errores, se pueden emplear materiales aplicables como capas gruesas de alta acción de aislamiento, pero buena transmisión del calor. A este fin, se prevé de manera ventajosa que los segmentos de aislamiento estén aplicados como capa con un espesor de 100 a 400 \mum de Al_{2}O_{3}, mullita o cordierita, ZrO_{2}.

Dado que los elementos de aislamiento están unidos uno con otro al menos parcialmente a través de puentes de aislamiento para las pistas conductoras de unión, los elementos calefactores individuales por segmentos, aplicados sobre los segmentos de aislamiento, pueden ser conexionados de manera deseada. Se pueden realizar entonces mediciones de temperatura individualmente por segmentos con las pistas sensoras aplicadas en los sitios exentos de capa de aislamiento de la placa de vitrocerámica.

Para la subdivisión de la capa de aislamiento se pueden materializar modelos diferentes. Así, puede estar previsto que la subdivisión de la capa de aislamiento se realice en segmentos de aislamiento de forma de sectores circulares dispuestos concéntricamente uno respecto de otro.

Se puede realizar una subdivisión especialmente favorable de modo que se efectúe la subdivisión de la capa de aislamiento en un segmento de aislamiento central aproximadamente de forma de disco con una escotadura de forma de sector para líneas de acometida y en varios segmentos de aislamiento de forma de sector circular que rodean al segmento de aislamiento en forma de disco.

En casos determinados, puede ser ventajosa una medición de la temperatura realizada centralmente en la zona de cocción. A este fin, se realiza la ejecución de modo que el segmento de aislamiento de forma de disco presente en el centro un rebajo para aplicar una pista sensora.

Para la unión de los elementos calefactores aplicados individualmente por segmentos puede estar previsto según una realización que los elementos calefactores individuales por segmentos estén aplicados como pistas conductoras de capa gruesa eléctricamente conductoras y que estén unidos entre sí de la manera deseada y en forma eléctricamente conductora a través de pistas conductoras de unión construidas como pistas conductoras de capa gruesa.

Queda por mencionar que los elementos calefactores pueden estar construidos no sólo como conductores calefactores de capa gruesa, sino también como películas conductoras de superficie completa que están adaptadas al tamaño y la forma de los segmentos de aislamiento.

Se explica la invención con más detalle haciendo referencia a un ejemplo de ejecución representado en el dibujo. Muestran:

La Figura 1, una vista del lado inferior de un fragmento de placa vitrocerámica provisto de una capa de aislamiento subdividida y

La Figura 2, el fragmento de placa de vitrocerámica según la Figura 1, en el que los segmentos de aislamiento llevan elementos calefactores individuales por segmentos, constituidos por pistas conductoras de capa gruesa.

Como muestra la Figura 1, cada zona de cocción prevista en la placa de vitrocerámica 10 e identificada en el lado superior de ésta lleva asociada en el lado inferior 11, en posición coincidente, una capa de aislamiento subdividida. En el ejemplo de ejecución mostrado la subdivisión prevé un segmento de aislamiento central 12 aproximadamente de forma de disco que presenta un sector radial libre 15 que parte de un rebajo central 18 (Figura 2). En torno a este segmento de aislamiento central 12 están dispuestos en forma distribuida cuatro segmentos de aislamiento 13.1, 13.2, 13.3 y 13.4 de forma de sector circular, quedando libre nuevamente un sector 16 entre los segmentos de aislamiento 13.2 y 13.3. Este sector 16 prolonga el sector 15 y ofrece acceso para la conexión eléctrica de los elementos calefactores. Los segmentos de aislamiento 13.1 y 13.2 están unidos uno con otro a través de un puente de aislamiento 14.1. El puente de aislamiento 14.2 une los segmentos de aislamiento 13.3 y 13.4, mientras que el puente de aislamiento 14.3 une los segmentos de aislamiento 13.4 y 13.1 uno con otro.

Las zonas exentas de capa de aislamiento entre los segmentos de aislamiento 12, 13.1, 13.2, 13.3 y 13.4 pueden llevar pistas sensoras 40, 41 y 42 para medir la temperatura, con las cuales se pueden captar temperaturas individuales de zonas parciales para poder conectar y regular los elementos calefactores en forma individual por zonas parciales.

Sobre los segmentos de aislamiento 12, 13.1, 13.2, 13.3 y 13.4 están aplicados segmentos calefactores 20, 30.1, 30.2, 30.3 y 30.4 individuales por segmentos, tal como muestra la Figura 2. Estos elementos calefactores están formados aquí por pistas conductoras de capa gruesa 25 y 35 de forma de arco de círculo dispuestas concéntricamente una a otra y conectadas una tras otra en forma de meandros.

Las líneas de acometida 21 y 22 son activadas al alimentar corriente al elemento calefactor 20 aplicado sobre el segmento de aislamiento central 12.

Los elementos calefactores 30.1, 30.2, 30.3 y 30.4 sobre los segmentos de aislamiento 13.1, 13.2, 13.3 y 13.4 están conectados en serie (uno tras otro), completándose la conexión en serie por medio de las pistas conductoras de capa gruesa de unión 33.1, 33.2 y 1 33.3 dispuestas sobre los puentes de aislamiento 14.1, 14.2 y 14.3.

Los elementos calefactores 30.1, 30.2, 30.3 y 30.4 conectados en serie son activados y alimentados con corriente a través de líneas de acometida 31 y 32.

Puede apreciarse fácilmente que los segmentos de aislamiento 12, 13.1, 13.2, 13.3 y 13.4 pueden mantenerse pequeños de esta manera, con lo que se presentan al calentar tensiones mecánicas sensiblemente menores que en el caso de una capa de aislamiento cerrada que cubra toda la zona de cocción. Por tanto, se pueden emplear para los segmentos de aislamiento unos materiales que presenten un coeficiente de dilatación más alto, pero una acción de aislamiento más alta y unas propiedades de transmisión de calor más favorables como capa delgada.

Claims (7)

1. Sistema de cocción cerámico con una placa de vitrocerámica que lleva en su lado inferior una capa de aislamiento eléctrico con uno o varios elementos calefactores (20, 30.1, 30.2, 30.3, 30.4) para calentar directamente la placa de vitrocerámica (10), estando subdividida la capa de aislamiento en varios segmentos de aislamiento (12, 13.1, 13.2, 13.3, 13.4) que se extienden por toda la zona de cocción y que llevan elementos calefactores (20, 30.1, 30.2, 30.3, 30.4) individuales por segmentos, caracterizado porque en los sitios exentos de capa de aislamiento del lado inferior (11) de la placa de vitrocerámica (10) están aplicadas pistas sensoras (40, 41, 42, 43) para medir la temperatura.

2. Sistema de cocción según la reivindicación 1, caracterizado porque los segmentos de aislamiento (20, 30.1, 30.2, 30.3, 30.4) están unidos uno con otro al menos parcialmente a través de puentes de aislamiento (14.1, 14.2, 14.3) para pistas conductoras de unión (33.1, 33.2, 33.3).

3. Sistema de cocción según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la subdivisión de la capa de aislamiento se ha realizado en segmentos de aislamiento de forma de sector circular dispuestos concéntricamente uno a otro.

4. Sistema de cocción según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la subdivisión de la capa de aislamiento se ha realizado en un segmento de aislamiento central (20) aproximadamente de forma de disco con una escotadura (15) de forma de sector para líneas de acometida y varios segmentos de aislamiento (13.1, 13.2, 13.3, 13.4) de forma de sector circular que abrazan al segmento de aislamiento (12) de forma de disco.

5. Sistema de cocción según la reivindicación 4, caracterizado porque el segmento de aislamiento (12) de forma de disco presenta en el centro un rebajo (17) para instalar una pista sensora (40).

6. Sistema de cocción según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los segmentos de aislamiento (12, 13.1, 13.2, 13.3, 13.4) están aplicados como capa gruesa con un espesor de 100 a 400 \mum a base de Al_{2}O_{3}, SiO_{2} o mullita, cordierita, ZrO_{2}.

7. Sistema de cocción según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los elementos calefactores (20, 30.1, 30.2, 30.3, 30.4) individuales por segmentos están aplicados como pistas conductoras de capa gruesa eléctricamente conductoras (25, 35) y están unidos uno con otro en forma eléctricamente conductora de la manera deseada a través de pistas conductoras de unión (33.1, 33.2, 33.3) construidas como pistas conductoras de capa gruesa.