ES2250670T3 - Calentador electrico radiante que incorpora un conjunto sensor de temperatura. - Google Patents

Abstract

Aparato de cocina que comprende un calentador eléctrico radiante (2) y un aparato de control electrónico (20), estando dispuesto el calentador para situarse por debajo y contra una placa de cocina (12) e incorporando un elemento de calentamiento (14) separado de la placa de cocina y un conjunto sensor de temperatura (26) que comprende una vigueta (28) de material dispuesta dentro del calentador (2) y que se extiende como mínimo parcialmente atravesando el calentador sobre el elemento de calentamiento (14), teniendo la vigueta una superficie superior plana (32) dispuesta para encarar la placa de cocina (12) y una superficie inferior (34) dispuesta para quedar expuesta a la radiación directa proveniente del elemento de calentamiento, teniendo dispuesta sobre ella, la superficie superior plana, un componente eléctrico (36) que tiene un parámetro eléctrico el cual varía en función de la temperatura de la placa de cocina, estando conectado eléctricamente el conjunto sensor de temperatura por medio de conductores eléctricos (54) al aparato de control electrónico (20) el cual recibe señales de entrada provenientes del o de cada componente eléctrico (36) sobre la superficie superior de la vigueta (28) del conjunto sensor de temperatura, caracterizado porque la vigueta (28) del conjunto sensor de temperatura es de material cerámico y el aparato de control electrónico recibe adicionalmente señales de entrada provenientes de un dispositivo de conmutación de control manual (22), siendo procesadas las señales de entrada provenientes del o de cada componente eléctrico por un circuito a prueba de fallos (70) que tiene una temperatura umbral fijada de modo que el o cada elemento de calentamiento (14) está dispuesto para ser desconectado a una temperatura por encima de tal umbral fijado.

Description

Calentador eléctrico radiante que incorpora un conjunto sensor de temperatura.

La presente invención se refiere a un aparato de cocina que incorpora un calentador eléctrico radiante y un conjunto sensor de temperatura, estando dispuesto el calentador para situarse por debajo de una placa de cocina, tal como, vitrocerámica. Más particularmente, la presente invención se refiere a un aparato del tipo en el que se proporciona un elemento sensor que tiene un parámetro eléctrico el cual varía en función de la temperatura.

Los calentadores eléctricos radiantes son muy bien conocidos, dispuestos por debajo y en contacto con una placa de cocina, particularmente de material vitrocerámico. Una de las prácticas comunes es proporcionar tales calentadores con unos sensores térmicos de tipo electromecánico o electrónico, cuya finalidad es limitar la temperatura máxima de la superficie superior de la placa de cocina.

WO 95/16334 describe el uso de un sensor termoeléctrico unidimensional o bidimensional que se basa en la radiación desde una superficie vitrocerámica para controlar la temperatura de la superficie vitrocerámica, el sensor posiblemente estando protegido de la radiación directa proveniente de los elementos de calentamiento.

US-A-4 103 275 describe unos medios para medir la resistencia para un termómetro de resistencia que consta de una plantilla aislante como soporte y de una capa de platino delgada como material de resistencia, realizándose el soporte para la capa de platino de un material que tiene un coeficiente de dilatación térmica mayor que el platino en el intervalo entre 0 grados Celsius y 1000 grados Celsius.

En la tecnología actual, se coloca una sonda sensora de temperatura en un espacio entre un elemento de calentamiento y la cara inferior de la placa de cocina.

Una desventaja de una disposición de este tipo es que la temperatura obtenida por la sonda sensora está significativamente influenciada por la radiación directa proveniente del elemento de calentamiento y no refleja de forma precisa la temperatura de la superficie superior de la placa de cocina. La temperatura de la sonda puede ser típicamente de 100 a 200 grados Celsius mayor que la temperatura correspondiente de la superficie superior de la placa de cocina. Como consecuencia, hay dos gradientes de temperatura entre la sonda sensora y la superficie superior de la placa de cocina, a saber, un gradiente de temperatura entre la sonda sensora y la cara inferior de la placa de cocina y otro gradiente de temperatura entre la cara inferior de la placa de cocina y su superficie superior. Estos gradientes de temperatura pueden variar como consecuencia de, por ejemplo, variaciones en la densidad de potencia del calentador, el perfil de temperatura del calentador, y la carga térmica de un recipiente de cocina seleccionado situado en la superficie superior de la placa de cocina. Tal recipiente de cocina influye en la temperatura de la superficie superior de la placa de cocina.

Un sensor de temperatura usado en tales calentadores está dispuesto para desconectar el elemento de calentamiento a un valor de temperatura prefijado. Tal valor de temperatura prefijado es un valor de compromiso para mantener unas temperaturas máximas aceptables de la placa de cocina bajo los requisitos de unas condiciones de carga anormales (por ejemplo: sin carga de un recipiente de cocina; secado por ebullición; descolocación del recipiente de cocina sobre la placa de cocina; recipiente de cocina con una base cóncava, llevado a una condición de ebullición), al mismo tiempo que minimizando la probabilidad de desconectar el elemento de calentamiento bajo unas condiciones de calentamiento hasta ebullición con respecto a una carga en la forma de un recipiente de cocina situado en la placa de cocina. La conmutación repetida del elemento de calentamiento bajo las últimas condiciones no es deseable ya que hace que aumente el tiempo para la ebullición.

Cuando se utilizan sensores de temperatura electrónicos, la probabilidad de que se produzca tal conmutación no deseable del elemento de calentamiento se puede reducir significativamente incorporando un perfil de control inteligente en un ajuste de control especializado de "ebullición rápida". Esta opción requiere el uso de controladores microprocesadores inteligentes, habitualmente digitales, los cuales son caros.

El margen de tolerancia del valor de temperatura prefijado del sensor de temperatura es crítico, ya que combina las variables mencionadas anteriormente. Los sensores de temperatura electromecánicos presentan un margen de tolerancia de típicamente 50 a 60 grados Celsius como consecuencia de los límites impuestos por los materiales, el diseño y la tecnología de fabricación. Los sensores de temperatura electrónicos disponibles actualmente presentan unos márgenes de tolerancia muchos menores, aunque estos dispositivos, junto con sus circuitos de control requeridos, tienen un coste significativamente mayor que los sistemas de sensores de temperatura electromecánicos.

Además, debido a los gradientes de temperatura y variables anteriormente mencionados, un sensor de temperatura electrónico, tal como se ha descrito previamente, es únicamente útil como dispositivo de control de la temperatura máxima, de modo que desconecta el elemento de calentamiento a un valor de temperatura predeterminado. Un sensor de temperatura electrónico de este tipo no puede soportar un sistema de control que pueda controlar la temperatura de la placa de cocina según un ciclo de trabajo requerido de cocina, que implique una regulación de temperatura de control de "bucle cerrado". Los sistemas actuales de regulación de temperatura para equipos de cocina que tienen placas de cocina vitrocerámicas son por naturaleza de "bucle abierto". Tales sistemas de regulación de temperatura no pueden responder por variaciones en el material y la geometría del recipiente de cocina, la masa del recipiente de cocina, la masa y la capacidad térmica de un alimento que se encuentre en un recipiente de cocina, y lo que es más importante, la variación en gradiente de temperatura a medida que el recipiente de cocina y el contenido se calientan, acompañados por la evaporación del agua. Se requiere un ajuste constante del calentador por parte de un usuario, especialmente en valores bajos de la configuración.

Además, se prevé que en el futuro próximo las temperaturas de funcionamiento máximas para las placas de cocina vitrocerámicas aumentarán en un valor tan alto como 40 grados Celsius, como consecuencia del desarrollo de los materiales y los procesos. El objetivo de este aumento de la temperatura es proporcionar una oportunidad de alcanzar temperaturas superiores antes de que se produzca la conmutación del elemento de calentamiento, reduciendo de este modo la probabilidad de desconexión del calentador durante un ciclo de calentamiento hasta la ebullición. Puede que los sensores de temperatura disponibles actualmente requieran un desarrollo adicional para resistir las temperaturas máximas superiores resultantes que se encuentren durante el funcionamiento, debido a los límites impuestos por los materiales de los elementos sensores y cerramientos existentes. Esto podría conducir a un aumento de los costes del sistema sensor.

Es un objeto de la presente invención superar o minimizar uno o más de los problemas mencionados anteriormente.

Según la presente invención se proporciona un aparato de cocina que comprende un calentador eléctrico radiante y un aparato de control electrónico, estando dispuesto el calentador para situarse por debajo y contra una placa de cocina e incorporando un elemento de calentamiento separado de la placa de cocina y un conjunto sensor de temperatura que comprende una vigueta de material dispuesta dentro del calentador y que se extiende como mínimo parcialmente atravesando el calentador sobre el elemento de calentamiento, teniendo la vigueta una superficie superior plana dispuesta para encarar la placa de cocina y una superficie inferior dispuesta para quedar expuesta a la radiación directa proveniente del elemento de calentamiento, teniendo dispuesta sobre ella, la superficie superior plana, un componente eléctrico que tiene un parámetro eléctrico el cual varía en función de la temperatura de la placa de cocina, estando conectado eléctricamente el conjunto sensor de temperatura por medio de conductores eléctricos al aparato de control electrónico el cual recibe señales de entrada provenientes del o de cada componente eléctrico sobre la superficie superior de la vigueta del conjunto sensor de temperatura, en el que la vigueta del conjunto sensor de temperatura es de material cerámico y el aparato de control electrónico recibe adicionalmente señales de entrada provenientes de un dispositivo de conmutación de control manual, siendo procesadas las señales de entrada provenientes del o de cada componente eléctrico por un circuito a prueba de fallos que tiene una temperatura umbral fijada de modo que el o cada elemento de calentamiento está dispuesto para ser desconectado a una temperatura por encima de tal umbral fijado.

El conjunto sensor de temperatura puede estar situado en una zona central del calentador.

Alternativamente, el conjunto sensor de temperatura puede estar asegurado como mínimo en una zona extrema del mismo al calentador en una periferia del calentador. Como mínimo una zona extrema de la vigueta se puede extender por fuera del calentador.

En tal caso, la vigueta puede estar asegurada, en una zona extrema de la misma, al calentador por medio de una escuadra la cual recibe de modo seguro una zona extrema de la vigueta y está fijada a una zona externa del calentador. La escuadra puede ser metálica, cerámica o de plásticos.

Alternativamente, la vigueta puede estar asegurada, en una zona extrema de la misma, al calentador al pasar de modo seguro a través de una apertura en una pared periférica del calentador. Tal pared periférica puede comprender un material sustancialmente rígido, tal como vermiculita combinada.

Se puede proporcionar un bloque terminal en, o adyacente a, una zona extrema de la vigueta.

La vigueta se puede sostener con una impulsión por resorte hacia la placa de cocina.

Las señales de entrada provenientes del dispositivo de conmutación de control manual, y las señales de entrada provenientes del o de cada componente eléctrico, pueden ser procesadas por un circuito de procesado de la señal de tipo analógico o digital, el cual se comunica mediante interfaz con unos medios de conmutación para controlar la conexión del o de cada elemento de calentamiento. El circuito de procesado de la señal puede estar dispuesto para comparar la temperatura detectada con la posición del dispositivo de conmutación de control manual y conectar o desconectar el o cada elemento de calentamiento, dependiendo de si la temperatura detectada está respectivamente por debajo o por encima de la correspondiente fijada por el dispositivo de conmutación de control manual.

Cuando el circuito de procesado de la señal es un circuito digital, puede comprender un microprocesador comunicado por interfaz con el o cada componente eléctrico por medio de un conversor analógico a digital y comunicado por interfaz con el dispositivo de conmutación de control manual por medio de un controlador de salida digital.

Cuando el circuito de procesado de la señal es un circuito analógico, puede comprender un circuito integrado de procesado de la señal analógica el cual compara las señales de entrada provenientes del dispositivo de conmutación de control manual con las señales de entrada provenientes del o de cada componente eléctrico y controla la conexión del o de cada elemento de calentamiento de un modo proporcional a la diferencia entre las dos señales de entrada. Tal control de la conexión del o de cada elemento de calentamiento se puede efectuar por medio de una señal de salida adaptada a los requisitos de control específicos de un dispositivo de conmutación de estado sólido el cual funciona para controlar la conexión del o de cada elemento de calentamiento.

El control del o de cada elemento de calentamiento se puede efectuar en una configuración de bucle cerrado.

La superficie superior de la vigueta puede estar dispuesta para estar en contacto con o en gran proximidad a la placa de cocina. La superficie superior plana de la vigueta puede estar dispuesta para encarar la placa de cocina a una distancia no mayor de 3.5 mm con respecto a esta última. La superficie superior plana de la vigueta puede estar dispuesta preferentemente para encarar la placa de cocina a una distancia de 0.5 a 3.5 mm con respecto a esta última y más preferentemente a una distancia de 0.5 a 2.0 mm con respecto a esta última.

El componente eléctrico que tiene un parámetro eléctrico el cual varía en función de la temperatura puede tener forma de película o lámina. El componente eléctrico en forma de película o lámina puede tener conductores eléctricos en forma de película o lámina que se extiendan desde el mismo hacia una zona extrema de la vigueta que está adaptada para quedar asegurada al calentador en la periferia del mismo. El componente eléctrico en forma de película o lámina puede comprender un componente de resistencia eléctrica cuya resistencia eléctrica varíe en función de la temperatura. Tal componente de resistencia eléctrica puede comprender platino. El componente eléctrico puede tener forma de película gruesa.

Se puede proporcionar una capa protectora, por ejemplo de vidrio o cerámica, sobre el componente eléctrico.

Se puede proporcionar una capa de material reflectante de la radiación térmica sobre la superficie inferior de la vigueta.

La vigueta puede estar reforzada estructuralmente, por ejemplo teniendo una sección transversal en forma de T o en forma de H.

La vigueta puede comprender esteatita, alúmina o cordierita.

Se puede proporcionar una pluralidad de zonas de calentamiento, cada una con un elemento de calentamiento, una junto a otra en el calentador, por ejemplo en una disposición concéntrica, proporcionándose una pluralidad correspondiente de los componentes eléctricos sobre la superficie superior plana de la vigueta, estando situado cada uno de los componentes eléctricos en una zona de calentamiento correspondiente, con lo cual se puede controlar la temperatura de la placa de cocina en cada zona de calentamiento.

La diferencia de temperatura entre la pluralidad de zonas de calentamiento puede ser determinada por el aparato de control electrónico en funcionamiento conjunto con la pluralidad de componentes eléctricos y utilizada para determinar la colocación y/o posición de un recipiente de cocina sobre la placa de cocina y/o el tamaño de un recipiente de cocina sobre la placa de cocina y/o la curvatura de una base de un recipiente de cocina sobre la placa de cocina.

El aparato de cocina de la presente invención es ventajoso porque el componente o componentes eléctricos sensibles a la temperatura, por ejemplo de película o lámina, sobre la superficie superior de la vigueta está o están dirigidos hacia la placa de cocina y no está o están expuestos a la radiación directa proveniente del elemento o elementos de calentamiento. La vigueta protege el componente o componentes sensibles a la temperatura con respecto al elemento o elementos de calentamiento.

El conjunto sensor de temperatura está construido de modo que puede estar cerca de la cara inferior de la placa de cocina, asegurando de este modo la reducción significativa del gradiente de temperatura entre el conjunto sensor de temperatura y la cara inferior de la placa de cocina. El aumento resultante de la distancia entre el elemento o elementos de calentamiento y el conjunto sensor de la temperatura reduce la influencia de la radiación directa del elemento o elementos de calentamiento sobre el conjunto sensor.

Como consecuencia de un diferencial de temperatura inferior entre la placa de cocina y el conjunto sensor de temperatura, tal conjunto se puede realizar de modo que resulte más fiable a las temperaturas máximas superiores de la placa de cocina que están siendo introducidas. Se espera introducir unas temperaturas máximas medias de 590 a 630 grados Celsius para placas de cocina vitrocerámicas, en comparación con las temperaturas máximas actuales de 550 a 590 grados Celsius.

Otra de las ventajas resultantes de la presente invención es que un sistema calentador se puede configurar para proporcionar una temperatura inferior de la placa de cocina bajo unas condiciones de radiación libre, sin incurrir en la conmutación no deseada del elemento o elementos de calentamiento durante los ciclos de ebullición con un recipiente de cocina. Teniendo unas temperaturas inferiores de la placa de cocina bajo unas condiciones de radiación libre se reduce la pérdida de calor bajo estas condiciones, dando como resultado de este modo un aumento del rendimiento de un equipo de cocina.

La mejora del acoplamiento térmico entre el conjunto sensor de temperatura y la placa de cocina permite el uso de una tecnología de control electrónico de bajo coste, evitando la necesidad de perfiles especiales de recorridos de temperatura altos aplicados a través de algoritmos basados en software y programados en microcontroladores.

Se puede proporcionar un control de la temperatura máxima a través de un único valor de consigna predeterminado, permitiendo el uso de un circuito integrado de bajo coste, incorporando tecnología analógica o digital, y combinando funciones de limitación de la temperatura y de regulación de la energía del calentador.

Hay también el potencial de aplicar un control de bucle cerrado de la temperatura de la placa de cocina mediante la regulación de la energía de entrada del calentador. La temperatura de la placa de cocina se puede aplicar como una entrada al sistema de control regulador, posibilitando la obtención de un control de potencia más consistente y predecible.

Para entender mejor la presente invención y para mostrar más claramente cómo se puede llevar a la práctica, a continuación se hará referencia, a título de ejemplo, a los dibujos adjuntos en los cuales:

la Figura 1 es una vista en planta de una realización de un aparato de cocina según la presente invención que incluye un calentador eléctrico radiante provisto de una realización de un conjunto sensor de temperatura y provisto de un aparato de control electrónico mostrado en forma esquemática;

la Figura 2 es una vista en sección transversal del calentador de la Figura 1, por debajo de una placa de cocina;

las Figuras 3 y 4 son vistas en perspectiva desde ángulos diferentes del conjunto sensor de temperatura tal como se proporciona en el calentador de la Figura 1;

la Figura 5 es un detalle que muestra una disposición de montaje alternativa para el conjunto sensor de temperatura en el calentador de la Figura 1;

la Figura 6 es una vista en sección transversal de una realización adicional de un calentador eléctrico radiante que forma parte de la presente invención y que incorpora un conjunto sensor de temperatura;

las Figuras 7 y 8 son vistas en perspectiva desde ángulos diferentes del conjunto sensor de temperatura tal como se proporciona en el calentador de la Figura 6;

la Figura 9 es una vista en planta de un calentador eléctrico radiante que forma parte de la presente invención teniendo zonas duales de calentamiento y provisto de un conjunto sensor de temperatura; y

la Figura 10 es un diagrama esquemático de una realización del aparato de control electrónico para ser usado con el calentador eléctrico radiante que forma parte de la presente invención.

Haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, un calentador eléctrico radiante 2 comprende un soporte metálico de tipo plato 4 que tiene en sí mismo una base 6 de material térmica y eléctricamente aislante, tal como un material microporoso térmica y eléctricamente aislante, y una pared periférica 8 de material térmica y eléctricamente aislante, tal como vermiculita combinada. La pared periférica 8 está dispuesta para estar en contacto con la cara inferior 10 de una placa de cocina 12, convenientemente de material vitrocerámico.

Como mínimo un elemento de calentamiento eléctrico radiante 14 es sostenido en el calentador con respecto a la base 6. El elemento o elementos de calentamiento 14 pueden comprender cualquiera de las formas de elemento bien conocidas, tales como formas de elemento de hilo metálico, cinta, lámina o lámpara, o combinaciones de las mismas. En particular, el elemento o elementos de calentamiento 14 pueden comprender uno o más elementos de calentamiento de cinta corrugada sostenidos por el borde sobre la base 6.

El como mínimo un elemento de calentamiento 14 está conectado por medio de un bloque terminal 16 en el borde del calentador a una fuente de alimentación 18, a través de un aparato de control electrónico 20 provisto de un dispositivo de conmutación de control accionado manualmente 22. El dispositivo de conmutación de control 22 tiene un botón giratorio dispuesto para proporcionar los ajustes de calentamiento seleccionados para el como mínimo un elemento de calentamiento 14 en el calentador 2.

La placa de cocina 12 está dispuesta para recibir un recipiente de cocina 24 sobre una superficie superior 25 de la misma.

En el calentador 2 se proporciona un conjunto sensor de temperatura 26, tal como se muestra detalladamente en las Figuras 3 y 4. El conjunto sensor de temperatura 26 comprende una vigueta 28 de material cerámico sostenida en una zona extrema 30 de la misma en la periferia del calentador y que se extiende como mínimo parcialmente atravesando el calentador sobre, y separada de, el como mínimo un elemento de calentamiento 14. La vigueta 28 tiene una superficie superior sustancialmente plana 32 dispuesta para encarar la cara inferior 10 de la placa de cocina 12, en contacto con esta o muy cerca de la misma. Se prefiere que la superficie superior 32 de la vigueta 28 esté separada de la cara inferior 10 de la placa de cocina 12 como mínimo por 0.5 mm, aunque por no más que aproximadamente 3.5 mm y preferentemente por no más que aproximadamente 2.0 mm.

La vigueta 28 comprende convenientemente material cerámico de esteatita, alúmina o cordierita y está reforzada estructuralmente para minimizar el riesgo de doblamiento y/o fractura. Tal refuerzo estructural se obtiene adecuadamente dotando a la vigueta 28 de una sección transversal en forma de H, tal como se muestra en la Figura 3, o de una sección transversal en forma de T, tal como se muestra en una realización en la Figura 7 que se describirá posteriormente.

La vigueta 28 tiene una superficie inferior 34 dispuesta para quedar expuesta a la radiación directa del como mínimo un elemento de calentamiento 14. La superficie inferior 34 de la vigueta 28 puede estar provista de una capa de material reflectante de radiación térmica, tal como plata, para minimizar la absorción, por parte de la vigueta 28, de calor proveniente de la radiación directa del como mínimo un elemento de calentamiento 14.

La superficie superior sustancialmente plana 32 de la vigueta 26 tiene dispuesto sobre ella como mínimo un componente eléctrico 36 en forma de película o lámina que tiene un parámetro eléctrico el cual varía en función de la temperatura de la placa de cocina 12. El como mínimo un componente eléctrico 36 tiene conductores eléctricos 38, en forma de película o lámina, que se extienden desde el mismo hasta las zonas terminales 40 en la zona extrema 30 de la vigueta 28.

El como mínimo un componente eléctrico 36 en forma de película o lámina comprende preferentemente como mínimo un componente de resistencia eléctrica cuya resistencia eléctrica varía en función de la temperatura. Tal como mínimo un componente de resistencia eléctrica convenientemente comprende platino.

El como mínimo un componente eléctrico 36 y los conductores 38 son convenientemente en forma de película gruesa, obtenidos por serigrafía y cocción sobre la superficie superior 32 de la vigueta 28.

Sobre el como mínimo un componente eléctrico 36 en forma de película o lámina se puede proporcionar una capa protectora 42, tal como de vidrio o cerámica.

La vigueta 28 está dispuesta para extenderse a través de una apertura en la pared periférica 8 y el borde del soporte de tipo plato 4 del calentador 2 y de tal manera que la zona extrema 30 de la vigueta 28 está situada fuera del calentador 2.

La vigueta 28 está asegurada al calentador 2 por medio de una escuadra 44, convenientemente de material metálico, cerámico o plástico, la cual está fijada a la zona extrema 30 de la vigueta 28 y asegurada al borde del soporte del calentador de tipo plato 4 por medio de un fijador roscado 46 que pasa a través de un agujero 48 en la escuadra 44. La vigueta 28 puede tener su zona extrema 30 moldeada por inserción en la escuadra 44, cuando la escuadra 44 sea de material plástico. Cuando la escuadra 44 sea de material cerámico, puede estar asegurada a la zona extrema 30 de la vigueta 28 de modo que entre ellas se forme una interconexión en cola de milano.

Un bloque terminal 50 está convenientemente asegurado a la escuadra 44 y conectado por medio de hilos metálicos conductores 52 a las zonas terminales 40 sobre la zona extrema 30 de la vigueta 28. Como la zona extrema 30 de la vigueta está situada fuera del calentador, no es necesario que los hilos metálicos conductores 52 tengan una capacidad de resistencia a altas temperaturas y pueden comprender un material tal como cobre.

Cuando la escuadra 44 comprende material plástico o cerámico, el bloque terminal 50 se puede formar en una sola pieza con la misma.

El conjunto sensor de temperatura 26 está conectado eléctricamente al aparato de control electrónico 20 por medio de conductores eléctricos 54.

Tal como se muestra en la Figura 5, en lugar de proporcionar una escuadra 44 para asegurar la vigueta 28 en la zona extrema 30 de la misma al calentador 2, la vigueta 28 tiene su zona extrema 30 asegurada en una apertura 56 de forma complementaria, proporcionada en la pared periférica 8 del calentador. Tal pared periférica 8, particularmente de vermiculita combinada rígida, puede estar dispuesta para proporcionar una fijación satisfactoria de la vigueta al calentador 2.

Las Figuras 6, 7 y 8 ilustran una realización alternativa la cual es sustancialmente similar a la correspondiente a las Figuras 1 a 4, con la excepción principal de que la vigueta 28, la cual en este caso está provista de una sección transversal en forma de T, es impulsada por la acción de un resorte contra la cara inferior 10 de la placa de cocina 12. Tal impulsión por la acción de un resorte permite el contacto entre la superficie superior 32 de la vigueta 28 y la cara inferior 10 de la placa de cocina 12, al mismo tiempo que minimiza el riesgo de desperfectos mecánicos a la placa de cocina 12 y/o al conjunto sensor de temperatura 26, cuando se vean sometidos a unas condiciones de carga de choque mecánico.

La impulsión por la acción del resorte se consigue incorporando uno o más resortes helicoidales 58 que trabajan conjuntamente entre la escuadra extrema de soporte 44, la cual es convenientemente de metal, tal como de acero niquelado, y la cara inferior de la zona extrema 30 de la vigueta 28. En una zona central del calentador 2 se proporciona también un puntal 60, extendiéndose hacia abajo dicho puntal 60 desde la vigueta 28, a través de una apertura proporcionada en la base 6 y el soporte metálico de tipo plato 4, y hacia una apertura proporcionada en una escuadra metálica 62 asegurada al soporte de tipo plato 4. Hay un resorte helicoidal 64 dispuesto para funcionar conjuntamente entre el puntal 60 y la escuadra metálica 62.

El calentador eléctrico radiante 2 construido según la presente invención es ventajoso por cuanto el conjunto sensor de temperatura 26 está acoplado térmicamente de forma íntima a la placa de cocina 12, asegurando de este modo que se minimiza cualquier gradiente de temperatura entre el conjunto y la cara inferior 10 de la placa de cocina 12. El como mínimo un componente eléctrico sensible a la temperatura 36 en forma de película o lámina sobre la superficie superior 32 de la vigueta 28 está o están protegidos de la radiación directa proveniente del como mínimo un elemento de calentamiento 14 por el grosor de la vigueta 28 y el como mínimo un componente eléctrico sensible a la temperatura 36 responde principalmente a la temperatura de la placa de cocina 12. Esto posibilita la utilización de un aparato de control electrónico simplificado 20.

La gran proximidad del conjunto sensor de temperatura 26 con la placa de cocina 12 resulta en un aumento de la distancia entre el como mínimo un elemento de calentamiento 14 y el conjunto sensor de temperatura 26 y esto, junto con la característica opcional de una capa reflectante sobre la cara inferior de la vigueta 28, reduce la influencia de la radiación directa proveniente del como mínimo un elemento de calentamiento 14 sobre el componente o componentes eléctricos sensibles a la temperatura 36 del conjunto sensor de temperatura 26.

Haciendo referencia ahora a la Figura 9, un calentador eléctrico radiante 2 está construido de un modo similar al calentador de las Figuras 1 y 2 con la excepción de que se proporcionan múltiples zonas de calentamiento. Tal como se muestra, se proporcionan dos zonas de calentamiento 66 y 68, aunque se podrían considerar más de dos. Las zonas de calentamiento 66, 68 están dispuestas concéntricamente y cada una está provista de como mínimo un elemento de calentamiento 14A, 14B. La zona de calentamiento 66 está dispuesta para ser conectada de forma individual o conjuntamente con la zona de calentamiento 68.

Se proporciona un conjunto sensor de temperatura 26A, sustancialmente tal como se ha descrito anteriormente para el conjunto sensor de temperatura 26, con la excepción de que se proporcionan dos componentes eléctricos independientes sensibles a la temperatura 36A y 36B, en forma de película o lámina, sobre la superficie superior 32 de la vigueta 28. El componente 36A controla la temperatura de una zona de la placa de cocina sobre la zona de calentamiento 66 y el componente 36B controla la temperatura de una zona de la placa de cocina sobre la zona de calentamiento 68.

Se puede controlar un cambio en la diferencia de temperatura entre las zonas de cocina 66, 68 para detectar el tamaño de un recipiente de cocina (tal como el recipiente de cocina 24 mostrado en la Figura 2) situado sobre la placa de cocina sobre el calentador. Si la temperatura de la placa de cocina sobre la zona exterior de calentamiento 68 aumenta con respecto a la correspondiente sobre la zona interior de calentamiento 66, esto indicaría que sobre la zona interior de calentamiento 66 se ha colocado un recipiente de cocina pequeño, aunque con ambas zonas de calentamiento 66, 68 conectadas. Si se detecta que ambas zonas de calentamiento 66, 68 se han calentado excesivamente, dicha situación indicaría que ambas zonas 66, 68 están siendo conectadas bajo unas condiciones de radiación libre, es decir, sin la presencia de un recipiente de cocina.

Si se detecta que la temperatura de la placa de cocina sobre la zona interior 66 es alta con respecto a la correspondiente sobre la zona exterior 68, esta situación podría indicar que sobre la placa de cocina se ha colocado un recipiente de cocina que tiene una base curvada.

La Figura 10 ilustra una realización de un aparato de control electrónico 20 para ser usado en la presente invención. El aparato 20 está dispuesto para recibir señales de entrada provenientes del como mínimo un componente sensible a la temperatura 36 en forma de película o lámina del conjunto sensor de temperatura 26 y también señales de entrada provenientes del dispositivo de conmutación de control manual 22. Las señales de entrada provenientes del conjunto sensor de temperatura 26 son procesadas por un circuito a prueba de fallos 70 que tiene un umbral fijado para la temperatura, y de modo que el como mínimo un elemento de calentamiento 14 está dispuesto para ser desconectado mediante el accionamiento de un conmutador principal 72, tal como un relé, a una temperatura por encima de tal umbral fijado para temperatura.

Las señales de entrada provenientes del dispositivo de conmutación de control manual 22, y las señales de entrada provenientes del conjunto sensor de temperatura 26 son procesadas por un circuito de procesado de la señal 74, de tipo analógico o digital, el cual está comunicado mediante interfaz con un conmutador de control de estado sólido 76, tal como un triac, para controlar la conexión del como mínimo un elemento de calentamiento 14. El circuito de procesado de la señal 74 está dispuesto para comparar la temperatura detectada por el conjunto sensor 26 con la posición del dispositivo de conmutación de control manual 22 y conectar o desconectar el como mínimo un elemento de calentamiento 14, dependiendo de si la temperatura detectada está respectivamente por debajo o por encima de la correspondiente fijada por el dispositivo de conmutación de control manual 22.

Cuando el circuito de procesado 74 es un circuito digital, el mismo convenientemente consta de un microprocesador comunicado mediante interfaz con el conjunto sensor de temperatura 26 por medio de un conversor analógico a digital, y también comunicado mediante interfaz con el dispositivo de conmutación de control manual 22 por medio de un controlador de salida digital.

Cuando el circuito de procesado 74 es un circuito analógico, el mismo convenientemente comprende un circuito integrado adaptado para el procesado de señales analógicas, el cual compara señales de entrada provenientes del dispositivo de conmutación de control manual 22 con señales de entrada provenientes del conjunto sensor de temperatura 26 y controla la conexión del como mínimo un elemento de calentamiento 14 de un modo proporcional a la diferencia entre las dos señales de entrada. Tal control de la conexión del como mínimo un elemento de calentamiento 14 se efectúa por medio de una señal de salida adaptada a los requisitos de control específicos del conmutador de estado sólido 76.

De este modo, el control del como mínimo un elemento de calentamiento 14 puede efectuarse de un modo que es conocido como control de bucle cerrado.

Claims (24)

1. Aparato de cocina que comprende un calentador eléctrico radiante (2) y un aparato de control electrónico (20), estando dispuesto el calentador para situarse por debajo y contra una placa de cocina (12) e incorporando un elemento de calentamiento (14) separado de la placa de cocina y un conjunto sensor de temperatura (26) que comprende una vigueta (28) de material dispuesta dentro del calentador (2) y que se extiende como mínimo parcialmente atravesando el calentador sobre el elemento de calentamiento (14), teniendo la vigueta una superficie superior plana (32) dispuesta para encarar la placa de cocina (12) y una superficie inferior (34) dispuesta para quedar expuesta a la radiación directa proveniente del elemento de calentamiento, teniendo dispuesta sobre ella, la superficie superior plana, un componente eléctrico (36) que tiene un parámetro eléctrico el cual varía en función de la temperatura de la placa de cocina, estando conectado eléctricamente el conjunto sensor de temperatura por medio de conductores eléctricos (54) al aparato de control electrónico (20) el cual recibe señales de entrada provenientes del o de cada componente eléctrico (36) sobre la superficie superior de la vigueta (28) del conjunto sensor de temperatura, caracterizado porque la vigueta (28) del conjunto sensor de temperatura es de material cerámico y el aparato de control electrónico recibe adicionalmente señales de entrada provenientes de un dispositivo de conmutación de control manual (22), siendo procesadas las señales de entrada provenientes del o de cada componente eléctrico por un circuito a prueba de fallos (70) que tiene una temperatura umbral fijada de modo que el o cada elemento de calentamiento (14) está dispuesto para ser desconectado a una temperatura por encima de tal umbral fijado.

2. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque el conjunto sensor de temperatura (26) está situado en una zona central del calentador (2).

3. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque el conjunto sensor de temperatura (26) está asegurado como mínimo en una zona extrema del mismo al calentador (2) en una periferia del calentador, extendiéndose, por ejemplo, como mínimo una zona extrema de la vigueta (28) por fuera del calentador (2).

4. Aparato según la reivindicación 3, caracterizado porque la vigueta (28) está asegurada, en una zona extrema de la misma, al calentador (2) por medio de una escuadra (44), por ejemplo seleccionada de entre metal, cerámica y plásticos, la cual recibe de modo seguro la zona extrema de la vigueta y está fijada a una zona externa del calentador.

5. Aparato según la reivindicación 3, caracterizado porque la vigueta (28) está asegurada, en una zona extrema de la misma, al calentador (2) al pasar de modo seguro a través de una apertura (56) en una pared periférica (8) del calentador, comprendiendo la pared periférica (8), por ejemplo, vermiculita combinada.

6. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque se proporciona un bloque terminal (50) en, o adyacente a, una zona extrema de la vigueta (28).

7. Aparato según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque la vigueta (28) se sostiene con una impulsión por resorte (58) hacia la placa de cocina (12).

8. Aparato según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque las señales de entrada provenientes del dispositivo de conmutación de control manual (22), y las señales de entrada provenientes del o de cada componente eléctrico (36), son procesadas por un circuito de procesado de la señal (74) de tipo analógico o digital, el cual se comunica mediante interfaz con unos medios de conmutación (76) para controlar la conexión del o de cada elemento de calentamiento (14).

9. Aparato según la reivindicación 8, caracterizado porque el circuito de procesado de la señal (74) está dispuesto para comparar la temperatura detectada con la posición del dispositivo de conmutación de control manual (22) y conectar o desconectar el o cada elemento de calentamiento (14), dependiendo de si la temperatura detectada está respectivamente por debajo o por encima de la correspondiente fijada por el dispositivo de conmutación de control manual.

10. Aparato según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque el circuito de procesado de la señal (74) es un circuito digital, que comprende un microprocesador comunicado por interfaz con el o cada componente eléctrico (36) por medio de un conversor analógico a digital y comunicado por interfaz con el dispositivo de conmutación de control manual (22) por medio de un controlador de salida digital.

11. Aparato según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque el circuito de procesado de la señal (74) es un circuito analógico que comprende un circuito integrado de procesado de la señal analógica el cual compara señales de entrada provenientes del dispositivo de conmutación de control manual (22) con señales de entrada provenientes del o de cada componente eléctrico (36) y controla la conexión del o de cada elemento de calentamiento (14) de un modo proporcional a la diferencia entre las dos señales de entrada, por ejemplo efectuándola por medio de una señal de salida adaptada a los requisitos de control específicos de un dispositivo de conmutación de estado sólido (76) el cual funciona para controlar la conexión del o de cada elemento de calentamiento.

12. Aparato según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque el control del como mínimo un elemento de calentamiento (14) se efectúa en una configuración de bucle cerrado.

13. Aparato según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque la superficie superior (32) de la vigueta (28) está dispuesta para estar en contacto con la placa de cocina (12).

14. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la superficie superior (32) de la vigueta (28) está dispuesta para estar muy próxima a la placa de cocina (12).

15. Aparato según la reivindicación 14, caracterizado porque la superficie superior plana (32) de la vigueta (28) está dispuesta para encarar la placa de cocina (12) a una distancia no mayor de 3.5 mm con respecto a esta última, por ejemplo, a una distancia desde 0.5 a 3.5 mm con respecto a esta última, y preferentemente a una distancia desde 0.5 a 2.0 mm con respecto a esta última.

16. Aparato según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque el componente eléctrico (36) que tiene un parámetro eléctrico el cual varía en función de la temperatura se selecciona con una forma de entre película y lámina, por ejemplo, con conductores eléctricos con una forma seleccionada de entre película y lámina que se extienden desde el mismo hacia una zona extrema de la vigueta (28).

17. Aparato según la reivindicación 16, caracterizado porque el componente eléctrico (36) comprende un componente de resistencia eléctrica cuya resistencia eléctrica varía en función de la temperatura, por ejemplo platino.

18. Aparato según la reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque el componente eléctrico (36) tiene forma de película gruesa.

19. Aparato según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque se proporciona una capa protectora (42), por ejemplo seleccionada de entre vidrio y cerámica, sobre el componente eléctrico (36).

20. Aparato según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque se proporciona una capa de material reflectante de la radiación térmica sobre la superficie inferior (34) de la vigueta (28).

21. Aparato según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque la vigueta (28) está reforzada estructuralmente, por ejemplo, la vigueta (28) tiene una sección transversal en forma de T o en forma de H.

22. Aparato según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque el material de la vigueta (28) se selecciona de entre esteatita, alúmina y cordierita.

23. Aparato según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque se proporciona una pluralidad de zonas de calentamiento (66, 68), cada una con un elemento de calentamiento (14A, 14B), una junto a otra en el calentador (2), por ejemplo en una disposición concéntrica, proporcionándose una pluralidad correspondiente de los componentes eléctricos (36A, 36B) sobre la superficie superior plana (32) de la vigueta (28), estando situado cada uno de los componentes eléctricos en una zona de calentamiento correspondiente, con lo cual se puede controlar la temperatura de la placa de cocina (12).

24. Aparato según la reivindicación 23, caracterizado porque se proporcionan medios (20) para determinar la diferencia de temperatura entre la pluralidad de zonas de calentamiento (66, 68) en funcionamiento conjunto con la pluralidad de componentes eléctricos (36A, 36B) y utilizados para determinar la colocación y/o posición de un recipiente de cocina (24) sobre la placa de cocina (12) y/o el tamaño de un recipiente de cocina sobre la placa de cocina y/o la curvatura de una base de un recipiente de cocina sobre la placa de cocina.