ES2256752T3 - Sistema de cocina con placa vitroceramica calentada directamente. - Google Patents

Abstract

Sistema de cocina que se basa en el principio de la conducción térmica y comprende una superficie de cocina de una sola pieza de vitrocerámica, la cual presenta al menos una zona de cocción, que se puede calentar individualmente de forma directa por medio de elementos de calefacción colocados en la cara inferior de la placa de vitrocerámica, caracterizado porque la placa de vitrocerámica con fases cristalinas principales de tipo cristal mixto de cuarzo puro o cristal mixto de keatita, constituidas principalmente por los componentes Li2-Al2O3-SiO2, tiene un coeficiente de dilatación de á = 0 a 1, 8 x 10-6/K y una conductividad térmica < 3 W/mK, y en la cara inferior presenta al menos una zona de cocción, porque los elementos de calefacción (30) de las zonas de cocción se componen de capas metálicas, y porque entre la cara inferior (11) de la placa de vitrocerámica (10) se dispone, como capa aislante eléctrica (20), una capa porosa de cerámica.

Description

Sistema de cocina con placa vitrocerámica calentada directamente.

El invento se refiere a un sistema de cocina que se basa en el principio de la conducción térmica y comprende una superficie de cocina de una sola pieza de vitrocerámica, la cual presenta al menos una zona de cocción, que se puede calentar individualmente de forma directa por medio de elementos de calefacción colocados en la cara inferior de la placa de vitrocerámica.

Los sistemas de cocina para cocinar alimentos constan de una superficie de cocina colocada de forma plana, sobre la cual se encuentra el recipiente para cocinar. Por debajo de la superficie de cocina está situada la calefacción, para lo cual se utilizan distintos principios de funcionamiento de la transmisión de calor. Un sistema de cocina establecido de forma óptima presenta un contacto plano entre el fondo del puchero y la superficie de cocción, para que la transmisión del calor de contacto tenga lugar lo más libre posible de pérdidas. En estado caliente todas las superficies en contacto deberían estar situadas de forma lo más plana y paralela posible entre sí. El gradiente de temperatura entre el elemento de calefacción y el material a cocinar tiene que ser suficientemente elevado para permitir un rápido proceso de calentamiento. Las pérdidas de calor al entorno deberían ser mínimas, lo cual se puede conseguir por medio de un correspondiente aislamiento del elemento de calefacción. El elemento de calefacción, manteniendo las normas eléctricas, debería estar situado a la menor distancia posible del material a cocinar, es decir directamente debajo de la superficie de cocción.

En el caso de sistemas convencionales con placas de cocina de hierro fundido la energía se transmite predominantemente según el principio de la conducción de calor. La fuente de calor consiste en este caso en serpentines de calefacción de alambre de resistencia, aislados eléctricamente en el interior de la placa de cocina. Las placas de cocina individuales están insertadas en una superficie de cocina por lo general metálica. La placa de cocina de fundición está colocada encima de la superficie de cocina y, en virtud de la dilatación térmica, se desliza sobre la superficie de la placa de soporte en el proceso de cocinado. De esta manera se alcanza un desacoplamiento térmico y mecánico de las partes constructivas. Por su construcción rica en masa estos sistemas tienen gran inercia en el comportamiento de inicio de la cocción y en su capacidad de regulación.

Un posterior desarrollo de estos sistemas de cocina se consigue por una disposición diferente de los elementos de calefacción y una modificación del material de la placa de cocina. En este caso, se emplean como placas de cocina finos discos de cerámica con buena conductividad térmica y alta resistencia mecánica, preferentemente de cerámicas no oxídicas, tales como Si_{3}N_{4} o SiC. Los documentos EP 0 853 444 A2 y EP 0 069 298 describen sistemas de cocina cerámicos a base de Si_{3}N_{4} con buena conductividad térmica y en alto grado planos. Estas conocidas placas de cocina se insertan en superficies de cocina, preferentemente de vidrio plano pretensado, pero también en placas de piedra o en placas de materiales compuestos de cerámicas polímeras. Para conseguir un calentamiento de toda la superficie de cocina, actuando sin embargo en contra de las tensiones mecánicas, se encuentra una junta de dilatación entre la placa de cerámica y la placa de cocina. La unión se lleva a cabo por medio de pegamentos resistentes al calor. El calentamiento eléctrico tiene lugar por capas metálicas atravesadas por la corriente, las cuales se adhieren en sólida unión a la placa de cocina. Se utilizan capas delgadas totalmente planas, en especial de SnO_{2}, tal como se indica en el documento US 6,037,5 72. Como elementos de calefacción también se utilizan películas metálicas, las cuales se adhieren al sustrato por prensado o se fijan a la placa cerámica por medio de pegamentos resistentes a la temperatura y conductores del calor. El aislamiento eléctrico entre la calefacción y el recipiente para cocinar, acorde con la normativa, queda garantizado por la propia placa cerámica. En el caso de placas de cocina de material conductor eléctrico, como por ejemplo SiC, entre la calefacción y la placa de cocina se puede instalar una capa cerámica de aislamiento para garantizar el aislamiento eléctrico. El montaje descrito se caracteriza especialmente por una mejora del rendimiento en el ámbito del inicio de la cocción, de la eficiencia y de la capacidad de regulación. Por el contacto directo de elemento de calefacción, placa de cocina y fondo del puchero, y la elevada conductividad térmica de la placa cerámica se puede disminuir el gradiente de temperatura entre la calefacción y el puchero al inicio de la cocción, sin reducir por ello el rendimiento de inicio de la cocción. Las pérdidas de calor se hacen mínimas, con lo cual la eficacia del sistema aumenta. Las temperaturas de la cara superior de la zona de cocción se reducen hasta aproximadamente 350ºC. También disminuye la altura de la construcción de la placa de cocina en comparación con las placas de cocina de fundición.

Alternativamente a estos sistemas se encuentran en el mercado sistemas con calentamiento por radiación. Las superficies de cocina se componen de material de baja conducción térmica y baja dilatación térmica tales como, por ejemplo, placas de vitrocerámica, en especial placas de vitrocerámica con componentes del sistema Li_{2}O-Al_{2}O_{3}-SiO_{2}, conocidas también bajo el nombre Ceran®. Debajo de las superficies de cocina planas de una sola pieza se encuentran cuerpos de calefacción por radiación. Un hilo de resistencia al rojo a base de aleaciones metálicas, atravesado por la corriente, genera en este caso la energía de calefacción. La transmisión de la energía tiene lugar por conducción térmica y convección, pero con una contribución de aproximadamente 40% por radiación térmica. Al emplear cacerolas de cocina de calidad inferior existe durante el proceso de cocción una ranura de aire entre el fondo del puchero y la superficie de cocina, la cual reduce la transmisión de calor por contacto. Por la combinación de la radiación térmica y la conducción térmica se contrarresta una caída drástica del rendimiento de inicio de la cocción. El aislamiento eléctrico conforme a las normas (EN 60335 y UL 858) entre los cuerpos de calefacción y el recipiente para cocinar, según las cuales en el caso de trabajar a 230 V se tiene que alcanzar una resistencia a la tensión de 3750 V y una fuga de corriente inferior a 0,25 mA, se realiza por medio de una ranura de aire. Para conseguir un suficiente rendimiento de inicio de la cocción, la temperatura del cuerpo de calefacción se ajusta a valores de aproximadamente 1100ºC, de manera que el sistema sobre la cara superior de la zona de cocción tenga una temperatura máxima posible de aproximadamente 570ºC. La ventaja de este tipo de sistemas es la elevada estética, la cual resulta del agradable aspecto de la superficie plana de una sola pieza. Otra ventaja que se deduce de esto es la buena facilidad de limpieza, así como la libertad de posibilidades de diseño a través de una decoración de la superficie. Por su construcción más baja en masas y la reducida capacidad térmica de la fina placa de vitrocerámica mejoran las posibilidades de regulación y el tiempo de inicio de la cocción en comparación con la placa de cocina de fundición.

Los sistemas de cocina cerámicos a base de SiN o de SiC se caracterizan sobre todo por sus altos datos de rendimiento. Se consiguen tiempos de inicio de la cocción rápidos y grados de efectividad superiores al 80%. No obstante, la solución técnica da lugar a limitaciones en cuanto a los aspectos estéticos y a la facilidad de limpieza. El rendimiento de cocción mejora al utilizar una placa de cocina con alta conductividad térmica. Sin embargo, para que el calentamiento quede limitado localmente a la zona de cocción hay que conseguir una barrera contra el calor entre la zona de cocción y el resto de la superficie de cocina. Para ello, la placa de cocina total, de una sola pieza, se provee de taladros, en los que se insertan con pegamento discos de cerámica. Además, los discos de cerámica deben sobresalir ligeramente del plano de la superficie de cocina para tener la seguridad de que, en cualquier caso, el fondo del puchero reposa sobre la zona cerámica de cocción y no se forma ranura alguna de aire hacia la superficie de calentamiento. Por otra parte, existe una ranura de dilatación rellena con pegamento. Por ello, las propiedades táctiles de la superficie de la cocina no son homogéneas y disminuye su facilidad para la limpieza. Una zona de cocción ensuciada con alimentos sólo se puede limpiar de una manera incómoda con utensilios mecánicos tales como esponja y rascador, a causa de los discos de cerámica que sobresalen y a la fuga de dilatación. La zona cerámica de cocción se diferencia en el color del resto de la superficie de la cocina, el aspecto es similar al de la zona de cocina de hierro fundido. Por ello, el diseño de la superficie de la cocina no resulta atractivo.

Las superficies de cocina de vitrocerámica con calefacción por radiación están diseñadas de una sola pieza y poseen por ello un aspecto óptico agradable y una elevada capacidad de limpieza. No existen bordes ni juntas perturbadoras. Hay que valorar como desventaja los rendimientos de estos sistemas de cocina en cuanto al inicio de la cocción, a la eficiencia y a su facilidad de regulación en comparación con los sistemas de cocina de Si_{3}N_{4}. Puesto que las placas de vitrocerámica se vuelven conductoras de la electricidad a partir de temperaturas de 250ºC, se tiene que montar el cuerpo de calefacción con una separación definida de la superficie de cocción para conseguir la necesaria resistencia a la tensión de 3750 V. Por medio de la ranura de aire entre la calefacción y la superficie de cocción empeoran el comportamiento al inicio de la cocción y la capacidad de regulación. Para conseguir un rendimiento suficiente en el inicio de la cocción hay que generar en el conductor de calor altas temperaturas de más de 1100ºC. Puesto que el entorno de la zona de cocción se calienta conjuntamente por el cuerpo de calefacción, se originan pérdidas de calor, y disminuye la eficacia del sistema de cocina en comparación con los sistemas de cocina de vitrocerámica de SiN desde aproximadamente 80% a 60%. La construcción con una ranura de aire da lugar a una altura mínima de construcción que limita las posibilidades de montaje en un hueco de cocina. El número de componentes de un hueco de cocina con cuerpos de calefacción, incluyendo la fijación y una regulación, es elevado.

La construcción de un sistema de cocina optimizado, con una superficie de cocina de una sola pieza, agradable a la vista y con mejores datos de rendimiento, es posible por medio del calentamiento directo de una superficie de cocina de vitrocerámica.

El documento EP 0 861 014 A1 describe una placa de cocina, en la cual una placa de vitrocerámica se calienta por medio de conductores metálicos directamente impresos. No se hace aquí mención de la capa de aislamiento eléctrico entre la placa de vitrocerámica y el elemento de calefacción, forzosamente necesaria para un funcionamiento conforme a la normativa.

El documento EP 0 866 641 A2 resuelve la misión con el compromiso de utilizar una placa de vitrocerámica de una sola pieza, y la calefacción, como en el caso del sistema de Si_{3}N_{4}, se realiza incrementando el rendimiento por medio de elementos de calefacción aplicados directamente en la cara inferior. La ejecución técnica se completa por aplicación por prensado o por medio de adhesivos de una lámina metálica, que luego se calienta eléctricamente. Una desventaja en este caso es la baja temperatura máxima de cocción posible. En estudios propios del inventor se ha puesto de manifiesto que la simple aplicación por prensado de un elemento de calefacción en forma de lámina provoca una fuerte reducción del rendimiento de inicio de la cocción. Es necesaria una unión por vía química o, como mínimo, una unión mecánica de superficie, por dentado. Todos los pegamentos con buena conducción térmica, habituales en el comercio, prohíben su aplicación a temperaturas superiores a 350ºC. Sin embargo, se necesitan temperaturas en torno a 550ºC, medidas en el elemento de calefacción para, en el caso de un sustrato de vitrocerámica con calentamiento directo, alcanzar un rendimiento de inicio de la cocción necesario para freír rápidamente alimentos. El motivo de ello es la baja conductividad térmica de la vitrocerámica (1-2 W/mK) comparada con las placas de cocina de cerámica SiN (20-30 W/mK). La temperatura en el elemento de calefacción, en el caso de sistemas de cocina de cerámica, es aproximadamente 400ºC. Utilizando placas de vitrocerámica como placa de cocina, para conseguir rendimientos equivalentes, se necesitan temperaturas en torno a 550ºC. Otro problema es la diferente dilatación térmica de la vitrocerámica (aproximadamente 0 a 1,5x10^{-6}/K) y de los elemento de calefacción metálicos (superior a 10x10^{-6}/K). Un pegamento estable hasta 550ºC, buen conductor del calor, con ductilidad suficiente para equilibrar las tensiones térmicas no es imaginable técnicamente.

Una unión sólida entre el elemento de calefacción y el sustrato de vitrocerámica aislado se efectúa conforme a una construcción, colocando entre la placa de vitrocerámica y la calefacción una capa aislante eléctrica aportada como capa. Ésta consta preferentemente de materiales cerámicos de alto aislamiento eléctrico del sistema de sustancias Al_{2}O_{3}-SiO_{2}-MgO (corindón, cuarzo, cordierita, mullita). El documento WO 00/15005 describe posibilidades para segregar las capas aislantes con alta dilación térmica sobre los sustratos de baja dilatación. Aunque la unión entre capas es mecánicamente estable, sin embargo sigue existiendo el problema fundamental de que al calentar el sistema de cocina se produce un abombamiento de la zona de cocción. Éste se produce por las diferentes dilataciones de la placa de vitrocerámica y la capa de aislamiento o, respectivamente, la capa de calefacción (comparable a un efecto bimetálico). La ranura de aire que se forma entre el fondo del puchero y la cara superior de la placa de cocina disminuye la superficie de contacto y reduce notablemente la transmisión de calor. Los tiempos de inicio de cocción empeoran drásticamente.

El documento EP 0 951 202 A2 describe un sistema de cocina calentado directamente con una capa metálica intermedia, la cual está conectada a tierra para cumplir la normativa eléctrica. De este modo son desviadas las sobretensiones o corrientes de fuga que se produzcan. Sin embargo, la construcción de un sistema de este tipo es técnicamente de difícil ejecución y no es rentable.

Misión del invento es proporcionar un sistema de cocina de calefacción eléctrica directa del tipo mencionado al comienzo, el cual para un aspecto óptico agradable presente buenas propiedades de limpieza. Comparado con los sistemas de cocina convencionales, con calefacción por medio de cuerpo de calefacción por radiación, los rendimientos del sistema deben ser mejores. La placa de cocina debe contener zonas de calefacción de segmentos individuales para el funcionamiento de la cocina y garantizar una situación plana y paralela de los fondos de los pucheros y de la placa de cocina durante el funcionamiento de la cocina a temperaturas hasta 500ºC.

Esta misión se resuelve según el invento, porque la placa de vitrocerámica con fases cristalinas principales de tipo cristal mixto de cuarzo puro o cristal mixto de keatita, constituido principalmente por los componentes LiO_{2}-Al_{2}O_{2}-SiO_{2}, con un coeficiente de dilatación \alpha = 0 a 1,8 x 10^{-6}/K, preferentemente \alpha = 0 a 1,5 x 10^{-6}/K, y una conductividad térmica < 3 W/mK, preferentemente < 2,7 W/mK, presenta al menos una zona de cocción en la cara inferior, porque los elementos de calefacción de las zonas de cocción se componen de capas metálicas, y porque entre la cara inferior de la placa de vitrocerámica se dispone como capa aislante eléctrica una capa porosa de cerámica.

En el caso de esta ejecución, la superficie de cocina es de una sola pieza, de forma correspondiente a las exigencias. En la cara inferior de la placa de vitrocerámica se pueden delimitar zonas de cocción por los elementos de calefacción aplicados, los cuales se pueden hacer funcionar con diferentes temperaturas. Se debe elegir la escasa conductividad térmica de la placa de vitrocerámica para evitar el calentamiento de toda la superficie de cocina por conducción térmica transversal. Además, la placa de vitrocerámica debe presentar una baja dilatación térmica, para que no se generen o sólo se generen pequeñas tensiones térmicas en el caso de variación de la temperatura, las cuales podrían conducir a la fractura de la placa de vitrocerámica. Todo esto queda garantizado por los materiales utilizados para la placa de vitrocerámica.

La unión estratificada entre los elementos de calefacción y la cara inferior de la placa de vitrocerámica tiene que cumplir las normas prescritas en el caso de temperaturas de cocción de hasta 500ºC en la cara superior de la placa de vitrocerámica. Si a placa vitrocerámica es conductora eléctrica, entonces para el aislamiento eléctrico entre la cara inferior de la placa de vitrocerámica y los elementos de calefacción se deposita una capa vitrocerámica de Al_{2}O_{3}, mullita, cordierita, silicato de circonio o SiO_{2}/TiO_{2}.

Según una forma de ejecución, la elección del material y el procedimiento para aplicar los elementos de calefacción se lleva a cabo de tal manera que los elementos de calefacción se aplican por proyección térmica, especialmente proyección de plasma atmosférico, proyección de gas frío de aleaciones de base NiCr, aleaciones de base NiAl, aleaciones de base CrFeAl o cermets resistentes a la oxidación tales como Cr_{3}C_{2}-NiCr o WC-CoCr, o de modo que los elementos de calefacción se depositan por serigrafiado a partir de pastas que contienen Ag/Pd con una frita de vidrio.

Para que cuando funciona con calefacción se mantenga estable la adherencia de las capas en el caso de una variación de la temperatura, pero se eviten en el material la aparición de elevadas tensiones térmicas, en otra forma de ejecución se ha previsto que la capa de aislamiento se fije a la cara inferior de la placa de vitrocerámica mediante finos nervios de partículas primarias de cerámica con una anchura de aproximadamente 50 a 150 nm.

Para reducir la pérdida de calor puede estar previsto, además, que los elementos de calefacción estén recubiertos mediante una capa aislante térmica de material de fibras de silicato.

Las propiedades requeridas del sistema de cocina se cumplen entonces por el hecho de que la placa de vitrocerámica presenta una resistencia específica > 10^{6} \Omega cm y todo el sistema de cocina presenta una resistencia a la fractura > 3750 V, mientras que la corriente derivada según la Norma 60335-1 es < 0,25 mA por zona de cocción.

El invento se ilustra con más detalle con ayuda de un ejemplo de ejecución representado en el dibujo. En él muestran:

Fig. 1, en sección, un sistema de cocina de placa de vitrocerámica, capa de cerámica, elementos de calefacción y capa de protección térmica, y

Fig. 2 una sección parcial, aumentada, de la zona de unión entre la placa de vitrocerámica y la placa de cerámica como capa aislante térmica.

La Fig. 1 muestra un sistema de cocina según el invento. La placa de vitrocerámica 10 forma con su cara superior la superficie de la cocina. En la parte inferior de la placa de vitrocerámica se ha dispuesto para el aislamiento eléctrico una placa de cerámica 20, la cual con la placa de vitrocerámica 10 puede estar provista de nudos para el aumento de la superficie. Los espesores de capa se sitúan entre 50 y 350 \mum, especialmente en el intervalo de 160 a 200 \mum. La capa de aislamiento, es decir la placa de cerámica 20, porta los elementos de calefacción 30, los cuales determinan las zonas de cocción y pueden ser calentados y regulados individualmente.

La constitución de los elementos de calefacción se puede llevar a cabo con bandas conductoras o con elementos de calefacción de superficie.

El material de la placa de vitrocerámica tiene una conductividad térmica < 3 W/mK, especialmente < 2,7 W/mK, y un coeficiente de dilatación \alpha = 0 hasta 1,8 x 10^{-6}/K, especialmente \alpha = 0 hasta 1,5 x 10^{-6}/K. Los materiales tienen fases cristalinas principales de tipo cristal mixto de cuarzo puro o cristal mixto de keatita, los cuales están constituidos principalmente por los componentes Li_{2}O-Al_{2}O_{3}-SiO_{2}. El aislamiento eléctrico entre la cara inferior 2 de la placa de vitrocerámica 10 y la capa de cerámica 20 se efectúa por medio de una capa de cerámica altamente aislante.

En este caso, se han acreditado materiales tales como Al_{2}O_{3}, mullita, cordierita, silicato de circonio y aleaciones de SiO_{2}/TiO_{2}. Sin embargo, estos materiales presentan una elevada dilatación térmica, con valores de \alpha >> 3 x 10^{-6}/K. Para que la unión estratificada de placa de vitrocerámica 10 y capa de aislamiento 20 sea estable cuando funciona con calefacción, junto a una buena adherencia de las capas se tiene que evitar al mismo tiempo la aparición de elevadas tensiones térmicas. Esto se asegura mediante un mecanismo, que se fundamenta en un mecanismo de adherencia química entre la capa de cerámica 20 y la placa de vitrocerámica 10, y en una porosidad fijada del material cerámico estratificado. Por la porosidad se disminuye el módulo E de la capa, las capas se vuelven casi dúctiles.

Los estudios han demostrado, también, que la capa de aislamiento 20 no se adhiere de forma plana a la cara inferior de la capa de vitrocerámica 10. En la interfaz se forman finos nervios de partículas de cerámica con anchuras de aproximadamente 50 a 150 nm, los cuales son responsables de la unión, tal como se puede ver en la sección parcial aumentada, según la Fig. 2, con la referencia 21. En la zona de los poros 22 no existe contacto alguno entre vitrocerámica y aislamiento. Esta unión no plana reduce las tensiones propias del sistema. Por este mecanismo se evita una deslaminación del material estratificado en funcionamiento de cocción. Además, el abombamiento de la placa de vitrocerámica 10 en el ámbito de una zona de cocción se minimiza por la capa de aislamiento 20, que se dilata de modo más potente, de manera que se alcanzan valores < 0,2 mm a lo largo de la diagonal de la zona de cocción. Con ello se puede obtener una elevada calidad de cocción del sistema de cocina.

Los elementos de calefacción 30 se pueden depositar por serigrafiado o por proyección térmica, especialmente por protección de plasma atmosféricos o proyección de gas frío. En el procedimiento de serigrafiado los elementos de calefacción 30 se componen preferentemente de pastas que contienen Ag/Pd con frita de vidrio o, en el caso de la proyección térmica, de aleaciones de base NiCr, aleaciones de base NiAl, aleaciones de base CrFeAl o cermets resistentes a la oxidación tales como Cr_{3}C_{2}-NiCr o WC-CoCr.

La unión química de la capa de cerámica 20 se origina por difusión de partículas en la interfaz cerámica/vitrocerámica en la zona de los nervios. De manera sorprendente, en el caso de ensayos propios se ha puesto de manifiesto que sólo la utilización de vitrocerámicas con fases cristalinas principales de cristal mixto de cuarzo puro a base de los componentes Li_{2}O-Al_{2}O_{3}-SiO_{2}, denominadas también vitrocerámicas LAS y conocidas bajo el nombre Ceran, hace posible la unión química necesaria a la capa de cerámica 20, descrita. La causa se encuentra en el parecido químico de la vitrocerámica y los materiales de aislamiento. Estos últimos están constituidos principalmente por los compuestos SiO_{2} y Al_{2}O_{3} con adiciones de MgO y TiO_{2}. En el caso de la unión química tiene lugar una difusión de superficies límite. Se llega a un intercambio de estos elementos, tanto desde el lado de la vitrocerámica como también desde el lado de la cerámica. En el caso de otros emparejamientos de materiales aparece en la interfaz, durante la difusión, una capa de reacción en la vitrocerámica, la cual tiene un coeficiente de dilatación térmica incrementado. A causa de las tensiones mecánicas inducidas se forman microgrietas, las cuales conducen a una disminución de la resistencia al choque de todo el sistema hasta valores que se sitúan por debajo de las exigencias de la normativa. Igualmente se observa una mala unión de las capas y, a consecuencia de ello, una deslaminación cuando se someten a calentamiento. En el caso de utilizar vitrocerámicas con coeficientes de dilatación térmica más elevados se puso de manifiesto igualmente el efecto positivo descrito. Frente a las vitrocerámicas LAS, la fase cristalina principal se conforma como cristal mixto de keatita, por lo cual, entre otras cosas, aumenta el coeficiente de dilatación térmica a aproximadamente \alpha = 1,5 x 10^{-6}/K. De este modo se minimiza la diferencia de dilatación con la capa de cerámica 20.

Una placa de vitrocerámica 10 como superficie de cocción del sistema de cocina descrito reúne, por lo tanto, la superficie de una sola pieza con elevada apariencia óptica y facilidad de limpieza, con una posibilidad para la aplicación directa de un sistema de capas para la calefacción permanentemente estable. La instalación de elevados rendimientos de calefacción al mismo tiempo que la presencia del carácter plano de las zonas de cocción produce un considerable incremento de los rendimientos de cocción en comparación con los sistemas de cocina convencionales.

Claims (10)

1. Sistema de cocina que se basa en el principio de la conducción térmica y comprende una superficie de cocina de una sola pieza de vitrocerámica, la cual presenta al menos una zona de cocción, que se puede calentar individualmente de forma directa por medio de elementos de calefacción colocados en la cara inferior de la placa de vitrocerámica,

caracterizado porque

la placa de vitrocerámica con fases cristalinas principales de tipo cristal mixto de cuarzo puro o cristal mixto de keatita, constituidas principalmente por los componentes Li_{2}-Al_{2}O_{3}-SiO_{2}, tiene un coeficiente de dilatación de \alpha = 0 a 1,8 x 10^{-6}/K y una conductividad térmica < 3 W/mK, y en la cara inferior presenta al menos una zona de cocción,

porque los elementos de calefacción (30) de las zonas de cocción se componen de capas metálicas, y

porque entre la cara inferior (11) de la placa de vitrocerámica (10) se dispone, como capa aislante eléctrica (20), una capa porosa de cerámica.

2. Sistema de cocina según la reivindicación 1, caracterizado porque el coeficiente de dilatación es \alpha = 0 a 1,5 x 10^{-6}/K.

3. Sistema de cocina según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la conductividad térmica asume un valor < 2,7 W/mK.

4. Sistema de cocina según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en el caso de un funcionamiento de cocina con T = 550ºC, la zona de cocción presenta en diagonal un abombamiento < 0,2 mm.

5. Sistema de cocina según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los elementos de calefacción (30) se aplican por proyección térmica, especialmente proyección de plasma atmosférico o proyección de gas frío de aleaciones de base NiCr, aleaciones de base NiAl, aleaciones de base CrFeAl o cermets resistentes a la oxidación, tales como Cr_{3}C_{2}-NiCr o WC-CoCr.

6. Sistema de cocina según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los elementos de calefacción (30) se depositan por serigrafiado a partir de pastas que contienen Ag/Pd con una frita de vidrio.

7. Sistema de cocina según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la capa de cerámica utilizada como capa de aislamiento eléctrico (20) se compone de Al_{2}O_{3}, mullita, cordierita, silicato de circonio o SiO_{2}/TiO_{2}.

8. Sistema de cocina según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la capa de aislamiento (20) está unida mediante finos nervios (21) de partículas primarias de cerámica, con una anchura de aproximadamente 50 a 150 nm, a la cara inferior (12) de la placa de vitrocerámica (10).

9. Sistema de cocina según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los elementos de calefacción (30) están cubiertos por una capa de aislamiento térmico (40) de un material de fibras de silicato.

10. Sistema de cocina según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la capa de vitrocerámica (10) presenta una resistencia específica > 10^{6} \Omega cm y todo el sistema de cocina presenta una resistencia a la fractura > 3750 V según la Norma 60335-1, mientras que la corriente derivada según la Norma 60335-1 es < 0,25 mA por zona de cocción.