ES2295140T3 - Sensor de temperatura. - Google Patents
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Abstract
Aparato de cocina que comprende una placa de cocina (2), un calentador radiante (1) situado detrás de la placa de cocina y que incluye por lo menos un elemento de calentamiento (5) y un sensor de temperatura (10) situado entre el por lo menos un elemento de calentamiento y la placa de cocina, comprendiendo el sensor un elemento sensor (13) que tiene un parámetro eléctrico que varía en función de la temperatura y un receptáculo (12) para el elemento sensor, caracterizado porque el receptáculo (12) tiene una primera zona superficial (15) del mismo con una absorción de la radiación térmica elevada con respecto a una segunda zona superficial (16) del mismo, estando situado el sensor (10) con la primera zona superficial (15) del receptáculo encarada sustancialmente hacia la placa de cocina (2) y la segunda zona superficial (16) encarada sustancialmente hacia el por lo menos un elemento de calentamiento (5).
Description
Sensor de temperatura.
La presente invención se refiere a un aparato de
cocina que comprende una placa de cocina, por ejemplo de
vitrocerámica, un calentador radiante situado detrás de la placa de
cocina y que incluye por lo menos un elemento de calentamiento y un
sensor de temperatura.
En dichos calentadores es necesario un sensor de
temperatura, ajustándose dicho sensor de manera que responde cuando
la vitrocerámica alcanza una temperatura predeterminada para
desenergizar el calentador y evitar desperfectos en la
vitrocerámica que de otro modo se producirían si se fuera a superar
dicha temperatura predeterminada durante un periodo prologado de
tiempo.
US-A-5 919 385
describe un aparato de cocina que comprende una placa vitrocerámica,
por lo menos un radiador térmico dispuesto por debajo de la placa,
por lo menos un sensor dispuesto por debajo de la placa en un área
que está protegida de la radiación térmica, para medir la
temperatura en esta área, y un dispositivo para controlar la
potencia de calentamiento en función de señales suministradas por el
sensor.
La forma de sensor de temperatura más usada
comúnmente, a la que en general se hace referencia como limitador
de temperatura, comprende una barra montada en el interior de un
tubo, teniendo la barra un coeficiente de dilatación térmica
significativamente diferente con respecto al tubo. La barra y el
tubo están fijados de forma segura entre sí por un extremo de los
mismos y conectados a un conjunto conmutador por el otro extremo.
El dispositivo está dispuesto en el calentador de modo que el
conjunto de barra y tubo está situado entre el elemento o elementos
de calentamiento en el calentador y la lámina vitrocerámica. Cuando
se hace funcionar el calentador, se produce una dilatación
diferencial entre la barra y el tubo, y el dispositivo se ajusta de
tal manera que a una temperatura predeterminada el conjunto
conmutador se acciona para desenergizar el calentador.
Se conoce la modificación de la sensibilidad del
dispositivo a la radiación térmica mediante la formación del tubo
con un material reflectante o absorbente de la radiación, o
disponiendo un recubrimiento reflectante sobre la superficie del
tubo. Las disposiciones de la técnica anterior dan como resultado
una sensibilidad direccional a la radiación térmica sustancialmente
uniforme alrededor de la circunferencia del tubo.
En lugar del tipo de limitador de temperatura de
dilatación diferencial con la barra dentro del tubo, se han
propuesto también sensores de temperatura en los cuales en el
calentador o en contacto con la lámina vitrocerámica se proporciona
un dispositivo que tiene un parámetro eléctrico que varía en función
de la temperatura. El parámetro se monitoriza de modo que, cuando
se obtiene un valor del mismo correspondiente a una temperatura
predeterminada de la vitrocerámica, el calentador está dispuesto
para desenergizarse.
Dicho sensor de temperatura, cuando se conecta a
una circuitería electrónica de control adecuada, es capaz de
proporcionar un control adaptativo de un calentador con el cual se
use el sensor y resulta ventajoso con respecto al tipo de
dispositivo de dilatación diferencial con la barra dentro del tubo,
el cual se ajusta para realizar la conmutación a una temperatura
predeterminada seleccionada en unas condiciones de abuso del
calentador correspondientes al caso más desfavorable.
El sensor de temperatura puede comprender, por
ejemplo, un dispositivo cuya resistencia eléctrica varíe con la
temperatura, tal como un detector de temperatura con resistencia de
platino o un termistor. Alternativamente, el sensor puede
comprender un dispositivo termoeléctrico, tal como un termopar, que
proporcione una salida de voltaje en función de la temperatura.
Es por lo tanto uno de los objetivos de la
presente invención proporcionar un aparato de cocina el cual
incorpora un sensor de temperatura del tipo que comprende un
dispositivo que tiene un parámetro eléctrico que varía en función
de la temperatura y que presenta una sensibilidad direccional
preferente a la radiación térmica.
Según la presente invención se proporciona un
aparato de cocina que comprende una placa de cocina, un calentador
radiante situado detrás de la placa de cocina y que incluye por lo
menos un elemento de calentamiento y un sensor de temperatura
situado entre el por lo menos un elemento de calentamiento y la
placa de cocina, comprendiendo el sensor un elemento sensor que
tiene un parámetro eléctrico que varía en función de la temperatura
y un receptáculo para el elemento sensor, teniendo el receptáculo
una primera zona superficial del mismo con una absorción de la
radiación térmica elevada con respecto a una segunda zona
superficial del mismo, estando situado el sensor con la primera
zona superficial del receptáculo encarada sustancialmente hacia la
placa de cocina y la segunda zona superficial encarada
sustancialmente hacia el por lo menos un elemento de
calentamiento.
La placa de cocina puede comprender una lámina
vitrocerámica.
El receptáculo puede comprender un único
componente o una pluralidad de componentes y puede tener una forma
en general tubular, por ejemplo de sección transversal
sustancialmente circular, rectangular o elíptica.
En una de las realizaciones, el receptáculo está
provisto de por lo menos una capa superficial para formar la
primera y la segunda zonas superficiales.
Cuando se proporciona una primera o segunda capa
superficial para formar la primera o la segunda zona superficial,
el material que comprende el receptáculo se puede seleccionar y/o
adaptar para formar una segunda o primera zona superficial
correspondiente.
La primera zona superficial del receptáculo
puede comprender, o estar recubierta con un material que tenga una
emisividad de radiación térmica mayor, o una reflectividad de
radiación térmica menor, que un material el cual comprenda, o con
el cual esté recubierta, la segunda zona superficial del
receptáculo.
El receptáculo puede comprender un metal o
aleación resistente al calor, tal como acero inoxidable, formando
una primera parte de su superficie la primera zona superficial,
teniendo sobre ella una segunda parte de su superficie un
recubrimiento de un material que tiene una reflectividad de la
radiación térmica mayor que la primera zona superficial y que
constituye la segunda zona superficial. El material que tiene la
reflectividad de la radiación térmica mayor se puede seleccionar de
entre plata, oro y un material de óxido reflectante tal como óxido
de aluminio.
Alternativamente, el receptáculo puede
comprender un metal o aleación resistente al calor, tal como un
acero inoxidable, formando una primera parte de su superficie la
segunda zona superficial, teniendo sobre ella una segunda parte de
su superficie un recubrimiento de un material que tiene una
emisividad mayor que la segunda zona superficial y que constituye
la primera zona superficial. El material que tiene la emisividad
mayor puede comprender una pintura negra resistente al calor.
Como alternativa adicional, el receptáculo puede
comprender un material cerámico, formando una primera parte de su
superficie la primera o segunda zona superficial, teniendo sobre
ella una segunda parte de su superficie un recubrimiento de un
material que tiene una reflectividad o emisividad mayor o menor que
el material cerámico y que constituye la segunda o primera zona
superficial correspondiente.
El receptáculo puede comprender dos partes, cada
una de ellas por ejemplo de forma semicilíndrica, unidas entre sí y
teniendo unas propiedades diferentes de absorción de la radiación
térmica, de tal manera que una parte tenga una emisividad o
reflectividad de la radiación térmica mayor o menor que la otra,
proporcionando las dos partes la primera y la segunda zonas
superficiales.
El elemento sensor en el receptáculo puede
comprender un detector de temperatura de resistencia, tal como un
detector de temperatura con resistencia de platino, cuya resistencia
eléctrica varía en función de la temperatura.
Para entender mejor la presente invención y para
mostrar más claramente cómo se puede llevar a la práctica la misma,
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 un
calentador eléctrico radiante provisto de un sensor de temperatura
según la presente invención y con un controlador representado
esquemáticamente conectado al mismo;
la Figura 2 es una vista en sección transversal
del calentador de la Figura 1; y
la Figura 3 es una vista lateral ampliada de un
sensor de temperatura según la presente invención mostrado
esquemáticamente en el calentador de la Figura 2.
Haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, se
proporciona un calentador eléctrico radiante 1 para ser dispuesto
detrás de una placa de cocina 2, por ejemplo de material
vitrocerámico. El calentador 1 comprende un plato metálico de
soporte 3 que tiene incluida una capa de base 4 de material térmica
y eléctricamente aislante, por ejemplo de material aislante
microporoso.
Un elemento de calentamiento eléctrico 5 es
soportado sobre la capa de base 4. Tal como se muestra, se
proporciona un único elemento de calentamiento 5 el cual comprende
una cinta metálica corrugada soportada por el borde sobre la capa
de base 4. No obstante, se podría considerar cualquier otra forma de
elemento de calentamiento y se podría proporcionar más de un
elemento de calentamiento.
Un bloque terminal 6, situado en el borde del
plato 3, proporciona la conexión eléctrica del elemento de
calentamiento 5 con una fuente de alimentación 7 por medio de una
forma conocida de controlador 8, para permitir la energización del
elemento de calentamiento 5.
Una pared periférica 9 de material térmicamente
aislante está dispuesta dentro del borde del plato 3 y tiene una
superficie superior que está en contacto con la placa de cocina
2.
Un sensor de temperatura 10, que se describirá
de forma detallada posteriormente, tiene un receptáculo en forma de
barra el cual se extiende desde un borde del plato, a través de una
abertura situada en el mismo, y cruzando parcialmente el
calentador, de tal manera que el receptáculo con forma de barra se
superpone sobre el elemento de calentamiento 5 aunque separado con
respecto a este último. El sensor de temperatura 10 está dispuesto
para proporcionar una salida eléctrica dependiente de la temperatura
hacia el controlador 8, por medio de unos conductores de conexión
11, con lo cual se controla la energización eléctrica del elemento
de calentamiento 5 y se asegura particularmente que la temperatura
de la placa de cocina 2 no supere un nivel de seguridad
predeterminado.
Uno de los requisitos importantes es que el
sensor de temperatura 8 debería seguir a la temperatura de la placa
de cocina 2 antes que verse influido por la radiación directa del
elemento de calentamiento 5. Para lograr esta situación, el sensor
de temperatura se construye tal como se muestra en la Figura 3.
Haciendo referencia a la Figura 3, el sensor de
temperatura 10 comprende un receptáculo tubular 12, en cuyo
interior está situado un elemento sensor 13 que tiene un parámetro
eléctrico que varía en función de la temperatura. El elemento
sensor 13 puede comprender un detector de temperatura de
resistencia, tal como un detector de temperatura con resistencia de
platino, cuya resistencia eléctrica varía en función de la
temperatura. Alternativamente, el elemento sensor 13 podría
comprender un termopar o cualquier otro dispositivo conocido que
tenga un parámetro eléctrico el cual varíe adecuadamente en función
de la temperatura.
El elemento sensor 13 está provisto de
conductores eléctricos 11 los cuales se extienden desde un extremo
del receptáculo 12, estando cerrado adecuadamente el otro extremo
del receptáculo 12. Los conductores 11 están dispuestos para ser
conectados eléctricamente al controlador 8, el cual puede ser un
controlador basado en un microprocesador, tal como se muestra en la
Figura 1.
El receptáculo 12 está adaptado de modo que
tiene una primera zona superficial semicilíndrica 15 la cual está
encarada sustancialmente hacia la placa de cocina 2 y una segunda
zona superficial semicilíndrica 16 la cual está encarada
sustancialmente hacia el elemento de calentamiento 5. Está previsto
que la primera zona superficial 15 presente una absorción de la
radiación térmica alta con respecto a la segunda zona superficial
16. Esto significa que la radiación térmica irradiada de vuelta
desde la cara inferior de la placa de cocina 2 es absorbida
preferentemente por el sensor 10 en comparación con la radiación que
incide directamente sobre el sensor 10 desde el elemento de
calentamiento 5. La radiación absorbida da como resultado un aumento
de la temperatura del elemento sensor 13 y un cambio
correspondiente del parámetro eléctrico del mismo, por ejemplo de
su resistencia eléctrica, la cual es monitorizada por el controlador
8. A una temperatura detectada predeterminada, el controlador 8
actúa de manera que desenergiza el elemento de calentamiento 5.
Como consecuencia de la invención, el sensor de
temperatura 10 proporciona una respuesta más precisa a la
temperatura de la placa de cocina 2.
Las características requeridas de absorción de
la radiación térmica de la primera zona superficial 15 y la segunda
zona superficial 16 del receptáculo 12 del sensor de temperatura 10
se pueden proporcionar de varias formas diferentes.
Por ejemplo, el receptáculo 10 podría comprender
un tubo de un metal o aleación resistente al calor, tal como un
acero inoxidable. Una zona superficial semicilíndrica del material
del tubo forma la primera zona superficial semicilíndrica 15
encarada sustancialmente hacia la placa de cocina 2. La zona
superficial semicilíndrica restante del tubo está recubierta con un
material que tiene una reflectividad mayor, o una absorción menor,
o una emisividad menor de la radiación térmica en relación con la
zona superficial 15 y que proporciona por lo tanto la segunda zona
superficial semicilíndrica 16 encarada sustancialmente hacia el
elemento de calentamiento 5. Se puede proporcionar un recubrimiento
de metal reflectante, tal como plata u oro, o de un óxido
reflectante, tal como óxido de aluminio, para formar la segunda
zona superficial 16.
En lugar de proporcionar un recubrimiento para
formar la segunda zona superficial 16, dicha segunda zona
superficial 16 podría comprender una zona superficial semicilíndrica
del material metálico o de aleación del tubo 10 y la primera zona
superficial semicilíndrica 15 podría comprender un recubrimiento de
un material de reflectividad menor, o absorción mayor, o emisividad
mayor que la segunda zona superficial 16. Uno de dichos
recubrimientos adecuados para formar la primera zona superficial es
una pintura negra resistente al calor.
El receptáculo 10 podría comprender
alternativamente un tubo de material cerámico. Una zona superficial
semicilíndrica del material cerámico del tubo forma la primera zona
superficial semicilíndrica 15 encarada sustancialmente hacia la
placa de cocina 2. La zona superficial semicilíndrica restante del
tubo cerámico está recubierta con un material que tiene una
reflectividad mayor, o una absorción menor, o una emisividad menor
de la radiación térmica en comparación con la zona superficial 15 y
que proporciona por lo tanto la segunda zona superficial
semicilíndrica 16 encarada sustancialmente hacia el elemento de
calentamiento 5. Para formar la segunda zona superficial 16 se
puede proporcionar un recubrimiento de un metal reflectante, tal
como plata u oro.
En lugar de proporcionar un recubrimiento sobre
el tubo cerámico 10 para formar la segunda zona superficial 16,
dicha segunda zona superficial 16 podría comprender una zona
superficial semicilíndrica del material cerámico del tubo 10 y la
primera zona superficial semicilíndrica 15 podría comprender un
recubrimiento de un material de una reflectividad menor, o una
absorción mayor, o una emisividad mayor, que la segunda zona
superficial 16. Uno de dichos recubrimientos adecuados para formar
la primera zona superficial 15 es una pintura negra resistente al
calor.
Con independencia de la naturaleza del material
del receptáculo 10, ya comprenda, por ejemplo, un metal o un tubo
cerámico, ambas zonas superficiales semicilíndricas 15 y 16 podrían
comprender recubrimientos sobre la superficie del tubo. Como parte
de la superficie del tubo se podría proporcionar un recubrimiento
que tenga una absorción elevada de la radiación térmica, tal como
una pintura negra resistente al calor, para formar la primera zona
superficial semicilíndrica 15, y en el resto de la superficie del
tubo se podría proporcionar un recubrimiento que tenga una
reflectividad elevada de la radiación térmica, tal como plata u oro,
o un óxido metálico reflectante, para formar la segunda zona
superficial semicilíndrica 16.
Resultará evidente para los expertos que no es
necesario que el tubo usado para formar el receptáculo 10 sea
cilíndrico, con una sección transversal circular sino que podría
presentar secciones transversales de otras formas tales como
elípticas o rectangulares. Dichas formas no son diferenciables en la
Figura 3 y no es práctico o necesario proporcionar ilustraciones
independientes de las mismas.
También sería posible dotar al receptáculo 10 de
dos partes con propiedades diferentes de absorción o reflexión de
la radiación térmica. Cada una de las partes podría tener una forma
semicilíndrica o similar, proporcionando las zonas superficiales 15
y 16 de la Figura 3 y fijadas de forma segura entre sí por la zona
17.
Claims (16)
1. Aparato de cocina que comprende una placa de
cocina (2), un calentador radiante (1) situado detrás de la placa
de cocina y que incluye por lo menos un elemento de calentamiento
(5) y un sensor de temperatura (10) situado entre el por lo menos
un elemento de calentamiento y la placa de cocina, comprendiendo el
sensor un elemento sensor (13) que tiene un parámetro eléctrico que
varía en función de la temperatura y un receptáculo (12) para el
elemento sensor, caracterizado porque el receptáculo (12)
tiene una primera zona superficial (15) del mismo con una absorción
de la radiación térmica elevada con respecto a una segunda zona
superficial (16) del mismo, estando situado el sensor (10) con la
primera zona superficial (15) del receptáculo encarada
sustancialmente hacia la placa de cocina (2) y la segunda zona
superficial (16) encarada sustancialmente hacia el por lo menos un
elemento de calentamiento (5).
2. Aparato de cocina según la reivindicación 1,
caracterizado porque la placa de cocina (2) comprende una
lámina vitrocerámica.
3. Aparato de cocina según las reivindicaciones
1 ó 2, caracterizado porque el receptáculo (12) comprende un
único componente.
4. Aparato de cocina según las reivindicaciones
1 ó 2, caracterizado porque el receptáculo (12) comprende
una pluralidad de componentes.
5. Aparato de cocina según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
receptáculo (12) tiene una forma en general tubular, por ejemplo,
con una sección transversal seleccionada de entre las secciones
transversales circular, rectangular y elíptica.
6. Aparato de cocina según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
receptáculo (12) está provisto de por lo menos una capa superficial
para formar por lo menos una de entre la primera y la segunda zonas
superficiales (15, 16).
7. Aparato de cocina según la reivindicación 6,
caracterizado porque el receptáculo (12) está provisto de
una primera o segunda capa superficial para formar la primera o la
segunda zona superficial (15, 16) y el material que comprende el
receptáculo se selecciona y/o adapta para formar una segunda o
primera zona superficial correspondiente.
8. Aparato de cocina según las reivindicaciones
6 ó 7, caracterizado porque la primera zona superficial (15)
del receptáculo comprende, o está recubierta con, un material que
tiene una emisividad de radiación térmica mayor, o una
reflectividad de radiación térmica menor, que un material el cual
comprenda, o con el cual esté recubierta, la segunda zona
superficial (16) del receptáculo (12).
9. Aparato de cocina según la reivindicación 8,
caracterizado porque el receptáculo (12) comprende un metal
o aleación resistente al calor, tal como acero inoxidable, formando
una primera parte de su superficie la primera zona superficial
(15), teniendo una segunda parte de su superficie sobre ella un
recubrimiento de un material que tiene una reflectividad de la
radiación térmica mayor que la primera zona superficial y que
constituye la segunda zona superficial (16).
10. Aparato de cocina según la reivindicación 9,
caracterizado porque el material que tiene la reflectividad
de la radiación térmica mayor se selecciona de entre plata, oro y un
material de óxido reflectante, tal como óxido de aluminio.
11. Aparato de cocina según la reivindicación 8,
caracterizado porque el receptáculo (12) comprende un metal
o aleación resistente al calor, tal como acero inoxidable, formando
una primera parte de su superficie la segunda zona superficial
(16), teniendo una segunda parte de su superficie sobre ella un
recubrimiento de un material que tiene una emisividad mayor que la
segunda zona superficial y que constituye la primera zona
superficial (15).
12. Aparato de cocina según la reivindicación
11, en el que el material que tiene la emisividad mayor comprende
una pintura negra resistente al calor.
13. Aparato de cocina según la reivindicación 6,
caracterizado porque el receptáculo (12) comprende un
material cerámico, formando una primera parte de su superficie la
primera o segunda zona superficial, teniendo una segunda parte de
su superficie sobre ella un recubrimiento de un material que tiene
una reflectividad o emisividad mayor o menor que el material
cerámico y que constituye la segunda o primera zona superficial
correspondiente.
14. Aparato de cocina según una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el
receptáculo (12) comprende dos partes unidas entre sí y que tienen
propiedades diferentes de absorción de radiación térmica, de modo
que una parte tiene una emisividad o reflectividad de la radiación
térmica mayor o menor que la otra, proporcionando las dos partes la
primera y la segunda zonas superficiales (15, 16).
15. Aparato de cocina según la reivindicación
14, caracterizado porque cada una de las dos partes del
receptáculo (12) es de forma semicilíndrica.
16. Aparato de cocina según una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
elemento sensor (13) del receptáculo (12) comprende un detector de
temperatura de resistencia, tal como un detector de temperatura con
resistencia de platino, cuya resistencia eléctrica varía en función
de la temperatura.
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