ES2322006B1 - Dispositivo de aparato domestico con una plancha de un material transparente al menos parcialmente. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de aparato doméstico con una plancha
de un material transparente al menos parcialmente.
Dispositivo de aparato doméstico con una plancha
(10) de un material transparente al menos parcialmente,
comprendiendo un lado delantero o superior (12) accesible a un
usuario. Para proveer un dispositivo de aparato doméstico según el
género de una función de señales adicional de un modo sensible
ópticamente, se propone que una zona parcial (18) de la plancha (10)
esté provista debajo del lado delantero o superior (12) de material
luminiscente (20).
Description
Dispositivo de aparato doméstico con una plancha
de un material transparente al menos parcialmente.
La invención se refiere a un dispositivo de
aparato doméstico con una plancha de un material transparente al
menos parcialmente según el concepto general de la reivindicación 1
y a un procedimiento para la fabricación de tal plancha según el
concepto general de la reivindicación 14.
En el sector de los aparatos domésticos son
conocidos distintos dispositivos con planchas transparentes al
menos parcialmente. Ejemplos para ello son los cristales de horno y
placas de campo de cocción de campos de cocción por radiación o
campos de cocción por inducción. El material transparente puede ser
por ejemplo un vidrio o una vitrocerámica y estar impreso
parcialmente. Además es conocido imprimir marcaciones a tales
materiales transparentes en zonas parciales, por ejemplo para
visualizar zonas de calentamiento de un campo de cocción o para
conseguir una apariencia típica para el fabricante. En especial en
el sector de los campos de cocción por inducción, para la
superficie de cocción es utilizado de manera predominante vidrio de
cristal debido a la escasa conductividad eléctrica, la escasa
expansión térmica, la gran resistencia a la temperatura y las
excelentes propiedades ópticas.
A pesar de las propiedades ventajosas arriba
mencionadas, todavía existe no obstante más necesidad de desarrollo
en el sector de las planchas de cubierta para campos de cocción por
inducción, por ejemplo en lo referente a la seguridad de
funcionamiento y a las posibilidades de diferenciación óptica.
La invención tiene en especial el objetivo de
proveer dispositivos de aparato doméstico según el género de una
función de señales adicional de un modo sensible ópticamente.
La invención se refiere en especial a un
dispositivo de aparato doméstico con una plancha de un material
transparente al menos parcialmente, comprendiendo un lado delantero
o superior accesible para un usuario.
Se propone que una parte parcial de la plancha
debajo del lado delantero o superior esté provista de material
luminiscente. El material luminiscente puede ser excitado para
iluminar de un modo que resulte razonable al experto y de manera
dependiente del tipo concreto del dispositivo de aparato doméstico,
de manera que la plancha pueda ser provista de una función de
señales adicional. A través de que el material luminiscente no esté
dispuesto sobre el lado superior, que es accesible al usuario, el
material luminiscente está protegido y se pueden evitar un desgaste
o deterioro de una capa del material luminiscente.
Como materiales luminiscentes se consideran
iones paramagnéticos como iones 4f (tierras raras como Pr^{3+},
Er^{3+}, Nd^{3+}, etc.) e iones 3d (metales pesados de
transición como Mn^{2+}, Cr^{3+}, Ni^{2+}, etc.). La síntesis
y caracterización de silicatos, fluorocromatos de estaño y otros
cristales dotados de 4f y 3d fueron estudiadas de manera intensiva
en los últimos años debido a su amplia aplicabilidad en tecnologías
láser, de fibra de vidrio y de comunicación. También la dotación de
cristales de edificios de estos elementos se ha situado últimamente
en el foco de esfuerzos de investigación, lo cual muestra que es
factible una aplicación industrial de las propiedades ópticas de
iones luminiscentes.
Mientras que, según el estado de la técnica, una
vitrocerámica siempre fue dotada de manera homogénea, la invención
propone introducir el material luminiscente sólo en una zona
parcial de la plancha. De esta forma, se puede conseguir una
función de señales especialmente eficaz, a través de la que puede
ser transmitida información diferenciada. Como zona parcial se debe
denominar siempre en este contexto una verdadera zona parcial que
no comprenda la plancha entera.
En un perfeccionamiento de la invención se
propone que el material luminiscente esté introducido en el
material transparente. De esta forma, se puede garantizar una
inclusión segura del material luminiscente, lo que, por una parte,
deteriora el material luminiscente mediante raspaduras o similares y
que, por otra parte, no se salga el material luminiscente.
Se pueden garantizar propiedades del material
ventajosas para el sector de los aparatos domésticos como escasa
conductividad eléctrica y escasa expansión térmica si el material
transparente es un material de vidrio o vitrocéramica, por ejemplo,
el material comercializado con el nombre comercial "Ceran".
El material luminiscente puede ser introducido
de un modo especialmente sencillo en una zona parcial claramente
delimitada si el material luminiscente está impreso sobre un lado
posterior o inferior de la plancha opuesto al lado delantero o
superior. A modo de ejemplo, para la impresión del material
luminiscente se puede utilizar una técnica de serigrafía.
Si el material luminiscente está introducido en
una zona de la plancha que se une directamente a un lado posterior
o inferior opuesto al lado delantero o superior, es decir, está
dispuesto directamente debajo de la superficie del lado posterior o
inferior, por una parte está protegido de un acceso del usuario
desde el lado delantero o superior y, por otra parte, puede ser
introducido de manera sencilla y selectiva en zonas parciales
determinadas, claramente circunscritas. Además, se puede irradiar
al interior radiación electromagnética para la excitación de la
luminiscencia del lado inferior, de manera que se pueda reducir a
una cantidad mínima una atenuación de la radiación por absorción en
el material transparente a través de un corto recorrido que la
radiación deba recorrer en el material transparente.
En un perfeccionamiento de la invención se
propone que el material luminiscente comprenda iones luminiscentes
que estén introducidos en el material transparente mediante un
procedimiento de inserción por láser. A través del procedimiento de
inserción por láser, la zona parcial que está provista del material
luminiscente puede ser adaptada de manera flexible a las necesidades
en la aplicación concreta, de manera que mediante la función de
señales adicional de la plancha pueden ser transmitidas
informaciones claramente definidas que transporten, por ejemplo, un
tratamiento de calor residual, una suspensión de zona de
calentamiento o similares.
De manera alternativa o adicional al
procedimiento de inserción por láser, el material luminiscente
puede estar introducido en cavidades en el lado posterior o
inferior de la plancha. Las cavidades pueden estar configuradas por
ejemplo como agujeros ciegos en especial microscópicos que estén
introducidos en el lado posterior o inferior de la plancha por
ejemplo con un procedimiento de perforación o de procesamiento por
láser. El material luminiscente puede ser sellado contra
influencias del entorno si las cavidades rellenas con el material
luminiscente están cerradas con una capa de protección.
Se propone además que el material luminiscente
contenga iones de tierras raras con electrones de valencia en un
orbital 4f. Tales iones muestran la propiedad que varios fotones
infrarrojos pueden ser convertidos en un fotón visible. Este
fenómeno es conocido como Up-Conversion (conversión
a mayor frecuencia) y puede ser aplicado por ejemplo en campos de
cocción con cuerpos de calentamiento por radiación. Si, por
ejemplo, una zona parcial asignada a una zona de calentamiento de
una plancha de cubierta de un campo de cocción está dotada de iones
Er^{3+}, la radiación de infrarrojos emitida en el funcionamiento
del cuerpo de calentamiento por radiación excitaría los iones
Er^{3+} para la emisión luminiscente de luz verde, de manera que
sería alcanzable un contraste notable con respecto a los cuerpos de
calentamiento por radiación que aparecen habitualmente rojos. De
esta forma se puede aumentar notablemente la llamatividad de la
zona de calentamiento calentada, de manera que se puede configurar
con más efectividad un calentamiento por calor.
Se puede conseguir una excitación selectiva del
material luminiscente, de manera dependiente de una función
deseada, si el dispositivo de aparato doméstico comprende un diodo
luminoso para la excitación de la luminiscencia del material
luminiscente. En especial si el diodo luminoso emite una radiación
ultravioleta, la radiación que excita la luminiscencia puede
permanecer invisible, lo que tiene como consecuencia una apariencia
especialmente clara de la zona parcial luminiscente y, con ello,
mejora el efecto de la señal. El diodo luminoso puede ser accionado,
por ejemplo, a través de una unidad de mando.
Si el dispositivo de aparato doméstico comprende
una unidad de mando y un sensor de temperatura asignado a la zona
parcial, donde la unidad de mando acciona el diodo luminoso de
manera dependiente de una señal del sensor de temperatura, se puede
conseguir un calentamiento por calor residual efectivo.
Incluso si el cuerpo de calentamiento por
radiación ya no genera luz visible, el calor residual de una zona
de calentamiento puede ser visualizado de manera notable a través
del accionamiento del diodo luminoso.
La invención se refiere además a un
procedimiento para la fabricación de una plancha de un material
transparente al menos parcialmente para un dispositivo de aparato
doméstico, donde la plancha comprende un lado delantero o superior
accesible a un usuario.
Para proveer la plancha de una función de
señales adicional, se propone que en una zona parcial debajo del
lado delantero o superior de la plancha sea introducido material
luminiscente en el material transparente.
Según un perfeccionamiento del procedimiento
según la invención, se propone que un polvo con óxidos de iones
luminiscentes sea aplicado en la zona parcial sobre un lado
posterior de la plancha y que, a continuación, la zona parcial sea
calentada de manera local con un láser para difundir los iones
luminiscentes en el interior del material transparente. De este
modo, una zona parcial claramente definida puede ser codificada con
material luminiscente de una forma sencilla, aplicable
industrialmente.
Se propone asimismo que sean incorporados
agujeros en el material transparente en la zona parcial sobre un
lado posterior de la plancha y que el material luminiscente sea
introducido en los agujeros. En una configuración especialmente
ventajosa del procedimiento según la invención, los agujeros son
cerrados con una capa de protección tras la introducción del
material luminiscente. Los agujeros pueden ser introducidos en el
lado posterior de la plancha de un modo configurable de manera
flexible y muy preciso si esto sucede con un láser.
Otras características ventajosas de la invención
se extraen de la siguiente descripción de las figuras. Las figuras,
la descripción y las reivindicaciones contienen numerosas
características combinadas que el experto también considerará por
separado y las reunirá en otras combinaciones convenientes.
Aquí muestran:
Figura 1 muestra un dispositivo de aparato
doméstico configurado como campo de cocción de vitrocerámica con
una plancha de material de vitrocerámica transparente en un
corte,
\newpage
Figura 2 un dispositivo de aparato doméstico con
una plancha según una primera configuración alternativa de la
invención en la que el material luminiscente está introducido en el
material transparente en un procedimiento de inserción por láser,
y
Figura 3 un dispositivo de aparato doméstico
según otra configuración alternativa de la invención, en la cual el
material luminiscente está introducido en cavidades en un lado
posterior en la plancha.
La figura 1 muestra un dispositivo de aparato
doméstico configurado como campo de cocción de vitrocerámica de
inducción con una plancha 10 de material vitrocerámico transparente
en un corte. La plancha 10 cubre un campo de cocción que comprende
cuatro zonas de calentamiento, debajo de cada una de las cuales
están dispuestos cuerpos de calentamiento por inducción no
representados aquí. La plancha 10 representada en la figura 1 puede
ser utilizada también para el cubrimiento de cuerpos de
calentamiento por radiación.
Sobre un lado superior 12 accesible al usuario
pueden ser colocados en el funcionamiento ollas de cocción o
sartenes que pueden ser calentadas mediante los cuerpos de
calentamiento por inducción.
En un lado inferior 14 situado enfrente del lado
superior 12 está dispuesto un sensor de temperatura 16 configurado
como elemento NTC (de coeficiente de temperatura negativo), que
sirve para regular el funcionamiento de los cuerpos de
calentamiento por inducción. El sensor de temperatura 16 está
dispuesto en el centro de una zona parcial anular 18 de la plancha
10, que está provista de material luminiscente 20. El material
luminiscente 20 está impreso sobre el lado inferior 14 de la
plancha 10 en un procedimiento de serigrafía.
El material luminiscente 20 contiene iones de
tierras raras con electrones de valencia en un orbital 4f y, de
hecho, iones Er^{3+}. Los iones Er^{3+} tienen en un su
configuración básica una pluralidad de transiciones ópticas
posibles. Si son excitados iones Er^{3+} de luz ultravioleta con
una longitud de onda de aproximadamente 400 nm, los iones son
excitados del estado básico a estados excitados y, a continuación,
una emisión espontánea de luz verde es generada con una longitud de
onda de 530 nm.
En un lado de la plancha 10 configurada como
placa de campo de cocción de un campo de cocción está dispuesto un
diodo luminoso 22 que emite luz ultravioleta. La luz ultravioleta
es acoplada a las superficies laterales de la plancha 10 formada de
material de vidrio o de vitrocerámica y es conducida mediante
reflexión total por el lado superior 12 y por el lado inferior 14 al
interior de la zona parcial 18 provista de material luminiscente
20. Los iones Er^{3+} absorben la luz ultravioleta del diodo
luminoso 22 y emiten luz verde con la longitud de onda de 530 nm,
donde la zona parcial 18 emite luz verde tan pronto como el diodo
luminoso 22 es encendido.
En otras configuraciones de la invención, la
zona parcial 18 tiene otras formas como líneas, letras o
similares.
El diodo luminoso 22 es accionado por una unidad
de mando 24 que además lee una señal del sensor de temperatura 16.
En una configuración de la invención, la unidad de mando 24 conecta
el diodo luminoso 22 siempre cuando la temperatura captada por el
sensor de temperatura 16 se encuentra por encima de un valor
umbral, por ejemplo 50 o 60ºC.
Las figuras 2 y 3 muestran configuraciones
alternativas de la invención, donde características análogas o que
actúan igual están provistas de los mismos símbolos de referencia.
La siguiente descripción se limita a diferencias con respecto al
ejemplo de realización representado en la figura 1, mientras que en
lo referente a características que permanecen igual se hace
referencia a la descripción de la figura 1.
En los ejemplos de realización representados en
las figuras 2 y 3, el material luminiscente 20 está introducido
cada vez en el material transparente mediante distintos
procedimientos en una zona de la plancha 10 que se une directamente
al lado inferior 14.
En el ejemplo de realización representado en la
figura 2, el material luminiscente 20 está introducido en el
material transparente mediante un procedimiento de inserción por
láser. Para ello, un polvo con iones 4f es aplicado sobre el lado
inferior 14 de la plancha 10. A continuación, la zona parcial
deseada 18 es calentada mucho con un láser. De esta forma, los
iones del material luminiscente 20 se graban en el material de
vitrocerámica de la plancha 10 o, lo que es lo mismo, los iones se
difunden debajo de la superficie del lado inferior 14 del material
de vitrocerámica. El material luminiscente 20 que queda es retirado,
de manera que sólo en la zona parcial escogida 18 y tratada con el
láser queda material luminiscente 20 directamente debajo de la
superficie del lado inferior 14.
La figura 3 muestra otra configuración
alternativa de la invención, en la que una rejilla o retícula de
cavidades pequeñas 26, configuradas como perforaciones de agujero
ciego está incorporada con un láser en el lado inferior 14 de la
plancha 10. A continuación, las cavidades 26 fueron llenadas con el
material luminiscente 20 y las cavidades 26 rellenas con el
material luminiscente 20 fueron cerradas con una capa de protección
28 de vidrio.
La invención no está limitada a la mejora de
planchas de cubierta de campos de cocción, sino que también puede
ser aplicada en otros aparatos domésticos. A modo de ejemplo, es
pensable la utilización en un cristal de horno. Además se pueden
proveer distintas zonas parciales de las planchas de distintos
materiales luminiscentes, que por ejemplo puedan iluminar en
distintos colores y/o puedan ser excitados de una manera diferente
para poder dar distintas señales ópticas de manera selectiva. A
modo de ejemplo, pueden utilizarse iones Pr^{3+} que pueden ser
excitados mediante luz ultravioleta para la emisión de luz amarilla
de longitud de onda de entre 580 y 590 nm. También pueden utilizarse
iones 5f, como Ce^{3+}, que emiten en gran medida luz blanca en
una amplia zona espectral excitados mediante luz ultravioleta.
Iones 4f alternativos son Dy^{3+}, Tm^{3+}, Eu^{3+},
Ho^{3+}, así como composiciones de óxido de tales iones, como
Er_{2}O_{3}, Pr_{2}O_{3}, etc. Otros materiales
luminiscentes que pueden ser utilizados son puntos cuánticos, como
AlAs, GaAs y otros. Tales materiales son convenientes en especial
en relación con la configuración de la invención representada en la
figura 3, en la que están incorporadas pequeñas cavidades 26 en el
lado posterior de la plancha 10.
Para evitar una absorción de la luz ultravioleta
durante el transporte a través de la plancha 10, en otras
configuraciones alternativas de la invención la luz ultravioleta
puede ser irradiada sobre la zona parcial 18 desde el lado inferior
14. Si el material luminiscente 20 fue depositado directamente
debajo del lado inferior 14, incluso con una fuerte atenuación de
la luz ultravioleta en el material transparente se puede garantizar
que una gran parte de la luz ultravioleta alcance el material
luminiscente 20.
La plancha de vitrocerámica según la invención
puede además ejercitar una función de señales también sin
iluminación externa sólo por termoluminiscencia, de manera que
fotones infrarrojos de una fuente de calor pueden excitar el
material luminiscente 20 para la luminiscencia.
Como otro efecto del material luminiscente 20 se
puede utilizar una supresión de la luminiscencia 4f mediante la
temperatura. En algunos materiales luminiscentes, la luminiscencia
desaparece a una temperatura por encima de aproximadamente 160ºC.
Si, por ejemplo, el material luminiscente 20 es aplicado sobre un
lado interior de un cristal de horno, del hecho que la luminiscencia
desaparezca se puede deducir, a modo de ejemplo, que un
precalentamiento del horno está terminado.
- 10
- Plancha
- 12
- Lado superior
- 14
- Lado inferior
- 16
- Sensor de temperatura
- 18
- Zona parcial
- 20
- Material
- 22
- Diodo luminoso
- 24
- Unidad de mando
- 26
- Cavidad
- 28
- Capa de protección.
Claims (18)
1. Dispositivo de aparato doméstico con una
plancha (10) de un material transparente al menos parcialmente,
comprendiendo un lado delantero o superior (12) accesible a un
usuario, caracterizado porque una zona parcial (18) de la
plancha (10) está provista debajo del lado delantero o superior
(12) de material luminiscente (20).
2. Dispositivo de aparato doméstico según la
reivindicación 1, caracterizado porque el material
luminiscente (20) está introducido en el material transparente.
3. Dispositivo de aparato doméstico según una
de las reivindicaciones enunciadas anteriormente,
caracterizado porque la plancha (10) está configurada como
placa de campo de cocción de un campo de cocción.
4. Dispositivo de aparato doméstico según una
de las reivindicaciones enunciadas anteriormente,
caracterizado porque el material transparente es un material
de vidrio o de vitrocerámica.
5. Dispositivo de aparato doméstico según una
de las reivindicaciones enunciadas anteriormente,
caracterizado porque el material luminiscente (20) está
impreso sobre un lado posterior o inferior (14) de la plancha (10)
opuesto al lado delantero o superior (12).
6. Dispositivo de aparato doméstico según una
de las reivindicaciones enunciadas anteriormente,
caracterizado porque el material luminiscente (20) está
introducido en una zona de la plancha (10) que se une directamente
a un lado posterior o inferior (14) opuesto al lado delantero o
superior (12).
7. Dispositivo de aparato doméstico según una
de las reivindicaciones enunciadas anteriormente,
caracterizado porque el material luminiscente (20) comprende
iones luminiscentes que están introducidos en el material
transparente mediante un procedimiento de inserción por láser.
8. Dispositivo de aparato doméstico según una
de las reivindicaciones enunciadas anteriormente,
caracterizado porque el material luminiscente (20) está
insertado en cavidades (26) en un lado posterior o inferior (14) de
la plancha (10) situado opuesto al lado delantero o superior
(12).
9. Dispositivo de aparato doméstico según una
de las reivindicaciones enunciadas anteriormente,
caracterizado porque las cavidades (26) rellenas con el
material luminiscente (20) están cerradas con una capa de protección
(28).
10. Dispositivo de aparato doméstico según una
de las reivindicaciones enunciadas anteriormente,
caracterizado porque el material luminiscente (20) contiene
iones de tierras raras con electrones de valencia en un orbital
4f.
11. Dispositivo de aparato doméstico según una
de las reivindicaciones enunciadas anteriormente,
caracterizado porque el material luminiscente (20) contiene
iones Er^{3+}.
12. Dispositivo de aparato doméstico según una
de las reivindicaciones enunciadas anteriormente,
caracterizado por un diodo luminoso (22) para excitar la
luminiscencia del material luminiscente (20).
13. Dispositivo de aparato doméstico según la
reivindicación 12, caracterizado por un sensor de
temperatura (16) asignado a la zona parcial (18) y por una unidad
de mando (24) para el accionamiento del diodo luminoso (22) de
manera dependiente de una señal de un sensor de temperatura
(16).
14. Procedimiento para la fabricación de una
plancha (10) de un material transparente al menos parcialmente para
un dispositivo de aparato doméstico donde la plancha (10) comprende
un lado delantero o superior (12) accesible a un usuario,
caracterizado porque en una zona parcial (18) de la plancha
(10) debajo del lado delantero o superior (12) de la plancha (10)
es insertado material luminiscente (20) en el material
transparente.
15. Procedimiento según la reivindicación 14,
caracterizado porque un polvo con óxidos de iones
luminiscentes es aplicado en la zona parcial (18) sobre un lado
posterior de la plancha (10) y, a continuación, la zona parcial (18)
es calentada de manera local con un láser para difundir los iones
luminiscentes en el interior del material transparente.
16. Procedimiento según la reivindicación 14,
caracterizado porque en la zona parcial (18) sobre un lado
posterior de la plancha (10) son incorporadas cavidades (26) en el
material transparente y el material luminiscente (20) es
introducido en los agujeros.
17. Procedimiento según la reivindicación 16,
caracterizado porque las cavidades (26) son cerradas con una
capa de protección (28) tras la introducción del material
luminiscente (20).
18. Procedimiento según la reivindicación 16 ó
17, caracterizado porque las cavidades (26) son introducidas
con un láser en el lado posterior de la plancha (10).
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