FR2476308A1 - CERAMIC GLASS PLATE COMPRISING A TEMPERATURE MEASURING DEVICE - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une plaque en vitre céramique comprenant un dispositif de contrôle de la température employé dans ure insti2tonde cuisson. The present invention relates to a ceramic glass plate comprising a temperature control device used in a cooking insti2tonde.
Les plaques en vitre céramique deviennent de plus en plus populaires au lieu des plaques comprenant la plaque chaude métallique plus traditionnelle ou élément du type à "anneau à rayonnement" dans des installations de cuisson /chauffage électriques.Les plaques en vitre céramique comprennent généralement une feuille de vitre céramique montée sensiblement horizontalement et constituant la surface supérieure (la surface de travail) de l'installation et dissimulant un ou plusieurs éléments de chauffage montés sous et écartés de la plaque en vitre céramique. Chaque élément chauffe à rayonnement une région en-dessous de la vitre céramique et par conséquent tout ustensile disposé au-dessus en contact avec la surface supérieure de la vitre céramique. Ceramic glass plates are becoming more and more popular instead of plates comprising the more traditional metallic hot plate or "radiation ring" type element in electric cooking / heating installations. Ceramic glass plates generally include a sheet of ceramic glass mounted substantially horizontally and constituting the upper surface (the working surface) of the installation and concealing one or more heating elements mounted under and spaced from the ceramic glass plate. Each element radiantly heats a region below the ceramic glass and therefore any utensil disposed above in contact with the upper surface of the ceramic glass.
La vitre céramique est conçue pour avoir une conductivité céramique élevée dans une direction sensiblement perpendiculaire a sa surface mais une faible conductivité dans d'autres directions et en particulier dans les directions paralleles à ou ayant un composant sensiblement parallèle à sa surface, de sorte qu'une surface localisée de la surface supérieure de la vitre céramique et par conséquent tout ustensile dispos immédiatement au-dessus de celle-ci anErapidement chauffés par une combinaison de rayonnement direct au travers de la vitre céramique et de conduciion thermique provenant de la vitre céramique.The ceramic glass is designed to have a high ceramic conductivity in a direction substantially perpendicular to its surface but a low conductivity in other directions and in particular in directions parallel to or having a component substantially parallel to its surface, so that a localized surface of the upper surface of the ceramic glass and therefore any utensil disposed immediately above it anErapidly heated by a combination of direct radiation through the ceramic glass and thermal conduction from the ceramic glass.
Pour des raisons pratiques cette surface sera désignée ci-après dans la description comme la "surface chaude de la plaque".For practical reasons, this surface will be designated below in the description as the "hot surface of the plate".
Chaque elément de chauffage consiste généralement en une longueur d'une résistance en fil relativement mince qui est enroulé en hélice et partiellement encastre dans une matière isolante convenable se trouvant dans une plaque à collet. Typiquement, 1'héliceestanangée dans la matière isolante selon un modèle, par exemple un modèle en spirale, convenable pour permettre de rayonner une concentration élevée de chaleur sur la surface inférieure de cette zone de la vitre céramique constituant la surface chaude de la plaque. Dans le but de conserwrFs bu caracté- ristiquessentiellg de la vitre céramique, il est nécessaire de limiter la température maximum où le temps passé à des températures supérieures à une température donnée par le fabriquant de la vitre céramique.Il est également nécessaire de prévoir un contrôle thermostatique aux températures plus basses. Dans le but de limiter la température de sécurité maximum de la surface chaude de la plaque et de prévoir un contrôle thermostatique , il est de pratique habituelle de monter un tube réalisé en une matière réfractaire ayant un coefficient de dilatation thermique relativement faible, tel que le quartz ou de la silice fondue, diagonalement au travers d'orifices formés dans le collet de la plaque à collet de telle façon que le tube soit disposé entre l'élément et la surface inférieure de la vitre céramique , mais en contact avec aucun de ceux-ci, dans une extrémité du tube étant fixée une tige ou ruban réalisé en une matière ayant un coefficient de dilatation thermique relativement élevé de sorte que la dilatation thermique différentielle entre le tube et la tige ou ruban à l'autre extrémité du tube est arrange pour rompre un circuit électrique c'est-àdire, directement ou indirectement l'énergie amenée à l'élément, en réponse à des variations de la chaleur rayonnée par l'élément et donc à la température de la surface chaude de la plaque.Ceci constitue un moyen relativement grossier et inefficace de contrôle étant donné qu'implicitement il y a d'un dispositif à 1 'autre un écart de température, parfois aussi élevé que 700C ou davantage pour tout thermostat donné pendant lequel le circuit électrique est rompu , et également de tels thermostats électromécaniques présentent une hytérésis entre l'plumage et l'interruption de l'ordre de 400C. Each heating element generally consists of a length of a relatively thin wire resistor which is helically wound and partially embedded in a suitable insulating material located in a collar plate. Typically, the helix is anganged in the insulating material according to a model, for example a spiral model, suitable for making it possible to radiate a high concentration of heat on the lower surface of this zone of the ceramic glass constituting the hot surface of the plate. In order to conserve the essential characteristics of the ceramic glass, it is necessary to limit the maximum temperature where the time spent at temperatures higher than a temperature given by the manufacturer of the ceramic glass. It is also necessary to provide a control thermostatic at lower temperatures. In order to limit the maximum safety temperature of the hot surface of the plate and to provide a thermostatic control, it is usual practice to mount a tube made of a refractory material having a relatively low coefficient of thermal expansion, such as the quartz or fused silica, diagonally through orifices formed in the collar of the collar plate so that the tube is disposed between the element and the lower surface of the ceramic glass, but in contact with none of those -this, in one end of the tube being fixed a rod or ribbon made of a material having a relatively high coefficient of thermal expansion so that the differential thermal expansion between the tube and the rod or ribbon at the other end of the tube is arranged to break an electrical circuit, that is to say, directly or indirectly the energy supplied to the element, in response to variations in the heat radiated by the element and therefore to the temperature of the hot surface of the plate. This constitutes a relatively crude and ineffective means of control since implicitly there is from one device to the other a temperature difference, sometimes as high as 700C or more for all given thermostat during which the electrical circuit is broken, and also such electromechanical thermostats have a hyteresis between plucking and interruption of the order of 400C.
Pour des raisons de sécurité, il est par conséquent nécessaire de calibrer chaque dispositif pour rompre le circuit à une température plus basse plutôt qu'à une température plus Flevee.Ceci signifie qu'en pratique certaines surfaces chaudes de la plaque ne seront pas capables d'atteindre une température approchant la température de fonctionnement de sécurité maximum théorique, laquelle température théorique dépend de la température maximum de fonctionnement de la vitre céramique.For safety reasons, it is therefore necessary to calibrate each device to break the circuit at a lower temperature rather than at a higher Fleve temperature. This means that in practice some hot surfaces of the plate will not be able to '' reach a temperature approaching the theoretical maximum safety operating temperature, which theoretical temperature depends on the maximum operating temperature of the ceramic glass.
En outre de tels dispositifs sont sensibles aux vibrations et le calibrage subit une variationen vieillissant. In addition, such devices are sensitive to vibrations and the calibration undergoes a variation in aging.
Il est par conséquent un but de la présente invention de réaliser un moyen plus sensible et plus réproductible de réglage de la température de la plaque chaude, permettant ainsi de fixer la température maximum plus Drès de la température de fonctionnement de sécurité maximum de la vitre céramique. It is therefore an object of the present invention to provide a more sensitive and more reproducible means of adjusting the temperature of the hot plate, thus making it possible to fix the maximum temperature more than the maximum safety operating temperature of the ceramic glass. .
Un des principaux avantages des plaques à vitre céramique est la surface lisse et ininterrompue lorsqu'elle est intégrée dans les meubles modernes de cuisine et par conséquent leur facilité de nettoyage. Ce point attrayant serait gâché si aucun moyen d'avertissement n'était prévu pour alerter l'utilisateur que la région de la plaque chaude est toujours chaude après l'interruption , même si des modèles décoratifs sont utilisés pour indiquer les zones de chauffage individuelles. La température élevée n'est pas évidente après que le courant vers les éléments a été coupé et par conséquent la vitre céramique reste potentiellement dangereuse pendant une certaine période de temps considérable par la suite. One of the main advantages of ceramic glass plates is the smooth and uninterrupted surface when integrated into modern kitchen furniture and therefore their ease of cleaning. This attractive point would be wasted if no warning means were provided to alert the user that the hot plate region is still hot after the interruption, even if decorative patterns are used to indicate individual heating zones. The high temperature is not evident after the power to the elements has been cut and therefore the ceramic glass remains potentially dangerous for a considerable period of time thereafter.
Ce problème a été surmonté jusqu'à présent en prévoyant à un endroit convenable une ampoule, de diode au néon ou émettant de la lumière qui est raccordée électriquement pour briller lorsqu'une surface de plaque chaude est chauffée ou maintenue à une température contrôlée thermostatiquement et qui est en outre raccordée à un circuit à action lente de sorte qu'elle continue à briller pendant une période de temps suffisante pour permettre à la surface de la plaque chaude de refroidir jusqu'à une température de sécurité après que l'énergie fournie à l'élément ait été interrompue. Egalement, cependant un tel arrangement est assez grossier et par conséquent il est un autre but de l'invention de prévoir un dispositif pour indiquer avec précision si une plaque chaude est plus chaude qu' une température prédéterminée ou non. This problem has been overcome so far by providing a suitable bulb, neon diode or light emitting diode which is electrically connected to shine when a hot plate surface is heated or maintained at a thermostatically controlled temperature and which is further connected to a slow acting circuit so that it continues to shine for a period of time sufficient to allow the surface of the hot plate to cool to a safe temperature after the energy supplied to the item was interrupted. Also, however, such an arrangement is quite coarse and therefore it is another object of the invention to provide a device for indicating precisely whether a hot plate is hotter than a predetermined temperature or not.
Selon la présente invention, une plaque en vitre céramique comprend , comme dispositif de mesure de la température , un détecteur de température à résistance électrique désignée ci-après pour des raisons pratiques
DTR.According to the present invention, a ceramic glass plate comprises, as a temperature measurement device, an electric resistance temperature detector designated below for practical reasons
DTR.
Le DTR de préférence comprend un passage conducteur de l'électricité comprenant des particules métalliques imprimées ou appliquées autrement sur la surface d'un substrat non conducteur de l'électricité. Dans la présente invention, le DTR ou une pluralité de DTR peut être en contact avec la vitre céramique , dans lequel cas la température de la vitre céramique est surveillée et contrôlée directement, où le DTR peut se trouve en dessous et écarté de la vitre céramique de sorte que la chaleur incidente sur celui-ci est constituée essentiellement par de la chaleur rayonnée provenant de la surface inférieure de la vitre céramique. Lorsque le DTR est en contact avec la vitre céramique, il peut être fixé ou incorporer dans la vitre céramique, oû le substrat non-conducteur peut faire partie de la vitre céramique. The DTR preferably includes an electrically conductive passage comprising metallic particles imprinted or otherwise applied to the surface of an electrically non-conductive substrate. In the present invention, the DTR or a plurality of DTRs can be in contact with the ceramic glass, in which case the temperature of the ceramic glass is directly monitored and controlled, where the DTR can be below and away from the ceramic glass so that the incident heat thereon consists essentially of radiated heat from the lower surface of the ceramic glass. When the DTR is in contact with the ceramic glass, it can be fixed or incorporated in the ceramic glass, where the non-conductive substrate can be part of the ceramic glass.
Lorsqu'une pluralité de DTR (disons par exemple dix ou vingt) sont utilisés en contact avec la vitre céramique, leuls sortiesindividuelles sont réalisées pour obtenir un signal indicatif de la température moyenne de la surface chaude dz la plaque, des moyens d'interruption du courant électrique étant incorporés, si un ou plusieurs DTR indiquent une température anormalement élevée de la vitre céramique, par précaution contre une surchauffe locale et une dégradation conséquente. On préfère cependant disposer le DTR en-dessous et écarté , par exemple de 2,5 cm, de la vitre céramique ot il peut être réalisé pour donner un signal de sortie indiquant avec assez de précision une température moyenne de la surface de la plaque chaude.When a plurality of DTRs (say for example ten or twenty) are used in contact with the ceramic glass, only individual outputs are produced to obtain a signal indicative of the average temperature of the hot surface of the plate, means of interrupting the electric current being incorporated, if one or more DTRs indicate an abnormally high temperature of the ceramic glass, as a precaution against local overheating and consequent degradation. However, it is preferable to place the DTR below and spaced, for example 2.5 cm, from the ceramic glass or it can be produced to give an output signal indicating with sufficient precision an average temperature of the surface of the hot plate. .
Dans ce dernier mode de réalisation, on a trouvé que la disposition du détecteur de température à rés i- stance électrique ou DTR est critique pour permettre de contrôler etroitement la température de la surface de la plaque chaude. On peut faire disposer le DTR dans un creux dans la matière isolante de sorte que la source principale d'énergie thermique incidente sur le DTR soit le rayonnement provenant de la surface inférieure de la feuille de vitre céramique et un rayonnement direct provenant des éléments de chauffage vers le DTR peut être sensiblement évité.Inversément, pour certaines applications,il est a souhaitable de permettre/plus ou moins de rayonnement direct provenant de l'élément de chauffage d'influencer le contrôle de la température via le DTR, dans lequel cas le DTR peut être monté au-dessus de la surface de l'élément isolant , ou bien entendu peut-être partiellement enfoncé dans l'isolant. Selon une autre possibilité, l'élément de chauffage peut être disposé dans un creux dans la matière isolante et le DTR peut être sur ou sensiblement sur la surface de la matière isolante ou l'élément de chauffage et de DTR wuvetêtre chacun partiellement encastrés dans la matière isolante. In this latter embodiment, it has been found that the arrangement of the electric resistance temperature detector or DTR is critical to allow close control of the temperature of the surface of the hot plate. The DTR can be arranged in a hollow in the insulating material so that the main source of thermal energy incident on the DTR is radiation from the lower surface of the ceramic glass sheet and direct radiation from the heating elements. to the DTR can be substantially avoided. Conversely, for certain applications, it is desirable to allow / more or less direct radiation from the heating element to influence the temperature control via the DTR, in which case the DTR can be mounted above the surface of the insulating element, or of course can be partially embedded in the insulating material. Alternatively, the heating element may be disposed in a recess in the insulating material and the DTR may be on or substantially on the surface of the insulating material or the heating element and DTR may be partially embedded in the insulating material.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, une plaque en vitre céramique comprend une plaque à collet contenant une matière isolante réfractaire dans laquelle est partiellement encastrée un élément de chauffage, l'ensemble étant recouvert d'une feuille de vitre céramique écartée de l'élément, un DTR étant disposé par rapport à la matière isolante de telle façon qu 'au moins une partie du parcours de la résistance du DTR peut recevoir le rayonnement directement de la surface inférieure de la vitre et au moins une proportion du ar un la (---cran parcours de la résistance dans le DTR est protégée- nour ne pas recevoir le rayonnement directement de l'élément de chauffage, des connexions électriques convenables étant prévues au travers de la plaque à collet pour fournir du courant électrique à l'élément de chauffage et au DTR. According to a preferred embodiment of the invention, a ceramic glass plate comprises a collar plate containing a refractory insulating material in which is partially embedded a heating element, the assembly being covered with a sheet of ceramic glass separated from the element, a DTR being arranged relative to the insulating material in such a way that at least part of the path of the resistance of the DTR can receive radiation directly from the lower surface of the glass and at least a proportion of the ar the (--- step of the resistance in the DTR is protected- nour not receive radiation directly from the heating element, suitable electrical connections being provided through the collar plate to supply electrical current to the heating element and DTR.
La variation de la résistance du DTR est transformée via un circuit en pont et un amplificateur en un signal utilisé pour contrôler l'énergie fournie à l'élément de chauffage.The variation of the resistance of the DTR is transformed via a bridge circuit and an amplifier into a signal used to control the energy supplied to the heating element.
Des détecteurs de température à résistance électrique convenable (DTR.) sont decrits dans ie brevet du Royaume-Uni No. 1 415 644 et dans le brevet US No. Suitable electrical resistance (DTR) temperature detectors are described in UK Patent No. 1,415,644 and in US Patent No.
4 222 025 et comprennent un substrat réalisé en une matiè- re non-conductrice de l'électricité et portant un parcours en spirak conducteur de l'électricité consistant essentiellement en matière vitreuse fondue chargée de particules conductrices de l'électricité réalsees en un ou plusieurs métaux choisis dans le groupe comprenant l'or , 'larguent, le platine, le rhodium, le ruthénium, 1' iridium r le palladium, le fer, le njce, le cobalt, et le cuivre.4,222,025 and comprise a substrate made of an electrically non-conductive material and carrying an electrically conductive spirak path consisting essentially of molten vitreous material charged with electrically conductive particles produced in one or more metals selected from the group consisting of gold, dump, platinum, rhodium, ruthenium, iridium r palladium, iron, nickel, cobalt, and copper.
Selon une autre possibilité, le parcours conducteur de l'é- lectricité peut être essentiellersnt libre de toute matière
sart3zalee vitreuse et peut comprendre des/cr'nructrices de l'électricité fondues ensemble par chauffage à une température inférieure à leur température de fusion (voir par exemple la publication de la demande de brevet du Royaume-Uni
No. 2 002175R). Alternatively, the conductive path of electricity can be essentially free of all matter
sart3zalee vitreous and may include electric generators melted together by heating to a temperature below their melting temperature (see for example the publication of the United Kingdom patent application
No. 2 002175R).
Les DTR tels que ceux décrits ci-dessus peuvent comprendre un revêtement externe conducteur réalisé à partir d'une toile et peuvent comprendre soit un substrat plat soit un substrat cylindrique. DTRs such as those described above may include a conductive outer coating made from a fabric and may include either a flat substrate or a cylindrical substrate.
L'élément de chauffage,de préférence,comprend une longueur d'une résistance en fil relativement mince enroulé pour former une hélice et disposé sur ou au moins partiellement dans une matière isolante selon un modèle spiralé , par exemple une spirale où un enroulement série. The heating element, preferably, comprises a length of a resistance of relatively thin wire wound to form a helix and disposed on or at least partially in an insulating material according to a spiral pattern, for example a spiral where a series winding.
Un autre mode de réalisation peut comprendre un système de chauffage à base d'un bruleur à gaz à surface". Le
par un écran
DTR est de préférence disposé , convenablement protégé,/dans la région centrale du modèle décrit par l'élément de chauffage.Another embodiment may include a heating system based on a surface gas burner ".
by a screen
DTR is preferably arranged, suitably protected, in the central region of the model described by the heating element.
On a trouve qu'un DTR cylindrique de 200 ohms (résistance nominale à 0 OC) et ayant une longueur de 29 mm et un diamètre de 3 min est satisfaisant pour la présente invention. De tels détecteurs ont un coefficient de température de résistance élevée et reproductible et peuvent par conséquent être utilisés pour contrôler les plaques de vitre céramique avec précision à des températures proches de la température de fonctionnement avec sécurité maximum de la vitre céramique. En outre, une sortie secondaire du circuit en pont peut être utilisée pouralwnr une lampe d'avertissement ou autre dispositif par exemple de telle façon que la lumière brille pendant toute la période où la température de la plaque dépasse une valeur de sécurité prédéterminée. It has been found that a cylindrical DTR of 200 ohms (nominal resistance at 0 OC) and having a length of 29 mm and a diameter of 3 min is satisfactory for the present invention. Such detectors have a high and reproducible resistance temperature coefficient and can therefore be used to control the ceramic glass plates precisely at temperatures close to the operating temperature with maximum safety of the ceramic glass. In addition, a secondary output of the bridge circuit can be used to provide a warning lamp or other device, for example, so that the light shines throughout the period when the temperature of the plate exceeds a predetermined safety value.
On a trouvé que la mise en place du DTR de/maniè- reindiquée où il reçoit la chaleur sensiblement depuis la surface inferieure de la vitre céramique donne un excel lent moyen pour contrôler la température de la surface supérieure de la vitre et que , alors que les méthodes pré cédentes du côntrôle du procédé de cuisson dans de telles applications sont basées sur le principe de la régulation de l'énergie de l'élément de chauffage, l'utilisation de DTRpermet,par l'incorporation dans le circuit de contrôle, d'utiliser un contrôle de température qui permet un contrôle plus précis de la température de la vitre céramique, et également le moyen pour chauffer la vitre céramique à des températures inférieures à la température maximum en une période de temps plus courte qu'il n'est normalement nossible avec le moyen de régulation d'énergie existant à base
de système électromécanique.It has been found that setting up the DTR in a manner indicated where it receives heat substantially from the bottom surface of the ceramic glass provides a slow, excellent excel for controlling the temperature of the upper surface of the glass and that, while the previous methods of controlling the cooking process in such applications are based on the principle of regulating the energy of the heating element, the use of DTRpermet, by incorporating into the control circuit, d '' use a temperature control which allows a more precise control of the temperature of the ceramic glass, and also the means to heat the ceramic glass to temperatures below the maximum temperature in a shorter period of time than is normally not possible with existing energy regulation means based
electromechanical system.
Par conséquent, l'invention comprend également un procédé pour contrôler la température d'une plaque de vitre céramique qui consiste à disposer par rapport à la vitre céramique un détecteur de température à résistance électrique comprenant des particules métalliques imprimées ou appliquées autrement sur la surface d'un substrat non-conducteur de l'électricité, fournir un courant électrique au détecteur et transformer la résistance perdue du détecteur en un signal pour contrôler l'énergie fournie au dispositif de chauffage de la plaque. Consequently, the invention also includes a method for controlling the temperature of a ceramic glass plate which consists in placing, with respect to the ceramic glass, an electrical resistance temperature detector comprising metallic particles printed or otherwise applied to the surface of the glass. 'an electrically non-conductive substrate, supply an electric current to the detector and transform the lost resistance of the detector into a signal to control the energy supplied to the plate heater.
Par "par rapport" on entend l'incorporation du détecteur en contact avec la vitre céramique et également écar\bSta vitre céramique , ces deux modes de réalisation étant décrits dans la description. By "relative" means the incorporation of the detector in contact with the ceramic glass and also screen \ bSta ceramic glass, these two embodiments being described in the description.
Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux articles qui viennent d'être decrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. Of course various modifications can be made by those skilled in the art to the articles which have just been described solely by way of nonlimiting examples without departing from the scope of the invention.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |