FR2502750A3 - ASSEMBLY COMPRISING A TEMPERATURE SENSOR FOR RADIATION ELECTRIC HEATING ELEMENTS - Google Patents
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Abstract
POUR AMELIORER LE COUPLAGE THERMIQUE D'UNE SONDE DE TEMPERATURE 28 AVEC LE CHAUFFAGE D'UNE PLAQUE DE CUISSON A CHAUFFAGE PAR RAYONNEMENT 11 POUR UNE PLAQUE EN VITROCERAMIQUE 14, LA TOLE DE CONDUCTION THERMIQUE 18 EST CONSTITUEE DANS UN MATERIAU COMPOSITE. IL EST CONSTITUE DE DEUX COUCHES SENSIBLEMENT DE MEME EPAISSEUR FORMEES RESPECTIVEMENT DANS UN METAL NON FERREUX AYANT UNE BONNE CONDUCTION THERMIQUE, TEL QUE L'ALUMINIUM, ET EN FER OU EN ACIER. DANS LA ZONE MARGINALE DE L'ELEMENT DE CHAUFFAGE A RAYONNEMENT, LA TOLE DE CONDUCTION 18 EST PARTIELLEMENT EN SAILLIE SUR LE CHAUFFAGE 13 ET VIENT SIMULTANEMENT EN CONTACT AVEC LA FACE INFERIEURE DE LA PLAQUE EN VITROCERAMIQUE 14. LA SONDE EST DISPOSEE EN DEHORS DE L'ELEMENT DE CHAUFFAGE A RAYONNEMENT 11.TO IMPROVE THE THERMAL COUPLING OF A TEMPERATURE SENSOR 28 WITH THE HEATING OF A RADIATION HEATING BAKING PLATE 11 FOR A VITROCERAMIC PLATE 14, THE THERMAL CONDUCTION SHEET 18 IS CONSTITUTED IN A COMPOSITE MATERIAL. IT IS CONSISTING OF TWO LAYERS SENSITIVELY OF THE SAME THICKNESS SHAPED RESPECTIVELY IN A NON-FERROUS METAL HAVING GOOD THERMAL CONDUCTION, SUCH AS ALUMINUM, AND IN IRON OR STEEL. IN THE MARGINAL ZONE OF THE RADIANT HEATING ELEMENT, THE CONDUCTION SHEET 18 IS PARTLY PROJECTED ON THE HEATING 13 AND SIMULTANEOUSLY COMES IN CONTACT WITH THE LOWER FACE OF THE GLASS-CERAMIC PLATE 14. THE PROBE IS ARRANGED OUTSIDE THE RADIATION HEATING ELEMENT 11.
Description
Ensemble comprenant une sonde de temperature pour des éléments deKit comprising a temperature probe for elements of
chauffage électriques)à, rayonnement L';invention concerne un ensemble à sonde de température pour des éléments de chauffage 5lectriques-à-. rayonnement qui sont disposés au-dessous d'une plaque de cuisson constituée, de préférence, en vitrocéramique, comprenant une sonde de température disposée en dehors de la zone de chauffage et une tale de couplage adJacente à la plaque de cuisson et qui est The invention relates to a temperature probe assembly for 5electric-to-heating elements. radiation which are arranged below a hob preferably made of ceramic glass, comprising a temperature probe disposed outside the heating zone and a coupling plate adjoining the hob and which is
en liaison thermoconductrice avec la sonde. in thermoconductive connection with the probe.
Les brevets US.3 612 829 et 3 624 352 font état de US Patents 3,612,829 and 3,624,352 disclose
tôles de couplage qui sont disposées sur un élément de chauf- coupling plates which are arranged on a heating element
10. fage à rayonnement entre le bord du corps isolant supportant les résistances de chauffage et la plaque en vitrocéramique 10. radiation fage between the edge of the insulating body supporting the heating resistors and the glass ceramic plate
et détectent ainsi la température de la plaque en vitrocéra- and thus detect the temperature of the glass-ceramic plate
mique dans la zone marginale. Toutefois, une influence ther- mique in the marginal zone. However, a ther-
mique directe à partir de l'elîment de chauffage à rayonnement n'est guère possible dans ce cas, de sorte que la sonde reliée la toale de couplage ne peut offrir aucune protection contre la surchauffe essentiellement aussi en raison de la faible direct mique from the radiant heating element is hardly possible in this case, so that the probe connected to the coupling plate can not offer any protection against overheating essentially also due to the low
thermomonduction transversale de la plaque en vitrocéramique. transverse heat conduction of the glass ceramic plate.
La demande de brevet DE-OS 27 47 652 décrit une tole de couplage Patent application DE-OS 27 47 652 describes a coupling plate
qui est placée entre une sonde remplie d'un liquide de dila- which is placed between a probe filled with dilution liquid
-2- tation et la plaque en vitrocéramique. Il s'agit ici d'un élément de chauffage à contact dont l'enroulement -2- tation and the ceramic hob. This is a contact heating element whose winding
intérieur est en appui sur le bord de la tôle de cou- interior rests on the edge of the cover sheet
plage. La sonde de température est certes couplée à la température du récipient de cuisson et au chauffage, mais ce dispositif n'est pas prévu pour des éléments de chauffage à rayonnement. Les tôles de couplage sont constituées par des métaux ayant une bonne conduction beach. The temperature sensor is certainly coupled to the temperature of the cooking vessel and to the heating, but this device is not intended for radiant heating elements. The coupling plates consist of metals with good conduction
tels que, par exemple, l'aluminium.such as, for example, aluminum.
Dans les demandes de brevet DE-OS 29 23 884 et In patent applications DE-OS 29 23 884 and
EP-OS 00 21 107, on propose de former la tôle de cou- EP-OS 00 21 107, it is proposed to form the cover sheet
plage sur un dispositif comme mentionné plus haut, de telle manière qu'elle recouvre une partie de la zone marginale de l'élément de chauffage et que dans cette zone, elle -.dhère également à la face inférieure de la plaque en vitrocéramique. Selon la demande de brevet range on a device as mentioned above, in such a way that it covers part of the marginal zone of the heating element and that in this zone, it also lies on the underside of the glass-ceramic plate. According to the patent application
EP-OS 00. 21 107, cette tôle de couplage peut être cons- EP-OS 00. 21 107, this coupling plate can be made
tituée par une tôle d'acier plaquée d'aluminium et dans la zone de chauffe, la surface peut être recouverte d'un vernis réfractaire noir mat agissant comme corps noir formed by a sheet of steel plated with aluminum and in the heating zone, the surface can be covered with a matt black refractory varnish acting as a black body
pour la chaleur rayonnée.for radiated heat.
L'invention se propose de perfectionner un ensem- The invention proposes to improve a set of
ble avec une sonde de température du type indiqué précé- ble with a temperature probe of the type indicated above
demment en vue d'obtenir un meilleur couplage de la sonde de température tant avec la température de la in order to obtain a better coupling of the temperature probe both with the temperature of the
plaque de cuisson qu'avec le chauffage. hob only with heating.
L'invention permet d'atteindre cet objectif par le fait que la tôle de couplage est formée par'une tôle composite constituée de deux couches approximativement de même épaisseur en métal non ferreux bon conducteur et en fer ou en acier réunies ensemble par placage, The invention achieves this objective by the fact that the coupling sheet is formed by a composite sheet made up of two layers of approximately the same thickness of non-ferrous metal which is a good conductor and of iron or steel joined together by plating,
laminage ou analogue, la tôle composite recouvrant par- rolling or the like, the composite sheet covering
tiellement la zone chauffée par l'élément de chauffage à rayonnement. La couche en métal non ferreux sera, de préférence, orientée vers la plaque de cuisson. Le métal non ferreux est de préférence de l'aluminium; dans ce -3- cas, il s'agit d'un aluminium pur relativement doux, qui tout en ayant une bonne conductibilité thermique, peut tially the area heated by the radiation heating element. The layer of non-ferrous metal is preferably oriented towards the hob. The non-ferrous metal is preferably aluminum; in this case, it is a relatively soft pure aluminum, which, while having good thermal conductivity, can
être plaqué aisément par laminage sur des tôles d'acier. be easily plated by rolling on steel sheets.
Du fait que la tôle de couplage recouvre partiel- Because the coupling plate partially covers-
lement la zone chauffée par l'élément de chauffage à rayonnement, de préférence dans une zone marginale, l'influence directe du chauffage est maintenant détectée sur un élément de chauffage à rayonnement. Cependant, les températures sont extraordinairement élevées sur la tôle de couplage, de sorte que cette tôle doit être In the area heated by the radiant heating element, preferably in a marginal area, the direct influence of the heating is now detected on a radiant heating element. However, the temperatures are extraordinarily high on the coupling plate, so this plate must be
constituée en un matériau résistant aux très hautes. made of a material resistant to very high.
températures pour, d'une part, ne pas s'oxyder et, d'autre part, conserver sa forme. C'est pourquoi dans l'ensemble proposé précédemment, elle a été réalisée en une tôle d'acier avec un placage d'aluminium, ce qui signifie que des couches d'aluminium très minces ayant une épaisseur de l'ordre de quelques centièmes à un dixième de millimètre, de préférence 0,05 mm, sont laminées respectivement sur les deux côtés de la tôle d'acier. Cette couche empêche l'oxydation de la tôle en métal ferreux et, grâce à une liaison intermétallique entre l'aluminium et le fer dans cette zone limite mince, temperatures for, on the one hand, not oxidizing and, on the other hand, retaining its shape. This is why in the assembly proposed previously, it was made of a steel sheet with an aluminum plating, which means that very thin layers of aluminum having a thickness of the order of a few hundredths to one tenth of a millimeter, preferably 0.05 mm, are rolled respectively on the two sides of the steel sheet. This layer prevents oxidation of the ferrous metal sheet and, thanks to an intermetallic bond between aluminum and iron in this thin limit zone,
il se forme en cas de réchauffement une couche très sta- a very static layer forms when heated
ble de couleur gris-noir ayant de bonnes propriétés gray-black wheat with good properties
d'absorption pour la chaleur par rayonnement. absorption for radiant heat.
L'utilisation d'autres matériaux, par exemple de métaux non ferreux tels que le laiton, le cuivre ou The use of other materials, for example non-ferrous metals such as brass, copper or
l'aluminium n'avait pas donné de bons résultats en rai- aluminum had not given good results because
son du manque de résistance à la chaleur et à l'oxyda- sound of lack of resistance to heat and oxidation
tion.tion.
Jusqu'à maintenant, le trajet thermique entre la sonde et la résistance de chauffage devait être très long en raison des très hautes températures de l'élément de chauffage à rayonnement, c'est-à-dire que la tôle decouplage devait avoir une conductivité relativement faible. Seulement de cette manière, -4- il était possible de chauffer en un temps court des quantités d'aliments suffisamment importantes sans que le régulateur ne déconnecte entretemps le chauffage. L'influence d'un récipient de cuisson sur le r6gulateur disposé au-dessous de la plaque de cuisson était relativement faibles C'est pourquoi, la sonde de température pouvait très difficilement distinguer si une marmite pleine ou une poêle presque vide, par exemple pour rôtir, se trouvait sur la plaque de cuisson. A cela Until now, the thermal path between the probe and the heating resistor had to be very long due to the very high temperatures of the radiant heating element, i.e. the coupling plate had to have a conductivity relatively small. Only in this way it was possible to heat sufficiently large quantities of food in a short time without the regulator in the meantime disconnecting the heating. The influence of a cooking container on the regulator placed below the cooking plate was relatively weak This is why, the temperature sensor could very difficult to distinguish if a full pot or an almost empty pan, for example for roast, was on the baking sheet. To that
s'ajoute que les températures pour rôtir exigent des ajuste- In addition, temperatures for roasting require adjustments.
ments plus élevés du régulateur, ce qui a pour conséquence que le premier chauffage est alors relativement long et-peut le cas 6chéant conduire à une température de début trop élev6e de la poêle vide. En raison de la conduction thermique lente on a également constaté dans les opérations de réchauffement que la déconnexion du régulatiun intervenait trop tard, ce qui pour les aliments délicats pouvait entraîner un d6pôt higher regulator, which means that the first heating is then relatively long and - if necessary lead to a too high start temperature of the empty pan. Due to the slow thermal conduction, it was also noted in the heating operations that the disconnection of the regulator intervened too late, which for delicate foods could lead to a deposit.
dans la marmite.in the pot.
L'invention a éliminé ces inconvénients. Bien qu'on pou- The invention has eliminated these drawbacks. Although we can
vit supposer qu"un saut de température ne survenait guère dans une tôle composite, l'action de la plaque de cuisson sur le résultat du régulateur est nettement plus grande que saw suppose that a jump of temperature hardly occurred in a composite sheet, the action of the cooking plate on the result of the regulator is clearly greater than
jusqu'alors et il a été possible de supprimer les inconv6- until then and it has been possible to remove the inconv6-
nients décrits. Il est même possible d'utiliser dans ce cas described. It is even possible to use in this case
des matériaux qui ne peuvent pas être exposés aux temp6ra- materials that cannot be exposed to temperatures
tures par rayonnement sans subir des modifications, comme par exemple l'aluminium qui pourrait fondre ou du moins se tures by radiation without undergoing modifications, such as for example aluminum which could melt or at least
défrmer de manière sensible aux températures élevées exi- defrost significantly at high temperatures exi-
stantes. Il est maintenu dans la forme voulue par la tôle d'acier à laquelle il est lié et de par sa mise en place, il est stantes. It is kept in the desired shape by the steel sheet to which it is linked and by its positioning, it is
en outre refroidi par la plaque de cuisson sur le côté orien- additionally cooled by the hob on the east side-
té vers cette dernière et protégé par la tôle d'acier. Le placage d"aluminium mince de la tôle dtacier qui, de préfé_ rence, est également prévu sur l'autre face de celle-ci ne se ccmaporte - 5 - tee to the latter and protected by sheet steel. The thin aluminum plating of the steel sheet which, preferably, is also provided on the other side of it, is not supported - 5 -
pas comme de l'aluminium en raison de la liaison intermétal- not like aluminum because of the intermetal bond-
lique avec le feret c'est pourquoi il peut être exposé in- link with the iron, which is why it can be exposed
tégralement au rayonnement.tralally to radiation.
Lorsqu"on utilise un métal non ferreux relativement doux comme, par exemple, de l'aluminium pur, il n'y a aucun effet bimétallique important pour un dimensionnement correspondant (des épaisseurs approximativement identiques) qui pourrait se traduire pqr le fait que la tôle de couplage qui est à partir du bord, de préférence,'librement en saillie dans la zone de When using a relatively soft non-ferrous metal such as, for example, pure aluminum, there is no significant bimetallic effect for a corresponding dimensioning (approximately identical thicknesses) which could result in the fact that the sheet coupling which is from the edge, preferably, 'freely protruding in the area of
chauffage par rayonnement, s'affaisse en direction du chauf- radiant heating, sags in the direction of heating
fage par rayonnement lorsqu'elle est chauffée. On obtient ainsi une bonne adhérence de la tôle de couplage sur la plaque de cuisson sur toute la plage de températures. Toutefoiî, pour adapter les caractéristiques de réglage, il pourrait, le cas échéant, être souhaitable que la t5le de couplage se soulève de la plaque dans la plage de températures supérieures pour être moins refroidie par la plaque de cuisson et amener une déconnexion plus rapide. Dans ce cas, le choix du matériau fage by radiation when heated. This gives good adhesion of the coupling plate to the hob over the entire temperature range. However, to adapt the adjustment characteristics, it could, if necessary, be desirable for the coupling plate to be lifted from the plate in the higher temperature range in order to be less cooled by the cooking plate and to bring about a quicker disconnection. In this case, the choice of material
pourrait être fait de manière que la tôle de couplage se com- could be done in such a way that the coupling plate
porte comme un bimétal.wears like a bimetal.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention Other advantages and characteristics of the invention
ressortent des revendications secondaires et de la description emerge from the secondary claims and the description
en référence au dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une coupe longitudinale montrant un élément de chauffage avec une sonde de température qui est disposé au-dessous d'une plaque de cuisson en vitrocéramique, la figure 2 est une vue de dessus de l'élément de chauffage (sans plaque de cuisson), et la figure 3 est une coupe de détail à une échelle très agrandit représentant une tôle de couplage et une partie de with reference to the appended drawing, in which: FIG. 1 is a longitudinal section showing a heating element with a temperature probe which is arranged below a glass ceramic hob, FIG. 2 is a top view of the heating element (without cooking plate), and FIG. 3 is a detail section on a very enlarged scale representing a coupling plate and a part of
la plaque de cuisson en vitrocéramique. the ceramic hob.
- 6 -- 6 -
La figure I représente un élément de chauffage 11 con- Figure I shows a heating element 11
stitu6 par une cuvette en tôle aplatie ouverte vers le haut, dans laquelle est logée une isolation 12 également en forme de cuvette qui comporte des rainures hélicoidales pour des r6sistances de chauffage électriques 13 en forme de spires avec une configuration de base ovale plane. Les éléments de set up by a flattened sheet-metal bowl open upwards, in which is housed an insulation 12 also in the form of a bowl which has helical grooves for electrical heating resistors 13 in the form of turns with a basic oval flat configuration. The elements of
chauffage sont appliqués plastiquement par le bas, d'une ma- heaters are applied plastically from below,
nière non représent6e contre la plaque de cuisson 14 en vitro- not shown against the hob 14 in vitro
céramique et forment ainsi le chauffage d'une unité de cuisson. ceramic and thus form the heating of a cooking unit.
Chaque élément chauffe un point de cuisson et ce, essentielle_ ment par rayonnement en raison de l"'écart entre les résistances Each element heats a cooking point, mainly by radiation due to the difference between the resistances
de chauffage 13 et la plaque de cuisson en vitrocéramique 14. 13 and the ceramic hob 14.
L'isolation 12 comporte un bord surélevé 16 dont le côt6 supérieur dépasse légèrement De bord supérieur de la cuvette en tôle 17, dans laquelle elle est logée, et vient ainsi en contact avec le côté inférieur de la céramique en verre. Une tôle de couplage 18 qui a la forme d'une plaque plate munie, de préférence, de moulures(non repr'sentées)pour la stabilité, The insulation 12 has a raised edge 16 whose upper rib6 slightly protrudes from the upper edge of the sheet metal bowl 17, in which it is housed, and thus comes into contact with the lower side of the glass ceramic. A coupling plate 18 which has the form of a flat plate preferably provided with moldings (not shown) for stability,
est placée entre le bord 16 et la plaque de cuisson 14. is placed between the edge 16 and the cooking plate 14.
Ainsi qu'"il ressort de la figure 5, elle est constituée d'"un matériau composite comprenant deux couches 18a, 18b et 18c assembl6es par laminage. La couche 18a orientée vers la plaque de cuisson 14 est en aluminium, savoir en aluminium As shown in FIG. 5, it consists of "a composite material comprising two layers 18a, 18b and 18c assembled by rolling. The layer 18a oriented towards the cooking plate 14 is made of aluminum, namely aluminum.
relativement pur, tandis que la couche suivante 18b est con- relatively pure, while the next layer 18b is con-
stitu6e en t8le d'acier ou de fer de type courant. Sur sa face inf6rieure elle est munie d'un placage d'aluminium 18c qui est finalement recouvert par un revêtement 40 avec un made of standard steel or iron sheet. On its lower face it is provided with an aluminum plating 18c which is finally covered by a coating 40 with a
vernis constituant un corps noir pour la chaleur rayon- varnish constituting a black body for ray heat-
née. Les couches 18a et 18b ont des 6paisseurs de l'ordre d'"un demi millimètre, de préférence entre 0,5 et 0,6 mm, tandis que le placage 18c a une épaisseur inférieure à un dixième de millimètre, de préférence 0,05 mm. Il n'est pas -7-. born. The layers 18a and 18b have thicknesses of the order of "half a millimeter, preferably between 0.5 and 0.6 mm, while the cladding 18c has a thickness of less than one tenth of a millimeter, preferably 0, 05 mm. It is not -7-.
nécessaire que la couche de vernis très minde ait une r6- necessary that the very minde layer of varnish has an r6-
sistance excessive à la chaleur, car après les premières utilisations elle est remplacée par la couche absorbant également les rayonnements, qui est formée par une liaison intermétallique entre le placage d'aluminium 18c et la tôle d'acier 18b. Ainsi le revêtement 40 n'a une importance que excessive heat resistance, because after the first uses it is replaced by the radiation-absorbing layer, which is formed by an intermetallic bond between the aluminum plating 18c and the steel sheet 18b. Thus the coating 40 is only of importance
pour les premières utilisations de la plaque de cuisson. for the first uses of the hob.
La tôle de couplage visible sur la figure 2 a, vue de dessus, essentiellement -une forme en T. La barre du T forme, The coupling sheet visible in FIG. 2 has, seen from above, essentially a T shape. The bar of the T shape,
dans le sens périphérique de l'élément de chauffage essen- in the peripheral direction of the essential heating element
tiellement de forme ciraulaireune zone 19 allongée et lenti- partially circular in shape, an elongated and slow zone 19
forme située au bord de ce dernier et qui comprend également une zone 20 en forme de lentille qui, à partir du bord 16 shape located at the edge of the latter and which also includes a lens-shaped zone 20 which, from the edge 16
pénètre vers l'intérieur dans l'espace chauffée 15 de l'élé- penetrates inward into the heated space 15 of the element
ment de chauffage à rayonnement et recouvre en partie dans la zone marginale quelques résistances de chauffage 13. La partie restante de la zone 19 se trouve entre le bord 16 et radiation heating and partly covers some heating resistors in the marginal zone 13. The remaining part of zone 19 is located between edge 16 and
la plaque de cuisson 14.the hob 14.
Des languettes de fixation élastiques 22,servant a main- Elastic fixing tabs 22, used for hand-
tenir la tôle de couplage 18 sur le bord de la cuvette en hold the coupling plate 18 on the edge of the bowl in
tôle 17, sont prévues sur le bord 21 de la zone 19 qui s'é- sheet 17, are provided on the edge 21 of the zone 19 which extends
tend de l'élément de chauffage 11 vers lextérieur. La tôle de couplage est maintenue en contact étroit avec la plaque tends from the heating element 11 to the outside. The coupling plate is kept in close contact with the plate
de cuisson grâce à cette fixation par emboîtement et au main- cooking thanks to this interlocking fixing and by hand
tien entre le bord 16 et la plaque de cuisson 14. between the edge 16 and the hob 14.
Une section extérieure 24 de la tole de couplage 18 est An outer section 24 of the coupling plate 18 is
en saillie vers l'extérieur sur le bord de l'élément de chauf- projecting outwards on the edge of the heating element
fage. Elle est légèrement décalée vers le bas au moyen d'un repli 25, de sorte qu'elle n'est pas en contact avec la face fage. It is slightly offset downwards by means of a fold 25, so that it is not in contact with the face
0 inférieure de la plaque de cuisson. Elle comporte une sur- 0 bottom of the hob. It includes an over-
face de transfert thermique 27 de forme circulaire orientée -8. - vers le bas, contre laquelle est applique par le bas un bottier à sonde 28 rempli d'un liquide de dilatation qui est relié par l'intermédiaire d'un tube capillaire 29 à un régulateur de température non représenté pour le chauffage de l'élément 11. Cependant, il est également possible d'utiliser une autre sonde de température, par exemple de type heat transfer face 27 of circular shape oriented -8. - downwards, against which is applied from below a probe housing 28 filled with an expansion liquid which is connected via a capillary tube 29 to a temperature regulator not shown for heating the item 11. However, it is also possible to use another temperature probe, for example of the type
électrique. De même, la configuration de la section exté- electric. Similarly, the configuration of the external section
rieure et la position de la sonde de température n'ont au- and the position of the temperature sensor have
cune influence essentielle sur sa fonction. no essential influence on its function.
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