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ES2898954T3 - Cocina vitrocerámica con un sensor infrarrojo - Google Patents

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ES2898954T3
ES2898954T3 ES17150458T ES17150458T ES2898954T3 ES 2898954 T3 ES2898954 T3 ES 2898954T3 ES 17150458 T ES17150458 T ES 17150458T ES 17150458 T ES17150458 T ES 17150458T ES 2898954 T3 ES2898954 T3 ES 2898954T3
Authority
ES
Spain
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glass
ceramic
cooking surface
kitchen
cooking
Prior art date
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Active
Application number
ES17150458T
Other languages
English (en)
Inventor
Birgit Dörk
Matthias Bockmeyer
Thomas Zenker
Evelin Weiss
Gerold Ohl
Martin Taplan
Roland Dudek
Sascha Backes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schott AG
Original Assignee
Schott AG
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Publication date
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Abstract

Cocina (10) con una superficie de cocción vitrocerámica (11) con al menos una zona de cocción (15) y al menos un elemento de calefacción (12) dispuesto bajo la superficie de cocción vitrocerámica (11) en el área de la zona de cocción (15), caracterizada por que preferentemente está dispuesto al menos un sensor infrarrojo (20) en o junto a la cocina (10), por que un área de medición del sensor infrarrojo (20) está orientada a través de la superficie de cocción vitrocerámica (11) hacia la zona de cocción (15), por que el sensor infrarrojo (20) está conectado preferentemente con un sistema electrónico (22), por que el sistema electrónico está diseñado preferentemente para regular la potencia del al menos un elemento de calefacción (12) en función de una señal de partida del sensor infrarrojo (20) y por que la superficie de cocción vitrocerámica (11) se forma como vitrocerámica de aluminosilicato de litio (vitrocerámica de LAS) con los siguientes componentes en la siguiente composición (en porcentaje en peso): Al2O318 - 23 Li2O2,5 - 4,2 SiO260 - 69 ZnO 0 - 2 Na2O + K2O 0,2 - 1,5 MgO 0 - 1,5 CaO + SrO + BaO 0 - 4 B2O30 - 2 TiO22,3 - 4,5 ZrO20,5 - 2 P2O50 - 3 SnO20 - <0,6 Sb2O30 - 1,5 As2O30 - 1,5 TiO2 + ZrO2 + SnO23,8 - 6 preferentemente V2O50,01 - 0,08 Fe2O30,008 - 0,3 y en caso dado otros óxidos colorantes, en suma hasta un máximo de un 1,0 por ciento en peso, presentando la superficie de cocción vitrocerámica (11) en su superficie u orientada hacia su superficie una capa de gradiente (11.4) y un núcleo (11.5) situado por debajo de esta, presentando la superficie de cocción vitrocerámica (11) cristal mixto de keatita (KMK) como fase cristalina predominante en el núcleo (11.5) y cristal mixto de cuarzo de alta calidad (HQMK) como fase cristalina predominante en la capa de gradiente (11.4), y sobrepasando la proporción de fase cristalina de KMK un 50 % de la suma de proporciones de fases cristalinas de KQMK y KMK en una profundidad de 10 μm o más.

Description

DESCRIPCIÓN
Cocina vitrocerámica con un sensor infrarrojo
La invención se refiere a una cocina con una superficie de cocción vitrocerámica con al menos una zona de cocción y al menos un elemento de calefacción dispuesto bajo la superficie de cocción vitrocerámica en el área de la zona de calefacción.
Debido a su baja dilatación térmica, las vitrocerámicas a base de aluminosilicato de litio (LAS) se emplean para muchas aplicaciones en las que se producen temperaturas y diferencias de temperatura elevadas. De este modo, las placas vitrocerámicas se emplean como superficies de cocción de cocinas. La energía para la cocción se proporciona por elementos de calefacción dispuestos bajo la superficie de cocción vitrocerámica. Estos pueden estar diseñados, por ejemplo, como elementos de calefacción por radiación, halógenos o por inducción, pero también como calefactores de resistencia aplicados directa o indirectamente en el lado inferior de la superficie de cocción vitrocerámica. La energía de los elementos de calefacción se transmite a un utensilio de cocina colocado, a modo de ejemplo una cacerola o una sartén, a través de la superficie de cocción vitrocerámica. En especial en función del ajuste de potencia seleccionado, el utensilio de cocina, así como el tipo de elemento de calefacción, también se calienta la superficie de cocción vitrocerámica.
El ajuste de una temperatura deseada del material de cocción se efectúa a través de un ajuste apropiado, realizado manualmente, de la potencia del elemento de calefacción. Para posibilitar una cocción automatizada al menos parcialmente es deseable registrar la temperatura del material de cocción y regular la potencia del elemento de calefacción en función de la temperatura del material de cocción.
Por el documento GB 2072334 es conocida una disposición con un sensor infrarrojo. Una parte de la radiación de calor de un fondo de cacerola se recoge por un reflector de forma apropiada y se conduce directamente, o bien a través de fibras ópticas, al sensor infrarrojo. Según el ejemplo de realización mostrado, la cacerola está sobre un elemento de calefacción de contacto, estando el reflector dispuesto entre las espirales de calefacción y orientado hacia el fondo de la cacerola. Por medio de la radiación infrarroja medida se puede determinar la temperatura del fondo de la cacerola y a partir de esta se puede deducir la temperatura del material de cocción. Con ayuda de un sistema electrónico de potencia, el elemento de calefacción se puede regular en función de la temperatura del material de cocción. La disposición no es apropiada para empleo bajo superficies de cocción vitrocerámicas conocidas actualmente, ya que su transmisión en la zona de longitudes de onda de la radiación térmica emitida por la cacerola es demasiado reducida para posibilitar una medición suficientemente exacta de la temperatura del fondo de la cacerola. Esto se considera en especial para bajas temperaturas del fondo de la cacerola en el intervalo de 70-1502C, como se presentan para procesos culinarios y de cocción habituales.
El documento DE 19856140 A1 da a conocer una cocina controlada por sensor con una superficie de cocción vitrocerámica y elementos de calefacción dispuestos por debajo de la superficie de cocción vitrocerámica. Una unidad de sensor de radiación térmica está orientada hacia el lado inferior de la superficie de cocción vitrocerámica en el área de una zona de cocción y determina la radiación térmica emitida por la superficie de cocción vitrocerámica. La potencia de un elemento de calefacción asignado se controla en función de la radiación térmica medida y, de este modo, de la temperatura de la superficie de cocción vitrocerámica en el área del punto de medición de la unidad de sensor de radiación térmica. Para registrar solo la radiación térmica que parte de la superficie de cocción vitrocerámica, su grado de transmisión en el intervalo de medición espectral de la unidad de sensor de radiación térmica se limita a menos de 30 %, preferentemente a menos de 10 %. Por medio de la temperatura de la superficie de cocción vitrocerámica se deduce la temperatura de un recipiente de cocción colocado y se regula correspondientemente a esta. No obstante, es desfavorable que la relación entre la temperatura de la vitrocerámica y la temperatura del recipiente de cocción es dependiente de muchos factores, a modo de ejemplo de la calidad de una cacerola colocada o del material de cocción a calentar. Por consiguiente, la disposición conduce solo a resultados satisfactorios solo bajo requisitos y especificaciones definidos estrictamente respecto al utensilio de cocina empleado y a los platos preparados.
En el mercado son conocidas superficies de cocción vitrocerámicas en las que los sensores IR están dispuestos por debajo de la vitrocerámica y dentro de la bobina de inducción. Estos sensores IR dispuestos de este modo presentan su máxima sensibilidad en la zona de longitudes de onda menor que 3000 nm.
Por el documento DE 29522310 U1 es conocida una unidad de cocción controlada por infrarrojo para una cocina vitrocerámica. Ligeramente por encima de la cocina está dispuesto un sensor infrarrojo. Este posibilita la medición de la temperatura de la pared de un utensilio de cocción colocado, que se emplea entonces para la regulación de un proceso culinario mediante correspondiente control de un elemento de calefacción. Para tener en cuenta los diferentes coeficientes de emisión de distintos materiales de cacerolas se proponen diversos revestimientos de los utensilios de cocción empleados en el área del punto de medición del sensor infrarrojo. El conocimiento exacto de la temperatura de la pared del utensilio de cocción posibilita una regulación exacta de la temperatura del material de cocción contenido. No obstante, de manera desfavorable, el sensor infrarrojo se debe disponer por encima de la superficie de cocción vitrocerámica. Esto interfiere en la impresión estética de la cocina, así como en las posibilidades de posicionamiento para cacerolas u otros utensilios de cocina sobre la superficie de cocción, o bien el área de trabajo circundante. Además, el sensor infrarrojo que sobresale del plano de trabajo, a modo de ejemplo en la manipulación con cacerolas pesadas, se puede dañar ligeramente. Los sensores infrarrojos plegables propuestos son complicados desde el punto de vista mecánico.
Los documentos WO 2015/068393 A1, DE 19654773 C1 y WO 2008/148529 A1 dan a conocer otras cocinas controladas por sensor con superficies de cocción vitrocerámicas.
La producción de vitrocerámicas apropiadas, así como la aplicación en el área de cocinas, se describe en la bibliografía (por ejemplo "Low Thermal Expansion Glass Ceramics", Editor H. Bach, ISBN 3-540-58598-2). Partiendo de una placa de vidrio verde producida mediante un proceso de fusión y subsiguiente conformado, mediante un tratamiento de temperatura apropiado se efectúa una ceramización del material. En este caso se forman en primer lugar gérmenes sobre los que crecen entonces los denominados cristales mixtos de cuarzo de alta calidad (HQMK) mediante control a través de una curva de temperatura-tiempo apropiada. En contrapartida a la matriz vítrea circundante, estos presentan un coeficiente de dilatación térmica dependiente de la dirección y negativo. En el caso de una relación apropiada entre la fase cristalina y la fase amorfa, de este modo se ajusta un coeficiente de dilatación térmica muy reducido a través de un amplio intervalo de empleo de temperaturas. Las superficies de cocción vitrocerámicas con HQMK como fase cristalina predominante, producidas de este modo y empleadas actualmente de manera predominante, están teñidas de oscuro en la zona visible y presentan una dispersión nula o reducida. Mediante la coloración oscura se impide una visión de la cocina, de modo que esta tiene un efecto negro en la luz incidente. No obstante, a través de la superficie de cocción vitrocerámica se puede ver un elemento de calefacción brillante o un indicador o una fuente lumínica dispuestos bajo la superficie de cocción vitrocerámica. De modo desfavorable, las superficies de cocción vitrocerámicas empleadas actualmente muestran una transmisión demasiado reducida en el intervalo de medición espectral de sensores infrarrojos conocidos para realizar una medición de temperatura óptica apropiada de un fondo de cacerola a través de la vitrocerámica y posibilitar de este modo una regulación automática de un proceso culinario.
Los documentos DE 102009013127 A1 y US 2010/304948 A1 dan a conocer vitrocerámicas de LAS para cocinas.
Es sabido que, con un tratamiento térmico ulterior de la vitrocerámica, los HQMK se pueden transformar en cristales mixtos de keatita (KMK). Los KMK presentan asimismo coeficientes de dilatación térmica negativos dependiendo de la dirección, pero diferentes de los HQMK. Además, las formas de cristales se diferencian en sus propiedades ópticas. Mediante el fuerte crecimiento cristalino en la transformación de HQMK en KMK se forman centros de dispersión, con lo cual se obtiene una vitrocerámica translúcida, o bien opaca. Algunas vitrocerámicas translúcidas u opacas producidas de este modo presentan una transmisión elevada en el intervalo de medición espectral de sensores infrarrojos conocidos, lo que posibilita una determinación de una temperatura del fondo de la cacerola por medio de medición IR a través de la vitrocerámica. De modo desfavorable, los indicadores, o bien elementos de calefacción luminosos dispuestos bajo tal superficie de cocción vitrocerámica no se pueden ver, o solo se pueden ver con bastante imprecisión por un usuario debido a la fuerte dispersión de la superficie de cocción vitrocerámica. En la luz incidente, tales superficies de cocción vitrocerámicas tienen un efecto blanco en la mayor parte de los casos, lo que no es deseable para muchas aplicaciones.
El bajo coeficiente de dilatación térmica, así como las altas temperaturas de empleo, dificultan un pretensado apropiado de la superficie de cocción vitrocerámica. Sin embargo, para obtener la resistencia necesaria, en especial la resistencia al choque y a la rotura por flexión necesaria, las superficies de cocción vitrocerámicas se configuran en grosores de material suficientes a tal efecto. Además, es conocida la previsión de motas en el lado inferior de la superficie de cocción vitrocerámica, cargado predominantemente por tracción en el empleo. Las motas separan las áreas de máxima carga por tracción que se sitúan en los valles de las motas de las de las más fuertes lesiones superficiales como salidas de rotura potenciales, que se forman en los picos de las motas debido a la estructura. De este modo se puede aumentar claramente la resistencia de las superficies de cocción vitrocerámicas. Para las superficies de cocción vitrocerámicas conocidas, esto significa que se pueden cumplir los requisitos de resistencia de la cocina vitrocerámica con una placa vitrocerámica moteada con un grosor de material mayor o igual a 3,8 mm. En este caso, los requisitos de resistencia se predeterminan mediante normas pertinentes, como por ejemplo la norma EN 60335, la norma UL 858 o la norma CSA 22.2.
El grosor de material influye en el flujo de energía a través de la superficie de cocción vitrocerámica en la operación de cocción. Por lo tanto, este tiene un efecto sobre la regulabilidad de un proceso culinario, así como sobre las pérdidas de energía. Por estos motivos, así como para el ahorro de material y energía en la producción de la superficie de cocción vitrocerámica, se desea que este sea lo más fino posible.
Es tarea de la invención poner a disposición una cocina con una superficie de cocción vitrocerámica, que posibilite una regulación sencilla y exacta de un proceso culinario. En este caso, la superficie de cocción vitrocerámica se debe teñir de oscuro en la zona visible, pero se debe realizar no o apenas dispersiva. La invención soluciona de modo sorprendente estos requisitos, contradictorios hasta la fecha.
La tarea de la invención se soluciona con una cocina con una superficie de cocción vitrocerámica con al menos una zona de cocción y al menos un elemento de calefacción dispuesto por debajo de la superficie de cocción vitrocerámica en el área de la zona de cocción, en el que está dispuesto al menos un sensor infrarrojo preferentemente en o junto a la cocina, estando orientada un área de medición del sensor preferentemente infrarrojo a través de la superficie de cocción vitrocerámica hacia la zona de cocción, estando conectado el sensor preferentemente infrarrojo de modo preferente con un sistema electrónico, estando diseñado el sistema electrónico preferentemente para regular la potencia del al menos un elemento de calefacción en función de una señal de partida del sensor infrarrojo y estando formada la superficie de cocción vitrocerámica como vitrocerámica de aluminosilicato de litio (vitrocerámica de LAS) con los siguientes componentes en la siguiente composición (en porcentaje en peso):
Al2O3 18 - 23
Li2O 2,5 - 4,2
SiO2 60 - 69
ZnO 0 - 2
Na2O K2O 0,2 - 1,5
MgO 0 - 1,5
CaO SrO BaO 0 - 4
B2O3 0 - 2
TiO2 2,3 - 4,5
ZrO2 0,5 - 2
P2O5 0 - 3
SnO2 0 - <0,6
Sb2O3 0 - 1,5
As2O3 0 - 1,5
TiO2 ZrO2 SnO2 3,8 - 6
preferentemente V2O5 0,01 - 0,08
Fe2O3 0,008 - 0,3
y en caso dado otros óxidos colorantes, en suma hasta un máximo de un 1,0 por ciento en peso, presentando la superficie de cocción vitrocerámica en su superficie u orientada hacia su superficie una capa de gradiente y un núcleo situado por debajo, presentando la superficie de cocción vitrocerámica cristal mixto de keatita (KMK) como fase cristalina predominante en el núcleo y cristal mixto de cuarzo de alta calidad (HQMK) como fase cristalina predominante en la capa de gradiente, y sobrepasando la proporción de fase cristalina de KMK un 50 % de la suma de proporciones de fases cristalinas de KQMK y KMK en una profundidad de 10 pm o más. A este respecto, para vitrocerámicas teñidas puede ser ventajoso un límite inferior del valor de Fe2Ü3 en 0,03 % en peso.
Una forma de realización especialmente preferente se refiere a una cocina con una superficie de cocción vitrocerámica con al menos una zona de cocción y al menos un elemento de calefacción dispuesto bajo la superficie de cocción vitrocerámica en el área de la zona de cocción, en la que está dispuesto al menos un sensor infrarrojo en o junto a la cocina, estando orientada un área de medición del sensor infrarrojo a través de la superficie de cocción vitrocerámica hacia la zona de cocción, estando conectado el sensor infrarrojo con un sistema electrónico, estando diseñado el sistema electrónico para regular la potencia del al menos un elemento de calefacción en función de una señal de partida del sensor infrarrojo y estando formada la superficie de cocción vitrocerámica como vitrocerámica de aluminosilicato de litio (vitrocerámica de LAS) con los siguientes componentes en la siguiente composición (en porcentaje en peso):
Al2Ü3 18 - 23
Li2O 2,5 - 4,2
SiO2 60 - 69
ZnO 0 - 2
Na2O K2O 0,2 - 1,5
MgO 0 - 1,5
CaO SrO BaO 0 - 4
B2O3 0 - 2
TiO2 2,3 - 4,5
ZrO2 0,5 - 2
P2O5 0 - 3
SnO2 0 - <0,6
Sb2O3 0 - 1,5
As2O3 0 - 1,5
TiO2 ZrO2 SnO2 3,8 - 6
preferentemente V2O5 0,01 - 0,08
Fe2O3 0,008 - 0,3
y en caso dado otros óxidos colorantes, en suma, hasta un máximo de un 1,0 por ciento en peso, presentando la superficie de cocción vitrocerámica
un núcleo y preferentemente
presentando en su superficie u orientada hacia su superficie una capa de gradiente y estando dispuesto el núcleo preferentemente bajo la capa de gradiente,
presentando la superficie de cocción vitrocerámica cristal mixto de keatita (KMK) como fase cristalina predominante en el núcleo y
presentando preferentemente la capa de gradiente cristal mixto de cuarzo de alta calidad (HQMK) como fase cristalina predominante y
sobrepasando la proporción de fase cristalina de KMK un 50 % de la suma de proporciones de fases cristalinas de KQMK y KMK en una profundidad de 10 pm o más,
normalizado respectivamente a una superficie de cocción vitrocerámica de 4 mm de grosor, ascendiendo la máxima proporción de luz dispersa (“neblina”) con una longitud de onda de 470 nm a lo sumo a 15 %, preferentemente a lo sumo a 12 % y/o ascendiendo la máxima proporción de dispersión en una zona de longitudes de onda de 400 nm a 500 nm a lo sumo a 20 %, preferentemente a lo sumo a 17 %. También a este respecto, para vitrocerámicas teñidas puede ser ventajoso un límite inferior del valor de Fe2Ü3 en 0,03 % en peso.
En una forma de realización preferente, la neblina máxima normalizada a una superficie de cocción vitrocerámica de 4 mm de grosor (11) asciende a lo sumo a 6 %, preferentemente a lo sumo 5 %, de modo especialmente preferente a lo sumo 4 %, con una longitud de onda de 630 nm.
En tanto no se haga referencia a otras normas en lo sucesivo, las normas para la determinación de la neblina son, a modo de ejemplo, las normas ISO14782 y ASTM D 1003 para los anteriores datos.
El material vitrocerámico preferente, así como la vitrocerámica de la superficie de cocción vitrocerámica obtenida con este, está preferentemente exento de arsénico y exento de antimonio.
Una forma preferente de realización del material vitrocerámico, así como la vitrocerámica de la superficie de cocción vitrocerámica obtenida con este, contiene preferentemente estaño.
En este caso puede estar previsto preferentemente que el contenido en U2O se sitúe entre 3,0 y 4,2 por ciento en peso. Asimismo, el contenido en TiO2 puede estar limitado a un intervalo de 2,3 a 4,0 por ciento en peso. de modo especialmente preferente, el contenido en Fe2O3 asciende a 0,03 hasta 0,2 por ciento en peso.
La superficie de cocción vitrocerámica producida de este modo presenta una coloración oscura en la zona de longitudes de onda visible con dispersión (neblina) simultáneamente reducida. Por lo tanto, los indicadores se pueden disponer bajo la superficie de cocción vitrocerámica y leer desde su lado superior sin pérdidas por dispersión. La superficie de cocción vitrocerámica muestra además una transmisión elevada frente a vitrocerámicas de LAS conocidas, teñidas de oscuro en la zona visible y no dispersivas o apenas dispersivas, en la zona de longitudes de onda infrarroja, en especial en una zona de longitudes de onda entre 2900 nm y 4200 nm, como se conocía hasta el momento solo para superficies de cocción vitrocerámicas fuertemente dispersivas con proporción de KMK elevada. Mediante esta elevada transmisión en IR, con ayuda del sensor infrarrojo es posible medir la temperatura de un utensilio de cocina colocado sobre la superficie de cocción vitrocerámica en el área de la zona de cocción, a modo de ejemplo una cacerola, también a bajas temperaturas sin contacto y a través de la superficie de cocción vitrocerámica. La temperatura de la cacerola se correlaciona con suficiente exactitud con la temperatura de una comida que se encuentra en esta para posibilitar una operación de cocción automatizada. En tal operación de cocción automatizada, la potencia de un elemento de calefacción de la cocina se regula en función de la señal de medición emitida del sensor infrarrojo, de modo que se ajusta la temperatura del material de cocción deseada. Debido a la elevada transparencia de la superficie de cocción vitrocerámica en la zona de infrarrojo, también a bajas temperaturas del utensilio de cocina, como se producen, a modo de ejemplo, en la cocción continuada, llega suficiente radiación térmica al sensor infrarrojo a través de la superficie de cocción vitrocerámica para poder realizar una medición de temperatura fiable. Por lo tanto, ventajosamente, para posibilitar una regulación exacta de la temperatura del material de cocción no se deben disponer por encima de la cocina ni orientar al utensilio de cocina sensores infrarrojos interferentes.
Además de la verdadera función del sensor infrarrojo, esto es, realizar una operación de cocción automatizada, el sensor también puede identificar el mal funcionamiento de la cocina, a modo de ejemplo en el caso de una cacerola vacía hirviente u olvidada, y el aparato se puede regular o desconectar al alcanzar una temperatura crítica, y en caso dado este puede iniciar una señal de advertencia para el usuario.
Correspondientemente a una variante especialmente preferente de configuración de la invención puede estar previsto que la superficie de cocción vitrocerámica presente un grosor en un intervalo entre 2,8 mm y 4,2 mm, preferentemente entre 2,8 mm y 3,5 mm, de modo especialmente preferente entre 2,8 mm y 3,2 mm. Como se ha mostrado sorprendentemente, la superficie de cocción vitrocerámica en la citada composición y la estructura en capas descrita presenta una resistencia elevada frente a superficies de cocción vitrocerámicas de LAS conocidas. Por lo tanto, se puede reducir el grosor de la superficie de cocción vitrocerámica, que se sitúa habitualmente en 4 mm, cumpliéndose además las especificaciones normalizadas relevantes (EN 60335, UL 858, CSA 22.2) para la resistencia al choque necesaria de cocinas vitrocerámicas. El grosor reducido de la superficie de cocción vitrocerámica conduce a mejoras esenciales respecto a las propiedades de regulación de la cocina. En primer lugar, con menor grosor de vitrocerámica se reducen las pérdidas por absorción en la zona infrarroja. De este modo se puede mejorar la exactitud de la medición sin contacto con ayuda del sensor infrarrojo y de este modo la exactitud de la regulación de temperatura del material de cocción. Simultáneamente se mejora la transmisión de energía mediante radiación térmica de un elemento de calefacción al utensilio de cocina. Se reduce la masa térmica de la vitrocerámica dispuesta entre el elemento de calefacción y el utensilio de cocina colocado. Además, se reduce la diferencia de temperaturas y de este modo la temperatura en el lado inferior de la superficie de cocción vitrocerámica, que son necesarias para transportar una determinada potencia a través de la vitrocerámica mediante conducción de calor. Ambos efectos conducen a que, con una modificación deseada de la temperatura del material de cocción, en la vitrocerámica se debe introducir, o bien se debe descargar de esta una menor cantidad de calor, de modo que resulta un comportamiento de regulación más rápido. Otra mejora del comportamiento de regulación se produce influyendo una modificación de temperatura en el lado inferior de la superficie de cocción vitrocerámica sobre la temperatura del lado superior en el caso de una superficie de cocción más delgada más rápidamente que en el caso de una superficie de cocción más gruesa. Por consiguiente, todos estos efectos conducen a una regulabilidad mejorada de la temperatura del material de cocción en la operación de cocción automática.
El grosor reducido de la vitrocerámica conduce también a pérdidas de energía reducidas, ya que, por un lado, se reducen las pérdidas debidas a la conducción de calor transversal y el almacenamiento en la superficie de cocción vitrocerámica proporcionalmente al grosor ahorrado y, por otro lado, en base a las temperaturas reducidas, en el lado inferior de la vitrocerámica se producen pérdidas menores debidas a conducción de calor, radiación de calor y convección. Por consiguiente, mediante el empleo de una superficie de cocción más delgada se puede influir positivamente tanto sobre el comportamiento de regulación como también sobre las pérdidas de energía.
Una medición exacta sin contacto de la temperatura de un utensilio de cocina colocado por medio de un sensor infrarrojo se puede efectuar si la superficie de cocción vitrocerámica, respecto al grosor de 4 mm, presenta una transmisión mayor que 5 %, preferentemente mayor que 7 %, en el caso de una longitud de onda de 3000 nm y/o si esta presenta una transmisión mayor que 18 %, preferentemente mayor que 24 %, en el caso de una longitud de onda de 3200 nm y/o si esta presenta una transmisión mayor que 37 %, preferentemente mayor que 43 %, en el caso de una longitud de onda de 3400 nm y/o si esta presenta una transmisión mayor que 51 %, preferentemente mayor que 54 %, en el caso de una longitud de onda de 3600 nm.
Para posibilitar una medición sensible de la radiación de calor emitida por un utensilio de cocina y, de este modo, una medición de temperatura exacta, el sensor infrarrojo empleado debe estar adaptado al espectro de emisión del utensilio de cocina y a la ventana de transmisión de la superficie de cocción vitrocerámica. Esto se puede conseguir presentando el sensor infrarrojo una sensibilidad espectral en una zona de longitudes de onda entre 2800 nm y 4400 nm, preferentemente entre 3400 nm y 4000 nm, de modo especialmente preferente en 3600 nm.
Se puede posibilitar una medición de temperatura para el utensilio de cocina producido a partir de diversos materiales diseñándose el sistema electrónico para considerar un coeficiente de emisión de un utensilio de cocina colocado en la regulación de potencia del al menos un elemento de calefacción. El coeficiente de emisión puede estar predeterminado de manera estable en el sistema electrónico, a modo de ejemplo con 1 para un radiador negro o con cualquier otro valor para un radiador gris. No obstante, también puede estar previsto que el coeficiente de emisión se introduzca por un usuario en función de un material de cacerola empleado. Esto se puede efectuar, a modo de ejemplo, mediante la selección de un material de cacerola a partir de una lista predeterminada.
Para conseguir una separación espacial entre el sensor infrarrojo y el elemento de calefacción y prevenir de este modo un sobrecalentamiento del sensor infrarrojo puede estar previsto que la radiación térmica de un utensilio de cocina colocado se lleve al sensor infrarrojo al menos a lo largo de una sección del tramo de transmisión por un conductor para radiación electromagnética. En el caso de un conductor se puede tratar, a modo de ejemplo, de una varilla, a modo de ejemplo de cristal, resistente a la temperatura y altamente transparente en la zona infrarroja, o de fibras correspondientes. Una parte de la radiación de color emitida por el utensilio de cocina se acopla en un extremo en el conductor, se conduce en el conductor mediante reflexión total y se desacopla en el otro extremo hacia el sensor infrarrojo.
Ventajosamente puede estar previsto que el intervalo de medición del sensor infrarrojo esté orientado a un fondo o a una superficie lateral de un utensilio de cocina colocado. Tanto la temperatura del fondo como también la de la superficie lateral se correlacionan convenientemente con la temperatura del material de cocción, de modo que se posibilita una regulación automática de la temperatura del material de cocción. De modo preferente, en el caso de una orientación del intervalo de medición sobre la superficie lateral, el sensor infrarrojo o el correspondiente conductor para radiación electromagnética está dispuesto correspondientemente en diagonal bajo la superficie de cocción vitrocerámica. Mediante esta disposición se absorbe radiación de calor, que penetra de la pared del recipiente del utensilio de cocina colocado fuera de la zona de cocción y, de este modo, en la zona fría a través de la superficie de cocción vitrocerámica. De este modo se pueden evitar interferencias de la medición de temperatura por la radiación de calor irradiada por la propia superficie de cocción vitrocerámica.
De modo especialmente preferente puede estar previsto que la superficie de cocción vitrocerámica se realice con una superficie lisa por ambos lados. Debido a la elevada resistencia de la superficie de cocción vitrocerámica ya no es necesaria una estructura moteada habitual sobre el lado inferior de la vitrocerámica para el aumento de la resistencia. La superficie lisa por ambos lados posibilita una mejor concentración del punto de medición del sensor infrarrojo sobre la superficie del utensilio de cocina colocado, y de este modo una medición más exacta de su temperatura.
Se puede conseguir una regulación más rápida de la temperatura del material de cocción estando dispuesto en un lado inferior de la superficie de cocción vitrocerámica al menos un elemento de calefacción por radiación y/o un elemento de calefacción halógeno y/o un elemento de calefacción por inducción, o formándose el al menos un elemento de calefacción por un calefactor de resistencia eléctrica y estando unidos los circuitos impresos del calefactor de resistencia directa o indirectamente en unión de materiales con la superficie de cocción vitrocerámica.
Es especialmente deseable un proceso de cocción automatizado durante la cocción continuada. En la cocción continuada, la comida se cuece a temperaturas relativamente reducidas durante un intervalo de tiempo más largo. Correspondientemente, también es reducida la temperatura del utensilio de cocina, y con ella la radiación de calor emitida. Sin embargo, debido a la elevada transparencia de la superficie de cocción vitrocerámica en la zona de longitudes de onda infrarroja, también a bajas temperaturas una proporción mensurable de radiación de calor llega a través de la superficie de cocción vitrocerámica al sensor infrarrojo. Para posibilitar una cocción continuada automática puede estar previsto que el sensor infrarrojo y el sistema electrónico se diseñen para una regulación a partir de una temperatura de un utensilio de cocina colocado de al menos 90°C, preferentemente de al menos 70°C.
Se puede conseguir una utilización adicional de la medición de temperatura siendo controlable un aparato eléctrico dispuesto fuera de la cocina, en especial una campana de extracción, en función de la señal del sensor infrarrojo. A modo de ejemplo, así se puede conectar una campana de extracción a partir de una temperatura determinada del utensilio de cocina, o bien del material de cocción. Además, el nivel de potencia de la campana extractora se puede ajustar automáticamente en función de la temperatura del utensilio de cocina, o bien del material de cocción. Para obtener una resistencia elevada de la superficie de cocción vitrocerámica, a modo de ejemplo en el área de una faceta circundante, puede estar previsto que el grosor de la superficie de cocción vitrocerámica esté reducido por zonas y que la capa de gradiente se forme dentro y/o fuera de las áreas con el grosor reducido.
Se puede conseguir una resistencia elevada de superficies de cocción vitrocerámicas curvadas estando deformada la superficie de cocción vitrocerámica con una curvatura y/o tridimensionalmente, y formándose la capa de gradiente dentro y/o fuera de la curvatura y/o de la deformación tridimensional.
Para la realización de mandos o de quemadores de gas pueden estar previstos orificios en la superficie de cocción vitrocerámica. También para la guía de aire de escape y alimentación o el montaje de extracciones puede estar previstas perforaciones o recortes en la superficie de cocción. En estos casos, estos pueden ser redondos, ovalados o redondeados. Para conseguir también aquí una resistencia elevada de la superficie de cocción vitrocerámica que permita reducir su grosor con las ventajas descritas, puede estar previsto que la superficie de cocción vitrocerámica presente al menos una perforación, en especial un orificio, y que la capa de gradiente se forme hasta el borde de la perforación y/o que la capa de gradiente se forme en la pared de la perforación. Estas medidas conducen a una resistencia del borde del orificio. Los orificios se pueden colocar muy cerca entre sí o en el borde de la superficie de cocción vitrocerámica, lo que conduce a nuevas posibilidades de diseño para la cocina. Para poder representar claramente elementos luminosos puede estar previsto que, en cada caso normalizado a una superficie de cocción vitrocerámica de 4 mm de grosor, la máxima proporción de luz dispersa (“neblina”) ascienda a lo sumo a 15 %, preferentemente a lo sumo a 12 %, con una longitud de onda de 470 nm, y/o que la máxima proporción de dispersión en una zona de longitudes de onda de 400 nm a 500 nm ascienda a lo sumo a 20 %, preferentemente a lo sumo a 17 %. La proporción de luz dispersa se determina calculándose la intensidad de la luz dispersada total para una muestra, en el presente caso una muestra de vitrocerámica con un grosor de 4 mm, en una esfera de integración, y comparándose esta con la intensidad original de la radiación de partida. De este modo, la superficie de cocción vitrocerámica de la cocina según la invención se diferencia en especial de superficies de cocción vitrocerámicas conocidas con una proporción elevada de cristal mixto de keatita, que parecen translúcidas a opacas debido a un gran número de centros de dispersión y, por lo tanto, no son apropiadas, al menos para el empleo de indicadores.
A modo de ejemplo, para impedir una luz interferente en los elementos estructurales técnicos de la cocina bajo la superficie de cocción vitrocerámica y para evitar un deslumbramiento a través de elementos de calefacción radiantes, en especial elementos de calefacción halógenos claros, puede estar previsto que, en cada caso normalizado a una superficie de cocción vitrocerámica de 4 mm de grosor, el grado de transmisión lumínica según la norma DIN EN 410, 1998 sea menor o igual a 5 % en la zona de longitudes de onda de 380 nm a 780 nm, determinada para el tipo de luz normalizada D 65, y que el grado de transmisión espectral según la norma DIN 5036-1, 1978-07, determinado en un procedimiento de medición según la norma DIN EN 410, 1998, o bien ISO 15368, 2001 -08, sea preferentemente mayor que 0,2 % a una longitud de onda de 420 nm. En el caso de un grado de transmisión ajustado, la superficie de cocción vitrocerámica tiene un efecto negro en la luz incidente. No obstante, indicadores y elementos luminosos dispuestos bajo la superficie de cocción vitrocerámica se pueden identificar y leer muy claramente a través de la vitrocerámica. También se pueden percibir elementos de calefacción accionados con suficiente claridad.
Además, también es posible emplear la placa vitrocerámica asimismo para una serie de dispositivos diferentes, en los que el paso de calor, unido a un sistema de sensores mejorado, se puede utilizar ventajosamente. A modo de ejemplo, la vitrocerámica se puede emplear como suela en una plancha o como elemento de separación en un tostador, estando dispuesta la placa vitrocerámica entre la calefacción y el espacio útil del tostador o formándose la vitrocerámica como cubierta para una calefacción. Además, también es posible el empleo de tales vitrocerámicas como tapas de quemadores de gas en una cocina de gas o como bandeja de horno.
La invención se explica ulteriormente a continuación por medio de ejemplos de realización y con referencia a las figuras adjuntas. En las figuras, signos de referencia iguales designan elementos iguales o correspondientes. Muestran:
Fig. 1 un primer diagrama con curvas de transmisión de dos vitrocerámicas conocidas,
Fig. 2 un segundo diagrama con curvas de transmisión de una superficie de cocción vitrocerámica conocida y una según la invención, así como curvas de potencia de una radiación de calor emitida por un radiador negro,
Fig. 3 un recorte de una cocina con una superficie de cocción vitrocerámica y un sensor infrarrojo, Fig. 4 la cocina mostrada en la Fig. 3 con una disposición alternativa del sensor infrarrojo,
Fig. 5 la cocina mostrada en las Fig. 3 y 4 con otra disposición del sensor infrarrojo,
Fig. 6 un tercer diagrama de un comportamiento de sobreoscilación en el inicio de cocción de agua como material de cocción,
Fig. 7 un cuarto diagrama para la determinación del tiempo de cocción para agua como material de cocción,
Fig. 8 un quinto diagrama para el comportamiento de enfriamiento de superficies de cocción vitrocerámicas,
Fig. 9 un borde de una superficie de cocción vitrocerámica con una faceta montada en una vista lateral, y
Fig. 10 una superficie de cocción vitrocerámica curvada en una vista lateral.
La Fig. 1 muestra un primer diagrama con curvas de transmisión 54.1,54.2 de dos vitrocerámicas conocidas. A tal efecto, a lo largo de un eje X (50) se representa una longitud de onda en nm y a lo largo de un eje Y (51) se representa una transmisión en porcentaje.
Ambas curvas de transmisión 54.1,54.2 se consideran para vitrocerámicas con un grosor de 4 mm. La primera curva de transmisión 54.1 se asigna a una primera vitrocerámica de LAS teñida y transparente en la zona visible con cristales mixtos de cuarzo de alta calidad (HQMK) como fase cristalina principal, como se distribuye, a modo de ejemplo, bajo el nombre comercial CERAN HIGHTRANS®. La segunda curva de transmisión 54.2 se determinó en una vitrocerámica blanca, opaca, o bien translúcida en la zona visible, con cristales mixtos de keatita (KMK) como fase cristalina principal. Tal vitrocerámica es conocida, a modo de ejemplo, bajo el nombre comercial CERAN ARTICFIRE®.
En una zona de longitudes de onda entre aproximadamente 3000 nm y 4500 nm, la segunda vitrocerámica opaca en la zona visible muestra una transparencia más elevada que la primera vitrocerámica transparente en la zona visible. Una transparencia tan elevada en la zona IR posibilita una medición de temperaturas óptica sin contacto a través de la vitrocerámica en un utensilio de cocina 30 colocado sobre la segunda vitrocerámica, como se muestra en las Figuras 3-5. Esto se efectúa ventajosamente por medio de un sensor infrarrojo 20 apropiado, como se describe más detalladamente en las Figuras 3-5. Con ayuda de tal medición de temperatura se puede realizar una operación de cocción automatizada. Por el contrario, la transparencia de la primera vitrocerámica en la zona entre 3000 nm y 4500 nm no es suficiente para posibilitar una medición de temperatura suficientemente exacta también a bajas temperaturas del utensilio de cocina.
Por consiguiente, con vitrocerámicas conocidas, como se emplean actualmente para las superficies de cocción vitrocerámicas 11 mostradas en las Figuras 3-5, no es posible poner a disposición simultáneamente una superficie de cocción vitrocerámica 11 no dispersiva en la zona visible, teñida de oscuro y transparente, que posibilite la visualización de elementos indicadores dispuestos bajo la vitrocerámica y simultáneamente una medición de temperatura exacta sin contacto por medio de un sensor infrarrojo y, de este modo, una regulación del punto de cocción automatizada.
La Fig. 2 muestra un segundo diagrama con curvas de transmisión 54 de una superficie de cocción vitrocerámica 11 según la invención, así como curvas de potencia 53 de una radiación de calor emitida por un radiador negro a diferentes temperaturas.
Las curvas de transmisión 54 se representan frente al eje X 50 y al eje Y 51, las curvas de conducción 53 frente al eje X 50 y a un segundo eje Y 52. En este caso, en el eje X 50 se representa una longitud de onda en nm, en el eje Y 51 una transmisión en porcentaje y en el segundo eje Y 52 una potencia de radiación por zona de longitudes de onda.
La primera curva de transmisión 54.1 corresponde a una vitrocerámica de LAS conocida, de 4 mm de grosor, teñida de oscuro y no dispersiva en la zona de longitudes de onda visible, como se muestra ya en la Fig. 1. La tercera curva de transmisión 54.3 muestra el comportamiento de transmisión de la primera vitrocerámica conocida con un grosor reducido a 3,2 mm. Una cuarta curva de transmisión 54.4 se midió en una superficie de cocción vitrocerámica 11 según la invención con un grosor 11.3 de 4 mm mostrado en las Figuras 3-5, mientras que una quinta curva de transmisión 54.5 muestra la transmisión dependiente de la longitud de onda de la superficie de cocción vitrocerámica 11 según la invención con un grosor 11.3 de 3,2 mm.
La superficie de cocción vitrocerámica 11 según la invención presenta una composición siguiente, indicada en porcentaje en peso:
ALO3 18 - 23
Li2O 2,5 - 4,2
SiO2 60 - 69
ZnO 0 - 2
Na2O K2O 0,2 - 1,5
MgO 0 - 1,5
CaO SrO BaO 0 - 4
B2O3 0 - 2
TiO2 2,3 - 4,5
ZrO2 0,5 - 2
P2O5 0 - 3
SnÜ2 0 - <0,6
Sb2Ü3 0 - 1,5
AS2O3 0 - 1,5
TÍO2 + ZrO2 + SnO2 3,8 - 6
V2O5 0,01 - 0,08
Fe2O3 0,008 - 0,3
Adicionalmente pueden estar contenidos otros óxidos colorantes hasta una proporción como máximo de 1,0 por ciento en peso. En este caso, la proporción de LhO está limitada preferentemente a un intervalo de 3,0 a 4,2 por ciento en peso, el contenido en TiO2 está limitado preferentemente a un intervalo de 2,3 a 4,0 por ciento en peso y la proporción de Fe2O3 está limitada a 0,03 hasta 0,2 por ciento en peso.
El material vitrocerámico preferente, así como la vitrocerámica de la superficie de cocción vitrocerámica obtenida con este, está preferentemente exento de arsénico y exento de antimonio.
El material vitrocerámico preferente, así como la vitrocerámica de la superficie de cocción vitrocerámica obtenida con este, contiene preferentemente estaño.
Para la producción de la superficie de cocción vitrocerámica 11 según la invención, en primer lugar se funde un vidrio verde en la composición citada anteriormente, se deforma para dar la forma de placa deseada y se corta correspondientemente. Durante un proceso de ceramización subsiguiente se genera un producto intermedio vitrocerámico precristalizado con cristal mixto de cuarzo de alta calidad (HQMK) como fase cristalina predominante. Mediante un paso de transformación de cristal ulterior, la fase de HQMK se transforma parcialmente en una fase de cristal mixto de keatita. Este paso de transformación se efectúa a una temperatura máxima Tmax, que se mantiene durante un tiempo de permanencia predeterminado t(Tmax). Los tiempos de permanencia apropiados y las temperaturas máximas se predeterminan a través de un intervalo de temperaturatiempo que se limita por cuatro rectas. En este caso, las rectas unen vértices del intervalo de temperatura-tiempo con los pares de valores (Tmax = 910°C; t(Tmax) = 25 minutos), (Tmax = 960°C; t(Tmax) = 1 minuto), (Tmax = 980°C; t(Tmax) = 1 minuto) y (T max = 965°C; t(T max ) = 25 minutos).
Mediante la composición y el procedimiento de producción descrito se obtiene una superficie de cocción vitrocerámica 11 con una capa de gradiente 11.4 y un núcleo 11.5 situado por debajo, como se indica en las Figuras 9 y 10. En el núcleo 11.5 se presenta cristal mixto de keatita (KMK) como fase cristalina predominante. La capa de gradiente 11.4 presenta cristal mixto de cuarzo de alta calidad (HQMK) como fase cristalina predominante. Partiendo del área superficial de la superficie de cocción vitrocerámica 11, la proporción de fase cristalina de KMK aumenta un 50 % de la suma de proporciones de fases cristalinas de HQMK y KMK en una profundidad de 10 pm o más. Sobre la capa de gradiente se dispone preferentemente otra capa amorfa.
La superficie de cocción vitrocerámica 11 producida de este modo, con el mismo grosor 11.3, presenta una resistencia elevada frente a superficies de cocción vitrocerámicas 11 conocidas a base de LAS, así como una coloración apropiada en la zona de longitudes de onda visible con una dispersión (neblina) simultáneamente reducida. Como muestra la comparación de la curva de transmisión 54.4 con la primera curva de transmisión 54.1 para superficies de cocción vitrocerámicas 11 de 4 mm de grosor, así como la comparación de la quinta curva de transmisión 54.5 con la tercera curva de transmisión 54.3, la superficie de cocción vitrocerámica 11 según la invención presenta una transparencia claramente más elevada que la primera vitrocerámica conocida en una zona de longitudes de onda entre 2800 nm y 4600 nm. En este caso, ambos tipos de vitrocerámica no representados muestran propiedades comparables respecto a coloración, transparencia y dispersión en la zona visible.
Las curvas de potencia 53 muestran la potencia de radiación de un elemento negro a diferentes temperaturas, referido a una respectiva zona de longitudes de onda. En este caso, el elemento negro representa un utensilio de cocina 30 colocado sobre una superficie de cocción vitrocerámica 11, como se muestra en las Figuras 3 a 5. En este caso, a modo de ejemplo un utensilio de cocina 30 producido a partir de un material de hierro fundido presenta aproximadamente la característica de radiación de un elemento negro. Una primera curva de potencia 53.1 muestra el desarrollo de la potencia de radiación del elemento negro dependiente de la longitud de onda a la temperatura de 70°C. Correspondientemente, una segunda curva de potencia 53.2 muestra el desarrollo a 100°C, una tercera curva de potencia 53.3 muestra el desarrollo a 120°C, una cuarta curva de potencia 53.4 muestra el desarrollo a 150°C, una quinta curva de potencia 53.5 muestra el desarrollo a 180°C y una sexta curva de potencia 53.6 muestra el desarrollo a 200°C.
La Fig.3 muestra un recorte de una cocina 10 con una superficie de cocción vitrocerámica 11 y un sensor infrarrojo 20.
Un elemento de calefacción 12, que se realiza como elemento de calefacción por radiación en el presente ejemplo de realización, se comprime por medio de elementos elásticos 13, que se apoyan en un fondo de la cocina 14, contra un lado inferior 11.2 de la superficie de cocción vitrocerámica 11. El elemento de calefacción 12 presenta una espira de calefacción 12.2, así como un limitador de temperatura de protección 12.1. El limitador de temperatura de protección 12.1 interrumpe la alimentación de corriente hacia la espira de calefacción 12.2 cuando la temperatura de la superficie de cocción vitrocerámica 11 sobrepasa un valor umbral predeterminado. El elemento de calefacción 12 define un intervalo de calefacción que está marcado en un lado superior 11.1 de la superficie de cocción vitrocerámica 11 como zona de calefacción 15. El utensilio de cocina 30 se coloca en el presente caso en forma de una cacerola en el área de la zona de calefacción 15 con su fondo 30.2 sobre la superficie de cocción vitrocerámica 11. El utensilio de cocina 30 está cargado parcialmente con un material de cocción 31, en el ejemplo de realización mostrado con agua. La pared del utensilio de cocina 30 forma hacia fuera una superficie lateral circundante 30.1. A través del elemento de calefacción 12 se calienta el utensilio de cocina 30 y el material de cocción 31 almacenado en este, como se simboliza a través de un flujo de energía 41 representado. En este caso, el flujo de energía 41 se compone predominantemente de la energía de radiación emitida por la espira de calefacción 12.2, así como la energía transmitida por conducción de calor en el área de la superficie de cocción vitrocerámica 11. En el caso de transmisión de energía del elemento de calefacción 12 al utensilio de cocina 30 se producen pérdidas de energía 42, como se muestra en este caso en el ejemplo de una conducción de calor transversal dentro de la superficie de cocción vitrocerámica 11. La superficie de cocción vitrocerámica 11 presenta un grosor 11.3 marcado mediante una doble flecha. En este ejemplo, esta está pegada con un pegamento flexible 16.1 en un marco 16 de la cocina 10. El marco 16 está unido al fondo de la cocina 14.
Dentro de la cocina 10 y por debajo del elemento de calefacción 12 está dispuesto el sensor infrarrojo 20. Un área de medición del sensor infrarrojo 20 se conduce al fondo del elemento de calefacción a través de una correspondiente escotadura y a través de la superficie de cocción vitrocerámica 11 en el área de la zona de calefacción 15. De este modo, la radiación de calor 40 que parte desde el fondo 30.2 del utensilio de cocina 30 colocado en la zona de calefacción 15 puede llegar al sensor infrarrojo 20. Puede estar previsto, no representado, que la radiación de calor 40 del utensilio de cocina 30 se conduzca al sensor infrarrojo 20 dentro de un área ensombrecida hacia el entorno. De este modo se evitan influencias interferentes debidas a radiación ajena.
El sensor infrarrojo 20 está conectado a un sistema electrónico 22 a través de una línea de señal 21. El sistema electrónico 22 abastece el elemento de calefacción 12 de energía eléctrica a través de una conexión por cable 23.
En la operación de cocción se calienta el utensilio de cocina 30. De este modo aumenta la potencia de la radiación de calor 40 emitida por el utensilio de cocina 30, como se muestra en la Figura 2 mediante las curvas de potencia 53 correspondientemente a la ley de radiación de Planck para un elemento negro. La radiación de calor 40 se recibe por un sensor infrarrojo 20 y se transforma en una señal de medición preferentemente proporcional. Esta señal de medición se conduce al sistema electrónico 22 a través de la línea de señal. El sistema electrónico 22 regula la emisión de potencia en el elemento de calefacción 12, de modo que se ajusta una temperatura deseada del fondo 30.2 del utensilio de cocina 30. Debido a las buenas propiedades de conducción térmica de los materiales empleados para utensilios de cocina 30, la temperatura del utensilio de cocina 30 se correlaciona convenientemente con el material de cocción 31 que se encuentra en este. Por consiguiente, la disposición posibilita un circuito de regulación en el que se puede regular automáticamente una temperatura deseada del material de cocción 31.
El sensor infrarrojo 20 empleado presenta su máxima sensibilidad en una zona de longitudes de onda entre 2800 nm y 3200 nm. En esta zona de longitudes de onda, como se muestra mediante las curvas de potencia 53 representadas en la Figura 2, la potencia de la radiación de calor emitida por el utensilio de cocina 30 a bajas temperaturas es aún muy reducida. Si la superficie de cocción vitrocerámica 11 está formada por la primera vitrocerámica conocida con un grosor 11.3 de 4 mm, la superficie de cocción vitrocerámica 11 presenta una absorción elevada en la zona de recepción del sensor infrarrojo 20, como se muestra mediante la primera curva de transmisión 54.1 correspondiente en la Fig. 2. Por consiguiente, se absorbe una proporción elevada de la radiación de calor 40, de por sí reducida, que parte del utensilio de cocina 30. Por consiguiente, con el empleo de la segunda vitrocerámica conocida no es posible una medición de la temperatura del utensilio de cocina 30 y, de este modo, del material de cocción 31. Una reducción del grosor 11.3 de la superficie de cocción vitrocerámica 11 a 3,2 mm conduce en este caso a una mejora, como se puede observar por medio de la tercera curva de transmisión 54.3. No obstante, una superficie de cocción vitrocerámica 11 producida a partir de material de vitrocerámica conocido en este grosor reducido 11.3 ya no cumple los requisitos correspondientes a las normas relevantes (por ejemplo, EN 60335, UL 858, CSA 22.2) respecto a la resistencia al choque necesaria.
Como se muestra en la Figura 2 mediante la cuarta curva de transmisión 54.4, la superficie de cocción vitrocerámica 11 presenta una transmisión claramente mejorada frente a la vitrocerámica conocida en el área de máxima sensibilidad del sensor infrarrojo 20 empleado.
Por consiguiente, en tal superficie de calefacción vitrocerámica 11 según la invención, también con un grosor 11.3 de las superficies de cocción vitrocerámicas 11 de 4mm y a bajas temperaturas del utensilio de cocina 30, una cantidad suficiente de radiación de calor 40 llega del utensilio de cocina 30 al sensor infrarrojo 20 para posibilitar una regulación de temperatura exacta y fiable. Según la invención, el comportamiento de respuesta del sensor infrarrojo 20 se puede mejorar además reduciéndose el grosor 11.3 de la superficie de cocción vitrocerámica 11 según la invención a 3,2 mm en el ejemplo de realización mostrado. Esto se muestra mediante la quinta curva de transmisión 54.4 en la Figura 2. Mediante la resistencia elevada de la superficie de cocción vitrocerámica 11 según la invención, esta cumple los requisitos respecto a la resistencia al choque a alcanzar también con un grosor 11.3 de 3,2 mm.
La superficie de cocción vitrocerámica 11 según la invención posibilita realizar con elevada precisión y sensibilidad una medición de temperatura sin contacto de un utensilio de cocina 30 colocado sobre la superficie de cocción vitrocerámica 11 en la zona de infrarrojo, aproximadamente entre 3000 nm y 4500 nm. Simultáneamente se conserva la impresión estética de una superficie de cocción vitrocerámica 11 teñida de oscuro, no dispersiva. De este modo, por una parte, se pueden disponer indicadores bajo la superficie de cocción vitrocerámica 11 de modo conocido. Por otra parte, se posibilita una operación de cocción automatizada. Esta se posibilita también para el intervalo de temperaturas de la cocción continuada, especialmente interesante. En la cocción continuada, el material de cocción 31 se cuece a temperaturas relativamente reducidas. Las temperaturas del utensilio de cocina 30 a registrar con el sensor infrarrojo 20 se sitúan en este caso en un intervalo de 70°C a 150°C. Como se muestra mediante la primera curva de potencia 53.1, la potencia de la radiación de calor 40 emitida a una temperatura de recipiente de 70°C es muy reducida en la zona de longitudes de onda en la que el sensor infrarrojo 20 presenta su máxima sensibilidad. No obstante, en el caso de empleo de una superficie de cocción vitrocerámica 11 según la invención con un grosor 11.3 reducido a 3,2 mm, la radiación de calor 40 irradiada al sensor infrarrojo 20 es suficiente para obtener una señal de medición segura y reproducible.
La Fig. 4 muestra la cocina 10 representada en la Fig. 3 con una disposición alternativa del sensor infrarrojo 20. El sensor infrarrojo 20 está dispuesto dentro de la cocina 10 lateralmente al elemento de calefacción 12. Un conductor 24 para radiación electromagnética se hace pasar del sensor infrarrojo 20 al lado inferior 11.2 de la superficie de cocción vitrocerámica 11. En el lado de la superficie de cocción vitrocerámica 11, el conductor 24 está orientado de modo que una superficie de entrada para la radiación de calor 40 esté dispuesta directamente o a una pequeña distancia con el lado inferior 11.2 de la superficie de cocción vitrocerámica 11. De este modo, la radiación de calor 40 que parte del fondo 30.1 del utensilio de cocina 30 llega al conductor 24 a través de la superficie de cocción vitrocerámica 11 y la superficie de entrada. El conductor 24 está diseñado de modo que la radiación de calor 40 se lleva al conductor 24 mediante reflexión total. A tal efecto, el conductor 24 está hecho de un material altamente transparente para radiación infrarroja. Como en el ejemplo de realización mostrado, el conductor 24 se puede realizar en forma de varilla o en forma de fibras ópticas. El sensor infrarrojo 20 mide la radiación de calor 40 que llega y forma a partir de esta la señal de medición que se transmite al sistema electrónico. La regulación del proceso de cocción se puede efectuar de este modo como se describe en la Fig. 3. En la disposición es ventajoso que el sensor infrarrojo 20 se pueda disponer a distancia del elemento de calefacción 12. De este modo se puede evitar un deterioro del sensor infrarrojo 20 debido a temperaturas demasiado elevadas.
La Fig. 5 muestra la cocina 10 representada en las Fig. 3 y 4 con otra disposición del sensor infrarrojo 20. También en este caso, el sensor infrarrojo 20 está dispuesto lateralmente al elemento de calefacción 12 en la cocina 10. La dirección de medición del sensor infrarrojo 20 se orienta a la zona de cocción 15 pasando en diagonal a través de la superficie de cocción vitrocerámica 11, y de este modo a la superficie lateral 30.1 del utensilio de cocina 30 colocado. De este modo, la radiación de calor 40 que parte de la superficie lateral 30.1 se puede absorber por el sensor infrarrojo 20 y emplear para la regulación de la temperatura del utensilio de cocina 30, o bien del material de cocción 31. Mediante la orientación oblicua del sensor infrarrojo 20, la longitud del camino óptico de la radiación térmica 40 a evaluar dentro de la superficie de cocción vitrocerámica 11 es relativamente larga. Sin embargo, debido a la elevada transparencia de la vitrocerámica según la invención, así como al grosor reducido de la superficie de cocción vitrocerámica 11, una proporción suficientemente grande de radiación térmica 40 emitida por la superficie lateral 30.1 llega al sensor infrarrojo 20 para posibilitar una medición de temperatura segura también a bajas temperaturas del utensilio de cocina 30. También en esta disposición, el sensor infrarrojo 20 está dispuesto a distancia del elemento de calefacción 12, de modo que se puede evitar un deterioro del sensor infrarrojo 20 debido a un efecto térmico demasiado elevado. Otra ventaja de la disposición consiste en que se determina la temperatura de la superficie lateral 30.1, que presenta en determinadas situaciones de cocción una mejor correlación con la temperatura del material de cocción 31 que la temperatura del fondo 30.2 del utensilio de cocina 30. Asimismo, influye ventajosamente que la medición se realice a través de una zona relativamente fría de la superficie de cocción vitrocerámica 11. De este modo se pueden evitar interferencias de la medición debidas a radiaciones ajenas, a modo de ejemplo que parten del elemento de calefacción 12 o de la superficie de cocción vitrocerámica 11 calentada.
La Fig. 6 muestra un tercer diagrama de un comportamiento de sobreoscilación en el inicio de cocción de agua como material de cocción 31, como se determina según la norma DIN EN 60350-2. A lo largo del eje x 50 se representa un desarrollo temporal, dividido en minutos, mientras que el eje y 51 describe una temperatura del material de cocción 31 en grados Celsius. Una primera curva de temperatura 55.1 se midió con una superficie de cocción vitrocerámica 11 conocida, de 4 mm de grosor, mientras que una segunda curva de temperatura 55.2 se determinó con una superficie de cocción vitrocerámica 11 según la invención con un grosor 11.3 de 3,2 mm. En el ensayo se calientan 1,5 kg de agua, partiendo de una temperatura de 15°C. Al alcanzar una temperatura de agua de 70°C se desconecta el elemento de calefacción 12. Se evalúa la temperatura de sobreoscilación, es decir, la diferencia entre la temperatura máxima alcanzada y la temperatura de desconexión de 70°C. Como muestra la comparación de ambas curvas de temperatura 55.1, 55.2, la temperatura de agua sobreoscila en el caso de empleo de la superficie de cocción vitrocerámica 11 según la invención, más delgada, aproximadamente 15 % menos que en el caso de empleo de una superficie de cocción vitrocerámica 11 convencional de 4 mm de grosor. Esto influye correspondientemente de modo positivo sobre el comportamiento de regulación durante una operación de cocción regular, ya que se puede ajustar una temperatura deseada del material de cocción de manera más rápida y más segura.
La Fig. 7 muestra un cuarto diagrama para la determinación del tiempo de cocción para agua como material de cocción 31. También en este caso se efectúa la realización del ensayo según la norma DIN EN 60350-2. Después se calientan 1,5 kg de agua partiendo de 15°C, y se determina el tiempo hasta alcanzar una temperatura de agua de 90°C.
A lo largo del eje x 50 se representa el desarrollo temporal en minutos y a lo largo del eje y 51 se representa la temperatura del agua en grados Celsius. Una tercera curva de temperatura 55.3 representa el desarrollo de temperatura en el caso de empleo de una superficie de cocción vitrocerámica 11 conocida, de 4 mm de grosor. Una cuarta curva de temperatura 55.4 se registra correspondientemente con una superficie de cocción vitrocerámica 11 según la invención con un grosor 11.3 de 3,2 mm. Como se muestra mediante el primer ahorro de tiempo marcado 56.1, el tiempo de cocción se puede mejorar mediante empleo de la nueva superficie de cocción vitrocerámica 11. También esto influye en especial ventajosamente sobre el comportamiento de regulación de la cocina en la operación de cocción con la modificación de temperatura deseada. Debido a los tiempos de cocción más cortos, también se reduce el consumo de energía de cocción.
La Fig.8 muestra un quinto diagrama de comportamiento de enfriamiento de superficies de cocción vitrocerámicas 11 partiendo de una temperatura inicial de 500°C. En este caso se representan una quinta curva de temperatura 55.5 y una sexta curva de temperatura 55.6 frente al eje y 51 dividido en grados Celsius y el eje x 50 dividido en minutos. La quinta curva de temperatura 55.5 muestra el comportamiento de enfriamiento de una superficie de cocción vitrocerámica 11 conocida, de 4 mm de grosor, mientras que la sexta curva de temperatura 55.6 muestra el comportamiento de una superficie de cocción vitrocerámica 11 según la invención con un grosor 11.3 de 3,2 mm. Un segundo ahorro de tiempo 56.2 marca la diferencia de tiempo en el comportamiento de enfriamiento de ambas superficies de cocción vitrocerámicas 11 hasta alcanzar una temperatura de 200°C. También en este caso se muestra el poder de reacción, claramente más rápido, de la nueva superficie de cocción vitrocerámica según la invención con 3,2 mm de espesor de material, con lo cual se consigue una mejora ulterior de la regulabilidad de la temperatura de un material de cocción 31.
En resumen, se puede decir que la superficie de cocción vitrocerámica 11 según la invención posibilita una operación de cocción automatizada con ayuda del sensor infrarrojo 20 mediante sus propiedades de transmisión mejoradas en la zona infrarroja. En este caso, en especial en superficies de cocción vitrocerámicas 11 con un grosor 11.3 reducido a 3,2 mm se pueden registrar también bajas temperaturas de un utensilio de cocina 30. Esto posibilita una operación regulada, a modo de ejemplo en la cocción continuada, en la que las temperaturas del utensilio de cocina 30 se sitúan en el intervalo de 70-150°C. Simultáneamente se mantiene el aspecto de una vitrocerámica transparente teñida de oscuro. Además, bajo la superficie de cocción vitrocerámica 11 se pueden disponer elementos indicadores. Los requisitos vigentes respecto a la resistencia al choque de superficies de cocción vitrocerámicas 11 a cumplir también se observan con un grosor reducido 11.3 de la superficie de cocción vitrocerámica 11 de 3,2 mm.
La Fig. 9 muestra un borde de una superficie de cocción vitrocerámica 11 con una faceta montada 11.6 en una vista lateral. Según la invención, la superficie de cocción vitrocerámica 11 presenta un núcleo 11.5 con una proporción de fase de KMK y una capa de gradiente 11.4 con una proporción de HQMK elevada. Para la representación simple se representa ampliada la capa de gradiente 11.4, en realidad solo de aproximadamente 10 gm de grosor, frente al núcleo 11.5 y no se muestra una capa amorfa situada por encima. Ventajosamente, la capa de gradiente 11.4 y el núcleo 11.5 también se conducen en el área de la faceta 11.6 de la superficie de cocción vitrocerámica 11 reducida en su grosor 11.3. De este modo, la resistencia elevada de la superficie de cocción vitrocerámica 11 según la invención influye también y en especial en el área de la faceta 11.6 especialmente sensible debido a su longitud en el borde exterior de la superficie de cocción vitrocerámica 11 y su grosor 11.3 reducido.
La Fig. 10 muestra una superficie de cocción vitrocerámica 11 curvada en una vista lateral. En este caso, la curvatura 11.7 es perpendicular al plano del dibujo. Como muestra la representación, el núcleo 11.5 y la capa de gradiente 11.4 también se conducen al área de la curvatura 11.7 y estos aumentan la resistencia de esta.
El comportamiento de cocción en el caso de empleo de un elemento de calefacción por radiación se puede caracterizar igualmente para la vitrocerámica descrita según una forma de realización de la invención en comparación con una vitrocerámica convencional de 4 mm de grosor mediante la determinación del tiempo de cocción, es decir, del tiempo que se requiere hasta alcanzar la temperatura determinada del material de cocción, la temperatura de regulación, partiendo de una temperatura de partida. La temperatura de partida del material de cocción se sitúa en 15°C, la temperatura de regulación se sitúa a 70°C en el presente caso. Con la vitrocerámica según una forma de realización de la invención se puede reducir el tiempo de cocción hasta el 5 %.
Si el calentamiento de agua de 15°C a 90°C se considera bajo empleo de un elemento de calefacción por radiación, a este respecto se producen igualmente mejoras en el comportamiento de calentamiento. A modo de ejemplo, el tiempo de cocción para una cocina según una forma de realización de la invención ser reduce hasta el 4 %. El consumo de energía puede descender hasta el 3,3 % frente a una cocina que está equipada con una vitrocerámica de 4 mm de grosor.
Además, en el caso de empleo de una placa vitrocerámica de 3 mm de grosor según una forma de realización de la invención se puede descubrir más fácilmente también un denominado comportamiento de cocción incorrecta, es decir, la cocción con una cacerola vacía. Por consiguiente, ya que tal comportamiento de cocción incorrecta también puede conducir al sobrecalentamiento de una cocina, la mejor perceptibilidad de este comportamiento de cocción incorrecta en cocinas según formas de realización de la presente invención conduce a una seguridad mejorada.
Para evaluar en el laboratorio el comportamiento de cocción incorrecta, por ejemplo, de cacerola hirviente vacía, se realizan series de ensayos con un aparato de inducción y rodajas de metal especiales. Estas series de ensayos muestran que una reducción de grosor del 25 % tiene por consecuencia una desconexión de la potencia de zonas de cocción un 10 % más rápida.
Por consiguiente, estos son apropiados en especial para la denominada “cocción automática”, que tiene lugar, a modo de ejemplo, mediante control por sensor.
Además, también el grosor de la vitrocerámica que se emplea en una cocina tiene una influencia sobre el consumo de energía. En lo sucesivo esto se explica de manera ejemplar para una cocina que está provista, por una parte, de una placa vitrocerámica de 4 mm de grosor, que presenta por otra parte una placa vitrocerámica de solo 3 mm según una forma de realización de la invención.
A continuación, se realiza el cálculo para una zona de cocción con un diámetro de 32 cm. En el inicio de cocción se aumenta la temperatura de la vitrocerámica en 500°C, como muestran las mediciones con las que se determinó la temperatura del lado superior de la vitrocerámica. La energía E necesaria para este aumento de temperatura de 500°C, o bien 500 K (AT = 500 K) resulta de la siguiente ecuación:
E = m - c p -AT ,
con m igual a la masa del área calentada y cp como capacidad térmica específica de la vitrocerámica. La masa m resulta de la densidad p de la vitrocerámica de 2,6 g/cm3 mediante multiplicación por el tamaño del volumen de vitrocerámica calentado, correspondiendo el volumen calentado a un cilindro con una superficie base n r 2 con r = 16 cm, así como un grosor d de 0,4 cm, o bien 0,3 cm.
Después se calcula en 334,567 kJ, o bien 92,94 Wh, la energía necesaria para el inicio de cocción en el caso de una vitrocerámica de 4 mm de grosor. Para el caso de una vitrocerámica de 3 mm de grosor se requiere una energía de 250,925 kJ, o bien 69,7 Wh, para el inicio de cocción. De este modo, la energía necesaria para el inicio de cocción se reduce en 25 %, o bien concretamente en 23,24 Wh en el caso considerado concretamente. Si en lugar del calentamiento únicamente de la vitrocerámica se considera el proceso de cocción total, es decir, incluyendo el calentamiento del material de cocción, así como la cocción continuada, se pueden restar los 23,24 Wh del consumo de energía determinado para una cocina que está equipada con una placa vitrocerámica de 4 mm de grosor. A tal efecto, en la siguiente tabla se indican de manera ejemplar valores para un determinado elemento de calefacción.
Tabla 1
Figure imgf000015_0002
Por consiguiente, para el elemento de calefacción considerado, en este caso un elemento de calefacción por radiación con una potencia de 4200 W y un diámetro de 320 mm, resulta una reducción del consumo de energía de 2,5 % durante el proceso de cocción total.
En el ámbito de la presente invención, se denomina “consumo de energía” la energía necesaria para un proceso. Por consiguiente, en la anterior tabla se entiende por “consumo de energía” de una cocina con una placa vitrocerámica de 4 mm de grosor la energía que se debe aplicar para el proceso de cocción aquí considerado, es decir, un inicio de cocción, así como una cocción continuada de 20 minutos. Por lo tanto, los conceptos de energía, o bien de consumo de energía, se emplean en general como sinónimos en el ámbito de esta solicitud.
El consumo de energía reducido mediante el empleo de una placa vitrocerámica más delgada es significativo en especial por que el proceso de cocción resulta más eficiente en total de este modo sumamente sencillo. Esto conduce a su vez a que los futuros valores límite respecto a la eficiencia energética, a modo de ejemplo de cocinas, como se citan, a modo de ejemplo, en el Reglamento de la UE n° 66/2014 de la comisión del 14 de enero de 2014, se puedan respetar, o bien cumplir de modo sumamente sencillo sin que sea necesaria una adaptación de la calefacción a tal efecto.
Además, mediante la reducción de grosor también se provoca una reducción de la conducción de calor transversal. La conducción de calor transversal se refiere a la cantidad de calor transportada Q, que fluye lateralmente a través de las zonas no calentadas de la placa vitrocerámica y s calcula según la siguiente fórmula:
Figure imgf000015_0001
A este respecto, L es la distancia entre la zona de cocción y un vértice del área de cocción, y asciende a 0,025 m, AT es la diferencia de temperaturas entre área de calefacción y el borde del área de cocción y asciende aproximadamente a 400 K, t es el tiempo de cocción y se considera 30 minutos en el presente caso. A betrágt 1,6 W/mK. A designa finalmente el área de sección transversal y se calcula en 1,6*10-5 m2 para una vitrocerámica de 4 mm de grosor y en 1,2*10-6 m2 para una vitrocerámica de 3 mm de grosor.
Con estos datos, las cantidades de calor transportadas se calculan en 737,28 J en el caso de una vitrocerámica de 4 mm de grosor y 552,96 J en el caso de una vitrocerámica de 3 mm de grosor. De esto resulta una cantidad de calor transportada Q menor en 25 % para una variación de grosor del 25 %.
De lo dicho anteriormente resulta que las cocinas según formas de realización de la invención presentan en suma una regulabilidad mejorada. En el sentido de la invención, se entiende por regulabilidad el control del proceso de cocción, en especial la consecución de una determinada temperatura del material de cocción. Se presenta una regulabilidad mejorada en especial si se obtiene un tiempo más corto entre la especificación de un valor nominal, a modo de ejemplo una temperatura, y la consecución del valor nominal. No obstante, además se da también tal regulabilidad mejorada si se mejoran determinados efectos secundarios. Por lo tanto, en especial también se da una regulabilidad mejorada si en total se debe aplicar menos energía o en total se minimizan pérdidas de energía para la consecución de un determinado efecto, a modo de ejemplo para el ajuste de una determinada temperatura nominal del material de cocción.
Lista de signos de referencia
10 Cocina
11 Superficie de cocción vitrocerámica
11.1 Lado superior
Lado inferior
Grosor
Capa de gradiente
Núcleo
aceta
Curvatura
Elemento de calefacción
Limitador de temperatura de protección Espira de calefacción
Elemento elástico
Fondo de la cocina
Zona de cocción
Marco
Pegamento
Sensor infrarrojo
Línea de señal
Sistema electrónico
Conexión por cable
Conductor
Utensilio de cocina
Superficie lateral
Fondo
Material de cocción
Radiación de calor
Flujo de energía
Pérdida de energía
Eje X
Eje Y
Segundo eje Y
Curvas de potencia
Primera curva de potencia Segunda curva de potencia Tercera curva de potencia Cuarta curva de potencia Quinta curva de potencia Sexta curva de potencia Curvas de transmisión Primera curva de transmisión Segunda curva de transmisión Tercera curva de transmisión Cuarta curva de transmisión Quinta curva de transmisión Primera curva de temperatura Segunda curva de temperatura Tercera curva de temperatura Cuarta curva de temperatura Quinta curva de temperatura Sexta curva de temperatura Primer ahorro de tiempo Segundo ahorro de tiempo

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1.- Cocina (10) con una superficie de cocción vitrocerámica (11) con al menos una zona de cocción (15) y al menos un elemento de calefacción (12) dispuesto bajo la superficie de cocción vitrocerámica (11) en el área de la zona de cocción (15), caracterizada por que preferentemente está dispuesto al menos un sensor infrarrojo (20) en o junto a la cocina (10), por que un área de medición del sensor infrarrojo (20) está orientada a través de la superficie de cocción vitrocerámica (11) hacia la zona de cocción (15), por que el sensor infrarrojo (20) está conectado preferentemente con un sistema electrónico (22), por que el sistema electrónico está diseñado preferentemente para regular la potencia del al menos un elemento de calefacción (12) en función de una señal de partida del sensor infrarrojo (20) y por que la superficie de cocción vitrocerámica (11) se forma como vitrocerámica de aluminosilicato de litio (vitrocerámica de LAS) con los siguientes componentes en la siguiente composición (en porcentaje en peso):
Al2Ü3 18 - 23
Li2O 2,5 - 4,2
SiÜ2 60 - 69
ZnO 0 - 2
Na2O K2O 0,2 - 1,5
MgO 0 - 1,5
CaO SrO BaO 0 - 4
B2O3 0 - 2
TiO2 2,3 - 4,5
ZrO2 0,5 - 2
P2O5 0 - 3
SnO2 0 - <0,6
Sb2O3 0 - 1,5
As2O3 0 - 1,5
TiO2 ZrO2 SnO2 3,8 - 6
preferentemente V2O5 0,01 - 0,08
Fe2O3 0,008 - 0,3
y en caso dado otros óxidos colorantes, en suma hasta un máximo de un 1,0 por ciento en peso, presentando la superficie de cocción vitrocerámica (11) en su superficie u orientada hacia su superficie una capa de gradiente (11.4) y un núcleo (11.5) situado por debajo de esta, presentando la superficie de cocción vitrocerámica (11) cristal mixto de keatita (KMK) como fase cristalina predominante en el núcleo (11.5) y cristal mixto de cuarzo de alta calidad (HQMK) como fase cristalina predominante en la capa de gradiente (11.4), y sobrepasando la proporción de fase cristalina de KMK un 50 % de la suma de proporciones de fases cristalinas de KQMK y KMK en una profundidad de 10 pm o más.
2. - Cocina (10) según la reivindicación 1, caracterizada por que la superficie de cocción vitrocerámica (11) presenta un grosor (11.3) en un intervalo entre 2,8 mm y 4,2 mm, preferentemente entre 2,8 mm y 3,5 mm, de modo especialmente preferente entre 2,8 mm y 3,2 mm.
3. - Cocina (10) según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que la superficie de cocción vitrocerámica (11), referido a un grosor (11.3) de 4 mm, presenta una transmisión mayor que 5 %, preferentemente mayor que 7 %, en el caso de una longitud de onda de 3000 nm y/o por que esta presenta una transmisión mayor que 18 %, preferentemente mayor que 24 %, en el caso de una longitud de onda de 3200 nm y/o porque esta presenta una transmisión mayor que 37 %, preferentemente mayor que 43 %, en el caso de una longitud de onda de 3400 nm y/o por que esta presenta una transmisión mayor que 51 %, preferentemente mayor que 54 %, en el caso de una longitud de onda de 3600 nm.
4. - Cocina (10) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que el sistema electrónico (22) está diseñado para considerar un coeficiente de emisión de un utensilio de cocina (30) colocado con la regulación de potencia del al menos un elemento de calefacción (11).
5. - Cocina (10) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que la radiación de calor (40) de un utensilio de cocina (30) colocado se lleva al sensor infrarrojo (20) por un conductor (24) para radiación electromagnética al menos a lo largo de una sección del tramo de transmisión.
6. - Cocina (10) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que la superficie de cocción vitrocerámica (11) se realiza con una superficie lisa a ambos lados.
7. - Cocina (10) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que en un lado inferior (11.2) de la superficie de cocción vitrocerámica (11) está dispuesto al menos un elemento de calefacción por radiación y/o un elemento de calefacción halógeno y/o un elemento de calefacción por inducción, o por que el al menos un elemento de calefacción (12) se forma por un calefactor de resistencia eléctrica y por que los circuitos impresos del calefactor de resistencia están conectados directa o indirectamente en unión de materiales con la superficie de cocción vitrocerámica (11).
8. - Cocina (10) según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que el sensor infrarrojo (20) y el sistema electrónico (22) están diseñados para una regulación a partir de una temperatura de un utensilio de cocina (30) colocado de al menos 90°C, preferentemente de al menos 70°C.
9. - Cocina (10) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que el grosor (11.3) de la superficie de cocción vitrocerámica (11) se reduce por zonas y la capa de gradiente (11.4) se forma dentro y/o fuera de las áreas con el grosor reducido (11.3).
10. - Cocina (10) según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por que la superficie de cocción vitrocerámica (11) está deformada con una curvatura y/o tridimensionalmente, y por que la capa de gradiente (11.4) se forma dentro y/o fuera de la curvatura (11.7) y/o de la deformación tridimensional.
11. - Cocina (10) según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada por que la superficie de cocción vitrocerámica (11) presenta al menos una perforación, en especial un orificio, y por que la capa de gradiente (11.4) se forma hasta el borde de la perforación y/o por que la capa de gradiente (11.4) se forma en la pared de la perforación.
12. - Cocina (10 según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada por que está dispuesto al menos un sensor infrarrojo (20) en o junto a la cocina (10), un área de medición del sensor infrarrojo (20) se orienta a través de la superficie de cocción vitrocerámica (11) hacia la zona de cocción (15), por que el sensor infrarrojo (20) está conectado con un sistema electrónico (22), por que el sistema electrónico está diseñado para regular la potencia del al menos un elemento de calefacción (12) en función de una señal de partida del sensor infrarrojo (20) y por que la superficie de cocción vitrocerámica (11) está formada como vitrocerámica de aluminosilicato de litio (vitrocerámica de LAS) con los siguientes componentes en la siguiente composición (en porcentaje en peso):
ALÜ3 18 - 23
Li2O 2,5 - 4,2
SiO2 60 - 69
ZnO 0 - 2
Na2O K2O 0,2 - 1,5
MgO 0 - 1,5
CaO SrO BaO 0 - 4
B2O3 0 - 2
TiO2 2,3 - 4,5
ZrO2 0,5 - 2
P2O5 0 - 3
SnO2 0 - <0,6
Sb2O3 0 - 1,5
As2O3 0 - 1,5
TiO2 ZrO2 SnO2 3,8 - 6
preferentemente V2O5 0,01 - 0,08
Fe2O3 0,008 - 0,3
y en caso dado otros óxidos colorantes, en suma hasta un máximo de un 1,0 por ciento en peso, presentando la superficie de cocción vitrocerámica (11)
un núcleo y
presentando en su superficie u orientada hacia su superficie una capa de gradiente (11.4) y estando dispuesto el núcleo (11.5) bajo la capa de gradiente (11.4),
presentando la superficie de cocción vitrocerámica (11) cristal mixto de keatita (KMK) como fase cristalina predominante en el núcleo (11.5) y
presentando la capa de gradiente (11.4) cristal mixto de cuarzo de alta calidad (HQMK) como fase cristalina predominante y
sobrepasando la proporción de fase cristalina de KMK un 50 % de la suma de proporciones de fases cristalinas de KQMK y KMK en una profundidad de 10 pm o más,
normalizado respectivamente a una superficie de cocción vitrocerámica (11) de 4 mm de grosor, ascendiendo la máxima proporción de luz dispersa (“neblina”) con una longitud de onda de 470 nm a lo sumo a 15 %, preferentemente a lo sumo a 12 % y/o ascendiendo la máxima proporción de dispersión en una zona de longitudes de onda de 400 nm a 500 nm a lo sumo a 20 %, preferentemente a lo sumo a 17 %.
13.- Cocina (10) según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada por que, normalizado respectivamente a una superficie de cocción vitrocerámica (11) de 4 mm de grosor, la neblina máxima con una longitud de onda de 630 nm asciende a lo sumo a 6 %, preferentemente a lo sumo a 5 %, de modo especialmente preferente a lo sumo a 4 %.
14.- Cocina (10) según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada por que, normalizado respectivamente a una superficie de cocción vitrocerámica (11) de 4 mm de grosor, la máxima proporción de luz dispersa (“neblina”) con una longitud de onda de 470 nm asciende a lo sumo a 15 %, preferentemente a lo sumo a 12 % y/o por que la máxima proporción de dispersión en una zona de longitudes de onda de 400 nm a 500 nm asciende a lo sumo a 20 %, preferentemente a lo sumo a 17 %.
15.- Cocina (10) según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada por que, normalizado respectivamente a una superficie de cocción vitrocerámica (11) de 4 mm de grosor, el grado de transmisión lumínica en la zona de longitudes de onda de 380 nm a 780 nm es menor o igual a 5 %, siendo preferentemente el grado de transmisión espectral con una longitud de onda de 420 nm mayor que 0,2 %.
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