Brevet FR2565671A1 — publié le 19851213

La présente invention est relative à des dis- positifs chauffants électriques qui comprennent une source de rayonnement infra-rouge et à des cuisinières électri- ques comprenant de tels dispositifs. On connait par exemple par les brevets britanniques (B-A-1.273.023 et 1. 406.028 des cuisinières électriques qui comaprennent des dispositifs chauffants a rayonnement infra-rouge. De plus, il est connu par GB-A-1. 406.028 de prévoir un revêtement réfléchissant sur la moitié inférieure de la lampe infra- rouge qui constitue une partie du dispositif chauffant, afin de réfléchir le rayonnement infra-rouge à l'extérieur du dispositif. Cependant, le fait de prévoir un tel revê- tement réfléchissant peut avoir pour résultat une réparti- tion défectueuse du rayonnement infra-rouge par le dispo- sitif, donnant naissance à des températures élevées de façon indésirable au voisinage de la lampe ou de chaque lampe, et peut également avoir pour résultat un chauffage non uniforme et un mauvais rendement du dispositif. Ce problème se pose en particulier lorsque la ou les lampes infra-rouges sont confinées dans un espace relativement petit du dispositif. On peut obtenir une répartition relativement uniforme du rayonnement infra-rouge en disposant la ou les lampes vers la partie inférieure d'un dispositif chauf- fant en forme de coupe. Il existe cependant un besoin de dispositifs chauffants qui soient aussi peu profonds que possible, ce qui limite l'application de tels réflecteurs en forme de coupes. Un but de l'invention est de réaliser un dispo- sitif chauffant électrique qui comprend une source de rayonnement infrarouge, avec une répartition relativement régulière du rayonnement sortant du dispositif. Suivant un aspect de l'invention, il est prévu un dispositif chauffant électrique qui comprend une source de rayonnement infra-rouge, une couche d'un matériau thermiquement isolant et un réflecteur disposé de façon à renvoyer le rayonnement infra-rouge émis par la source vers la couche de matériau thermiquement isolant. La source de rayonnement infra-rouge peut com- prendre une ou plusieurs lampes infra-rouges. La couche de matériau thermiquement isolant peut comprendre un matériau à base de fibres céramiques ou un matériau d'isolation thermique microporeux. La couche de matériau themi- quement isolant peut être revêtue d'une matière spéculaire ou diffusante réfléchissant le rayonnement infra-rouge ou peut compren- dre une matière appropriée réfléchissant les infra-rouges, telle que du bioxyde de titane. La couche de matériau ther- miquement isolant peut être supportée dans une cuvette en -métal. Le réflecteur peut être un réflecteur spéculaire tel qu'un revêtement d'un métal réfléchissant déposé à l'extérieur ou à l'intérieur de la source de rayonnement infra-rouge, ou encore peut être un réflecteur métallique disposé à l'extérieur de la source. En variante, le réflec- teur peut être un réflecteur à diffusion tel qu'une couche d'alumine sous forme de particules fines déposée sur la surface exter- ne de la source de rayonnement ou encore peut être un corps de forme appropriée formé d'alumine en particules fines ou autre matériau approprié disposé à l'extérieur de la source de rayonnement infra-rouge. Suivant un autre aspect l'invention fournit une cuisinière électrique qui comporte un ou plusieurs dispo- sitifs chauffants électriques tels que définis ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaitront au cours de la description qui va suivre faite en se référant aux dessins annexés donnés uni- quement à titre d'exemples et dans lesquels: la Fig.l est une vue en section transversale d'un dispositif chauffant électrique de la technique anté- rieure; la Fig.2 est une vue en section transversale d'un mode de réalisation d'un dispositif chauffant élec- trique suivant l'invention; les Fig.3 et 4 sont des diagrammes montrant la température d'une surface de cuisson chauffée au moyen d'un dispositif chauffant électrique de la technique an- térieure; les Fig.5 et 6 sont des diagrammes montrant la température d'une surface de cuisson chauffée par des dispositifs chauffants électriques suivant l'invention. La Fig.l montre un dispositif de la technique antérieure comportant une couche 11 d'un matériau ther- miquement isolant porté dans une cuvette 12 en métal. Deux lampes infra-rouges 13, 14 sont montées au-dessus de la couche 11 et un coupe-circuit thermique 15 s'étend au-dessus des lampes 13, 14. Une surface lisse 16 de cuis- son d'une cuisinière électrique s'étend au-dessus du dis- positif chauffant et est de façon classique réalisée en verre-céramique. Un revêtement réfléchissant 17 est pré- vu sur la moitié inférieure des lampes 13, 14 afin de réfléchir le rayonnement infra-rouge à l'extérieur du dispositif. La Fig.2 montre un dispositif suivant l'inven- tion, qui comprend une couche 1 d'un matériau thermique- ment isolant tel qu'un matériau à base de fibres cérami- ques, ou microporeux porté dans une cuvette peu profonde 2 en métal. Deux lampes infra-rouges 3, 4 sont montées au-dessus de la couche 1, bien que le nombre des lampes puisse être modifié et qu'il puisse être prévu moins de deux lampes ou plus de deux. Suivant le mode de réalisa- tion représenté un coupe-circuit thermique 5 s'étend au- dessus des lampes 3, 4, mais la position du coupe-circuit peut être modifiée, par exemple il peut être disposé en- tre les lampes 3,4. Une surface lisse de cuisson 6 d'une cuisinière électrique dont le dispositif chauffant forme une partie s'étend audessus de ce dispositif et peut être réalisée par exemple en verre-céramique. Au contraire du mode de réalisation de la tech- nique antérieure représenté à la Fig.I, il n'est pas prévu de revêtement réfléchissant sur la moitié inférieure des lampes 3, 4 pour réfléchir le rayonnement à l'extérieur du dispositif, mais au contraire un réflecteur 7 est dis- posé au-dessus ou sur la partie supérieure des lampes (en considérant la Fig.2), afin de réfléchir le rayonne- ment infra-rouge vers la couche i de matériau thermique- lO ment isolant. Le réflecteur 7 peut être par exemple un réflec- teur spéculaire tel qu'un revêtement d'un métal réflé chissant déposé sur la face interne ou la face externe du tube de quartz de la lampe, ou il peut être un réflecteur métallique disposé à l'extérieur de la lampe afin de ré- flêchir le rayonnement vers la couche 1. En variante, le réflecteur 7 peut être un réflecteur à diffusion tel qu' une couche d'alumine en particules fines déposée sur la face externe du tube de la lampe ou encore un corps de forme appropriée formé d'alumine en particules fines ou - autre matériau approprié disposé à l'extérieur de la lam- pe afin de réfléchir le rayonnement vers la couche 1. Du fait qu'une grande partie du rayonnement infra-rouge émis par les lampes 3, 4 est dirigée vers la couche 1, celle-ci est elle-même de préférence un réflec- teur relativement bon du rayonnement infra-rouge. Par exemple la couche 1 peut être faite ou revêtue d'un maté- riau réfléchissant à diffusion, ou peut être revêtue d'une matière réfléchissante spéculaire. On a cependant trouvé qu'un isolant thermique microporeux comprenant un opacifiant tel que du bioxyde de titane sous la forme de son minerai rutile, constitue un matériau réfléchissant approprié. Les autres constituants de la matière thermique- ment isolante microporeuse peuvent être constitués par un aérogel de silice ou de la silice pyrogènique et des fibres de renforcement telles que des fibres de silicate 256S671 d'alumine. On a constaté que le réflecteur 7, en particu- lier si l'onn'utilise seulement une ou deux lampes infra-rouges, a pour résultat une répartition notablement plus uniforme du rayonnement provenant du dispositif chauffant. Non seulement ceci augmente le rendement du dispositif, mais améliore également l'aspect optique du dispositif lorsqu'il est excité, au-dessous de la surface de cuisson 6. La Fig.3 est un diagramme montrant la températu- re de la surface de cuisson 6 dans le mode de réalisation de la technique antérieure représenté à la Fig.l, dans lequel un revêtement réfléchissant est prévu pour s'étendre sur un angle d'environ 1650 à la partie inférieure des lam pes. On voit qu'il se produit deux cretes de température, une au-dessus de chaque lampe. La différence de températu- re entre les crêtes et la dépression intermédiaire est d'environ 48 C. On comprend que le profil de la températu- re est pris dans une direction perpendiculaire aux axes longitudinaux des lampes. La Fig.4 est un diagramme analogue à celui de la Fig.3 mais pour un mode de réalisation dans lequel il n'est prévu aucun revêtement réfléchissant soit au-dessus soit au-dessous des lampes. La FIg.4 montre qu'il existe tou- jours deux crêtes de température au-dessus des lampes, mais que la différence de température entre les cretes et la dépression intermédiaire est d'environ 32 C. La Fig.5 est un diagramme analogue à celui de la Fig.3 mais établi pour le mode de réalisation du dis- positif suivant l'invention représenté à la Fig.2, dans lequel il est prévu un revêtement réfléchissant couvrant un angle d'environ 165 sur la partie supérieure des lam- pes, comme représenté à la Fig.2. On voit à la Fig.5 que dans ce mode de réalisation de l'invention le profil de la température ne fait apparaître aucune crete de tempe- rature au-dessus des lampes. Dans le diagramme de la Fig.6, le profil de la température est similaire à celui de la Fig.5, mais le revêtement réfléchissant est prévu seulement pour cou- vrir un angle de 90 à la partie supérieure des lampes. Le profil de température représenté à la Fig.6 est plus étendu et dans son ensemble plus plat que celui de la Fig.5 et il apparait - une indication d'une crête de température sur la surface de cuisson en un point situé entre les lampes. Les dispositifs chauffants utilisés pour pro- duire les profils de températures des Fig.3 à 6 avaient un diamètre de chauffe de 145 mm avec deux lampes infra-rou- ges de 600 watts disposées parallèlement par raj3ort à l'autre et placées entre une base thermicuement isolante microoreuse et une surface en verre céramique. En ce qui concerne le profil de température représenté à la Fig.6, il se peut qu'un revêtement apliqué de façon à couvrir un angle de 90 ne soit Jas préférable dans tous les cas à un autre angle quel- conque; l'angle optimal de revêtement dépend de la configuration du dispositif chauffant et de la nature de la surface de cuisson. Dans le mode de réalisation repré- senté les axes des lampes sont espacés de 60 mm et la surface de cuisson est un verre céramique brun fabriqué par la firme des Etats-Unis Corning Glass Works, Corning, N.Y.,U.S.A.. REVENDICATIONS 1- Dispositif chauffant électrique comprenant une source de rayonnement infra-rouge, une couche d'un matériau thermiquement isolant et un réflecteur, caracté- risé en ce que le réflecteur (7) est disposé de façon à réfléchir le rayonnement infra-rouge émis par la sour- ce (3, 4) vers la couche (1) de matériau thermiquement isolant. 2- Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que la source de rayonnement infra-rouge est constituée par une ou plus d'une lampe infra-rouge(3,4). 3- Dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications 1 et 2, caractérisé en ce que la couche (1) de matériau thermiquement isolant est constituée de fi- bres céramiques ou d'une matière micro-poreuse. 4- Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche (1) de matériau thermiquement isolant est revftue d'une matière réfléchissante spéculaire ou diffusante. - Dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche (1) comporte un matériau approprié réfléchissant les infra- rouges tel que du bioxyde de titane. 6- Dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche (1) de matière thermiquement isolante est supportée par une cuvette (2) en métal. 7- Dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 6, caractérisé en ce que le réflecteur (7) est constitue par un réflecteur spéculaire. 8- Dispositif suivant la revendication 7, ca- ractérisé en ce que le réflecteur (7) comprend un revete- ment d'un métal réfléchissant déposé intérieurement à la source (3, 4) de rayonnement infra-rouge. 9- Dispositif suivant la revendication 7, carac- térisé en ce que le réflecteur (7) est constitué par un réflecteur métallique disposé à l'extérieur de la source (3, 4) de rayonnement infra-rouge. - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le réflecteur (7) est constitué par un réflecteur à diffusion. 11- Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le réflecteur (7) est constitué d'une couche d'alumine en particules fines déosée sur la surface externe de la source (3, 4) de rayonnement infra- rouge. 12- Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le réflecteur (7) est constitué par un corps de forme appropriée formé d'alumine en par- ticules fines ou autre matière appropriée disposé à l'ex- térieur de la source (3, 4) de rayonnement infra-rouge.