Brevet FR2578031A1 — publié le 19860829

La présente invention porté sur un dispositif de régulation ou de limitation de la température de corps de chauffe par rayonnement ou par contact d'appareils de cuisson électriques- à surfaces de cuisson en métal, céramique vitreuse ou matiè- re analogue, comportant, placée entre le corps de chauffe et la surface de cuisson, au moins une sonde de température qui présente une tige à forte dilation thermique, laquelle tige présente une couche réfléchissant le rayonnement thermique et est placée dans un tube à faible dilatation thermique,une extrémité de cette tige étant liée à un système contacteur servant à la régulation ou la limitation de la température du corps de chauffe. On conna!t un dispositif de ce type (GB-A-2 132 060) dans le cas duquel la chaleur est produite par des lampes à halogène. Celles-ci permettent un chauffage particulièrement rapide de la surface de cuisson et émettent un rayonnement thermique intense. Cela a pour conséquence que la chaleur rayonnée par les lampes à halogènes est absorbée par la tige du dispositif de régulation, ce qui d'une part a pour conséquence une fré- quence d'actionnement du système contacteur très élevée et ainsi une usure accrue des contacts et d'autre part conduit à un déplacement de la température à régler de la plaque de cuisson. Pour remédier à cet inconvénient, on a, selon la référence citée, protégé la tige située entre la plaque de cuisson et les lampes à halogène par une couche appropriée réfléchissant le rayonnement infrarouge, par exemple une couche d'oxyde métallique. Une autre proposition connue vise à enfermer la tige dans un petit tube en matière appropriée. Une telle protection de la tige entraîne bien, en raison de la réflexion du rayonnement thermique, une réduction impor- tante de la fréquence d'actionnement du système contacteur, mais le At, c'est-à-dire la différence de température entre la fermeture et l'ouverture du contact, atteint des valeurs très élevées, de sorte que la température moyenne entre l'ouverture et la fermeture du régulateur baisse de manière inadmissible. Le but de la présente invention est par conséquent de four- nir un dispositif du type indiqué au début qui évite à la fois une très grande fréquence d'actionnement du système contacteur et une régulation imprécise de la température par un grand At. Selon l'invention, ce but est atteint grâce au fait que la tige présente une zone à haute réflexion thermique connue en soi et une zone à haute absorption thermique. Une telle com- binaison de deux zones à caractéristiques de rayonnement thermique différentes permet de réaliser à peu de frais une régulation précise de température même en cas de rayonnement thermique intense par exemple de lampes à halogène. Avec la division en zones, une partie du rayonnement thermique est en majeure partie réfléchie par la tige et une partie en ma- jeure partie absorbée. De manière avantageuse, les valeurs de réflexion et d'absorption peuvent être adaptées de façon extrêmement simple aux conditions spécifiques d'emploi par agrandissement ou réduction appropriée des zones. Des essais ont montré que la combinaison de zones de l'invention per- mettait d'obtenir un At donné tout en réduisant considéra- blement la fréquence d'actionnement du système contacteur avec augmentation de la durée de fonctionnement du dispositif comparativement à une tige entièrement nue. Selon une forme de réalisation préférée, la zone à haute absorption thermique est formée par la surface du matériau de la tige. Il en résulte avantageusement une fabrication simple. Selon une autre variante avantageuse de l'invention, les deux zones s'étendent dans la direction longitudinale de la tige et sont réparties sur le pourtour de celle-ci. Cet agen- cement des zones a comme avantage qu'un déplacement longitu- dinal de la tige ou du dispositif par rapport aux lampes à halogène, par exemple lors du réglage, n'a pas d'influence sur le résultat de mesure. Une rotation de la tige autour de son axe longitudinal n'a pas non plus d'effet nuisible. ?578031 On peut obtenir une autre amélioration dans ce sens si, lors- que, dans un perfectionnement de l'invention, les deux zo- nes sont en forme de bande et sont réparties sur le pourtour de la tige éventuellement en formant une suite non réguliè- re. La zone à haute réflexion thermique peut aussi, selon une autre réalisation de l'invention, être avantageusement dis- posée annulairement et/ou en hélice sur la tige présentant une haute absorption thermique. Avec cet agencement aussi, les déplacements longitudinaux de la tige par rapport aux lam- pes à rayonnement thermique et les rotations de celle-ci au- tour de son axe longitudinal n'ont pas d'effets nuisibles sur le résultat de mesure. Une réalisation avantageuse de l'invention consiste en ce que les zones sont formées par application de métaux à haute réflexion thermique sur une partie de la surface de la tige. Par ce simple revêtement partiel, on utilise la qualité existant déjà de la surface de la tige pour une haute absorp- tion thermique pour la formation de la zone absorbante cor- respondante. Le métal peut être appliqué par évaporation,par électrolyse, par sérigraphie ou par un procédé analogue. Enfin, encore une autre forme de réalisation avantageuse de l'invention est caractérisée par le fait qu'entre la tige et le tube à faible dilatation thermique est prévue une gaine cylindrique à haute réflexion thermique qui forme la zone de réflexion thermique. Cette gaine est simple à fabriquer et s'introduit sans problème dans le tube, et, de manière avan- tageuse, les mouvements de dilatation de la tige n'ont pas d'influence sur elle. L'invention est expliquée en détail ci-après à l'aide d'exem- ples de réalisation représentés sur les dessins, sur lesquels: la figure 1 est une coupe schématique d'un corps de chauffe pourvu d'un dispositif de régulation ou de limi- tation de la température conforme à l'invention, la figure 2 est une vue de dessus à plus grande échelle d'un dispositif conforme à l'invention représenté sur la figure 1, la figure 3 est une vue de côté à plus grande échelle de la tige du dispositif représenté sur la figure 2, la figure 4 est une coupe d'une autre forme de réalisation de la tige, et la figure 5 montre un autre exemple de réalisation d'une ti- ge selon l'invention. La figure 1 montre un corps de chauffe par rayonnement 1 qui est constitué d'un pot 2 dans lequel se trouve une zone de chauffe constituée d'une lampe à halogène 3. Cette lampe 3 est placée sous une plaque 4 en métal, céramique vitreuse ou matière analogue qui forme une surface de cuisson 5. En- tre la surface de cuisson 5 et la lampe à halogène 3 est placée une sonde de température 6 qui est liée à une tête de commutation 7' présentant un système contacteur; cette son- de de température 6, qui forme dispositif de régulation ou de limitation de la température, passe de façon simple par un trou du corps de chauffe par rayonnement 1. La sonde de température 6 est ainsi exposée à la température qui règne sous la surface de cuisson 5 dans l'espace de rayonnement thermique entre cette surface et la lampe à halogène 3. Sur la figure 2 est représenté en détail à plus grande échel- le le dispositif de régulation ou de limitation de la tem- pérature qui présente la sonde de température 6 et la tête de commutation 7'. La sonde de température 6 présente une tige 7, en matière résistant aux hautes températures et ayant un coefficient de dilatation thermique élevé, par exemple en alliage nickel-chrome ou fer-chrome, qui est placée dans un tube 8. Cette tige 7 présente deux zones 30, 31, la zone 31 se trouvant à son extrémité libre et étant formée par la surface de la matière ayant un coefficient de dilatation thermique élevé (figure 3). La zone 30, contiguë à la tête de commutation 7', est formée par une couche 32 de métal à haute réflexion thermique, par exemple d'argent, appliquée sur la tige 7. Cette couche peut être appliquée par évapora- tion, par électrolyse, par sérigraphie ou par un procédé analogue. Cette couche 32 réfléchit une grande partie de la chaleur rayonnante émise par la lampe à halogène 3, qui est ainsi éloignée de la tige 7. Seul le rayonnement qui tombe sur la zone précédente 31 à haute absorption thermique est absorbé et produit une dilatation correspondante de la ti- ge 7. Des essais avec une tige 7 de 17 cm de long sur laquelle la zone 31 à haute absorption thermique avait 4 cm de long ont donné un At, différence de température pour laquelle le con- tact 24, 26 se ferme ou s'ouvre, de 300C avec seulement neuf manoeuvres en 2 minutes. Comparativement, avec une tige de même longueur entièrement nue et des lampes à halogène identiques, la fréquence de manoeuvre était près de trois fois plus élevées, le At étant cependant inférieur à 10OC. Avec une tige de même longueur revêtue en totalité d'argent, on a obtenu une fréquence de manoeuvre très faible, mais un At de 1000C. Le tube 8 entourant la tige 7 est par exemple en quartz. Les extrémités du tube 8 portent des manchons 11, 12, le manchon 11 s'appuyant sur une plaque de base 13 qui est fi- xée par des vis 14 à la tête de commutation 7'. La tige 7 passe par des trous du manchon 11, de la plaque de base 13 et du manchon 12 et présente à son extrémité située près du manchon 12 un filetage 15 sur lequel est vissé un écrou 16. L'autre extrémité de la tige 7 présente un collet bombé 17. Entre le collet 17 et la plaque de base 13 et ainsi entre le collet 17 et une extrémité du tube 8 contenant la tige 7 est placé un ressort de compression 18 qui maintient la ti- ge 7 en extension et ainsi serre l'écrou 16 conte la face extérieure du manchon 12. La tige 7, le tube 8, les deux manchons 11, 12, l'écrou 16, la plaque de base 13 et le ressort de compression 18 forment la sonde de température, qui est fixée par les vis 14 à la tête de commutation 7', laquelle présente un évidement 19 dans lequel est logée l'extrémité de la tige 7 qui présente le ressort de compression 18. La tête de commutation 7' forme un bottier 20 ouvert sur le côté supérieur, le côté ouvert pouvant être couvert par un couvercle. L'intérieur de ce bottier 20 communique avec l'é- videment 19 par un trou au moins approximativement coaxial avec la tige 7 dans lequel se trouve et est mobile axialemnent un élément de transmission 22. Une extrémité de cet élément - de transmission 22 s'appuie sur la surface bombée du col- let 17. L'élément de transmission 22 présente une surface d'action 23 pour actionner le système de contact servant à la régulation ou la limitation de la température, lequel système présente un ressort de contact 25 portant le contact mobile 24 et une barrette de connexion 27 présentant le contact fixe 26. Le ressort de contact 25 est fixé à un sup- port de ressorts 28. Dans l'état représenté sur la figure 2, le contact 24, 26 est ouvert et le circuit de chauffage est ainsi interrompu. Quand le circuit de chauffage est relié à la tension d'ali- mentation, la lampe à halogène 3 chauffe, donc la températu- re dans l'espace entre la surface de cuisson 5 et la lampe 3 s'élève. Par suite, la tige 7 se dilate, de sorte que l'é- lément de transmission 22 est mO vers la zone d'actionnement du ressort de contact 25. Quand dans l'espace entre la surface de cuisson 5 et la lampe à halogène 3, la température atteint par exemple 700 C, la surface d'action 23 de l'élément de transmission 22 appuie sur le ressort de contact 25 et le contact 24,26 s'ouvre alors brusquement, de sorte que le chauffage s'ar- rête. Quand la tige 7 se raccourcit au cours du refroidis- sement qui suit, le ressort de contact 25 revient brusque- ment dans la position dans laquelle le contact 24,26 est fermé. La tige 7 représentée en coupe sur la figure 4 présente des zones 35 réparties sur son pourtour qui sont par exemple en argent appliqué. Ces zones s'étendent dans la direction longitudinale de la tige et sur toute la longueur de celle- ci. Entre ces zones 35 se trouvent des zones 36 formées par la matière nue de la tige 7. De préférence, ces zones sont en forme de bande et, éventuellement, alternent en formant une suite non régulière. La zone à haute réflexion thermique peut aussi être dispo- sée annulairement et/ou en hélice sur la tige 7 présentant une haute absorption thermique. La tige 7 représentée en coupe longitudinale sur la figure5 est en partie recouverte d'une gaine cylindrique 37 placée entre elle et le tube 8. Ainsi, la gaine 37 réfléchit le rayonnement thermique, de sorte qu'elle forme également une zone à haute réflexion thermique. Cette gaine peut être une feuille métallique, de préférence une feuille d'argent. R E VE N D I C A T I O N S 1. Dispositif de régulation ou de limitation de la tempéra- ture de corps de chauffe par rayonnement ou par contact d'appareils de cuisson électriques à surfaces de cuis- son en métal, céramique vitreuse ou matière analogue, comportant, placée entre le corps de chauffe et la sur- face de cuisson, au moins une sonde de température (6) qui présente une tige (7) à forte dilatation thermique, laquelle tige (7) présente une couche réfléchissant le rayonnement thermique et est placée dans un tube (8) à faible dilatation thermique, une extrémité de cette ti- ge (7) étant liée (17) à un système contacteur (7') ser- vant à la régulation ou la limitation de la température du corps de chauffe, caractérisé par le fait que la ti- ge (7) présente une zone à haute réflexion thermique (30) connue en soi et une zone à haute absorption ther- mique (31). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la zone à haute absorption thermique (31) est formée par la surface du matériau de la tige. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux zones (30,31) s'étendent dans la di- rection longitudinale de la tige (7) et sont réparties sur le pourtour de celle-ci. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, carac- térisé par le fait que les deux zones (30,31) sont en forme de bande et sont réparties sur le pourtour de la tige (7) éventuellement en formant une suite non régu- lière. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la zone à haute réflexion thermique (30) est disposée annulairement et/ou en hélice sur la tige (7) présentant une haute absorption thermique. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, carac- térisé par le fait que les zones (30,31) sont formées par application de m'taux à haute réflexion thermique sur une partie de la surface de la tige. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, carac- térisé par le fait qu'entre la tige (7) et le tube (8) à faible dilatation thermique est prévue une gaine cy- lindrique (37) à haute réflexion thermique qui forme la zone de réflexion thermique (30).