《水加热容器的相关改进的制作方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水加热容器的相关改进的制作方法（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、水加热容器的相关改进的制作方法专利名称：水加热容器的相关改进的制作方法技术领域：本发明涉及电水加热容器例如家用水壶和热水器的改进，本发明具体涉及一种结构，利用这种结构可以在低于沸点温度的水温下切断这种容器的电源，或减小其功率输送。背景技术： 在这种容器中，众所周知蒸汽控制装置，这种装置用于在容器中的水沸腾时，切断沸水容器的电热元件的电源，或减小其功率输出，这种控制器一般通过响应容器中水沸腾时产生的蒸汽而进行操作，从容器内排出的蒸汽进入到放置热敏开关驱动件的容器区域，在此区域中，一般配置例如双金属件或具有形状记忆效应的装置。一般还已知用于防止沸水容器加热元件发生过热的控制器，这种过热是由于空容器
2、接上电源或烧干而造成的，这种控制器一般包括双金属开关驱动件，该驱动件可与加热元件紧密接触并经过校正而可以在某个过热的温度下操作。还提出一种装有一种装置的水加热容器，利用这种装置可以提供温度低于沸点温度的热水，以便例如冲咖啡。已经提出一种电子控制装置，利用这种装置，使用者可以选择水加热设备产生的热水的温度，已知双金属件结构，该结构的操作类似于一种可调恒温装置，其中双金属件的操作温度可由使用者控制，或者该双金属结构可以通过改变加热元件和双金属件之间的热传输关系而进行调节，例如通过相对于加热元件移动双金属件而进行调节。在水加热容器中用在控制器中的双金属件现在一般用应力快速作用型双金属件，因为这种双金
3、属件具有很确定的在时间过程中稳定的特性。以前应用所谓蠕变作用型双金属，但是现在用得不多，主要是因为它相对缺乏稳定的操作特性。蠕变作用型双金属件表现为随温度的增加逐渐地弯曲或变形，与快速作用型双金属件不同，快速作用型双金属件在达到预定温度时表现为从一个稳定状态改变到另一个状态，然而蠕变作用型双金属件可用在需要调节控制器操作温度的方面。然而应用蠕变作用型双金属件来直接操作开关触点是很不利的，因为双金属件的运动相当慢(与快速作用型双金属件相比)，将在开关触点上引起电弧，由此产生不利的后果，为此在现实的控制器中提出应用蠕变作用型双金属件时，最好的设计方案是使双金属件与控制器的开关触点分开，方法是利用快
4、速作用机构例如偏心自锁杆，该快速作用机构可将双金属件的慢运动转换成开关触点上的快速操作。为能够调节温度，在蠕变双金属件和快速作用机构之间的机械关系作成是可调的。在Strix Limiteds GB-A-2 329 523中提出一种如上所述的这种结构。现在可以从Strix公司买到的标准的U18型控制器具有蠕变双金属件，该双金属件铆在控制器的金属载带板上，并可利用手动选择器配置成可与控制器的离合杆相互作用，该手动选择器可用于调节蠕变双金属件和离合杆之间的机械关系。GB-A-2 329 523的结构使U18型控制器具有额外容易操作的调节装置，以便在低于沸点温度的温度下切断加热元件的电源，该温度可以根
5、据蠕变双金属件的校正和调节刻度通过操作手动选择器进行选择。因为上述理由，按照我们的意见，蠕变双金属件用在沸水设备的控制器中是一种不太好的部件。按照蠕变作用型双金属件的特性需要在制造期间作某种形式的初始温度校正，可以看到，在GB-A-2 329 523中说明的实施例包含一个调节螺钉，必须调节该螺钉以便确定蠕变双金属件的动作。这样便增加了成本，并使得控制器对于操作温度的变化很敏感，因为校正和调节随控制器的老化而改变。发明内容因此，本发明的目的是提供水温的可调节性，在此温度下控制器可以操作，切断沸水容器加热元件的电源，或减小加热元件的电源功率，同时不引起上述GB-A-2 329 523中说明结构中固
6、有的缺点。虽然GB-A-2 329 523的结构在其应用方面不限于任何特定种类的电加热元件，但是在现在，它最多还是用在利用所谓厚膜加热元件的电热壶和热水器上。厚膜加热元件包括大体平的基体，该基体一般用金属例如不锈钢制作，但是也不一定用金属制造，在该基体的至少一个侧面上承载一个印刷的或用其它方法形成的加热轨线或加热层，如果需要可以在加热轨线或加热层与基体之间配置电绝缘层，该电绝缘层可以覆盖加热轨线或加热层。按照本发明的一个方面，我们提出应用厚膜加热元件中固有的特性来达到与厚膜加热元件相关联的热敏控制器的操作温度可调性。具体是，我们提出可选择性调节厚膜加热元件预定部分的热输出，该预定部分具有与其相
7、关联的热传感器，由此可相对于加热中的水的体积相应改变传感器的操作性能。按照本发明的一个方面，电水加热容器具有厚膜加热元件，热敏控制器配置成可与厚膜加热元件的预定部分进行热接触，并配置一种装置，使得可以选择性调节该部分厚膜加热元件的热输出。厚膜加热元件的制造方法一般是将导电墨汁印刷在不锈钢制作的具有一层或多层通常是玻璃的绝缘层的基体表面上。在这种印刷的元件上，轨线温度与水温有关，在正常情况下，轨线温度超过水温，超过的量取决于轨线的功率密度和基体以及绝缘层的热导率。在我们提出的GB-A-2 339 088专利中说明的X4型控制器配置在2.5-3kW加热元件的情况下，轨线温度约为160，即高于水沸点
8、温度60。为了避免在沸腾期间控制器的麻烦跳闸操作，控制器的双金属件一般设定在180。如果在加热双金属件的轨线部分上热输出增加，则双金属件在水温低于沸点温度时便发生麻烦的跳闸操作。如果加在该部分轨线上的额外的功率量被作成可以控制，则可以控制控制器“麻烦跳闸”的温度，便可使水处于低于沸点温度的可控温度下。在应用于不用电线的容器时，因为变型控制器X44(闭锁的)具有闭锁作用，所以控制器保持断开，直至相关的不用电线的容器从其底座上般走并重新设定。在变型控制器X46(自动循环)或X48(具有熔断器的自动循环)上，控制器将循环操作，从而保持水在预定的温度。当然本发明并不限于应用我们的X4系列控制器。用于调
9、节双金属件下面轨线的热输出的装置可以具有若干种形式，但是优选的形式是在双金属件检测加热器温度的位置，除主加热轨线之外再加上辅助轨线。可以控制流过辅助轨线的电流，方法是使该轨线经可变电阻连接于电源。可以预料，断电点的温度下降约20时，需要约20W的功率。作法是，配置一个可变电阻器，该电阻器与加热元件分开，并具有设备使用人可以操作的控制钮，但是这种电阻器价值高并且会散发大量的热量，因而并不合算。控制器可以是电子控制器，因为20W功率的控制器可以用低价的部件便可以很好地满足。然而最佳的选择是在厚膜加热元件上形成可变电阻器，形式为印在加热元件上的电阻轨线，然后配置一个装有刷子或滑动触头的臂，该触头配置
10、成可在轨线的任何选定位置电连接于该电阻轨线，或电连接于许多触头中选出的任何一个触头，这些触头连接于预定轨线部位，这些部位最好彼此隔开不相等的间距，从而在刷子或滑动触头移动时，辅助轨线的功率发生线性变化，因此这种结构可以增加或减少包含在辅助加热器电路中的电阻轨线长度。也可有一“沸腾”位置，在此位置滑动触头与电阻轨线不接触，并提供一辅助加热器轨线不起作用并且容器照常可以烧开水的设定。然而这种结构意味着滑动触头处于“沸腾”位置时，辅助轨线不会产生任何热量，因此从加热器的该区域没有对总的元件功率有任何贡献。这不能充分利用加热器元件的可利用的空间，并导致不必要的增加加热器的尺寸和成本，为了避免这一点，按
11、照本发明最好这样配置，使得“沸腾”位置在电路的整个电阻轨线上，并使得辅助轨线的功率密度与相邻主轨线的功率密度相同，因而使二者在同一温度操作。印刷可变电阻器轨线以及滑动触头的方法是众所周知的，可直接用于此种结构。电阻轨线最好为弧形，与元件基体盘(和/或电器设备)同心，并且调节臂可以从容器主体壁上的槽口伸出，配置成可以沿该主体滑动。另外，该弧形可以成形为超过180的小直径弧形，如在常规电位器中通常的方式一样，在这种情况下，滑动臂可以绕弧心转动，而杆可以连接于滑动臂，并从设备的侧面伸出。在考虑应用X4控制器实施本发明的上述实施例中，控制器的双金属驱动件也可继续起烧干保护器的作用。然而如果希望应用更灵
12、活的低功率方案，则可以配置一种与X4上提供的热传感器分开的热传感器。这种传感器应该具有低的热容，以减少需要从辅助加热器轨线取得的功率。在应用电子控制系统时，可以采取PTC传感器的形式，或最好是一种小的恒温接触器。这种恒温接触器只需较小(在面积上)的加热器轨线便可使它操作，因为加热器的温度取决于其功率密度(不是绝对功率)，所以小的轨线只需要小功率。恒温接触器的温度设定约为105，以避免在沸腾期间麻烦的跳闸，辅助加热器轨线可以作成是可调节的，从而达到0到65之间的温升，使得水可以选择性达到从很适合加热婴儿的奶瓶40到沸点温度的水温。这种方法的另外的优点是辅助加热器轨线通常运行在很低的功率，或不需要
13、功率，这样便限制了水垢沉积的量。这种在主双金属件加热器区域上形成的水垢沉积导致工作温度升高，这可能影响基于主双金属件的温度控制器的断开点。最后，这就是为什么双金属件被设定为高于工作温度而避免麻烦跳闸的原因。本发明的另一方面用于保持水在预定的温度，例如保持徐沸或保持水浴在设定低温，这另一方面利用了我们提出的GB-A-2 248 114专利中公开的原理，该专利说明了如何通过确保双金属件差动小于电流流过双金属件自身加热对自动再调节双金属件控制器的温度进行再调节而实现温度的控制。在本发明的情况下，加热不是通过电流提供的而是由辅助加热轨线提供的，这种加热激起双金属件差动，直至被断开，该轨线然后急剧降到水
14、温，如果该水温低于双金属件的修改的温度，则控制器接通加热器，并重复此循环。该循环作用一直持续着，因而水被断续加热，直至水达到双金属件修改的温度，然后双金属件慢慢循环，保持加热器和水在修改的温度，正如专利GB-A-2 248 144中所述。为了充分利用这种作用，最好具有一个可变修改的双金属件，即具有固定辅助轨线功率的可调双金属件，但是可变修改(可调的)双金属件可采用可调辅助轨线功率使用，在这种情况下，这些调节中的一个调节例如辅助加热功率的调节可以在工厂中设定，而其它的则是由电器设备的使用者利用电器设备上适当形成的控制器进行调节。例如利用双金属件的可调止动件和/或利用应力可调的双金属件可以容易调节
15、双金属件修改温度，特别容易调节考虑用来实施本发明的盘形快速作用双金属件的修改温度。在本发明这方面的实施中，可控的温度不会受到任何沉积水垢的影响，因为在可控温度时，在绝缘介质/基体/水垢夹层上没有任何温度下降。应当注意到，对于上述循环型控制器X46的例子，如果在实施本发明的另一方面中应用这种控制器的正常修改温度(该温度在100以上)，则水温将趋向于稳定的升高直至沸腾。为此，在需要保持可控水温时，最好应用另一种其设定和修改温度低于100的恒温接触器。按照本发明的再一方面，电水加热容器的厚膜加热元件具有预定部分，该预定部分具有辅助加热器，而快速作用型双金属件驱动器配置成与加热元件的这部分发生热接触，
16、使得应用时其操作取决于上述辅助加热器的热输出，上述快速作用型双金属驱动件就其修改温度来说是可调的。可以用任何已知的方式断开沸腾的电器设备，例如可以分别用我们的专利GB-A-2 212 664和GB-A-2 331 848中说明的J1或Z5控制器，或利用专利GB-A-2 265-070中说明的原理，或通过检测水温的上升速度，如GB-A-2 228 634中说明的我们的电子水壶控制器那样来断开电器设备。按照本发明的再一个可以选择的特征，厚膜加热元件具有辅助加热轨线以及一种装置，该辅助加热轨线位于热控制器例如双金属控制器与加热元件并置的位置，该装置如上所述可以调节辅助轨线的热输出，除此以外，该厚膜加热元件还额外具有保温轨线和可以调节保温轨线热输出的装置。调节辅助轨线和保温轨线热输出的装置最好是共用的，使得同一手动操作便可执行两种功能，这种共用的装置最好包括各自彼此并置的可变电阻元件，这些电阻元件排列成可利用同一滑动触头控制器调节，滑动触头控制器最好具有断开位置，在断开位置时不与两个可变
