CN101512303A - 包括用于指示设备容器内液位的活动布置的发光部件的设备 - Google Patents
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Abstract
一种电热水壶，包括用于容纳待加热的水的容器(2)。为了为水壶的使用者提供关于容器(2)中水位的信息，水壶包括水位指示装置(10)。该装置(10)包括具有至少一个灯(21)的发光部件(20)以及能够在水上漂浮且布置于容器(2)内的浮子(30)。发光部件(20)布置于浮子(30)中，从而所述至少一个灯(21)能够通过浮子(30)而随着水面进行移动，从而可以得到最准确的水位指示。发光部件(20)的所述至少一个灯(21)由布置于浮子(30)中的拾取线圈(57)供电，其中在拾取线圈(57)与连接到干线(52)的线圈(55)之间存在电感耦合。
Description
技术领域
本发明涉及一种设备，该设备具有用于容纳液体的容器以及用于指示该容器内液位的装置，其中液位指示装置包括具有至少一个用于发光的灯的发光部件。
本发明还涉及一种用于具有容纳液体的容器的设备的液位指示装置，包括适于浮在液体上的浮子，以及具有至少一个用于发光的灯的发光部件。
背景技术
各种类型的家用电器，包括热水壶和咖啡机，都包括盛水用的水箱。在许多情况下，水箱相对于电器的其他部分可拆卸地设置，从而可以将水箱拿到水龙头等地方以便为水箱装水。为了让电器的使用者能够确定为水箱装水的合适时机，重要的是使用者可以检查水箱中的水位，优选是无需将水箱从电器的其他部分拆下。例如，水箱可以是至少部分透明的，以便电器的使用者能够检查水位。还可以使电器包括专门的指示器用于提供水位指示。这种指示器可以是漂浮的有色物体，例如漂浮在液体上且能够通过观察窗进行观测。
下面，将描述用于指示箱体或容器中液位的装置的三种已知的示例。请注意，在所有这三种示例中，液位指示装置都包括发光部件，其具有至少一个用于发光的灯。
US 2005/0109105 A1公开了一种用于指示箱体中液位的指示器组件，其包括至少一列随着箱体中液位的上升和下降而打开或关闭的灯。灯可以通过磁浮子的通过而打开和关闭，其中磁浮子用于改变与灯以一对一的关系相连的磁动开关的状态。
US 2003/0159588 A1公开了一种照明式水壶，在水壶主体的外壁的至少一部分上形成有窗口，至少一个光源固定在水壶的内表面上，该光源的位置与所述窗口间隔开并且位于最高水位的上方。光源用于照亮水壶主体内容纳的任何液体的顶表面，从而水壶的使用者能够透过窗口观测到水壶中的液位。
GB 2332522 A公开了一种液位指示设备，该设备可以是电器例如电水壶或者热水罐的一部分。该液位指示设备包括管状的液体腔，该液体腔位于电器的容器部分的外壁的凹槽内，且连接成液体腔中和容器中的液位相同。在液体腔的一端，设置有光源用于照亮液体腔中的液体并环绕液体腔的壁，从而使得更容易看见液位。为了进一步提高液位的可视性，可以在液体腔内设置反射浮子。
发明内容
本发明的目的是针对已知的液位指示装置提供一种具有吸引力且可靠的选择方案。该目的通过这样一种设备来实现，该设备具有用于容纳液体的容器以及用于指示容器中液位的装置，其中该液位指示装置包括活动布置的发光部件以及联系装置，所述发光部件具有至少一个用于发光的灯，所述联系装置用于在所述发光部件的位置与所述容器中的液位之间建立直接联系。
根据本发明，作为液位指示装置一部分的发光部件活动布置，并且设置有用于在发光部件的位置与容器中的液位之间建立直接联系的联系装置，因此可以确保发光部件的位置将随着液位的位置而改变。以此方式，发光部件可以在所有的情况下提供可靠的液位指示。此外，由于至少一个灯位于液位处的事实，所以指示清楚可见。
为了完整，请注意具有容器和液位指示装置的该设备可以是家用电器，例如热水壶、咖啡机或者水冷器等。
在根据本发明的设备的一种优选实施方式中，联系装置包括适于浮在液体上的浮子。通常，使用浮子确实是一种确定液位的相对容易且非常可靠的方式。在实际应用中，浮子可以是可滑动地布置在引导件上，从而可以防止浮子向侧方向移动。
本发明上下文中一种有益的可能性是可以将发光部件布置于浮子内。在此情况下，因为发光部件浮在液体上，因此确保了发光部件的位置与液位之间所需的直接联系。将会理解，重要的是用于容纳发光部件的浮子至少应当是部分透光的。
为了为发光部件供电，优选是该设备包括用于为发光部件供电的装置，其中该供电装置包括用于发射功率的部件和用于接收由该功率发射器发射的功率的部件的组合，其中功率发射器布置于容器的壁内，并且其中功率接收器布置于浮子内且连接到发光部件。例如，功率发射器和功率接收器可以通过电线连接。这种电线至少需要容器的高度那么长，从而发光部件中的所述至少一个灯能够在容器中的上液位和下液位都能得到供电。此外，重要的是电线与浮子之间具有水密连接。
考虑到功率发射器和功率接收器之间电线连接所存在的困难，优选使用无线功率传输。当功率发射器和功率接收器例如通过电容联系或者电感联系进行耦合时，这就可以实现。在后一情况下，功率发射器和功率接收器都包括线圈。功率发射器的线圈可以是装在容器壁上的相对较大的线圈，从而发光部件中的所述至少一个灯可以总能得到供电，而与液位无关。功率接收器的线圈可以卷绕在例如E形芯体上，以获取足够的磁通量从而为所述至少一个灯供电。根据另一种选择，功率接收器可以布置于铁氧体棒(ferrite rod)上，用于关闭感应回路，防止过多的电场和磁场辐射。在此情况下，铁氧体棒还可以用于引导浮子。
关于为发光部件中的至少一个灯供电，除了上述实施方式，还可以使用储能装置例如电池或者电容器来供应所需的电能，其中发光部件连接到储能装置，并且其中储能装置连接到功率接收器。为了给储能装置充电，可以使用上述线圈形式的功率接收器。
不仅希望能够很好地指示容器中的液位，而且还希望能够指示液面的方向。这可以通过具有多个布置成行的灯的发光部件来实现，其中行延伸的方向指示液面方向。假设发光部件布置于浮子内，有益的是具有引导浮子的部件，其中浮子具有让引导部件穿过的孔，其中浮子相对于引导部件可滑动地布置，并且其中浮子还相对于引导部件可枢转地布置。由于这种布置，浮子相对于引导部件的方向可以随着液面的方向而改变。注意，当使用者倾斜容器以便例如倒出液体时，可以发生这种改变。
在许多情况下，使用至少一个发光二极管(LED)作为发光部件中的所述至少一个灯是有利的。当LED应用于温度会上升到水的沸点以上的环境中时，即当LED例如应用于热水壶时，重要的是使用能够耐受这种温度的LED。
注意，发光部件可以具有LED之外的其他灯，虽然考虑到其尺寸小、寿命长而应用LED是优选的。例如，发光部件可以包括标准的白炽灯如指示器灯泡。
在本发明的范围内，当液位指示装置包括浮子时，可以将发光部件布置于浮子的外面，并且可以在发光部件和浮子之间提供联系。这种联系例如可以通过机械的方式来建立，或者通过布置于浮子中的磁体和连接到发光部件上的磁体来建立。
本发明的上述及其他方面将通过下面针对热水壶以及该水壶液位指示装置的一些实施方式的描述而变得明显和得到阐明。
附图说明
现在将参照附图更详细地解释本发明，附图中相同的附图标记表示相同或相似部件。在附图中：
图1概略地示出了一种热水壶；
图2和图3概略地示出了用在热水壶中的水位指示装置的第一有益实施方式；
图4是表示水位指示装置中的发光部件的供电方式的框图；
图5概略地示出了线圈和E形芯体，其作为向发光部件供电的装置的一部分；
图6概略地示出了用在热水壶中的水位指示装置的第二种有益实施方式；以及
图7和图8概略地示出了用在热水壶中的水位指示装置的第三有益实施方式中的一些部件。
具体实施方式
图1概略地示出了一种电热水壶1，其适用于烧开水。该热水壶1包括：用于盛水的容器2，可由铰接设置的盖3关闭；适于由水壶1的使用者抓握的把手4；以及出水口部分5。此外，该热水壶1包括按钮6和电热元件7，其中按钮6使得使用者能够操作水壶1上的打开/关闭开关(未显示)，电热元件7用于为容器2中的水供应热量。在所示的示例中，加热元件7设置在容器2的底部8。
所示的热水壶1可以包括电线和插头，用于将水壶1的电子电路(未显示)连接到干线52。然而，热水壶1还可以是一种所谓的无线水壶1，其中提供底座元件(未显示)以支撑水壶1，并且其中底座元件包括电线和插头。在这种情况下，水壶1和底座元件都包括连接装置，用于在将水壶1布置于底座元件上时建立电连接。使用单独的底座元件的一个重要优点在于，水壶1的使用者可自由地携带水壶1并移动水壶1，而不受电线的任何影响。
根据本发明，热水壶1包括用于指示容器2中水位的装置，以便水壶1的使用者可以知道容器2是否需要填装。下面，将解释适当的水位指示装置的各种实施方式。在所有这些实施方式中，设置有至少一个灯，例如能够随着水面准确移动。
图2和图3示出了用在热水壶1中的水位指示装置10的第一有益实施方式。该水位指示装置10包括发光部件20和浮子30，发光部件20具有成行设置的多个LED 21，发光部件20设置在浮子30内。此外，水位指示装置10包括两个基本平行的引导线40用于引导浮子30，其中浮子30配置有两对臂31，该臂31的末端具有眼32以套在引导线40上。基于这种结构，浮子30仅仅在引导线40延伸的方向上可以移动。
内部嵌设有发光部件20和其他部件的浮子30能够漂浮在水面上。为了防止嵌设的发光部件20和其他部件被打湿，浮子30是水密的。此外，浮子30至少部分透明，从而由LED 21发出的光可以从浮子30的外面看到。浮子30和引导线40的组件位于热水壶1的容器2内，靠近容器2的壁。容器2还可以具有单独的部分用于容纳浮子30和引导线40，其中很重要的是该部分要与容器2的其他部分连通，使得该部分的水位对应于容器2中的水位。
在热水壶1中，基于发光部件20设置在浮子30中、且浮子30漂浮在容器2或相连部分中的水面上这一事实，发光部件20的灯的行21所延伸的水平即可指示水位。为了使水壶1的使用者能够注意到灯的行21，例如，容器2可以设置有透明的观察窗。本发明范围内的另一种可能是不应用观察窗，而是让发光部件20的灯21发出的光透过容器2的壁进行照射，前提是容器2的壁包括能至少透过一些光的材料。水位指示以最准确的方式出现，因为灯21的位置直接通过浮子30反映水位。根据本发明的水位指示装置10对已知的具有发光部件20的水位指示装置作出了改进，因为当应用已知的装置时，经常是必须首先测量水位，然后将测量的结果解释成数字读数。
为了使LED 21发光，需要为LED 21供电。为此提供供电装置50，其包括：功率发射器51，通过功率调节器53连接到干线52；以及功率接收器54，适于接收由功率发射器51发出的功率。供电装置50的部件概略地示出于图4中，图4还概略地示出了浮子30和水面11。注意，水位是由该水面11的位置来确定的。
供电装置50需要能够为各个可能位置的LED 21供电。例如，在相对较低的水位，在容器2的底部附近要能获得供电，而在相对较高的水位，在容器2的顶侧要能获得供电。在所有可能情况下获得供电的一种方法是在功率发射器51和功率接收器54之间连接电线(未显示)，其中该电线至少需要有容器2的高度那么长。当实践中采用电线时，重要的是要采取措施以确保水密结构。
优选地，从功率发射器51向功率接收器54的发送功率采用无线方式。例如，可以在功率发射器51和功率接收器54之间设置电容联系或者电感联系。为了实现电感联系，可以使用线圈。图2和图3显示了在功率发射器51侧应用相对较大的线圈55，该线圈55沿容器2高度的主要部分延伸。此外，图2和图3显示了具有线圈57的铁氧体元件56的应用，用于拾取由相对较大的线圈55发射的功率。拾取线圈57可以卷绕在E形芯体56上，例如本领域技术人员已知为RM芯体的芯体上，从而可拾取足够的磁通量为LED 21供电。作为这种可行方案的一种图示，E形芯体56和拾取线圈57概略地示出于图5中。
图6示出了用在热水壶1中的水位指示装置10的第二有益实施方式。在此实施方式中，供电装置50包括铁氧体棒式芯体58，其中用于为LED 21供电的拾取线圈57缠绕在该棒式芯体58上。此外，在此实施方式中，棒式芯体58用于关闭感应回路，其中防止了大量的电场和磁场辐射。注意到在图6中，为了清楚，用于向拾取线圈57发射功率的相对较大的线圈55没有被示出。
铁氧体棒式芯体58安装在塑料壳体内。由于存在该棒式芯体58，可以省略用于引导浮子30的引导线40，因为该棒式芯体58可以用于引导浮子30。由此，浮子30上设置有孔，棒式芯体58穿过该孔延伸。
为了为LED 21供电，并不是必需要使用拾取线圈57，因为电池或者超级电容器也可以用于此目的。在这种情况下，拾取线圈57也可以仍然使用，即用于为电池或者超级电容器充电，其中LED 21则连接到电池或者超级电容器。
容器2可以是设备的一个便携式部件。例如，容器2可以是家用咖啡机或类似物的水箱，其可拆卸地安装，以便该设备的使用者能够将该水箱拿到水龙头处加水。在这种情况下，使用电池或者超级电容器为LED 21供电是有益的，从而当容器2暂时从设备上拆下、因此暂时与干线52断开连接时，LED 21仍然可以工作。例如，当使用具有200J以上电容量的超级电容器，并且LED 21耗电量大约是100mW时，LED 21可以使用该超级电容器工作2000秒，即大约半个小时。
图7和图8显示了用在热水壶1中的水位指示装置10的第三有益实施方式中的浮子30和一部分引导杆58。在此实施方式中，浮子30的安装方式为，其相对于引导杆58的延伸方向可随着水面11的方向发生改变。具体地，浮子30的孔33(引导杆58穿过该孔33延伸)具有特定的形状，其中孔33的中心处最小、端口处最大。在所示的示例中，孔33由浮子30的两个平面的内表面34和两个圆形的内表面35界定。由于存在圆形的内表面35，所以当容器2倾斜而使得水面11相对于引导杆58延伸的方向不成直角时，浮子30相对于引导杆58具有枢转的空间。因此，例如当使用者将容器2布置于倾斜位置以倒出容器2中的水时，由于通过一行LED 21所形成的水位指示标记相对于水位能保持水平而获得更具吸引力的效果。
在本发明的范围内，浮子30不是必需的，因为可以采用在水位与发光部件20的灯的位置之间建立直接联系的其他装置。例如，可以提供杠杆结构，其中容器2装载杠杆的一个臂，而发光部件20中的灯则装在杠杆的另一个臂上。在这种情况下，为了具有良好的效果，重要的是要针对容器2中所用的液体类型例如水对杠杆结构进行准确地标定。水位与发光部件20的灯的位置之间的直接联系基于下面的事实来获得：当液位上升时，由容器2装载的杠杆的臂下降，而带有灯的臂则上升；当液位下降时，由容器2装载的杠杆的臂上升，而带有灯的臂则下降。
此外，若使用浮子30，发光部件20并非要必需装在浮子30内。因此，若发光部件20包括一个或者多个LED 21，防止LED 21受到太高的温度影响的另一种方法是将LED 21装在浮子30的外面，其中带有LED 21的发光部件20安装成例如活动的。在这种情况下，浮子30的位置与发光部件20的位置之间的连接可以通过机械连接来实现。另一种可能性是在浮子30中放置磁体以及在发光部件20上连接磁体，从而发光部件20可以在磁力影响下移动。
在所示的实施例中，带有发光部件20的浮子30在一对引导线40或者单个引导杆50上被引导，其中防止了浮子30向侧方向的移动。然而，在本发明的范围内，并非必需要使用任何引导装置，尤其是在不需要在侧方向固定发光部件20位置的情况下。
本领域技术人员将会清楚，本发明的范围不限于上文所述的示例，在不偏离如权利要求所限定的本发明的范围的前提下可以对其进行一些修改和改造。虽然已经在附图和说明书中详细地图解和描述了本发明，但这种图解和描述仅仅作为说明性的或者示例性的，而非限制性的。本发明不限于所披露的实施方式。
通过研究附图、说明书和权利要求书，本领域技术人员在实践本发明中能够理解和实现所披露实施方式的各种变例。在权利要求书中，术语“包括”并不排出其他步骤或元件，“一”或“一个”并不排出复数。单纯的事实是在彼此不同的从属权利要求中引用的一些手段并不表示不能使用这些手段的结合以突出优点。权利要求书中的任何附图标记不应当被解释为限制本发明的范围。
在上文中，公开了一种包括用于容纳待加热水的容器2的电热水壶1。为了为水壶1的使用者提供关于容器2中水位的信息，以便使用者知晓容器2何时需要加水，水壶1包括水位指示装置10。这些装置10包括具有至少一个灯21的发光部件20。有益地，这些装置10还包括能够浮在水上的浮子30，该浮子30设置在容器2内或者水壶1中盛水的、与容器2连通的其他部分内。发光部件20可以设置在浮子30内，在此情况下，所述至少一个灯21通过浮子30随着水面11移动，结果可获得最准确的水位指示。为了为发光部件20中的所述至少一个灯21供电，可以采用供电装置50，其具有设置在浮子30内且连接到灯21的拾取线圈57，其中在拾取线圈57与连接到干线52的线圈55之间存在电感耦合。
Claims (11)
1.一种设备(1)，该设备具有用于容纳液体的容器(2)以及用于指示该容器(2)中液位的装置(10)，其中该液位指示装置(10)包括活动布置的发光部件(20)以及联系装置，所述发光部件(20)具有至少一个用于发光的灯(21)，所述联系装置用于在所述发光部件(20)的位置与所述容器(2)中的液位之间建立直接联系。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，其中所述联系装置包括适于在液体上漂浮的浮子(30)。
3.根据权利要求2所述的设备(1)，其中所述发光部件(20)布置于所述浮子(30)内。
4.根据权利要求3所述的设备(1)，该设备具有用于为所述发光部件(20)供电的装置(50)，其中该供电装置(50)包括用于发射功率的部件(51，55)和用于接收由功率发射器(51，55)发射的功率的部件(54，57)的组合，其中所述功率发射器(51，55)布置于所述容器(2)的壁内，并且其中所述功率接收器(54，57)布置于所述浮子(30)内并且连接到所述发光部件(20)。
5.根据权利要求4所述的设备(1)，其中所述功率发射器(51，55)和所述功率接收器(54，57)通过电感联系进行耦合，并且其中所述功率发射器(51，55)和所述功率接收器(54，57)均包括线圈(55，57)。
6.根据权利要求5所述的设备(1)，其中所述功率接收器(54，57)布置于铁氧体棒(58)上。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的设备(1)，其中所述供电装置(50)包括储能装置如电池或者电容器，其中所述发光部件(20)连接到该储能装置，并且其中所述储能装置连接到所述功率接收器(54，57)。
8.根据权利要求3-7中任一项所述的设备(1)，该设备具有用于引导所述浮子(30)的部件(58)，其中所述浮子(30)具有让所述引导部件(58)穿过的孔(33)，其中所述浮子(30)相对于所述引导部件(58)可滑动地布置，并且其中所述浮子(30)还相对于所述引导部件(58)可枢转地布置。
9.根据权利要求2所述的设备(1)，其中所述发光部件(20)布置于所述浮子(30)的外面。
10.一种液位指示装置(10)，该设备用于具有容纳液体的容器(2)的设备(1)，该液位指示装置(10)包括适于在液体上漂浮的浮子(30)以及具有至少一个用于发光的灯(21)的发光部件(20)，其中所述发光部件(20)布置于所述浮子(30)内。
11.一种适于浮在液体上的浮子(30)和具有至少一个用于发光的灯(21)的发光部件(20)的组件，其中所述发光部件(20)布置于所述浮子(30)内。
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