CN101632325B - 加热装置 - Google Patents

Abstract

提供一种具有提高的耐热性的结构的加热装置(120)。所述加热装置(120)可包括产生热的加热元件(40)以及对加热元件(40)供电的弹性导电部件(50)。在弹性导电部件(50)与加热元件(40)之间可设置连接件(60)以避免加热元件(40)与弹性导电部件(50)之间直接接触。加热元件(40)可被固定至连接件(60)的一侧，弹性导电部件(50)可固定至连接件(60)的另一侧以使得从弹性导电部件(50)供给的电流能够流到加热元件。

Description

加热装置

技术领域

本申请要求享有在2007年3月8日提交的韩国第10-2007-0022840号专利申请的权益，在此通过引证合并该申请的全部内容。

本发明涉及一种加热装置，特别是涉及一种具有提高的耐热性的加热装置。

背景技术

一般而言，斜波加热器(ramp heater)是一种通过由安装在密闭容器中的加热元件所具有的电阻产生热的加热装置。有时，由于制造这类加热器所用的不同的材料，导致这类加热器经常在高功率水平发生过热和/或损坏。此外，由于所用的不同部件和材料的相互作用，这类加热器的制造可能较复杂。

发明内容

技术问题

图1中示出的一种普通的示例性加热器可包括：加热元件2，当将外加电压施加到该加热元件时，该加热元件通过电阻产生热；密闭容器3，加热元件2安装在密闭容器3中；以及导体1，电压可以通过该导体1施加到加热元件2。导体1例如可以包括外弹簧和内弹簧，其中加热元件2设置在外弹簧与内弹簧之间。

例如为电能形式的外部能量可以通过导体1施加到加热元件2。在某些实施例中，导体1可以为螺形弹簧形状以便维持加热元件2上的张力。因此，加热元件2和导体1可以在多个点形成接触。

在某些实施例中，加热元件2的电阻可能通常大于导体1的电阻。因此，尽管导体1和加热元件2的所有触点处的电阻可能基本上相同，但是流经第一触点的电流可能小于流经下一触点的电流，并且大部分电流流经最后的触点2a。

如果要求加热元件2具有高功率水平，则可通过导体1向加热元件2施加大电流以产生需要的功率。然而，在此情况下，由于大量电流会流经最后的触点2a，将使最后的触点2a的温度大幅升高，有可能导致加热元件2或导体1在该触点处损坏。这对于具有由不同材料制成的加热元件2和导体1(例如由碳材料制成的加热元件2和由钼材料制成的导体)的结构的影响甚至更大。

为了改善加热器的热学特性，加热元件2可由纤维(例如由碳材料制成的碳纤维)形成。然而，由碳纤维材料制成的加热元件2是柔性的，类似于布料。因此，可能难以将此种柔性的加热元件2插入导体1的外部弹簧与内部弹簧之间的空间中。

技术方案

在此具体和概括地描述的加热装置可以包括：利用电阻来产生热的加热元件；弹性导电部件，其对加热元件供电并且维持加热元件的张力；以及连接件，其设置在弹性导电部件与加热元件之间，使得加热元件和弹性导电部件不直接接触，加热元件固定在连接件的一侧，而弹性导电部件固定连接件的另一侧，以使得来自弹性导电部件的电流能够流到加热元件。

加热元件和连接件可由同素异形体材料制成。

加热元件可由碳材料制成，而连接件可由石墨材料制成。

在某些实施例中，连接件可以包括：形成为中空形状的第一固定部；以及第二固定部，其一侧插入第一固定部的内周面中，而另一侧的内周面联结到弹性导电部件，其中可通过将加热元件的端部插入第一固定部的外周面与第二固定部的外周面之间来固定该加热元件。

在可替代的实施例中，连接件可以包括：形成为中空形状的第一固定部；以及第二固定部，其内部由填入件(fill-up member)制成，一侧插入第一固定部的内周面中，而另一侧的内周面联结于弹性导电部件，其中可通过将加热元件的端部插入第一固定部的外周面与第二固定部的外周面之间来固定该加热元件。

第二固定部可以形成为圆柱形。

在某些实施例中，加热元件可包围第一固定部的外周面，并且可以通过使加热元件的端部能够从面向弹性导电部件的第一固定部和第二固定部的侧面插入来固定该加热元件。

在某些实施例中，第一固定部的内周面和第二固定部的外周边其中任一个可形成为是倾斜的。

连接件可以形成为使加热元件的端部能够插入到连接件中，弹性导电部件联结于连接件外周边，并且加热元件借助弹性导电部件的张紧力而被压紧和固定。

在此具体和概括地描述的加热装置可包括：利用电阻产生热的加热元件；对加热元件供电并且维持加热元件的张力的弹性导电部件；以及连接件，其设置成在加热元件的被供电的部分形成表面接触。

有益技术效果

根据在此概括地描述的实施例，来自弹性导电部件的电压可以通过由具有与加热元件的电学性质相似的同素异形体制成的连接件而被施加到加热元件，可以减少或基本上消除加热元件与弹性导电部件之间的直接接触，从而降低由于弹性导电部件与加热元件之间的局部过热而发生故障的危险。

此外，可简化连接件和弹性导电部件的组装工序，由此提高生产率。

附图说明

以下参照附图详细描述多个实施例，附图中相同的附图标记表示相同的构件，其中：

图1为一种普通的示例性加热装置的剖视图；

图2为在图1中示出的示例性加热装置的放大剖视图；

图3为一种示例性烹饪装置的立体图，在此具体和概括地描述的加热装置可应用于该示例性烹饪装置；

图4为在图3中示出的示例性烹饪装置的炉头(burner)的分解立体图；

图5为根据在此宽泛地描述的第一实施例的加热装置的剖视图；

图6为用于图5示出的加热装置中的可替代的联结方式的剖视图；

图7为根据在此宽泛地描述的第二实施例的加热装置的剖视图；

图8为根据在此宽泛地描述的第三实施例的加热装置的剖视图；以及

图9为根据在此宽泛地描述的第四实施例的加热装置的剖视图。

具体实施方式

以下将详细介绍本发明优选实施例的示例，在附图中示出了这些实施例的示例。

图3为一种示例性烹饪装置的立体图，在此具体和概括地描述的加热装置可应用于该示例性烹饪装置。该加热装置在烹饪装置的炉头中的这种应用本质上为示例性的，因此不以此为限，该加热装置在适当时也可用于多种其他装置或者单独使用。

该示例性烹饪装置可以包括设有多个炉头100的炉灶面(cooktop)C。通过设置在炉灶面C下面的门d可以打开和关闭烤箱O。烤箱O例如可包括将烤箱O的烹饪空间加热的加热器和磁控管(图3中未示出)。包括控制器(图3中未示出)的控制面板P可控制该烹饪装置。

在炉灶面C的上表面可设置有板110。板110可以例如由陶瓷材料或其他合适的材料制成，并且可设有例如描绘出炉头100的准确位置的标示线。在可替代的实施例中，板110可以是透明的，因此可透过板110看到炉头100。板110可以基本上是平坦的，从而易于清洁。

在板110下面可以设置有多个炉头100。如图3所示，炉头100可具有不同的尺寸，从而可使用多种尺寸的容器烹调食物。例如，各炉头100之中的至少一个可以为长形的，以便加热较长的容器。尽管炉头100的尺寸和形状可以是不同的，炉头100的结构却可以基本上相同。例如，如图4所示，炉头100可包括产生热的加热装置120以及将加热装置120所发出的热和光反射至板110的反射盘200。

根据图5中示出的实施例的加热装置120可包括：产生热的加热元件40、对加热元件40供电的弹性导电部件50、及设置在弹性导电部件50与加热元件40之间的连接件60。在某些实施例中，加热元件40可通过电阻产生热。然而，基于特别的应用，其他装置也可能适用。

在某些实施例中，可使用鱼笼型(fish trap type)的灯丝作为加热元件40，并且灯丝可由碳制成。例如钨之类的其他灯丝材料也可以是适用的。加热元件40可安装在石英管70中。

石英管70可由化学性能稳定的二氧化硅SiO₂制成，并且与例如用于半导体产业中的石英管类似地，要求在高温下的稳定性。更具体地，由于这种类型的石英直到约1683℃为止都不会发生软化，而且其热膨胀系数相对较小，因此由这种类型的稳定的SiO₂材料制成的石英管能承受骤热和骤冷。此外，紫外区以及红外区中的光可透过石英管70传播，并且石英管70提供了高度的电绝缘。

在某些实施例中，在加热元件40的两端可设置连接件60，以将加热元件40固定在合适的位置。连接件60可由电学性质与加热元件40相似的同素异形体材料制成，以便减小连接件60与加热元件40之间的接触电阻。

当形成特定分子的原子的数目不同时，或者当化学成分相同但是原子的排列状态和键合模式不同时，所生成的材料称为同素异形体。同素异形体本质上是由相同的元素形成，但是形状和性质不同的单一元素材料。

如果加热元件40在例如500W这样的低功率水平下使用，所施加的相应的电压和电流的量值较低，所以无需特别限制连接件60的材料。然而，如果加热元件40在例如高于3.0kW这样的高功率水平下使用，则会导致连接件60与加热元件40的接触电阻异常发热。因此，连接件60可由同素异形体(电学性质与加热元件40相似的材料)制成，以减小或基本消除在高功率、高热环境下由于材料的不同而造成的影响。

在一个实施例中，连接件40可由石墨材料制成，石墨材料为形成加热元件40的碳材料的同素异形体。这种设置可使接触面处的接触电阻最小化。在这种情况下，由于连接件60并非直接的加热元件(即具有高电阻的构件)，因此在连接件60与弹性导电部件50之间不会发生局部的异常过热。

更具体地，可将石墨材料制成的连接件60在真空中进行热处理，并且可进行除去包含在石墨中的残留的湿气和其他气体的工序。石墨材料制成的连接件60可具有预定的厚度以增大机械强度，并提供期望的电学性质。

弹性导电部件50可联结于连接件60。弹性导电部件50通过连接件60对加热元件40供电。弹性导电部件50可具有预定的弹性以便在加热元件40上维持均匀的张力，使得加热元件40在石英管70内部被牵拉绷紧。这样可避免加热元件40与管70之间接触，并进而避免加热元件40和/或管70的局部的灼烧/损坏。

连接件60可包括：第一固定部62，其内形成有空穴；以及第二固定部64，其与第一固定部62分离。在某些实施例中，第一固定部62可以为中空的圆柱形，而第二固定部64可以是实心的圆形的棒状并且可插入第一固定部62中。

在某些实施例中，形成在第一固定部62内的空穴的直径可以大于第二固定部64的外径。这使得加热元件40的端部能够插入形成在第一固定部62与第二固定部64之间的空间中。通过此方式，第一固定部62和第二固定部64可以以形状配合的方式联结，使加热元件40能被固定在第一固定部62与第二固定部64之间。

在某些实施例中，第一固定部62的内表面和第二固定部64的外表面中，至少其中之一可以为锥形。第一固定部62的内周边或第二固定部64的外周边至少其中之一可以是倾斜的，并且第一固定部62和第二固定部64可通过压入配合(force fit)联结，由此可将加热元件40更牢固地固定在第一固定部62与第二固定部64之间的合适的位置。

弹性导电部件50可联结于第二固定部64的与加热元件40接触的那个端部相对的端部。弹性导电部件50可由例如钼(Mo)或镍(Ni)之类线材制成，并且弹性导电部件50的一部分可弯曲成弹簧形状并且围绕第二固定部64卷绕。也就是说，弹性导电部件50的一部分可具有一定程度的弹性(类似于弹簧)，从而弹性牵拉第二固定部64，使得联结于第二固定部64的加热元件40被均匀地牵拉并保持张紧，从而维持适当的张力量。

如上所述，尽管由于弹性导电部件50的卷绕而在第二固定部64上施加了张紧力，但如果第二固定部64是实心的，则可降低第二固定部64损坏的危险。此外，当加热元件40和连接件60以这种方式联结时，通过将加热元件40插入第一固定部62的内周面中，将第二固定部64的一端插入加热元件40的内周面中，随后将第一固定部62压配合到第二固定部64中，可使组装工序得以简化。

在图6示出的实施例中，加热元件40沿着第一固定部62的外周面延伸，再沿着第一固定部的外周缘向下延伸，随后沿着第一固定部62的内周面向内延伸。在此实施例中，可通过将加热元件40的面向弹性导电部件50的端部插入第一固定部62与第二固定部64之间来固定加热元件40。当这样联结时，可增大加热元件40与连接件60(特别是第一固定部62)之间的接触面积。

在可替代的实施例中，在连接件160的第二固定部164的端部可形成如图7所示的凹部163，并且弹性导电部件50可插入该凹部163中。在此实施例中，弹性导电部件50可首先将电压施加于连接件160，并且施加到连接件160的电压可以随后施加到加热元件40。

如上所述，通过弹性导电部件50施加的电压可通过由电学性质与加热元件40相似的同素异形体制成的连接件160供给到加热元件40，并且可防止加热元件40与弹性导电部件50之间直接接触，由此降低或基本消除了由于弹性导电部件50与加热元件40之间局部过热而发生故障的危险。

此外，加热元件40与连接件160之间更加均匀的表面接触可提供加宽的电性通道，由此减小了电阻并降低了过热的危险。

第一固定部和第二固定部的形状并不局限于上述的实施例。例如，如图8所示，第二固定部264可包括两个环状固定件264a和264b。第二固定部264可安装在加热元件40的空穴部分中，其中第二固定部264的外周面贴靠加热元件40的内周面设置。加热元件40可随后安装在环状的第一固定部262的内周边中，其中加热元件40的外周面贴靠第一固定部262的内周面设置。

第二固定部264的内部可包括内孔263，弹性导电部件50可插入内孔263中。插入内孔263中的弹性导电部件50由于其弹性而向外压靠在第二固定部264的两个环状固定件264a和264b上，由此将加热元件40牢固地固定在第一固定部262与第二固定部264之间的合适的位置。

如图9示出的加热装置可包括：通过例如电阻产生热的加热元件40；对加热元件40供电的弹性导电部件50；以及设置在弹性导电部件50与加热元件40之间的连接件360。加热元件40的端部可插入连接件360内部，并且弹性导电部件50可安装在连接件360的外部从而压在连接件360的外周面上。

连接件360可形成为两个板状件360a和360b，其中加热元件40的端部插入连接件360的两个板状件360a与360b之间。弹性导电部件50可围绕连接件360的外周边卷绕从而弹性地压在连接件360上，由此在两个板状件360a和360b上施加力并将加热元件40固定在两个板状件360a与360b之间的合适的位置。

连接件360的形状可以是满足下述条件的任何形状：即，适合于将加热元件40容置和固定在合适的位置，并将通过弹性导电部件50施加到该连接件360的电压传递到加热元件40。如上所述，加热元件40可由碳材料制成，而连接件360可由石墨材料制成，以便减小由于连接件360与加热元件40之间接触而形成的接触电阻。

根据在此宽泛地描述的实施例，来自弹性导电部件的电压可通过由具有与加热元件的电学性质相似的同素异形体制成的连接件供给到加热元件，可减少或基本上消除在加热元件与弹性导电部件之间的直接接触，从而降低由于弹性导电部件与加热元件之间局部过热而发生故障的危险。

此外，可简化连接件和弹性导电部件的组装工序，由此提高生产率。

在本说明书中提及的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“某些实施例”、“可替代的实施例”等用语，意味着与该实施例相关地描述的特定特征、结构或特征包含于在此宽泛地描述的至少一个实施例中。在本说明书的不同位置出现的这样的措辞并非指的是同一个实施例。此外，需指出的是，在与任一实施例相关地描述某个特定特征、结构或特性时，本领域普通技术人员应能够想到的是，通过其他的实施例也可以实现这样的特征、结构或特性。

尽管已参照多个图示的实施例描述了本发明的多个实施例，但应理解的是，本领域技术人员能够构思出多种不脱离本说明书原理的精神和保护范围的其他的变型和实施例。更特别地，在本说明书、附图和所附权利要求的保护范围内，对本发明主题的组合排布的组成部件和/或排布的各种的变型和修改是可行的。除了在组成部件和/或排布上的变型和修改之外，可替代的使用对于本领域技术人员而言也是显而易见的。

Claims (17)

1.一种加热装置，包括：

加热元件，其产生热；

导体，其将电传导至所述加热元件；以及

连接件，其设置在所述导体与所述加热元件之间，其中所述加热元件联结于所述连接件的第一侧，而所述导体联结于所述连接件的第二侧，以使电流能够从所述导体经由所述连接件流到所述加热元件；

其中所述连接件构造成保持与所述加热元件面接触；

其中该连接件包括：

第一固定部，其具有第一端部和第二端部，并且在所述第一固定部中形成有空穴；以及

第二固定部，其具有第一端部和第二端部，其中所述第二固定部的所述第一端部构造成用于插入到所述第一固定部中的空穴内，而所述第二固定部的所述第二端部构造成用于联结到所述导体，并且其中所述加热元件的端部构造成用于插入到形成在所述第一固定部的内周面与所述第二固定部的外周面之间的空间中；

其中所述加热元件构造成包围所述第一固定部的外周面，并且其中所述加热元件的端部构造成能滑动插入到形成在邻近所述导体的所述第一固定部的第二端部与所述第二固定部的第二端部之间的空间中。

2.如权利要求1所述的加热装置，其中所述加热元件和所述连接件由同素异形体材料制成。

3.如权利要求2所述的加热装置，其中所述加热元件由碳材料制成，而所述连接件由石墨材料制成。

4.如权利要求1所述的加热装置，其中所述导体构造成用于联结到所述第二固定部的第二端部的外周面。

5.如权利要求4所述的加热装置，其中所述第二固定部为实心的，并具有基本上圆柱形的形状。

6.如权利要求1所述的加热装置，其中所述加热元件沿着所述第一固定部的外周面延伸、沿着所述第一固定部的第二端部的外周缘向下延伸，且进入到形成在所述第一固定部的内周面与所述第二固定部的外周面之间的空间中。

7.如权利要求6所述的加热装置，其中所述加热元件的端部形成一凹部，并且其中所述凹部构造成用于能滑动容置所述第一固定部的第二端部。

8.如权利要求4所述的加热装置，其中所述第一固定部的内周面和所述第二固定部的外周边至少其中之一是倾斜的。

9.如权利要求4所述的加热装置，其中所述导体包括弹性导电部件，所述弹性导电部件构造为围绕所述第二固定部的外周面卷绕，以便对联结于所述弹性导电部件上的所述加热元件施加力并且维持所述加热元件中的预定的张力量。

10.如权利要求4所述的加热装置，其中所述加热元件构造成在所述第一固定部和所述第二固定部的、与所述第一固定部和所述第二固定部的邻近于所述导体的第二端部相对的第一端部处，能滑动插入到形成在所述第一固定部的第一端部与所述第二固定部的第一端部之间的空间中。

11.如权利要求1所述的加热装置，还包括形成在所述第二固定部的第二端部中的凹部，其中所述凹部构造成用于容置所述导体。

12.如权利要求11所述的加热装置，其中所述导体包括弹性导电部件，所述弹性导电部件构造为在所述凹部中卷绕，以便对联结于所述弹性导电部件上的所述加热元件施加力并且维持所述加热元件中的预定的张力量。

13.如权利要求11所述的加热装置，其中所述第二固定部包括第一环状部和第二环状部，其中设置在所述凹部中的弹性导电部件构造成用于在所述第一环状部和所述第二环状部上施加向外的径向力，以便将所述加热元件压靠在所述第一固定部分的内周面上。

14.如权利要求1所述的加热装置，其中所述加热元件通过电阻产生热。

15.如权利要求1所述的加热装置，其中所述导体包括弹性导电部件，所述弹性导电部件具有一定程度的弹性，其中所述弹性导电部件对所述加热元件施加力，以便维持在所述加热元件中的预定的张力量。

16.如权利要求1所述的加热装置，其中电流路径从所述导体穿过所述连接件而延伸至所述加热元件。

17.如权利要求1所述的加热装置，其中所述连接件设置在所述导体与所述加热元件之间，而使得所述导体与所述加热元件之间不存在直接的物理接触。

Images