CN108370616A - 热浸没式循环器 - Google Patents

Abstract

热浸没式循环器可以包括加热器，加热器包括中空圆柱形主体，中空圆柱形主体在其第一端处具有入口开口，并且在其侧壁中具有出口开口。加热器可以包括柔性电路板，该柔性电路板具有由控制电子设备控制的多个电阻带，控制电子设备如TRIAC，其可以是水冷式的。包括加热器的热浸没式循环器可用于科学实验室或真空烹饪食物。

Description

热浸没式循环器

技术领域

本公开总体上涉及一种用于加热各种流体的电动热浸没式循环器。

背景技术

热浸没式循环器可用于循环和加热各种流体，例如使流体本体保持在精确和稳定的温度。热浸没式循环器可以包括泵或其他可用于循环流体的机械，以及用于加热流体的加热元件。热浸没式循环器已被应用于诸如科学实验室或其他实验室以及厨房中，特别是用于真空烹饪。

发明内容

热浸没式循环器可以概括为包括：加热器，加热器包括：具有管状侧壁的主体、第一端、与第一端间隔开主体长度的第二端，管状侧壁形成至少部分地穿过其中的流体流动通道，主体具有至少靠近第一端的入口以及在管状侧壁中的出口，入口提供在主体的内部中的流体流动通道和主体的外部的之间的流体连通，出口的至少一部分相对于入口的至少一部分所述相对于第二端间隔开，出口提供主体的内部中的流体流动通道和主体的外部之间的流体流通；加热元件，其物理耦合到并且至少部分地缠绕主体的管状侧壁的至少一部分；以及开关，其被电耦合以控制加热元件，开关物理导热地耦合到主体的管状侧壁；以及壳体，其尺寸和规格被设计成接收加热器的至少一部分。

整个出口与整个入口相比更靠近第二端。整个加热元件位于入口和出口之间。管状侧壁在第一端处形成入口。管状侧壁具有中心轴，入口径向地关于中心轴布置，并且出口平行于管状侧壁的中心轴延伸并径向地与其间隔开。整个加热元件可位于整个入口和整个出口之间。出口是管状侧壁中的长方形槽。管状侧壁可具有上部和下部，上部具有平坦表面，开关物理导热地安装在该平坦表面上。管状侧壁的下部是圆柱形的。加热元件可以围绕管状侧壁的圆周的至少四分之三成角度地缠绕。整个加热元件可以位于整个入口和整个出口之间。所述开关为封装的TRIAC。

热浸没式循环器可进一步包括至少靠近主体的第二端安装的发动机。热浸没式循环器还进一步包括置于管状主体内部的叶轮。热浸没式循环器还可以包括将发动机物理耦合到叶轮的轴。叶轮可以安置于更靠近入口而不是出口。热浸没式循环器还可以进一步包括支撑件，该支撑件包括用于接收电源线的应变消除的凸台和用于接收弹簧夹的凹槽，其中支撑件、凸台和凹槽由单件整体材料制成。

热浸没式循环器的加热器可以概括为包括主体，主体具有管状侧壁、第一端、与所述第一端间隔开管状主体的长度的第二端、管状侧壁形成至少部分地穿过其中的流体流动通道，主体具有至少靠近第一端的入口和在管状侧壁中的出口，入口在主体的内部中的流体流动通道和主体的外部之间提供流体连通，出口的至少一部分相对于入口的至少一部分相对于第二端间隔开，出口在主体的内部中的流体流动通道和主体的外部之间提供流体流通；加热元件，其物理地耦合并且至少部分地缠绕主体的管状侧壁的至少一部分，整个加热元件位于入口与出口之间；以及被电耦合以控制加热元件并且物理导热地耦合到主体的管状侧壁的开关。

整个出口可以比整个入口更相对靠近第二端间隔开。管状侧壁可以在第一端形成入口。管状侧壁具有中心轴线，入口径向地关于中心轴线布置，并且出口平行于管状侧壁的中心轴线延伸并与其径向地间隔开。出口可以是管状侧壁中的长方形槽。管状侧壁可具有上部和下部，上部具有平坦表面，开关物理导热地安装在该平坦表面上。管状侧壁的下部可以是圆柱形并且具有圆周，并且加热元件可以关于管状侧壁的圆周的至少四分之三成角度地缠绕。

一种热浸没式循环器可以概括为包括：加热器，所述加热器包括：具有管状侧壁的主体、第一端、与第一端隔开主体长度的第二端，管状侧壁形成至少部分地穿过其中的流体流动通道，主体具有至少靠近第一端的入口以及至少靠近第二端的出口，入口在主体的内部中的流体流动通道和主体的外部之间提供流体连通，出口在主体的内部中的流体流动通道与主体的外部之间提供流体连通；加热元件，其物理地耦合到并且至少部分地缠绕主体的管状侧壁的至少一部分；以及开关，开关被电耦合以控制加热元件并且物理导热地耦合到主体的管状侧壁；以及壳体，其尺寸和规格被设计成接收加热器的至少一部分，壳体包括管状侧壁和在壳体的管状侧壁中形成的开口，开口与主体的出口流体连通。

用于热浸没式循环器的加热器可以概括为包括：主体，其具有管状侧壁、第一端、与第一端间隔开管状主体的长度的第二端、管状侧壁形成至少部分地穿过其中的流体流动通道，主体具有至少靠近第一端的入口和在管状侧壁中的出口，入口在主体的内部中的流体流动通道和主体的外部之间提供流体连通，出口的至少一部分相对于入口的至少一部分相对第二端间隔开，出口在主体的内部中的流体流动通道和主体的外部之间提供流体流通；加热元件，其物理耦合到并且至少部分地缠绕主体的管状侧壁的至少一部分，整个加热元件位于入口与出口之间；以及被电耦合以控制加热元件并且物理导热地耦合到主体的开关。热浸没式循环器可概括为包括加热器；具有纵向中心轴线的入口和至少部分围绕纵向中心轴线弯曲的进口，入口具有高度；以及被电耦合到加热器的电源线，电源线的直径小于入口的高度，故能紧密地安装在入口内并以过盈配合与入口接合。

附图说明：

在附图中，相同的附图标记表示相似的元件或行为。图中元件的大小和相对位置不一定按比例绘制。例如，各种元件和角度的形状不一定是按比例绘制的，并且一些元件中的可能被任意放大和放置以改善绘图易读性。此外，所画出的元件的特定形状不一定旨在传达关于特定元件的实际形状的任何信息，并且可能已经被单独挑选出以便于在附图中识别。

图1示出根据至少一个所示实施例的定位在锅中的热浸没式循环器。

图2是根据至少一个所示实施例的图1的热浸没式循环器的三维渲染的透视图，其中热浸没式循环器的外壳图解为透明以示出热浸没式循环器的内部组件。

图3是根据至少一个所示实施例的如图2所示的热浸没式循环器的横截面图。

图4是根据至少一个所示实施例的如图2所示的热浸没式循环器的分解图。

图5是根据至少一个所示实施例的用于热浸没式循环器的加热器的透视图中的三维渲染。

图6是根据至少一个所示实施例的图5的加热器的后视图。

图7是根据至少一个所示实施例的图5的加热器的左视图。

图8是根据至少一个所示实施例的图5的加热器的前视图。

图9是根据至少一个所示实施例的沿图6中的线A-A截取图5的加热器的横截面图。

图10是根据至少一个所示实施例的沿图6中的线B-B截取的图5的加热器的横截面图。

图11是根据至少一个所示实施例的图5的加热器中的柔性电路板的平面图。

图12是根据至少一个所示实施例的图5的加热器的后视图，示出了图11的柔性电路板。

图13是根据至少一个所示实施例的图5的加热器的左视图，示出了图11的柔性电路板。

图14是根据至少一个所示实施例的图5的加热器的立体图的三维渲染，其示出了耦合到加热器的其他元件。

图15是根据至少一个所示实施例的用于与图5的加热器一起使用的叶轮的透视图的三维渲染。

图16是根据至少一个所示实施例的另一热浸没式循环器的分解图。

图17是根据至少一个所示实施例的图16的热浸没式循环器的发动机和电子设备的透视图的三维渲染。

图18是根据至少一个所示实施例的图16的热浸没式循环器的发动机的透视图中的三维渲染。

图19是根据至少一个所示实施例的图16的热浸没式循环器的加热器的柔性电路板的平面图。

图20是根据至少一个所示实施例的图16的热浸没式循环器的侧视图。

图21是根据至少一个所示实施例的图16的热沉浸式循环器的组件的横截面侧视图。

图22示出了根据至少一个所示实施例的定位在锅中的热浸没式循环器。

具体实施方式

在以下描述中，阐述了某些具体细节以便提供对各种公开实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可以在没有这些具体细节中的一个或多个、或者利用其他方法、组件、材料等情况下实施实施例。在其他情况下，与该技术相关联的公知结构并未示出或详细描述，以避免对实施例的不必要的模糊描述。

除非上下文另有要求，否则在随后的整个说明书和权利要求书中，词语“包括”与“包含”是同义词，并且是包含性的或开放式的(即，不排除另外的未列举的元件或方法行为)。

本说明书中，对“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着与该实施例相关的描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，本说明书各处出现的短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”不一定都指同一实施例。此外，特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式在一个或多个实施例中组合。

如在本说明书和附属权利要求中所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一”，“一个”和“该”包括复数指示对象。还应该注意的是，术语“或”通常以其最广泛的含义使用，即，除非上下文另有明确规定，否则意为“和/或”。

这里提供的本公开的标题和摘要仅仅是为了方便，并不限制实施例的范围或含义。

如本文所使用的，“在...上方”和“在...下方”，“顶部”和“底部”，“竖直”和“水平”以及其他类似术语仅指组件的相对位置，如图中所示，在图的内容范围内传达它们的普通含义。在一些实施例中，这些术语可以在实际实现的背景下携带它们的普通含义，例如，重力将物品从第二位置上方的第一位置拉向第二位置。然而，单独使用这些术语并不是要表达，在图的内容范围内所描述的第一组件在另一组件上面，第一组件在实际实现中的也必须在另一组件的上方。

如本文所使用的，当单独使用时，“耦合”，“连接”和其他类似术语意指物理耦合或物理连接。电力地或以其他方式“耦合”或“连接”的组件就如此描述。

图1示出了位于容器，器皿或锅12中的热浸没式循环器10。锅12可容纳用于烹饪食物的水体或另一种流体，并且热浸没式循环器10可用于加热，维持流体温度或在锅内循环流体。热浸没式循环器10可以用于真空烹调。根据锅12的尺寸、锅12中流体的深度等的需要，热浸没式循环器10可放置其底部(如图22中所示)直立在锅中，或者可被夹持、夹紧或以其它方式附接到锅12的边缘或侧面。热浸没式循环器10可以包括防水外壳16，防水外壳16保护其中的电路，使得热浸没式循环器10可以安全地浸没在水里。壳体16可以是不透明的。

图2示出了热浸没式循环器10，其中壳体16被示出为透明的，以示出热浸没式循环器10的各种内部组件。热浸没式循环器10可以包括下部入口组件14，下部入口组件14具有平坦底面的，在该平坦底面上热浸没式循环器10可以站立，例如在站立在锅12中。在一些实施方式中，平坦底表面可以包括磁体(例如，类似于图21中所示和下面进一步描述的磁体308)以帮助热浸没循环器10保持在锅12内。下部入口组件14可具有外围径向开口，流体可通过该外围径向开口被吸入热浸没式循环器10的内部，或者可通过该开口将流体从热浸没式循环器10的内部排出。

热浸没式循环器10还可以包括加热器100，在下面会更详细地描述。加热器100的底端可耦合到下部入口组件14，使得穿过加热器100的内部导管或通道与入口组件14的外围开口流体连通。外壳16可包括开口18，开口18形成于壳体16的侧壁中，流体可通过开口18被吸入热浸没式循环器10的内部，或者流体可通过开口18从热浸没式循环器10的内部排出。加热器100的侧表面可耦合到开口18，从而使得穿过加热器100的内部导管与开口18流体连通，例如通过加热器100侧面中的开口或槽126和穿过间隔件178的通道180与开口18流体连通，下面会进行更详细的描述。在另一可选择实施例中，加热器100的顶部可以耦合到开口18，使得穿过加热器100的内部导管可以与开口18流体连通，例如可以通过加热器100的顶部中的开口与开口18流体连通。

热浸没式循环器10可以包括上部和下部隔离隔栅20，其可以将热浸没式循环器10分成不同的热区域或腔室。例如，下隔离隔栅20可以将加热器100与设置在下隔离隔栅20上方的热浸没式循环器10的其他电组件分开，诸如安装在电子模块壳体26内的高温变压器22和PCBA(印刷电路板组件)24。热浸没式循环器10还包括顶盖组件28以盖住壳体16的顶端。热浸没式循环器10还可包括可移除夹子30，以将热浸没式循环器10夹到锅12的一侧，以便将热浸没环行器10安装到锅12的一侧从而使得电源线32不被浸没。电源线32可用于将热浸没式循环器10插入标准壁式插座以从电网汲取电力。可移除的夹子30可用于将热浸没式循环器10夹到各种尺寸和形状的锅中，比如具有各种曲率半径的锅侧。

图3以横截面示出了热浸没式循环器10。热隔离隔栅20将热浸没式循环器10的内部分成三个不同的热区：第一，上PCBA区34，其可以在70℃或70℃左右的温度下工作；第二，下PCBA区36，其可以在100℃或100℃左右的温度下工作，第三，电机区38，其可以在100℃或100℃左右的温度下工作。例如，下部入口组件14可以从热浸没式循环器10的其余部分移除，以便于清洁加热器100。类似地，例如，顶盖组件28可以从热浸没式循环器10的其余部分移除，以便于访问和修理置于其中的电气组件。

图4以分解图示出了热浸没式循环器10，并且示出了组装热浸没式循环器10的方法。例如，组装热浸没式循环器10的方法可以包括但不一定按以下顺序：将加热器100插入壳体16中，然后使用连接螺母40将加热器100固定在壳体16内，将包括电子模块壳体26的电子模块插入壳体16中，然后通过壳体16将电源线32连接到电子模块，然后将顶盖组件28连接并固定到壳体16，然后将下部入口组件14连接到壳体16、加热器100和连接螺母40，然后将夹子30附接到壳体16。

图5示出了可用于诸如热浸没式循环器10之类的热浸没式循环器中的加热器100。加热器100包括中空的基本上呈圆柱形的主体102，主体102具有管状侧壁和环形的横截面形状，耦合到主体102的底端部分的径向法兰、脚或脊104以及耦合到主体102的顶端部分的隔板、或阻挡层、或隔离物106。在可选择实施例中，主体102可具有大致圆形、椭圆形、矩形、正方形、三角形或其他合适的横截面形状。主体102、法兰104和隔板106可以由一个整体单件材料制成，或者它们可以由通过各种任何一种已知技术实现的不同材料彼此耦合而制成。在其他实施例中，加热器100可以在没有法兰104的情况下制造。

主体102、法兰104和隔板106可以由任意一种合适的材料制成，例如任意一种合适的金属(例如抛光不锈钢，铜或铝)、塑料(例如热固性塑料)、陶瓷、瓷器等，并且这些部件可以由相同的材料或彼此不同的材料制成。主体102、法兰104和隔板106也可以涂覆有非粘性材料。该材料可以是导电的或非导电的、导热的或不导热的，并且具有足够的强度和耐热性，以在加热器100预期工作范围内的温度下为加热器100提供硬度和结构。使用诸如不锈钢之类的金属材料为加热器100提供了非常光滑的表面以使得加热器100能被容易且快速地清洁。

主体102包括中空圆柱形底部108，中空圆柱形底部108具有内表面130和外表面132(见图10)，其每一个具有圆形的横截面形状。主体102还包括顶部110，顶部110基本上呈圆柱形的，病具有第一左侧平坦壁112和第二右侧平坦壁114。横跨主体102的顶部110，左侧壁112与右侧壁114相对设置，使得左侧壁112平行于右侧壁114。顶部110是中空的并且具有内表面134和外表面136(见图9)，内表面134和外表面136具有圆形的由左侧壁112和右侧壁114截断的横截面形状。

诸如螺柱116(在图5中仅可见一个)中的一对突起可耦合到主体的顶部110和/或从主体的顶部110延伸。例如，第一螺柱116可以径向远离并垂直于左侧壁112延伸，并且第二螺柱116可以径向远离并垂直于右侧壁114延伸。螺柱116可以包括实心圆柱突起，突起外表面上具有螺纹。此外，柔性电路板122耦合到主体102的外表面，包括耦合到底部108的外表面132的和耦合到主体102的顶部110的外表面136。如下面更详细描述的，柔性电路板122是厚膜柔性电路板122，但是其他实施例中可以使用薄膜柔性电路板、薄膜电阻加热器、厚膜电阻加热器、绕线加热器、柔性聚酰胺或其他类似技术替代。

径向法兰104具有环形形状，法兰104的外径大于主体102的外径。在一些实施例中，法兰104的内径可以与主体102的内径匹配，使得法兰104可以耦合到主体102的底端，留下主体102的内部128(参见图9-10)与法兰104的内表面齐平。在其他实施例中，法兰104的内径可以匹配主体102的外径，使得法兰104可以在主体102的底端处耦合到主体102的底部108的外表面132。法兰104可以由单个平板材料形成，例如通过在扁平圆形材料中切割出圆形开口。因此，法兰104沿垂直平面的横截面形状为矩形。法兰104可以形成加热器100与热浸没式循环器的另一个部件之间的密封的一部分，加热器100是热浸没式循环器的一部分。在一些实施例中，主体102和径向法兰104可以一体地制成，例如在一次模压成型中制成，例如在一次金属注射成型中制成。

隔板106具有与主体102的顶部110的截断圆形形状匹配的截断圆形。在一些实施例中，隔板106的外表面或外围表面的形状可以匹配主体102的顶部110的外表面136的形状，使得隔板106可以耦合到主体102的顶部110的顶端。在其他实施例中，隔板106的外表面或外围表面的形状可匹配主体102的顶部110的内表面134的形状，使得隔板106可在主体102的顶端与主体102的顶部110的内表面134耦合。在一些实施例中，主体102和隔板106可以一体地制成，例如在一次模压成型中制成，例如在一次金属注射成型中制成。在其它实施例中，隔板106可以是热浸没式循环器10的发动机的一个组成部分，例如作为发动机壳体的底部。

隔板106可以包括三个穿过其延伸的孔，例如，位于隔板106中心处的一个相对较大的孔118以及位于隔板106上偏离中心位置的两个相对较小的孔120。隔板106可以将加热器100的中空内部128与加热器100上方的加热器100的外部分隔开。中心孔118的外围表面可以是平滑的，并且如下面进一步描述的那样，中心孔118可以配置成允许转子或驱动轴190(参见图3)从外部穿过隔板106进入加热器100的内部128。这样驱动轴190可以安装在轴套或轴承内，比如滚动轴承，其可被安装在中心孔118内。

如以下将进一步描述的，偏心孔120可配置成允许螺钉192(参见图3)或其他紧固件(例如螺栓，钉子等)从外部穿过隔板106并进入加热器100的内部128，以将发动机耦合到加热器100的顶部。例如，孔120的外围表面可以是螺纹的，或者隔板106的底表面(图5中不可见)可以具有围绕每个孔120的埋头孔以接收待拧入的螺钉192的头部，螺钉192穿过隔板106拧入加热器100顶部的发动机中。孔118和120可以安置成使得延伸穿过每个孔118和120的中心的线平行于左侧壁112和右侧壁114。在一些实施例中，例如如果发动机使用粘合剂耦合到加热器100的顶部，则不使用孔120，并且隔板106可以包括延伸穿过其中的单个孔118。

图6、7和8分别是加热器100的后视图、左视图和主视图。图6示出了主体102的底部108与顶部110的左侧壁112和右侧壁114之间的过渡124是弯曲的。图7示出了螺柱116从位于侧壁112或114的下半部内的位置以及侧壁112或114的前半部内的位置，从左侧壁112和右侧壁114延伸。图8示出长方形孔或狭槽126延伸穿过主体102的管状侧壁的前部，即，穿过圆柱形主体102的管状侧壁的弯曲前部。

狭槽126位于主体102的前部，使得狭槽126距左侧壁112和右侧壁114的距离相等，并且使得孔118、孔120和狭槽126的中心均位于与左侧壁112和右侧壁114平行的一个平面上，并且主体102关于该平面对称。狭槽126具有相对长的垂直轴和相对短的水平轴，因此可以被称为垂直槽126。在可选择的实施例中，狭槽126可以具有相对长的水平轴和相对短的垂直轴，并且可以被称为水平或径向槽126。垂直槽126横跨主体102的顶部110的一部分并跨主体102的底部108的一部分。垂直槽126在上方延伸并且在弯曲过渡部分124下方延伸，弯曲过度部分124在主体102的底部108和顶部110的侧壁112，114之间。垂直槽126的位置相对于主体102的底端更靠近其顶端。

垂直槽126的顶端可以与隔板106的底表面或主体102的内部128的顶表面共面，或可以在隔板106的底表面或主体102的内部128的顶表面上方延伸。因此，任何进入或形成于主体102的内部128的气体均可流出主体102的内部128并流出循环器10，从而减少空气或其他气体积聚在主体内部128中的有害影响。在一些实施例中，隔板106的底表面可以朝向垂直槽126向上倾斜，使得进入或形成于内部128内的气泡自然流向垂直槽126以排出循环器10。在一些实施例中，隔板的底部表面可以具有螺旋形状，使得进入或形成于内部128内的气泡沿着螺旋自然向上流向垂直槽126以排出循环器10。

当使用加热器100时，主体102底部的开口可以是加热器100的入口，狭槽126可以是加热器100的出口，并且内部128可以是导管、通道，或是与入口和出口流体连通的通道。如下面进一步描述的，厚膜柔性电路板122可以围绕入口和出口之间的主体102的外表面缠绕，并且因此可以围绕将入口流畅地耦合到出口的导管缠绕。柔性电路板122可以隔开入口和出口，并且可以被定位成用于加热在入口和出口之间通过的流体。通过加热器100的流体流动路径可以从入口延伸穿过柔性电路板122的导管到达出口。柔性电路板122可以与穿过主体102的内部128的流体分开对应于主体102的管状侧壁的厚度的距离，该距离可以是0.5mm，1.0mm，1.5mm，2mm，2.5mm，0.1mm和5mm之间，或者0.5mm和2.5mm之间。

图9和10分别显示了沿图6中的线A-A和B-B截取的加热器100的横截面图。图11更详细地示出了柔性电路板122。如图11所示，柔性电路板122可以是包括多个厚膜层的柔性的厚膜柔性电路板122。例如，柔性电路板122包括电绝缘材料的绝缘基层138，绝缘基层138可以将加热器100的主体102与柔性电路板122的导电部件(例如，迹线或电阻带)和任何与之耦合的控制电子器件实现电隔离，使得主体102可以由任何合适的导电或电绝缘材料制成而不会干扰柔性电路板122的运作。

柔性电路板122还包括多个(在所示实施例中为三个)第一电阻带140，多个第一电阻带140一起形成位于基层138的底端部分上的第一加热元件144，以及多个(在所示实施例中为三个)第二电阻带142，多个第二电阻带142一起形成位于基层138上的第一加热元件144上方的第二加热元件146。每一个第一电阻带140和第二电阻带142可以包括形成在基层138之上并可由任何合适的电阻材料制成的厚膜带。例如，第一和第二电阻带140和142可以由FeCrAl合金制成，例如以商标名销售的市售FeCrAl合金。例如，可以将电阻膏铺设在基层138上，并且可以小心地控制膏的宽度和厚度以此为每个电阻带140，142提供明确的电阻。第一电阻带140和第二电阻带142可以跨基底层138基本上彼此平行地延伸。

柔性电路板122还包括形成于电绝缘基层138上的多个导电路径。例如，柔性电路板122包括中性路径148，中性路径148将每一个电阻带140和142的第一端彼此电耦合并耦合到中性端子150。柔性电路板122还包括第一开关电力线152，该第一开关电力线152将每个第一电阻带140的第二端彼此电耦合并且电耦合到第一开关电力端子154，第一开关电力端子154位于基层138的顶部附近。柔性电路板122还包括第二开关电源线156，该第二开关电源线156将每个第二电阻带142的第二端彼此电耦合并且电耦合到第二开关电力端子158，该第二开关电力端子158位于基层138的顶部附近。

柔性电路板122还包括有源导电路径160，该有源导电路径160从第一有源端子162延伸到第二有源端子164，该第一有源端子162与第一开关电源端子154相邻但与其电分离，该第二有源端子164与第二开关电源端子158相邻但与其电分离。有源路径160以及有源端子162、164可由120V或220V AC电源供电或驱动，为其，中性路径148和端子150可用作返回路径148和返回端子150。柔性电路板122还包括第一栅极166和第二栅极168，该第一栅极166与第一有源端子162相邻但与其电分离，第二栅极168与第二有源端子164相邻但与其电分离的。这里描述的端子可以焊接，以允许其他电子部件能焊接电连接到柔性电路板122。

第一开关电源端子154位于第一有源端子162上方，并且第一有源端子162位于基层138上的第一栅极166上方。第二开关电源端子158位于第二有源端子164下方，并且第二有源端子164位于基层138上的第二栅极168下方。相应第一和第二组件的顺序的反转有利于控制电子器件的连接，如下面进一步描述的，例如控制有源电源开关，如TRIAC、晶闸管、电源MOSFET、IGBT等。柔性电路板122还包括顶部保护层，顶部保护层覆盖柔性电路板122的其余电气部件以保护它们免受水侵入或其他潜在污染物污染。

图12和13分别是其上耦合有柔性电路板122的加热器100的后视图和左视图。如图12和13所示，柔性电路板122可缠绕加热器100的主体102，使得柔性电路板122的第一端邻近柔性电路板122的第二端，电阻带140、142的第一端紧邻电阻带140、142的第二端。也就是说，柔性电路板122可以环绕主体102的全部或基本上环绕主体122的全部。柔性电路板122可以具有非零曲率半径，例如曲率半径在四分之一英寸与四英寸之间、或在半英寸与两英寸之间、或曲率半径在一英寸与一英寸半之间。

第一电阻带140和第二电阻带142以及因此第一加热元件144和第二加热元件146可以位于主体102的底部108上，并且每一个端子154、158、162、164、166和168都可以位于主体102的顶部110上，例如位于主体102的顶部110的弯曲的后表面上。第一开关电源端子154、第一有源端子162和第一栅极166位于左侧壁112附近，并且第二开关电源端子158、第二有源端子164和第二栅极168位于右侧壁114附近。中性端子150可位于主体102的顶部110上，例如位于与其后表面相对的主体102的顶部110的弯曲前表面上。

图14示出了图5的加热器的另一透视图，其中有附加的部件耦合到其上。例如，图14示出耦合或安装在第二螺柱116上的第一TRIAC 170，其径向延伸远离并垂直于右侧壁114。虽然在所示实施例中使用TRIAC 170，但是任何合适的开关，例如以上描述的那些均可以在选择性实施例中使用。通过右侧壁114截断的主体102的顶部110的圆形横截面形状提供了相对平坦的表面，TRIAC 170可以安装在第二螺柱116上。TRIAC 170的电引线172可以耦合到第二开关电源端子158、第二有源端子164和第二栅极168，使得TRIAC 170可以控制第二电阻带142的操作并因此控制第二加热元件146的操作。螺母174可以拧到TRIAC 170上方的螺柱116上，以将TRIAC 170固定到加热器100的右侧壁114和主体102上。

尽管在图14中不可见，但第二TRIAC可类似地耦合或安装在第一螺柱116上并抵靠左侧壁112，并且第二螺母可耦合到第一螺柱116以将第二TRIAC固定在适当的位置。第二TRIAC的电引线可以耦合到第一开关电源端子154、第一有源端子162和第一栅极166，使得第二TRIAC可以控制第一电阻带140的操作并且因此控制第一加热元件144。在可选择的实施例中，TRIAC 170可以以任何合适的方式在任何合适的位置耦合到主体102，例如通过任何合适的机械紧固件(例如螺钉、螺栓、钉子等)、任何合适的粘合剂(例如，导热和/或不导电的粘合剂、胶水、环氧树脂等)或通过焊接的方式，例如焊接到隔板106的顶部、焊接到发动机176的底部、或焊接到隔板106和发动机176之间。

加热器100包括两个TRIAC，每个TRIAC独立地控制分别由三个电阻带组成的相应的加热元件。在可选择的实施例中，加热器可包括一个TRIAC，TRIAC控制单个加热元件，或控制三个、四个、五个、六个、八个或更多个TRIAC，每个TRIAC分别独立地控制相应的加热元件。类似地，在可选择的实施例中，加热元件可以包括单个、两个，四个、五个、六个、八个或更多个电阻带。在这样的可选择的实施例中，主体102，例如主体102的顶部110，可以包括与平坦壁112和114相似的多个平坦壁，多个平坦壁的数量与TRIAC的数量相匹配。

图14还示出，可将发动机176安装到加热器100的顶部，例如可以使用延伸穿过孔120的第一和第二紧固件(例如，螺钉192)将发动机安装到隔板106的顶表面，如上所述，并且可以通过发动机安装座188来帮助安装，其可以使发动机176相对于加热器100的其余部分来说更加稳定。在可选择的实施例中，发动机176可以以任何合适的方式安装到加热器100的顶部，例如通过任何合适的机械紧固件(例如螺钉、螺栓、钉子等)，或任何合适的粘合剂(例如胶水、环氧树脂等)，或摩擦或过盈配合的方式。发动机176可以包括静态12V、24V或者任何其他合适的电压DC无刷电机、DC电刷电机、开关磁阻电机、通用电机或AC感应电机，并且可以使用各种密封元件(如压缩表面密封垫)来密封电机以隔开流经加热器100的流体，例如防止流体通过孔118、120逸出而将电机密封。

图14进一步示出具有通道180的间隔件178，通道180延伸穿过间隔件178，并可定位在狭槽126上方。通道180可以具有与狭槽126匹配的槽形状，使得狭槽126和通道180可以形成单个通道可以将水或其他流体从加热器100的内部128内运输出加热器100和加热器100的电部件。

图15示出了可安装在加热器100的内部128内的叶轮182。叶轮182可以是喷射驱动叶轮。例如，叶轮182可以具有两个、三个或任何其他合适数量的叶片184和中央开口186，中央开口186的尺寸设计成容纳轴190，轴190从发动机176延伸穿过隔板106中的孔118、穿过加热器100的内部128、连接到叶轮182。

在一个可选择的实施例中，轴190不是直接物理耦合到发动机176，并且轴190不延伸穿过隔板106中的孔118。在此可选择的实施例中，第一磁性元件直接物理耦合到发动机176，第二磁性元件直接物理耦合到轴190，并且第一和第二磁性元件彼此磁耦合。因此，发动机190可以被致动以直接驱动第一磁性元件的旋转，这可以经由磁耦合引起第二磁性元件的旋转，并且第二磁性元件的旋转可以引起轴190和叶轮182的旋转。在本可选择实施例中，轴190和叶轮182磁耦合到发动机176。在另一可选择实施例中，轴190可以通过齿轮箱或其他中介组件物理地或磁性地耦合到发动机176。

轴190可以将来自发动机176的扭矩运送到叶轮182以驱动叶轮182的旋转并因此驱动诸如水的流体流过加热器100的内部128。如下面进一步描述的那样，叶轮182可以安装在或靠近加热器100的主体102的底部，或者比狭槽126更靠近主体102的底端，使得加热器100可以用于具有低液位的流体中。

加热器100可以结合到热浸没式循环器中以用于各种应用。在使用中，发动机176可以开启以驱动叶轮182，并且可以用于控制叶轮182的转速以控制流体，如水，通过加热器100的流速。在一些实施例中，并且特别是当加热器100用于加热流体时，电机176可以用于驱动叶轮182沿第一方向上旋转，以使流体向上流动，即通过位于加热器100底部的环形法兰104中心处的开口，穿过加热器100的主体102的内部128，通过主体102的管状侧壁中的狭槽126流出主体102，通过通道隔离件178的通道180，通过壳体16的侧壁中的开口18流出壳体16。在本实施方式中，环形法兰104的中心处和主体102的底端处的开口是加热器100的入口，狭槽126是加热器100的出口，开口18是壳体16的出口，并且入口可以大于出口。

通过将加热器100安装在热浸没式循环器中并且将热浸没式循环器放置在流体中，使得加热器100的底部暴露于流体中，允许流体(例如水)被叶轮182从加热器100的最底端引入加热器100中。进一步地，发动机176可以驱动叶轮182足够快地旋转以通过主体102的内部128抽水，甚至当主体102内的水被暴露于大气中时也可以，例如当加热器100用于加热具有非常低的水位(例如，水位低于槽126底部)的水时。例如，可以使用包括加热器100的热浸没式循环器加热深度小于1.5英寸的流体。

处于较高温度的流体上升到较低温度的相同的流体之上，因此从加热器100的底部将流体引入加热器100允许相对较冷的流体被吸入加热器中，从而允许更有效且高效地加热流体。进一步地，通过在加热器100的底部抽水并通过主体102向上运输有助于清除加热器100内的任何气泡，并且可以帮助降低由包括加热器100的热浸没式循环器产生的噪音的水平，例如通过减少加热器100内的气蚀。此外，将用于流体流动的出口设置在主体102的侧面而不是主体102的顶端以及壳体16的侧面，可使得包括加热器100的热浸没式循环器更加紧凑，因为发动机176和热浸没式循环器的其他电气部件(例如，诸如电池的电源或用于插入壁装电源插座的电线)可以在壳体16内的加热器100的顶部。

在其他实施例中，发动机176可用于驱动叶轮182沿与第一方向相反的第二方向上旋转，以使流体向下流动，即通过狭槽126流动，通过加热器100的主体102的内部128，并通过加热器100底部的环形法兰104的中心处的开口流出。在这种实施例中，位于环形法兰104的中心处和主体102的底端处的开口是加热器100的出口，槽126是加热器100的入口，开口18是壳体16的入口，并且出口可以大于入口。

当加热器100在使用中时，大量的电流可以通过控制电子器件(例如TRIAC)和柔性电路板122的其他电子部件。例如，使用120V AC，60Hz电源，每个加热元件144、146可以吸收550±50W的功率。加热器100可以吸收1100±100W的总功率。在某些情况下，这种大的功率吸收可将控制电子器件(例如TRIAC)加热到不希望的高温。

在加热器100中，控制电子器件(例如TRIAC或任何合适的电子开关或者封装在密封剂或封装包内，或者未封装并且与主体102一体地构建)安装成直接接触主体102的平坦表面，其可以包括诸如钢的高导热材料，并且与柔性电路板122直接接触。也就是说，控制电子器件(例如TRIAC)和柔性电路板122可以与同一导热表面直接接触。在这种情况下，术语“直接接触”包括通过一个或多个基底层，例如粘合剂层、填充垫、导热膜或油脂的接触。通过加热器100抽出的流体(例如水)可以用作控制电子器件(例如TRIAC)的冷却剂，以将控制电子器件传导的热量通过主体102从控制电子器件中吸走。因此，控制电子器件(例如TRIAC)可以是水冷式的。基本上由TRIAC产生的所有的热量都可以被转移到被加热的流体中，使得TRIAC的温度可以基本上与被加热的流体的温度相同。该热交换通道同时将热量从受益于冷却的组件中转移并传递到待加热的流体中。因此，加热元件144和146以及控制电子器件可以热耦合或导热地耦合到穿过主体102的流体。

在一些实施例中，加热器100的内表面130和134可以被制出纹理或纹理化，使得当热浸没式循环器10和加热器100从被加热的流体中移除时，表面130和134保留一些被加热的流体(例如，一些流体可以通过表面张力粘附到纹理表面130和134)。例如，表面130和134可以是纹理化的，因此它们是亲水的。当加热器100从流体主体移除时，表面130和134也可涂覆有亲水涂层以改善表面130和134对诸如水的流体的保留。保留在表面130和134上的水或任何其他流体可提供储热器以保护热浸没式循环器10和加热器100免受因其从被加热的流体主体中移除而产生的瞬态热效应，例如通过流体汽化的潜热去除来自加热器100热量。

在一些实施例中，加热器100包括一个或多个温度响应传感器，例如热敏电阻、热电偶、电阻温度检测器(RTD)等。作为一个具体示例，加热器100可以包括三个热敏电阻：靠近主体102底部的第一热敏电阻，例如在法兰104或壳体116上，在狭槽126附近的第二热敏电阻，例如邻近狭槽126的主体102上或壳体116上，以及在柔性电路122上的第三热敏电阻，例如在第一或第二加热元件144或146上。

第一和第二热敏电阻在加热器100的内部128的开口处，可以提供关于被加热的流体的温度的信息，以便于更精确地控制加热器100。在加热元件144、146关闭时，第一和第二热敏电阻可以测量被加热的流体的温度，以减少由加热元件144、146的操作引起的流体温度测量中的干扰。第三热敏电阻可提供关于加热元件144、146的温度的信息，以防止它们过热。

包括加热器100的热浸没式循环器可以包括控制电路或计算机，控制电路或计算机可以指示柔性电路板122的操作，例如通过TRIAC来指示。作为一个例子，控制电路或计算机可以接受待加热流体的期望或目标温度，例如由热浸没式循环器的用户指定的温度。控制电路或计算机可以指示TRIAC打开第一加热元件144和第二加热元件146，并且可以指示发动机176转动叶轮182。加热元件144和146可以通过主体102传导给主体102的内部128内的流体加热。一旦由第一热敏电阻或第二热敏电阻测量到被加热流体的温度达到目标温度，控制电路或计算机就可以指示TRIAC关闭加热元件144、146。

为了将流体保持在目标温度，控制电路或计算机可以指示TRIAC间歇性地打开加热元件144、146中的一个。在一些实施例中，控制电路或计算机可以指示TRIAC 170将第二加热元件146以预定时间间隔打开和关闭。在其它实施例中，控制电路或计算机可以在由第一热敏电阻或第二热敏电阻测量的被加热流体的温度下降到低于目标温度预定量时指示TRIAC170打开第二加热元件146，并且当由第一热敏电阻或第二热敏电阻测量的被加热流体的温度上升超过目标温度预定量时关闭第二加热元件146。

作为另一个例子，如果由第三热敏电阻测量的加热元件144、146中的一个的温度超过阈值温度，例如柔性电路板122可能遭受损坏的温度，则控制电路或计算机可以指示TRIAC关闭加热元件144、146。

在一些实施例中，热浸没式循环器10可以包括加速计，其可以耦合到控制电路或计算机。当来自加速度计的信号超过预定阈值时，控制电路或计算机可指示TRIAC关闭加热元件144和146，并且控制电路或计算机可关闭发动机176和叶轮182。在这样的实施例中，当热沉浸式循环器10被打翻在锅中或被操作员拿起时，热浸没式循环器10自动关闭。

图16以分解图示出了热浸没式循环器200另一个实施例的组件。热浸没式循环器200可具有与热浸没式循环器10的相应组件相似或相同的组件，这里讨论了一些差异。热浸没式循环器200包括类似于加热器100的加热器202、类似于发动机176的发动机204、类似于连接螺母40的连接螺母206、以及包括电子器件208的印刷电路板。热浸没式循环器200也可以包括类似于壳体16的壳体210、壳体缓冲器212、类似于叶轮182的叶轮214，以及类似于入口14的入口216。热浸没式循环器200还可以包括类似于顶盖组件28的顶盖组件218、用于支撑壳体210内的印刷电路板和电子器件208的支撑篮220、类似于电源线32的电源线222，以及类似于夹子30的夹子224。

组装热浸没式循环器200的方法可能包括、但不一定按以下顺序：将加热器202、发动机204以及印刷电路板和电子器件208插入外壳210中，并使用连接螺母206将加热器202、发动机204以及印刷电路板和电子器件208固定到壳体210，如下面参考图21更详细描述的那样。该方法可以进一步包括将支撑篮220插入到壳体210中，使得支撑篮220被壳体210紧密地接合，并紧密接合印刷电路板和电子器件208。该方法可以进一步包括将电源线222耦合到壳体210，以及通过壳体210将电源线222耦合到印刷电路板和电子器件208。该方法可以进一步包括将插入壳体210中的部件以防水的方式耦合或接合到壳体210，该防水的方式例如通过超声波焊接、涂密封剂或粘合剂，或使用机械密封。该方法还可以包括将顶盖组件218耦合到支撑篮220和壳体210的顶端。该方法还可以包括将螺旋桨214耦合到驱动轴232(参见图17)，该驱动轴232耦合到发动机204，以及将壳体缓冲器212插入壳体210中的槽中，这将在下面参照图21更详细地描述。该方法可以进一步包括将入口216耦合到壳体210的底端。该方法还可以包括将夹子224耦合到电力电缆222。

图17和18示出了发动机204以及印刷电路板和电子器件208的附加细节。例如，发动机204可以具有壳体，该壳体包括顶板226、柱状外壳228和底板230。发动机204的机械或电气组件可以被安置在顶板226和底板230之间的外壳228内，并且可以被用于旋转具有约4mm直径的驱动轴232，例如以至少1800rpm的速度旋转，例如转速2600rpm是合适的。如图18所示，顶板226可以包括垂直延伸的脊部或翼片234，该垂直延伸的脊部或翼片234横跨顶部板226的顶部表面并垂直地伸出。脊部234可以包括两个开口236，其可以容纳螺钉或其他紧固件242以将印刷电路板和电子器件208耦合到脊部234。顶板226还可以包括凸起的圆柱形基座238，电容器或其他能量存储设备240(见图16)可以安装到该圆柱形基座238上。

底板230可包括远离外围法兰234垂直延伸的凸台(boss)233，以及密封件236，密封件236定位成在凸台233与法兰234相遇处围绕凸台233延伸。凸台233可具有与主体102的顶部110的内部128的横截面形状相匹配的横截面形状，使得凸台233能够与主体102的顶部110紧密配合，同时法兰234与主体102的顶部接合并且密封件236将主体102的内部128从其外部密封。在这样的实施中，底板230可以形成加热器100的隔板106。

印刷电路板和电子器件208可以耦合到顶板226的脊部234，例如用螺钉242，电容器240可以耦合到基座238，并且散热器244(参见图17)可以耦合到基座238和电容器240，使得由电容器240产生的热量可以传递到散热器244并由此传递到顶板226。在一个可选择的实施方式中，循环器200不包括散热器244，并且电容器240产生的热量可以直接传递到顶板226。电机壳体可以提供热量路径以将热量从发动机204上方传递到发动机204下方。例如，来自印刷电路板和电子器件208的热量可以流动穿过脊部234、穿过顶板226、穿过外壳228、穿过底板230，并进入流过耦合到底板230的加热器的流体。类似地，来自电容器的热量可以流动穿过散热器244、，穿过基座238、穿过顶板226、穿过外壳228、穿过底板230，并进入流过耦合至底板230的加热器的流体。

这些流动路径可以驱散来自循环器200的电子组件的热量，使得散热器244的温度在流过耦合到底板230的加热器的流体的温度上升不超过4摄氏度，或者使得如上所述，诸如控制有源电源开关等的电子组件的温度不会超过105摄氏度或超过120摄氏度。为了提供有效的流动路径，顶板226和底板230可以由诸如锌、铜或铝的导热材料制成，并且外壳228可以由诸如锌、铜或铝的导热材料制成。作为两个具体示例，外壳228可以包括1.65mm厚的铜壳或3.00mm厚的铝壳。

图19示出了可以耦合到加热器202的外表面的柔性电路板246。柔性电路板246可以具有与柔性电路板122类似的组件和特征。柔性电路板246包括多个(在图示实施例中为六个)电阻带248，它们一起形成加热元件250。柔性电路板246包括中性路径252，其与每个电阻带248的第一端电隔开一个间隙254。间隙254可以通过在预定温度下断裂或跳闸的温度保险丝桥接，温度保险丝如过热保护装置。

作为一个示例，温度保险丝可以电耦合到中性路径252和一个位于加热元件250边缘的端子，该端子与中性路径252相对并隔开一个加热元件250宽度的距离(即在如图19中所示的加热元件250的底部)。在另一示例中，温度保险丝可以包括弹簧，该弹簧偏置来自中性路径252的引线和电阻带248的第一端彼此分开。温度保险丝可以包括导电元件，该导电元件克服弹簧的作用将引线彼此物理地电耦合，并且在预定温度下熔化。一旦导电元件熔化，弹簧可以穿过间隙254并且在中性路径252和加热元件250之间打开回路。

柔性电路板246还包括开关电源线256，开关电源线256将每个电阻带248的第二端彼此电耦合并且电耦合到开关电源端子258。柔性电路板246还包括与开关电源端子258相邻但电隔离的有源端子260，为此，中性路径252可以用作返回路径。柔性电路板246还包括与有源端子260相邻但与其电分离的栅极262。基于它们各自的配置，柔性电路板246可被称为“单区”柔性电路板，并且包括柔性电路板246的加热器202可以被称为“单区”加热器，而柔性电路板122可以被称为“双区”柔性电路板，加热器100可以被称为“双区”加热器。

可以在电阻带248上提供120伏的电压给柔性电路板246，这可以产生1100瓦的功率。电阻带248的电力可随着时间循环开启和关闭，以提供期望的时间平均功率，诸如小于1100瓦的时间平均功率。柔性电路板246还可以包括热敏电阻264，其可以以与本文所述的任何其他热敏电阻相同的方式使用。然而，作为另一个例子，热敏电阻264可以用于确定循环器200已经从流体中移除。例如，当循环器200浸入流体时，由热敏电阻264测得的温度变化率小于当循环器200移出流体时温度变化率。基于该差异可以预先确定由热敏电阻264测量的温度变化率的阈值，使得当由热敏电阻264测量的温度变化率超过阈值时，关闭加热器202以防止过热。热敏电阻264可以是表面安装的、耦合到形成于柔性电路板246中的迹线的0805形状因子热敏电阻，其可以电耦合到印刷电路板和电子器件208。

图20示出了支撑件266，该支撑件266包括从支撑件的顶部向外延伸的垫圈或凸台268以及凹槽270，凹槽270沿支撑件的第一侧向下延伸、穿过支撑件的底部、并沿着支撑件的底部向上延伸。支撑件266可以用于将电源线(例如，电线32或电线222)和可移除的弹簧夹272安装到热浸没式循环器的壳体274。例如，电源线末端的应变消除元件可耦合到凸台268，应变消除元件如直径沿电线末端增加的应变消除元件。作为另一实施例，夹子272可包括具有与凹槽270匹配的形状的电线(其可以是不锈钢或任何其它合适的材料)，以通过摩擦(例如过盈配合)将夹子272保持在支撑件266上。因此，如果需要，夹子272可容易地从支撑件266移除并且用另一个夹子替换。夹子272还可以包括成型的垫276以抵靠锅的侧面，使得锅的侧面可以通过夹子272的偏压作用夹紧在壳体274和垫276之间。

在一些实施例中，套件可以包括热浸没式循环器和多个具有不同尺寸的夹子，每个夹子被配置为与不同尺寸的锅一起使用，例如具有不同直径的侧面。在使用热浸没式循环器之前，用户可以评估其使用的锅的尺寸，基于这些尺寸选择夹子，将选定的夹子耦合到热浸没式循环器，然后开始使用热沉浸式循环器。通过将凸台268和凹槽270结合成单个部件，支撑件266可以通过将用于多个物品(电源线和夹子)的连接结合成单个部件来降低费用。因为凸台268位于支撑件266的顶部，即在凹槽270的上方，所以电源线耦合到夹子上方的热浸没式循环器。因此，通过将热浸没式循环器夹在锅的侧面，使用者可以确保电源线保持在被加热流体的外部。

图21是热浸没式循环器200的几个组件的横截面图。如图21所示，连接螺母206可具有外螺纹284，外螺纹284与壳体210的互补内螺纹286接合，以将连接螺母206固定到壳体210上，并且将加热器202和其他组件固定在壳体210内。连接螺母206还可以包括内部密封件288，内部密封件288可以将加热器202的内部密封到连接螺母206，以防止流体从加热器202内部进入耦合到热浸没式循环器200的其余部分。连接螺母206还可包括外密封件290，外密封件290可以将壳体210的内部密封到连接螺母206，以防止流体从循环器200外部进入到热浸没式循环器200的其余部分。连接螺母206还可以包括内螺纹292，入口216的互补外螺纹可以拧入内螺纹292，以将入口216固定到热浸没式循环器200的其他组件。连接螺母206及其密封件288和290可允许使用者移除入口216以进入加热器202的内部，例如清洁加热器202，而不会破坏热浸没式循环器200的密封。

图21还示出壳体缓冲器212可被安装，使得壳体缓冲器212的外围法兰接合壳体210的内表面，以将壳体缓冲器212保持在壳体210内。壳体缓冲器212可通过壳体210中的开口延伸出壳体210，使得壳体缓冲器212的主体突出壳体210的外表面之外。壳体缓冲器212可以安置在连接螺母206的密封件290下方，使得壳体缓冲器212延伸通过的壳体210中的开口不会破坏热浸没式循环器的密封。如图16所示，壳体缓冲器212可以安置在循环器200的与夹子224相同的一侧上，壳体缓冲器212也可以安置于循环器200的另一侧，该另一侧是与壳体210侧面的开口294和加热器202的侧面中的对应的开口296相反的一侧。

壳体缓冲器212可以由具有比壳体210更高的摩擦系数、并且比壳体210更柔性的材料制成。因此，当使用者将热浸没式循环器200夹在锅的一侧时，延伸穿过壳体210中的开口的壳体缓冲器212的主体可抵靠在锅的侧面上，使得壳体210与锅分离并且不接触锅的侧面。因此，来自发动机204和叶轮214的振动不直接传递(或者至少更间接地传递)到锅上。此外，相对于锅的侧面，壳体缓冲器212的较高的摩擦系数减小了循环器200的运动，这样的循环器200的颤动是由于发动机204和叶轮214的振动导致的。此外，当用户将热浸没式循环器200夹在锅的一侧，外壳210一侧的开口294和加热器202一侧的开口296可以背离锅的侧面，当流体离开热浸没循环器200时可改善流体的流体动力学。

图21还示出了入口216可包括上部流动引导件278和下部流动引导件280，该上部流动引导件278可限定用于流体通过入口216进入循环器200的上部和外部流动边界表面282，该下部流动引导件280可限定用于流体通过入口216进入循环器200的下部和内部流动边界表面320。上部流动引导件278可以包括外部边缘部分298，该外部边缘部分298通过多个(例如三个)辐条或支柱302(也示出在图16中)耦合到内毂部分300。每个支柱302可以在内毂部分300和外缘部分298之间径向向内和向外延伸，并且可具有翼型体。在一些实施例中，每个支柱302也以一定角度倾斜，或者围绕内毂部分300具有大致螺旋形状，使得支柱302形成固定螺旋桨或感应器，该螺旋桨或感应器在相同或相反的方向上具有与叶轮214的螺距或冲角一样的螺距或冲角。

下部流动引导件280可以包括外壳304，外壳304可以耦合到上部流动引导件278的毂300，该耦合方式包括例如通过如螺钉306的紧固件、通过粘合剂或以任何其他合适的方式。在一些实施例中，上部流动引导件278可以与下部流动引导件280一体地形成。下部流动引导件280还可以包括框架310，磁体308，以及防滑垫312，该框架310可以被夹入壳体304或以其他方式耦合到壳体304，该磁体308保持在壳体304和框架310之间，该防滑垫312可以被夹入或以其他方式耦合到框架310。

当使用热浸没式循环器200时，发动机204可被操作以转动叶轮214以通过入口216的进口314向内、通过入口216中的流动路径316向内并向上、通过入口216的出口318向上，将加热的流体吸入循环器200和加热器202中。进口314可围绕入口216延伸360°以改善入口216的流体摄入。流动路径316由上部流动引导件278的上部和外部流动边界表面282限制于其上部和外侧，以及由下部流动引导件280的下部和内部流动边界表面320限制于其下部和内侧。出口318可以被支柱302分成三个较小出口，并且这三个较小出口的组合可统称为出口318。

上部和外部流动边界表面282以及下部和内部流动边界表面320可以具有包括b样条的轮廓，并且可以是曲率连续的，以当流体流经入口216时改善加热流体的流体动力学。流动路径316的横截面积随着流动路径316向内和向上延伸而减小。例如，流动路径316的收缩比，其可对应于围绕入口216延伸360°的入口314的横截面面积与出口318的横截面面积的比率，可以大于1.0，可以在1.6到2.4之间，作为具体的例子，可以是2.0。此外，通过加热器202的流动路径的收缩比，其对应于加热器202的底部处的开口的面积与加热器202一侧的开口296的面积的比率，可以在4和7之间，或者约为5.25。这样的特征可以通过减小在流体流过入口216时在流体中产生的压力梯度的大小来减少循环器200产生的气蚀和噪音。

入口216允许循环器200竖立在锅中，同时安置在防滑垫312上，防滑垫321可由硅树脂形成以减少循环器200在锅中翻倒的机会，并且允许循环器200，如图22中的循环器10所示，通过磁体308保持在锅中。在这样的实施例中，如图22中的循环器10所示，夹子272可以省略。在这样的实施例中，磁体308可以被锅中的铁磁材料吸附。在可选择的实施例中，锅或附加部件可以包括磁体，附加部件例如耦合到锅的基座，并且循环器200可以包括铁磁材料，例如代替磁体308。在一些具体实施例中，磁体308可以是钕磁体并且可以是具有高度和直径的圆柱体，其中高度与直径的比率至少为0.4。

入口216还以相对较低的高度向循环器提供进口314，使得即使当被加热的流体的液位较低时，流体也可被吸入循环器200。进口314还可以具有上部导流件278和下部导流件280之间的高度或距离，匹配或略小于电源线222或电源线222的外部护套的直径。因此，当用户没有使用循环器200时，电源线222可缠绕在外壳210周围并紧密安置在开口314内，使得电源线222通过摩擦保持在进口314内，比如通过入口216和电源线222之间的过盈配合保持在进口314内。

本文描述的任何热浸没式循环器可以以任何一种合适的方式进行控制。例如，热浸没式循环器可以与指令或命令源通信耦合，例如与控制子系统、地面或卫星播送设备、或RF或NFC信标通信耦合。通信耦合可以被束缚(即，电线、光纤、电缆)。通信耦合可以不受限制(即，射频或微波频率发射器，接收器和/或无线电；红外发射器和/或接收器)。

热浸没式循环器可以包括一个或多个接收器或端口以接收通信。例如，热浸没式循环器可以包括用于接收通信的USB兼容端口。该端口可以从热浸没式循环器的壳体的外部进入。端口可以有利地促进热浸没式循环器与信号或信息的外部源之间的通信耦合，例如经由一根或多根导线、带状电缆、光纤或电缆。这可以用来从外部源提供控制信号给热浸没式循环器，以控制热浸没式循环器的操作。

热浸没式循环器可以包括用于接收控制信号或其他输入的端口或接收器或连接器或插座。例如，热浸没式循环器可以包括接收来自外部源的信号的有线端口或有线接收器(例如，电气或光学信令)。又例如，热浸没式循环器可以包括无线接收外部源(例如，智能手机、平板电脑、服务器计算机、其他基于处理器的设备)的信号的无线端口或无线接收器(例如接收器、收发器，无线电、802.11兼容、 无线电频率、微波频率或红外信令)。例如，兼容的无线电可以在其间提供短距离无线通信。热浸没式循环器可以包括用于无线通信的一个或多个天线(例如，带状线RF天线)。

在一些实施例中，热浸没式循环器可以包括内部集成输入控制器，诸如耦合到其印刷电路板。通过本文所述的输入方法中的任何一种，由热浸没式循环器接收的输入可以包括用于开启循环器的加热器、关闭循环器的加热器、将流体加热至所需的温度、将流体加热所需的时间、将流体依次加热多个不同时间至多个不同温度的指令或命令，或者遵循任何其他合适的指令序列。

热浸没式循环器10和热浸没式循环器200可用于各种应用。通常，本文描述的热浸没式循环器可用于加热或循环可安全流过热浸没式循环器的任何流体。作为一个具体的例子，本文所述的热浸没式循环器可以用于真空烹饪，这是一种在低于典型温度(例如150-160°F)下比通常时间需要更长时间烹饪食物的技术。作为另一个例子，本文描述的热浸没式循环器可以用于实验室环境，例如环境、微生物或其他实验室。

本领域技术人员将认识到，本文阐述的许多方法或算法可以采用附加的动作，可以省略一些动作，和/或可以以与所指定的顺序不同的顺序执行动作。上面描述的各种实施例可以被组合以提供进一步的实施例。2014年7月7日提交的美国临时专利申请序列号62/021,530、2014年12月22日提交的美国临时专利中请序列号62/095,669、2015年1月30日提交的美国临时专利中请序列号62/110,228、2015年7月21日提交的美国临时专利申请序列号62/195,199，2015年7月1日提交的美国专利申请序列号14/789,414以及2015年10月16日提交的美国临时专利申请序列号为62/242,864的全部内容通过引用并入本文。如果需要的话，可以修改实施例的各方面以采用各种专利、应用和出版物的系统、电路和概念来提供进一步的实施例。

根据以上详细描述，可以对这些实施例做出这些和其他改变。通常，在权利要求中所使用的术语不应该被解释为将权利要求限制于说明书和权利要求书中公开的具体实施方式，而是应该被解释为包括所有可能的实施方式以及这些权利要求的等同物的全部范围。因此，权利要求不受本公开的限制。

Claims (29)

1.一种热浸没式循环器，包括：

加热器，包括：

主体，所述主体具有管状侧壁、第一端、与所述第一端隔开所述主体的长度的第二端，所述管状侧壁形成至少部分地穿过其中的流体流动通道，所述主体具有至少靠近所述第一端的入口以及所述管状侧壁中的出口，所述入口在所述主体的内部中的所述流体流动通道和所述主体的外部之间提供流体连通，所述出口的至少一部分相对于所述入口的至少一部分相对于所述第二端间隔开，所述出口在所述主体的所述内部中的所述流体流动通道和所述主体的所述外部之间提供流体连通；

加热元件，所述加热元件物理地耦合并且至少部分地缠绕所述主体的所述管状侧壁的至少一部分；和

开关，所述开关被电耦合以控制所述加热元件并且物理导热地耦合到所述主体的所述管状侧壁；和

壳体，所述壳体的尺寸和规格被设计成接收所述加热器的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的热浸没式循环器，其中，整个所述出口与整个所述入口相比更靠近第二端地间隔开。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的热浸没式循环器，其中整个所述加热元件位于所述入口和所述出口之间。

4.根据权利要求1所述的热浸没式循环器，其中所述管状侧壁在所述第一端处形成所述入口。

5.根据权利要求4所述的热浸没式循环器，其中所述管状侧壁具有中心轴，所述入口径向地关于所述中心轴布置，并且所述出口平行于所述管状侧壁的所述中心轴延伸且径向地与其间隔开。

6.根据权利要求4或5中任一项所述的热浸没式循环器，其中整个所述加热元件位于整个所述入口和整个所述出口之间。

7.根据权利要求4或5中任一项所述的热浸没式循环器，其中所述出口是所述管状侧壁中的长方形槽。

8.根据权利要求3所述的热浸没式循环器，其中所述管状侧壁具有上部和下部，所述上部具有平坦表面，所述开关物理导热地安装在所述平坦表面上。

9.根据权利要求8所述的热浸没式循环器，其中所述管状侧壁的所述下部是圆柱形的。

10.根据权利要求9所述的热浸没式循环器，其中，所述加热元件关于所述管状侧壁的圆周的至少四分之三成角度地缠绕。

11.根据权利要求9或10中任一项所述的热浸没式环行器，其中，整个所述加热元件位于整个所述入口和整个所述出口之间。

12.根据权利要求8所述的热浸没式循环器，其中所述开关是封装的TRIAC。

13.根据权利要求1所述的热浸没式循环器，还包括至少靠近所述主体的所述第二端安装的发动机。

14.根据权利要求13所述的热浸没式循环器，还包括置于所述管状主体内的叶轮。

15.根据权利要求14所述的热浸没式循环器，还包括将所述发动机物理地或磁性地耦合到所述叶轮的轴。

16.根据权利要求14所述的热浸没式循环器，其中所述叶轮定位成比所述出口更靠近所述入口。

17.根据权利要求1所述的热浸没式循环器，还包括支撑件，所述支撑件包括用于接收电源线的应变消除的凸台和用于接收弹簧夹的凹槽，其中所述支撑件、所述凸台和所述凹槽由单件整体材料制成。

18.一种用于热浸没式循环器的加热器，所述加热器包括：

主体，所述主体具有管状侧壁、第一端、与所述第一端间隔开所述管状主体的长度的第二端，所述管状侧壁形成至少部分地穿过其中的流体流动通道，所述主体具有至少靠近所述第一端的入口和在所述管状侧壁中的出口，所述入口在所述主体的内部中的所述流体流动通道和所述主体的外部之间提供流体连通，所述出口的至少一部分相对于所述入口的至少一部分相对于所述第二端间隔开，所述出口在所述主体的所述内部中的所述流体流动通道与所述主体的所述外部之间提供流体连通；

加热元件，所述加热元件物理地耦合并至少部分地缠绕所述主体的所述管状侧壁的至少一部分，整个所述加热元件位于所述入口与所述出口之间；和

开关，所述开关被电耦合以控制所述加热元件并且物理导热地耦合到所述主体的所述管状侧壁。

19.根据权利要求18所述的加热器，其中，整个所述出口相比整个所述入口更相对靠近所述第二端间隔开。

20.根据权利要求18所述的加热器，其中所述管状侧壁在所述第一端处形成所述入口。

21.根据权利要求20所述的加热器，其中所述管状侧壁具有中心轴，所述入口径向地关于所述中心轴布置，并且所述出口平行于所述管状侧壁的所述中心轴延伸并与其径向间隔开。

22.根据权利要求20或21中任一项所述的加热器，其中所述出口是所述管状侧壁中的长方形槽。

23.根据权利要求18所述的加热器，其中所述管状侧壁具有上部和下部，所述上部具有平坦表面，所述开关物理导热地安装在所述平坦表面上。

24.根据权利要求23所述的加热器，其中所述管状侧壁的所述下部是圆柱形的并且具有圆周，并且所述加热元件关于所述管状侧壁的所述圆周的至少四分之三成角度地缠绕。

25.根据权利要求18所述的加热器，其中，所述加热元件关于所述管状侧壁的周长的至少四分之三成角度地缠绕。

26.一种热浸没式循环器，包括：

加热器包括：

主体，所述主体具有管状侧壁、第一端、与所述第一端间隔开所述主体的长度的第二端，所述管状侧壁形成至少部分地穿过其中的流体流动通道，所述主体具有至少靠近所述第一端的入口以及至少靠近所述第二端的出口，所述入口在所述主体的内部中的所述流体流动通道和所述主体的外部之间提供流体连通，所述出口在所述主体的所述内部中的所述流体流动通道和所述主体的所述外部之间提供流体连通；

加热元件，所述加热元件物理地耦合并且至少部分地缠绕所述主体的所述管状侧壁的至少一部分；和

开关，所述开关被电耦合以控制所述加热元件并且物理导热地耦合到所述主体的所述管状侧壁；和

壳体，所述壳体的尺寸和规格被设计成接收所述加热器的至少一部分，所述壳体包括所述管状侧壁和形成在所述壳体的所述管状侧壁中的开口，所述开口与所述主体的所述出口流体连通。

27.一种用于热浸没式循环器的加热器，所述加热器包括：

主体，所述主体具有管状侧壁，第一端、与所述第一端间隔开所述管状主体的长度的第二端，所述管状侧壁形成至少部分地穿过其中的流体流动通道，所述主体具有至少靠近所述第一端的入口和在所述管状侧壁中的出口，所述入口在所述主体的内部中的所述流体流动通道和所述主体的外部之间提供流体连通，所述出口的至少一部分相对于所述入口的至少一部分相对于所述第二端间隔开，所述出口在所述主体的所述内部中的所述流体流动通道与所述主体的所述外部之间提供流体连通；

加热元件，所述加热元件物理地耦合并至少部分地缠绕所述主体的所述管状侧壁的至少一部分，整个所述加热元件位于所述入口与所述出口之间；和

开关，所述开关被电耦合以控制所述加热元件并且物理导热地耦合到所述主体。

28.一种热浸没循环器，包括：

加热器；

具有中心纵向轴的入口和至少部分地围绕所述中心纵向轴弯曲的进口，所述入口具有高度；和

电源线，所述电源线电耦合到所述加热器，所述电源线的直径小于所述高度以紧密地安装在所述进口内并以过盈配合与入口接合。

29.如权利要求28所述的热浸没式循环器，还包括：

具有磁体高度和磁体直径的圆柱形钕磁体；

其中所述磁体高度与所述磁体直径的比率至少为0.4。