CN1208993C - 液体加热容器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了位于液体加热容器中或用于液体加热容器的加热底部(2)，包括：底部元件(4)；用于加热容器内液体的封装的电子加热元件(12)，该加热元件(12)被直接结合到容器底部元件(4)的下侧(10)；以及导热元件(14)。该导热元件(14)在封装的加热元件(12)一部分上伸展并与其热接触，该导热元件(14)还与底部元件(4)的一部分紧密热接触。

Description

液体加热容器
                        技术领域
本申请涉及液体加热容器，尤其涉及在容器底部下加有封装的加热元件的液体加热容器，该封装的加热元件用于加热容器内的液体。
                        背景技术
这种液体加热容器的例子在EP-A-636622(SEB)中被公开，在该文件所公开的方案中，加热元件通过一块铝或相似的高传导性金属的散热板安装到液体加热容器的底部。散热板的作用是从加热容器底部上的加热元件处散热。
在普通的液体加热容器中，提供有热敏控制器以防止容器在干烧或煮干时电源仍接通引起的加热器过热的事件发生。在上文所述的方案中，热敏控制器也安装在散热板上。
事实上，申请人已意识到，散热板的效果在实际中相对有限，其作用是提供来自于加热元件的有限的径向热扩散。相应地，散热板在实际中可以被省去。但是，如果发生煮干或加热器在干烧时仍接通电源的情况时，必须提供可以有效感应加热器过热的装置。
                        发明内容
本申请人致力于提供这样一种方案，本发明一方面提供了一种位于液体加热容器或用于液体加热容器的加热底部，其包括：底部元件，封装的电子加热元件，该封装的电子加热元件直接结合到容器底部元件的下侧，用于加热容器内液体，以及导热元件在封装的加热元件一部分上伸展并与其热接触，该导热元件还与容器底部元件的一部分紧密热接触。
因此，根据本发明，热量被直接传递到液体加热容器的底部而无需散热板。导热元件安置于加热元件上，并与之良好热接触，且导热元件也热接触容器底部，从而当加热器过热时，允许热量被传导到可以感应的热敏控制器上。导热元件与加热元件和加热容器底部热接触很重要，因为当加热器正常运转时，容器底部用于将导热元件板的温度保持于较低温度，从而防止在加热容器内的液体时，安装于导热元件板上的控制器意外运转。
导热元件优选包括安装在加热元件一部分上的带或板。该板优选是高导热性材料，如铝、铜或其合金。
导热元件板仅需要与加热元件的很小一部分相结合以实现其功能。相应地，在一优选实施例中，导热元件仅需要与加热元件的一个有限圆周区域相配合。该区域通常与加热元件周边小于90°，优选在45°左右配合。
导热元件优选在加热元件至少一半径向宽度上延伸，且优选在整个宽度上延伸。事实上，在一优选实施例中，导热元件径向伸出加热元件并且伸出加热元件的部分连接到底部元件上。
导热元件可以设置有合适的定位装置，以帮助其准确定位于加热器和容器底部上。定位装置可与加热元件和/或容器自身底部相结合。在优选实施例中，容器底部是盘形的，且导热元件至少部分地伸向盘形容器底部侧面以定位。
为了得到多个热控制装置，可以设置多个导热元件。在优选实施例中，单个导热元件包括了用于多个热敏控制装置的安装位置。
在优选实施例中，这种方案适用于带有一对热敏控制调节器的热敏控制器。这种控制器的一个例子是本申请人的U17或U18控制器。在此实施例中，导热元件优选横穿加热容器的底部并分别与加热元件相对部分相结合。而控制调节器的各安装位置则通过中间材料桥连接。
导热元件可被打孔，既节省材料成本又控制该导热元件内的热流。导热元件例如可以设孔，如狭缝，它们在调节器安装位置周围分布以防止热量传入容器底部中间材料桥区域，且热量集中在调节器安装位置区域内是没必要的。
为了控制热敏调节器安装位置周围的热流，该安装位置周围所提供的孔本身具有创造性，而且也已应用在如标准的散热板加热器结构中。
另一方面，本发明提供了一种用于热敏调节器的安装位置，该位置位于导热元件上，该件上有一个或多个孔或薄区域，它们至少部分地绕安装位置分布。
上述孔优选是狭缝，且在一实施例中它可能是弓形。
本发明的导热元件还带有用于将控制器安装于其上的装置。相应地，导热元件提供有一个或多个接片或其它用于控制器的安装位置。
导热元件优选铜焊或软焊到于加热元件和加热容器底部的合适位置上。为便于该过程，导热板优选带有一个或多个孔，这些孔在结合过程中，允许焊剂等的脱离。
在一优选实施例中，加热元件和导热元件可涂有焊剂并一起放置于容器底部，该组件随后被加热，以将导热板和加热元件焊于合适位置。这本身是一种新型的结构形式，于是据第二方面，本发明提供了一种生产液体加热容器底部的方法，该方法包括用软焊或铜焊材料涂覆封装的电子加热元件和导热元件的选定区域，将加热元件和导热元件一起设置在容器底部上，加热该组件以将加热元件和导热元件直接结合到容器底部的下侧。
加热元件和导热元件通过压入形成互锁形式以帮助就位。
加热元件优选形成为高度小于宽度。优选截面是大致三角形或梯形且在其底部装有一凸缘以增加与容器底部的接触面积。
加热元件的封壳优选是铝，且该封壳的壁厚优选大于0.75mm，较优选在1mm左右，以适应在形成如上文所述的凸缘过程中产生的变形。
另一方面，本发明也提供了一种用于容器底部的封装的加热元件，据本发明它包括一个铝封壳，铝封壳的壁厚大于0.75mm，且形成有装有凸缘的底部以便安装到容器底部。
本发明还扩展到包括据本发明的加热底部的液体加热容器。
底部元件可以是安装在容器底部的分离的组件，它可以是塑料。或者，底部元件也可以与容器体成一整体。
底部元件优选由低导热性材料，如不锈钢制成。
在本发明的某个实施例中，加热元件可以安装到底部的一个大致平面形的部分以便从此处伸出。
但是，在另一实施例中，底部可以形成有一凹槽，以容纳加热元件，且导热元件被安排横跨加热元件的顶部。底部优选形成有周缘台阶以容纳加热元件。
凹槽或台阶和加热元件优选尺寸设计得使导热元件与底部相邻区域平齐。这样允许使用大致平面形的导热元件。
在一实施例中，导热元件基本绕整个凹槽或台阶伸展，虽然设有开口允许加热元件的冷却末端从中伸出。
由一更宽的方面，本发明提供了一位于液体加热容器中或用于液体加热容器的加热底部，其包括：底部元件，该底部元件在下侧带有周缘台阶；封装的电子加热元件，其直接结合到台阶上以加热容器内的液体；以及导热元件，其在封装的加热元件一部分上伸展并与其热接触，并还与底部元件的一部分紧密热接触。
                        附图说明
本发明的一些优选实施例将仅借助于例子，参见附图描述，附图中：
图1示出了据本发明的加热底部的平视图；
图2示出了沿图1中II-II线的剖视图；
图3示出了图1和2所示的导热元件的透视图；
图4示出了图3中导热元件的平视图；
图5示出了沿图4中V-V线的剖视图；
图6示出了图4所示导热元件的侧视图；
图7示意性地示出了一个可替代的元件结构；
图8示出了本发明另一实施例的剖视图；
图9示出了图8配置的底视图，但是控制器被去掉；
图10示出了本发明再一实施例的剖视图。
                       具体实施方式
参见图1和2，安装在塑料或金属液体加热容器(未示出)底部内的加热底部2包括不锈钢底部元件4，该底部元件带有安装凸缘6，用于将底部元件安装在容器体上。
底部元件4的下侧8是盘形的，具有一个平坦的底表面10。横截面通常为三角形的环形铝封装的加热元件12绕着底部元件4的下侧周缘被安装。通常为矩形的导热元件14也安装到下表面10上，且完全穿过下表面10并越过且绕加热元件12的相对部分16。
加热元件12截面通常为三角形，由包绕加热丝的铝封壳和电绝缘材料以已知方式构成。加热元件12和导热元件14都被软焊到平坦的下表面10上，这一点将在下文被描述。
现在返回到导热元件14，它在图3至6中被详细的示出。导热元件14由一条具有较高导热性的材料如铝或铜或其合金形成。在此具体实施例中，导热元件14由一条大约1mm厚的铝带形成。
导热元件包括两个端部20、22，它们啮合在加热元件12上。因而端部20、22形成与加热元件1基本互补的形状。在图2中可以看出，端部20、22分别设有定位唇24、26，定位唇向下伸到底部元件4的下侧8的侧壁28上，从而帮助将导热元件14定位在底部元件4上。
导热元件14的中间的材料桥30设有安装位置32、34，用于容纳用于液体加热容器的热敏控制器的双金属调节器36。在此具体实施例中，该方案打算使用申请人的U17或U18系列控制器中的一个，这种控制器的运行模式已在WO95/34187中详细描述了。这类控制器包括一对间隔开的双金属调节器36，该调节器感应液体加热容器底部的温度并当其感应到温度太高时操作，以便切断供应给容器加热器的电源。为便于说明，一个这种调节器36的位置在图中用点划线示出。
安装位置32、34包括位于导热元件14内的各个孔38、40，它们分别被弓形孔42、44所环绕。中心孔38、40允许调节器36很好地固定在导热元件14上。弓形孔42、44用来限制导热元件14从安装位置进入到中间的材料桥30的热流，从而保证在过热情况下有较快地反应时间。
还可以看出，导热元件14开有多个孔50，这些孔排列在导热元件表面的其余地方。这起到降低材料成本且在制造过程中允许助熔剂等的排出的作用，这一点在下文会进一步描述。
导热元件14还设有安装接片50，安装接片可用于将控制器安装到传导板，从而在将控制器安装到底部元件时不需任何附加装置。
导热元件14和加热元件12焊接到底部元件4的下侧8上。特别是，导热板14面对容器底部4的表面及元件14都涂有相适的焊剂，这两部件随后一起装配到容器底部，其后它们被加热到合适温度以融化焊剂。助熔剂和过量的焊剂通过设在导热板14内的孔50排出，从而提供了一种牢固的连接。此外，导热元件各端部20、22内的孔50允许助熔剂从导热元件14和加热元件12之间排出。
使用中，底部2通过其安装凸缘6以传统方式装在液体加热容器的底部。如申请人的U17或U18系列控制器的热敏控制器随后通过安装耳54被安装到导热板上。当液体在容器中加热时，热敏控制器的双金属调节器36的安装位置32，34的温度由于导热元件14与底部元件4的接触使得在该区域保持相对低的温度。但是，如果液体加热容器煮干或者在其内没有任何液体的情况下打开，热量将从加热元件12通过导热元件14传导到双金属调节器的安装位置，而没有任何通过底部元件4的冷却效果了。因此，经一定时间，安装位置将达到足够高的温度以起动双金属调节器36，该调节器随后断开供给加热器的电源。
人们可以意识到相对于图1至图6所示出的方案可以有各种修改，而不偏离本发明的范围。例如，导热元件可以改成仅容纳单个的双金属调节器或其它形式的控制器。本发明不限于使用U17或U18型的控制器。此外，元件的特殊形状可以与图示的有所变化。例如，图7示出了一种加热器的可替代的几何形状。在此实施例中，底部形成有安装凸缘62的元件60增加了与容器底部8的接触表面积。通常封壳由铝制成，壁厚通常约1mm可以根据制造安装凸缘62时所需的压力进行调整。
底部元件的形状也可以与图1-6中所示的不同。参见图8和9，本发明又一实施例的底部元件70比前述实施例的底部元件要深，并装有周缘台阶72。如图所示，环形封装的加热元件74被铜焊入台阶72中。
一平面形导热元件76安装在加热元件74的下表面上，并铜焊到底部元件70的最下表面78，还有加热元件74上。导热元件还装有螺栓80用于安装控制单元84。在此实施例中描述的控制单元18是本申请人的U18控制单元中的一个。如上所述，该控制单元包括一对双金属调节器，当控制器被安装在适当位置时，该调节器被设置成与导热元件76很好地热接触。
从图9可以更清楚地看出，导热元件76是圆形，除了中心孔84和边缘切除部分86，它基本覆盖整个底部70。切除部分86允许加热元件74的冷却端部88突出到导热元件76之下以将末端90连接到控制单元82上。
该实施例与前述实施例以同样方式工作，在过热情况下，热量通过导热元件76被传递到控制单元82的调节器上，但是热量通过底部70的台阶72的壁从加热元件74直接进入底部70。
图10示出了本发明的又一个实施例。
该实施例与图8所示的实施例在结构和操作上相似，只是在此实施例中，底部元件98的台阶96内设置有两个加热元件92、94。上面的加热元件92是一主加热元件，而下面的加热元件94是一低瓦特的徐沸元件。
本发明也可应用于各类液体加热容器，如水壶、咖啡壶、深底油炸锅等。

Claims (37)

1.一种位于液体加热容器中或用于液体加热容器的加热底部(2)，包括：底部元件(4；70；98)，封装的电子加热元件(12；74；92，94)，其特征在于，该封装的电子加热元件(12)直接结合到容器底部元件(4；70；98)的下侧(8)，用于加热容器内液体，以及导热元件(14；76)在封装的加热元件(12；74；92，94)一部分上伸展并与其热接触，该导热元件还与容器底部元件(4；70；98)的一部分紧密热接触。
2.如权利要求1所述的底部(2)，其特征在于，导热元件(14；76)包括安装在加热元件一部分上的带或板。
3.如权利要求1或2所述的底部(2)，其特征在于，导热元件(14；76)是一种具有高导热性的材料。
4.如权利要求1所述的底部，其特征在于，导热元件(14；76)仅与加热元件的较小一部分相结合。
5.如权利要求4所述的底部(2)，其特征在于，导热元件(14；76)与加热元件(12；74；92，94)周边小于90°配合。
6.如权利要求1所述的底部(2)，其特征在于，导热元件(14；76)在加热元件(12；74；92，94)至少一半径向宽度上延伸。
7.如权利要求6所述的底部(2)，其特征在于，导热元件(14；76)径向伸出加热元件(12；74；92，94)并且伸出加热元件(12；74；92，94)的部分连接到底部元件(4；70)上。
8.如权利要求1所述的底部(2)，其特征在于，导热元件(14，76)设置有定位装置。
9.如权利要求8所述的底部(2)，其特征在于，容器底部元件(4；70；98)是盘形的，且导热元件(14；76)的定位装置至少部分地伸向盘形容器底部侧面。
10.如权利要求1所述的底部(2)，其特征在于，单个导热元件(14；76)包括用于多个热敏控制装置的安装位置。
11.如权利要求1所述的底部(2)，其特征在于，所述导热元件(14；76)适用于容纳热敏控制装置的一个或一对双金属调节器(36)。
12.如权利要求11所述的底部(2)，其特征在于，所述导热元件(14；76)包括一对间隔设置的用于容纳一对热敏调节器(36)的位置(32，34)，所述位置通过材料桥(30)连接。
13.如权利要求1所述的底部(2)，其特征在于，导热元件(14；76)是打孔的。
14.如权利要求13所述的底部(2)，其特征在于，导热元件(14；76)绕调节器安装位置(32；34)周围开有孔(38，40)。
15.如权利要求1所述的底部(2)，其特征在于，导热元件(14；76)还包括用于在其上安装控制器的装置(50；80)。
16.如权利要求15所述的底部(2)，其特征在于，所述安装装置包括一个或多个接片(50)。
17.如权利要求1所述的底部(2)，其特征在于，导热元件(14；76)被铜焊或软焊到加热元件(12；74；92，94)和底部元件(4；70；98)上。
18.如权利要求17所述的底部(2)，其特征在于，加热元件(12；74；92，94)也被铜焊或软焊到底部元件(4；70；98)上。
19.如权利要求1所述的底部(2)，其特征在于，加热元件(12；74；92，94)通常是环形，绕底部元件(4；70；98)的下侧周缘安装。
20.如权利要求1所述的底部(2)，其特征在于，加热元件(12；74；92，94)被成形使得其高度小于其宽度。
21.如权利要求1所述的底部(2)，其特征在于，加热元件(12；74；92，94)的截面通常是三角形或梯形。
22.如权利要求1所述的底部(2)，其特征在于，加热元件(12；74；92，94)在其底部带有凸缘以增加其与底部元件(4；70；98)的接触面积。
23.如权利要求1所述的底部(2)，其特征在于，加热元件(12；74；92，94)的封壳是铝制的。
24.如权利要求23所述的底部(2)，其特征在于，封壳的厚度大于0.75mm。
25.如权利要求1所述的底部(2)，其特征在于，底部元件(4；70；98)通常是平面形的。
26.如权利要求1所述的底部(2)，其特征在于，底部元件(4；70；98)成形有凹槽，以容纳加热元件。
27.如权利要求25或26所述的底部(2)，其特征在于，底部元件(70；98)形成有周缘台阶(72；96)以容纳加热元件(74；92，94)。
28.如权利要求26所述的底部(2)，其特征在于，导热元件(76)被安排横跨加热元件(74；92，94)的顶部。
29.如权利要求28所述的底部(2)，其特征在于，凹槽或台阶(72；96)及加热元件(74；92，94)的尺寸被设计得使导热元件(76)与底部元件(70；98)相邻区域平齐。
30.如权利要求1所述的底部(2)，其特征在于，底部元件(4；70；98)是不锈钢制的。
31.如权利要求1所述的底部(2)，其特征在于，该封装的加热元件包括铝封壳，铝封壳的壁厚大于0.75mm，该加热元件形成有凸缘底部以便安装到底部。
32.一种包括如权利要求1所述的加热底部(2)的液体加热容器。
33.如权利要求32所述的液体加热容器，其特征在于，底部元件(4；70；98)是安装在容器底部内的可分离的部件。
34.如权利要求33所述的液体加热容器，其特征在于，液体加热容器的主体是塑料制的。
35.如权利要求32所述的液体加热容器，其特征在于，底部元件与容器体是一整体。
36.如权利要求33-35中任一项权利要求所述的液体加热容器，其特征在于，还包括热敏控制器(84)，所述控制器具有一个或一对与导热元件(14；76)热接触的热敏调节器(32，34)。
37.一种生产位于液体加热容器中或用于液体加热容器的底部(2)的方法，其特征在于，包括用软焊或铜焊材料涂覆封装的电子加热元件(12；74；92，94)和导热元件(14；76)的选定区域，将加热元件(12；74；92，94)和导热元件(14；76)一起定位在底部(2)上，并加热该组件以将加热元件(12；74；92，94)和导热元件(14；76)直接结合到容器底部(2)的下侧。
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