CN1933752A - 用于液体加热容器的加热器 - Google Patents

Abstract

一种用于液体加热容器的加热器(2)，包括用于形成所述容器基部至少一部分的基板(4)，直接附接于所述基板(4)下侧面的大致为拱形的壳体加热元件(6)。一个热扩散构件(10)，与所述基板(4)有良好热接触、与元件壳体的侧壁有良好热接触并设置成仅以部分方式绕元件壳体(6)侧壁延伸。所述热扩散构件(10)进一步限定了至少一个容纳用于检测元件(6)过热的热传感器的区域(12)。

Description

用于液体加热容器的加热器

本发明涉及一种适于形成液体加热容器基部至少一部分的加热器，更特别地，并不仅限于煮水容器。

近年来，生产液体加热容器基部的成本一直在下降，但是仍然存在进一步降低生产成本的需要。

申请人已经意识到决定这种加热器成本的一个重要元件就是铝制热扩散板，铝制热扩散板一般设置在加热器基板和实体元件之间。这种热扩散板通常认为是必要的以便从该元件传播热量流经基板，并且尤其便于确保有充足的热量流入热传感器中从而使它们可以在加热器过热(例如运行烘干)时得以运行。

本发明的目的是在不对其安全性能带来显著不利影响的条件下降低板式加热器的生产成本。

基于本发明的第一方面，提供一种用于液体加热容器的加热器，包括，用于形成至少液体加热容器基部至少一部分的基板，大致为拱形的壳体加热元件，直接连接于所述基板的下侧，和与所述基板有良好热接触、与元件壳体的侧壁有良好热接触并设置成仅以部分方式绕元件壳体侧壁延伸的热扩散构件，所述热扩散构件进一步限定了至少一个容纳用于检测元件过热的热传感器的区域。

这样，对于那些熟悉本领域知识的技术人员而言，很容易看出，根据本发明，热扩散构件仅设置在元件壳体的侧面，并以部分方式围绕它延伸。申请人已经发现，这样的设置足以传播热量横跨基板加热至必要的程度，并且足以确保在不要求热扩散构件延伸跨过基板的整个加热部，也不在实体元件之下的情况下过热传感器的正常运行。这意味着热扩散构件总面积的减少，并由此带来了材料成本的相应降低。

扩散构件不必为一单一的整体零件，而可以包括两个或更多部件，这些部件可以是或可以不是彼此相接的。

热扩散构件可以部分地或全部地定位于壳体元件的径向外侧。然而，在本发明的优选实施方案中，它定位于所述元件的内侧从而使它与元件径向内壁相接。这对于申请人当前的控制系列而言，是最便利的设置，能够使其尺寸最小化。

热扩散构件的角度范围小于根据本发明上面提出的实体元件。一般地，壳体加热元件将具有接近270°的角度范围，并由此优选根据本发明的热扩散构件的角度范围为小于270°，优选小于240°，并最优选在接近200°与220°之间。

任何合宜的热扩散构件的形状都可以得到采用。比如，热扩散构件可以为具有弦状或被切断的环状区域的圆盘形。然而，优选地，热扩散构件大致呈C形。已经发现，这样的形状有益于使得在经过元件壳体和热扩散构件相接处的角度以及热扩散构件总体表面区域之间取得最优化平衡。实际上，申请人已经意识到，在其上设置大致呈C形的热扩散构件，也即热扩散构件部分地环绕基板上所剩下的未受到热扩散构件覆盖的径向内部区域，即使将热扩散构件的角度范围增大至等于或超过壳体元件的角度范围，上述的优点仍然可以达到。

这样，基于本发明的另一方面，本发明提供了一种用于液体加热容器的加热器，包括用于形成所述容器基部至少一部分的基板，直接附接于所述基板下侧面的壳体加热元件，和与所述基板有良好热接触、以及围绕元件壳体的侧壁设置并与元件壳体的侧壁有良好热接触的热扩散构件，从而至少部分地环绕在其中没有设置热扩散构件的基板内部区域，所述热扩散构件进一步限定了至少一个区域，其中用于容纳过热传感器。

对于那些熟悉本领域知识的技术人员而言，很容易理解，本发明的这一方面包括了O形和C形热扩散构件。然而，尽管这是优选方案，这些描述不应该过于文字化地将其认为是不必要的，比如说，基板径向内部未受到覆盖的区域包括基板的中心。

如之前提出的热扩散构件可以在所述元件的径向外部，在这种情况下，没有热扩散构件的所述区域可以包括所述元件。然而，优选热扩散构件在所述元件的内侧，从而与元件壳体的径向内壁相接。

在本发明的优选实施方案中，热扩散构件大致呈C形。在这样的实施方案中，为了容纳过热传感器，例如双金属促动器，优选至少一个和优选两个热扩散构件的圆周相对端部较之其余部分较宽。

在本发明的优选实施方案中，热扩散构件相对于中心线对称分布。这样使得它由两个具有相同形状的独立部件形成。由于这意味着更小的相同部件可以通过压制、印制或切制等手段得到，这样简化了热扩散构件的生产并由此进一步降低了生产成本，因而是有利的。尤其在优选实施方案中，如此设置热扩散构件每一半片的形状，从而使它们至少部分的嵌合。这使得切制出热扩散构件切片的金属坯料可以得到更大的利用率。

根据上面提出的本发明的所有方面，基板在元件壳体内侧存在至少一个未受到热扩散构件覆盖的区域。该未受到覆盖的区域优选设置有一个或多个用于固定定位于该区域内的控制和/或连接组件的凸套。优选所有这样的凸套均定位于该区域内。这样设置是有益的，因为这样使得元件壳体、热扩散构件以及凸套可以同时连接于基板上，例如通过钎焊，尽管这是不必要的。

在某些优选实施方案中，所述壳体元件容纳于形成于基板上的凹槽中。这对于在钎焊前帮助元件定位是有利的。这样还可以增大在壳体元件和基板之间的接触区域，这样有助于在正常加热操作中从该元件至液体的热传递。这样还带来了运行温度以及元件上热应力的相应降低。

热扩散构件也可以容纳于凹槽中。然而优选它在凹槽的外部，从而使它于壳体壁的不同竖直部分处于元件相接。比如，热扩散构件可以与元件大致平接。

尤其在优选实施方案中，凹槽与元件的形状相一致。这样不仅最大化了上面提出了两个优点，也使位于加热器面向液体一侧上的凸部便于在不需要使用模具的条件下于其上选择性地应用涂层-例如在GB2386532中公开的降噪涂层。选择性地在位于元件上方的加热器部分上应用降噪涂层对于降低烘干-煮沸干扰是有益的，如在我们的共同未决申请NO.GB0403954.1中解释的那样。

现在将参考附图仅通过实例来描述本发明的优选实施例，其中：

图1为根据本发明的加热器的下侧透视图。

图2为热扩散构件被印制成形的金属坯料带部分的平面图。

图3为本发明另一实施方案的局部放大横断面图。

转到图1，加热器包括申请人的标准可靠密封基板2，如在WO9618331中更详细地描述过的那样，基板呈圆形并为了使其能够夹持于容器壁上而在其上设置有周边槽4。图1中所示的加热器较之其正常使用的方向是倒置放置的。

为现有技术中公知类型的拱形壳体状加热元件6设置在基板2下侧面周边槽4的径向内侧。元件6的加热部延展经过大致270°，也即圆周的四分之三，并且终止于通常称为“冷却尾”(cool tails)的电气终端设备8的任一端处。

还将热扩散构件10钎焊至基板2的下侧上。热扩散构件10的外形与壳体元件6的内部构形相一致，并且确实将热扩散构件10的边钎焊至元件壳体的径向内壁上从而使其不仅与基板2而且与壳体元件均有良好的热传导。

热扩散构件10的总体形状普遍呈C形，并且延展经过壳体元件6的大致210°。热扩散构件10的相对端有角度地增大并形成垫片12，垫片用于容纳申请人标准U17或U18控制单元的两个双金属促动器。这样设置热扩散构件10的形状以便使其部分地向内包绕基板14未被覆盖的部分。三个用于申请人的标准控制单元的固定凸套(bosses)16设置在未被覆盖的区域14。

较之一体成形为单一构件而言，热扩散构件10实际上更适合由两个彼此成镜像图形的半片10a、10b形成。如可以从图2中参见的那样，如此成形两个半片10a、10b，使得即便在它们的其中一个10a被反向设置时，它也可以与另一部件10b嵌合。这使得热扩散构件半片10a、10b得以以一种有效的方式压制列置于金属坯料16上，从而最小化材料的损耗量。

为了构建如图1所示的加热器，热扩散构件的半片10a、10b从铝制板材16上压制出来。其中一个半片10a反向设置，并且随后将它们沿着壳体元件16设置于预先成形的加热基板2上，从而使热扩散构件的两个半片10a、10b邻接于元件6的内壁上，并且它们也相互邻接。钎焊材料设置于热扩散构件10和壳体元件6的壁之间以及它们中的每一个和基板2之间，并且之后将元件6和热扩散构件10钎焊于基板2上。凸套16可以在同一时间或之前或之后钎焊至其上。可选择地，它们也可以通过点焊焊接。

加热器在正常使用时，热量将主要从元件6流出，直接流经基板2并进入另一侧的水中。然而，这还将由流入热扩散构件10中并且之后流经基板2进入水中的横向流补充。在不与水接触的情况下给加热器供给能量时，大部分热量转而横向流入热扩散构件10，并由此进入其中的热传感垫片12。这将引起与垫片12热接触的双金属促动器(未示出)运行，从而中断供给元件的电力以避免损害。这样，尽管热扩散构件10显著变小了，并且由此较之传统热扩散板可以较廉价的生产了，加热器的安全和有效操作性仍然没有受到损害。

图3描绘了本发明的另一种实施方案。除了基板22包括一个用于容纳并与元件6具有同样形状的凹槽部24之外，本实施方案与图1中的其它部分是相同的。这样辅助了元件6在制造时的定位并且改善了在运行时从元件6至基板22并由此至水中的热传递。在靠水侧的相应凸出部使得刚好处于元件6区域内的降噪涂层26具有易操作性。这样限制了生产成本并有益于避免烘干-煮沸干扰。

对于那些熟悉本领域的技术人员而言，很容易理解，这里描述的热扩散构件仅仅为实施例，仍然存在很多可能的形状能够用于实现相同的效益。

Claims (14)

1.一种用于液体加热容器的加热器，包括用于形成所述容器基部至少一部分的基板，直接附接于所述基板下侧面的大致为拱形的壳体加热元件，和与所述基板有良好热接触、与元件壳体的侧壁有良好热接触并设置成仅以部分方式绕元件壳体侧壁延伸的热扩散构件，所述热扩散构件进一步限定了至少一个容纳用于检测元件过热的热传感器的区域。

2.一种用于液体加热容器的加热器，包括用于形成所述容器基部至少一部分的基板，直接附接于所述基板下侧面的壳体加热元件，和与所述基板有良好热接触、以及围绕元件壳体的侧壁设置并与元件壳体的侧壁有良好热接触的热扩散构件，从而至少部分地环绕在其中没有设置热扩散构件的基板内部区域，所述热扩散构件进一步限定了至少一个区域，其中用于容纳过热传感器。

3.如权利要求1或2所述的加热器，其特征在于，热扩散构件在所述元件的内侧，从而与元件壳体的径向内侧壁相接。

4.如权利要求1至3中的任一项所述的加热器，其特征在于，热扩散构件具有低于270°的角度范围。

5.如权利要求4所述的加热器，其特征在于，热扩散构件具有低于240°的角度范围。

6.如权利要求5所述的加热器，其特征在于，热扩散构件具有处于接近200°和220°之间的角度范围。

7.如前述任一项权利要求所述的加热器，其特征在于，热扩散构件大致为C形。

8.如权利要求7所述的加热器，其特征在于，热扩散构件的至少一个并且优选两个周向相对端部都比用于容纳过热传感器的剩余部分要宽。

9.如前述任一项权利要求所述的加热器，其特征在于，热扩散构件相对于中心线对称分布。

10.如权利要求9所述的加热器，其特征在于，热扩散构件由两个具有相同形状的独立部件形成。

11.如权利要求10所述的加热器，其特征在于，如此设置热扩散构件每个半片的形状，以使它们至少部分地嵌合。

12.如前述任一项权利要求所述的加热器，其特征在于，当从下侧看时，壳体元件容纳于形成在基板上的凹槽之中。

13.如权利要求12所述的加热器，其特征在于，凹槽与所述元件的形状相一致。

14.如前述任一项权利要求所述的加热器，包括：基板在元件壳体内侧未受到热扩散构件覆盖的至少一个区域，所述区域内设置有一个或多个用于安装控制和/或连接组件的凸套。