CN215372923U - 一种流通式加热器设备 - Google Patents

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Abstract

一种流通式加热器设备，包括厚膜加热元件和附接到所述厚膜加热元件以在其间形成流体通道的通道板。所述流体通道可以具有矩形或正方形的平面螺旋形式。印刷电路板可以通过一个或多个连接器连接到所述加热元件，每个连接器具有直接连接到所述印刷电路板的第一端和包括与所述厚膜加热元件形成电接触的弹簧的第二端。用于切换或控制所述加热元件的电流供应的电子装置或部件可以邻近所述流体通道的入口安装以用于冷却。电子装置或部件可以直接安装在所述厚膜加热元件上。适于接地连接的端子可以与所述通道板一体地形成，并且可以弯曲出所述通道板的平面，或者可以与所述厚膜加热元件一体地形成。

Description

一种流通式加热器设备
技术领域
本实用新型涉及流通式加热器，并且特定来说，涉及厚膜流通式加热器。
背景技术
流通式加热器在流体流动穿过加热器时对其进行加热。这些可以被用于举例来说连续或接近瞬时地分配热水或开水，以用于举例来说热水分配器或咖啡机。
在专利公开GB-A-2481265中描述的流通式加热器包括铜焊到平面厚膜加热元件的通道板。厚膜加热元件包括具有良好导热属性的材料(例如，金属)的基板、电绝缘层(例如，釉瓷)以及通过厚膜技术施加的至少一个电阻器迹线。形成在通道板和平面加热元件之间的通道在对应于厚膜加热器上的加热迹线的布局的路径中引导要被加热的流体。这种类型的流通式加热器(FTH)的低热质量提供了快速响应和非常可控制的加热器。
在GB-A-2481265中公开的加热器的通道板是圆形的，并且通道具有圆形螺旋形式，以使通道中的弯曲的半径最大化并且减小沿着通道的压降。与通道对准的加热器迹线也具有圆形螺旋形式，这减少了与加热器迹线中的紧密弯曲相关联的问题。
流通式加热器可以包括相关联的电子部件，举例来说以提供温度感测和/或控制。电子部件可以控制E-Fast(TM)传感器，如 EP-A-1828068中公开的那样。在传统布置中，电子部件和厚膜加热元件之间的电连接使用弹簧来实现，所述弹簧可以包括压靠着加热元件上的接触垫的银触点。弹簧具有可以使用装配有用于接纳端子的插座的电线连接到印刷电路板(PCB)的端子。
流通式加热器是功率相对较高的装置，并且这样的加热器的许多应用需要将加热器的温度控制在特定限度内。这通常通过使用NTC 热敏电阻器来测量输出的流体的温度并且响应于所测量的温度来(例如，使用三端双向可控硅开关元件(Triac)、晶闸管或相似电子装置) 切换至加热迹线的电流供应来实现。这些装置应该维持在临界温度以下，并且通常安装在热沉上以促进冷却。热沉增加了加热器的重量和成本。
高功率的流通式加热器通常需要接地连接以便满足安全标准。在一些传统流通式加热器中，通过眼孔口连接器、螺钉和锁定垫圈将接地连接到加热器的导电基板。
实用新型内容
在本实用新型的一个方面中，一种流通式加热器包括：厚膜加热元件；和通道板，所述通道板附接到所述厚膜加热元件，以形成具有平面正方形或矩形螺旋形状的流体通道。有利地，对于给定的加热区域，这允许减小加热元件的尺寸，因此也减少了所需的材料。在加热器的应用(例如，浓缩咖啡机)中，由螺旋中的直角弯曲引起的任何压降都可能是微不足道的。
在本实用新型的另一方面中，提供了一种流通式加热器，其包括：厚膜加热元件，所述厚膜加热元件具有通过一个或多个连接器连接到其上的印刷电路板，每个连接器具有直接连接到所述印刷电路板的第一端和包括与所述厚膜加热元件形成电接触的弹簧的第二端。
在本实用新型的另一方面中，提供了一种流通式加热器，其包括：厚膜加热元件和流体通道，其中，电力切换或控制部件邻近所述流体通道的入口安装，以便冷却所述部件。有利地，这可以消除对热沉的需要，并且可以提供更有效的冷却。
在本实用新型的另一方面中，提供了一种包括厚膜加热元件和流体通道的流通式加热器，其中，电子部件举例来说通过印刷或表面安装直接安装在所述厚膜加热元件上。
在本实用新型的另一方面中，提供了一种流通式加热器，其包括：厚膜加热元件；和通道板，所述通道板附接到所述加热元件，以形成由所述加热元件加热的流体的通道，其中，所述通道板包括一体端子，所述一体端子可以从所述通道板的平面弯曲离开，以用于形成接地连接。
在本实用新型的另一方面中，提供了一种流通式加热器设备，所述流通式加热器设备包括：厚膜加热元件；和通道板，所述通道板附接到所述厚膜加热元件以在所述通道板和所述厚膜加热元件之间形成流体通道；其中，所述流体通道具有矩形或正方形的平面螺旋形式。
可选地，所述流体通道包括在一个螺旋方向上朝向所述厚膜加热元件的中心部分向内延伸的第一区段和在相反螺旋方向上从所述中心部分向外延伸的第二区段。
可选地，所述流体通道包括一系列线性区段，每个线性区段在所述螺旋的方向上通过直角转弯部连接所述一系列线性区段中的下一个线性区段。
可选地，所述厚膜加热元件具有适形于所述流体通道的正方形或矩形形状。
附图说明
现在仅以示例方式参照下文标识的附图，对本实用新型的优选实施例进行详细描述。
图1是从通道板上方观察的本实用新型实施例中的厚膜流通式加热器的透视图。
图2是从通道板下方观察的实施例的分解视图。
图3示出了连接到实施例中的加热器的支架的印刷电路板。
图4示出了具有用于连接到印刷电路板的端子的支架。
图5示出了替代实施例中的具有用于连接到印刷电路板的推入配合销的支架的一部分。
图6a示出了在本实用新型的实施例中供在加热器中使用的包括端子的通道板。
图6b示出了在制造过程的后期阶段的端子的细节。
具体实施方式
具有正方形螺旋通道的流通式加热器
图1示出了本实用新型的实施例中的厚膜加热器，其包括附接 (例如，通过铜焊或焊接)到厚膜加热元件11以在其间形成流体通道12的通道板10。管6附接到通道板10中的对应孔口，所述对应孔口用作流体通道12的入口和出口。优选地，任一管6可以被用作入口，而另一管用作出口。
厚膜加热元件11包括可以是基本上平坦的基板和使用厚膜印刷或沉积工艺在所述基板上沉积的一个或多个电加热(例如，电阻器) 迹线。基板可以是导热材料，例如，金属。在基板导电的情况下，在 (多个)电加热迹线被沉积之前，电绝缘层可以被施加到基板的表面，以使迹线与基板电绝缘。该电绝缘层应该具有合理的或良好的导热属性，并且可以举例来说包括釉瓷。可替选地，基板可以是电绝缘材料，例如，陶瓷。优选地，在加热迹线上方施加另一个电绝缘层，以对迹线进行电绝缘和保护。
通道板10优选地附接到基板的与(多个)加热迹线沉积在其上的面相反的面。因此，可以在通道板10附接到基板之前或之后沉积 (多个)加热迹线和电绝缘层。基板的通道板10附接其上的面可以被称为基板的湿的一侧，并且(多个)加热迹线沉积其上的面可以被称为干的一侧。
流体通道12具有在一个方向(举例来说，顺时针方向)上从一个孔口朝向通道板10的中心C延伸并且由此在相反方向(举例来说，逆时针方向)上从中心C延伸到另一个孔口的平面螺旋形式。在这个实施例中，螺旋是正方形或矩形的，包括线性区段，每个线性区段通过弯曲部以直角连接到下一个线性区段，所述弯曲部在螺旋的方向 (即，顺时针方向或逆时针方向)上延伸穿过直角。优选地，通道板 10也是对应于流体通道12的形状的正方形或矩形。优选地，厚膜加热元件11也是对应于通道板10的形状的正方形或矩形。
本发明人已经发现，在某些应用中，穿过流体通道12的压降相对不显著。举例来说，在浓缩类型的咖啡机中，穿过咖啡渣存在大的压降，使得穿过流通式加热器的压降的相对小的增加几乎没有影响。另一方面，正方形或矩形形状的使用显著减少了流通式加热器的空间和材料需求。举例来说，对于厚膜加热元件11的给定加热面积，与圆形形状的直径相比较，整个正方形形状的侧部将减小达超过10％，并且所使用的材料的面积将减小达该减小的平方，例如21.5％。
部件到厚膜加热元件的连接
在本实用新型的至少一些实施例中，流通式加热器可以包括相关联的电子部件，举例来说，以提供温度感测和/或控制。在一个示例中，电子部件可以与如EP-A-1828068中公开的E-Fast(TM)传感器一起工作。电子部件可以安装在印刷电路板(PCB)7上，印刷电路板7安装在支架8的一个侧部上，在支架8的另一侧部上安装了厚膜加热元件11。支架8可由模制塑料或其它适合材料制成。支架8可以被用于将流通式加热器安装在器具中。
印刷电路板7和厚膜加热元件11之间的电连接可以通过连接器弹簧3来实现，每个连接器弹簧3具有举例来说通过软钎焊到印刷电路板7中的孔中而直接连接到印刷电路板7的端子端3a以及与厚膜加热元件11上的表面垫形成电接触的弹簧端部3b。如图4中所示，连接器弹簧3中的每个可以安装在支架8中的相应分隔件13中，其中端子端3a穿过支架8中的对应狭槽以与印刷电路板7形成接触。连接器弹簧3可以举例来说通过延伸到连接器弹簧3中的孔口中的销固定在它们的相应分隔件13内。
可替选地，端子端3a可以包括举例来说图5中所示的推入配合销9，推入配合销9形成到印刷电路板7中的对应连接器孔口中的压配合连接。这种推入配合技术的示例可在Elopin(TM)和Isofit(TM) 品牌下获得。
代替使用支架8，印刷电路板7可以直接安装到厚膜加热元件 11上，优选地使用可以形成厚膜加热元件11的一部分的间隔件或凸耳与厚膜加热元件11间隔开。
安装电子装置
在本实用新型的至少一些实施例中，厚膜加热器包括用于切换或控制供应给(多个)厚膜加热迹线的电流的一个或多个电子装置2，例如，三端双向可控硅开关元件、晶闸管或相似装置。(多个)电子装置2可以响应于温度传感器(例如，热敏电阻器)而被控制。(多个)电子装置2可以直接安装在厚膜加热元件11的基板的干的一侧上，优选地在与流体通道12相反的位置中，使得流体通过基板冷却电子装置，并且最优选地在与流体通道的流体在其处是凉的的一部分相反的位置(例如，流体通道12的入口)中。(多个)电子装置2然后可以举例来说通过软钎焊直接连接到(多个)加热器迹线。可替选地，(多个)电子装置可以在邻近入口的位置中安装在通道板10上，使得流体通过通道板10冷却所述装置。
其它类型的电子装置或部件(例如，NTC热敏电阻器)可以另外或可替选地直接安装在基板的干的一侧上。电子装置或部件可以具有允许直接连接到基板上的(多个)迹线的表面安装配置。可替选地或另外，电子装置或部件(例如，NTC电阻器、热熔丝或例如在 WO-A-2008/150171中公开的热保护器)可以被印刷到基板的干的一侧上。如上文所描述，迹线可以另外连接到印刷电路板7。
用于接地连接的端子
在本实用新型的至少一些实施例中，通道板10可以包括用于形成接地连接的端子14。在图6a和图6b中所示的一个实施例中，端子14形成为通道板10的薄片材料的一部分，所述部分具有部分切口，使得端子可以从通道板10的平面弯曲离开，举例来说呈突片的形式，以便允许连接到接地连接器。如图6a中所示，端子14可以基本上垂直于通道板10弯曲，并且可选地向后弯曲以基本上平行于通道板10，但是在通道板10的上方升高，如图6b中所示。
端子14可以在通道板10举例来说通过铜焊已经附接到元件基板之后弯曲，以避免干扰被用于执行附接的机械。
可替选地，端子14可以一体地形成为厚膜加热元件的一部分，尽管这可能不太有利，因为在制造加热器之后也许不可能将端子从基板的平面弯曲离开。相反，端子14可以形成为在基板的平面内延伸的突出部或舌片，边缘连接器可以连接到所述突出部或舌片。
可替选实施例
在一些实施例中，可以组合或省略如上文所描述的个别特征。在阅读上文描述时，本领域技术人员可以预期仍然落入所附权利要求书的范围内的可替选实施例。

Claims (4)

1.一种流通式加热器设备，其特征在于，所述流通式加热器设备包括：
厚膜加热元件；和
通道板，所述通道板附接到所述厚膜加热元件以在所述通道板和所述厚膜加热元件之间形成流体通道；
其中，所述流体通道具有矩形或正方形的平面螺旋形式。
2.根据权利要求1所述的流通式加热器设备，其特征在于，所述流体通道包括在一个螺旋方向上朝向所述厚膜加热元件的中心部分向内延伸的第一区段和在相反螺旋方向上从所述中心部分向外延伸的第二区段。
3.根据权利要求1所述的流通式加热器设备，其特征在于，所述流体通道包括一系列线性区段，每个线性区段在所述螺旋的方向上通过直角转弯部连接所述一系列线性区段中的下一个线性区段。
4.根据权利要求1所述的流通式加热器设备，其特征在于，所述厚膜加热元件具有适形于所述流体通道的正方形或矩形形状。
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