CN2379988Y - 电加热器 - Google Patents

Abstract

一种用于液体加热容器的电加热器,该电加热器在使用中可以完全浸入被加热的液体内,其包括一个压铸底座12和铸压在底座12内的电热元件2。电热元件在两个端子4间弯曲延伸并在头部区域16包括重叠部分10,热感应驱动器安装在头部区域16。在底座12的头部区域16形成有空隙,水经此循环。

Description

电加热器

本发明涉及一种电加热器，尤其是一种用于液体加热容器的电加热器。

传统的液体加热容器，例如各种加热壶，这些壶一般包括一个安装在容器内的被包覆的加热元件，以便浸在待加热的液体中。加热元件通常包括一个不锈钢铠装层，该不锈钢铠装层内设有一个绕制的电加热丝和电绝缘包覆材料，例如氧化镁。

加热丝每端的电连接是通过插入铠装层内较短一段距离的并且自身不能产生热的端子完成的。这种由端子形成的元件的非加热部分被称为“冷尾”。通常这种冷尾伸出并固定在元件的“头部”，该头部一般在容器的一侧，在容器内部(“湿的一边”)和容纳加热元件控制器的容器的“干的一边”之间提供界面。

元件控制器通常包括干开关(dry switch-on)过热保护(DSOP)机构，如果壶内没有液体的情况下向元件供电，干接通保护机构将防止元件过热。这种机构根据元件的温度而启动并且通常位于头部干的一边。这样，加热元件与干的一边之间的热接触由一个“回热部”完成，该回热部是与头部热接触的加热元件的一部分。

上述类型由不锈钢包覆的加热元件在广范使用。但是，不锈钢是热的不良导体，并且尽管它的名称如此，其还是容易被腐蚀。再者，当在加热器表面形成灰垢时，易产生不均匀加热和局部热点。

作为上述浸入液体中的被包覆的加热元件的替代物，提出了压铸(die-cast)板式加热器。这种加热器构成液体加热容器的底部并由加热器的上表面加热液体。这种类型的加热器有一个位于下部并且与一个压铸底部直接热接触的电热元件。

可是，在容器底部设置加热器会出现许多加热器控制方面的问题，公知的与被包覆的热元件一起使用的控制器件这时必须全部重新设计。

本发明目的是提供一种耐腐蚀、加热均匀，并能方便和有效地进行控制的电加热器。

为实现本发明的上述目的，所提供的用于液体加热容器的电加热器包括一个压铸底座(Carrier)和铸压在底座内的电热元件，该加热元件在使用中可完全浸入被加热的液体内。

由于本发明的加热器能象公知的被包覆的加热元件那样安装在液体加热容器内，其可以与标准的控制器一起使用。而且，压铸座起着迅速将热传递给整个加热器的作用，从而实现了均匀热分布并减少了由于石灰垢沉淀而出现局布热点的可能性。另外，本发明加热器的形状由压铸底座确定，这就提供了加热器美感设计的灵活性。再者，电热元件可以具有与标准的被包覆的加热元件相似的结构。而由于加热元件完全被底座包围，铠装层可以由不抗水腐蚀的材料制成，因此降低成本。例如，铠装层外可由钢制成而不用不锈钢。

底座可以是任一种可压铸的导热材料，例如铝或铝合金。底座可以大体做成置放在其内的加热元件的形状，在这种情况下，在底座内在加热元件中出现回路处空隙。最好底座形成一个包含有加热元件的基本实体的组件，用底座的某些部分填充加热元件形状中的间隙。这样，底座的热分布将因热通路的增加而增加，其结果使得整个加热器的热分布更加均匀。

加热器可以包括一个与底座成为一体的头部，例如在底座的压铸过程中完成，这是为了将加热器安装在容器壁的开口中，且加热器的冷尾从头部伸出。头部可以是一个整体压铸部件，由压铸材料形成，或是分立压铸到加热器中的部件。

加热器最好有一个与其整体形成的用于控制元件的热感应启动器的安装部，例如：一个凹座。

最好加热元件有一个“回热部”部位与安装部紧密热接触。更有利地，在最接近回热部部位的底座内设定一个空隙以便允许容器内的液体围绕着回热部循环并且由此防止回热部过热及由此引发的在加热器正常工作过程中DSOP机构的不必要启动。如果回热部包括由加热元件完整的圈形成加热元件的两个重叠部份则这一特性更有利。在这种情况下，来自加热器的两段的热可被传递给DSOP机构以便改善DSOP的启动效率。接近回热部的空隙可确定在形成回热部的加热元件的圈内。

下面将参照附图仅以示例的方式对本发明的几个实施例进行描述：

图1a-1d分别显示了用于本发明加热器的加热元件的俯视图、侧视图、后视图和主视图；

图2a-2d以局部透视的方式分别显示了本发明电加热器的俯视图，侧视图，后视图和主视图，图中显示了图1a-1b所示的加热元件在底座内的位置；

图3a-3e分别显示了图2a-2d所示电加热器的俯视图、侧视图、后视图、主视图和仰视图；

图4显示了图2-3中的加热器安装了控制器后的局部视图；

图5显示了本发明第二实施例加热器的局部视图；

图6显示了本发明的另外一个实施例。

图1(1a-1d)显示了本发明用于液体加热容器的电加热器的电热元件2的四个视图。元件2有两个导电端4，用于通过元件2的控制器与电源相连。该导电端与被电绝缘介质所包覆的位于元件2内的一个绕制的加热丝相连。元件2的铠装层，见图1，是金属制成的，例如不锈钢，在压铸过程中保护易损的加热丝。铠装层材料的选择比常用电加热器宽，因为铠装层被所述压铸底座密封。

导电端4伸进铠装层内一短距离与加热丝相连。这样加热元件的这部分不被加热，并被称为“冷尾”。冷尾防止与加热元件相连的电元件受热。

加热元件2在两个导电端4之间连续延伸，呈弯曲形状。铠装层直径是6.5mm，全长463mm，有效加热长度为384mm。在2.2KW的工作功率时在加热元件的有效表面上产生28.05Wcm^-2的功率密度，在2.4KW时产生30.60Wcm^-2的功率密度。该结构包括两个对称的细长环6，其从结构内向外环绕并朝向导电端4反回，在冷尾下形成一个完整圈8。该完整圈8在元件2朝向导电端4的最远延伸处形成两个加热元件2的重叠部位10。这两个重叠部位10构成元件2的“回热部”，其与元件2的控制器22(图中未显示)热接触，从而元件2的温度可被控制器22控制。提供作为回热部的加热元件的两部分10确保了更多的热被转递给控制器22，从而易于控制器22的更精确操作。这就是加热元件2结构中完整圈8的目的。

图2(2a-2d)显示了本发明第一实施例的局部透视图的四个视图。由此可看到，上述加热元件2在压铸底座12内的安装位置。加热元件2铸在底座12内，该底座由铝或可铸造的铝合金制成，这样仅仅一部分冷尾部和导电端4被暴露。加热元件2的两环6内的空间被底座12的材料填满。但在完整圈8的中心留有穿过底座12的孔14。孔14使液体靠近回热部10循环，这样回热部的温度可保持接近于液体的温度。用这种方法可防止回热部的局部过热和由此引起的控制器的干接通保护(DSOP)机构的误启动。

底座包括一个头部16，当加热器安装在一个液体加热容器内时，该头部在容器内的液体与连接加热器的电连接件之间形成阻挡层。这样加热元件2是在头部的“湿侧”而导电端4是在头部16的“干侧”。当头部16安装在一个液体加热容器内时，其上设置一个环形密封(图中未显示)以确保液体不从湿侧泄漏到干侧。头部还提供安装部，例如在干的一边设置有螺栓，使用于加热器上的控制单元22能够安装在头部。在本实施例中，头部与底座整体铸成。但是头部也可为非金属的。

头部16干侧包括一个凹座20，其在使用中与控制单元22的双金属启动器24相接触，见图3和图4。控制单元22是GB 2181598中所描述的类型，申请人的R7控制器。在加热元件2和所述的回热部10的温度高于预定温度的情况下，如加热元件2在无液体或容器中的液体烧干的情况下供电时，双金属启动器24工作以切断加热元件2的电源。

回热部10与凹坑20紧密地热接触，从而有效地将热量传递给启动器24，确保在过热的情况下控制器迅速工作。

头部16在其干侧设有用于控制器22的一个备用DSOP元件的位置26。这位置包括一个头部的隆起部位26，其易于将热从回热部10传递给DSOP备用元件。备用元件(图中未显示)可以例如是塑料柱销，如果启动器24的双金属片不能工作，则在加热元件过热所对应的温度下该塑料柱销熔化。

图2从(2a-3e)五个方向显示了图2中的加热器。底座外表面的结构比传统的加热器更美观并且设置压铸底座增加了加热器外表面设计的自由度。底座12的外表面可以由一个装饰涂层覆盖，该涂层将阻止加热器上的灰垢的产生。亲水性材料的涂层被发现在这方面特别有效。例如Fluoralon B5517或E8588。此外，铝底座的表面可以阳极电镀。

图5是本发明第二实施例的局部平面视图。在这一实施例里，加热元件2的结构大体与前面的实施例相同，但本例中整个铠装层长度为494.5mm，有效长度为374.5mm，在2.2KW时产生28.76Wcm^-2的功率密度，并且在2.4KW时产生31.38Wcm^-2的功率密度。这一实施例里的底座12′基本上按加热元件2′的构形造型，这样即可在放有加热元件2′的两个环6内的底座12′上的位置确定空隙24。另一个空隙26被确定在两个环6之间。

图6(6a-6c)从三个方向显示了本发明的另外一个实施例，同样和上述的控制单元使用。本实施例与上述实施例的区别是：本例中在回热部10″处没有空隙。这样显著地易于加热元件2″的制造，从虚线看到，没有任何完整的环形的部位，其形状更接近于传统的带包覆层的加热元件。在本实施例里，加热元件采用镀铜低碳钢，外径6.6mm，全长为355mm，被加热的长度为320mm，在230V/2.2KW下产生33.15KWcm^-2的功率密度。

在实施例还包括一个最低液位指示器30，安装在铸件上。

简而言之，从前面所述可以看到本发明提供了一个压铸加热器，其可以全部浸入被加热的液体中。

Claims (9)

1.一种用于液体加热容器的电加热器，在使用中能全部浸入被加热的液体中，其特征在于，该电热器包括一个压铸底座和铸在底座内的电热元件。

2.如权利要求1所述的电加热器，其特征在于，还包括一个在使用中隔开容器中的液体与和电热元件相连的电连接件的头部，其与底座成为一整体。

3.如权利要求2所述的电加热器，其特征在于，所述头部是底座的铸造部份。

4.如上述任一项权利要求所述的电加热器，其特征在于，该加热器有一个用于热感应启动器的安装部，并且电热元件包括一个与安装部紧密热接触的部分。

5.如权利要求4所述的电加热器，其牲在于，在底座内接近电热元件的所述部分处形成一在使用中用来循环被加热液体的空隙。

6.如权利要求4所述的电加热器，其特征在于，电热元件的所述部分包括由电热元件完整圈构成的电热元件的两个重叠部分。

7.如权利要求5所述的电加热器，其特征在于，元件的所述部分包括由电热元件完整圈构成的电热元件的两个重叠部分。

8.如权利要求7所述的电加热器，其特征在于，在电热元件的完整圈内形成所述空隙。

9.如权利要求1所述的电加热器，其特征在于，底座由铝或铝合金制成。

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