CN2884768Y - 用于液体和家用器具的加热装置 - Google Patents

Abstract

一种用于液体、特别是用于洗碗机的加热装置，带有一个加热元件(1)，其电阻值是其温度的函数，并且加热元件(1)通过一个开关装置(2)与一个电源(200)耦联。另外加热装置具有一个保护装置(300)用于防止加热元件过热，其用于致动开关装置(2)根据加热元件的温度。根据本实用新型，保护装置(300)是集成开关电路。

Description

用于液体和家用器具的加热装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于液体、特别是用于洗碗机的加热装置，带有一个加热元件，其电阻值是其温度的函数，并且加热元件通过一个开关装置与电源耦联，并且带有一个保护装置用于防止加热元件过热，其用于根据加热元件的温度来致动开关元件。

本实用新型还涉及一种家用器具，特别是一种洗碗机，带有一个冲洗餐具的装置，带有一个加热装置用于加热要加热的液体，特别是处理用溶液，例如洗涤剂。

背景技术

在用于加热液体的加热装置中应用的加热元件可能在加热装置干烧以及水沸溢时被损坏。为了在家用器具例如烧水器、咖啡机、洗碗机、洗衣机中对水加热，此外采用基于厚膜技术的电阻加热来作为加热元件。对此提出了一定的安全性要求。例如在加热元件上必须防止着火、防止渗漏以及防止电压击穿。特别的电压击穿根据有效的标准不能超过现有的建筑物或者住房安全标准。为了满足这些要求通常使用防热开关、可以检测出液体存在的压力开关或者熔断式保险装置，其在加热元件干烧以及在此产生的持续加热的情况下可以熔断加热元件并切断加热电路。

然而这种保险装置具有显著的缺点，上述的压力开关具有相对迟钝的响应特性。熔断式保险装置在断开时会导致不可逆的加热电路切断，由此加热装置出现故障，并由此需要客户服务，这就会引起高成本。

因此对于保险系统的期望值是，以简单、快速以及成本经济的方式来保护前述类型的加热装置，而与可能存在的仪器控制装置无关。

在EP 0 845 119 B1中公开了这种类型的加热装置。加热装置是这样设计的，加热元件的加热温度采用一种脉冲-暂停原理来调节。加热温度的预选通过一个刻度装置来确定，其是分压器的形式，其中电阻可以由用户改变。

实用新型内容

本实用新型的任务是提供一种用于液体的加热装置，其具有一种简单和成本经济的保护装置用于防止加热装置的加热元件过热。本实用新型的另一个任务是提供一种家用器具，其中实现了以简单、可靠以及成本经济的方式来监控加热装置是否过热。

本任务通过一种具有权利要求1所述特征的加热装置以及一种具有权利要求10所述特征的家用器具来解决。优选的方案从从属权利要求获得。

按照本实用新型，用于液体、特别是用于洗碗机的加热装置的保护装置是集成开关电路。该集成开关电路优选是微控制器，其间接的以计算方式实现了加热元件温度的计算以及监控，使得在超过一个预设的温度时致动开关装置。分立的监控电路的切断并且通过集成开关电路来替代具有的优点是成本特别经济，并且最重要的是特别灵活的监控。因此特别的可以实现在集成开关电路中设置任意的监控算法，根据监控算法实现加热元件温度的计算。特别的可以方便的通过改变程序运行过程实现温度门限值的改变或者可以观察加热元件温度的时间变化曲线。必要的算法以及门限值可以保存在集成开关电路的存储器中。加热装置由此可以以相同的结构应用于不同的家用器具、特别是洗碗机中，其中只需要在集成开关电路中置入与家用器具相匹配的参数。

作为输入值，从流过加热元件的电流导出的电压被供给保护装置。这可以由此进行，即设置一个与加热元件耦联的电流传感器装置，在其输出端可以采集到一个与流过加热元件的电流(电压)成比例的信号，其中电流传感器装置作为分立模块设计成并联支路形式。在并联支路上采集的模拟信号通过集成开关电路使用一个模数转换器转换成数字信号用于集成开关电路的进一步处理。为了分析信号需要一个基准值，其例如可以从集成开关电路的存储器中读出。

作为替代方案，该基准值也可以以参考电压的形式作为另一个输入值来输入保护装置。这优选如此进行，设置一个刻度装置，在其输出端可以采集到一个与加热元件的电源电压成比例的信号，其中刻度装置是与电源耦联的分压器形式的分立模块。通过测量分压器的电阻值，由此可以确定，参考电压值应该为何值。通过使用参考电压，有利的是可以避免由于输入电压波动引起的不精确性。参考电压或者参考值在此不必预先存入集成开关电路的存储器中。因此这种方案实现了一种集成开关电路的应用，其只需具有一个用于分析输入信号的算法的存储器。

按照一种优选的方案，用于在过热的情况下切断加热电路的开关装置是大功率半导体开关。这就可以以有利的方式实现在较小的空间内安置用于监控所必须的组件。

在此特别优选将开关装置与保护装置一起设计在一个集成电路中。

保护装置优选用于，检测加热元件电阻值的变化，并将电阻变化与一个最好由电源电压导出的参考值进行比较，以使得在超过参考值的时候将加热电路通过致动开关装置来切断。按照这种优选的方案，加热元件的温度特性的处理借助于观测电阻值的变化以程序控制的方式通过集成开关电路来进行。

一种按照本实用新型的家用器具，特别是洗碗机，具有冲洗餐具的装置以及用来加热需要加热的液体的加热装置，该液体特别是处理用溶液例如洗涤剂，其中加热装置具有一个设计成集成电路的用于监控并在超过加热装置加热元件的一个预设的温度值时切断加热装置的保护装置。加热装置的电子监控在加热装置过热时进行可靠的切断。在此在加热装置重新冷却下来之后洗碗机可以立即重新运行。此外电子监控还考虑到了用于切断加热装置的其它影响值。这样例如可以附加的监控加热装置中洗涤剂的液面高度。如果借助于一个液面高度测量仪来输出液面高度低于了预设值的电子信号，这样电子保护装置在达到加热装置临界温度值前就可以做好切断加热装置的准备。

家用器具优选包括一个上述的加热装置。

家用器具加热装置的加热元件优选是厚膜加热装置，其电阻值是其温度的函数。由此能以特别简单的方式实现电子监控，因为加热元件的电阻值可以通过保护装置计算获得。

本实用新型对加热装置进行温度监控的原理基于本申请人文献DE103 60 533.3，其内容纳入本申请文件中。特别的电阻值的计算可以根据本申请描述的方法来进行。在此建议，不要直接测量加热元件的电阻，而是间接地通过测量流过加热元件的电流以及加热元件上的电压来计算电阻值。这可以通过泰勒级数展开来逼近比例构成(除法)，并将第二项之后的去除。由此除法可以通过减法来代替，其在计算上可以非常方便的进行模拟。而在DE 103 60 553.3中泰勒级数展开建议采用分立模块，请注意按照本实用新型的改进方案，在集成开关电路中进行输入值的程序技术处理。在此除了所述的泰勒级数展开原则上也可以采用任意的处理算法。这可以实现以简单且成本经济的方式来进行极其精确的电阻值的计算。

附图说明

下面根据附图来进一步说明本实用新型，附图示出了一种本实用新型的用于液体的加热装置的结构原理。

具体实施方式

一个电阻式加热装置形式的加热元件1与一个开关装置2以及一个电路传感器装置4以并联支路的形式串联在一个第一供电接口VA1与一个第二供电接口VA2之间。在供电接口VA1、VA2之间存在一个输入电压U_B。

开关装置2可以通过一个开关控制电路3来控制。开关装置2可以是继电器的形式，当加热元件1没有超过一个预设的温度值时其是导电接通的，当超过加热元件1的临界温度值时马上切换为不导电。然而开关元件2也可以是大功率半导体开关的形式，其与开关控制电路3一起集成在一个集成开关电路中。

开关控制电路3以及一个设计成集成开关电路的保护装置300由一个供电源200来加载电压，其在下面不再进一步说明。供电源200主要有一个整流器电路，其用于整流在供电接口VA1、VA2之间的交流电压信号或者交流电流信号，并转换到一个相应的电压水平上，以便给开关控制电路3和保护装置300供能。

在加热元件1和电流传感器装置4之间构成的连接点构成了电流传感器装置4的输出端41。在输出41和供电接口VA2之间的电压为U_s。输出端41与保护装置300的第一个输入端63耦联。保护装置通过一个微处理器示出。保护装置300的另一个输入端62与一个刻度装置5连接，其由一个由电阻51、52组成的分压器构成。更精确的说，在电阻51、52之间构成的连接点53与保护装置300的第二个输入端62连接。保护装置300的一个输出端106与开关控制电路的控制输入端31耦联。在输出端106存在一个相应的控制信号时，开关控制电路3被致动用于将开关装置2从其闭合状态切换到打开状态，以切断加热电路，在闭合状态加热元件1被供给能量。

按照本实施例的加热装置具有作为分立模块的电流传感器装置4以及刻度装置5。在这些模块上可以采集的模拟信号在保护装置300中通过与输入端63、62连接的模数转换器转换成数字信号，以便对相应的输入值进行进一步的计算处理。从这些输入值出发，如在本申请人的文献DE 103 60 553.3中所述，一个与加热元件1温度值相应的电阻值与一个参考值作比较，其中参考值通过刻度装置5来调节。从所获得的加热元件1的电阻值可以确定，加热元件1的温度是否处于在技术要求之外的温度范围内，这可以推出加热装置或者内部安装有加热装置的仪器故障。在这种情况下，保护装置300在其输出端106输出一个信号，其可以致动开关控制电路3将开关装置2打开。

借助于电阻值的计算以及所获得信号的计算处理对加热元件1的温度进行电子监控实现了一种特别简单、成本经济以及可靠的加热装置监控，其特别适用于在洗碗机中的应用。由此可以制备一种特别可靠的用于液体的加热装置，其中在干烧的情况下可以避免加热装置的机械损坏。

附图标记

1        加热元件

2        开关装置

3        开关控制电路

31       输入接口

4        电流传感器装置

41       输出端

5        刻度装置

51       电阻

52       电阻

53       输出端

62       输入端

63       输入端

106      输出端

200      供电源

300      保护装置

U_B       输入电压

U_s       电压

U_v       电压

VA1      供电接口

VA2      供电接口

Claims (12)

1.用于液体、特别是用于洗碗机的加热装置，具有一个加热元件(1)，其电阻值是其温度的函数，并且加热元件(1)通过一个开关装置(2)与一个电源(200)耦联，以及具有一个保护装置(300)用于防止加热元件(1)过热，其用于根据加热元件(1)的温度来致动开关装置(2)，其特征为：保护装置(300)是集成开关电路。

2.按前述权利要求任一项所述的加热装置，其特征为：所述保护装置(300)用于间接的以计算方式获得加热元件(1)的温度，并且在超出一个预设的温度时致动开关装置(2)。

3.按权利要求1或2所述的加热装置，其特征为：为所述保护装置(300)输入一个由流过加热元件(1)的电流导出的电压作为输入值。

4.按权利要求3所述的加热装置，其特征为：设置一个与加热元件(1)耦联的电流传感器装置(4)，在其输出端可以采集到一个与流过加热元件(1)的电流成比例的信号，其中电流传感器装置(4)作为分立模块设计成并联支路的形式。

5.按前述权利要求任一项所述的加热装置，其特征为：为所述保护装置(300)输入一个参考电压作为另一个输入值。

6.按权利要求5所述的加热装置，其特征为：设置一个刻度装置(5)，在其输出端上采集一个与加热元件(1)的电源电压成比例的信号，其中该刻度装置(5)作为分立模块是一个与电源电压耦联的分压器。

7.按前述权利要求任一项所述的加热装置，其特征为：所述开关装置(2)是大功率半导体开关。

8.按权利要求7所述的加热装置，其特征为：所述开关装置与保护装置(300)一起设计在一个集成电路中。

9.按前述权利要求任一项所述的加热装置，其特征为：所述保护装置(300)用于检测加热元件(1)的电阻值的变化，并且将电阻变化与一个最好是从电源电压导出的参考值进行比较，以便在超过参考值的时候将加热电路通过致动开关装置(2)切断。

10.家用器具，特别是洗碗机，带有冲洗餐具的装置，并且具有一个加热装置用于加热需要加热的液体，特别是处理用溶液，例如洗涤剂，其特征为：该加热装置具有一个集成开关电路形式的保护装置(300)用于监控并且在超过加热装置加热元件一个预定的温度值的情况下断开加热装置。

11.按权利要求10所述的家用器具，其特征为：所述加热装置是按照权利要求1至9任一项进行设计的。

12.按权利要求10或11所述的家用器具，其特征为：所述加热装置的加热元件(1)是厚膜加热装置，其电阻值是其温度的函数。