專利名稱：電熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電熱器，尤其涉及適于形成液體加熱器皿座的電熱器。
背景技術(shù)：
眾所周知，在液體加熱器中，器皿底部至少有一部分由一個(gè)模鑄的加熱器組成。這樣的加熱器包括一個(gè)帶護(hù)罩的電加熱元件，此加熱元件被模鑄在鋁或鋁合金盤的一側(cè)，而盤另一側(cè)形成為容器座的內(nèi)表面。典型地，這樣的加熱器與容器底壁由夾緊螺釘夾靠在一起，同時(shí)在加熱器與容器壁的底部之間放入一個(gè)密封件。

發(fā)明內(nèi)容
從第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了包括一個(gè)被鑄在元件承載件內(nèi)帶護(hù)罩加熱元件的模鑄加熱器，其中的加熱元件繞著加熱器的外圍安裝成至少一圈，而且在端部重疊，熱量將被大致沿著加熱器的整個(gè)外圍提供。
優(yōu)選，加熱元件被大致繞成一圈，且此加熱元件的接線端優(yōu)選靠近布置。這方便了接線端與某些控制單元的連接，例如在WO 95/34187中描述的控制單元。
最優(yōu)選，從承載件大致垂直引出的加熱元件末端基本是平行的。
加熱元件的末端重疊以在大致360°的范圍上提供熱量。為使在整個(gè)360°的范圍上提供熱量，加熱元件必須延伸超過(guò)360°，即考慮到這樣一個(gè)因素，加熱元件的“冷尾”可能從它的末端延伸進(jìn)加熱元件相當(dāng)一段距離。冷尾能緊密地重疊，因?yàn)樗麄儗?shí)際上產(chǎn)生很少或者沒(méi)有熱量，從而防止加熱器外圍的熱點(diǎn)局部化，在加熱器被裝配于塑料壁容器的情況下這一點(diǎn)格外有益，因?yàn)檫@些熱點(diǎn)可能在容器的塑料壁附近產(chǎn)生足夠的熱量從而損壞容器壁，比如在一個(gè)沒(méi)有液體而加熱器開關(guān)合上的情況下。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，實(shí)質(zhì)上只有冷尾部分重疊。當(dāng)然，取決于冷尾伸回至加熱元件里的程度，這樣的裝配是可能的，即加熱元件的加熱部分圍繞加熱器外圍的延伸少于360°，例如330°～360°。這樣的布置落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
當(dāng)需要加熱器提供大量的熱量輸出，在加熱器的中心區(qū)，可容許有較高溫度的局部區(qū)域，而沒(méi)有明顯提高加熱器外圍工作溫度。
因此，在優(yōu)選實(shí)施例中，加熱元件重疊的端部可由加熱器的周邊，優(yōu)選大致垂直于該周邊向內(nèi)。向內(nèi)引的端部可被沿著長(zhǎng)度的至少一部分加熱，以在加熱器的中部提供附加的熱量。端部重疊的部分會(huì)導(dǎo)致在加熱器的中部提供更高的局部功率密度。優(yōu)選，重疊的端部大致上完全地延伸穿過(guò)加熱器的中心區(qū)域，這樣接線頭可以靠近加熱器的外圍布置，允許加熱器在其中心區(qū)域的上面有最大的空間來(lái)布置加熱器的控制件。
優(yōu)選承載件帶有例如一個(gè)或多個(gè)螺釘、支柱等安裝溫度敏感控制件的裝置。
此外，為了安裝一個(gè)或多個(gè)熱敏感控制件致動(dòng)器，例如雙金屬致動(dòng)器，承載件可帶有一個(gè)或多個(gè)熱接觸區(qū)。在一個(gè)特別有效的實(shí)施例中，熱接觸區(qū)在一個(gè)凸臺(tái)上與加熱元件直接熱接觸。凸臺(tái)起到熱吸收器的作用，從發(fā)熱元件帶走熱量，這樣凸臺(tái)的溫度將更加準(zhǔn)確地反映發(fā)熱元件的溫度。這對(duì)煮干或干燒時(shí)，在加熱器的任何部分過(guò)熱前，熱敏控制器必須工作是有利的。而且，由于自身的熱慣性，凸臺(tái)將平滑加熱元件溫度波動(dòng)。這種波動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致雙金屬致動(dòng)器誤動(dòng)作。凸臺(tái)的大小和位置必須根據(jù)所期望的響應(yīng)次數(shù)憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。
在重疊的端部延伸進(jìn)加熱器中心區(qū)域的情況下，凸臺(tái)在元件承載件基準(zhǔn)面的上面提供了一個(gè)平臺(tái)，于是當(dāng)加熱器的控制件被置于加熱元件的上面時(shí)，雙金屬致動(dòng)器與加熱器之間的熱接觸可以維持。
更好的是凸臺(tái)橫向伸展，再進(jìn)一步的是從加熱元件橫向內(nèi)向伸展。
提出熱傳導(dǎo)凸臺(tái)裝置被認(rèn)為是一種新穎的結(jié)構(gòu)。由此從更深一層的觀點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種模鑄的加熱器，其包括一個(gè)被鑄在元件承載件內(nèi)的帶護(hù)罩的加熱元件，其中元件承載件至少有一個(gè)與發(fā)熱元件直接熱接觸的凸臺(tái)。此凸臺(tái)為控制件的雙金屬致動(dòng)器提供了一個(gè)熱接觸位。
根據(jù)與帶有一個(gè)優(yōu)選安裝在中部的熱敏控制單元的本發(fā)明，本發(fā)明包括一個(gè)模鑄的加熱器。


現(xiàn)在通過(guò)參考附圖的舉例描述本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1是本發(fā)明的第一種實(shí)施例的模鑄加熱器的平面圖；圖2是沿圖1中線2-2的剖視圖；圖3是沿圖1中線3-3的剖面圖；圖4是本發(fā)明的第二種實(shí)施例的模鑄加熱器的平面圖；圖5是放大了的沿圖4中線5-5的局部剖視圖；圖6是放大了的沿圖4中線6-6的剖視圖；圖7是放大了的沿圖4中線7-7的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
在示出的各個(gè)實(shí)施例中，同樣的參考標(biāo)號(hào)被用于指示同樣的部件。
參考圖1，一個(gè)模鑄的加熱器2包括一個(gè)可鑄鋁合金的元件承載件3在該承載件里鑄入了一個(gè)帶護(hù)罩的加熱元件4。
承載件大致是圓形的。加熱元件4圍繞容器的外圍充分延伸，在圖1中其縱軸用虛線6標(biāo)明。如圖2所示，帶護(hù)罩的加熱元件包括一個(gè)金屬外殼8，例如低碳鋼、銅或不銹鋼，在其中安裝了盤繞的鎳鉻合金或類似的耐熱金屬加熱絲10，它被諸如氧化鎂12的電絕緣填充物與金屬外殼8進(jìn)行絕緣。加熱絲10的末端與所謂的加熱元件冷尾18在參考圖標(biāo)14和16兩點(diǎn)處連接。此冷尾是由銅或類似材料制成的，從外殼的端部向外伸形成連接電源的接線端20的小棒。
從圖1到圖3可以看到，加熱元件4的端部在鑄件內(nèi)重疊且大致上垂直地從承載件伸出，其長(zhǎng)度足以與電源連接。同時(shí)在圖1中我們可以看到，由于端部的重疊，加熱元件4圍繞承載件3的外圍延伸超過(guò)了360°，實(shí)際上，其大致為重疊的加熱元件4的冷尾18，這意味著在其間限定的區(qū)域22內(nèi)只有相對(duì)很少的熱量產(chǎn)生。因此，直接加熱沒(méi)有完全延伸到容器外圍的360°，而僅有330°左右。然而，重疊的冷尾18有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是加熱器的外圍將不會(huì)象如果加熱元件4的加熱部分在此區(qū)域內(nèi)重疊時(shí)那樣發(fā)生局部過(guò)熱。
因?yàn)榧訜嵩?大致是繞承載件外圍布置的，所以承載件的中心區(qū)24空著，以便在承載件平臺(tái)上安裝控制件。特別地，這正適于一個(gè)在WO95/34187中已描述的兼有過(guò)熱保護(hù)功能和備用保護(hù)功能的整體式控制器類型。為容納一個(gè)這樣的控制器，承載件帶有接受控制件固定裝配螺釘?shù)鹊难b配座26，而且承載件也提供特別的區(qū)域28以容納控制器的雙金屬致動(dòng)器。
帶有這種特殊型式控制器，加熱元件接線端20的靠近布置是特別有利的，因?yàn)樗鼘⑦B接控制器與接線端所需材料的總量減到了最少。
加熱元件可安裝到一個(gè)液體加熱容器底部或它的基底內(nèi)，例如用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒓訜嵩c加熱容器的一個(gè)下邊夾緊。
圖4到圖7顯示了按照本發(fā)明的第二種實(shí)施例的加熱器2。圖4到圖7中的加熱器2與圖1到圖3中的加熱器1類似，這里將只詳細(xì)介紹這種實(shí)施例的不同特征。
如圖4所示，加熱器2中加熱元件4的重疊區(qū)域22被布置在加熱器的中心區(qū)域24里。加熱元件4大致為圓形圍繞加熱器外圍的大半部分，且重疊加熱部分34以同樣的方向延伸進(jìn)加熱器2的中心區(qū)域24。重疊加熱部分34與加熱元件的冷尾18在圖4中用參考標(biāo)號(hào)14和16標(biāo)明的兩點(diǎn)處相連接。在圖5中更詳細(xì)地顯示了冷尾18與重疊加熱區(qū)34的連接。接線端20和冷尾18靠近加熱器2的外圍，布置在加熱元件4外圍環(huán)路中，使得加熱元件4在靠近加熱器2的外圍不產(chǎn)生一個(gè)熱點(diǎn)的情況下，擁有最大的長(zhǎng)度。通過(guò)加熱元件4重疊在加熱器2的中心區(qū)域24，確保了獲得加熱元件在加熱器2的外圍和中心區(qū)域24的最大長(zhǎng)度。在外徑為11厘米的加熱器里采用這種布置能容易地提供3千瓦的熱量輸出。圖6和圖7示出了加熱器2的剖面結(jié)構(gòu)。
正如在圖4和圖6中可以看到，在承載件3上兩個(gè)凸臺(tái)30從加熱元件4周邊圓周的內(nèi)邊緣橫向伸出。凸臺(tái)30都是實(shí)體，作為元件承載件3的一部分被整體鑄造成型。凸臺(tái)30與加熱元件4的外殼8直接熱接觸，以保證從加熱元件4到凸臺(tái)30的良好傳熱。
凸臺(tái)30的尺寸使它們有足夠的熱容量，以充當(dāng)來(lái)自加熱元件的有效熱接收器，基本不受加熱元件4瞬時(shí)溫度波動(dòng)的影響。每個(gè)凸臺(tái)30的上表面為加熱器控制器(未畫出)的雙金屬致動(dòng)器提供了一個(gè)熱接觸區(qū)28，控制器例如一個(gè)在WO 95/34187中描述的整體式控制器，因而熱接觸區(qū)應(yīng)具有相應(yīng)的尺寸。每個(gè)凸臺(tái)30在元件承載件3的基準(zhǔn)面上的有足夠高度，以允許一個(gè)控制器在加熱元件4的重疊區(qū)域34上面安裝到加熱器2上。為在加熱元件4上面安裝控制器，控制器的安裝柱26也被做成在一個(gè)合適的高度。
當(dāng)然，不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可對(duì)不同的實(shí)施例做某些改變。例如，模鑄元件的上表面可進(jìn)行處理，比如做陽(yáng)極處理，以提高它的美感和抗腐蝕性。而且，此板可構(gòu)成容器的整個(gè)基底或者為基底的一部分。
權(quán)利要求
1.一個(gè)模鑄的加熱器，包括一個(gè)鑄在元件承載件里的帶護(hù)罩的加熱元件，其中元件承載件至少帶有一個(gè)與加熱元件直接熱接觸的凸臺(tái)，凸臺(tái)為控制器的雙金屬致動(dòng)器提供了一個(gè)熱接觸區(qū)。
全文摘要
用于液體加熱容器的模鑄加熱器(2)，包括一個(gè)圍繞加熱器外圍大致上安裝了一個(gè)單圈的重疊了其端部區(qū)(34)的加熱元件(4)。重疊的端部區(qū)(34)使加熱元件(4)能大致上加熱加熱器(2)的整個(gè)外圍。模鑄的元件承載件包括整體凸臺(tái)(30)，凸臺(tái)與加熱元件(4)直接熱接觸且為加熱器(2)控制器的雙金屬致動(dòng)器充當(dāng)熱接觸區(qū)。凸臺(tái)(30)消除溫度的瞬時(shí)波動(dòng)用以防止雙金屬致動(dòng)器的不當(dāng)工作。
文檔編號(hào)H05B3/68GK1543265SQ200310104490
公開日2004年11月3日 申請(qǐng)日期1997年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月15日
發(fā)明者弗農(nóng)·J·唐納利, 約翰·C·泰勒, 馬丁·J·謝波德, C 泰勒, J 謝波德, 弗農(nóng) J 唐納利 申請(qǐng)人:斯特里克斯有限公司