專利名稱：具有熱熔斷器的流體加熱器的制作方法
具有熱熔斷器的流體加熱器 本發(fā)明一般涉及流體電加熱器領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及這樣一種流體加熱器，它包括流體流通通道、為 加熱流經(jīng)所述流體流通通道的流體而設(shè)置的電加熱裝置以及開關(guān)，所述開關(guān) 與所述電加熱裝置電連接，并且此開關(guān)在用于給所述電加熱裝置提供電源的 供電形態(tài)和用于禁止所述電源被提供至所述電加熱裝置的斷電形態(tài)之間可 選擇地移動。這種流體加熱器超過臨界溫度是可能發(fā)生的。當(dāng)加熱空的流體加熱器時 — 一即當(dāng)流體通道不再輸送足夠的流體或者根本不輸送流體時一一諸如此 類的現(xiàn)象頻繁發(fā)生。例如，這種現(xiàn)象可在用于測量所述流體加熱器溫度的調(diào)溫器出現(xiàn)故障的 情況下發(fā)生。為了防止所述流體加熱器過熱(這會導(dǎo)致安裝有該流體加熱器的設(shè)備損 壞)的危險，流體加熱器的制造商已經(jīng)開發(fā)出在過熱的情況下能夠切斷電加 熱裝置的系統(tǒng)。如上定義的這種類型的流體加熱器已在文獻(xiàn)FR 2778729中公開，該流 體加熱器包括在加熱裝置的電端部串聯(lián)裝設(shè)的兩個調(diào)溫器。這樣的組件的過 熱的可能性基本上與所述兩個調(diào)溫器中的每一個單獨(dú)發(fā)生故障的可能性相 同。另外，如上定義的這種類型的流體加熱器同樣已在EP 0 485 211中公開， 該流體加熱器包括熔斷器，所述熔斷器以這種方式串聯(lián)裝設(shè)在加熱裝置內(nèi) 即，在過熱的情況下，所述熔斷器熔化并導(dǎo)致提供給所述加熱裝置的電源被 切斷。但是，具有諸如這樣的系統(tǒng)，電源往往在單個臨界溫度不一定斷開。在這樣的背景下，本發(fā)明的目的在于建議一種旨在當(dāng)流體加熱器被過度 加熱時，如其超過了臨界閾值，則切斷電加熱裝置的供電的解決方案。因此，本發(fā)明的流體加熱器還與以上發(fā)明領(lǐng)域中中提供的其一般定義相一致，本發(fā)明流體加熱器的主要特征在于鄰近所述電加熱裝置"i殳置熱熔件， 以使所述熱熔件在操作期間^皮加熱，所述可熔件被設(shè)計為當(dāng)所述電加熱裝置 的至少一個區(qū)域超過臨界溫度閾值時，所述可熔件至少部分熔化，并隨后引 起所述開關(guān)從其供電形態(tài)切換到其斷電形態(tài)。能夠在兩個形態(tài)之間移動的開關(guān)和熔斷器一一所述熔斷器的功能是在 過熱情況下觸發(fā)所述開關(guān)切換到斷電形態(tài)一一的組合使得以下兩點(diǎn)成為可 能-一方面，精確地切斷供電，這是由于所述開關(guān)的設(shè)計專用于此功能；及-另一方面，受益于臨界溫度閾值已過的可靠檢測，這是由于熱熔件的 設(shè)計專用于此功能。因為本發(fā)明，檢測臨界溫度閾值已過和檢測電源已經(jīng)有效被切斷的兩功 能相互沒有聯(lián)系，因此使得一個元件的設(shè)計專用于一種功能。例如，所述開關(guān)能夠被配置為具有彈性部，其中彈性部自然地趨向促使 所述開關(guān)切換到斷電形態(tài)，只要所述加熱裝置的所述區(qū)域沒有超過臨界溫度 閾值，則所述熱熔件施加力以保持所述開關(guān)處于其供電形態(tài)。在這個實施例中，所述可熔件一旦至少部分融化，保持力則不再作用在 所述開關(guān)上，所述開關(guān)隨后自動切換到斷電形態(tài)。在這種情況下，只要所述 開關(guān)沒有被手動地重新定位于其供電位置并且所述可熔件沒有被一條 (brand)新的替換，所述電源的切斷是不可逆轉(zhuǎn)的。所述流體加熱器能夠#:配置為包括主體和配套元件，所述配套元件覆蓋 主體的一部分，以^f更在所述主體和所述配套元件的內(nèi)表面之間定義所述流通 通道，所述開關(guān)包括電連接到所述電加熱裝置并形成于所述配套元件的外表 面上的連接端子，所述配套元件的外表面與所述內(nèi)表面相對。所述開關(guān)的端子直接在所述配套元件上形成的事實是有利的，這是因為-使得能夠簡化所述開關(guān)與電加熱裝置之間的連接；-不需要在開關(guān)的端子與加熱裝置之間連接電纜；以及-通過減少需要加工制造的部件的數(shù)量，便于所述流體加熱器的組裝操作。優(yōu)選地，連接端子在所述電加熱裝置的一端形成，因此，此連接端子既 是所述電加熱裝置的一個元件，也是所述開關(guān)的一個元件，這在經(jīng)濟(jì)上是有 利的。所述開關(guān)可配置為包括金屬接觸器，其中所述金屬接觸器的一端連接至所述主體。此金屬接觸器-選擇性地處于供電位置，其中，所述金屬接觸器抵靠在所述連接端子 上，于是所述開關(guān)處于供電形態(tài)；-選擇性地處于斷電位置，其中，所述金屬接觸器與所述連接端子分離， 于是所述開關(guān)處于斷電形態(tài)；所述開關(guān)的彈性部由金屬接觸器的局部彈性部組成，所述局部彈性部自 然地趨向促使所述金屬接觸器切換到斷電位置。在本發(fā)明的這個優(yōu)選實施方式中，通過彎折或沖壓金屬件(例如銅或不 銹鋼)來形成金屬接觸，然后通過所述接觸器的端部之一而將所述接觸器連 接至主體，從而簡單地獲得開關(guān)。在所述彎折或沖壓過程中，容易形成-所述金屬接觸器的第一剛性縱長部，其具有與連接端子建立電連接的功能；-所述金屬接觸器的第二剛性縱長部，其具有被裝配到所述主體上的功 能，例如，所述裝配通過將所述第二剛性接觸器部分插入到形成于補(bǔ)充體的 補(bǔ)充溝槽中而可以獲得。-設(shè)置在第一和第二剛性部分之間的、使得這些剛性部分能夠相對于彼 此彈性移動的柔性且彈性的部分。此柔性部分使得所述開關(guān)能夠自然地單穩(wěn)態(tài)地處于其斷電位置。另夕卜，所述電加熱裝置能夠被配置為包括位于配套元件外表面上的至少 一個絲網(wǎng)印刷的加熱電阻器。由于此實施方式，由所述電阻器產(chǎn)生的熱量通 過由配套元件形成的壁直接傳導(dǎo)到所述通道中的水，借此使熱損失最小化， 并減少所述流體加熱器的熱惰性，因此可快速加熱通道內(nèi)的水。另外，所述熱熔件能夠被配置為環(huán)繞所述流體流通通道的至少一部分和 所述電加熱電路的至少一部分的環(huán)形件，此可熔件承載抵靠在所述通道和/ 或所述電加熱裝置的支撐區(qū)域上，以便在所述支撐區(qū)域上加熱所述可熔件。環(huán)形可熔件提高了開關(guān)作用在可熔件上的壓力的對稱分布，故此件無須 用大量的材料來制造，就具有很好的機(jī)械強(qiáng)度。所述環(huán)形件的形狀也使得在所述可熔件和所述加熱裝置之間的熱交換 對稱化成為可能。此外，所述熱熔件能夠被配置為具有橫截面減小的區(qū)域，所述橫截面減 小的區(qū)域位于支撐區(qū)域處。這個特征使得能夠形成優(yōu)先熔化區(qū)域，其中所述優(yōu)先熔化區(qū)域由于其形 狀而容易確定尺寸并且容易定位。制造所述流體加熱器過程中，要求所述優(yōu) 先的熔化區(qū)域被設(shè)置以使得其基本上能夠承受由所述開關(guān)產(chǎn)生的內(nèi)部牽引 應(yīng)力。因此，當(dāng)此可熔化的區(qū)域熔化時，它將在所述開關(guān)的牽引應(yīng)力下獨(dú)自 斷開，借此能夠完全并快速的斷開。因此，當(dāng)所述環(huán)形件斷開時，存在較小 的防礙或者阻止所述開關(guān)朝向其斷電形態(tài)移動的危險。因此，相對于如果斷開區(qū)域位于所述環(huán)形件的彎曲區(qū)域?qū)l(fā)生的情況， 及相對于如果沒有制造優(yōu)先斷開區(qū)域?qū)l(fā)生的情況，所述流體加熱器正常行 使功能的可能性得到提高。可熔件由塑料制成，所以此件的熔化溫度可通過合成化學(xué)而容易被預(yù)期 和調(diào)整。此外，此環(huán)形件由所選的不導(dǎo)電的塑料材料制成，借此避免需要將 所述接觸器與所述環(huán)形件絕緣。此外，所述接觸器能夠被配置為包括切口部，所述可熔件的一部分^L置 于所述切口部中，借此至少在所述接觸器處于供電位置時，所述可熔件能與 所述接觸器機(jī)械裝配。這個實施方式使得只要此可熔件沒有熔化，則能夠提供一種機(jī)械上穩(wěn)定 的開關(guān)/可熔件的裝配。此外，所述流體加熱器能夠被配置為包括兩個開關(guān)，所述兩個開關(guān)基本 上彼此相同并電連接到所述電加熱裝置，以能夠?qū)㈦娔芸蛇x擇地提供至所述 電加熱裝置，且為設(shè)置所述熱熔件以使其與每個開關(guān)機(jī)械地同時相互作用，此可熔件^皮進(jìn)一步設(shè)計為-只要所述電加熱裝置的所述區(qū)域沒有超過臨界溫度閾值，則保持這些 開關(guān)處于其供電形態(tài)；-當(dāng)所述電加熱裝置的所述區(qū)域超過臨界溫度閾值時，則引起這些開關(guān)從其供電形態(tài)切換到其斷電形態(tài)。
被保持在其供電形態(tài)的兩個開關(guān)通過單個可熔件同時切換到斷電形態(tài)， 借此在相同的電路上增加了切斷電源的區(qū)域，且減少了每個電路斷流器必須 單獨(dú)吸收的切斷電路的能量。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將從下面非限定的、說明為目的、并結(jié)合附圖
的說明中變得清楚明了，其中


圖1A示出了本發(fā)明的液體加熱器的立體圖，所述液體加熱器具有處于 斷電形態(tài)的接觸器，并且未帶有熱熔件。
圖1B示出了本發(fā)明的液體加熱器的截面圖，其顯示處于斷電位置的接 觸器圖2A示出了本發(fā)明的所述液體加熱器，其具有處于供電形態(tài)的開關(guān)并 具有尚未熔化的可熔件；
圖2B示出了圖2A中所述液體加熱器的縱向截面； 圖3A示出了本發(fā)明的所述液體加熱器，其具有處于斷電形態(tài)的開關(guān)并 帶有由于過熱而斷開的可熔件；
圖3B示出了圖3A中所述液體加熱器的縱向截面； 圖4示出了環(huán)形可熔件的主^L圖。
如上所述，本發(fā)明涉及一種流體加熱器，其包括流體流通通道以及電加 熱裝置，所述電加熱裝置在此實施例中是兩電阻器，所述電阻器并行布置并 設(shè)計用于加熱流經(jīng)所述流體通道的流體。本發(fā)明的加熱器是對專利文獻(xiàn)FR 2855359中揭露的加熱器的改良。
此加熱器l包括圓柱形的主體2，圍繞所述主體安裝有管狀的配套元件 3?？臻g5a在主體2和配套元件3的內(nèi)表面10之間形成，以在所述主體2 和配套元件3之間定出流體通道5。
所述流體通道5是以沿配套元件3的內(nèi)表面10并圍繞主體2的螺旋形 式。為此，主體由熱惰性低(低于鋁的熱惰性)的材料制成，并且在所述主 體的周圍包括與內(nèi)表面IO相對的螺旋形的槽溝。與所述通道連通的流體進(jìn) 口 19a和出口 19b使得本發(fā)明的加熱器能夠接通外部流體系統(tǒng)。構(gòu)成所述電加熱裝置4的電阻器4是已被絲網(wǎng)印刷在配套元件3的外表 面12上的、并形成相互平行延伸的兩電阻帶的、并覆蓋所述外表面12至少 50%的電阻器。這些電阻器4在形成于管狀的配套元件3的外表面12上的 兩個供電端子lla、 llb之間延伸。這些供電端子lla、 llb在電阻器的端部 形成，并基本上彼此相同，它們具有沿配套元件的縱橫截面的近似對稱的形 狀。可從所述加熱器的外部電接觸這些連接端子lla、 llb，以使得每個可移 動的接觸器13a、 13b可選擇地與對應(yīng)的連接端子(端子lla與接觸器13a, 及端子llb與接觸器13b)建立電性連接。
這些接觸器是被拉長的金屬件，所述金屬件具有三個縱長的部分，每個 部分完成特定的功能。
接觸器的第一部分是被嵌套在溝槽內(nèi)的剛性端部，所述溝槽專用于將此 接觸器裝配在主體2的外圍凸起上。出于此目的，所述主體至少在此位置是 電絕緣的，以及處于此目的，所述主體可整體由塑料材料制成。
每個第 一接觸器部分被設(shè)計為與連接器的電源插座配合。
所述第二接觸器部分是局部彈性部9，也指開關(guān)的彈性部。此第二部分 的功能是趨向迫使第三接觸器部分離開與所述接觸器對應(yīng)的連接端子11 a、 llb而移動。此第二部分具有平坦的橫截面。
所述第三接觸器部分在其整個長度上是剛性的，目的是使得壓力能夠從 所述接觸器傳遞到對應(yīng)的連接端子lla、 lib上。此第三部分具有基本上呈 U形的橫截面以便為其提供剛性。此第三部分包括凹口區(qū)域16,所述凹口 區(qū)域被i殳計為承載地容納部分可熔件7。
優(yōu)選地，接觸器的在柔性的第二部分中的區(qū)域在所述接觸器的縱長方向 上被彎折成V形，以便形成專用于配套元件的連接端子和接觸器之間的電 流的電接觸。此接觸區(qū)域處于V形彎折的頂部。
熱可熔件7單獨(dú)示于圖4中，其采用剛性的環(huán)形件的形式，所述環(huán)形件 的內(nèi)部直徑大于所述配套元件的外部直徑。
此可熔件7也顯示在圖2a和圖2b中，但此時是與加熱器的其他元件相 組合。在這些圖2a和圖2b中，所述可熔件7圍繞配套元件3并保持所有的 接觸器處于其各自的供電位置。
如圖4所示，所述可熔件包括兩個弧形部分17a、 17b，所述弧形部分的直徑基本上與配套元件的外部直徑相同，所述配套元件的外部直徑如虛線2 所示。四個箭頭分別表示由接觸器施加在可熔件上的四個壓力。這些壓力意
圖為將所述弧形部分17a、 17b壓靠在所述配套元件上。這些弧形部分17a、 17b彼此相對，以便形成用于將可熔件保持在配套元件上的局部承載區(qū)域。 可熔件包括位于區(qū)域14處的橫截面減小的區(qū)域15,在所述區(qū)域14處所述 可熔件承載抵靠在配套元件上。提供所述橫截面區(qū)域的目的為當(dāng)所述配套元 件過熱時，形成所述可熔件7的優(yōu)先斷開區(qū)域。因此，在正常的工作中，此 環(huán)形件使得接觸壓力能夠被維持在所述接觸器和所述電阻器的電連接端子 之間。當(dāng)過熱時，所述環(huán)形件在橫截面減小的區(qū)域15處熔化，借此釋放所 述接觸壓力，因此切斷電加熱裝置的供電電路。
如圖la、 lb、 2a、 2b、 3a和3b中呈現(xiàn)的本發(fā)明的實施方式中，四個分
接觸器和在配套元件3上形成的連接端子)。
這些開關(guān)中的兩個被設(shè)置，以使電源能夠供至加熱器的端子或者能夠切 斷加熱器端子的電源，另外兩個開關(guān)被用來使得電源能夠供至正溫度系數(shù)電 阻器的端子或者切斷正溫度系數(shù)電阻器的端子的電源，所述正溫度系數(shù)電阻 器被連接至所述配套元件3以便測量其溫度。
在一種簡化的裝配中，僅僅兩個開關(guān)片可用來控制單個電阻器的電源。
設(shè)置優(yōu)先區(qū)域8，以致此優(yōu)先區(qū)域8的正常操作溫度與所述可熔件的操 作溫度一致，目的在于防止所述可熔件過早熔化。
在此具體例子中，為了限制電阻路徑的溫度，所述電阻路徑由利于電流 流過并防止此區(qū)域8過熱的導(dǎo)體18所覆蓋。
在另一中裝配中，可設(shè)計這些電阻路徑，以便將所述電阻路徑足夠地遠(yuǎn) 離或者靠近所述可熔件7放置。
在這個具體例子中，被選擇來制造所述可熔件的材料是有益的綜合了溫
度抗性和成本的塑料材料。結(jié)晶態(tài)材料是優(yōu)選的，其融化溫度范圍被減小。 在這個具體實施例中，所述可熔件的材料的熔化溫度是近似285。C，所
述材料是填充有32 %的玻璃纖維和32%的礦物的聚苯碌u醚。
所述橫截面減小的區(qū)域15提高了所述可熔件的材料在此準(zhǔn)確位置的快
速熔化，所述準(zhǔn)確位置優(yōu)選尺寸為2.8 mm x 1.4 mm。諸如區(qū)域15中所述可熔件的形狀、所述可熔件的材料選擇等的這些區(qū)
別特征取決于這些路徑的設(shè)計、便于電流在區(qū)域14流過的需要、電阻路徑
的類型、配套元件的材料以及主體的設(shè)計，因此這些區(qū)別特征不能被認(rèn)為是 這種類型的組件中僅有的有價值的特征。
權(quán)利要求
1.一種流體加熱器(1)，包括流體流通通道(5)、設(shè)置用于加熱流經(jīng)所述流體流通通道(5)的流體的電加熱裝置(4)以及開關(guān)(6)，所述開關(guān)(6)電連接到所述電加熱裝置(4)，并且所述開關(guān)(6)在用于給所述電加熱裝置(4)提供電源的供電形態(tài)和用于禁止給所述電加熱裝置(4)提供電源的斷電形態(tài)之間可選擇地移動，其特征在于在所述電加熱裝置附近設(shè)有熱熔件(7)，以使所述熱熔件在操作期間被加熱，并且所述熱熔件(7)設(shè)計成能夠在當(dāng)所述電加熱裝置的至少一個區(qū)域(8)超過臨界溫度閾值時至少部分地熔化，并隨后引致所述開關(guān)(6)從其供電形態(tài)切換到其斷電形態(tài)。
2. 如權(quán)利要求1所述的流體加熱器，其特征在于所述開關(guān)(6)具有 彈性部(9),所述彈性部(9)自然地趨向促^f吏所述開關(guān)(6)切換到斷電形 態(tài)，只要所述電加熱裝置(4)的所述區(qū)域(8)沒有超過所述臨界溫度閾值， 所述熱熔件(7)就施加力以將所述開關(guān)(6)保持在其供電形態(tài)。
3. 如權(quán)利要求1或2中任一項所述的流體加熱器，其特征在于所述 流體加熱器(1 )包括主體(2 )和配套元件(3 )，所述配套元件(3 )覆蓋 所述主體(2)的一部分，以便在所述主體(2)和所述配套元件(3)的內(nèi) 表面(10 )之間限定出所述流體流通通道(5 )，所述開關(guān)包括連接端子(11 )， 所述連接端子(11)電連接到所述電加熱裝置(4)并形成于所述配套元件(3)的與其內(nèi)表面(10)相對的外表面(12)之上。
4. 如權(quán)利要求2和3所述的流體加熱器，其特征在于所述開關(guān)包括 一端連接到所述主體(2)的金屬接觸器U3a),所述金屬接觸器(13a):-選擇性地處于供電位置，其中，所述金屬接觸器(13a)抵靠接觸所述 連接端子，于是所述開關(guān)(6)處于所述供電形態(tài)；-選擇性地處于斷電位置，其中，所述金屬接觸器(13a)與所述連接端 子(11)分離，于是所述開關(guān)處于所述斷電形態(tài)；所述開關(guān)的所述彈性部(9)由金屬接觸器(13a)的局部彈性部(9) 組成，所述局部彈性部(9)自然地趨向促使所述金屬接觸器切換到所述斷電位置。
5. 如權(quán)利要求3或4中任一項所述的流體加熱器，其特征在于所述 電加熱裝置包括設(shè)在所述配套元件(3)的所述外表面(12)上的至少一個 絲網(wǎng)印刷加熱電阻器。
6. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的流體加熱器，其特征在于所述熱 熔件(7)是環(huán)繞所述流體流通通道(5 )的至少一部分和所述電加熱電路的 至少一部分的環(huán)形件，所述熱熔件(7)抵靠在所述流體流通通道(5)和/ 或所述電加熱裝置(4)的支撐區(qū)域(14)上，以在所述支撐區(qū)域(14)上 受到加熱。
7. 如權(quán)利要求6所述的流體加熱器，其特征在于所述熱熔件(7)具 有位于所述支撐區(qū)域(14)的位置處的橫截面減小的區(qū)域(15)。
8. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的流體加熱器，其特征在于所述熱 熔件(7)由不導(dǎo)電的塑料材料制成。
9. 如前述權(quán)利要求中的任一項與權(quán)利要求4相結(jié)合的所述流體加熱器， 其特征在于所述金屬接觸器(13a)包括切口部(16)，所述熱熔件(7) 的一部分被置于所述切口部(16)中，借此至少在所述金屬接觸器處于所述 供電位置時，所述熱熔件(7)能與所述金屬接觸器機(jī)械裝配。
10. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的流體加熱器(1)，其特征在于所 述流體加熱器包括兩個開關(guān)，所述兩個開關(guān)基本上彼此相同并電連接到所述 電加熱裝置(4)，以能夠?qū)㈦娔芸蛇x擇地提供至所述電加熱裝置(4)，且所 述熱熔件(7)被設(shè)置成能夠與所述開關(guān)的每一個機(jī)械地同時相互作用，此 熱熔件(7)被進(jìn)一步設(shè)計為只要所述電加熱裝置的所述區(qū)域(8)沒有超過 所述臨界溫度閾值，則保持這些開關(guān)處于其供電形態(tài)，所述熱熔件(7)還 被設(shè)計為當(dāng)所述電加熱裝置的所述區(qū)域超過所述臨界溫度閾值時，引致這些 開關(guān)從其供電形態(tài)切換到其斷電形態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流體加熱器(1)，其包括流體流通通道(5)、電加熱裝置(4)以及開關(guān)(6)，其中所述開關(guān)(6)在用于給所述電加熱裝置(4)提供電源的供電形態(tài)和用于禁止給所述電加熱裝置(4)提供電源的斷電形態(tài)之間可選擇地移動。本發(fā)明還包括熱熔件(7)，所述熱熔件(7)將在操作時由所述電加熱裝置加熱，并且所述熱可熔件(7)被設(shè)計為(i)在所述電加熱裝置的至少一個區(qū)域(8)超過臨界溫度閾值時所述熱可熔件至少部分熔化，及(ii)將所述開關(guān)(6)從供電形態(tài)移至斷電形態(tài)。
文檔編號H05B3/46GK101278599SQ200680036842
公開日2008年10月1日 申請日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月5日
發(fā)明者埃爾維·戈拉德, 塞利·古蘭德 申請人:Seb公司