[发明专利]一种电加热元件的热响应控制器

说明书

本发明的领域

本发明涉及关于电热元件的控制装置的改进，更具体点说，涉及超温控制装置，该控制装置在加热元件的温度到达安全水准之上时能关断供向电热元件的电力，这种控制装置通常被称为元件保护控制装置。

本发明的背景

元件保护控制装置常被用在家用热水器如水壶和热水罐上，但还广泛用于其他家用和工业用的用途上。下面本发明将具体结合家用水壶和热水罐所用电热元件的控制装置进行说明，但应知道本发明还有更广泛的用途。

传统上家用水壶和热水罐采用的型式为将电阻加热丝藏在细长的管套内而将管套用矿物质绝缘材料封装起来，这种加套电热元件最常用于浸没加热的设计中，其时加热元件本身被固定在头板上使加热元件能被固定在容器壁上而元件本身能被沉浸在容器内含物内。平面的或地板下的加热元件的设计也是公知的，该设计具有一块通常用铝制成的板，上述加套电热元件被夹紧或抓住在该板的下表面上，这种电热元件曾被用来作为热水器的整体部分，也曾被用作热板以便与分开的容水器一起使用，例如在制咖啡机中。

新近出现的所谓厚膜加热元件是在一块电绝缘的衬底上制有电阻加热轨迹或加热层，这种电热元件吸引了许多家用电热水器制造商的注意，特别是因为与上述较为传统的加热元件相比，它具有提高的电能密度，这意味着水能以快得多的速度被加热。

双金属元件保护控制装置通常曾被用来保护传统的加套加热元件，浸没加热式和平面的或地板下的加热式都可使用，还曾被提议与厚膜加热元件一起使用。这种双金属元件保护控制装置通常具有一个双金属的开关驱动元件被这样布置使它与电热元件保持密切的热传递关系，并能通过一根推杆操作一对开关接触点。曾经有人提议可设置多于一个的双金属开关驱动元件与电热元件保持密切的热传递关系，理由有两方面，那就是可以提供第一和第二(或后备)保护水准，这样即使在操作第一个控制装置时偶而发生失败仍可保证安全。及/或可在多个加热元件的位置上进行热感知，这样即使一个电器在一个倾斜的表面例如一块家用排水板上被操作，该电器的特定部分(较高部分)的水分被蒸干并过热，而加热元件表面的其余部分仍被水覆盖因此仍在正常的操作温度下，这时仍能确保安全。

提供第一和第二保护的其他提议中还有利用双金属的开关驱动元件来提供第一保护，而将熔点在第一双金属元件正常操作温度之上的易熔元件作为第二保护。

关于双重的双金属元件保护控制和采用双金属的第一保护连同易熔元件的第二保护的实例可分别参阅我们的英国专利2176055和2194099号。这种配置的其他实例曾在Strix有限公司的英国专利2299454和2181598号中被揭露。

上述元件保护控制曾被提议对有绳和无绳热水器都可使用。有绳电器如所周知具有一条整体的供电绳或电缆，而无绳电器则具有一个基准元件和电器本身。基座单元有绳连到电源，而设在电器本身上的配合的电连接件则插在基座上，使当电器被合适地坐落在基座上时在电器本身内的加热元件能通过基座被供以电能。无绳电器及其配合的电连接件原先是这样安排的，为了实现适当的连接，电器本身必须按预定的相对于基座的取向设定在基座上，但这样做的缺点和不使后来被认识到，导致360°连接器组的开发，那就是说互相配合的基座和电器本身的连接器能使电器适当地设定在其基座上而可不管其相对于基座的旋转取向。

关于要求电器本身按特定取向设定的无绳连接系统和360°的无绳连接系统的实例可分别参阅我们的英国专利2241390和2285716号。这种配置的其他实例曾在Strix有限公司的英国专利申请2263364号和国际专利公报WO 95/08204号中被揭露。

Russell Hobbs的Millenium^TM水壶是最近推出的高度成功的产品的实例，它将厚膜加热元件和360°无绳技术及双金属加热元件保护结合在一起。我们曾提出各种提议将我们目前生产的CS4/CP7 360°的无绳的连接器系统和我们的X2系列的元件保护控制装置结合起来，这些提议的例子曾在我们的英国专利申请2306801号中说明，它公开了CS4插座连接器和X₂控制器的装置为适于彼此插入的单独的零件。而现已公知的在我们的英国专利申请2315366和2248724号中说明的X2元件保护控制装置是利用一个有按压作用的双金属开关作动件来提供第一保护水准，并且在第一保护发生失败时可操作地用安装在可毁坏的热塑性支架内的双金属片来提供第二或后备保护水准。