[发明专利]有关电热沸水器的改进

说明书

本发明的领域

本发明有关电热沸水器的改进，如电壶、热水罐，还包括深底锅、浅底锅、茶水壶、实验室设备，等等，进而还涉及用于这些器皿的电热元件的改进，以及用于确定加热元件的操作的相关控制器的改进。虽然本发明可以具体应用到电壶、热水罐，并且下面还参照这些应用来描述本发明，但本发明不限于这种应用。

本发明的背景技术

按常规作法，为自动电壶和热水罐提供两个热控制器：即，一个是元件保护控制器，例如当通电的设备是空的，将产生一个过热状态，该控制器按照检测到的这个过热状态切断加到设备的电加热元件上的电源；另一个是蒸汽控制器，当被加热的水沸腾时减少供电或切断提供给加热元件的电源。这样一些控制器通常具有它们自己的热传感器，通常是一个双金属元件，元件保护控制器进一步还可包括某种形式的二级或备用保护，它在一级控制失效时(可能性很小)动作。Otter Controls Ltd.制造的X1控制器是一种典型的元件保护控制器，并且基本上如GB-A-2194099中参照图3A、3B和3C所描述的那样；并且，OtterControls Ltd.制造的J1控制器是典型的蒸汽控制器，并且基本上如GB-A-2212664中参照它的图3A-3M描述的那样。

在GB-A-2228634中描述了一种用于沸水器的单个传感器的电子控制器。这个控制器利用一个热敏电阻器，检测随热敏电阻器的电阻变化的元件温度和随热敏电阻器电阻的变化率而变的沸腾起始点。然而，即使用当前最先进的电子学技术，也不太可能以和双金属控制器差不多的阶段制造出能够转换、断开电网负荷的电路。

在GB-A-1143834(Matsushita)中提出过一种单个传感器的控制器，但就我们所知至今还没制造出这种控制器。按此建议，安装到一个顶板(head plate)(用于在壶中或其它沸水器中安装加热元件)上的带护套的、隔离的、电阻加热元件具有弯曲的加热元件本身，以确定在加热元件主要部分的总体水平上方的一个位置固定到元件顶板上的回热部分(hot returnportion)，并且在元件回热部分固定的区域的元件顶板上设置一个带孔的内室。在GB-A-1143834申请时，在加热元件本身的主要部分上方的一个水平位置设置固定到元件顶部的回热元件部分还是常规的作法，这种结构能够保证：如果非自动壶偶然忘记而烧干，随着水位下降首先露出来的是元件的回热部分，这部分随之产生过热，从而可通过元件顶部向设在其对面的双金属控制器或其它控制器提供一个热信号。通过这一措施，可在元件的任何主要部分严重过热前切断元件的电源。将元件的回热部分封闭在一个内室中，在内室上设有足够多的小孔，以便在壶处在冷却状态时可将水充入内室的内部，在此情况下的GB-A-1143834的建议是：沸腾时内室中产生的蒸汽要能够驱动来自内室的水，使元件的回热部分过热并可使双金属控制器或其它控制器动作。按照GB-A-1143834提供的这种结构，单个的双金属控制器或其它控制器将要在壶沸腾时和通电的壶烧干时动作。

如以上所述，GB-A-1143834的建议尽管具有明显的简洁性和可提供元件过热保护及沸腾检测的单个传感器双金属控制器的优点，但据我们所知至今尚未付诸实施。此外，在我们所作的一些实验中我们发现，用GB-A-1143834中所述的加热元件在沸腾时实现足够大的温升以可靠操作热致动器是不可能的。应该理解，这样的致动器应能在正常加热期间经受的温度(这个温度例如可由于有钙垢增高)和水沸腾时经受的温度之间进行鉴别区分。

在我们的国际专利申请NO.PCT/GB93/00500(WO93/18631)中，描述了一种带有不锈钢护套的加热元件和热敏控制器的组合；该加热元件具有一个点焊到不锈钢前板上的回热部分，并且带有一个围绕回热部分设置的内室，从而使得相关器皿中的水由于使用该元件而沸腾、并且内室中产生的蒸汽把水从这里排除时回热部分的温度明显升高，比100℃高得多；该控制器用于当元件顶板温度达到预定值时切断元件的电源；对该控制器进行安排，使其大致在所说点焊位置响应于元件顶板的温度。如WO93/18631所述，通过用占极小空间的点焊替代传统的用于将加热元件的回热部分和顶板耦合的铜焊区域，并且把热敏控制器的双金属片和元件顶部的后面之间的散热用化合物的涂敷限制在点焊料的很小区域上，我们就能够在元件的保护和沸腾的检测方式这两方面都很满意地控制操作，因而克服了和GB-A-1143834相关的问题。