專利名稱：用于液體加熱容器的加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地板下加熱器，這種加熱器設(shè)置為形成或封閉液體加熱容器基礎(chǔ)中的開口。
背景技術(shù)：
用于液體加熱容器的地板下加熱器是眾所周知的，通?？梢苑殖蓛深悗ёo(hù)套的加熱器，這種加熱器具有安裝或形成在金屬基板下側(cè)、帶有護(hù)套的電阻元件；厚膜加熱器，這種加熱器包括位于基板下側(cè)的印刷電阻軌道。在這兩種情況下，通常都在加熱元件/軌道和基板自身之間設(shè)置鋁制擴(kuò)散板，所述基板通常由不銹鋼構(gòu)成。這樣一種擴(kuò)散板起到幾個(gè)作用，其中一個(gè)重要作用是從所述元件向熱響應(yīng)傳感器傳熱，從而可以迅速檢測(cè)到過熱，所述過熱例如是由容器中沒有液體時(shí)運(yùn)行加熱器引起的，并采取動(dòng)作以關(guān)閉加熱器。
但在一些申請(qǐng)中，需要使用熱傳感器測(cè)量在被加熱基板中的容器中的液體溫度。例如，可以用來(lái)將液體加熱到或保持其溫度低于沸騰溫度。一個(gè)被設(shè)計(jì)成正好用于此的控制布置的例子是申請(qǐng)人在EP-A-1233649中描述的U19系列控制。在該文獻(xiàn)中披露了這樣一種觀點(diǎn)，在擴(kuò)散板上在所述元件和熱傳感器之間設(shè)置縫隙，以至少部分隔離熱傳感器使其不受加熱元件的直接影響，從而使其更好地監(jiān)測(cè)容器中液體的溫度。
申請(qǐng)人已經(jīng)意識(shí)到，雖然該布置確實(shí)有效，但是由于總是有部分?jǐn)U散板將傳感器所在的位置與加熱元件相連，因此不能使傳感器與加熱器完全絕緣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)就是對(duì)此進(jìn)行改進(jìn)，或者至少為這種布置提供替代方案，那么當(dāng)從第一方面看時(shí)，本發(fā)明提供了一種用于液體加熱容器的地板下加熱器，所述加熱器包括基板、與基板良好熱接觸的熱擴(kuò)散部分、與所述擴(kuò)散部分良好熱接觸的加熱元件和用于容納熱傳感器的檢測(cè)區(qū)域，其中所述檢測(cè)區(qū)域與所述擴(kuò)散部分不直接連接，并至少被壁體部分地包圍。
那么，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，由于與所述擴(kuò)散部分不連接，因此依據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)區(qū)域與所述元件熱絕緣。檢測(cè)區(qū)域不需要具有擴(kuò)散部分等，因此熱傳感器設(shè)置成直接支撐在基板上。但是，優(yōu)選在熱傳感器和基板之間設(shè)置第二熱擴(kuò)散部分。它可以使用任何合適的材料或構(gòu)造，但優(yōu)選與主熱擴(kuò)散部分具有相似的特性一例如厚度和/或材料。在檢測(cè)區(qū)域中具有擴(kuò)散部分是有利的，因?yàn)檫@樣增加了檢測(cè)區(qū)域的熱容量，從而允許更好的熱檢測(cè)，并且提供了對(duì)溫度信號(hào)的機(jī)械式“過濾器”。另外在這里優(yōu)選，至少檢測(cè)區(qū)域中的熱擴(kuò)散部分由鋁制成，而且由于鋁比通常制造基板的不銹鋼要軟，因此可以實(shí)現(xiàn)熱傳感器的更密切接合。
僅僅具有不與主擴(kuò)散部分連接的獨(dú)立“島”狀擴(kuò)散部分將會(huì)導(dǎo)致很大的制造困難，因?yàn)閮蓚€(gè)擴(kuò)散部分的材料在焊接時(shí)需要定位和保持在合適的位置。但是，部分或全部包圍檢測(cè)區(qū)域的壁體可使檢測(cè)區(qū)域中的第二擴(kuò)散部分在焊接時(shí)保持在合適的位置。
這個(gè)觀點(diǎn)自身是新穎和具有創(chuàng)造性的，那么當(dāng)從第二方面看時(shí)，本發(fā)明提供了一種用于液體加熱容器的地板下加熱器，所述加熱器包括基板、與基板良好熱接觸的主熱擴(kuò)散部分、與主擴(kuò)散部分良好熱接觸的加熱元件和用于容納熱傳感器的檢測(cè)區(qū)域，其中所述檢測(cè)區(qū)域包括單獨(dú)的第二擴(kuò)散部分和用于為所述第二擴(kuò)散部分定位的一個(gè)或多個(gè)定位裝置。
當(dāng)從另一方面看時(shí)，本發(fā)明提供了一種制造地板下加熱器的方法，所述方法包括提供具有定位裝置的基板，所述定位裝置至少部分包圍檢測(cè)區(qū)域，將兩個(gè)單獨(dú)的熱擴(kuò)散部分附設(shè)到所述基板上，其中一個(gè)熱擴(kuò)散部分設(shè)置在檢測(cè)區(qū)域中，并通過所述定位裝置定位在其中。
該定位裝置可以包括在基板上的一系列不連續(xù)的構(gòu)造或凸起，其間隔地圍繞著所述檢測(cè)區(qū)域的外圍，但優(yōu)選地，所述定位裝置包括部分或者更好是全部包圍檢測(cè)區(qū)域的連續(xù)壁體-也就是與本發(fā)明的第一方面一致。
根據(jù)本發(fā)明的前述任一方面，所述壁體可附設(shè)到基板上，例如通過釬焊、熔焊或銅焊等等，但在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，該壁體是通過在基板面對(duì)液體的上側(cè)形成溝槽而設(shè)置。這不僅使得加熱器的制造方便和不需要分開的部分，而且申請(qǐng)人也已經(jīng)意識(shí)到，由于該溝槽在使用中將充滿正被加熱的液體，因此它將進(jìn)一步增強(qiáng)檢測(cè)區(qū)域與加熱元件的熱絕緣以及檢測(cè)區(qū)域與液體之間的熱連接。
如上所述，在本發(fā)明的至少一些實(shí)施例中，加熱元件包括帶有護(hù)套的電阻元件。該帶有護(hù)套的元件可設(shè)置在主擴(kuò)散板上，以使后者夾在該元件和基板之間，或者可選擇地，該元件直接設(shè)置在基板上，同時(shí)也與該擴(kuò)散板有良好的熱接觸，例如借助于其邊緣。
檢測(cè)區(qū)域可位于加熱器任意方便的部分，該位置可由設(shè)計(jì)約束指定，所述約束由相應(yīng)的控制單元強(qiáng)加。但是優(yōu)選設(shè)置在基板的大致中心上。在沿基板外圍設(shè)置帶有護(hù)套的加熱元件是有益的，因?yàn)樵撝行氖俏諢崃孔钌俚牟课恢?。這就進(jìn)一步增強(qiáng)了檢測(cè)區(qū)域與加熱元件的熱絕緣。
本發(fā)明涉及到一種組件，所述組件包括這里所描述的地板下加熱器和包含熱傳感器的控制裝置，其中該熱傳感器布置成與所述檢測(cè)區(qū)域有良好的熱接觸。本發(fā)明還涉及到一種液體加熱容器，其包括這種組件。


下面將僅通過示例的方式參照附圖對(duì)本發(fā)明的某些實(shí)施例進(jìn)行描述，其中圖1是依據(jù)本發(fā)明的地板下加熱器的底部正視圖；圖2是沿圖1的AA線的截面圖；圖3是圖2標(biāo)記為B的部分的局部放大視圖；和圖4是本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的類似圖3的視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1和2示出了用于封閉液體加熱容器基礎(chǔ)中的開口或者構(gòu)成液體加熱容器基礎(chǔ)的地板下加熱器。該加熱器包括盤狀的不銹鋼基板2。這里顯示為具有位于其外圍的平邊緣，盡管同樣可以設(shè)置根據(jù)申請(qǐng)人的可靠密封系統(tǒng)的向上開口的外圍溝槽，在WO96/18331中更詳細(xì)地描述了所述系統(tǒng)。
在基板2的下側(cè)是鋁制擴(kuò)散板4。一種公知類型的環(huán)狀帶護(hù)套的加熱元件6沿外圍焊接在擴(kuò)散板4上。通常該加熱元件的功率設(shè)定在2.2-3千瓦。
在加熱器中央，鋁制擴(kuò)散板4上有一個(gè)圓洞，在該圓洞內(nèi)限定出檢測(cè)區(qū)域8，該檢測(cè)區(qū)域8將在下文中參照附圖3進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
在位于擴(kuò)散板4中央的洞的徑向內(nèi)部，基板2在其濕面形成有環(huán)狀溝槽10，其在板下側(cè)形成相應(yīng)的環(huán)狀壁12。環(huán)狀壁12在其內(nèi)部限定出圓形檢測(cè)區(qū)域8，檢測(cè)區(qū)域8設(shè)置有單獨(dú)的第二擴(kuò)散部分14，所述第二擴(kuò)散部分包含與主擴(kuò)散板4同樣厚度的鋁制圓盤14，該第二擴(kuò)散部分焊接在基板2的下側(cè)。
在鋁制圓盤14中央是凹槽，該凹槽制作成容納熱傳感器，如熱敏電阻傳感器。
控制單元(未示出)可以安裝在加熱器下側(cè)，以使例如熱敏電阻的熱傳感器靠著凹槽16容納在檢測(cè)區(qū)域8中。當(dāng)然，所述熱傳感器不必是整體控制單元的一部分，而可以是獨(dú)立的部件。
在使用中，容器充滿了水，而且元件6被通電以加熱所述水。主擴(kuò)散板4的溫度是元件6的溫度和容器中液體溫度的函數(shù)。元件的溫度對(duì)主擴(kuò)散板4表面溫度的影響程度取決于該表面與所述元件的距離。
但是，檢測(cè)區(qū)域基座14中的中央擴(kuò)散部分14的溫度，也就是所述熱傳感器檢測(cè)到的溫度將主要受容器中水溫的影響，因?yàn)榻?jīng)過薄的不銹鋼基板2有比較短的導(dǎo)熱路徑。在檢測(cè)基座14和主擴(kuò)散板4之間沒有直接連接，而且實(shí)際上溝槽10中的水以及壁12都起到熱屏障的作用。這就意味著，靠著凹槽16安置的傳感器可以精確地測(cè)量所述水溫，從而當(dāng)預(yù)定溫度達(dá)到例如80-85°時(shí)，發(fā)送控制信號(hào)來(lái)停止加熱或者降低功率，80-85°的預(yù)定溫度被認(rèn)為是泡咖啡的理想溫度。
為什么測(cè)量容器中的水溫令人滿意，當(dāng)然可能還有其他的原因一例如測(cè)量其變化率從而精確地確定容量，所述水是否接近沸騰等等。
圖4示出了本發(fā)明的又一實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中基板2’沒有與第一個(gè)實(shí)施例一樣的環(huán)狀溝槽，而是相反，其主中心區(qū)域是平的。替代地，單獨(dú)的環(huán)狀圓環(huán)部件18最初就焊接在基板2的下側(cè)，從而起到與第一實(shí)施例中環(huán)狀壁12相同的作用一也就是在制造時(shí)為中心鋁盤14定位，并同樣在中心鋁盤14和主擴(kuò)散板4之間起到熱屏障作用。這個(gè)實(shí)施例的所有其他方面都與前一個(gè)實(shí)施例相同。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)明白，所描述的實(shí)施例僅僅是將本發(fā)明付諸實(shí)踐的示例，在本發(fā)明范圍內(nèi)能做出許多修飾和變化。例如，它不僅適用于元件帶有護(hù)套的加熱器，也可以用于厚膜加熱器。此外，設(shè)置連續(xù)的環(huán)形壁不是必需的，相反可以只是部分環(huán)繞所述檢測(cè)區(qū)域；可以是不同于圓形或弧形的其他形狀；或者可以包括一系列不連續(xù)的特征或突起，而非連續(xù)的壁體。
權(quán)利要求
1.一種用于液體加熱容器的地板下加熱器，包括基板(2)、與基板(2)良好熱接觸的熱擴(kuò)散部分(4)、與擴(kuò)散部分(4)良好熱接觸的加熱元件(6)和用于容納熱傳感器的檢測(cè)區(qū)域(8)，其中所述檢測(cè)區(qū)域(8)與擴(kuò)散部分(4)不直接連接并至少被一壁體部分地包圍。
2.如權(quán)利要求1所述的地板下加熱器，其中第二熱擴(kuò)散部分(14)設(shè)置在所述熱傳感器和所述基板(2)之間。
3.如權(quán)利要求1所述的地板下加熱器，其中所述第二熱擴(kuò)散部分(14)具有與所述主擴(kuò)散部分(4)相似的特性。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的地板下加熱器，其中所述第二熱擴(kuò)散部分(14)是鋁制的。
5.一種用于液體加熱容器的地板下加熱器，包括基板(2)、與基板(2)良好熱接觸的主熱擴(kuò)散部分(4)、與主擴(kuò)散部分(4)良好熱接觸的加熱元件(6)和用于容納熱傳感器的檢測(cè)區(qū)域(8)，其中所述檢測(cè)區(qū)域(8)包括單獨(dú)的第二擴(kuò)散部分(14)和用于為所述第二擴(kuò)散部分(14)定位的一個(gè)或多個(gè)定位裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的地板下加熱器，其中所述定位裝置包括至少部分包圍所述檢測(cè)區(qū)域(8)的連續(xù)壁體(12)。
7.如權(quán)利要求5所述的地板下加熱器，其中所述定位裝置包括完全包圍所述檢測(cè)區(qū)域(8)的連續(xù)壁體(12)。
8.如權(quán)利要求1、6或7所述的地板下加熱器，其中所述壁體(12)通過在基板(2)面對(duì)液體的上側(cè)形成溝槽而設(shè)置。
9.如權(quán)利要求1或5所述的地板下加熱器，其中所述加熱元件(6)包括帶有護(hù)套的電阻元件。
10.如權(quán)利要求1或5所述的地板下加熱器，其中所述檢測(cè)區(qū)域(8)定位在所述基板(2)的大致中心。
11.一種組件，所述組件包含如權(quán)利要求1或5所述的地板下加熱器和包括熱傳感器的控制裝置，其中所述熱傳感器設(shè)置成與所述檢測(cè)區(qū)域(8)良好地?zé)峤佑|。
12.一種包含如權(quán)利要求11所述組件的液體加熱容器。
13.一種制造地板下加熱器的方法，包括提供具有定位裝置的基板(2)，所述定位裝置至少部分包圍檢測(cè)區(qū)域(8)，并將兩個(gè)單獨(dú)的熱擴(kuò)散部分(4、14)附設(shè)到所述基板(2)上，所述擴(kuò)散部分(14)之一設(shè)置在檢測(cè)區(qū)域(8)中，并借助于所述定位裝置定位在其中。
14.如權(quán)利要求13所述方法，包括設(shè)置至少部分包圍所述檢測(cè)區(qū)域的連續(xù)壁體(12)。
15.如權(quán)利要求13所述方法，包括設(shè)置完全包圍所述檢測(cè)區(qū)域的連續(xù)壁體(12)。
16.如權(quán)利要求14或15所述方法，包括通過在基板(2)面對(duì)液體的上側(cè)形成溝槽而設(shè)置壁體(12)。
全文摘要
一種用于液體加熱容器的地板下加熱器，包括基板(2)、與基板(2)良好熱接觸的熱擴(kuò)散部分(4)、與擴(kuò)散部分(4)良好熱接觸的加熱元件(6)和用于容納熱傳感器的檢測(cè)區(qū)域(8)，所述檢測(cè)區(qū)域(8)與擴(kuò)散部分(4)不直接連接并至少部分被壁體包圍。所述檢測(cè)區(qū)域(8)中可以設(shè)置單獨(dú)的第二擴(kuò)散部分，該擴(kuò)散部分由焊接在基板(2)下側(cè)的鋁制圓盤組成。
文檔編號(hào)H05B1/02GK1927102SQ20061013570
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者M·J·斯科特 申請(qǐng)人:施特里克斯有限公司