加热系统部件及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种加热系统部件，一种用于加热流体介质的加热系统，和一种用于生产加热系统部件的方法。
【背景技术】
[0002]对于多种类型的家用设备或家用机器，有必要加热一流体介质，如，例如水。通过一个或多个加热系统能够实现加热。为达到那样的程度，可以提供一介质回路，一栗被布置在该回路中以促使回路中的介质循环。
[0003]这种加热系统的基本方面是，像该介质回路的所有其他部件一样，该系统只占据很小的空间并且生产便宜。此外，该加热系统应容易组装。在会导致家用设备内的塑料部件熔化或着火的紧急情况出现时，必须确保该加热系统的可靠的安全保护。在某些家用设备中，它可能进一步有必要防止该被加热的介质超过预定温度。例如，在洗碗机中，它可能有必要防止洗涤水超过它的沸点温度。
[0004]美国专利申请2006/0236999 Al公开了一用于加热流体介质的加热系统，特别是用于家用设备，包括一承载单元，一布置在所述承载单元上的加热单元，和一布置在所述承载单元上并且由良好导热材料制得的传热元件。在该传热元件上，温度安全装置以固定元件穿过相应通孔的方式被安装。
[0005]当使用连续流热水器的常规温度监控和/或控制元件(如，例如热熔丝)时，当该温度监控和/或控制元件采用，例如，一个或多个螺钉被固定在安装板上时，存在一个问题。那就是，当该安装板被焊接到加热单元时，它可能弯曲。进一步地，当在一温度监控和/或控制元件上紧固各自的固定螺钉时，该温度监控和/或控制元件会从该固定板被抬升并保持在热位置以上的空气中。结果是，在该加热单元中心的最大量的热量不能直接地被释放到该温度监控和/或控制元件，而是不得不通过，例如，安装板、螺钉和/或底板凸缘被释放。这些结果导致该温度监控和/或控制元件的响应时间难以接受(即，太慢)。
[0006]因此，本发明的一个目的是提供一种加热系统部件，一种加热系统，和一种用于生产加热系统部件的方法，其避免了现有技术装置的响应时间慢。
【发明内容】
[0007]根据本发明的第一个方面，提供一加热系统部件，包括:一温度监控和/或控制单元，包括一下表面；一承载单元，包括一上表面；其中，所述温度监控和/或控制单元的所述下表面的至少一个部分与所述承载单元的所述上表面的至少一部分热接触；其中所述温度监控和/或控制单元的所述下表面与所述承载单元的所述上表面通过一焊缝，优选地通过一激光焊缝相互连接。
[0008]本发明提出通过一焊缝将该温度监控和/或控制部件固定在该加热单元上，优选地在它的最热点的直接附近。优选地，该固定通过焊接，特别是通过激光焊接实现。通常，相比现有技术安装方式使用，例如，弯曲的弹性垫圈，采用激光焊接连接加热系统中的温度监控和/或控制元件具有更高的功能性和安全性的优点。特别是，通过焊接将该温度监控和/或控制元件固定在该加热单元上显著地改善(即，减少)该温度监控和/控制元件的响应时间。
[0009]根据一个优选的实施例，所述温度监控和/或控制单元包括一具有斜边的下部；其中，所述斜边邻近所述下表面；其中，所述斜边包括一小于90°的斜角；其中，所述焊缝基本上位于沿着所述斜边。通过采用一具有小于90°斜角的斜边，一激光束较容易到达该温度监控和/或控制元件的下表面和该承载单元的上表面之间的接触区域。结果是，需要较少的激光功率，而仍实现该温度监控和/或控制元件的下表面和该承载单元的上表面之间期望的连接强度。
[0010]在使用加热系统的过程中，可能发生鳞片或钙质沉积在承载单元的与待加热的流体介质(例如水)接触的一侧，具体地为当加热单元设置在承载单元的另一侧时承载单元的区域。由于钙质的沉积，有加热单元产生的热量的传送会被削弱。这样，温度监控和/或控制元件可检测温度高于没有这样的钙质沉积的温度。在一些情况下，虽然介质依然存在，温度监控和/或控制元件可切断向加热单元的电供应，即温度监控和/或控制元件检测安全相关情况，像演习。为了避免这个，有利的是提供至温度监控和/或控制元件的连接，以使得连接接触承载单元的与加热单元隔开的区域。通过这个，温度监控和/或控制单元可被介质冷却，使得加热单元的所述区域中的温度检测不被承载单元上的钙质沉积削弱。这个连接也可被激光焊接至承载单元，期中，所述连接也可提供有斜边。该连接的尺寸可根据需要冷却温度监控和/或控制单元的需求而选择。
[0011]而且，可以将温度监控和/或控制单元附接至加热单元的顶表面。
[0012]根据一个更优选的实施例，所述斜角范围在5°和55°之间，优选地在15°和45°之间，并且甚至更优选地在25°和35°之间。通过选择如上所述的斜角，一激光束到达该温度监控和/或控制元件的下表面和该承载单元的上表面之间的接触区域变得更加容易，并且因此被改善。进一步地，通过增加各自的熔化区，可以实现完整的材料连接。额外提供一具有一定长度的斜边补偿自动生产过程中可能的错位。当瞄准一激光入射角在该材料表面90°时，可以优选一 30°的斜角，所以该激光束可被引导成一相对该承载单元下表面成120°的角。从而可以防止该激光束过于靠近该温度监控和/或控制单元的敏感部位。
[0013]根据一个更优选的实施例，所述温度监控和/或控制单元被配置以测量一温度，比较所述温度与一预定的温度限值，并且基于所述比较输出控制信号。
[0014]根据一个更优选的实施例，所述控制信号包括一加热单元期望的开关状态信号。
[0015]根据一个更优选的实施例，所述温度监控和/或控制单元的所述下表面包括至少一个第一突起和/或凹槽。所述承载单元的所述上表面包括至少一个第二凹槽和/或突起。所述第一突起和/或凹槽与所述第二凹槽和/或突起相配合。通过以上述的方式设计该温度监控和/或控制元件的下表面和该承载单元的上表面，能够增加总接触面积，从而在承载单元与温度监控和/或控制元件之间提供一改善的热传递。该设计进一步使得突起和凹槽的优选匹配更容易制造。
[0016]根据一个更优选的实施例，所述温度监控和/或控制单元的所述下表面包括AlMg3。然而，任何其它可焊接的铝合金或铝-钢复合材料可以被使用。
[0017]根据一个更优选的实施例，所述承载单元的所述上表面包括AlMg3。然而，铝合金八199.5和AlMg:也同样适合。
[0018]根据一个更优选的实施例，所述温度监控和/或控制单元包括至少一个温度监控和/或控制元件，具有一比所述温度监控和/或控制单元的所述下表面更小的下表面。通过设计该温度监控和/或控制元件，从而它包括一比所述温度监控和/或控制单元的所述下表面更小的下表面，它能够使所述温度监控和/或控制单元的所述下表面延伸超过所述温度监控和/或控制元件的所述下表面。该温度监控和/或控制单元的下表面能够因此以更容易的方式实现将该温度监控和/或控制单元连接到该承载单元。
[0019]根据本发明的另一个方面，提供一用于加热流体介质，尤其是用于家用设备的加热系统，包括:一如本文所述的加热系统部件，一被配置在所述承载单元上的加热单元，并且其中，所述温度监控和/或控制单元被配置以测量所述加热单元的温度。
[0020]根据一个优选的实施例，该加热系统包括一壳体部，其中，该加热装单元被安装到所述壳体部，并且其中，该壳体部包括铝。甚至更优选地，整个加热系统由铝制成。然而常规的加热系统典型地在一承载单元内提供一凹槽，该加热单元被布置在该凹槽内，本文所描述的优选的实施例有利地使将一加热单元直接安装(例如，通过焊接)到该承载单元的一壳体部成为可能。从而该承载单元在结构上被简化，因为不再需要一凹槽。进一步地，在该壳体部的内侧面优选地涂上一不粘涂层。该不粘涂层优选地由陶瓷基材料组成。通过采用一陶瓷基不粘涂层，该铝表面可用于放置洗碗机安全装置。
[0021]根据一个优选的实施例，该加热单元包括一传热元件，其中，所述传热元件是一细长的扁平件。根据一个更优选的实施例，该承载单元包括一坯料。根据一个更优选的实施例，该承载单元具有一凹槽，其在一侧开口并且其优选地横截面至少近似为C形，用于接收该加热单元。根据一个更优选的实施例，该加热单元由至少一个管式加热器组成。根据一个更优选的实施例，该加热单元的横截面形状为至少近似地适应于该承载单元凹槽的横截面形状。
[0022]根据本发明的另一个方面，提供了一种用于生产如本文所述的加热系统部件的方法。该方法包括:提供一温度监控和/或控制单元，包括一下表面；提供一承载单元，包括一上表面；所述温度监控和/或控制单元的所述下表面的至少一部分与所述承载单元的所述上表面的至少一部分接触；焊接，优选地激光焊接所述温度监控和/或控制单元的所述下表面和所述承载单元的所述上表面彼此连接。
[0023]根据一个优选的实施例，该方法进一步包括倾斜温度监控和/或控制单元的下部成一角度以获得一斜边，其中，所述斜边包括一小于90°的斜角；其中，所述焊接基本上沿着所述斜边进行。根据一个更优选的实施例，所述焊接包括采用一激光束的激光焊接，并且所述激光束被指引基本上垂直于所述温度监控和/或控制单元的表面。根据一个更优选的实施例，所述激光束包括在0.5千瓦和1.5千瓦之间的功率，优选为I千瓦。
[0024]应该理解的是，权利要求1所述的加热系统元件，权利要求10所述的用于加热流体介质的加热系统，和权利要求12所述的用于生产加热系统部件的方法具有如在从属权利要求中所限定的，相似和/或相同的优选实施例。
[0025]应该理解的是，本发明的一个优选实施例还可以是从属权利要求或上述实施例与各自的独立权利要求的任意组合。