用于电水加热设备的电阻的制作方法
【专利说明】用于电水加热设备的电阻
[0001]本发明涉及一种应用于用在电水加热设备上的电阻的新颖的构造性配置，该电水加热设备具有非圆形的横截面，被提供有具有任意横截面或几何安装形状的接头。更特别地，本发明涉及一种由诸如基本上细长且薄形状的板之类的单片配置的电阻。
[0002]本专利申请要求2012年7月27日的专利申请BR102012018888-0的内部优先权。
【背景技术】
[0003]自从多年前以来，对于几乎全世界的人们来说，洗澡成为普通和日常的活动。在具有自然资源和文化极大地受到各种习俗(主要是本地习俗)影响的地方，一天洗澡多于一次的习惯非常普遍。
[0004]根据对变化最大的区域的研宄和推荐，即使在资源有限的地方，为了卫生和健康，也应该洗澡。
[0005]近期在实验室完成的内部研宄指出洗澡水的平均温度稍微高于人体在良好健康条件下的温度，范围在36°C至42°C，但是取决于用户的喜好存在一些变化。
[0006]世界上绝大部分可居住地方具有更高的洗澡水的平均温度，因此，存在将水温提高至人洗澡的合适值的加热设备。
[0007]通过向水供应热能来引起温度的这种增加，这可以通过各种手段和方式来实现，其中某人可以通过燃烧气体、煤炭、石油中的某一种，蒸汽生成、太阳能、电加热等等来发起加热，还可以通过呈现两种或更多种加热手段的混合系统来发起加热。
[0008]特别是对于电加热系统或电气与任何其它手段的混合系统，它是通过电能经过元件的循环而发生的，所述元件在电领域中称为电阻器，也通俗地称为电阻，或仅仅被加热水领域的技术人员并且也被一般大众称为阻抗。
[0009]电流的循环因已知的焦耳效应而导致阻抗温度的上升，其中水一旦与所述阻抗有物理接触便接收这个热能，并且因此，其通常处于室温的初始温度上升至合适的温度值，但是这种水可能来自初始温度不同于室温的地方。
[0010]这些年来，技术知识已经提供了电阻以及电和混合设备两者的改进，例如被用于加热水的那些设备使人能够设计和构建更高质量的设备和阻抗。
[0011]许多制造商在他们的设备中采用由电阻性传导材料配置的阻抗，其形式是圆横截面的电线，机器电线，围绕想像中的轴向轴螺旋地或弹簧状缠绕。所述机器电线导致电荷沿着这个导体的外围表面分布，其中这个量值的测量值被本领域技术人员称为表面电荷密度，或仅称为表面电荷。在实际的术语中，这个电荷通过如下分数获得:其中分子是从那个阻抗伸展消散的功率并且分母是导线横截面的周长乘以这根电线的总长度的乘积，通常以W/cm2来度量。
[0012]一旦阻抗被设计和生产，其便被插入到诸如电水加热淋浴器等之类的电装备的相应隔间内。
[0013]取决于应用，还有条带形式的阻抗电线。然而，这种解决方案具有一些限制，例如:它们不可以用在水加热器上。这是因为水加热电淋浴器具有减小的尺寸，并且还因为所述机器电线比条带形式的电线更容易变形为螺旋，这由于成本要求而影响决定。
[0014]应当注意，阻抗导线在设备上的配置方式决定阻抗的类型。让我们以诸如电淋浴器之类的更复杂的应用为例。
[0015]巴西专利文献MU6301367-3公开了一种直接插入水中的导线，没有任何包围的保护，配置为裸露的阻抗设备。可替换地，根据巴西专利文献MU7900685-0的教导，当所述导线被电绝缘和良好导热材料包围，进一步被另一种同样良好的导热材料(通常为金属的)包围时，配置一种具有封装阻抗的设备。另外，根据文献PI9500933-7的公开内容，当导线处于允许水与阻抗电线接触的保护性包套内时，配置了一种具有被封装的阻抗的设备。应当注意到，电阻的所有这些配置都利用了同一类型的导体，即导线形式的电阻器。
[0016]为了将所述阻抗安装在水加热设备上，使用安装和紧固接头，这些在随后的制造步骤中被制造。因此，在制造了所述阻抗电线(螺旋式)之后，进行另一个制造步骤来接合所述接头，这个步骤称为接头压接(crimp)。其它的制造步骤仍是必要的，比如冲洗螺旋线以去除因螺旋而生的油，以及减轻应力的热处理。
[0017]自然地，各种步骤的总和产生对无数控制的需要，使得制造现有技术阻抗的过程曰虫印贝ο
[0018]附加地，人们应当将例如因为在阻抗电线上压接接头的步骤而产生的废弃物增加到生产成本，因为它们的指标是相当大的，导致材料的损失、接头的破裂和不良的固定。固定质量对产品质量有影响，因为常常不可能检测到不良的压接，这导致阻抗使用寿命的减少以及因此的消费者不愉快。
[0019]为了尝试解决这个问题，文献MU7002670-0公开了一种解决方案，其设计无需压接接头的电阻。将阻抗固定到引脚以及固定到水加热设备的传导棒的功能通过成螺旋形地缠绕所述电线自身的末端和中间点来实现，这导致适合于安装到水加热设备中的内部横截面的管状伸展。
[0020]这个解决方案合适地起作用，这归因于人们消除了在所述阻抗的末端上和中间点处压接所述接头的需要这一事实，但是即便如此，它要求采用具有圆形横截面、螺旋地缠绕的导线，由于生产产品所要求的各种步骤，产品的成本仍然高。另一个还应该指出的问题是具有裸露阻抗的设备的电阻的机械脆性，这归因于如下事实:这些螺旋线由具有微小的和容易破碎的尺寸的导线构成，这使得将这个类型的构件作为备用部件来存储和分布是困难的，而且还要求为所述水加热设备在其腔室中提供绝缘固定支撑件，所述腔室具有将所述阻抗电线容纳在所述水加热设备内的功能。
[0021]这些绝缘支撑件合适地起作用，但是它们具有的缺陷是，附加构件成为必需，这需要增加制造成本，而且还导致存在如下点:更易于在于所述支撑件和所述阻抗电线之间有机械接触的地方燃烧的点，所述燃烧归因于所述导线和水之间热交换的缺乏。
[0022]提供有防护的或被封装的阻抗的设备没有机械脆性的问题，但是它们有其它的缺陷，例如归因于阻抗大尺寸的高的制造和装配成本以及技术支持服务中的逻辑复杂性。
[0023]关于现存设备的非常常见的另一个问题涉及如下事实:如果发生能量或热下降，所述电阻将在某点处断开，这无疑保护了设备并首要保护了用户的身体安全，适当地起作用。然而，这个问题完全地在于如下事实:所述阻抗的这个破裂发生在任何点，由于制造和装配阻抗过程中以及电设备起作用中涉及的复杂性和许多的变量这两者，几乎不可能预见破裂将发生的准确位置。因此，以下是不可行的:校准表面阻抗负荷，使得如果发生故障，它将在预定点处燃烧，因为横截面的机械尺寸在所有点处是一致的。
[0024]因此，提供一种用在电或混合设备上的电阻是必要的，该电阻的形式借助于基本上细长且薄、优选地非圆形的板来实现，使得电荷横跨所述阻抗表面可以有更好的分布。与现有的横截面是圆形的阻抗相比，这样的阻抗用更少的材料制造，由于更少的材料消耗而降低了成本。
[0025]发明目的
因此，本发明的目的是提供一种可应用于任何类型的电或混合设备的电阻，其借助于具有基本上细长和薄形状的金属板而获得，并且它在单片中包括高效的热交换装置和连接接头，从而提高所述设备和材料使用的效率。
[0026]本发明的目的还在于提供一种无需具有绝缘支撑件并且还可以联合某一类型的机械支撑件一起使用的电阻，所述机械支撑件以另一种制造过程获得，例如注入或甚至手工组装。
[0027]本发明的另一个目的在于提供一种电阻，其包括归因于在阻抗任一点处的能量、热的一些下降或任何其它故障而更易于燃烧的预定点。
[0028]本发明的又一个目的在于提供一种通过f塑性变形和/或实现材料最大利用的切削过程获得的电阻。
[0029]最后，本发明的另一个目的在于提供同时具有更高的坚固性和降低的成本的电阻，其中降低的成本是由于更少的材料消耗和工业过程规模的经济性。
【发明内容】
[0030]本发明的目的通过提供一种包括加热装置和相关联元件的用于电气设备的电阻来实现，其中所述电阻由电阻性材料的单个细长和薄的金属板构成，伴随地包括加热装置的至少一个区域和至少两个相关联元件。
【附图说明】
[0031]现在将参照附图中表示的实施例的实例更详细地描述本发明。附图示出:
图1是本发明阻抗的正视图；
图2是本发明阻抗的顶视图；
图3是本发明阻抗的侧视图；
图4是从本发明阻抗的上方的正视图；
图5是从本发明阻抗的下方的正视图；
图6是本发明阻抗的顶视图，表示了放大的细节；
图7是本发明阻抗的顶视图，表示了示出传导区段和冷却翼(flap)之间连接的伸展的放大细节；
图8是本发明阻抗的正视图，表示了所述组件的热电保护装置；
图9是本发明阻抗的构造性变型的正视图；
图10是本发明阻抗的构造性变型的正视图；
图11是本发明阻抗的构造性变型的正视图； 图12是本发明阻抗的构造性变型的正视图。
【具体实施方式】
[0032]本发明涉及提供有新的构造性配置的电阻20。为了这个目的，考虑技术领域，本发明的电阻20利用了新的材料和工业过程。本发明的电阻20应用于任何类型的电和/或混合设备(例如电水加热装备)，或任何其它利用电阻提供加热的等同电设备。
[0033]就电设备而言，对加热阻抗的使用更加敏感的那些是称为电淋浴器的电水加热设备。这归因于如下事实:可能发生在要被加热的区域没有充满水以消散电阻热的情况下电能被传递至阻抗，这引发过热，并且随后引发电阻的燃烧。因此，在这样的情况下，电阻的设计应遵守附加的考虑。
[0034]如前所述，现有技术阻抗利用以螺旋形式缠绕的电阻性电线，几乎像一根弹簧。与产生于约1930年的螺旋形电线阻抗不同的是，本发明展现出完全不同的阻抗概念。本发明的电阻20不仅实现了在无需适配的情况下替换老的阻抗阻，而且还实现了包括新的电设备。因此为所述电阻20提供了给予灵活性以适合于任意类型的电或混合设备的装置，并且可以用机械支撑件或不用机械支撑件来安装所述电阻20，无论机械支撑件绝缘与否。
[0035]本发明的电阻20利用传导的/电阻性的金属或聚合材料的板21或宽条带，代替被以螺旋形式缠绕，板21或宽条带以单个步骤(例如通过冲压过程)被变形。图