电热器的制作方法

专利名称：电热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电热器，尤其是用于诸如水暖器、热水器和熨斗之类家电的平板元件型的加热器，此外还有别的一些应用。
一个平板加热器包括一层绝缘衬底，衬底上装有一个电阻加热轨道。通常，一个玻璃、陶瓷或玻璃陶瓷绝缘层安装在诸如金属板之类的金属底座上，绝缘层上铺设有轨道。上述内容可通过多种方法来实现，例如，在衬底上粘合一层薄的电阻材料，或是采用更为常用的印刷电路技术，将一层电阻性印墨铺在衬底上，金属喷涂也是常用方法之一。使用这些技术的任何一种，其结果都是一个平面形式的加热器，这种加热器可以做成暖气容器的底座，或做在底座上面，或同底座粘合，都很方便。
电阻加热轨道也可以铺设在非平面的衬底上，例如管状的或别的三维物体。
EP-A-0574310公布了一个水暖器的例子，该容器以塑料为主体，以印刷电路型平板加热器为底座。电气接点做在每个螺旋轨道的末端，由接在轨道上的导线连至供电电源。
然而，生产的印刷电路加热器要想具有相同的电阻值以及由此得到相同的功率输出，是非常困难的。印刷轨道厚度的不同、印墨的标称电阻率差异以及工艺过程中时间和温度的变化，将导致最终轨道阻值的不同，这样加热器的功率也不同。实际上，制造商能把功率维持在标称值的±15％以内就不错了。但是，国际电气标准规定功率应维持于标称值的+5％和-10％之间。很明显，如果仅仅是抑制超出公差的那部分，就象某些制造商做的那样，那么废品率将会很高，可能达到25％，这是非常浪费和昂贵的。
为克服这些问题已经做出了各种尝试。通过使用贵重材料和室内清洁设备可以改善制造公差。但这样做太昂贵。此外，可以使用激光“剪切”轨道以提高其阻抗。但是，对于要求做成2kW热效应的轨道而言，使用这种方法既困难且贵。
本发明试图解决这些问题，并且，从第一种角度来看，发明给出了制造电热器装置的一种方法，该装置包括一个加热器，该加热器又包括铺设在一层绝缘衬底上的一个电阻加热轨道，且对应于要求的加热器功率，该加热器具有预定的电阻值，发明提供的方法包括a)在衬底上铺有一个电阻加热轨道，轨道的电阻值大于其预定值；b)在轨道上确定位置，以便在此处引出接点使其间的电阻达到预定值；并且c)在轨道的该位置做成电气接点。
这样，根据本发明，电阻加热轨道的阻值有意做成高于要求值(最差公差条件下高5％)，并且在选定的位置引出电气接点，使电气接点间的轨道电阻达到要求值。
使用这种方法，废品基本上消除，同时不需要昂贵的制造设备和材料就能得到要求的轨道电阻。
对加热器而言，其预定值不需要给出“标称”上的定额，而是具有一种选择性，例如可以是目标要求公差范围内的任何一点。再例如所选的电阻所产生的加热器能量最好在公差范围的-10％区域内，这样会减少加热器的功率密度并由此而延长其寿命。
实际生产过程中，轨道做得比其达到预定标称电阻值的要求长度更长一些，并且至少从轨道的一端向内做出电气接点，以得到要求的轨道电阻值。
因此，从第二种更广的角度来看，本发明提供了一种电热器装置，该装置包括一个加热器，加热器有一个铺在绝缘层上的电阻加热轨道，在加热器轨道离开其一个末端的地方做有一个连接供电源的电气接点。
在轨道上确定电气接点的位置可以有多种方法。第一种方法，可先测定轨道的总电阻，由此，并且知道轨道材料的电阻率后，就可以计算为达到要求电阻时轨道应缩短的量。也可以从表格或类似的形式中得到一系列的测定电阻值，并以此来预算轨道应缩短的量。另外，可以直接测定轨道上选定的两点间的电阻值，直至达到要求为止。
每对接点，其中一个的位置可以固定，例如轨道的端点。另外，接点之一也可以在另一个要求位置确定之前就做在轨道上。
轨道上带有一定数量的分开的接点位置，例如一个或多个触头垫，这些地方就可以做成电气接点。
一旦要求的接点位置确定了，在这些位置就可以做成电气接点。可能会出现这种情况加热器本身生产的时候并没有做接点，但随后安装加热容器的时候，加热器的接点需要加上。在这种情形下，加热器安装的时候可以带有一些起指示作用的位置点，在这些地方以后要做成电气接点。例如，可以在轨道的相关位置做出标志。
因此，从另一个更广的角度来看，本发明也提供了一种生产电热器的方法，该电热器包括铺设在绝缘层上的一个电阻加热轨道，并且对应于加热器要求的功率，加热器具有相应的预定电阻值，这种方法包括a)在衬底上铺设一个电阻加热轨道，该轨道的电阻值大于预定值；b)在轨道上确定位置，以便在这些地方制作电气接点，使其间的电阻达到预定值；并且c)给加热器作标志以便指示轨道的哪些地方应该在以后需要制作电气接点。
该加热器轨道可以是要求带保护性釉层的那种。如果这样，在要求的电气接点位置确立之前或之后加上釉层，都是允许的。第一种方法，可以先确立接点位置，再加上釉层，在釉层的适当位置要做一个或多个窗口以便接通轨道下方。第二种方法，可以先加上带有一个或多个窗口的釉层，窗口的目的是接通轨道下方，然后在适当的允许条件下选择轨道上的接点位置，使其间的电阻达到要求值。
但是，轨道优选地采用一种不需要保护性釉层的材料。这样通过去除釉层的步骤而减少了制造费用，而且接通轨道也更为简单。
轨道的上面可以做几个触头以成为电气接点。如果这样，可以在轨道要求的位置适当做几个触垫，例如可以做在保护性釉层的窗口里。但是，轨道直接就优选地做有电气接点。这样就避免在轨道上安装单独的触头，同时减少了相应费用。
因此，轨道更优选地采用可印刷或可喷涂的印墨经喷涂或印刷制成，而不需要含纯镍或高镍合金的釉层。
因此，在优选实施方案中，轨道基本上是暴露的，不带釉层，这样，轨道不需安装单独的触点就可以做成接点。
轨道接点可以由焊锡或黄铜焊接而成，但优选采用一个触头紧靠在轨道接点位置上而形成电气接点。因此该触头优选采用弹性触头。这样的触头可方便地安装在一个触头支架上，该触头支架形成了加热器的一个控制部分，在下文将对此做进一步的讨论。该触头最好为刀刃状，使触头与轨道间具有良好的接触线。
为适应具体的用途可以对轨道的形状进行选择。但是通常，由印刷或喷涂电路制成的加热器对锐弯非常敏感，因为弯曲处的电流密度加大，将导致潜在的过热点以损坏加热器。因此通常情况下应避免锐弯，因此通常优选采用螺旋状轨道，例如环状螺旋轨道。简单的螺旋具有这样的优点相邻轨道间的电压下降比较慢，这样就可以将螺旋轨道紧密安排在一起而避免了轨道间出现电弧的危险。
实际应用中，象前边提到的那样，在通过支架的触头做成加热器轨道电气接点的地方，触头彼此间的相对位置将是固定的，这样做是出于生产上的方便。因此，优选的轨道应该满足具有一定数量的不同位置来安装触头，且位置间的间隔是一定的。因为轨道间距是平行的，所以上述内容可以很容易实现，各个电气接点可分别做在轨道上。
这样，在上述实施方案中，轨道内部和外部带有平行的弧形段，最好优选采用环形段，至少有一部分为环绕形且优选采用其基本部分为环绕形。无论轨道间的结构如何，尤其优选采用环形段，这是因为加热器和触头可以以一个要求的旋转走向来放置，以达到要求加热器的电阻。可以理解，内部段相当于轨道外部段在其轴线上的一个圆盘或圆点的形式。
安装加热器的时候，比如装在水暖器的底部时，加热器的轨道接头相对于容器的位置可以是固定不变的。因此，加热器在容器内的安装位置必须满足当容器安装完毕时，轨道接头须在正确位置以达到加热器的要求功率。为方便实现上述内容，勿须在加热器上做出电气接点的位置指示，而是在加热器上作出指示以对准容器上的相应基准点，以保证安装时加热器相对于触点的位置为正确。
因此，从更广的角度来看，本发明提供了一种生产液体暖气容器的方法，该容器组成之一为一种电热器，这种电热器包括一个铺设在绝缘衬底上的电阻加热轨道，对应于加热器的要求功率，加热器具有一定的预定电阻，以及用来引出接点的一组电气触头，这些触头设置在与容器相关的预定位置，发明提供的方法包括
a)在衬底上铺一个电阻加热轨道，该轨道电阻值大于预定值；b)确定加热器相对于容器应该安装的位置，这样，安装时容器触头便与轨道形成电气接点，使轨道间达到预定的电阻值；c)在加热器上做出指示符号以指示位置，用来对准容器上的基准点，这样，在容器上安装加热器和触头的时候，就可以在轨道的要求位置做出电气接点；d)在容器上安装加热器，加热器带有对准基准点的指示符号；并且e)安装加热器上该位置的电气触头校准位置的确定可以由多种方法来实现。例如，轨道的总电阻可以测定，用来指示的位置可以从表中查到，表中显示的是对于轨道不同的测定电阻值，从轨道端点至指示位置之间的有一定角度的或是直线的位移。知道了轨道材料每单位长度的标称电阻率，这些数据就可以事先计算得出，或者更好的办法是从实际测量中得出。
如上所述，触头优选地安装在容器的一个控制单元中，这个控制单元安装在容器的底座上。例如，这个控制单元可以设置一个对元件起过热保护作用的功能，再例如，该控制单元可以包含一个复位开关，当控制单元安装就位的时候，复位开关设置在加热器的热触点上。但该控制也可为一种电控方式，这便成了本发明的另一个优选特征。
在大家熟悉的液体暖气容器的电气控制中，电气元件需要一个低于主电压的驱动电压，在供电电压为240V时它通常为50V。到目前为止，这个驱动电压都是从主电源中经适当途径取得。但是，本发明有一个优选的特点，即驱动电压可以由加热器轨道本身的接点获得。因此，优选的加热器轨道至少有一个接点位置位于各个的供电电源接点位置之间，以从轨道中“拾取”一段中间电压。
为平板型加热器提供一个驱动电压的概念本身就是新颖的，因此从另一个宽广的角度来看，本发明所提供的电热器，合起来讲就是它包括有一个铺在绝缘衬底上的电阻加热轨道，以及一套电气控制装置，其中轨道与控制单元之间在选定的位置上做有电气接点，以提供控制所需的驱动电压。
从另一个角度来看，本发明提了一种电热器，它包括一个铺在绝缘衬底上的电阻加热轨道，轨道的末端之间有一个接点位置，用以从轨道上取得一段电压，该电压低于轨道的供电电压。
这个接点的位置可以由经验来确定。例如从240V的供电电源中获得50V电压，接点大约应该占加热器轨道长度的1/5。
在上述加热器轨道装置中带有一些平行的轨道段以连向供电电源，如果轨道上中间接点的位置是固定的，那么当连接供电电源的接点变化时，不同加热器从该点取得的电压依然可以是不同的，因为中间点两侧的轨道相对长度都在变化。因此，轨道可以另有一条接点段平行于供电电源接点段。例如，一个螺旋轨道可以外加一条圆弧形轨道段于轨道原有的圆弧形末端位置之间。当电源接点和中间电压接点之间的空间关系为预定时，应用这种平行轨道装置尤其具有优越性，例如可以装在诸如控制支架之类的普通支架上。在这种装置中，因为轨道和供电电源接点间为达到要求的轨道电阻值，其相对位置是变化的，所以中间接点的位置也是变化的，在一定程度上，这抵消了轨道与供电电源接点两侧的轨道长度比的变化。
显然，本发明从广义上讲也延及到发明适用的加热器。因此，从另外一个宽广的角度来看，本发明提供了一种加热器，它包括一个铺在绝缘衬底上的电阻加热轨道，轨道上具有电气触点，这种触头至少同轨道一端隔开，该端点可以做出一个电源接点。
这个触点优选采用轨道自身的一部分，虽然，同样也可以在轨道上装一个或连接一个单独的电气触头。
优选地轨道具有第一个暴露段用以连接轨道第一个供电电源触头，以及平行于第一个段的第二暴露段，用以连接轨道上第二个供电电源触头。
第一段和第二段最好优选采用同轴的圆弧。例如，内部段可以设在靠近加热器轨道中心的地方。但是在另一个实施方案中，轨道不是一个单独的螺旋形式，而是可以通过自身的折叠形成，这样内部轨道就设置在邻近外部轨道段的地方，并且与外部轨道段成反方向工作。这样的装置有如下优点因为两个接点段都占有相对较大的比率，所以装置必要的话可以实现大范围内的电阻变动。但该装置可能的缺点是因为轨道相邻的弯道间潜在存在着较大的电压，所以弯道间必须保持更远的距离。
必要的话，多数的平行轨道段可以装在轨道的一端，以实现更大范围内的电阻变动，有选择地把轨道段中的一个或别的做成一个电气接点。
另外，轨道可以包括第三个暴露段，这个段平行且位于第一个和第二个段之间，它可以做出另外一个电气接点以从轨道中取得一个低于供电电压的电压。因此在最优的实施方案中，轨道可以包括三个同轴的圆弧段。
加热器衬底优选采用一个平板形式，最好优选采用一个带绝缘层的金属板。
电阻轨道和它的不同接点位置可以由相同的电阻材料制成，并且/或者具有相同的电阻率。但是，接点位置或接点区域可以由不同于轨道其它地方的材料及/或电阻率及/或宽度制成，例如，通过多路印刷工艺来实现，在这种工艺中，不同的电阻材料或不同厚度的电阻材料成功地被铺设。具体来说，接点位置或接点区域的材料可以是一种易于做出接点的材料，例如一种不易氧化的材料。
而且，虽然本发明的加热器轨道优选地基本设置在同一平面，它也可设置在多个平面上。例如，它可以具有一个覆盖了釉层或类似东西的第一个轨道段，以及安装在釉层上面的带接点位置的第二个分段，轨道两个分段之间有电气接点。
可以理解，在加热器轨道上设置一个中间触点位置的概念比仅仅限于电气控制具有更广泛的用途。因此，中间位置可以不仅仅用来从轨道拾取一段电压。
例如，可以通过一个或两个加热器轨道段来应用控制使轨道有选择地进行供电。因此轨道的不同部分可以具有不同的电阻值或不同的热效应，例如，可以把它用于空心罐或类似的东西，来提供使液体沸腾或文火的效果。
因此，在非常宽广的意义上，本发明也延及到一个电热器，该电热器包括一个铺在绝缘衬底上的电阻加热轨道，该轨道具有一个电气触头位置，此位置位于轨道末端之间。
本发明也延及到一个水暖器，该水暖器引入了根据本发明的一个加热器或加热器装置，发明也延及一个制造这种容器的方法，该方法引入了根据本发明的方法中生产加热器装置的步骤。
上文提到，轨道在邻近接点位置的区域可以由一种与电阻加热轨道其它地方不同的材料制成。从本发明的另一个方面可以看到，在一个电气接点位置段与加热轨道之间，适当以诸如银之类的低电阻材料来形成比较好。上述做法的优点是轨道该部分不会产生大量的热，这将减少传向接点位置的热量，也就减少了传向由该区域做成的触头上的热量。具体到过热条件下，该地方触头的重复加热会导致弹簧片的韧化，致使触头压力减少，反过来导致了触头位置的电阻产热加剧，上述做法的好处体现出了。
因此，从另一个角度来看，本发明提供了一个电热器，这个电热器包括一个铺在绝缘衬底上电阻加热轨道，该加热器至少有一个电气接点位置，且这个接点位置与加热轨道之间适当以一段低电阻材料隔开，优选地，该材料的电阻值比加热轨道材料的电阻值低许多。
该低电阻材料优选采用银或者含银量很高的材料。这将为正常加热轨道提供良好的电气接点，而产生的热效应很小。
接头位置优选地制成一个触头垫，例如用银，这为加热器做出一个良好的电气接点做了准备。
该低电阻材料可以部分或完全地覆盖在加热轨道表层或垫在加热轨道下面。但是，它优选地与加热轨道的末端段相重叠。这段低电阻材料将确定在一个盒子里，通过盒底为触头提供充分的绝热。但是，该低电阻材料的长度优选为最少8mm。
在优选实施方案中，使用传统的轨道施加技术来应用该低电阻材料，例如绢印。因此，这种材料可使用一种银的或含高量银的印墨。
本发明的这个方面也延及到一个加热器组件，它带有一个与接点位置接触的弹性触头，最好优选采用一个弹簧片来制成触头，或将触头装在弹簧片上。如上所述，可能发生的触头压力减小的问题，以及器具中实际发生的传向其它部分的热传递，都可由本发明得到缓解。
本发明的一些实施方案，在这里将仅通过举例及参考附图来叙述，其中附

图1是根据本发明一个加热器的透视图；附图2示出了附图1的加热器轨道侧面；附图3示出了图1的加热器位于一个液体暖气容器的底座上；附图4示出了一个用于加热器的控制机构，它位于加热器上；附图5示出了附图4的控制机构安装在加热器上；
附图6是适用于本发明的加热器轨道的另一形式的一个平面图；附图7是本发明的另一个实施方案；并且附图8显示了本发明的又一个实施方案。
参照附图1和附图2说明了一个厚膜平板加热器2，加热器2用来做在一个水暖器的底座里面或上面，或者做成底座。它包括一个直径81mm、厚约0.5mm的不锈钢板，钢板的表面上有一个电气绝缘的陶瓷层6，陶瓷层6的上面以一种大家熟悉的方式印刷了一个厚膜电阻加热轨道8，轨道8为纯镍或高镍合金，它的长度上为暴露的，不带保护性釉层。
轨道8大约2.4mm宽，它包括一个内部环形末端段10和一个外部环形末端段12，末端段10有一个大约34.5mm的恒定的平均半径R1，它基本上完全伸展在平板4的周边，末端段12有一个大约为5.25mm的恒定的平均半径R2，它绕平板的轴线展开了大约300°，末端段12与外部末端段10是同轴的。轨道8还有一个中间的同轴环形段14，环形段14具有一个大约为16.75mm的恒定的平均半径R3。
环形段10，12，14分别同里面及外部螺旋段相连。各螺旋段与环形段间的过渡为平滑的曲线，这样避免了在过度弯曲处出现电流聚集及由此导致的过热点。螺旋轨道段相邻弯道间的间距大约为0.8mm～1.0mm。一个安装柱螺栓安装在平板4的中心。
平板4将安装在液体暖气容器26的底座24的上面或里面，或者做成底座24，象附图3示意的那样。而且，通过各个弹性安装的电气触片30、32、34从加热器的一个电气控制单元的机身36上的投影，电气接点做在了轨道8的三个位置9、11、13，这三个位置在轨道的各个环形段10、12、14上各居其一，(如附图3中所示意)。如附图4中所示，控制机身36安装在柱螺栓20的上面。
控制机身36安装在容器底座上，它相对于附图3示意的基准点38的角度取向为预定。触头30和32，与安装在控制机身36上的导线和供电电源中性线端子相连，来给轨道8供电，而触头34却连向控制机构的电气元件，用来从轨道8中获得一个驱动电压以驱动这些电气元件。
轨道8制造时具有的总阻值，从其端点间测定要大于实现该加热器要求功率所需的电阻值。因此，供电电源接头必须由控制机身36的触头32、30引向内外轨道分段12、10的适当位置，这样，就限定了其间的轨道长度使其电阻对应于加热器的要求功率而达到预定值。
因为控制机身36的安装位置相对于容器底座为固定，所以装配该容器的时候，加热器2必须以一个特殊的角度取向安装在容器的底座上，以保证在容器底座24上安装控制机身36时，触头30、32与轨道8应该在合适的位置连接。为了方便上述内容，加热器被标志了一个指示符号42，以便同容器内的基准38对准。
一种建立指示符号位置的方法是测定轨道8的总电阻，然后据此来计算位置，通过了解轨道长度、轨道材料的电阻率和相对于基准点42的位置，电气接点就可以做在容器内的轨道上。例如，为了得到轨道要求的电阻值，轨道应被缩短的量可以由给定的数据计算出来，于是在安装加热器的时候指示符号的位置从一个末端接头位移一个预定量，该预定量考虑到了接点位置相对于容器的相对位置。这些数据均可预先计算且制成表格，这样在最后生产和检验时，只要读取表格就可获得合适的位置，或者计算出用于每个元件的适当位置。
另外一种确定加热器上指示符号位置的方法是测定一对探针间的电阻，探针间的相对位置与触头30、32间的相同，围绕轨道8的轴线整体移动两个探针直至测定的电阻值达到要求。一旦到达这个位置，指示符号42就可以做在加热器2上，且该处相对于确定的接点位置的方位与触点30、32相对于容器基准点38的方位相同。例如，如果触头30被设置成从基准点38起10°的偏移，那么，加热器上的标志42被设置成从外部轨道10上对应接点位置起10°的偏移。
于是，加热器带着与基准点38对准的指示符号42安装在容器底座26上，控制机构36随后安装在容器底座上，为得到轨道电阻的预定值，触头30、32与轨道8内正确的位置间应该做出电气接点。
中间轨道段16由触头34也做出了电气接点。该接点使得从轨道中取得的电压低于供电电压，以驱动控制机构中的电气元件。
因为中间和末端轨道段是同心的，所以基本不必考虑控制机身36和加热器轨道8之间的相对角度位置，中间轨道段14上就可做出令人满意的接点。
设置中间触头34的目的是为了在上文叙述的位置，令取得的电压为要求值。
在示意的实施方案中，从中间接点取出的电压将大约为供电电源电压的1/5，即对240V的供电电源电压而言大约是50V。因此，轨道上做出的中间接点大约应该占轨道长度的1/5。因为中间接点和末端接点之间的相对轨道长度的变化，由触头34取得的精确电压随控制机身36和轨道8之间的相对角度位置做轻微变动。但这个变化不会大到反过来影响控制元件。
在上述实施方案中，可能达到的电阻变化量大约等于外边环形轨道段10的电阻。实际中轨道面积(电阻也是如此)大致的最大和最小值可以限制在两个触头间，大约分别为2500mm2和2100mm2，可能的面积变化总量达到400mm2，大约占电阻最小范围的19％。
使用附图6示意的加热器轨道构造可以达到更大的变化。在这种实施方案中，轨道50是一个双螺旋的结构，它的最外边是一个基本环形的末端段52，里边紧邻地设置了另外一个基本环形的末端段54。象前边的实施方案中一样，各个末端段52，54分别做出了电气接点。因为内部环形的轨道末端段54的长度基本上比前边实施方案中的大，也因为各个末端段51，54彼此之间以相反的方向工作，这种装置就可以具有实现更大范围内调节的优点。这样，带有此轨道形状可能的电阻变化等于轨道分段52，54的长度和。
如果对轨道使用如上文所述的那种电气控制，一个中间环形轨道段可以装在合适的位置。
在这个实施方案中，例如因为轨道52和54彼此之间会处在一个潜在充分的电网电压下，所以为防止电击穿必须使轨道邻近弯道间的间距保持足够大。因此通常的间距为2mm。
附图7中叙述了本发明的另一个实施方案。在这个实施方案中，一个加热轨道60包括一个内部段62和一个外部段64，内部段62具有约14Ω的较低的电阻，外部段具有约190Ω的较高的电阻。轨道铺设在，比如是印刷在一层绝缘衬底上，衬底上覆盖有，比如是印刷有一个外部触头圈66和一个内部触头圈68，触头圈66连向轨道的外部段，触头圈68连向轨道的内部段，一定数量的触头垫70设置在轨道60的一个中间段72上。这些触头圈和垫是以一种能够良好导电的材料做在轨道上。它们不需要产生热效应。一个保护性的釉层设在加热轨道60上，但这个釉层在安设时带有的窗口记录了触头垫70，而且向内不延及内部触头圈68或者向外不延及外部触头圈66。这样，不论出于什么目的，经由暴露的内外圈66，68及触头垫70，电气触头做在了轨道上。
这种加热器将用于空心罐或类似的东西，在这些地方需要不同的热效应，最初需要将容器中的液体煮沸，接着又需要文火煨。
附图8根据本发明另一个实施方案显示了一个加热器装置的一部分。通过一段长为4.0mm，宽为0.2mm的镀银的铍铜合金的弹簧片触头78，加热器装置的一个控制机构74与电热器76之间有了电气连接。
在加热器装置的运行中，控制机构向电热器76的一条钯银合金的加热轨道80供电。加热轨道80的每一端在接合点82处都以一条银“尾巴”终结。银尾巴84是使用银的或含大量银的印墨，以绢印方法制成的薄膜。制造期间，电阻加热轨道80加在加热衬底上之前或之后，都可以把银尾巴84加在加热衬底上。两种情况下，加热轨道80和银尾巴84都在接合点82处重叠，这样它们之间就可进行良好的电气传导。银尾巴上面覆盖了一层玻璃，玻璃陶瓷，或陶瓷，但是在距接合点82最远的一个尾巴端点处，覆盖层暴露出一个直径8mm的银触头垫86。弹簧片78以一个约为150gm(不小于100gm)的接触压力同触头垫86接触，因而通过银尾巴84与加热轨道80进行电气传导。
将会看到，电阻加热轨道80与弹簧片触头78之间以银尾巴84隔开，这个银尾巴84从触头垫86的边缘至接合点82之间的长度为10mm。这样触头78上没有加热器轨道80的直接加热。银尾巴的低电阻防止了触头垫区域的电阻加热，因此降低了该区域的温度，尤其是在过热条件下。
使用附图8所示的装置，一个2.2kW的干式开关在7秒周期内，弹簧片78到达的最高温度为150℃。象强制试验中要求的那样经过了50个小时的这种周期，弹簧片78上的接触压力由于受热韧化的原因而下降了大约15％。弹簧片78和触头垫86之间的接触电阻因此而上升，上升到的值不大于10mΩ，同初始值7mΩ相比这个升高可以接受。这种情况下，对于一个2.2kW，9A的加热器而言，触头处的功率损失将小于1W。
上述实施方案可在本发明的范围内变动。例如，轨道材料80可以在银尾巴的下面或上面延伸至触头垫86，但比较有效的是用触头垫86将其短接。
虽然在上述的实施方案中，衬底显示为一块平板，其实它的周边可以带有沟槽，目的是把它安装在容器的底座里面或上面。在这个装置中，一个塑料容器侧壁或底座可以具有一个向下支持的部分用来承受和安装加热器的电路。上述装置在我们的PCT应用WO 96/18331有叙述。
本发明不局限于平板型加热器，同样适用于其衬底局部为管状，多角形或三维结构的加热器。
而且，虽然具体的实施方案叙述的普遍是环形螺旋，也可以使用别的轨道形状，例如三角形或矩形或别的多边形螺旋，它们都具有一系列的尺寸逐渐减小的相间弯道。例如轨道应用一个矩形平板，轨道弯道可以大多用矩形来填充平板的边缘。
“螺旋”这个词语的意思于是就可以广泛地解释，而不是局限于弯曲的螺旋。
而且，从最广义来讲本发明不仅局限在使用弯曲的加热轨道，而是任何轨道形状，甚至是一条直轨道。重要的是能够在要求位置做出轨道的电气接点以获得预定的轨道电阻。这样就可以看到，在非常广的意义上，发明给出了一种获得电热器的方法，该电热器带有要求的功率输出，包括辅在绝缘衬底上一个电阻加热轨道，也包括在轨道一定位置做出电源的电气接点，使其间的电阻限定为合适的值。
最后，虽然在优选实施方案中公布的本发明是用于一个水暖器，它也可以用于例如别的热水器，再例如用于洗碗机或受淹加热器，或诸如熨斗之类别的器具。
权利要求
1.一种制造电热器装置的方法，该电热器装置包括一种加热器，加热器包括铺设在绝缘衬底上的一个电阻加热轨道，对应于加热器的要求功率，加热器具有要求的预定电阻，这种方法包括a)在衬底上铺一个电阻加热轨道，该轨道的电阻值大于其预定值；b)在轨道上确定位置，以便在此处做出电气接点使其间的电阻达到预定值；并且c)在轨道的该位置做出电气接点
2.根据权利要求1方法，其中加热器带有表示位置的指示器，随后应该在该位置做出接点。
3.一种生产电热器的方法，这种电热器包括一个铺在绝缘衬底上的电阻加热轨道，对应于要求的加热器功率，加热器具有预定的电阻，该方法包括a)在衬底上铺一个电阻加热轨道，该轨道的电阻值大于其预定值；b)在轨道上确定位置，电气接点可在该处做出，使其间的电阻达到预定值；并且c)在加热器上做标识以指示轨道的哪些地方在后来应该做出接点。
4.根据权利要求2或3的方法经过修改，用一种装置来标识加热器使之对准液体暖气容器上的一个指示符号，设置容器指示符号的目的是为了当加热器上的标志与指示符号对准的时候，容器以内的电气接点可以做在加热器要求的位置。
5.一种制造液体暖气容器的方法，液体加热容器包括一个电热器，电热器包括一个电阻加热轨道铺在绝缘衬底上，加热器具有一个预定的电阻与要求的加热器功率相对应，并且有一组电气触头用来做出轨道的电气接点，这些触头设置在与容器相关的预定位置，这种方法包括a)在衬底上铺一个电阻加热轨道，该轨道的电阻值大于其预定值；b)确定应该安装的加热器相对于容器的位置，这样，安装时容器触头与轨道形成接点，使其间达到预定的电阻值。c)在加热器上做出指示符号以指示位置，令它对准容器上的基准点，这样，在容器上安装加热器和触头的时候，就可以在轨道的要求位置做出电气接点；d)在容器上安装加热器，加热器带有对准基准点的指示符号；并且e)在加热器上安装电气触头
6.根据上述权利要求之一方法，其中确定接点位置的步骤包括测定轨道的总电阻。
7.根据权利要求1到5之一方法，其中确定接点位置的步骤包括测定一对选择过的轨道位置间的电阻值。
8.一种电热器，包括铺在绝缘衬底上的一个电阻加热轨道，加热器上有一处同它的一端隔开，该处可以做或做有一个电源接点。
9.根据上述权利要求之一的方法或电热器，其中轨道带有一定数量分开的接点位置，在这些地方可以做出电气接点。
10.根据权利要求9的方法或加热器，其中，在分开的位置上安装了触头垫。
11.根据权利要求9或10的方法或加热器，其中轨道带有一个保护性的釉层，釉层中的接点位置设置了窗口。
12.根据权利要求1至10之一的方法或加热器，其中的轨道没有上釉。
13.根据前边的权利要求之一的方法或加热器，其中，构造轨道是为了使电气触头间具有恒定的预定间隔，从而在轨道上一定数量的不同位置做出电气接点。
14.根据权利要求13之一的方法或加热器，其中，轨道具有平行间距，可以做出各个电气接点。
15.根据权利要求14的方法或加热器，其中的平行段基本上是环形的。
16.根据上述权利要求之一的方法或加热器，其中另外一个电气接点位置设置在轨道末端中间。
17.一个电热器，包括一个铺在绝缘衬底上的电阻加热轨道，轨道的末端之间有一个中间电气接点位置。
18.合在一起的，一种电热器，包括一个铺在绝缘衬底上的电阻加热轨道，以及轨道的一个控制机构，带有一个做在轨道间的电气接点和位于经过选择的中间位置的控制机构，来提供一个用于控制的要求驱动电压。
19.根据权利要求16到18之一的方法或用具，其中，轨道包括上面可以做出电气接点的一对平行段，以及平行于这对平行段的另一个轨道段，它的上面可做出中间接点。
20.一种水暖器，它包括根据权利要求8至19中之一加热器。
21.一种提供加热器的方法，加热器包括一个铺在绝缘衬底上的电阻加热轨道，加热器带有要求的功率输出，该方法包括在轨道上一定位置上做出电源接点，限定其间为合适的电阻。
22.一种电热器，包括铺在绝缘衬底上的一个电阻加热轨道，加热器至少有一个电气接点位置，该位置适当通过一段材料与加热器轨道隔开，这段材料的电阻大大低于加热轨道材料。
23.根据权利要求22的加热器，其中的低电阻材料为银或含大量的银。
24.根据权利要求22或23申请的加热器，其中低电阻材料的长度至少为8mm。
25.一种加热器装置，包括根据权利要求22到24申请的加热器，以及与接点位置相关的一个弹性触头。
26.根据权利要求25的加热器装置，其中的触头装在一个弹簧片上制成。
27.根据权利要求25或26的加热器装置，其中的触头是一个弹性触头。
28.根据权利要求22到27之一加热器或装置，其中的低电阻材料用作导电印墨。
全文摘要
通过在一种厚膜加热器的轨道上制作电气接点,且各电气接点之间确定以适当的电阻值,就可以得到加热器要求的额定功率。
文档编号H05B3/26GK1203731SQ96198690
公开日1998年12月30日 申请日期1996年10月11日 优先权日1995年10月11日
发明者J·C·泰勒, K·B·多伊勒 申请人:施特里克斯有限公司