电气器具的制作方法

专利名称:电气器具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电热水器具，并且更具体地，本实用新型涉及一种结合了浸没式元件的便携式电热壶和水壶及其控制装置。
背景技术：
具有浸没式元件的电热壶和电水壶可以被划分为成熟产品。近几年中随着利用‘在底板之下(underfloor)’加热的‘高端’ 360°水壶的出现，更基本的浸没式元件加热器具已经着重于市场的底价(OPP)方面。在OPP方面，交易利润非常有限，在一些情况下，浸没式器具被用作‘廉价商品(loss leader)’。每一款设计所售出的数量可以非常高，一些零售商每年卖出的一款设计类型超过500，000件。出于参考，在该专利中，浸没式元件水加热器具将被称为浸没式水壶或浸没式带柄水壶(jut kettle)。
由于高产量和低利润，越来越重要的是保证带柄水壶的组件最优化以使利润(或在一些情况下减轻损失)最大化同时满足高功率器具的安全临界要求。
已经在过去30年的过程中在该领域进行了很多开发，其中包括对控制装置、元件、器具设计和材料的改进。
用于浸没式元件的安全控制装置包括器具在没有水而被接通的情况下的保护装置。该保护装置可以采取以下形式‘主要’双金属保护装置，和通过另外的双金属设置的辅助或备用保护装置，或基于给定温度以上熔化的材料的辅助或备用保护装置(例如‘熔断保险丝(melting fuse)’)。用于这种熔断保险丝的材料可以是塑性材料或可选地为例如焊锡的易熔材料。双金属和/或该熔断保险丝中的每一个都将与控制装置内的电接触件相互作用以在‘异常’情况(例如，如果器具在没有水的情况下被接通)下断开电力。传统上施加吸热膏以帮助从元件到控制装置中的热传递。必需的是当主要或辅助保护装置被激活后，来自元件的过度热被限制到防止周围部件(例如水壶的塑料部件)出现损坏的水平。
图Ia和Ib显示典型的水壶元件，其包括元件护套I、元件凸缘2和电连接装置3。护套I的一部分邻接或连接定位到凸缘2的潮湿侧，该潮湿侧是凸缘在与控制装置(未示出)相对应的位置上将被浸没式到水中的侧部。护套I的该部分被称作返热部分4。返热部分4的长度和固定方法可以被调节以优化到控制装置(未示出)的热传递，并且通常凸缘上具有部件，使得返热部分4的位置一致，该部件称作凹座5。在正常状态下，器具中的水将用作吸热部，使返热部分区域比控制装置的温度设置更冷。如果水壶被接通，内部没有水的情况下，返热部分4则提高温度并且主控制装置将断开到元件的电力。在主控制装置失效的情况下，如果安装了副控制装置，则副控制装置将提供备用保护装置。此外，元件密封(未示出)将用作元件凸缘2和器具(未示出)之间的热屏障。将形成元件护套1，使得元件护套I配合器具的形状并且护套I的两个端部将通过元件凸缘2突出到干侧，因此允许到电连接装置6的电连接。基本上返热部分4到元件凸缘的连接和护套I的端部到凸缘2的密封将通过相同的焊接或铜焊法完成。在其它未示出的情况下，返热部分4可以机械地连接到元件凸缘2，而护套I机械地卷曲到凸缘中或利用弹性体或‘0’形环类型的装置密封。电连接所制成的护套的一部分是通常由钢或不锈钢材料制成的实心杆或冷销7，该实心杆或冷销被定位在护套I的两个端部内，从电连接点3延伸直到电阻线(未示出)。冷销7连接到电阻线(未示出)上，电阻线形成元件护套的有效或加热部分。被称为冷销7是因为该部分是非有效的并确保元件的有效部分增加的热不被引导到凸缘2中而是引导到控制装置或器具上。非有效部分的长度与通常涂覆铜或黄铜或不锈钢的元件护套和凸缘的材料直接相关。基本上护套材料的导热性越高冷销7越短。冷销7通过弹性体或陶瓷塞8被密封到护套I的端部中。这确保冷销7距离元件护套I正确的电距离，并且还防止水气进入护套I和防止水气损害压缩的氧化镁粉末(未示出)，该压缩氧化镁粉末用作有效电阻线和冷销7和护套I之间的绝缘。包括冷销7和电连接装置3的元件护套的尾部被称作冷端9。在图Ia中，元件冷端9的电连接装置3被显示为单独的套圈，该单独的套圈基本上由诸如镍或银的高导电材料制造或用诸如镍或银的高导电材料电镀。在其它实施例中，冷端的端部可以直接利用更高的导电材料涂覆或电镀。然后，套圈或涂覆的冷销将与集成控制装置内的弹性弹簧接点直接界面连接。装置连接到冷端的其它方法可以包 括焊片引出线或焊接连接。
冷端9的长度还与元件护套I进入凸缘2的位置相关。如果护套在返热部分4上方的相对位置处进入凸缘2(当水壶在工作表面上处于直立位置中时)，然后护套I的一部分可以被暴露在浅水状态下同时返热部分4仍被覆盖在水中。在这些情况下，护套I的在水上方的部分将过热并且会使元件失效或，可选地将热通过元件凸缘2传送到器具部分上。为避免该情况，冷销7将需要被延伸到护套I的一部分，即，比返热部分4更低，如图Ia中的详细所示。
元件组件将利用凸缘2被夹紧到器具，作为具有三个凸起部6的夹紧表面的一部分，该三个凸起部6作为夹紧装置。凸起部6将被固定或焊接在凸缘2上，并结合螺栓可以连接到其中的螺纹。在其它情况下(未示出)，凸起部可以采取螺纹螺栓的形式。可以在其它元件类型中使用少数或另外的固定凸起部6。
元件护套主要形成有两个形状，这两个形状以蝴蝶形20和螺旋形21命名，在图2a和2b中详细地示出这些实例。
蝴蝶形的形状20基本上用于矩形形状的器具或具有较大底座或底部覆盖区(footprint)的器具。螺旋形元件21基本上用于具有较小底座或底部覆盖区的器具，例如
塑料水壶。
每一个元件的功率输出视用于给定长度和电压的电阻线的输出和护套的长度而定。元件护套的‘载荷’被限定为功率密度/Cm2并与结构用的材料的类型不同。如果护套材料是铜，则不能具有如不锈钢的护套元件高功率密度，其中护套的有效长度具有限制，较宽直径管需要确保用于材料的限制内的功率密度。通常对于使用8毫米外径管和375毫米的有效长度的2300瓦的螺旋铜护套元件，则功率密度将等于大约24瓦/cm2。然而，不锈钢护套能够以例如28瓦/cm2的更高载荷运行，因此能够实现与6. 6毫米直径的护套相同的输出。
对于欧式小型、低价的传统，具有完全基本矩形或卵形形状的、通常体积为大约I升的水加热器具。电源线不能被拆卸，并且在一些型式中，电源线可以围绕在器具的基部周围以用于存储。通常不具有温度传感器以切断沸腾的，并且其中副控制装置硬接线地装配到系统中。
安全控制装置(未示出)是分离的部件，该分离的部件是安装在元件支持凸缘2的后部部分(干侧)上并硬接线到元件连接装置3的表面。控制装置的双金属和熔断熔丝部分基本上定位在控制装置壳体内，因此不与元件凸缘直接接触。因而，在通过控制装置看到的温度和通过温度感应部分看到的温度之间将具有延迟，然而这些器具额定功率相对低，通常为1000瓦，因此主或备用控制装置被激活后将不会出现过多的过度温度。元件将通过密封件和单独的夹紧凸缘利用元件固定凸起部施加所需的作用力而被夹紧到所述器具中。基本上元件凸缘和夹紧凸缘是矩形的。由于这种低输出，即使这些器具的底座或底部覆盖区十分小，也不需要使用螺旋形元件。为避免长的冷端，返热部分通常定位在护套进入元件凸缘的点的侧部或上方。
逐渐的，在西欧市场中，这种类型的器具已经被减少，但是这些基本热水器仍在中国被广泛地制造；例如通过Alibaba, com发售的批发价为$3. 00的S2015。具有这种价格的这些类型的器具仍可以在全世界许多国家中形成非常低端的水壶市场的基础。
传统上英式的水壶通常比欧式的水壶更大，例如I. 7升，并且比欧式的水壶具有更高的瓦数。英式水壶包括煮沸时自动切断装置和某种形式的可拆卸的线。为这种类型的器具特别设计的控制装置(未示出)在GB2181598和GB2194099中被详细说明，并且将包括其它部件，例如，夹紧装置和包括接地连接的电连接装置。元件和密封件被设计成与控制装置界面连接并使得在装配过程中，形成夹紧装置的三个部件将这些部分连接且密封到器具中。在装配过程中，控制装置内的弹性弹簧与元件的电连接装置3直接电接触。控制装置还将包括通过插头或无绳连接器存取电力的存取部，并可以包括蒸汽或温度传感器，与全部的部件一起被称作集成控制装置。如果器具在没有水的情况下被接通，控制装置的安全部分将包括‘双金属’保护装置，并且还具有副双金属或后备熔断保险丝。双金属和熔断保险丝中的每一个都与控制装置内的电接触件相互作用，以断开‘异常’情况下的电力。而欧式的控制装置中，双金属和熔断保险丝材料并不总是直接抵靠元件凸缘安装。利用英式的控制装置，双金属和热保险丝能够与元件凸缘2直接接触-允许控制装置快速响应异常情况，并且这允许更大功率的元件被合并在所述器具中。具有更高功率的英式元件会经历与欧式相同的异常情况，并且将包括冷端以确保元件的有效部件没有造成任何过热问题。在英式水壶中，元件护套I通常由铜制造并具有由黄铜制造的元件凸缘2，然后整个组件镀有铬或镍。具有高导热特性的黄铜凸缘2将加快控制装置的响应时间，但是这会导致过度温度熔化具有塑料主体的器具的问题，在这种情况下，密封件厚度可以被增加以用作热屏障。
然后，对于包括可以被重置的双金属的控制装置，可以在反常情况之后重新使用器具。然后，对于包括作为备用保护装置的热保险丝的器具，一旦该备用保护装置被激活则不能重新使用。在这种情况下，熔断保险丝被设计成远离所述主双金属设置上方切断，以避免切断熔断保险丝会出现的任何障碍。元件功率、返热部分、元件护套在凸缘中的位置、双金属和熔化之间的平衡是关键，在太少的情况下，热传递和元件会在被安全断开之前破裂，而在太多的情况下，热保险丝会妨碍切断。通过早期的包括熔断保险丝的集成控制装置，该控制装置不能被设计成与元件界面连接，使得护套的冷部件进入返热部分下方的元件凸缘，并且不能设计元件和控制装置组合，该元件和控制装置组合具有3000功率的功率并且这些限制为从那时起制造的所有集成控制装置都设定了标准。
包括热保险丝的集成控制装置的第一实例中的一个在GB2181598中被详细说明。
控制装置和元件界面连接的限制意谓元件护套具有长冷销部分7，长冷销部分7延伸元件的总长度并显著增加元件的材料成本。更长的护套不仅影响器具的成本而且影响器具的尺寸，因为更长的护套需要更大的底座，这进而增加器具的横截面面积。
返热部分上方的冷端的位置在使用中产生另一个问题，在异常情况下，具体地当元件经历生水垢时，然后热可以通过冷端向上传送到凸缘中并然后通过连接螺钉传送到控制装置。在一些情况下，热会足以软化集成控制装置壳体的塑料并导致元件下垂远离控制装置，这会暴露有电部件，并且还会使水泄露到电器外罩中。需要进一步调节以防止这种故障，其包括将控制装置连接到元件凸起部的钢螺钉而不是更昂贵但传导性更好的黄铜螺钉、用作凸起部和螺钉之间的热屏障的垫圈、用以分散螺钉的端部和塑料部件之间的载荷的另外的金属托架、和厚密封件，使得具有塑料主体的器具没有熔化。所有的这些都将成本增加到器具。
在GB2181598中详细说明的控制装置被设计成与由高传导材料制成的元件界面连接并且会需要另外的热桥，如果用于与由诸如不锈钢的较低传导材料制造的元件连接时，该热桥用以以更高的瓦数正确工作。
本申请的申请人专利GB2194099详细地说明了具有熔断保险丝的控制系统，该熔断保险丝与由低和高传导性的材料制造的元件一起作用，而不具有对附加的热桥的需要。
专利EP066981详细地说明了本申请的申请人的CS21型无绳连接器，该无绳连接器结合集成绳夹持部和外壳，使得无绳基部可以由整体的模具制造。
本申请的申请人所拥有的用于集成控制装置和相应的无绳连接器的其它后来的专利包括 GB2387492 和 GB2376575。
在1990年，进行了大量工作，用以研发能够形成为螺旋形形状的超过2000瓦的功率的不锈钢元件以与集成控制装置界面连接。这种发展缘于意识到在饮用水中使用铬和镍镀层材料会出现健康问题，加上参与电镀处理的工厂会出现环境问题。
存在技术难点和产品难点，技术难点是克服确保元件和控制装置之间正确的加热路径，而产品难点是确保返热部分区域中的焊接和铜焊过程的能力。
不锈钢的低导热性使元件对通过过热造成的失效更敏感，并导致需要比铜护套元件所需要的冷销更长的冷销。
因此，在欧式的水壶中，不锈钢元件的制造成本比镀铜的更多，尽管出现健康争论点，许多市场仍然不准备支付用于不锈钢的加价。
由于水壶市场的增长，具有集成控制装置的水壶产品遍布欧洲并延伸到以中国为主的远东，其中在中国人工和局部装配成本都低。
对于优化浸没式水壶的制造和装配成本努力由于越来越多的产品发展到中国而被暂时中止。然而，近年来，在中国的成本持续增加并且国际金融危机对新产品的订价和利润和投资都造成压力。
高燃料费使运输费用显著地增加，使得容器的盒子尺寸和盒子数量目前成为关键。通常可以在一个40尺的集装箱中运输该英式水壶，包含英式水壶的盒子的最大数量是8000。[0031]基本上，结合有沸腾自动断路和无绳装置的英式水壶在欧洲零售店中变得比OPP水壶更受欢迎。然而，仍在生产的基本欧式水壶的低成本的存在对英式水壶的批发价格提供了进一步压力。
对设计更具有成本效率的器具，具有6个主要因素
I)中国提高的人工成本。
2)提高的材料成本。
3)世界金融危机，其有效地减少了中国制造厂可以具有的资产。
4)运输成本。
5)消费者要求更好的性价比。
6)在供应链中增加了诸如沃尔玛的全球零售商。
早期的用以优化英式水壶的成本的方法导致设计不具有吸引力，并且具有提出，结构和装配方法的需要，藉此，在提供上述的功能时减少器具的复杂性，使得例如模制部件的数目显著减少，而设计仍具有令人喜爱的艺术性。
还具有减少在加热元件的制造过程对环境的影响的需要，包括使用的材料量，材料的处理方式，和制造过程中的能源消耗。
还具有以下需要研发将与优化的元件界面连接的集成控制装置以及满足更严格的合格性检验的要求。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供一种浸没式水壶，其中所述器具仅包括四个模制器具部件，并且不同于需要将集成控制装置连接到元件和将无绳连接器连接到无绳基部的那些器具，这种器具可以在不需要额外的螺钉的情况下被组装。
根据本实用新型的另一个方面，提供一种浸没式水壶，其中所述器具仅包括五个模制器具部件，并且不同于需要将集成控制装置连接到元件和将无绳连接器连接到无绳基部的那些器具，这种器具可以在不需要额外的螺钉的情况下被组装。
根据本实用新型的另一个方面，提供一种浸没式水壶，其中可活动盖包括当盖放置在器具上时形成手柄的抓握部分的部分。
根据本实用新型的另一个方面，提供一种器具，其中所述器具的后盖利用与将控制系统紧固到元件相同的螺钉被紧固到控制系统。
根据本实用新型的另一个方面，提供水壶设计，该水壶设计使每一个部件的尺寸和轮廓最佳化，使得器具礼盒在尺寸上被减少，并允许更多的盒子在标准集装箱装载中被传送。
根据本实用新型的另一方面，提供无绳连接系统，在该系统中，无绳基部具有在不需要增加纸箱尺寸的情况下将被装配到器具纸箱中的尺寸。
根据本发实用新型的另一方面，提供一种集成控制装置和相应的元件，其中返热部分定位在元件护套进入元件凸缘的点上方。
根据本实用新型的另一方面，提供加热元件，其中利用激光焊接处理紧固护套到元件凸缘的界面连接。
根据本实用新型的另一方面，提供一种集成控制装置和相应的螺旋形元件，其中该元件比标准浸没式螺旋形元件短到23%。
根据本实用新型的另一方面，提供一种集成控制装置和相应的蝴蝶形元件，其中该元件比标准浸没式蝴蝶形元件短到16%。
根据本实用新型的另一方面，提供一种集成控制装置和相应的元件，其中所述元件的设定功率为240伏和3000瓦。
根据本实用新型的另一方面，提供改善的接地装置，其允许集成控制装置组件满足40安培接地测试。根据本实用新型的另一方面，提供安全开关机构，其中允许蒸汽开关和干燥煮沸推杆通过中间推杆独立地作用于相同组的接触件。


以下参照附图、仅通过举例的方式详细地说明本实用新型的优选实施例。
图Ia和Ib分别是现有技术元件结构的示意图。
图2a和2b分别是现有技术的蝴蝶形和螺旋形元件轮廓的示意图。
图3a到3c分别是第一实施例的水壶的立体图。
图3d是用于第一实施例的模制工具拉伸方向的示意性视图。
图3e是第一实施例的可选实施例的立体图，其中具有单独的盖，该单独的盖利用与将控制系统紧固到元件的相同的螺钉被紧固到控制系统。
图4是用于第一实施例的水壶的礼盒形状的平面图。
图5a到5c分别是第二实施例的水壶的立体图。
图5d是用于第二实施例的模制工具拉伸方向的示意性视图。
图5e是第三实施例的立体图，其中包括具有减小的尺寸的无绳基部模制的水壶。
图6是用于第二和第三实施例的水壶的礼盒形状的平面图。
图7a到7c分别是蝴蝶形元件要求的冷销长度的示意图。
图7d到7f分别是螺旋形元件要求的冷销长度的示意图。
图8a和8b分别是第四和第五实施例的控制装置与元件界面的立体图。
图9a和9b分别是第五实施例的控制装置的主视图和后视图。
图9c是用于第五实施例的可选推杆系统的示意图。
图10是包括第二实施例结合第四和第五实施例的元件和控制装置组件的可选实施例的立体图。
图Ila和Ilb是可选的加热元件实施例的示意图。
图12是加热元件的另一可选实施例的示意图。
具体实施方式
在下面的说明中，在不同实施例之间功能类似的部件具有相同的附图标记和字母。
说明书着重于本实用新型的实施例的新颖方面。
与背景技术和设计方面有关的详细资料可以在上述提及的专利申请被发现。
第一实施例[0078]图3a到3c显示第一实施例的具有最少部件数的带柄水壶。每一个部件的形状都被优化，使得当被组装后，整个器具的横截面减小，提供不复杂的器具和简化的制造过程。在这种实施例中，带柄水壶器具具有卵形形状并由四个塑料模制部件组成，如下所述。
第一塑料模制部件是水壶主体30，其如图所示结合插入的模制前水窗31。水壶主体包括壶嘴部分32、手柄部分33、储存器部分34、蒸汽管部分35、控制装置部分36、和后盖部分37。壶嘴部分和手柄的形状被优化，使得它们没有使器具包装在其中的礼盒过度地加长。孔口 41设置在储存器部分内用于螺旋形元件21与本申请的申请人的X5型集成控制装置80的装配。蒸汽通过蒸汽管35到达控制装置80。控制装置80结合三个固定的电接触件(未示出)，该电接触件被容纳在无绳入口 94中，该无绳入口 94与无绳连接器95中的相应的弹性弹簧界面连接。接入孔和槽38、39和40分别设置用于致动器70和用于将控制装置80紧固到元件21的三个螺钉(未示出)。接入部件38可以是狭槽或可以是两个足够大的单独的孔以提供螺钉和螺钉驱动装置用的接入。这些孔或槽可以被暴露，但是在优选实施例中，包括例如品牌或商标的标签75可以定位以覆盖孔(或多个孔)38。在图3b中，底部螺钉通过狭槽40接入，狭槽40具有设置在无绳基座上的相应的装饰盖子51，用以 在带柄水壶被定位在无绳基座50上时使狭槽40隐藏。在其它实施例中，在基座50中设计了用于所有三个螺钉的接入孔可以由具有用于装饰盖子51的选择的标签或商标覆盖，使得当器具位于基座50上时一个或多个标签或商标75不能被看到。开关致动器狭槽周围的区域可以包括附加的细节(未示出)，如果需要的话，该附加的细节将用作开关致动器70用的枢转点。
在第一实施例中，水窗31被定位在前部，使得可以从两侧看见一个水窗，从而不需要两个水窗。在实施例中，包括一个或多个水窗，然后能够通过随后的本申请的申请人的专利GB2431612所公开的原理改变水窗的形状，该专利详述了夹物模压水窗的方法，使得不同的水窗形状和类型可以在不需要重组模制主体的情况下应用于带柄水壶主体。在另一个可选例中，整个主体30可以由去除水窗的需要的半透明或透明塑料模制。在制造过程中，水位的指示标志被包含在模制塑料部件内或印刷在部件上。
手柄部分33是形成有‘C’形状类型的横截面轮廓的中空部。‘C’形横截面不仅允许手柄利用简单的工具形成，而且允许产品的总长度缩短，因此允许较小的礼盒。手柄33的后部部分可以包括附加的特征，例如槽，以用作手指或手的夹持点。用户的姆指可以被定位在盖子60的延伸部分64上。
第二模制塑料部件是整体的盖子60，该盖子结合一体式模制网61，该一体式模制网61将用作作为壶嘴挡板62的一部分的滤水器。可以预期的是器具将通过壶嘴填充，然而盖子60可移动并可以通过阻碍物或棘爪配合(未示出)紧固。壶嘴挡板62可以开槽到形成在壶嘴32的具体结构中以帮助壶嘴挡板62相对于壶嘴32定位。盖子的去除将由凹入的手指抓握部63协助。盖子还包括后部64，双侧可见并起作用的后部64可以用作手柄的顶部部分。在另一个实施例中，设计了后部64可以更远地延伸以适应所述设计和带柄水壶的操作要求。后部64可以包括帮助使用者姆指定位的部件和可以包括帮助移除整个盖子60的部件。
盖子60在轮廓中是平坦的，使得礼盒的总高度不会增加。在其它实施例或设计中，其中优选是圆顶形状的盖子，然后盖子可以被设计使得当器具处于礼盒中时盖子可以被定位在水壶主体30内。
第三模制塑料部件是用作器具的用户施加作用的开关致动器70。在器具的装配过程中，致动器70将被直接安装在控制装置80上。致动器70的后部部分将被定位在狭槽38的内部，使得当致动器70处于‘开’或‘关’的任一个位置上时，不能通过狭槽38看到器具的内部。致动器70的后部部分可以具有颜色或纹理，从而例如当致动器82处于‘开’位置上时用于指示。
第四部件是整体的无绳基座50，该无绳基座将容纳本申请的申请人的CS21型无绳连接器95。用于安装CS21的指南在工业上是公知的，并且允许利用两个螺钉将CS21安装到整体的基座组件中，使得完成的组件可以满足抓握绳索和拉绳索的最相关的国际标准的要求。此外，还设置有与器具主体30中的狭槽40相对应的装饰盖子51。图3d示出了如何可以利用一个设备模制器具主体的全部特征。用于储存器部分34的芯部101将向上移动。这种芯部可以包括用于元件孔口 41的侧部作用部分(还称为滑动芯部)。分别用于蒸汽、控制装置和后盖部件34、35和36的芯部102将向下作用并可以包括用于形成部件38、39和40的一个或多个侧部作用部件。用于手柄33的芯部被分成两个；第一芯部103向上移动，而第二芯部104向外移动。在更简化设计的手柄中，能够将两个芯部103和104组合成向上和向外移动的一个芯部。在另一个实施例(未不出)中，在沿向上的方向缩回所述设备的情况下，能够将手柄33的垂直部分形成为与‘C’形横截面相反的管状横截面。在这种情况下，盖子60的后部64可以被构造成封闭手柄的水平部分。
图3e图示了一种替换配置，其中使用附加的小盖子，使得更容易接入用于装配的控制装置。用于控制装置80的底部螺钉可以在盖子48和顶部两个螺钉被安装之前安装通过盖子48，使得当螺钉被拧紧时，螺钉将盖子48紧固到控制装置80并且将控制装置80紧固到元件21。可能有热传递从元件21通过螺钉并进入到盖子48中的问题，但是这些可以通过附加的绝缘装置缓和，或可替代的通过结合低传导性的材料制造的元件而缓和。如果需要，盖子可以包括用于开关致动器70的枢转点(未示出)。用于螺钉的接入部39可以通过标签或商标75覆盖。
在来源于远东的欧式产品中，运输费用是主要成本，并且第一实施例的形状已经被优化以减少礼盒的立方体积。
图4显示用于第一实施例的礼盒形状的平面图。说明假定整个带柄水壶被定位在礼盒内的无绳基座上。
尺寸A是136毫米；
尺寸B是207毫米；
高度是222毫米。
通过上述尺寸，能够在40尺的集装箱内装配超过8，700的盒子，其增加超过当前容纳最大量的大约18%。
第二实施例
第二实施例的带柄水壶器具具有圆形形状，并且每一个部分都被优化，使得当被装配后，整个器具的横截面减少以允许较小的礼盒尺寸。
第二实施例在图5a到5c中被图示，并且具有与第一实施例相似的功能，包括相同的元件21、控制组件80和无绳连接器95。多个塑料模制部件还具有共用的特征，并且与第一实施例相比，以下的说明将集中于第二实施例的新特征。
带柄水壶由五个模制部件组成
第一模制塑料部件是水壶主体30。这种形状和模制设备设计比第一实施例更传统，但是包括由半透明或透明塑料形成的储存器的整个后部部分49的附加特征，该后部部分夹物模压到储存器部分34中。这种后部部分49用作可视的水窗47，该水窗可以从器具的两侧被观察。蒸汽管35还形成在后部部分49内。如第一实施例，设备可以为夹物模压后部部分49而适应不同形状，或可替代的，主体可以由半透明或透明材料模制。
第二模制塑料部件是后盖46，后盖46还包括用于开关致动器的手柄和狭槽38。狭槽38周围的区域将包括用以连接开关致动器的枢转点(未示出)。意图是后盖46将包括棘爪配合(未示出)和/或其它塑料固定配置，用以将后盖46紧固到水壶主体30。为了 额外的安全(未示出)，对于后盖46，能够通过两个顶部螺钉以与如图3e所示的盖子48 —样的方式将后盖46被紧固到控制装置80。当连接到水壶主体时，后盖作用以隐藏后部部分49的中心部分，使得两个外部平面能够在带柄水壶的作为水窗47的两侧上可见。如果主体30由半透明或透明材料模制，则后组件46仍可以由不透明材料模制，以便限定器具的形状。在这种情况下，后部部分46可以在水壶主体周围例如以某一角度更远地延伸，以适应器具的设计需要。
第三模制塑料部件是盖子60。如图所示，这不包括手柄盖组件64，但是在另一个实施例中可以包括这种手柄盖组件。
第四模制塑料部件是用户致动器70，如图所示，这种开关包括凸起部71，使得致动器70可以围绕包含在后盖46中的枢转点(未不出)旋转。
第五模制塑料部件是整体的无绳基座50。
图5d说明了器具主体30和后盖46的全部特征如何被模制。
设备设计假定主体30将被模制成整体部分而没有夹物模压的后部部分49。用于储存器部分34的芯部101将向上移动。这种芯部可以包括用于元件孔口 41的侧部作用部分。蒸汽管和后芯部106将向外移动并且可以包括用于元件孔口 41的侧部作为芯部101的侧部作用部分的可选例。
后盖部分46还将包括两个芯部。第一芯部105将形成整个手柄33并将沿圆周运动缩回。在另一个实施例中，手柄的顶部部分的旋转芯部可以被截短并且相应的部分64被增加到盖子60的后部以封闭手柄的顶部。第二芯部107将侧向移动，并且在这种情况下，将形成用于开关致动器38的接入部。
图6显示用于第二实施例的礼盒形状的平面图。说明假定整个带柄水壶被定位在礼盒内的无绳基座上。
尺寸A是143毫米。
尺寸B是184毫米。
高度是224毫米。
根据以上尺寸，能够在40尺的集装箱内装配超过9，200个盒子，增加超过目前容纳最大量的大约24%。改进超过第一实施例是因为圆形水壶比椭圆形水壶具有更多的空间效率。
第三实施例[0112]已经详述了通过减少盒子器具的尺寸节省运输成本。如果无绳基座定位在带柄水壶的下方，则无绳基座可以是盒子体积的多达10%。减少无绳基座的影响的一种方法是将该基座设置于带柄水壶的内部，然而这具有两个主要问题
i)被设计成能装配在圆形水壶下方的基座不总能够装配在水壶主体内部，因此水壶主体需要被制成更大，这样不利于节省空间。可选地，能够将椭圆形基座装配到椭圆形水壶中，然而，可以从第一和第二实施例中看出，圆形水壶比椭圆形水壶具有更大的空间效率，因此设计具有椭圆空间的水壶以便允许无绳基座装配在水壶内可以认为是有生产价值的。
ii)在过去已经具有市场返修的情况，其中顾客不能看见礼盒内的无绳基座并且为此退回水壶。而这可以出现小问题，实际上接收和处理退回产品的成本不得不成为总成本结构的因子，并且尤其重要的是，当利润较低时，如果开始导致市场退修，会因此失去运输成本方面的节省。用于礼盒中的无绳基座的可选位置可以为图4和图6中的V形区域54，然而，可用空间对于与水壶的底部一样宽的基座来说是勉强的。
如图5e所示的第三实施例详述了减小尺寸的无绳基座52，该无绳基座配合在器具的控制装置80的无绳入口 94正下方的后部部分。如图所示的减小尺寸的无绳基座52将足够小以定位在图4和6的区域标记54内的盒子中。在该实施例中，无绳基座52具有小于水壶主体30的底部覆盖区尺寸的底部覆盖区尺寸。
水壶主体30的垂直剖面图可以被修改以形成无绳基座52的前部部分周围的贮槽，使得主体30的总高度可以在高度上减少。
无绳基座52的尺寸可以被进一步减少，使得整个无绳基座52和连接器95可以装配在后盖组件46内，在这种情况下，水壶主体30将直接位于工作表面上。
减小尺寸的基座可以对操作面的运动敏感，并且包括橡胶支脚或可能的‘吸入器’以避免这个问题。此外，可能有附加的界面连接部件，该界面连接部件例如连接到开关致动器，该开关致动器通过连接器入口 94与连接器95正对准或闭锁连接器95，然后当水壶需要从无绳基座被去除时释放连接。
连接器95和器具仅通过这个实施例用于说明目的，该实施例适用于所有的连接器类型，而器具形状包括360度连接器，例如本申请的申请人的CS4和CS7类型。
用于第三实施例的盒子尺寸将小于第二实施例的大约3%，这将导致增加的300个盒子，总计9，500个盒子可以在40尺的集装箱中被运输。
优化元件结构
已经说明了，可以通过构造元件在元件的材料成本方面节省费用，使得冷端9被定位在返热部分4的下方。
浸没式元件的重要的安全问题是确保当护套I的一部分位于水位上方时同时返热部分4位于水位下方时，防止返热部分4上方(当带柄水壶处于设定在工作表面上的直立位置时)的护套I的任何部分过热。例如如果器具不被填充到正确水平，则会出现这种异常情况。
图7a到7f分别是蝴蝶形和螺旋形元件中的冷销7的长度的示意图。
图7a图示了结构中的蝴蝶形元件20，其中返热部分4位于护套I进入凸缘2的点的下方。
图7c图示了结构中的蝴蝶形元件22，其中返热部分4位于护套I进入凸缘2的点的上方。
图7b是图7a和7c的示意性平面图。
图7d图示了结构中的螺旋形元件21，其中返热部分4位于护套I进入凸缘2的点的下方。
图7f图示了结构中的螺旋形元件2 3，其中返热部分4位于护套I进入凸缘2的点的上方。
图7e是图7d和7f的示意性平面图。
如图7a到7f所示，冷销7的长度尺寸被表示用于每一个不同的结构。如图所示，从凸缘2的湿侧的点(护套I在此点进入凸缘2)到冷销7与电阻线(未示出)相交的点测量尺寸X，Y和Z。
在图7a和7b中，尺寸Y是用于蝴蝶形元件20的冷销7的长度，其中返热部分4位于护套I进入凸缘2的点的下方。
在图7d和7e中，尺寸X和Y是用于螺旋形元件21的冷销7的长度，其中返热部分4位于护套I进入凸缘2的点的下方。
在图7c和7f中，尺寸Z是用于蝴蝶形22和螺旋形23元件的冷销7的长度，其中返热部分4位于护套I进入凸缘2的点的上方。
本领域的技术人员将认识到，虽然可以预期尺寸X和Y对于由例如铜的任何高传导性材料或由例如不锈钢的低传导性材料制造的相同功率的元件来说是相同的，但是事实并非如此。
这主要有两个主要原因
I)元件的载荷(功率密度)
2)在异常情况中达到的温度水平，和在元件护套将破裂时达到的温度附近。
利用铜护套元件，元件的载荷比利用不锈钢的元件的载荷更低，并且更高传导性的材料帮助散失水上方的任何有效部分所增加的热。水的冷却或散热效果通过更高传导性的材料传送，这帮助保持护套的整体温度在临界水平之下。
制造商了解这种现象并且在工业中已经了解到使铜护套元件中的尺寸X和Y最小化。基本上这利用相同的元件形状被实现，元件形状因此有效地加长工作长度。冷销7的材料成本比电阻线的成本更高，因此具有两个益处一个是减少材料成本，而另一个是降低功率密度。更多的制造商越缩短冷销7，元件破裂的危险就越高。为此，假定用于铜护套元件的冷销长度将比用于不锈钢元件的冷销长度短20毫米。
具有不锈钢护套元件的载荷更高，这表示元件以更高温度运转。低传导性表示几乎没有热沿元件护套I的长度被散失，并且水的散热效果被降低。如果护套I的在水位上方的小部分是有效的或处于工作状态，则护套I将迅速过热到临界水平并且可以破裂。制造商也了解这种情况，并且冷销7基本上完全符合尺寸X和Y。
尺寸Z对于铜和不锈钢元件将相似，因为护套I的有效部分在返热部分4的下方，因此该有效部分永远不能在返热部分4被浸没的同时被暴露。
表I基于图7a到7c和7d到7f所示的尺寸。如图7b和7e所示，在每一个元件中具有两个冷销，并且这些冷销被单独测量。如本领域技术人员将认识的，这些尺寸可以根据‘情况’改变并且具有成比例的益处。
表I
权利要求
1.一种浸没式元件无绳水加热器具，包括连接到集成控制装置的加热元件和四个模制部件 主体模制部件； 用于能够移动地连接到主体模制部件的盖子模制部件； 连接到所述集成控制装置的开关致动器模制部件；和 基座模制部件，所述基座模制部件容纳用于电连接到所述集成控制装置的无绳连接器。
2.根据权利要求
I所述的器具，其特征在于，所述主体模制部件包括壶嘴部分、手柄部分、储存器部分、蒸汽管部分、控制装置部分和后盖部分。
3.根据权利要求
2所述的器具，其特征在于，所述手柄部分具有C形横截面轮廓。
4.根据权利要求
I所述的器具，其特征在于，所述开关致动器模制部件通过所述主体模制部件中的狭槽连接到所述集成控制装置。
5.一种浸没式元件无绳水加热器具，包括连接到集成控制装置的加热元件和五个模制部件 主体模制部件； 用于能够移动地连接到主体模制部件的盖子模制部件； 连接到所述集成控制装置的开关致动器模制部件； 后盖模制部件，所述后盖模制部件包括手柄和用于容纳所述开关致动器模制部件的狭槽；和 基座模制部件，所述基座模制部件容纳用于电连接到所述集成控制装置的无绳连接器。
6.根据权利要求
5所述的器具，其特征在于，所述主体模制部件包括壶嘴部分、储存器部分、蒸汽管部分和控制装置部分。
7.根据权利要求
I或5所述的器具，其特征在于，所述盖子模制部件包括一体式模制网。
8.根据权利要求
I或5所述的器具，其特征在于，所述模制部件被设置以在没有附加的固定机构的情况下被装配在一起。
9.根据权利要求
8所述的器具，其特征在于，所述模制部件被设置以通过卡扣配合被装配在一起。
10.根据权利要求
I或5所述的器具，其特征在于，所述加热元件通过至少一个螺钉连接到所述集成控制装置，所述无绳连接器通过至少一个螺钉连接到所述基座模制部件。
11.根据权利要求
8所述的器具，其特征在于，所述加热元件在不使用螺钉的情况下连接到所述集成控制装置。
12.根据权利要求
5所述的器具，其特征在于，所述主体模制部件包括由半透明或透明塑料形成的水窗口部分，所述水窗口部分夹物模压到所述主体模制部件中，以及，所述水窗口部分由所述后盖模制部件部分地覆盖以形成两个水窗口部分。
13.根据权利要求
I或5所述的器具，其特征在于，所述部件的尺寸和轮廓被最小化。
14.一种浸没式元件无绳水加热器具，所述浸没式元件无绳水加热器具包括主体； 手柄；以及用于能够移动地连接到所述主体的盖子；当所述盖子定位在所述主体上时，所述盖子形成所述手柄的部分。
15.根据权利要求
14所述的器具，其特征在于，所述手柄包括管状水平部分，以及，所述盖子包括可操作以封闭所述手柄的所述管状水平部分的细长部分。
16.根据权利要求
14或15的器具，其特征在于，所述盖子包括一体式模制网式过滤器。
17.一种浸没式元件无绳水加热器具，所述浸没式元件无绳水加热器具包括 加热元件，所述加热元件连接到集成控制装置；和 用于容纳所述加热元件和集成控制装置的主体，所述主体包括活动盖部分，所述活动盖部分用于当所述集成控制装置被容纳在所述主体中时允许接近所述集成控制装置； 所述活动盖部分能够通过至少一个螺钉连接到所述集成控制装置，和 所述集成控制装置能够通过所述至少一个螺钉连接到所述加热元件。
18.—种水加热器具，所述水加热器具包括 加热元件，所述加热元件连接到集成控制装置； 主体，所述主体容纳所述加热元件和集成控制装置；和 基座部件，所述基座部件容纳用于电连接到所述集成控制装置的无绳连接器， 所述基座部件具有小于所述主体的底部覆盖区尺寸的底部覆盖区尺寸，和 所述主体的垂直横截面适于形成所述基座部件周围的贮槽。
19.一种电子器具，所述电子器具包括 电子部件，所述电子部件连接到集成控制装置； 主体，所述主体容纳所述电子部件和集成控制装置； 辅助部件，所述辅助部件连接到所述主体；和 基座部件，所述基座部件容纳用于电连接到所述集成控制装置的无绳连接器， 所述基座部件具有小于所述主体的底部覆盖区尺寸的底部覆盖区尺寸，使得所述基座部件能够装配在所述辅助部件内。
20.根据权利要求
19所述的器具，其特征在于，在使用中，当所述基座部件被装配在所述辅助部件内时，所述器具的主体通过表面直接支撑。
21.根据权利要求
19或20的器具，其特征在于，所述辅助部件是用于所述主体的后盖并包括手柄部分。
22.一种用于水加热器具的集成控制装置组件，所述集成控制装置组件包括控制元件、双金属主保护装置和熔断保险丝辅助保护装置，所述熔断保险丝辅助保护装置与水加热器具的加热元件通过界面或接口连接，所述加热元件包括能够连接到水加热器具的凸缘的护套部分，并且，所述加热元件的返热部分与护套进入凸缘的点同水平定位或定位在护套进入凸缘的所述点的上方。
23.根据权利要求
22所述的集成控制装置组件，所述集成控制装置组件能够操纵3000瓦。
24.根据权利要求
22或23所述的集成控制装置组件，其特征在于，所述集成控制装置通过一个或多个固定手段固定到所述加热元件，所述固定装置包括卡口型固定件、螺栓或螺钉型固定设备、扭转型连接装置和/或棘爪型装配件。
25.根据权利要求
22所述的集成控制装置组件，还包括密封件，所述密封件设置在所述加热元件和所述控制元件之间。
26.一种用于水加热器具的加热元件，包括护套部分，所述护套部分能够连接到水加热器具的凸缘；和返热部分，所述返热部分与护套进入凸缘的点同水平定位或定位在所述点上方，所述凸缘包括细长凹座，所述返热部分沿所述细长凹座定位。
27.根据权利要求
26所述的加热元件，其特征在于，所述元件由低传导性材料制成。
28.根据权利要求
27所述的加热元件，其特征在于，所述元件由不锈钢制成。
29.根据权利要求
26所述的加热元件，其特征在于，所述细长凹座的长度在5毫米和35毫米之间。
30.根据权利要求
26所述的加热元件，其特征在于，所述细长凹座的宽度在2毫米和10毫米之间。
31.根据权利要求
26所述的加热元件，其特征在于，所述细长凹座的深度在I毫米和5毫米之间。
32.根据权利要求
26所述的加热元件，其特征在于，所述细长凹座面向朝向水加热器具的控制元件的方向，以便形成用于所述返热部分的凹部。
33.根据权利要求
26所述的加热元件，其特征在于，所述细长凹座面向远离水加热器具的控制元件的方向，以便形成用于所述返热部分的细长平台。
34.根据权利要求
26所述的加热元件，其特征在于，所述加热元件的所述护套部分的至少一部分通过激光焊接的方式连接到所述加热元件的所述凸缘。
35.根据权利要求
26所述的加热元件，其特征在于，所述元件能够操纵3000瓦。
36.根据权利要求
26所述的加热元件，还包括冷销构件，所述冷销构件定位在连接到凸缘的所述护套的端部内并从电连接点延伸直到形成护套的加热部分的电阻线。
37.根据权利要求
36所述的加热元件，其特征在于，所述冷销构件在湿侧的长度尺寸在5毫米和30毫米之间。
38.根据权利要求
37所述的加热元件，其特征在于，从凸缘的湿侧的护套进入凸缘的点到护套内的冷销的端部测量所述长度尺寸。
39.一种用于水加热器具的加热元件，所述加热元件包括护套部分，所述护套部分能够连接到水加热器具的凸缘；和返热部分，当所述器具处于使用中时，所述返热部分与护套进入凸缘的点同水平定位或在护套进入凸缘的所述点的上方，所述加热元件包括冷销部分，所述冷销部分的长度在5毫米和30毫米之间。
40.根据权利要求
39所述的加热元件，其特征在于，所述冷销部分的长度为15毫米。
41.根据权利要求
26或39所述的加热元件，还包括导热套筒，所述导热套筒被定位在元件护套中，以便从所述元件护套的电阻线的区域向元件凸缘的干侧传递热，从而影响感测装置的反应时间。
42.根据权利要求
41所述的加热元件，其特征在于，所述导热套筒是管状的。
43.根据权利要求
41所述的加热元件，其特征在于，所述导热套筒包括一个或多个圆形导热构件。
44.根据权利要求
41所述的加热元件，其特征在于，所述导热套筒沿所述凸缘的干侧水平和/或垂直延伸。
45.根据权利要求
41所述的加热元件，其特征在于，所述导热套筒接近于所述感测装置延伸或与所述感测装置接触。
46.一种用于水加热器具的集成控制装置组件，包括控制元件、根据权利要求
26或39所述的加热元件、和双金属主保护装置和与所述加热元件通过界面或接口连接的熔断保险丝辅助保护装置。
47.一种用于电气器具控制元件和无绳连接器之间的连接点的连接装置，用具有低熔点的材料涂敷所述连接点中的一个或两个，该材料熔化并形成低阻连接。
48.根据权利要求
47所述的连接装置，其特征在于，所述材料的熔点在225°和325°之间。
49.根据权利要求
48所述的连接装置，其特征在于，所述材料是锡或锡合金。
50.根据权利要求
47所述的连接装置，其特征在于，所述材料是低共熔合金。
51.根据权利要求
47所述的连接装置，其特征在于，涂层厚度在I微米和15微米之间。
52.—种用于水加热器具的安全开关机构,包括 用于连接和断开来自控制装置的电力的开关装置； 第一开关致动器； 第二开关致动器； 用于与所述第一开关致动器、所述第二开关致动器和所述开关装置接合的中间开关致动器， 所述中间开关致动器能够被操作以围绕枢转点枢转，并且能够被操作以响应于从所述第一开关致动器在所述中间开关致动器的一端施加的第一作用力和独立地响应于从所述第二开关致动器施加的第二作用力与所述开关装置接合和分离，或者所述中间开关致动器能够被操作以响应于从所述第一开关致动器在所述中间开关致动器的一端施加的第一作用力和独立地响应于从所述第二开关致动器施加的第二作用力而围绕枢转点枢转并且与所述开关装置接合和分离。
53.根据权利要求
52所述的安全开关机构，其特征在于，所述中间开关致动器和第二开关致动器被设置以独立地作用在所述开关装置上。
54.根据权利要求
52或53所述的安全开关机构，其特征在于，所述第一开关致动器包括干燥煮沸推杆或干煮推杆。
55.根据权利要求
52或53的安全开关机构，其特征在于，所述第二开关致动器包括蒸汽开关致动器。
56.根据权利要求
I所述的水加热器具，所述水加热器具具有根据权利要求
22或46所述的控制装置组件。
57.根据权利要求
I所述的水加热器具，所述水加热器具具有根据权利要求
26或39所述的加热元件。
58.一种水加热器具，所述水加热器具具有根据权利要求
22所述的控制装置组件和根据权利要求
26或39所述的加热元件。
59.根据权利要求
56所述的水加热器具，还包括根据权利要求
52所述的安全开关机构。
专利摘要
一种用于水加热器具的加热元件，包括护套部分，所述护套部分连接到水加热器具的凸缘；和返热部分，所述返热部分与护套进入凸缘的点同水平定位或定位在所述点上方，所述凸缘包括细长凹座，所述返热部分沿所述细长凹座定位。
文档编号A47J27/21GKCN202636611SQ201090001225
公开日2013年1月2日 申请日期2010年7月29日
发明者罗伯特·亨利·海德菲尔德, 马歇尔·克林森, 保罗·邦迪, 彼得·赫兰·莱特, 安德鲁·亨特 申请人:翱泰温控器(深圳)有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan