液体加热容器的制作方法

专利名称:液体加热容器的制作方法
本发明涉及液体加热容器以及这种容器的控制，具体地说，但不是局限于此，本发明涉及的是水加热容器以及这种容器的控制，这种容器用于煮沸水，然后再将水维持在预定温度。
这种容器在远东地区特别普及，在该地区供应的水不很清洁，也可以说氯含量很高，所以要求将水煮沸很常时间(通常超过1分钟)，以便对水杀菌和除味。将沸腾以后的水保持在比较高的温度，通常保持在90℃左右。另外，例如要是将水放置了一段时间或是在容器中加入了生水，则需要重新煮沸容器中的水。一般来讲，容器基本全部密封，而且有一个装有泵的盖，在空气压力的作用下，泵将容器中的水放出，而不需要打开容器的盖。因此，这种容器通常称作“气瓶”，从广义上来讲，该词在本申请中是指具有电加热设备和将加热后的水泵出容器的设备的液体加热容器。
传统上的气瓶具有两个独立的受到控制的加热元件，其中一个用于煮水，其额定功率一般为700w左右，另一个加热元件用于对开水保温，其额定功率一般为70w左右。分别对这些元件进行控制，通常将它们做成盘缠绕和固定在容器壁下部或将它们固定到容器底部的带状结构。
虽然这种具有小功率煮沸元件的气瓶可以有一定的用途，但是为了使水沸腾需要花费很长时间，这意味着如果需要的话不会很快得到热水。本发明的第一方面旨在提供一种可以用两倍或两倍以上的速率将水加热的液体加热容器。
所以，根据第一方面，本发明提供的液体加热容器具有电加热设备，所述电加热设备有一个大功率设置和一个小功率设置(power setting)，并有一个可以使用户选择所述大功率设置的控制设备。
因此，首先本发明可以让用户选择是想要慢慢煮水还是快速煮水。因而对于正常运行来讲，用户可以在小功率，例如500-700w的功率下得到想要的热水，如果很快需要水，则可以选择大功率设置，例如1600-2000w的功率。
尽管可以将控制设备安排成可以让用户选择小功率设置或大功率设置，但是最好将控制设备安排成使加热设备不进行小功率设置，提供这样的设备就可以使用户优先选择大功率设置。
如上所述，气瓶的设计应使水能够长时间沸腾，以便杀菌或除味。在现有的气瓶设计中，运行功率为700W左右，长时间沸腾产生的蒸汽通过汽孔从容器排出。由于加热功率较小，所有产生的蒸汽量不多。但是，上面讨论的大功率会引起一些特殊的问题。
首先，气瓶会出现噪声，在水加热时，还有在长时间沸腾期间特别容易出现噪声。其次，因为不需要用大功率将水维持在沸腾状态，所以激烈沸腾连续超过一分多钟时，就会有大量的能量损失。显然，这是不理想的。第三，然而也是更重要的就是会产生大量的蒸汽。这不仅会有大量蒸汽释放到房间内，引起冷凝液和产生大量水汽，而且蒸汽不会很快地从容器中放出，这样造成容器内的压力增高。即使将容器盖打开，或者在将容器中的液体放出时，由于排放是在高压下进行，所以会非常危险，这样很容易将开水溅到用户身上。
本发明还在于消除这些问题，所以根据第二方面，提供的液体加热容器具有电加热设备，所述电加热设备具有一个大功率设置和一个小功率设置，并有控制设备，所述控制设备包括用于检测容器中的液体沸腾状况的检测设备，以及响应沸腾检测设备的响应设备，一旦容器中的液体沸腾时，该响应设备将加热设备的大功率设置转换成小功率设置，从而在检测到沸腾以后，可以使液体在小功率设置下继续沸腾预定的一段时间。
在这一方面，本发明还提供了一种具有电加热设备的液体加热容器的控制器，控制器包括检测容器内的液体沸腾状况的检测设备，以及响应沸腾检测设备的响应设备，一旦容器中的液体沸腾时，该响应设备将加热设备的大功率设置转换成小功率设置，从而在检测到沸腾以后，可以使液体继续沸腾预定的一段时间。
所以，根据本发明的这一方面，当容器中的液体沸腾时，加热设备自动从大功率设置转换到小功率设置，从而可以在非常小的功率下继续沸腾。因此本发明可以使液体快速沸腾，同时让液体在小功率下继续沸腾，这种小功率足以使液体保持沸腾，但不会引起上述问题。
小功率设置最好小于或等于大功率设置的1/2，更优选的是小于或等于1/4。例如，大功率设置可以是2kw，小功率设置为500w。在容器中的液体经过2kw功率加热烧开以后，500w的功率仍可以将液体保持在沸腾状态，而不会象运行功率为700w的传统气瓶那样消耗大量能量。
可以将加热设备做成各自完全独立的加热元件，这些加热元件通过转换设备接通或断开，但是，加热设备最好包括一系列串接的元件组。通过“拾取”大功率元件组就可以实现大功率设置，而通过将小电阻元件与大功率电导组串接就可以得到小功率设置。然而，加热设备最好包括若干组通过转换设备选择串联或并联方式的元件组，从而实现功率调定变化。例如，如果两组加热元件的额定功率均为1kw，则将它们并联时的功率为2kw，而将它们串联时的功率为500w。
加热设备可以为任何合适的形状，例如传统的固定到容器基体下侧上的包套加热元件。但是，加热设备最好是常说的厚膜加热器。这类厚膜加热器通常包括一个电绝缘层，该绝缘层设置在一块平基片上，该基片上涂有电阻加热印制线，更具体地说在基片上印制有电阻加热电导线。基片可以是容器基体的组成部分，但最好是分开的构件，使该基片靠近容器底部的开口。WO97/04694已经提出过在气瓶中使用这类加热器，例如在WO96/17496中描述了这种加热器的实施例以及加热器的制备方法。
利用厚膜加热器，可以使电连接机构直接转换变成电导线的端部触点。可以将端部触点简单地做成镀银的接触垫，最好将独立的接触件连接到该电导线(track)上，例如在烧制电导线期间对其进行连接。这样，就可以使电导线与该接触件具有非常好的电接触，该接触件与电导线的结合面积比其直接与电导线或与垫接触时的大许多。这种设置已在GB9703224.7中作过描述。
因此，转换设备最好有选择地动作，以便升起触点或将触点降落到电导线元件的端部触点上。最好将这些触点装在片簧上，片簧通过各自的杠杆臂运动，而杠杆臂根据沸腾检测设备的动作而动作。最好将杠杆臂设置在单一杠杆件的杠杆枢轴的相反两侧，以便在杠杆件动作时，一个杠杆臂升起，切断与加热器电导线的连接，例如断开电导线之间的并联连接，另一个杠杆臂降落实现另一个连接，例如使电导线实现串联连接。杠杆件为双稳态时则更为有利，在具有外力作用以前，该杠杆件保持在其两个位置。
如上所述，在运行过程中，沸腾以后加热设备最好不进行小功率设置。所以，在沸腾以后，杠杆臂最好恢复到它们的小功率位置，设置一个重调设备，从而在需要大功率时，使臂回到大功率位置。
可以将沸腾检测设备做成许多形式。例如，它可以包括一个能够合适地安装在容器中或来自容器的蒸汽流路中的蒸汽响应转换器。但是它最好包括一个双金属致动器，该致动器与加热器板底上的小容积槽具有良好的热接触。该槽盛装的液体量较少，在液体沸腾以前，该槽所盛装的液体的温度赶不上容器中的主要液体的温度，液体沸腾时，槽中的液体通过对流和湍流排出该槽，从而使沸腾温度下的水进入该槽。然后槽中的温度上升到沸腾温度，温度变化速率可以由与槽具有良好热接触的致动器(例如双金属致动器)检测。这种形式的沸腾检测设备是对WO97/04694所用的检测设备的改进，在该文献中，致动器与槽离得很远，其目的是为了向系统引进一个延迟时间，这在GB9702373.4的专利申请中作了概括性描述。
这种形式的沸腾检测设备可以将沸腾检测设备及功率转换设备结合成一个紧凑的联合单元，由此使成本减少。所以在一个优选实施例中，将沸腾检测设备的致动器安排成可以控制转换设备的杠杆件。简单地说，该杠杆件可以包括一个与致动器的活动部分搭接的臂，这样，当加热设备起初处于大功率设定时，通过致动器的动作就可以移动该臂，但是，当加热设备起初处于小功率设定时，致动器控制其停止运行。
当容器中的液体沸腾时，上述机构使加热设备从大功率设置转换成小功率设置。本发明的容器最好还包括可以使容器中的液体长时间沸腾或短时间沸腾的设备。在优选实施例中，由于具有第一和第二个热敏致动器，所以就能完成上述任务，上述两个致动器在容器中的水沸腾以后，它们的运行时间不同，一旦需要长时间沸腾，还有一个使致动器运行速度最快的停止运行的设备。这本身就是一种新的设置，所以根据另一方面，本发明在液体加热容器中或为该液体加热容器提供了一种控制器，所述控制器可以使容器中的液体长时间或短时间沸腾，该控制器包括用于检测容器中液体是否沸腾的检测设备，在沸腾以后，该检测设备检测在第一预定时间内运行的第一热敏致动器，以便断开一组触点，从而不再继续沸腾，以及在沸腾以后，检测在第二预定的长时间内运行的第二热敏致动器，以便断开一组触点，从而不再继续沸腾，该控制器还有一个设备，一旦需要长时间沸腾时，该设备就使第一热敏致动器停止运行，在上述优选实施例中，通过断开加热器电导线上的一个或多个电连接，就可以中断沸腾。
另外，在该优选实施例中，第一和第二双金属致动器与上述加热容器的槽相隔不同的传热距离，使热量到达第二个致动器的时间比到达第一个致动器的时间长。因此，第一和第二致动器可以装在导热板上的不同位置，而所述导热板与加热器的槽保持热接触。
第二个致动器运行时的温度最好与第一个致动器的相同，更理想的是在高温下运行。这些温度可以根据经验确定，温度与所需的具体沸腾时间、致动器的安装位置等有关。但是，通常使第一致动器在75℃左右的温度下运行，而使第二致动器在85℃左右的温度下运行，这样就可避免第二致动器过早运行。
为了防止部件成倍增加，使成本降低，所以第一和第二致动器运行时应开启控制器中的同一组触点。
在本发明的优选实施例中，第一致动器可以是大功率/小功率沸腾机构的致动器，所以该致动器有两个功能。这样节省很多成本，而且再一次防止了部件的成倍增加。所以，一旦需要短时间的沸腾，第一致动器的运行既能控制大/小功率杠杆件，又可以打开一组触点，使沸腾停止。
在优选实施例中，利用一个可以转动安装的臂打开触点组，当第一致动器运行时，它将该臂升起，从而将加热元件上的功率触点升起，使沸腾停止。该臂在运行过程中最好由第一致动器维持住，以便在第一致动器复位时，重新自动加热。
为了不使第一致动器的运行引起长时间的沸腾，转动安装的臂本身也可以转动地安装在一个长/短时间沸腾选择器的臂上，该臂可以在长时间沸腾位置和短时间沸腾位置之间移动。在短时间沸腾位置中，长/短时间沸腾选择器的臂所处的位置应当使第一致动器能够将枢轴安装的提升臂升起，并且使沸腾停止。而在长时间沸腾位置中，当第一致动器运行时，长/短时间沸腾选择器的臂所处的位置应当使第一致动器不对枢轴安装的提升臂起作用，而是在刚运行时，第二致动器就动作，移动选择器臂，使枢轴安装的提升臂接触到第一致动器，然后通过选择器臂的连续运动，使该安装的提升臂绕其枢轴转动。这样就提供了紧凑的结构，从而能够使两个致动器在单一的接触开口臂上运作，打开单组触点，以此再次降低成本。
本发明的液体加热容器或控制器最好还有可以使容器中的液体在沸腾以后保持在沸点以下的给定温度的设备。所以，在上述优选实施例中，长时间沸腾/短时间沸腾致动器在运行时可以自动地将加热设备转换到慢煮模式。为此，加热设备可以包括一个独立的慢煮元件，在容器处于慢煮模式时，给该慢煮元件通电。然而，正如我们的早期专利申请WO97/04694中所描述的那样，慢煮元件(通常其额定功率不大于70w)的设置最好能使其在容器的慢煮模式期间与主加热元件串接。因此，在上述优选实施例中，打开沸腾触点就使全部三组加热电导线串接在一起。
慢煮电导线的设置最好应该能够在主加热电导线加热或煮沸水时使慢煮元件断开。
本发明的优选控制方法的设置为当容器停止工作，容器中的液体基本冷下来时，比方说整个晚上的情况，或者说如果给容器中添加冷水时，则在第一致动器降到其重新设定的温度以下之前，尽可能使加热设备保持在慢煮模式。但是，为了能够在任何时间都能重新煮沸液体，所以最好提供一个重新煮沸机构。该机构最好包括一个作用于第一致动器的重设件，将该第一致动器推回到其初始运行位置，由此使沸腾触点重新接触，从而重新煮沸容器中的液体。
当处于慢煮模式时，主要通过慢煮控制器控制加热设备，该慢煮控制器直接检测容器中的液体温度，例如通过检测加热器的温度。所以可以提供一个与容器底热接触非常好的热敏致动器，该致动器有选择地打开或闭合一组触点，从而接通或断开慢煮元件的电源。所提供的慢煮控制器最好为预先组装好的和预先标定好的控制器单元，然后再将该单元装到主加热器本体上。慢煮控制单元最好有一个直接与慢煮电导线的热触点接触的触点，安装的慢煮控制单元最好是一个加载于加热器的弹簧，使其与加热器具有良好的热电接触。弹簧最好由一些片簧构成，其中一个片簧与主控制器本体的一个触点啮合，这样。当慢煮控制单元装到控制器本体上时，它就自动地与电源线路相连。
慢煮控制器最好是可调的，这样，在沸腾以后，用户可以改变液体的温度，以适应其最终的用途。在优选实施例中，慢煮控制单元包括一个具有卡口作用的双金属致动器，该致动器包括一个大体为矩形的双金属叶片，叶片上有一个限定一个舌片的切口，一个可以与固定触点啮合的活动触点安装在该舌片上。就象传统方法一样，在加工时，使所述叶片的顶部稍微圆一些，这样就可以对该叶片加应力，因而在运行中，该叶片随卡口的作用而移动。将叶片固定支承在绝缘壳体的一端，该端例如通过导热元件(例如铜)与加热器进行良好的热接触，从而一旦到达预定温度时，随着卡口的动作，致动器就会改变它的曲度，使活动触点移动，离开所述的固定触点，由此切断供给慢煮元件的电源。
通过改变双金属致动器的初始曲度就可以改变慢煮控制单元的工作温度。在优选实施例中，通过使上下支承端的边缘区域移离它们的中间位置可实现上述目的。这最好通过将侧缘弹性偏压到一个调节件上来完成。通过弹性偏压，可以使侧缘偏离它们的中间位置，同时对调节件提供恢复力。这种装置已经被认为是具有优点的新装置，所以，根据另一方面，本发明提供了一种热敏控制单元，该单元包括一个大体为矩形的具有卡口作用的双金属致动器，该致动器上有一个用于限定一个从第一横缘开始延伸的舌片的U型切口，两个侧缘以及在舌片顶外连接所述侧缘的第二横缘，装有一个活动电触点的舌片，通过第二横缘安装在壳体内的致动器，作用在第二横缘的侧部区域的一个面上的弹性偏压设备，作用在所述侧部区域的另一个与所述偏压设备对着的那一面上的活动调节件。
调节件上最好装有可枢轴安装的动杠杆臂。所述杠杆臂最好是L型，臂的一端作用在致动器上，利用合适的设备，例如用调节螺杆移动该臂的另一端。杠杆臂最好能够安装成偏压设备使杠杆臂对着调节设备绕枢轴转动，而且进入其枢轴座。
一旦容器中在干烧或容器中没有液体时仍然通电，则容器中的加热器就会严重过热。为了解决这个问题，最好在控制器中装一个过热保护设备(下面叫做保护设备上的干燥开关)。保护设备的干燥开关最好包括一个热敏致动器，该热敏致动器设置在主控制器本体的一侧上，以便紧靠加热器的一部分。最好该致动器稍带一些弹性加载地紧靠加热器，以便可以承受热变形，并且确保与电导线具有良好的热接触。最好利用不锈钢片簧实现这种弹性接触，该片簧最好能够避免热量从致动器传导出来，由此保证其快速运行。
保护致动器的干燥开关的运行最好能将电导线上的各有关电连接升起，为的是完全切断元件上的电源。在上述具有加热电导线的装置中，根据是需要大功率还是小功率，确定是将这些电导线进行并联设置还是串联设置，为了将各个电导线的各端上的电触点升起，可以使过热保护设备运行，从而不论加热器是处于大功率还是小功率，均使加热器停止运行。这本身就是一种新的结构，因而根据另一方面，本发明提供了一种液体加热容器，该容器具有第一和第二厚膜加热电导线，使各个电连接有选择地成为各个电导线的端部接触，从而至少两种方式向电导线供电，该容器还有一个过热保护加热设备，如果要求加热器不工作，则不论各个加热器电导线状态如何，该设备运行时就切断这些电导线上的电连接。
如上所述，最好直接对电导线上进行连接，从而可以使触点升起以切断连接。如上所述，各组电导线最好进行串联或串/并联连接。
最方便的设置在于使各组电导线上的所有连接断开。
最好将保护致动器的干燥开关设置在加热器电导线的压降较小的那一部分上。其好处在于可以使致动器上的压降最小，这样，一旦电导线的保护面釉损坏，也不会使电导线通过致动器短路。因此，电导线上最好装有一个定位的螺旋形部分，其尺寸与致动器基本类似，从而可以安放该致动器。
总的来讲，这种设置用于厚膜加热器，所以根据又一方面，本发明提供了一种厚膜加热器，该加热器包括一个厚膜加热器电导线，该电导线有一个用于安放热敏致动器的已经定位的螺旋形区域。定位的螺旋形部分最好小于电导线总长的10％，从而可以承受240v电源中的25v左右的压降。
正如我们的专利申请970322.5中所述的那样，利用银导电桥等将并联电导线长度方向的端部连接起来就可得到牢固的螺旋形电导线。这种设置基本可以使致动器的整个表面得到加热，由此使致动器的响应时间的精度提高。
保护致动器上的干燥开关最好作用于一个杠杆臂上，该杠杆臂将加热器电导线上的相关触点升起。该杠杆臂也可以受到一个对其它运行起反应的机构的作用，这些运行例如是将液体从容器中放出，也可以是打开容器的盖，从而一旦液体从容器中放出或打开容器的盖，就不再使加热设备运行。
在优选实施例中，控制单元密封地将加热器固定在塑料容器本体底部的开口中。为此，加热器有一个周边为L型的法兰，该法兰接收一个有待固定到容器底上的垫圈。容器底包括一个密封面，用一个固定设备将加热器固定到容器本体上，并且压紧垫圈。为了得到可靠的密封，要将各个密封面做成使其能在纵向和径向压紧垫圈。为了防止垫圈在受压期间硬化，最好提供一个垫圈调压设备，这样就可以使垫圈进入调压区间。从而可以确保得到充分固定，由此改进了垫圈的性能。所述垫圈调压设备最好包括一个形成于容器底的纵向密封面上的凸起肋，可以将所述垫圈绕在该肋的周围。
这种设置对于整个液体加热容器是一个很好的安装设置，所以根据另一方面，本发明提供了一种液体加热容器，该容器包括一个靠近塑料容器本体上的一个开口处的板型加热器，加热器板上有一个L型密封法兰，该法兰接收一个垫圈，容器本体有一个与垫圈啮合的密封面，该容器还包括一个板型固定设备，要将密封法兰和容器本体的各个密封面做成能在纵向和径向压紧垫圈，容器本体密封面上有可以使垫圈变形进入调压区间的设备，从而可以将该垫圈完全压紧。
最好将该板安装到控制单元上，然后将合在一起的控制/加热器单元作为一个组装体装到容器本体的底上。这种装配最好通过卡口配合来实现。控制单元上最好有一些安装凸台，这些凸台接收本体底上形成的安装台柱。其中一个凸台的定位应当满足下列条件当加热板装到容器上时，凸台靠近加热器板上形成的箍，使板不能相对于控制单元转动，由此也就不能满足控制器和加热器的各种配合特性。这对所有类型的液体加热容器来讲，也是很有利的特征，根据另一方面，本发明提供了一种液体加热容器，该容器包括一个容器本体，一个安装到容器的控制单元上的加热器板，将合在一起的控制单元/加热器板作为一个组装体装到容器的底上，该容器还包括一个一旦所述组合体装到容器上时，就可以防止加热器板相对于控制单元转动的设备。
可以用合适的与各个致动器相连的显示器设备显示本发明控制单元的各种状态。优选的显示器机构包括一个双头摇臂，根据容器的运行状态，每一个头有选择地进入或移出一对窗口中的一个窗口的视线，所述窗口装在容器的显示器板上。这种设置是一种特别有利的设置，因此，根据另一方面，本发明提供了一种液体加热容器，该容器包括一个至少有一对窗口的显示器板，所安装的绕轴转动的摇臂有两个头，每一个头有选择地进入或移出一对安装在容器的显示器板上的窗口中的一个窗口的视线，从而显示出容器的运行状态。
最好每一个摇臂头都涂有显著的颜色，例如涂有荧光涂料或贴上发光纸，从而给出窗口的光亮标记。
最好用超过中心的弹簧机构对摇臂进行偏压，使其进入它的各个位置。最好在控制器的各个致动器和显示器机构之间有一个无效运动连接器。在运行时，如果避免其它力作用在致动器上是非常有利的。最好在致动器初始运动以后将致动力传给显示器。
显然，上述发明对于气瓶式容器可以具有不同的用途。例如，对于用来加热水的某些设备，例如旅行杯，就要求能够使该设备在一种以上的电压下运行，例如美国为110V，欧洲为220V。到目前为止，还不能提供一种在两种工作电压下非常理想地进行加热的杯子。
另外还发现，在另一类少见的设备中，希望提供一种可变的加热输出，例如这种输出与加热的液体有关，或者与所需的加热速度有关。
本发明的另一方面在于提供一种加热器，该加热器可以使上述设置用简单的方法就能实现。
根据这一方面，首先本发明提供了一种液体加热容器，该容器包括至少第一和第二加热元件，以及可以选择地使所述第一和第二元件进行串联或并联连接的转换设备。
所以根据本发明的第一方面，两个(或更多)加热元件可以串联，也可以并联。这是本发明上述具体实施例中所描述的设置。当要求容器在两种电压下运行时，可以使两个元件并联连接，当在低压下运行时，提供给定的功率输出，而在串联连接时，功率输出相同或类似，功率输出与各个加热元件的具体电阻有关。如果需要两种加热功率，在相同的工作电压下，可以将元件并联起来，从而得到大功率输出，而串联时得到的是小功率输出。
各个元件的阻值最好基本相同。其好处在于不论什么连接法，组合元件的功率密度是恒定的图形，所以有均匀的加热效率。此外，在小功率的情况下，串联元件的功率密度小而均匀，适于加热油腻液体，例如汤或乳剂，而这些液体用大功率密度的元件则会烧糊。
尽管只要切断一个或多个加热电导线就可以使加热功率减小，(如上所述)但串联/并联设置的好处在于它既可以很容易减小加热功率，又可以很容易减小功率密度。例如，对于具有两个相同阻值的加热元件来讲，当从这两个元件并联连接的状态开始时，如果只是一个元件断开连接，则减少50％的加热功率，但是功率密度没有减少。然而，如果元件串联连接，加热功率和功率密度均会有75％的减少。另外，可以用任何合适的电导线，这样可导致更均匀的加热效果。所以本发明可以用简单方法减小加热功率和功率密度。
当然可以体会到，即使通过整个加热器的功率密度不均匀，只要能够减小加热功率和功率密度，则元件具有相同的阻值并不重要。
本发明主要用于将加热元件设置在加热容器底部的下侧的加热容器。这类容器已知的有两种。在第一种容器中，加热元件是传统的封装式加热元件，通常通过散热铝板或铝合金板将加热元件固定到容器底部的下侧。第二种容器是里面装有称作“厚膜”元件的元件的容器，将这种厚膜涂附(例如印制)到一个位于容器底部的绝缘层上。这两种加热元件的例子已在WO96/18331中作了描述。
本发明主要致力于厚膜元件(多于一个)的应用，可以很方便地在基片上设置加热电导线，而不需要增加大量的成本。所以根据第二方面，本发明提供的液体加热容器包括一个位于加热容器底部的下侧的厚膜加热元件，所述厚膜加热元件具有至少两个电阻加热电导线，所述容器还包括可以选择地使所述加热电导线进行串联或并联连接的转换设备。
该转换设备可以包括任何合适的机构。例如，可以将各个加热电导线的端部永久的与一个独立的转换单元连接。但是，电导线端部本身最好形成转换设备的一部分。因此在优选实施例中，转换设备包括一些活动转换触点，这些触点可移动与所选择的加热电导线端部啮合。在电导线进行串联/并联连接或其它方式连接的情况下，这种设置是有利的。因此，根据再一方面，本发明提供了一种液体加热装置，该装置包括一个厚膜加热器，厚膜加热器包括至少第一和第二厚膜加热电导线，所述加热电导线包括各自的端部，该装置还有转换设备，该转换设备包括可以进行移动，从而与选择的所述端部进行啮合的转换触点。
转换设备最好包括各自的多对活动触点。在优选实施例中，转换设备包括两个双接触件以及一个桥接件，桥接件的各端有一些触点。各个双触点具有两个触点，这两个触点彼此并联电连接，并且与电源的一个极相连。在开关的一个位置中，各个双接触件的触点与各个加热电导线的端部啮合，这样，电导线通过双接触件并联连接。在开关的这个位置中，桥接件的触点没有将任何电导线的端部跨接起来。在该转换设备的另一个位置中，桥接件的触点啮合到各个电导线的各端，从而连接电导线的端部，每一个双接触件的一个触点与各个电导线的另一个端部啮合。
安装的活动转换部件最好可相对于加热元件滑动，最好在两个运行位置之间沿直线滑动。当然，也可以进行转动，而不是进行直线运动。此外，利用例如以前介绍过的机构可以使转换部件不时地从端部升起，而不是不时地在上面滑动。
在一个设置中，为了使用滑动转换机构，需使各对滑动触点彼此对齐，并且等距离隔开。另外，使各个电导线的端部彼此平行，它们之间的间隔与各触点之间的间隔相同。这本身就被证明是一种新的设置，因此，根据另一方面，本发明提供了一种厚膜加热器，该加热器包括两个厚膜电阻加热电导线，电导线涂附在电绝缘的基片上，而且有各自的端部，各对端部彼此平行排列对准，每一对端部彼此间相隔相同的距离。
现在再回到转换设备，在使用过程中，通常滑动触点随滑动支承移动，所述滑动支承连接到一个按钮上，而按钮使用时延伸到容器外面，以便用户进行操作。最好触点是弹簧触点，从而对电导线的端部产生适当的接触力。如果需要，可使这些触点延伸通过支承上的孔。这些触点也可以做成独立的适于装在片簧上的触点，也可以做成该片簧本身的合适的成型部分。
各个双接触件可以通过片式端部和悬空引线永久的与容器的电源相连，悬空引线本身又与容器的热敏控制单元相连。但是在该设置中，使转换单元滑动与电源端部啮合，例如与容器的热敏控制单元的端部相连。这些端部通常是能够在偏压以后与加热电导线的端部啮合的弹性触点。在一个具体的设置中，每一个双接触件都有一个滑动器滑片，各个电源端部与该滑片啮合，当转换单元在其各个位置之间移动时，电源端部可以在它上面滑动。滑动器滑片合适地支承在转换单元的滑动支承上。
为了避免触点击穿的可能性，只有在电源与装置连接时才使转换单元工作。例如，在无线装置的情况下，当从底座上提起该装置时，可以将操作把手只放在能够接触到的地方，这样，就能延长这种可以不要许多电触点的装置和设备的寿命。
显然，上述各种特征可以与以前描述的本发明的其它特征结合在一起加以应用。
现在将结合附图仅通过实例对本发明的优选实施例进行描述，其中
图1是本发明的加热器和控制单元的组装件的透视图，为清楚起见，使该组装件颠倒过来；图2是安装图1组装件的剖面图；图3是图1组装件的加热器的示意图；图4是控制器的各个转换构件的示意图；图5的细节放大图表示本发明控制单元的大/小功率机构的各构件；图6的细节放大图表示控制单元的长时间/短时间沸腾机构的各构件；图7表示控制单元的重煮机构；图8是控制单元的侧视图，在使用过程中，该控制单元面对着图3的加热器；图9表示控制器的慢煮单元的透视图；图10表示图8的慢煮单元的下部平面图；图11的细节放大图表示控制器的干燥沸腾机构的各构件；图12表示本发明容器的底部模件的示意图；图13示意性地说明了本发明第二个液体加热容器；图14介绍了本发明的第二转换单元和加热电导线的设置情况。
图1至12描述发明的第一实施例。
总体安置现在参见图1至12，图中所示的控制单元2贴靠厚膜印刷板加热器4。控制单元2和加热器4在组装到一起以前先装到塑料气瓶的底8的开口6附近(图3)。
从图5的实例可以看到，通过多个卡口式接头10将控制单元2和加热器4组装在一起。为此，加热器2上有四个等距离设置的舌片12(图3)，这些舌片与下面的各个企口14啮合(图5)，这些企口沿周边从四个中空安装凸台16延伸，而凸台设置在控制单元2的模压壳体18上。从图5中可以看到，舌片12紧靠企口16的后壁20，从而使加热器4在相对于控制单元2转动的过程中得到定位，以便保证控制单元2和加热器4之间的各个电连接适当对齐，这将在下面详细描述。
从图2可以看到，安装凸台16啮合在气瓶本体底部8上的安装柱体22上，以便接收通过该凸台的固定螺丝24。发现在加热器4周边上的L型密封法兰28和气瓶本体底部8上的围绕开口6的L型基座30之间设置一个硅橡胶垫圈26。凸台16的底面紧靠安装柱体22的顶部，以控制作用到基座26上的加固压力，并防止太紧而导致各个部件变形和损坏。显然，上述设置可以沿径向和纵向进行加压，使密封法兰28和基座30的所有相对着的面都得到密封接触。为了使垫圈26胀开紧靠这些表面上，而不会引起明显的硬化，因此在其中一个模压座30上设置一个环形肋32。用这种方法可以使密封相当理想。
从图3中还可以看到，加热器4的外周上有多个靠近卡口舌片12的半圆形槽口40。在安装过程中，主要的安装柱体22穿过这些槽口，并且在这些槽口中啮合，从而一旦将组装件安装到容器本体上，它们就可以防止加热器相对于控制单元2转动。
控制单元现在回到控制单元2的特性，这将在下面进行详细描述，控制单元2包括多个相互关联的控制机构，这些控制机构装在控制盒18中，从整体上来讲，这些机构如下1.大功率/小功率沸腾机构200，该机构可让用户使气瓶中的液体在大功率或小功率下沸腾，而且在容器中的液体沸腾以后，该机构自动地转换到小功率设置；2.长时间沸腾/短时间沸腾机构300，该机构让用户选择长沸腾时间或短沸腾时间，而且在液体沸腾以后，该机构自动地转换到慢沸腾；3.再煮机构400，在沸腾以后，该机构让用户再煮容器中的液体；4.慢煮单元500，在沸腾以后，该机构使容器中的液体保持在理想温度；和5.保护机构的干燥开关600，一旦过热，例如气瓶中煮干，或气瓶中没有一点水时仍然在通电加热，则该机构切断供给加热器的电源。
图1中仅示出了这些机构的一般布局，下面将对它们进行详细描述。但是在一般情况下，主要参见图2和4对优选实施例的加热器4的电气细节以及该加热器的各种电连接进行描述。
加热器加热器4是印有厚膜的加热器。这类加热器是公知技术，而且目前正开始用于水加热。事实上，这种加热器的用途已经在我们的早期申请WO97/04694中的有关气瓶的发明中作了介绍。
简单地说，加热器结构与WO97/04694中的描述的结构非常类似，它包括一个中间具有贮槽52的不锈钢板50，贮槽周围涂有电绝缘层54，在绝缘层顶上有一系列螺旋形电阻加热电导线构件56，58，60。电导线上涂有防护釉(未示出)。如上所述，板50的周边可以有许多部件用于安装。
第一和第二电导线56，58安排在加热器4的外侧周围，每一个电导线的额定功率为1000W。这些电导线用于将气瓶中的液体加热到沸腾状态。里面还有一个额定功率为80W的电导线构件32，当该电导线与另两个电导线构件串联时，该电导线起慢煮元件的作用。
可以看到，各个电导线构件56，58，60均是螺旋形，它们包括多个长度方向上平行的电导线，电导线的各端用例如银一类的小电阻材料的桥64相连。在制造加热器时，可以以合适的墨印形式将银制桥路64印制在电导线构件的上面或下面，然后由加热器电导线62加热烘烤。这种设置使电导线的设置特别紧凑，而且特别匀称，这就意味着可以用较小的加热板得到加热功率，由此减少了成本。
实际上，将第一个电导线构件56设置成两个螺旋形部分56a，56b。这两个螺旋形部分中的较小部分56b用于接收致动器50的干燥开关，这将在下面进行描述。该较小部分的面积较小(基本与致动器5的干燥开关的面积相同)，仅占电导线构件56的总电阻的20％。这意味着较小部分56b上的压降较小，由此减小了致动器50短路的可能性。
外面的电导线构件56，58上具有各自的区域66，68，这些区域的形状最好应该能在各个元件出现严重过热时，通过断开电路对其进行自我保护。这种特征已在WO/39603中作了详细描述，更详细的内容请参考该文献。然而最主要的是万一加热器过热，釉的阻值就会下降，从而在相邻的两个电导线部分之间出现漏电现象。这又会进一步产生热量，使漏电更为严重。这样很快使漏电的电量超过电导线设计的额定值，液体蒸发，使加热器不能工作。从该实施例可以看到，区域66至少与电导线56的一端隔开。这样，由于在区域66和加热器电导线的端部之间留有一定长度的电阻电导线，因此就可以将过载电流限制到不使装置的正常保险丝熔断的值上，当然也不会熔断住宅的保险丝。这种设置本身就是发明。区域66可以与电导线56的一端或两端隔开，以便得到所要求的响应。
电导线构件56的一端带有一对分开的触点70，72，另一端有一个端部触点74。同样，电导线构件58的一端带有两个端部触点76，78，另一端有一个端部触点80。该电导线构件58的所述另一端也与慢煮电导线构件60的一端相连，从而端部触点80的作用就象电导线构件58，60之间的相互联结件。慢煮电导线构件60的另一端具有端部触点82。
用控制单元2上的各个触点使这些电连接成为各个端部触点，这将在下面详细描述。
加热器电导线的电连接从图4可以清楚地看到，控制模件18上有6个孔84，通过这些孔可以到达各个加热器电导线的端部触点70-80。这些孔设置在加热器的饰面侧(见图11)，以便可以作用于护板，并且保持触点上产生的任何弧形。控制模件18上设置6个受力较小的片簧86，88，90，92，94和96，这些片簧成对设置。每一个片簧的自由端均有电触点70a，72a，74a，76a，78a，80a，以便通过孔84接触到对应的各个电导线的端部触点70-80。
第一对片簧86，88，56的一端一起铆接到一个安装突台98上，一个从电连接器104返回的导电带100也装到该突台上(图1)，该导电带又从电连接器104的中性端部接线102返回连接到电源上。如图8所示，还有一个从中间模件18下部的中性凸台返回的接线106连接到该慢煮单元500。第二对片簧90，92装到另一个凸台108上，另一个从电连接器104的端部接线112返回的导电带100也与该突台连接。第三对片簧94，96共同铆接到第三个凸台114上。将片簧86-96安装并定位在各个通道116中，而这些通道模压在控制模压件18内。
设置片簧86-96可以使加热电导线56，58有选择地进行串联或并联连接，从而在将气瓶中的物品加热到沸腾期间改变元件的功率，也可以使上述电导线同时与慢煮电导线部分60串联，进行小功率慢煮。这可以通过多个绕轴转动的杠杆臂的运动来实现，而这些杠杆臂与各个片簧86-96啮合。这些杠杆臂形成上述各个机构的部件，为简单起见，这些杠杆臂将在下面有关这些机构的内容中进行描述。
大功率/小功率机构(图5)如上所述，该机构可以让用户选择是在大功率下还是在小功率下使气瓶内的液体沸腾，并且在气瓶容器中的液体沸腾以后，自动地使加热器4转换到小功率设置。现在首先参见图4和5，该机构包括一个如GB1542252所示的那种卡口式双金属致动器202，该致动器通过其中心舌片204安装在一个“眼镜”式的铜板206上，将该铜板夹入控制模件18上的一个安装槽208内。在使用过程中，板206的下表面紧靠加热器50的贮槽52的底部，与其保持热接触。
绕轴安装的可以转动的双杠杆臂212的凸耳210位于致动器202的周边214上。将双杠杆臂212转动地安装在一个安装柱体218上的V型槽216中，所述安装柱体从控制模件18的底板向上直立，将杠杆臂212偏压到V型槽216中，并用一个Ω型弹簧220(为便于理解，图5中分开示出)将其固定住，所述弹簧位于凸耳210后面和柱体218前面的各自的基座222，224之间。显然，杠杆臂212是双稳态的，利用一个Ω型弹簧220可以将该杠杆臂推到任何一个枢轴位置上，而且可以将杠杆臂212维持在其运行位置。
设置在安装柱体218周围的双杠杆臂212有一对向前凸起的臂226，该臂在片簧86，92下面延伸，它还有一对向后延伸的臂228，该臂在片簧94，96下面延伸。显然，根据双杠杆臂212的位置，可以升起任一个片簧触点70a，78a，使它们离开各自的加热器对应端部触点70，78，同时片簧72a，74a与加热器端部触点72，74接触，反之亦然。
在图5所述的后一种情况下，当电源的中性侧通过片簧86，88及触点70a，80a连接到电导线构件的端部触点70，80，以及电源的传导侧通过片簧90，92及触点76a，78a连接到电导线构件的其它端部触点76，78上时，加热器电导线构件56，58并联电连接。所以电源经端部触点70，74跨接在电导线56的两端，经端部触点78，80跨接在电导线58的两端。由于各个电导线的额定功率为1kW，所以输出的加热功率为2kW。
然而，在另一种使片簧86，92和触点70a，80a升起的情况下，电导线构件56，58成串联电连接。通过片簧88，触点80a和端部触点80使电导线部分58为中性连接，而通过片簧90，触点74a和端部触点74使电导线部分56为传导连接。然后片簧94，96桥接电导线56，58的端部触点72，76，使电导线构件串联连接，所以输出的加热功率为500W。
如图1和3所示，将直立臂230设置在双杠杆臂212的后面。这样它就与一个推杆232相连，该推杆滑动地延伸到控制模件18的正面236的开口234中。如图12所示，当控制单元装到气瓶中时，所述正面236位于气瓶底部模件240的窗口238的后面。窗口上盖有柔性隔膜(未示出)，从而可使用户触压杆232的端部。显然，当按压按钮时，双杠杆臂212绕其安装件沿反时针(图1的方向)转动，进入图5所示的位置，即进入大功率沸腾条件下的位置。
根据图1和5还可以看到，有一个弧形臂242整体模压到双杠杆臂212的一侧。它有一个可以让推杆232通过的U型鞍244，其自由端与指示器机构250啮合。指示器机构250包括一个转动地安装在一个基座上的双稳态摇臂252，该基座设置在控制模件18的前壁236的后面。将摇臂252偏压到基座中，并用盘簧256和模件18的前壁236上的杆260，将其推到其中任何一个运行位置中，该盘簧固定在摇壁252的凸耳258上。摇臂252有对称地向上和向下伸出的头部262(图5中看到的仅是上面的头部)，每一个头部均有涂了深颜色的平指示器面264，例如涂有“白天发光”的漆。如图12所示，这些头部262位于气瓶底部模件240的各个上下窗口270的后面。
在图5所示的位置中，上表面264在其窗口270的后面，所以当该表面显示出光亮时，则表示进行大功率加热。但是，如果双杠杆臂212移到另一个位置，则臂230就会松开指示器机构，到达其另一个位置，使上表面264移动离开窗口270(于是显得黯淡)，而另一个头部262移到窗口270中的能使其显示出光亮的位置，由此显示小功率加热。
连接到双杠杆臂212的弧形臂242与指示器臂252啮合，作无效运行，从而在致动器202运行时，它也不必使指示器机构操作，从而减少了作用在致动器上的力。实际上，在致动器102松开双杠杆臂212以后，臂240接收(pick up)指示器臂252。
上述结构200不仅可以使用户随意选择大功率，而且在容器沸腾以后，保证自动地使加热功率减少。当气瓶是密封容器时，这一点是非常重要的，如果让容器在2kW的功率下沸腾一段时间，则这些容器对用户是很危险的。现在假定控制器处于图3和4所示的大功率沸腾情况下，则在预定时间内，例如5秒内，利用通过加热器4的贮槽52和板206的热传导，就会使双金属致动器202动作。这样使得致动器的周边向上咬合，同时该致动器带着双金属臂212的突起部210。然后臂212相对于Ω型弹簧220作偏心转动，使臂226升起片簧86，92，同时让臂228使片簧94，96下降。所以加热器电导线56，58从并联连接转换到串联连接，也就是说转换成小功率沸腾设置。此时，指示器252改变其大功率位置的工况，显示小功率设置。
当然，如果气瓶在小功率下沸腾，由于杠杆臂212的突起210不与致动器202啮合，所以致动器202的运行不会对加热功率产生影响。
长时间沸腾/短时间沸腾机构(图6)上面所述的小功率/大功率机构仅确定气瓶中的液体是在大功率下沸腾还是在小功率下沸腾。现在主要参考图1，4和6描述长时间沸腾/短时间沸腾机构，该机构可以让用户选择长时间沸腾还是短时间沸腾，以及在所需要的沸腾时间以后自动将气瓶设置到慢煮状态。
机构300包括一个转动地安装在V型槽304，306中的选择臂302，所述V型槽在各自分开的安装柱体308，310上，安装柱体设置在控制模件8中。选择臂302为双稳态的，由Ω型弹簧312将该选择臂偏压到槽304，306和其任何一个运行位置中，Ω型弹簧在选择臂302和安装柱体308的各个基座314，316之间作用。
致动臂318从选择臂302开始朝一个方向延伸，该致动臂与双金属致动器322的周缘320啮合，而该致动器装在眼镜式的板206的下面。此外，将一个用于转动臂328的轴颈326设置在选择臂器302的横翼324的一个端部上。将臂328嵌入轴颈326中，该臂的一端有一个平衡块330，另一端有一个片簧升降臂332。该片簧升降臂332延伸到选择器臂302的安装翼334下，并且有一个在片簧88下部啮合的突耳338。片簧升降臂332还有一个与双金属致动器202的周边啮合的连接柱体340。
有一个从选择臂302的安装翼334向下延伸的腿342(图6)，该腿与一个通过控制模件18正面上的孔346延伸的推杆344啮合。与沸腾功率推杆232的方法相同，用弹性隔膜将其盖住，让用户选择长沸腾时间，这将在下面进一步描述。
一个弧形臂350朝离开安装翼334的方向延伸，该弧形臂与沸腾时间指示器52啮合，该指示器的结构和运行均与上述的指示器相同，并会显示出气瓶是在长沸腾时间模式还是在短沸腾时间模式。在图6所示的情况中，该机构处于长时间沸腾模式，指示器的一个面354位于气瓶底部模件240的窗口356中(见图12)。
最后，还有另一个可以绕轴转动的安装在控制模件18中的轴承362内的弧形臂360(图6)，该臂有一个在片簧88上的突耳364。该臂的另一端366与另一个指示机构368啮合，该指示器的结构和运行均与上述其它指示器相同，并会显示出气瓶是在沸腾状态还是在慢煮状态，这将在下面详细描述。该端部366上有一个帮助该机构268回到烹煮位置的整体结构式平衡块370。
现在假定该机构处于短时间沸腾情况，此时选择器臂302位于图4的情况，片簧升降臂332的连接柱340仍处在双金属致动器202的周边上。当容器内的液体沸腾使致动器202运行时，致动器202将该柱体340升起，使臂332在轴颈326中转动，提起片簧88。
如果最初通过按压长时间沸腾推杆324而使该机构设置为长时间沸腾工况，然后将致动器臂302从其短时间沸腾工况向上转动，就可使连接柱体240不再与致动器202啮合。而长时间沸腾致动杆318移动，与板206下面的双金属致动器322啮合。双金属致动器322与加热器的储槽离得很远，没有热传递，所以该致动器是由安装板206的热传导加热的。板中的节流区域370表示热量向下传到致动器322，所以在致动器202运行以后的一段时间内，该节流区域不工作。
所以当控制器设置在长时间沸腾时，致动器202首先工作，但由于它没有使片簧升降臂332移动，所以对该机构不产生作用。但是，在过了另一段预定时间以后，长时间沸腾致动器322运行，使选择器臂302按图4的方向沿逆时针转动，并且使该臂与Ω型弹簧312不同心。利用这种运动，在片簧升降臂332上的柱体340移动，与双金属致动器202的周边啮合(因为已经工作，所以它升起)，选择臂302的连续运动使得片簧升降臂332绕柱体340沿逆时针转动，从而提起片簧88。
在容器中的液体沸腾时，致动器202使大功率/小功率机构运行，加热器电导线构件56，58成串联连接，如果它们不是象前面所述的那样连接，则提供的加热功率为500W。如果气瓶初始设定为大功率，短时间沸腾，则片簧88升起的时间，基本与大功率/小功率机构将电导线构件56，58转换成串联连接的时间相同。如果控制器设定的是大功率，长时间沸腾，则在大功率致动器322运行以前的某个时间，致动器202就会动作，使电导线构件56，58成串联连接。当片簧升降臂332使片簧88升起时，则会切断触点80a和加热器端部触点80之间的电连接，使三个电导线构件56，58，60串接，提供小的慢煮功率。加热器电路从中性总接触器引线102通过慢煮控制单元500到达慢煮电导线端部触点82，通过慢煮电导线构件60，加热器电导线构件58到达端部76，通过桥接的片簧94，96到达电导线构件56的端部触点72，通过电导线构件56到达端部触点74，以及通过片簧90到达传导接触器总线112。
显然，在加热期间，电触点成为端部触点80，由于慢煮元件60的两端为相同的中性压降，所以有效地使该元件处于短路状态。
只要使触点的端部80保持切断，加热器循环就只会取决于慢煮控制单元500的设定值，下面将进一步介绍该加热器的结构和运行。
另外，上述机构的运行使选择器臂302回到其短时间沸腾位置，提升片簧88也使指示器368通过臂360移动到它的慢煮指示位置。
在加热器开始慢煮以后，如果需要重新煮沸气瓶中的液体，则提供一个重新煮沸机构400，现在对此进行描述。
重新煮沸机构(图7)一旦气瓶中的液体已经沸腾，加热器开始慢煮，而且会一直进行慢煮，直至致动器202下降到其重新设定的温度以下(切断气瓶电源或气瓶中加入水时都会发生)或者用户使重新机构400运行。致动器比较理想的重新设定温度约为50℃，作为典型例子，如果在容器中加入的室温液体(即20℃)的量与80℃左右的液体的量基本相同，则可以重新设定致动器。
重新煮沸机构400包括一个转动地安装在模件18中的重煮杠杆臂402。重煮杠杆臂402有一个叠装在双金属致动器202周边上的凸耳404。重煮杠杆臂402还对一个推杆406起作用，该推杆通过控制模件18的正面236中的另一个孔408延伸，经气瓶底部模件240上的窗口238可以到达该推杆，窗口238上覆盖有让用户推动的隔膜。当对推杆406施压时，就使凸耳404向下转动到致动器202的周边上，对其重新进行设定。如果这样，片簧升降臂332就下降，使加热器端部触点80重新接触，慢煮电导线部分60短路，电导线构件56，58重新串联连接，进行小功率加热。同时，仍在片簧88上的慢煮指示器臂360在平衡块370的作用下回到加热位置，由此改变指示器268的工况，从慢煮工况移动到沸腾工况。
如果此时需要大功率沸腾，则可以对大功率推杆232施压，使杠杆臂210转动，电导线56，58成并联连接。
慢煮单元(图8，9和10)慢煮单元500是完全独立的预先标定过的单元，如图7所示，将该单元从下面安装到控制模件18的底部中的槽口502内。利用设置在控制模件8上的模压夹504将该慢煮单元固定在槽口中。如上所述，将一个传导连接线106延伸到安装槽口502中，以便使电源中性侧与慢煮单元500接触。
如图8，9和10所示，慢煮控制单元500包括一套由铆钉506固定在一起的部件。这些部件从下往上包括底板506，下绝缘体510，接触安装板512，弹簧板514和上绝缘体516。
底板508由导电导热材料构成，例如铜，该底板有一个向下伸出的凸耳520，当将慢煮单元500装到加热器上时，该凸耳与慢煮电导线60啮合。所以该凸耳520感应电导线60的温度，而电导线会指示容器内液体的温度。该底板508上还有一个向下伸出的电触点522，该触点与慢煮电导线60的端部触点82啮合。最后，该底板508上还有一个向前伸出的部分524，该部分用作具有咬合作用的双金属致动器528的活动触点526的止回件。
使致动器528与板508进行热接触，这样致动器吸收该板的热量，当加热到某一运行温度以上时，该致动器有些隆起，使曲面反向，这在现有技术中是公知的。事实上，致动器528有一个向后伸出的舌片530，用铆钉532将该舌片铆接到板508上。致动器528有一个设置在活动舌片534上的触点526，该舌片由致动器528的一个U型切口536限定，在使用过程中，该致动器与固定触点538电连接或断开，固定触点538形成于接触安装板512的突起540上。
致动器528的侧臂542的一端夹在L型调节杠杆548的弓型弹簧544和臂546之间，调节杠杆转动地安装在下部绝缘体510上的V型槽550中。
利用弓型弹簧544的作用使杠杆548的上端552向一个调节螺丝554偏压，该调节螺丝安装在上绝缘模体的带有丝扣的突台556中。弓型弹簧544和杠杆臂546对致动器528的侧臂542的共同作用确定了其运行特性，而且得到了一个调节机构，这将在下面进一步介绍。
将接触安装板512设置在上下绝缘体510，516之间，并将其夹靠在有四个弹性薄片560的弹性板514上，这四个薄片从该弹性板上延伸出来。这些对槽502的底起作用的薄片560的作用不仅可以偏压慢煮单元400，使其与加热器4进行良好的热接触，而且其中一个薄片还与延伸到安装槽502中的传导连接件106进行啮合。
下绝缘体510包括一对向上延伸的中空凸台，这两个凸台向上通过接触安装板512和弹簧板514上的孔，从而使它们成为彼此叠置的构件，但是它们使接触板512和弹簧板514与铆钉506间电绝缘，铆钉将这些构件固定在一起，经底板508穿过这些构件(由此它们可以有效地进行电连接)，到达上绝缘体516的上表面。
如上所述，上绝缘体516有一个带丝扣的用于接收调节螺杆554的凸台556。在弓型弹簧544的作用下，调节杠杆548被致动器528转动偏压到调节螺杆554上。如图1可以看到，当将慢煮单元500安装在控制模件的槽502中时，调节螺杆554的头部延伸通过槽502的底，与杆564的形状互补的头部562啮合。杆564的另一端与设置在控制模件18前面的孔568中的调节螺杆566啮合，并由用户用螺丝刀操作。
显然，当通过杆564的转动使调节螺杆554前后移动时，杠杆548就会使致动器528的侧臂542旋转和移动，克服弓形弹簧544的作用。这将改变致动器528的工作点，以此表示需要用高或低温来使致动器528运行。所以，用户通过调节外部螺杆头566就可以方便地设定所需要的慢煮水温度。上面所述的通过弹簧偏压设置可以沿两个离开中性位置的方向改变叶片的几何形状，这样就可以使有效的调节范围增大。
如上所述，控制单元2由于机构300运行而转换到慢煮模式时，通过打开和关闭触点526，538，慢煮单元500就会使加热器按周期运行，切断元件电源的中性侧。
干燥保护开关(图8和11)如果容器煮干后容器中没有任何液体时仍然通电，则在一个优选实施例中还设置了一个干燥保护开关机构600。
首先结合图4，8和11描述该机构，该机构包括一个具有咬合作用的双金属致动器602，如图6所示，该致动器通过其中间舌片604安装在面对加热器4的控制模件18的面上。事实上，将致动器的舌片604安装在一个不锈钢片簧606上，该片簧咬合到控制器壳体18的安装柱体608中。当控制单元2安装到加热器4上时，该弹簧606弹性动作，使致动器602偏压向电导线部分56b(图2)。致动器602要到达的位置在图2中用虚线表示。
杠杆臂612上的干燥开关的突起610转动地装在一个设置在模件18中的支承614上，该突起延伸通过控制模件18的底，与致动器602啮合。
杠杆臂612上的干燥开关有两个基本为U型的腿616，618(图9)，这两个腿有各自的凸耳620，622，624和626，它们在各自的片簧86，88，90，92下啮合。
如果加热器电导线构件56b过热，也就是说如果气瓶中在无水时仍然通电，则致动器602就会运行，推动杠杆臂612上的干燥开关的突起610，杠杆臂612上的干燥开关绕轴转动，将四个片簧88，90，92和94升起。这就切断了加热器电导线构件56，58的端部触点70，80，74，78的电连接，这样也就完全断开了这些电导线的电源，而与控制器的设定值无关，而且也与这些触点可能已经设定过的值无关。显然，电源与慢煮电导线构件60的电连接也已断开。一旦加热器4冷下来，致动器602自动重新设定，使触点重新接触，然后加热器断断续续地运行，直至切断加热器的运行或将水添加到气瓶中为止，从而防止过热。
特别是从图11中可以看到，有一对凸耳630，632从杠杆臂612上的干燥开关的顶部延伸，它们与基本上也为L型的杠杆臂636上的钩634啮合。该杠杆臂636可以转动地装在控制模件18内的轴承638，640中。杠杆臂636的另一端有一个与另一个推杆(未示出)连接的连接件642，该推杆与气瓶中的一个连锁机构相连，设置连锁机构可以打开气瓶盖子，也可以让用户将容器中的水放出，将推杆向上拉到杠杆臂536的上面(沿图11的方向)，使杠杆臂612上的干燥开关转动，打开四个触点，让加热器不能运行。这样，如果气瓶中的液体还没有沸腾就打开气瓶或放水时，就可以避免人们在使用气瓶时受到伤害。
现在回到图13和14，对本发明的第二个实施例进行描述。该实施例比第一个实施例简单，只有一个大功率和一个小功率设置。
参见图1，一个热水壶702包括底部打开的塑料本体704，该本体上有一个平面厚膜加热器706，对该加热器进行适当的固定(未示出所用的设备)，以便封闭本体704的底部。
在容器底部的下面，装有一个将热敏控制器和无线电连接器组合在一起的单元708(仅用虚线示出)，这种单元在WO95/34187中作了描述，它与申请人的U18控制单元一样已在商业上得到应用。
将一个转换单元710装在控制单元708和平面加热器706之间，它们的细节将在下面进一步介绍。
用一个盖712盖住容器的底，将容器放在具有连接器716的底714上，用于与控制单元708中的电连接器啮合。电源线718使底部单元的连接器与电源相连。
现在回到图14，就和常规的一样，平面加热器706包括一个不锈钢板720，不锈钢板上有玻璃绝缘层722。用常规的方法在玻璃绝缘层722上设置两个厚膜加热电导线724，726。每一个电导线的电阻为44Ω，它们的长度和功率密度相同。因为用公知方法可以知道电导线材料的特性，因此可以计算出电导线的必须的长度，从而产生所需要的电阻值。
电导线724有各自的端部724a，724b，电导线726有各自的端部726a，726b，它们为传统的镀银触点垫形式。将电导线724，726设置在形状合适的基片上。各对端部724a，724b，726a，726b彼此平行，间隔相同。
例如通过焊接将两个定位器730(仅示出一个)固定到加热器上。
该转换单元710包括一个模制的塑料滑动器本体734，该本体的一端有一个夹紧设备736，如图1所示，在使用期间，该设备延伸通过底盖712上的一个开口。滑动器本体734的另一端有一对导槽738，以便啮合到定位器730上。
滑动器本体734上有一些开有槽的直立凸耳740，742，744，以便接收转换单元710的各个构件。具体地说，第一凸耳740有一个用于接收BeCu片簧748的槽746，片簧的各端有触点750，752。这些触点可以是片簧748的一部分(例如镀银部分)，也可以是单独设置的接触件。触点750，752延伸通过银体734上的孔754。
凸耳742包括用于接收各个BeCu双接触件762，764的一个端头的槽758，760。每一个双接触件762，764通常均为H型，将每个接触件762，768的各个外缘的上端766装在各个槽758，760中。当然，每个接触件762，768的端部766彼此分开，所以它们不会使加热器短路。
在每个接触件762，768的外缘的各端上设置有各自的电触点768，770，772，774。所以它们可以是安装到接触件762上的独立接触件，也可以是与该接触件成为一体的接触件。所述触点延伸通过滑动器本体734中的各个孔776。
‘T’型伸出部778从各个“H”的横交构件处开始延伸，“T”型横边形成了可以滑动地接收控制单元708的弹簧触点782，784的滑动器垫780。这些触点782是可以推到控制单元708端部的片簧。从各个滑动器垫780延伸出来的薄片784啮合在开槽的凸耳744中，从而使接触件762定位。各个弹簧触点782通过控制单元708连接到各自的电源接线上。
利用合适的设备使滑动器本体紧靠加热器，并通过导向槽738和定位器730引导滑动器运动。
现在描述该装置的运行。
在图14所示的位置中，桥接件748的触点750与加热器电导线726的接触垫726b啮合，桥接件748的触点752与加热器电导线724的接触垫724a啮合。还有，双接触件762的触点768与电导线726的接触垫726a啮合，双接触件764的触点772与电导线724的接触垫724b啮合。双接触件762，764的其它触点770，774与电导线726，724的任何端部均不接触。
所以，在这种情况下，电导线726，724成串联连接，电源从弹簧触点782流过双接触件762，触点768，接触垫726a，电导线726，接触垫726b，桥接触点750，桥接件748，桥接触点752，接触垫724a，电导线724，接触垫724b，触点772，双接触件764和弹簧触点784。
接上220V的电压以后，加热器发出的总加热功率为2202/88＝550W。这种情况适合于小功率例如慢慢加热乳制品或其它油制品。
当滑动器沿着箭头A的方向运动时，桥接触点750，752移动，分别与接触垫726b，724a脱开接触，双接触件762，764的触点772，768移动，与这些接触垫啮合。同时，双接触件762，764的其它触点774，770移动，分别与接触垫724b，726b啮合。在滑动器的这个位置，电导线724，726成并联电连接，双接触件的触点与各电导线的相应端连接。在这种情况下，对于相同的电源电压，加热功率为2×(2202/44)＝2200W，也就是说为串联连接时的4倍。此外，功率密度也增加3倍。这些情况对于快速加热水是合适的。
滑动器垫适于使滑动器相对于控制弹簧触点782，784运动，从而连续保持供电。
因此可以看到，该实施例在液体加热装置中至少有两个加热范围，而且很方便在这两个范围之间进行转换。当然，所述实施例仅是一种说明，可以对该设置进行许多改变，这些改变不应超出本发明的范围。
例如，虽然在上述实施例中仅说明了两个加热电导线，但本发明的原理可以使用两个或更多的电导线。另外，虽然用两个工作位置对转换单元进行了描述，但它可以有第三个使加热器电导线不通电的位置，从而有效地切断加热器的电连接。此外，如果需要比较大的功率输出，则除了并联/串联以外，还可以转换一个或另一个加热电导线。第二个实施例还可以包括第一个实施例的附加特征。
如上所述，本发明特别适用于需要不同电源电压的场所，或用于需要不同加热功率的场所。在后一种情况下，本发明的特点在于能快速大功率加热，或者是根据减小的功率密度慢速小功率加热，小功率加热可以免得使例如乳制品一类的油制品烧糊。对于大功率加热，还有指示设备快速加热的音响信号的装置。
根据上面的描述，还可以看到所描述的本发明的第一个实施例提供了一种具有多种功能的组合控制单元。它可以使水在短时间内快速沸腾或在长时间内慢慢沸腾。而且还可以保证一旦容器中的液体已经沸腾，就可以使液体在小功率下继续沸腾(如果需要的话)。此外，还有与气瓶本身的安全性能结合在一起的过热保护设备。制备本发明装置的构件数最小，成本最低。
权利要求
1.一种液体加热容器，该容器包括具有大功率设置和小功率设置的电加热设备，以及一个具有检测容器中的液体沸腾的检测设备的控制设备，并且包括响应设备，当容器中的液体沸腾时，该设备响应沸腾检测设备，而使加热设备从大功率设置转换到小功率设置，从而在检测到沸腾以后，使液体在小功率设置下连续沸腾预定时间。
2.根据权利要求
1所述的液体加热容器，其中小功率设置小于或等于二分之一的大功率设置。
3.根据权利要求
1或2所述的液体加热容器，其中加热设备包括一系列成串联电连接的元件。
4.根据权利要求
1或2所述的液体加热容器，其中加热设备包括利用转换设备进行串联或并联电连接的元件，以便改变功率设置。
5.根据权利要求
2所述的液体加热容器，其中加热设备是厚膜加热器。
6.根据权利要求
5所述的液体加热容器，其中将电连接转换成电导线的端部电连接。
7.根据权利要求
6所述的液体加热容器，其中所述端部是连接电导线的触点构件。
8.根据权利要求
6或7所述的液体加热容器，其中转换设备有选择地运行，以便将安装在加热器端部的弹簧升起或降下。
9.根据权利要求
8所述的液体加热容器，其中转换设备包括双杠杆臂，该杠杆臂的各臂设置在一个枢轴的相反两侧，使其在运行时，一个臂绕一个方向转动，而另一个臂绕相反的方向转动，从而各个触点基本同时从所述端部升起或降落到端部上。
10.根据权利要求
1所述的液体加热容器，其中，该装置还包括在沸腾以后用于将加热设备重新设定在大功率沸腾条件下的重新设定设备。
11.根据权利要求
1所述的液体加热容器，其中沸腾检测设备包括一个双金属致动器。
12.根据权利要求
9所述的液体加热容器，其中沸腾检测设备包括一个双金属致动器。
13.根据权利要求
12所述的液体加热容器，其中所述致动器运行时使所述双杠杆臂从其大功率位置移动到小功率位置。
14.根据权利要求
1所述的液体加热容器，其中进一步包括用长时间或短时间使装置中的液体沸腾的设备。
15.根据权利要求
14所述的液体加热容器，其中所述设备包括第一和第二热敏致动器，容器中的液体沸腾以后，这两个致动器按照不同的时间运行，该设备还包括一旦需要长时间沸腾时就使运行非常快的致动器不能运行的设备。
16.根据权利要求
15所述的液体加热容器，其中第一和第二致动器是双金属致动器，它们的端部离开加热设备的贮槽部分的距离不同。
17.根据权利要求
16所述的液体加热容器，其中第二致动器的运行温度大于或等于第一致动器的运行温度。
18.根据权利要求
15所述的液体加热容器，其中第一致动器的运行同样有利于使加热设备从大功率转换到小功率。
19.根据权利要求
15所述的液体加热容器，其中通过切断加热器的一个或多个电连接而使沸腾停止。
20.根据权利要求
15所述的液体加热容器，其中第一和第二致动器运行，以打开控制器的同一组触点。
21.根据权利要求
20所述的液体加热容器，其中通过一个转动地安装的臂打开一组触点，所述臂转动地安装在一个长时间/短时间沸腾选择器的臂上，该选择器的臂在长时间沸腾位置和短时间沸腾位置之间有选择地移动，应将其设置为当长/短选择器臂位于短时间沸腾位置时，第一致动器运行，使转动安装臂转动，从而打开该组触点，而当其位于长时间沸腾位置时，转动安装臂移动离开第一致动器，这样，第一致动器的运行不会使转动安装臂移动，但运行的第二致动器会使选择臂向后移动到其短时间沸腾位置，这样，首先会使转动安装臂移动与第一致动器接触，然后使臂转动以便打开触点。
22.根据权利要求
20或21所述的液体加热容器，其中在重新设定第一致动器时，所述触点自动重新接触。
23.根据权利要求
1所述的液体加热容器，其中进一步包括在沸腾以后可以将装置中的液体保持在沸点以下给定温度的设备。
24.根据权利要求
15-21中任一项所述的液体加热容器，其中进一步包括在沸腾以后可以将装置中的液体保持在沸点以下给定温度的设备。
25.根据权利要求
24所述的液体加热容器，其中第一和第二致动器的停止沸腾的运行，自动地使加热设备转换到“慢煮”设置，从而将其保持在低温状态。
26.根据权利要求
25所述的液体加热容器，其中转换设备的设置应为在第一致动器重新设定以前使加热设备保持在慢煮设置。
27.根据权利要求
26所述的液体加热容器，其中进一步包括重新设定第一致动器的设备。
28.根据权利要求
21所述的液体加热容器，其中利用慢煮控制器保持低温状态，而该慢煮控制器间接地检测容器中的液体温度。
29.根据权利要求
28所述的液体加热容器，其中慢煮控制器是预先组装好的经过标定的单元，再将该单元装到一个装有其它控制构件的主控制器本体中。
30.根据权利要求
29所述的液体加热容器，其中慢煮控制单元有一个用于直接与厚膜加热器电导线的端部触点进行电接触的触点。
31.根据权利要求
29所述的液体加热容器，其中安装的慢煮控制单元弹性地加载于加热器。
32.根据权利要求
29所述的液体加热容器，其中慢煮控制单元是可调的，从而可以改变液体温度。
33.根据权利要求
32所述的液体加热容器，其中慢煮控制单元包括一个大体为矩形的具有咬合作用的双金属致动器，该致动器有一个用于限定一个从第一横缘开始延伸的舌片的U型切口，两个侧缘以及在舌片顶外连接所述侧缘的第二横缘，舌片上装有一个活动的电触点，通过第二横缘将致动器安装在壳体内，一个弹性偏压设备作用在第二横缘的侧部区域的一个面上，一个活动调节件作用在所述侧部区域的另一个与所述偏压设备对着的那一面上。
34.根据权利要求
33所述的液体加热容器，其中调节件是一个绕轴转动安装的杠杆臂。
35.根据权利要求
34所述的液体加热容器，其中杠杆臂为L型，臂的一端作用于双金属致动器，另一端由调节设备移动。
36.根据权利要求
1所述的液体加热容器，其中还包括过热保护设备。
37.根据权利要求
36所述的液体加热容器，其中过热保护设备包括一个设置在主控制器本体一侧的热敏致动器，该致动器与加热设备的一部分啮合。
38.根据权利要求
37所述的液体加热容器，其中致动器稍微带有弹性地加载于加热设备上。
39.根据权利要求
36、37或38所述的液体加热容器，其中不论加热设备的运行状况如何，过热保护设备运行时均使加热设备上的所有必须的电连接断开，从而停止对容器中的液体加热。
40.根据权利要求
39所述的液体加热容器，其中所述的加热设备包括一系列厚膜加热电导线，这些电导线有选择地以多种方式连接在一起。
41.根据权利要求
40所述的液体加热容器，其中包括切断所述电导线的电源供应的装置。
42.根据权利要求
38所述的液体加热容器，其中过热保护致动器作用于一个杠杆臂，该杠杆臂将加热器电导线上的有关触点升起。
43.根据权利要求
42所述的液体加热容器，其中，所述杠杆臂还利用一个对装置中放出的液体或对打开装置的盖后起反应的机构运行。
44.根据权利要求
1所述的液体加热容器，其中所述控制器是组合控制器的一部分，或所述转换设备构成该组合控制器的一部分，组合控制器安装成加热设备的一个单元。
45.根据权利要求
44所述的液体加热容器，其中控制单元密封地固定在容器本体底部开口中的加热器上。
46.根据权利要求
45所述的液体加热容器，其中加热设备具有一个周边为L型的法兰，该法兰接收一个固定到容器底部的垫圈，容器底部有一个密封面，并提供一个固定设备，以便将加热器固定的容器本体上，并且压紧垫圈，固定设备的设置应当使其能够在纵向和径向压住所述垫圈。
47.根据权利要求
46所述的液体加热容器，其中在容器本体上设置垫圈调压设备，以便防止加压期间使垫圈完全硬化。
48.根据权利要求
44至46之一所述的液体加热容器，其中将加热设备板预先组装到控制单元上，以便通过卡口式配合将该单元安装到容器上。
49.根据权利要求
48所述的液体加热容器，其中控制单元带有用于接收容器上形成的安装柱体的中空安装凸台，至少一个凸台的定位应当为在加热器板装到容器上时，该凸台能够防止加热器相对于控制单元转动。
50.根据权利要求
1所述的液体加热容器，其中进一步包括用于显示加热设备的一种或多种情况的显示器设备。
51.根据权利要求
50所述的液体加热容器，其中所述的显示器机构包括一个双稳态的双头摇臂，每一个头有选择地进入或移出一个窗口中的一个窗口的视线，所述窗口装在容器的显示器板上。
52.根据权利要求
51所述的液体加热容器，其中每一个摇臂头都涂有明亮的颜色，从而给出窗口的光亮标记。
53.根据权利要求
1所述的液体加热容器，其中小功率设置小于或等于四分之一的大功率设置。
专利摘要
一种电加热的液体容器，它包括大功率设置和小功率设置，以及可以使用户选择所述大功率设置的控制单元。当容器中的液体沸腾时，控制单元自动减小电功率。控制单元还可以选择长时间沸腾或短时间沸腾。
文档编号H05B3/68GKCN1191037SQ98808145
公开日2005年3月2日 申请日期1998年7月13日
发明者约翰·C·泰勒, 阿兰·M·G·米克斯, 约翰·埃拉 申请人:斯特里克斯有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan