具有提前切斷溫度的液體加熱器具的制作方法

本發明涉及一種液體加熱器具。

背景技術：

1、在諸如家用水壺的液體加熱器具中，電加熱器通常設置為加熱存儲在器具的液體加熱容器內的液體。可以提供控制單元以控制向電加熱器的電力供應，例如以啟動或終止加熱操作。在無繩器具中，通常通過連接到市電電源的電源基座向液體加熱器具提供電力。

2、所述控制單元通常包括開關，該開關用于在器具內感測到特定溫度或條件時從器具消除電力供應，從而關閉電加熱器。例如，控制單元可以設置為當液體加熱容器內的液體已經達到沸騰溫度時斷開電源。然而，由于在關閉電加熱器之后，電加熱器的余熱還將繼續加熱液體，因此如果僅在液體達到沸騰溫度時才關閉電加熱器，則存在過沖。這種過沖會導致能源浪費，從而在器具的使用壽命內導致不必要的電力成本。

技術實現思路

1、根據本發明的第一方面，提供了一種液體加熱器具，用于將液體加熱到沸騰溫度，包括：

2、液體加熱容器；

3、電加熱器，用于加熱包含在液體加熱容器內的液體，和設置為向電加熱器供電的電源電路；

4、檢測裝置，檢測裝置設置為檢測包含在液體加熱容器內的液體何時接近沸點，但具有低于其沸騰溫度的液體溫度，該液體溫度對應于提前切斷溫度；和

5、電控制單元，電控制單元包括控制電路，控制電路設置為響應于檢測裝置檢測到液體溫度對應于提前切斷溫度，中斷電源電路，從而停用電加熱器，

6、其中，液體加熱容器配置為使得電加熱器的余熱使液體溫度在電加熱器已經在提前切斷溫度下停用之后繼續上升到沸騰溫度。

7、申請人已經意識到，通過檢測加熱容器中的液體何時接近其沸點，電加熱器可以提前停用，然而，由于電加熱器(例如加熱元件)的余熱，液體的溫度會繼續上升。這樣，通過在液體達到沸點之前但液體處于仍能達到沸點的足夠高的溫度的時刻停用電加熱器，液體仍可以被煮沸，但有效加熱的量被減少。這可以在器具的使用壽命內顯著節省能源。

8、在一些實施例中，該器具包括電子溫度傳感器。在一些實施例中，電子溫度傳感器是熱敏電阻。

9、在一些實施例中，器具包括顯示器組件，該顯示器組件配置為當電子溫度傳感器檢測到液體由于余熱已經達到沸點時，向器具的用戶指示液體溫度已經達到沸騰溫度。顯示器組件可以通過點亮溫標上的燈或改變亮燈的顏色來指示已經達到沸騰溫度。然而，期望將沸騰溫度顯示為數字，以便用戶確信沸騰溫度實際上已經被檢測到。優選地，顯示器組件包括字母數字顯示器(例如lcd或led屏幕)和用于控制字母數字顯示器的處理器。顯示器組件可以包括印刷電路板(pcb)和字母數字顯示器，字母數字顯示器例如安裝在pcb上。顯示器組件可以包括7段字母數字顯示器，其可以由包括在pcb上的處理器控制。

10、在一些實施例中，電控制單元還包括跳閘桿，用于允許用戶手動中斷電源電路。檢測裝置可以配置為在檢測到包含在液體加熱容器內的液體已經達到提前切斷溫度時操作跳閘桿。這向用戶提供了電源已經提前切斷(即節省能源)的視覺和/或聽覺指示，但是用戶可以通過顯示器(如上所述)確信液體溫度繼續上升直到達到沸騰。

11、在一些實施例中，檢測裝置包括電子檢測裝置，該電子檢測裝置設置為檢測液體加熱容器內的液體已經達到提前切斷溫度，并且在所述檢測時操作開關或跳閘桿以中斷電源電路。電子檢測裝置可以包括電子溫度傳感器(例如熱敏電阻)，例如設置為(直接或間接)測量液體加熱容器內的液體的溫度。這可以是與上述相同的電子溫度傳感器，或者電子檢測裝置可以具有其自身的專用電子溫度傳感器。電子溫度傳感器可以安裝在電控制單元上以接觸電加熱器(例如其熱擴散板)或延伸到液體加熱容器中(例如通過穿過熱擴散板)。在這樣的實施例中，器具可以進一步包括處理器或控制電路，并且優選地，電子溫度傳感器配置為向處理器或控制電路提供表示液體加熱容器內的液體溫度的測量信號。處理器或控制電路可以包括在上述顯示器組件的pcb上。可替換地，可以提供分離的處理器或控制單元。該器具還可以包括繼電器或triac，其配置為中斷電源供應電路。

12、在一些實施例中，液體加熱器具是無繩器具。在一些實施例中，電控制單元包括控制主體，該控制主體限定無繩電適配器部件，該無繩電適配器部件用于與例如對應的電源基臺的對應的基座電連接器部件配合，以接收電力供應。控制主體可以是一體的(例如模制)塑料材料體。無繩電適配器部件和對應的基座電連接器部件可以是無論它們的相對角度取向如何都可以配合的類型，或者至少通過寬的角度范圍(例如，至少340°，優選高達360°)相配合的類型。wo95/08024和wo01/28294中描述了這種“360°型”的合適的無繩連接器，可由strix的p72或p76連接器部件提供。

13、在一些實施例中，液體加熱器具設置成坐設在電源基臺上，并且電源基臺包括對應的基座電連接器部件。該基座電連接器部件可以包括用于電連接到主電源纜線的凸片，或者主電源纜線可以與連接器部件集成。優選地，基座電連接器部件被在中央地安裝在電源基臺上。

14、位于電控制單元中的無繩電適配器部件可以包括至少兩個相配合的導體，用于連接到電源電路的帶電極和中性極。還可能存在額外的接地連接。在一些實施例中，無繩電適配器部件是3極連接器部件(例如用于與strix的p72配合)。在其他實施例中，無繩電適配器部件是5極連接器部件(例如，用于與strix的p76配合)。這種5極連接器部件提供電子信號連接以及電力連接。優選地，液體加熱器具的電源電路設置為接收(例如，從基座電連接器部件)3安培和15安培之間的電流。

15、在一些其他實施例中，液體加熱器具包括用于接收用于連接到市電電源的電源線的電源插孔。在一些實施例中，液體加熱器具包括集成電源線。

16、在各種實施例中，液體加熱器具可以包括熱擴散板，該熱擴散板設置成與電加熱器熱連通。優選地，電控制單元設置為安裝到熱擴散板的底側。在一些實施例中，電控制單元包括用于將電控制單元安裝到熱擴散板的底側的安裝板。安裝板優選為金屬。安裝板優選地是基本上平坦的。

17、在電子溫度傳感器設置為間接檢測與提前切斷溫度相對應的溫度的實施例中，檢測到的溫度可以是電加熱器的溫度或熱擴散板的溫度。在電子溫度傳感器設置為直接檢測與提前切斷溫度相對應的溫度的實施例中，電子溫度傳感器可以突出穿過熱擴散板以接觸液體加熱容器的基部，或者甚至突出到液體加熱容器中以與其中包含的液體接觸。

18、在一些實施例中，器具包括液體體積估算裝置，該液體體積估算裝置配置為估算包含在液體加熱容器內的液體的體積，并且其中，液體加熱器具包括處理器，處理器配置為基于所估算的液體體積設置提前切斷溫度。

19、在一些實施例中，液體體積估算裝置可以是容器中或器具中的其他地方的重量傳感器，例如無繩容器的電源基臺中的重量傳感器。

20、在一些實施例中，液體體積估算裝置可以使用電子溫度傳感器以基于溫度上升初始速率來估算液體體積，例如從wo01/56436已知的。因此，在實施例中，處理器配置為：在液體被加熱的同時從溫度傳感器獲得液體溫度數據，使用液體溫度數據計量溫度梯度，并基于溫度梯度估算液體體積。

21、在一些實施例中，檢測裝置包括熱機械致動器，例如速動雙金屬元件，該熱機械致動器設置成檢測液體加熱容器內的一些液體在提前切斷溫度下已經轉化為蒸汽，并且在所述檢測時操作開關或跳閘桿以中斷電源電路。例如，速動雙金屬元件可以設置為在70-80℃的預定溫度下操作。

22、優選地，熱機械致動器包括在電控制單元中。

23、在一些實施例中，檢測裝置包括如上所述的熱機械致動器(優選地包括在電控制單元中)，其中器具包括：

24、出口，用于允許液體從液體加熱容器倒出；

25、蒸汽管，蒸汽管配置為引導在容器中產生的蒸汽到達熱機械致動器；和

26、擋板，擋板配置為限制蒸汽經由出口從容器離開。

27、通過為器具提供這樣的擋板，熱機械致動器可以比標準水壺更早地檢測到容器中蒸汽的存在，并因此檢測到液體加熱容器中的液體具有低于其沸騰溫度的液體溫度，該液體溫度對應于提前切斷溫度。這意味著當容器中的液體處于低于其沸騰溫度的提前切斷溫度時，熱機械致動器操作以中斷電源電路。

28、在一些實施例中，擋板包括延伸到容器的最小液體填充線下方的隔板。這防止了在隔板的從出口相對的一側產生的任何蒸汽通過出口逸出。在這些實施例中，基本上所有在容器中產生的蒸汽都被迫使進入蒸汽管。這確保了熱機械致動器在提前切斷溫度下操作。

29、在一些實施例中，器具包括容納熱機械致動器的蒸汽腔室。優選地，當電控制單元和熱機械致動器集成時，蒸汽腔室容納電控制單元。蒸汽腔室可以位于容器的基部或靠近容器的基部。

30、在一些實施例中，器具包括蒸汽引導構件(其優選地設置在電控制單元上)，蒸汽引導構件配置為引導蒸汽遠離顯示器組件。

31、在一些實施例中，提供了顯示器組件殼體，其至少部分地圍繞顯示器組件以限制蒸汽到達顯示器組件。

32、在一些其他實施例中，顯示器組件被容納在容器的側壁或把手中。這意味著顯示器組件可以定位成遠離蒸汽腔室內的電控制單元，并且不暴露于蒸汽。

33、在一些實施例中，電控制單元包括：連接到電加熱器以形成電源電路的第一組電凸片，其中控制電路設置為當液體溫度對應于提前切斷溫度時，響應于熱機械致動器檢測蒸汽以中斷電源電路，從而停用電加熱器；以及連接到顯示器組件以形成旁路電源電路的第二組電凸片。由于顯示器組件由該旁路電源電路供電，因此即使在加熱器的主電源電路中斷之后，它也可以向用戶指示液體溫度。此外，旁路電源電路可以為顯示器組件提供獨立于電控制單元定位的自由度。

34、顯示器組件可以從遠程溫度傳感器接收液體溫度數據，例如從位于容器的受熱基部中或底下的電子溫度傳感器(例如與電控制單元集成)接收液體溫度。例如，電子溫度傳感器可以通過溫度信號線連接到顯示器組件，或者甚至可以使用無線連接。然而，優選的是，顯示器組件與電子溫度傳感器位于同一位置。在一些實施例中，旁路電源電路包括電子溫度傳感器，并且顯示器組件配置為當電子溫度傳感器檢測到液體已經達到沸騰溫度時向器具的用戶指示液體溫度已經達到沸騰溫度。因此，提供“過沖”液體溫度傳感和顯示的旁路電源電路獨立于在提前切斷溫度下斷開電加熱器的電控制單元。

35、在一些實施例中，旁路電源電路還包括用于顯示器組件的可再充電電源。這意味著，即使器具包括從其電源基臺升起的無繩液體加熱容器，顯示器組件也可以繼續指示液體溫度。

36、根據本發明的第二方面，提供了一種將包含在液體加熱容器內的液體加熱到沸騰溫度的方法，包括：

37、通過完成到電加熱器的電源電路來啟動電加熱器；

38、檢測何時包含在液體加熱容器內的液體接近沸點而具有低于其沸騰溫度的液體溫度，該液體溫度對應于提前切斷溫度；和

39、響應于檢測到液體溫度對應于提前切斷溫度，中斷電源電路，從而停用電加熱器，使得電加熱器的余熱使液體溫度在電加熱器已經在提前切斷溫度下停用之后繼續上升到沸騰溫度。

40、在一些實施例中，該方法包括測量或估算包含在液體加熱容器內的液體的體積。該方法可以包括基于所測量或估算的體積設置提前切斷溫度。

41、在一些實施例中，該方法包括：

42、在液體被加熱的同時從溫度傳感器獲得液體溫度數據，

43、使用液體溫度數據計量溫度梯度，并

44、基于溫度梯度估算液體體積。

45、應理解的是，本文所描述的任何方面可以(并且優選地確實)包括本文所概述的可選和優選特征中的一個或多個(例如，所有)。

46、應理解的是，在本文中使用的情況下，術語頂部、底部、上方、下方、基部、側面等指的是圖中所示的元件的方向。