加熱系統(tǒng)部件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種加熱系統(tǒng)部件，一種用于加熱流體介質(zhì)的加熱系統(tǒng)，和一種用于生產(chǎn)加熱系統(tǒng)部件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對于多種類型的家用設(shè)備或家用機器，有必要加熱一流體介質(zhì)，如，例如水。通過一個或多個加熱系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)加熱。為達到那樣的程度，可以提供一介質(zhì)回路，一栗被布置在該回路中以促使回路中的介質(zhì)循環(huán)。
[0003]這種加熱系統(tǒng)的基本方面是，像該介質(zhì)回路的所有其他部件一樣，該系統(tǒng)只占據(jù)很小的空間并且生產(chǎn)便宜。此外，該加熱系統(tǒng)應(yīng)容易組裝。在會導(dǎo)致家用設(shè)備內(nèi)的塑料部件熔化或著火的緊急情況出現(xiàn)時，必須確保該加熱系統(tǒng)的可靠的安全保護。在某些家用設(shè)備中，它可能進一步有必要防止該被加熱的介質(zhì)超過預(yù)定溫度。例如，在洗碗機中，它可能有必要防止洗滌水超過它的沸點溫度。
[0004]美國專利申請2006/0236999 Al公開了一用于加熱流體介質(zhì)的加熱系統(tǒng)，特別是用于家用設(shè)備，包括一承載單元，一布置在所述承載單元上的加熱單元，和一布置在所述承載單元上并且由良好導(dǎo)熱材料制得的傳熱元件。在該傳熱元件上，溫度安全裝置以固定元件穿過相應(yīng)通孔的方式被安裝。
[0005]當使用連續(xù)流熱水器的常規(guī)溫度監(jiān)控和/或控制元件(如，例如熱熔絲)時，當該溫度監(jiān)控和/或控制元件采用，例如，一個或多個螺釘被固定在安裝板上時，存在一個問題。那就是，當該安裝板被焊接到加熱單元時，它可能彎曲。進一步地，當在一溫度監(jiān)控和/或控制元件上緊固各自的固定螺釘時，該溫度監(jiān)控和/或控制元件會從該固定板被抬升并保持在熱位置以上的空氣中。結(jié)果是，在該加熱單元中心的最大量的熱量不能直接地被釋放到該溫度監(jiān)控和/或控制元件，而是不得不通過，例如，安裝板、螺釘和/或底板凸緣被釋放。這些結(jié)果導(dǎo)致該溫度監(jiān)控和/或控制元件的響應(yīng)時間難以接受(即，太慢)。
[0006]因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種加熱系統(tǒng)部件，一種加熱系統(tǒng)，和一種用于生產(chǎn)加熱系統(tǒng)部件的方法，其避免了現(xiàn)有技術(shù)裝置的響應(yīng)時間慢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供一加熱系統(tǒng)部件，包括:一溫度監(jiān)控和/或控制單元，包括一下表面；一承載單元，包括一上表面；其中，所述溫度監(jiān)控和/或控制單元的所述下表面的至少一個部分與所述承載單元的所述上表面的至少一部分熱接觸；其中所述溫度監(jiān)控和/或控制單元的所述下表面與所述承載單元的所述上表面通過一焊縫，優(yōu)選地通過一激光焊縫相互連接。
[0008]本發(fā)明提出通過一焊縫將該溫度監(jiān)控和/或控制部件固定在該加熱單元上，優(yōu)選地在它的最熱點的直接附近。優(yōu)選地，該固定通過焊接，特別是通過激光焊接實現(xiàn)。通常，相比現(xiàn)有技術(shù)安裝方式使用，例如，彎曲的彈性墊圈，采用激光焊接連接加熱系統(tǒng)中的溫度監(jiān)控和/或控制元件具有更高的功能性和安全性的優(yōu)點。特別是，通過焊接將該溫度監(jiān)控和/或控制元件固定在該加熱單元上顯著地改善(即，減少)該溫度監(jiān)控和/控制元件的響應(yīng)時間。
[0009]根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，所述溫度監(jiān)控和/或控制單元包括一具有斜邊的下部；其中，所述斜邊鄰近所述下表面；其中，所述斜邊包括一小于90°的斜角；其中，所述焊縫基本上位于沿著所述斜邊。通過采用一具有小于90°斜角的斜邊，一激光束較容易到達該溫度監(jiān)控和/或控制元件的下表面和該承載單元的上表面之間的接觸區(qū)域。結(jié)果是，需要較少的激光功率，而仍實現(xiàn)該溫度監(jiān)控和/或控制元件的下表面和該承載單元的上表面之間期望的連接強度。
[0010]在使用加熱系統(tǒng)的過程中，可能發(fā)生鱗片或鈣質(zhì)沉積在承載單元的與待加熱的流體介質(zhì)(例如水)接觸的一側(cè)，具體地為當加熱單元設(shè)置在承載單元的另一側(cè)時承載單元的區(qū)域。由于鈣質(zhì)的沉積，有加熱單元產(chǎn)生的熱量的傳送會被削弱。這樣，溫度監(jiān)控和/或控制元件可檢測溫度高于沒有這樣的鈣質(zhì)沉積的溫度。在一些情況下，雖然介質(zhì)依然存在，溫度監(jiān)控和/或控制元件可切斷向加熱單元的電供應(yīng)，即溫度監(jiān)控和/或控制元件檢測安全相關(guān)情況，像演習。為了避免這個，有利的是提供至溫度監(jiān)控和/或控制元件的連接，以使得連接接觸承載單元的與加熱單元隔開的區(qū)域。通過這個，溫度監(jiān)控和/或控制單元可被介質(zhì)冷卻，使得加熱單元的所述區(qū)域中的溫度檢測不被承載單元上的鈣質(zhì)沉積削弱。這個連接也可被激光焊接至承載單元，期中，所述連接也可提供有斜邊。該連接的尺寸可根據(jù)需要冷卻溫度監(jiān)控和/或控制單元的需求而選擇。
[0011]而且，可以將溫度監(jiān)控和/或控制單元附接至加熱單元的頂表面。
[0012]根據(jù)一個更優(yōu)選的實施例，所述斜角范圍在5°和55°之間，優(yōu)選地在15°和45°之間，并且甚至更優(yōu)選地在25°和35°之間。通過選擇如上所述的斜角，一激光束到達該溫度監(jiān)控和/或控制元件的下表面和該承載單元的上表面之間的接觸區(qū)域變得更加容易，并且因此被改善。進一步地，通過增加各自的熔化區(qū)，可以實現(xiàn)完整的材料連接。額外提供一具有一定長度的斜邊補償自動生產(chǎn)過程中可能的錯位。當瞄準一激光入射角在該材料表面90°時，可以優(yōu)選一 30°的斜角，所以該激光束可被引導(dǎo)成一相對該承載單元下表面成120°的角。從而可以防止該激光束過于靠近該溫度監(jiān)控和/或控制單元的敏感部位。
[0013]根據(jù)一個更優(yōu)選的實施例，所述溫度監(jiān)控和/或控制單元被配置以測量一溫度，比較所述溫度與一預(yù)定的溫度限值，并且基于所述比較輸出控制信號。
[0014]根據(jù)一個更優(yōu)選的實施例，所述控制信號包括一加熱單元期望的開關(guān)狀態(tài)信號。
[0015]根據(jù)一個更優(yōu)選的實施例，所述溫度監(jiān)控和/或控制單元的所述下表面包括至少一個第一突起和/或凹槽。所述承載單元的所述上表面包括至少一個第二凹槽和/或突起。所述第一突起和/或凹槽與所述第二凹槽和/或突起相配合。通過以上述的方式設(shè)計該溫度監(jiān)控和/或控制元件的下表面和該承載單元的上表面，能夠增加總接觸面積，從而在承載單元與溫度監(jiān)控和/或控制元件之間提供一改善的熱傳遞。該設(shè)計進一步使得突起和凹槽的優(yōu)選匹配更容易制造。
[0016]根據(jù)一個更優(yōu)選的實施例，所述溫度監(jiān)控和/或控制單元的所述下表面包括AlMg3。然而，任何其它可焊接的鋁合金或鋁-鋼復(fù)合材料可以被使用。
[0017]根據(jù)一個更優(yōu)選的實施例，所述承載單元的所述上表面包括AlMg3。然而，鋁合金八199.5和AlMg:也同樣適合。
[0018]根據(jù)一個更優(yōu)選的實施例，所述溫度監(jiān)控和/或控制單元包括至少一個溫度監(jiān)控和/或控制元件，具有一比所述溫度監(jiān)控和/或控制單元的所述下表面更小的下表面。通過設(shè)計該溫度監(jiān)控和/或控制元件，從而它包括一比所述溫度監(jiān)控和/或控制單元的所述下表面更小的下表面，它能夠使所述溫度監(jiān)控和/或控制單元的所述下表面延伸超過所述溫度監(jiān)控和/或控制元件的所述下表面。該溫度監(jiān)控和/或控制單元的下表面能夠因此以更容易的方式實現(xiàn)將該溫度監(jiān)控和/或控制單元連接到該承載單元。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一用于加熱流體介質(zhì)，尤其是用于家用設(shè)備的加熱系統(tǒng)，包括:一如本文所述的加熱系統(tǒng)部件，一被配置在所述承載單元上的加熱單元，并且其中，所述溫度監(jiān)控和/或控制單元被配置以測量所述加熱單元的溫度。
[0020]根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，該加熱系統(tǒng)包括一殼體部，其中，該加熱裝單元被安裝到所述殼體部，并且其中，該殼體部包括鋁。甚至更優(yōu)選地，整個加熱系統(tǒng)由鋁制成。然而常規(guī)的加熱系統(tǒng)典型地在一承載單元內(nèi)提供一凹槽，該加熱單元被布置在該凹槽內(nèi)，本文所描述的優(yōu)選的實施例有利地使將一加熱單元直接安裝(例如，通過焊接)到該承載單元的一殼體部成為可能。從而該承載單元在結(jié)構(gòu)上被簡化，因為不再需要一凹槽。進一步地，在該殼體部的內(nèi)側(cè)面優(yōu)選地涂上一不粘涂層。該不粘涂層優(yōu)選地由陶瓷基材料組成。通過采用一陶瓷基不粘涂層，該鋁表面可用于放置洗碗機安全裝置。
[0021]根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，該加熱單元包括一傳熱元件，其中，所述傳熱元件是一細長的扁平件。根據(jù)一個更優(yōu)選的實施例，該承載單元包括一坯料。根據(jù)一個更優(yōu)選的實施例，該承載單元具有一凹槽，其在一側(cè)開口并且其優(yōu)選地橫截面至少近似為C形，用于接收該加熱單元。根據(jù)一個更優(yōu)選的實施例，該加熱單元由至少一個管式加熱器組成。根據(jù)一個更優(yōu)選的實施例，該加熱單元的橫截面形狀為至少近似地適應(yīng)于該承載單元凹槽的橫截面形狀。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于生產(chǎn)如本文所述的加熱系統(tǒng)部件的方法。該方法包括:提供一溫度監(jiān)控和/或控制單元，包括一下表面；提供一承載單元，包括一上表面；所述溫度監(jiān)控和/或控制單元的所述下表面的至少一部分與所述承載單元的所述上表面的至少一部分接觸；焊接，優(yōu)選地激光焊接所述溫度監(jiān)控和/或控制單元的所述下表面和所述承載單元的所述上表面彼此連接。
[0023]根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，該方法進一步包括傾斜溫度監(jiān)控和/或控制單元的下部成一角度以獲得一斜邊，其中，所述斜邊包括一小于90°的斜角；其中，所述焊接基本上沿著所述斜邊進行。根據(jù)一個更優(yōu)選的實施例，所述焊接包括采用一激光束的激光焊接，并且所述激光束被指引基本上垂直于所述溫度監(jiān)控和/或控制單元的表面。根據(jù)一個更優(yōu)選的實施例，所述激光束包括在0.5千瓦和1.5千瓦之間的功率，優(yōu)選為I千瓦。
[0024]應(yīng)該理解的是，權(quán)利要求1所述的加熱系統(tǒng)元件，權(quán)利要求10所述的用于加熱流體介質(zhì)的加熱系統(tǒng)，和權(quán)利要求12所述的用于生產(chǎn)加熱系統(tǒng)部件的方法具有如在從屬權(quán)利要求中所限定的，相似和/或相同的優(yōu)選實施例。
[0025]應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例還可以是從屬權(quán)利要求或上述實施例與各自的獨立權(quán)利要求的任意組合。