專利名稱：液體電加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于液體加熱容器的電加熱器，更具體地說，涉及液體電加熱容器，如汽鍋和在容器底部具有一個(gè)平面加熱器的水壺，但也不限于此。
在英國，傳統(tǒng)的液體電加熱器采用通過容器側(cè)壁或者底部伸入容器內(nèi)的套筒電加熱元件。這種加熱器的潛在缺點(diǎn)是在硬水區(qū)域會(huì)集結(jié)鈣沉淀物。這不僅難看，而且不易清潔。
在歐洲大陸，尤其最近在英國，這種容器設(shè)置有安裝在容器底部，或者至少形成為容器底部一部分的平面加熱器。該加熱器具有一個(gè)大體為平面的通常為不銹鋼的基底，其下側(cè)設(shè)置有一個(gè)傳統(tǒng)的套筒加熱元件，也可以是最近以來設(shè)置的一種厚膜加熱元件。這種設(shè)置具有的優(yōu)點(diǎn)是去除了容器內(nèi)部的潛在的難看的元件，而且也更易于清潔。
但是，這種平面加熱器仍然易于結(jié)垢，也易于腐蝕。對(duì)于怎樣減輕這些現(xiàn)象，已經(jīng)提出了幾種建議。例如在加熱器的水接觸側(cè)設(shè)置PTEE或者類似的涂層。
本發(fā)明力求提供另外一種減輕這些現(xiàn)象的方法。
本申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到污垢在鋼加熱器表面的沉淀和粘附與表面的分子粘合位置的數(shù)量和相對(duì)穩(wěn)定性直接相關(guān)。污垢粘附較強(qiáng)的穩(wěn)定粘結(jié)位置與包括臺(tái)階和斷層在內(nèi)的表面缺陷有關(guān)。為了減少金屬加熱器表面的結(jié)垢量，本申請(qǐng)人現(xiàn)在建議將加熱器的暴露表面設(shè)置為光潔的拋光表面。
本發(fā)明提供了一種平面電加熱器，該加熱器形成或至少形成一部分液體加熱容器底部，其中，加熱器接觸液體的表面設(shè)置成拋光的鏡面。
這樣就可以減少容器底部的污垢沉淀，還可以增加底部污垢落下的能力。此外，由于鋼表面腐蝕與表面缺陷現(xiàn)象特別相關(guān)，通過這種方法還可以降低表面腐蝕速度。
而且，出現(xiàn)于加熱器表面的污垢實(shí)際上促進(jìn)了腐蝕。加熱器上的污垢沉淀導(dǎo)致表面溫度變化，相對(duì)于加熱器的較冷區(qū)域而言，促進(jìn)了污垢下面較熱區(qū)域形成快速腐蝕陽極區(qū)。本發(fā)明消除或者至少基本上減少了該問題，即防止污垢形成在加熱器表面。
使用拋光鏡面的一個(gè)附加優(yōu)點(diǎn)是不影響熱量從加熱底部向容器內(nèi)的液體傳遞，這意味著在使用時(shí)，加熱器本身保持較涼。這對(duì)塑料壁面的加熱器尤其有利。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，拋光表面對(duì)水具有較低的淋濕度，以致幾乎不產(chǎn)生蒸汽泡，在使用時(shí)容器的運(yùn)轉(zhuǎn)比較安靜。
該加熱器還可以做成液體加熱容器的一部分，或者做成一個(gè)在容器底部開口內(nèi)的分立的加熱器。
附


圖1所示為一液體加熱容器1，其底部設(shè)有加熱器2，加熱器為一厚膜加熱元件，其上表面為拋光的表面3。
該加熱器優(yōu)選的為具有一個(gè)基本為平面的基底，優(yōu)選為鋼的，更優(yōu)選為不銹鋼的，具有一個(gè)套筒加熱元件，或者布置在其下側(cè)的厚膜加熱元件，底的上側(cè)是拋光的。通常特別用于制造的不銹鋼基底是430或者440標(biāo)準(zhǔn)鋼，具體地說是430S17和444。
表面光潔度可以以幾種方式確定。一級(jí)相關(guān)參數(shù)是表面曲線距離平均表面線的算術(shù)平均值Ra，可以使用表面光度儀橫動(dòng)單元測量。由于Ra值指示了表面凸峰和表面凹槽的高度，顯然它應(yīng)該盡可能低。因此，優(yōu)選使表面光潔度最大Ra值為0.1μm，最好小于0.05μm。
第二個(gè)重要參數(shù)是Lo。這是一個(gè)公認(rèn)的參數(shù)，它提供有關(guān)金屬相對(duì)表面區(qū)域的信息，作為表面光潔度的結(jié)果。Lo值越高，易于黏附污垢的表面區(qū)域越大，所以Lo值最好盡可能低。表面光度儀50mm橫動(dòng)單元采用16mm的跨距長度，優(yōu)選使表面的最大Lo值為15.24mm，更優(yōu)選使最大值為15.21mm。
Ra和Lo是表示表面光潔度適合性的主要參數(shù)。但是，關(guān)于這一點(diǎn)，其他參數(shù)也是有用的。一個(gè)參數(shù)是Rsk-不對(duì)稱性，它測量表面平均線周圍的高度分布曲線的對(duì)稱性。如上所述，這也可以用表面光度儀橫動(dòng)單元測量。正的Rsk值表示高度分布曲線在平均線之下不對(duì)稱，表示具有較少凸峰的較低區(qū)域占優(yōu)勢的表面。負(fù)值表示凹槽較少的較高區(qū)域占優(yōu)勢的表面，它為污垢附著提供了場所。因此，正Rsk值與表面出現(xiàn)較少的小凹槽或坑有關(guān)，因此希望該值是正的。但是較低的負(fù)值也是可以接受的，因此Rsk值最好是正的或者是較低的負(fù)值(≤0.2)。
另一個(gè)有用的參數(shù)是Rku-Kurtosis，它測量高度分布曲線的形狀或尖銳程程度。高度分布曲線的較低Rku值表示表面凹槽和凸峰平均波紋狀分布，與低Ra和Lo值一致，證實(shí)出現(xiàn)寬而淺的凹槽和凸峰。Rku最好小于3.5，更優(yōu)選小于3.0。
如上所述，能夠使用表面光度儀50mm橫動(dòng)單元測量上述參數(shù)。在一個(gè)特別的測試程序中，每一條曲線的橫向長度設(shè)定為16mm。選擇0.8mm的截?cái)嚅L度，每一個(gè)設(shè)定長度可以截為20段。選擇粗糙度確定模式，使用Gaussian過濾器，低通截?cái)嗪陀嘘P(guān)的頻帶寬度100∶1。選擇一條LS參考線，及配合相對(duì)于該線顯示的數(shù)據(jù)的最小平方最佳擬合線，消除了任何坡度。在用3線標(biāo)準(zhǔn)測試之前校準(zhǔn)該儀器。
可以用任何合適的方式產(chǎn)生該拋光鏡面光潔度，例如利用機(jī)械拋光，電拋光或者其它合適的拋光方法。下面披露一種典型的機(jī)械拋光方法。
原材料優(yōu)選為不銹鋼板，在其下側(cè)(如傳統(tǒng)的)裝設(shè)有套筒加熱元件，或者設(shè)置厚膜加熱元件。該板上表面優(yōu)選具有＜0.5mm的平面度，按照EN10088-21995不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)，基底的光潔度優(yōu)選為2D或者更高的光潔度。因此，采用吹砂、化學(xué)蝕刻或者錘打表面作為啟動(dòng)點(diǎn)是不適當(dāng)?shù)摹?br> 作為第一步，從有待拋光的表面上除去污染物或者殘骸，例如通過空氣噴射或者刷擦。
接著，對(duì)表面進(jìn)行粗拋光，除去所有氧化外覆層。適合于該階段的拋光材料包括棉、波羅麻等類似的拋光布輪，及不銹鋼拋光化合物。
在粗拋光階段之后，進(jìn)行精拋光，以達(dá)到必要的光潔度。適合該階段的拋光材料包括棉拋光布輪，合適的不銹鋼拋光化合物。
在除油脂之后結(jié)束該方法，除油脂優(yōu)選使用堿性洗滌劑，或類似的洗滌劑，從表面除去油/油脂，并且噴射熱空氣，以便除去任何多余的水分。
當(dāng)然，在該過程中必須采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，防止擦傷、彎曲和扭曲該加熱器板。
顯然，本發(fā)明的方法克服了其它拋光技術(shù)，如錘補(bǔ)、吹珠或者吹砂的缺點(diǎn)，這些技術(shù)不能夠顯著降低表面曲線的變化。
顯然，本發(fā)明的各個(gè)方面都可以用于所有種類的地板下的加熱器，甚至可以用于傳統(tǒng)的完全浸入的套筒元件。上面給定的最佳光潔度值也可以用于這種加熱器。例如，地板下的元件通?？梢允瞧桨逍蔚幕蛘吖靶蔚?。例如，本發(fā)明如，本發(fā)明可以用于申請(qǐng)人的Sureseal加熱器板。此外，還可以用于所有類型的不銹鋼加熱基底。
希望本發(fā)明能夠最大程度地應(yīng)用于安裝于液體加熱容器底部開口中的加熱器的預(yù)處理，該加熱器具有金屬、塑料、玻璃等等的本體。因此本發(fā)明還可以用于汽鍋、壺、咖啡器、其它飲料制備器等。
權(quán)利要求1.一種液體電加熱器，形成或者至少形成液體加熱容器底部的一部分，其特征在于，所述加熱器接觸液體的表面具有拋光鏡表面光潔度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體電加熱器，其特征在于，該加熱器具有不銹鋼基底，該基底具有套筒加熱元件或者一個(gè)設(shè)置在其下側(cè)的厚膜加熱元件，該基底的上側(cè)拋光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液體電加熱器，其特征在于，所述光潔度最大值Ra為0.1μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液體電加熱器，其特征在于，所述光潔度最大值Ra為小于0.05μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的液體電加熱器，其特征在于，所述光潔度有一個(gè)低的Lo值
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液體電加熱器，其特征在于，Lo值最大值為15.24mm，優(yōu)選最大值為15.21mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的液體電加熱器，其特征在于，具有表面不對(duì)稱性Rsk，該Rsk為正的或者低的負(fù)值，即≤0.2。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液體電加熱器，其特征在于，具有表面不對(duì)稱性Rsk，該Rsk為正的或者低的負(fù)值，即≤0.2。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液體電加熱器，其特征在于，具有表面不對(duì)稱性Rsk，該Rsk為正的或者低的負(fù)值，即≤0.2。
10.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的加熱器，其特征在于，表面突出度Rku小于3.5，最好小于3.0。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液體電加熱器，其特征在于，表面突出度Rku小于3.5，最好小于3.0。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液體電加熱器，其特征在于，表面突出度Rku小于3.5，最好小于3.0。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液體電加熱器，其特征在于，表面突出度Rku小于3.5，最好小于3.0。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液體電加熱器，其特征在于，表面突出度Rku小于3.5，最好小于3.0。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液體電加熱器，其特征在于，表面突出度Rku小于3.5，最好小于3.0。
專利摘要一種液體電加熱器,它具有一個(gè)不銹鋼平面基底,一個(gè)加熱元件設(shè)置在基底下側(cè)。在使用時(shí),基底上側(cè)接觸液體,利用機(jī)械或者電拋光方法使基底上側(cè)具有鏡表面光潔度。優(yōu)選使表面光潔度最大值Ra為0.1μm,并具有低Lo值。Rsk優(yōu)選為正的或者低的負(fù)值(≤0.2)。這樣,加熱器在使用時(shí)保持為較冷,因?yàn)閺氖軣岬撞總飨蛉萜鲀?nèi)的液體的熱量不受鏡表面的阻擋。污垢在容器底部的沉淀減少了,使底部落垢的可能性增加。
文檔編號(hào)F24H1/20GK2480762SQ00262419
公開日2002年3月6日 申請(qǐng)日期2000年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月28日
發(fā)明者S·R·約翰斯頓 申請(qǐng)人:施特里克斯有限公司