用于電水加熱設(shè)備的電阻的制作方法
【專利說明】用于電水加熱設(shè)備的電阻
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于用在電水加熱設(shè)備上的電阻的新穎的構(gòu)造性配置，該電水加熱設(shè)備具有非圓形的橫截面，被提供有具有任意橫截面或幾何安裝形狀的接頭。更特別地，本發(fā)明涉及一種由諸如基本上細(xì)長且薄形狀的板之類的單片配置的電阻。
[0002]本專利申請要求2012年7月27日的專利申請BR102012018888-0的內(nèi)部優(yōu)先權(quán)。
【背景技術(shù)】
[0003]自從多年前以來，對于幾乎全世界的人們來說，洗澡成為普通和日常的活動。在具有自然資源和文化極大地受到各種習(xí)俗(主要是本地習(xí)俗)影響的地方，一天洗澡多于一次的習(xí)慣非常普遍。
[0004]根據(jù)對變化最大的區(qū)域的研宄和推薦，即使在資源有限的地方，為了衛(wèi)生和健康，也應(yīng)該洗澡。
[0005]近期在實(shí)驗(yàn)室完成的內(nèi)部研宄指出洗澡水的平均溫度稍微高于人體在良好健康條件下的溫度，范圍在36°C至42°C，但是取決于用戶的喜好存在一些變化。
[0006]世界上絕大部分可居住地方具有更高的洗澡水的平均溫度，因此，存在將水溫提高至人洗澡的合適值的加熱設(shè)備。
[0007]通過向水供應(yīng)熱能來引起溫度的這種增加，這可以通過各種手段和方式來實(shí)現(xiàn)，其中某人可以通過燃燒氣體、煤炭、石油中的某一種，蒸汽生成、太陽能、電加熱等等來發(fā)起加熱，還可以通過呈現(xiàn)兩種或更多種加熱手段的混合系統(tǒng)來發(fā)起加熱。
[0008]特別是對于電加熱系統(tǒng)或電氣與任何其它手段的混合系統(tǒng)，它是通過電能經(jīng)過元件的循環(huán)而發(fā)生的，所述元件在電領(lǐng)域中稱為電阻器，也通俗地稱為電阻，或僅僅被加熱水領(lǐng)域的技術(shù)人員并且也被一般大眾稱為阻抗。
[0009]電流的循環(huán)因已知的焦耳效應(yīng)而導(dǎo)致阻抗溫度的上升，其中水一旦與所述阻抗有物理接觸便接收這個熱能，并且因此，其通常處于室溫的初始溫度上升至合適的溫度值，但是這種水可能來自初始溫度不同于室溫的地方。
[0010]這些年來，技術(shù)知識已經(jīng)提供了電阻以及電和混合設(shè)備兩者的改進(jìn)，例如被用于加熱水的那些設(shè)備使人能夠設(shè)計(jì)和構(gòu)建更高質(zhì)量的設(shè)備和阻抗。
[0011]許多制造商在他們的設(shè)備中采用由電阻性傳導(dǎo)材料配置的阻抗，其形式是圓橫截面的電線，機(jī)器電線，圍繞想像中的軸向軸螺旋地或彈簧狀纏繞。所述機(jī)器電線導(dǎo)致電荷沿著這個導(dǎo)體的外圍表面分布，其中這個量值的測量值被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為表面電荷密度，或僅稱為表面電荷。在實(shí)際的術(shù)語中，這個電荷通過如下分?jǐn)?shù)獲得:其中分子是從那個阻抗伸展消散的功率并且分母是導(dǎo)線橫截面的周長乘以這根電線的總長度的乘積，通常以W/cm2來度量。
[0012]一旦阻抗被設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，其便被插入到諸如電水加熱淋浴器等之類的電裝備的相應(yīng)隔間內(nèi)。
[0013]取決于應(yīng)用，還有條帶形式的阻抗電線。然而，這種解決方案具有一些限制，例如:它們不可以用在水加熱器上。這是因?yàn)樗訜犭娏茉∑骶哂袦p小的尺寸，并且還因?yàn)樗鰴C(jī)器電線比條帶形式的電線更容易變形為螺旋，這由于成本要求而影響決定。
[0014]應(yīng)當(dāng)注意，阻抗導(dǎo)線在設(shè)備上的配置方式?jīng)Q定阻抗的類型。讓我們以諸如電淋浴器之類的更復(fù)雜的應(yīng)用為例。
[0015]巴西專利文獻(xiàn)MU6301367-3公開了一種直接插入水中的導(dǎo)線，沒有任何包圍的保護(hù)，配置為裸露的阻抗設(shè)備?？商鎿Q地，根據(jù)巴西專利文獻(xiàn)MU7900685-0的教導(dǎo)，當(dāng)所述導(dǎo)線被電絕緣和良好導(dǎo)熱材料包圍，進(jìn)一步被另一種同樣良好的導(dǎo)熱材料(通常為金屬的)包圍時，配置一種具有封裝阻抗的設(shè)備。另外，根據(jù)文獻(xiàn)PI9500933-7的公開內(nèi)容，當(dāng)導(dǎo)線處于允許水與阻抗電線接觸的保護(hù)性包套內(nèi)時，配置了一種具有被封裝的阻抗的設(shè)備。應(yīng)當(dāng)注意到，電阻的所有這些配置都利用了同一類型的導(dǎo)體，即導(dǎo)線形式的電阻器。
[0016]為了將所述阻抗安裝在水加熱設(shè)備上，使用安裝和緊固接頭，這些在隨后的制造步驟中被制造。因此，在制造了所述阻抗電線(螺旋式)之后，進(jìn)行另一個制造步驟來接合所述接頭，這個步驟稱為接頭壓接(crimp)。其它的制造步驟仍是必要的，比如沖洗螺旋線以去除因螺旋而生的油，以及減輕應(yīng)力的熱處理。
[0017]自然地，各種步驟的總和產(chǎn)生對無數(shù)控制的需要，使得制造現(xiàn)有技術(shù)阻抗的過程曰蟲印貝ο
[0018]附加地，人們應(yīng)當(dāng)將例如因?yàn)樵谧杩闺娋€上壓接接頭的步驟而產(chǎn)生的廢棄物增加到生產(chǎn)成本，因?yàn)樗鼈兊闹笜?biāo)是相當(dāng)大的，導(dǎo)致材料的損失、接頭的破裂和不良的固定。固定質(zhì)量對產(chǎn)品質(zhì)量有影響，因?yàn)槌３２豢赡軝z測到不良的壓接，這導(dǎo)致阻抗使用壽命的減少以及因此的消費(fèi)者不愉快。
[0019]為了嘗試解決這個問題，文獻(xiàn)MU7002670-0公開了一種解決方案，其設(shè)計(jì)無需壓接接頭的電阻。將阻抗固定到引腳以及固定到水加熱設(shè)備的傳導(dǎo)棒的功能通過成螺旋形地纏繞所述電線自身的末端和中間點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)，這導(dǎo)致適合于安裝到水加熱設(shè)備中的內(nèi)部橫截面的管狀伸展。
[0020]這個解決方案合適地起作用，這歸因于人們消除了在所述阻抗的末端上和中間點(diǎn)處壓接所述接頭的需要這一事實(shí)，但是即便如此，它要求采用具有圓形橫截面、螺旋地纏繞的導(dǎo)線，由于生產(chǎn)產(chǎn)品所要求的各種步驟，產(chǎn)品的成本仍然高。另一個還應(yīng)該指出的問題是具有裸露阻抗的設(shè)備的電阻的機(jī)械脆性，這歸因于如下事實(shí):這些螺旋線由具有微小的和容易破碎的尺寸的導(dǎo)線構(gòu)成，這使得將這個類型的構(gòu)件作為備用部件來存儲和分布是困難的，而且還要求為所述水加熱設(shè)備在其腔室中提供絕緣固定支撐件，所述腔室具有將所述阻抗電線容納在所述水加熱設(shè)備內(nèi)的功能。
[0021]這些絕緣支撐件合適地起作用，但是它們具有的缺陷是，附加構(gòu)件成為必需，這需要增加制造成本，而且還導(dǎo)致存在如下點(diǎn):更易于在于所述支撐件和所述阻抗電線之間有機(jī)械接觸的地方燃燒的點(diǎn)，所述燃燒歸因于所述導(dǎo)線和水之間熱交換的缺乏。
[0022]提供有防護(hù)的或被封裝的阻抗的設(shè)備沒有機(jī)械脆性的問題，但是它們有其它的缺陷，例如歸因于阻抗大尺寸的高的制造和裝配成本以及技術(shù)支持服務(wù)中的邏輯復(fù)雜性。
[0023]關(guān)于現(xiàn)存設(shè)備的非常常見的另一個問題涉及如下事實(shí):如果發(fā)生能量或熱下降，所述電阻將在某點(diǎn)處斷開，這無疑保護(hù)了設(shè)備并首要保護(hù)了用戶的身體安全，適當(dāng)?shù)仄鹱饔?。然而，這個問題完全地在于如下事實(shí):所述阻抗的這個破裂發(fā)生在任何點(diǎn)，由于制造和裝配阻抗過程中以及電設(shè)備起作用中涉及的復(fù)雜性和許多的變量這兩者，幾乎不可能預(yù)見破裂將發(fā)生的準(zhǔn)確位置。因此，以下是不可行的:校準(zhǔn)表面阻抗負(fù)荷，使得如果發(fā)生故障，它將在預(yù)定點(diǎn)處燃燒，因?yàn)闄M截面的機(jī)械尺寸在所有點(diǎn)處是一致的。
[0024]因此，提供一種用在電或混合設(shè)備上的電阻是必要的，該電阻的形式借助于基本上細(xì)長且薄、優(yōu)選地非圓形的板來實(shí)現(xiàn)，使得電荷橫跨所述阻抗表面可以有更好的分布。與現(xiàn)有的橫截面是圓形的阻抗相比，這樣的阻抗用更少的材料制造，由于更少的材料消耗而降低了成本。
[0025]發(fā)明目的
因此，本發(fā)明的目的是提供一種可應(yīng)用于任何類型的電或混合設(shè)備的電阻，其借助于具有基本上細(xì)長和薄形狀的金屬板而獲得，并且它在單片中包括高效的熱交換裝置和連接接頭，從而提高所述設(shè)備和材料使用的效率。
[0026]本發(fā)明的目的還在于提供一種無需具有絕緣支撐件并且還可以聯(lián)合某一類型的機(jī)械支撐件一起使用的電阻，所述機(jī)械支撐件以另一種制造過程獲得，例如注入或甚至手工組裝。
[0027]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種電阻，其包括歸因于在阻抗任一點(diǎn)處的能量、熱的一些下降或任何其它故障而更易于燃燒的預(yù)定點(diǎn)。
[0028]本發(fā)明的又一個目的在于提供一種通過f塑性變形和/或?qū)崿F(xiàn)材料最大利用的切削過程獲得的電阻。
[0029]最后，本發(fā)明的另一個目的在于提供同時具有更高的堅(jiān)固性和降低的成本的電阻，其中降低的成本是由于更少的材料消耗和工業(yè)過程規(guī)模的經(jīng)濟(jì)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0030]本發(fā)明的目的通過提供一種包括加熱裝置和相關(guān)聯(lián)元件的用于電氣設(shè)備的電阻來實(shí)現(xiàn)，其中所述電阻由電阻性材料的單個細(xì)長和薄的金屬板構(gòu)成，伴隨地包括加熱裝置的至少一個區(qū)域和至少兩個相關(guān)聯(lián)元件。
【附圖說明】
[0031]現(xiàn)在將參照附圖中表示的實(shí)施例的實(shí)例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。附圖示出:
圖1是本發(fā)明阻抗的正視圖；
圖2是本發(fā)明阻抗的頂視圖；
圖3是本發(fā)明阻抗的側(cè)視圖；
圖4是從本發(fā)明阻抗的上方的正視圖；
圖5是從本發(fā)明阻抗的下方的正視圖；
圖6是本發(fā)明阻抗的頂視圖，表示了放大的細(xì)節(jié)；
圖7是本發(fā)明阻抗的頂視圖，表示了示出傳導(dǎo)區(qū)段和冷卻翼(flap)之間連接的伸展的放大細(xì)節(jié)；
圖8是本發(fā)明阻抗的正視圖，表示了所述組件的熱電保護(hù)裝置；
圖9是本發(fā)明阻抗的構(gòu)造性變型的正視圖；
圖10是本發(fā)明阻抗的構(gòu)造性變型的正視圖；
圖11是本發(fā)明阻抗的構(gòu)造性變型的正視圖； 圖12是本發(fā)明阻抗的構(gòu)造性變型的正視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本發(fā)明涉及提供有新的構(gòu)造性配置的電阻20。為了這個目的，考慮技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明的電阻20利用了新的材料和工業(yè)過程。本發(fā)明的電阻20應(yīng)用于任何類型的電和/或混合設(shè)備(例如電水加熱裝備)，或任何其它利用電阻提供加熱的等同電設(shè)備。
[0033]就電設(shè)備而言，對加熱阻抗的使用更加敏感的那些是稱為電淋浴器的電水加熱設(shè)備。這歸因于如下事實(shí):可能發(fā)生在要被加熱的區(qū)域沒有充滿水以消散電阻熱的情況下電能被傳遞至阻抗，這引發(fā)過熱，并且隨后引發(fā)電阻的燃燒。因此，在這樣的情況下，電阻的設(shè)計(jì)應(yīng)遵守附加的考慮。
[0034]如前所述，現(xiàn)有技術(shù)阻抗利用以螺旋形式纏繞的電阻性電線，幾乎像一根彈簧。與產(chǎn)生于約1930年的螺旋形電線阻抗不同的是，本發(fā)明展現(xiàn)出完全不同的阻抗概念。本發(fā)明的電阻20不僅實(shí)現(xiàn)了在無需適配的情況下替換老的阻抗阻，而且還實(shí)現(xiàn)了包括新的電設(shè)備。因此為所述電阻20提供了給予靈活性以適合于任意類型的電或混合設(shè)備的裝置，并且可以用機(jī)械支撐件或不用機(jī)械支撐件來安裝所述電阻20，無論機(jī)械支撐件絕緣與否。
[0035]本發(fā)明的電阻20利用傳導(dǎo)的/電阻性的金屬或聚合材料的板21或?qū)挆l帶，代替被以螺旋形式纏繞，板21或?qū)挆l帶以單個步驟(例如通過沖壓過程)被變形。圖