專利名稱：用于對水進行加熱的電水壺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前敘部分的對水進行加熱的電水壺。而且，本發(fā)明涉及一種用于調(diào)節(jié)電水壺中的液體加熱過程的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)電熱元件過熱時，用于對水加熱的電水壺可能會產(chǎn)生危險。特別是，例如在水壺?zé)傻那闆r下，熱能的積累可能導(dǎo)致火災(zāi)或?qū)е率褂谜咴馐軣齻葌Α?br> 從現(xiàn)有技術(shù)來看，已知有多種電水壺。在很長的時間內(nèi)，已知有熔絲保險器、雙金屬傳感器或其他機械傳感器作為這些電水壺的過熱保護裝置。對于電水壺來說，在達到過熱溫度時作出防干燒保護是很常見的。
例如，EP 0 380 369 A1中公開了一種用于根據(jù)權(quán)利要求1的前敘部分的電水壺的保護方法。在其中說明的方法涉及過熱溫度檢測以及干燒保護。在該方法中，通過計算加熱板的溫度增量來啟動干燒保護。加熱板溫度的過分增加是表明壺中的水太少或完全沒有水的信號。然而，如果用于確定啟動防干燒保護的溫度值的傳感器失效，因而盡管加熱元件一直通電還是指示出恒定的溫度值，那么根據(jù)EP 0 380 369A1的防干燒保護沒有作出反應(yīng)。而且，在這種情況下檢測不到過熱溫度。
所述現(xiàn)有技術(shù)還伴有其他的缺點。因此，在現(xiàn)有的防干燒保護中，根據(jù)EP 0 380 369 A1，在電水壺斷電之前必須先達到確定的過熱溫度，這是不利的。通常，甚至在高于此溫度的情況下也會進行加熱，因為各個溫度傳感器并不是直接設(shè)置在加熱元件處。因此，在傳感器處甚至?xí)霈F(xiàn)更高的溫度，直到加熱元件周圍的熱變化率達到熱平衡為止。類似的，只有在向系統(tǒng)供給了比額定功率工作時應(yīng)供給的多得多的熱能時，才會發(fā)生熔絲保險器方式的安全斷電。
因此，基于測量溫度增量以及加熱元件處的過熱溫度的防干燒保護，優(yōu)于只基于測量過熱溫度的防干燒保護。然而，所有已知的用于相應(yīng)加熱元件的安全裝置都假定傳感器正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種改進的電水壺以及一種改進的對水進行加熱的方法。所述改進的電水壺以及改進的方法用于避免上述現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的缺點。具體來說，應(yīng)當(dāng)能夠容易并安全地檢測到加熱元件或電子調(diào)節(jié)器的損壞并對其作出反應(yīng)?？紤]到操作安全因素，電水壺應(yīng)包含廠家裝有的系統(tǒng)性能。
一方面具有權(quán)利要求1的特征的電水壺，并且另一方面具有權(quán)利要求6的特征的方法達到了此目的。在從屬權(quán)利要求中說明本發(fā)明的有利的實施例。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，具有權(quán)利要求1的特征，提供一種改進的用于對水加熱的電水壺。它消除了與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的缺點，同時它又能夠容易地并安全地檢測出加熱元件或電子調(diào)節(jié)器的故障并作出反應(yīng)。通過結(jié)合系統(tǒng)知識，本發(fā)明能夠有利地、有目的地檢測出整個調(diào)節(jié)器/加熱元件的系統(tǒng)中的任何錯誤和故障。以此方式，能夠防止出現(xiàn)這樣的情形，即在故障的過程中，裝置中的溫度達到只有熔絲保險器等能夠作出反應(yīng)的高度。而且，可觀地降低了發(fā)生火災(zāi)或使用者受傷的危險。
權(quán)利要求2的特征提供了本發(fā)明的一個特別有利的實施例。調(diào)節(jié)器的適應(yīng)性或者存儲在存儲元件中的特征數(shù)據(jù)，分別使得系統(tǒng)中的變化量能夠得到考慮，這種系統(tǒng)中的變化隨著期望值而變化。與此特別相關(guān)的有不同的環(huán)境溫度，不同的環(huán)境溫度影響要加熱液體的初始溫度；不同的氣壓，不同的氣壓影響沸騰溫度；等等。以此方式，能夠考慮到多個可預(yù)先確定的干擾變量。
權(quán)利要求3的特征提供了本發(fā)明的另一個有利的實施例。在此實施例中，能夠考慮到那些不能被量化的干擾變量的影響。因此，就能夠在該裝置的整個壽命中不斷地適應(yīng)那些不能被預(yù)先確定的變化和損耗(例如鈣的積累)。
權(quán)利要求4的特征也提供了本發(fā)明的一個有利實施例。在此實施例中，將調(diào)節(jié)器的自我調(diào)節(jié)或各個調(diào)節(jié)變量所不能糾正的該裝置的任何故障變成信號發(fā)送給使用者。在這種結(jié)構(gòu)中，可以使用例如發(fā)光二極管、鳴音器/蜂鳴器等作為信號發(fā)生器。
權(quán)利要求5的特征還提供了本發(fā)明的另一個有利實施例。通過額外記錄在電水壺中加熱的水的注水高度，可以通過計算來檢查加熱時間。舉例來說，可以通過簡單的浮子或較復(fù)雜的傳感器裝置對注水高度進行檢測。但是，也可以通過測量單位時間內(nèi)的加熱速度來確定電水壺中的水量，并將該值提供給電子系統(tǒng)以便進一步處理。
根據(jù)本發(fā)明的一種方法，用于調(diào)節(jié)電水壺的加熱過程，其包括根據(jù)權(quán)利要求6的與方法相關(guān)的步驟。通過這些與方法相關(guān)的步驟，能夠容易并安全地檢測出電子控制器或加熱元件的任何故障并對其作出反應(yīng)。
權(quán)利要求7的特征包含了根據(jù)權(quán)利要求6的方法的特別有利的改進。通過添加的這些與方法相關(guān)的步驟，閃爍發(fā)光二極管或者響亮的鳴音器或蜂鳴報警器，舉例來說，能引起使用者注意到該裝置需要維修技師進行檢查。
權(quán)利要求8的特征包含了根據(jù)權(quán)利要求6的方法的另一個有利的改進。因而，例如通過浮子機械地測量液體高度，或以上述方法測量。之后，例如，用電位計將以此方法獲得的測量信號變化為電信號。在信號由模擬轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字之后，所述信號就能夠存儲在電子存儲器中了。
權(quán)利要求9的特征還包含根據(jù)權(quán)利要求6的方法的另一個改進方案。因而，舉例來說，設(shè)置用于測量環(huán)境氣壓的額外傳感器有助于分別確定沸騰溫度TMAX以及達到沸騰溫度的最大時間點tmax。在此改進方案中，時間ttot中測量初始溫度升高的時間點也能夠與各環(huán)境相匹配。
權(quán)利要求10的特征包含根據(jù)權(quán)利要求6的方法的一個有利的改進方案。通過存儲額外的特性數(shù)據(jù)，能夠在計算出的給定點值中獲得很小的容差。這有助于降低能量消耗并因此也有助于更經(jīng)濟地工作。而且，舉例來說，通過相應(yīng)的傳感器裝置，能夠確定水的硬度，從而能夠確定在裝置中鈣的積累情況。
最后，權(quán)利要求11的特征包含根據(jù)權(quán)利要求6的另一個有利的改進方案。這種改進方案避免了具有嚴(yán)重故障的電水壺在延長的時間中連續(xù)工作。特別是，能夠防止對電水壺進行未經(jīng)允許的操作，例如，這種操作可以是令有缺陷的電水壺連續(xù)工作。這樣的裝置保護功能防止了電水壺在相應(yīng)故障頻繁發(fā)生時被開啟。只有在維修時維修技師將錯誤存儲器重置后，所述裝置保護功能才允許連續(xù)工作。


在以下示例性的實施例的說明中，將參考

本發(fā)明的其他實施例和優(yōu)點。示出了以下附圖圖1是流程圖，示意性地示出了調(diào)節(jié)電水壺的加熱過程的方法；圖2是曲線圖，示出電水壺中對于時間t的溫度變化率T。
具體實施例方式
以下為參考圖1的流程圖的一個示例性的說明，說明了根據(jù)本發(fā)明調(diào)節(jié)電水壺的加熱過程的一個有利實施例。電水壺包括具有電子調(diào)節(jié)器(未示出)的電加熱元件，電子調(diào)節(jié)器通過傳感器記錄溫度和加熱時間。調(diào)節(jié)器還包括永久電子存儲器(non-volatile electronicmemory)(未示出)，預(yù)設(shè)的特性數(shù)據(jù)存儲在其中，用于驗證傳感器信息。
在該實施例中，以下特性數(shù)據(jù)存儲在調(diào)節(jié)器的電子存儲器中1.時間ttot；在加熱元件接通之后，在一規(guī)定時間間隔ttot-t0后，即使是在電水壺中注入最大水量的情況下，也必須能夠記錄溫度增量。如果不是這樣，則可能是由于以下兩個原因之一?；蛘呤羌訜嵩收希蛘呤莻鞲衅鞴收?。在第一種情況下，這僅僅意味著相應(yīng)的加熱過程不會進行。在第二種情況下，即傳感器故障的情況下，該故障可能引起過度加熱并導(dǎo)致電器損壞。而且，在此情況下，由于粗心可能會發(fā)生電器干燒，即，電水壺在其中沒有包含足夠水量的情況下加熱。所有這些都可引起火災(zāi)，或令使用者受傷。在任何一種情況下，電水壺發(fā)生故障。因此，在這些情況下，至關(guān)重要的是必須立即關(guān)掉加熱元件。除去自動關(guān)閉加熱元件之外，還可以以發(fā)聲或顯示的方式以信號指出故障，從而讓使用者注意到電器的狀況并能夠采取相應(yīng)措施。
2.沸騰溫度Tmax；根據(jù)環(huán)境條件，可計算出沸騰溫度并儲存在存儲器中。
3.時間tmax；而且，即使在加熱裝置處于最大液體注入量且允許的環(huán)境溫度處于最低的情況下，也能夠確定加熱過程所需的最大時間tmax。
此計算出的時間tmax可存儲在特性數(shù)據(jù)中。如果，電水壺開啟的情況下，過了時間tmax仍未達到沸騰溫度Tmax，則電水壺自動關(guān)閉。在此情況下，存在可能導(dǎo)致火災(zāi)或令使用者受傷的故障。
用于調(diào)節(jié)電水壺的加熱過程的方法，如圖1所示，可總結(jié)為如下a)接通電水壺的加熱元件。通常，這通過啟動該裝置的開啟開關(guān)來完成。
b)在預(yù)定時間間隔ttot-t0內(nèi)由電子調(diào)節(jié)器及其溫度傳感器自動測量溫度增量ΔT。
b1)如果測得的溫度增量ΔT大于Tmin，則繼續(xù)執(zhí)行步驟c)；否則b2)如果測得的溫度增量ΔT等于或小于Tmin，則由自動調(diào)節(jié)器自動關(guān)閉加熱元件。
c)在時刻tmax自動測量溫度Ttmax，tmax儲存在調(diào)節(jié)器的電子存儲器內(nèi)；c1)如果測得的溫度Ttmax等于或大于存儲的溫度Tmax，則繼續(xù)執(zhí)行步驟d)；否則c2)如果測得的溫度Ttmax小于存儲的溫度Tmax，則由電子調(diào)節(jié)器自動關(guān)閉加熱元件；以及d)如果達到了沸騰溫度并保持了預(yù)定的時間長度，則正常結(jié)束加熱過程。
圖2示出一曲線圖，其中，沿時間軸記錄水的溫度。示出兩條示例曲線的進程。時間ttot和tmax為根據(jù)水的初始溫度T1計算出的值。時間t’tot和t’max為根據(jù)水的較高初始溫度T2計算出的值，之后，將其與初始溫度T1比較。
如圖2中的曲線所示，在初始溫度T1的情況下以及在初始溫度T2的情況下，兩種情況下起初液體的溫度都在時間段t0-ttot內(nèi)以及在t0-t’tot略微上升。如果在此時間段內(nèi)沒有可測量到的溫度升高，則可能有幾種原因。一方面，可能是加熱元件故障，即，水沒有被真正加熱。另一方面，可能是溫度傳感器故障，即，水正在被加熱，但變化的狀態(tài)未由傳感器裝置記錄。
雖然在第一種情況下，存在明顯的故障，但在第二種情況下的故障可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果。由于沒有記錄下溫度信息，就不會有任何的調(diào)節(jié)措施。這能夠引起過度加熱、燒干、甚至是火災(zāi)。未料到此情況的使用者可能會被過熱的電水壺極其嚴(yán)重地?zé)齻?。因此，根?jù)本發(fā)明，在兩種情況下都立即關(guān)閉電水壺。而且，在視覺上或聽覺上發(fā)出信號報告故障。
如果在時間段t0-ttot之內(nèi)沒有發(fā)生故障，則溫度曲線穩(wěn)定上升，如圖2所示，直到它們接近沸騰溫度Tmax。
如果溫度曲線在時間點tmax(對于初始溫度T1)到達沸騰溫度Tmax，或是在時間點t’max(對于初始溫度T2)到達沸騰溫度Tmax，則以正常方式結(jié)束加熱過程。
然而，如果在時刻tmax或t’max處溫度T不等于沸騰溫度Tmax，則表明有故障。在此情況下，要么是加熱元件的輸出不足以將液體加熱到沸騰溫度(例如，這可能是加熱元件被鈣沉淀生成水垢或損壞了)，要么是傳感器沒有提供可靠的溫度信息(例如，這可能是松開的接頭切斷了信號線，傳感器未正確調(diào)校，或者是傳感器同時故障)。
在任何一種情況下，都立刻切斷該裝置的電源，因為如果是傳感器故障，就可能發(fā)生過度加熱以及以上所描述的后果。此處，還是一樣，通過顯示或發(fā)聲裝置將故障告知使用者。
權(quán)利要求
1.一種用于對水加熱的電水壺，包括能夠由電子調(diào)節(jié)器控制的電加熱元件，在電子調(diào)節(jié)器中，提供用于檢測溫度和加熱時間的傳感器，其特征在于，電水壺包括永久電子存儲器，用于驗證傳感器信息的預(yù)設(shè)的特性數(shù)據(jù)存儲在該存儲器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電水壺，其特征在于，永久電子存儲器包括特性數(shù)據(jù)以便對改變的邊界條件作出適應(yīng)調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的電水壺，其特征在于，在微處理器中，提供用于適應(yīng)特性數(shù)據(jù)的模糊邏輯。
4.根據(jù)以上任何一項權(quán)利要求的電水壺，其特征在于，提供用于指示故障的相應(yīng)裝置。
5.根據(jù)以上任何一項權(quán)利要求的電水壺，其特征在于，提供用于記錄電器中液體注入高度的傳感器。
6.一種用于調(diào)節(jié)加熱電水壺中的水的加熱過程的方法，包括以下步驟a)接通加熱元件；b)在預(yù)定時間間隔ttot-t0內(nèi)測量溫度增量ΔT；b1)如果測得的溫度增量ΔT大于Tmin，則繼續(xù)執(zhí)行步驟c)；否則b2)如果測得的溫度增量ΔT等于或小于Tmin，則關(guān)閉加熱元件；c)在時刻tmax測量溫度Ttmax；c1)如果Ttmax等于或大于存儲的溫度Tmax，則繼續(xù)執(zhí)行步驟d)；否則c2)如果測得的溫度Ttmax小于存儲的溫度Tmax，則關(guān)閉加熱元件；以及d)正常結(jié)束加熱過程。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，還包括以下步驟在步驟b2)和c2)的情況下，發(fā)出聽覺或視覺故障信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，還包括以下步驟在接通加熱元件之前，測量液體注入高度并將確定的值存儲在調(diào)節(jié)器的電子存儲器中。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，還包括以下步驟在每次根據(jù)步驟d)正常結(jié)束加熱過程之后，使存儲的特性數(shù)據(jù)ttot、tmax和Tmax適應(yīng)于電器的狀態(tài)或適應(yīng)于工作的地點。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，還包括以下步驟測量并存儲其他的特性數(shù)據(jù)，特別是加熱元件隨時間的耗電情況、傳感器處隨時間的溫度梯度，以及測量值的初始值和多個隨時間得出的值。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，還包括以下步驟記錄系統(tǒng)故障，其中，在重新加熱的過程中，容許再次發(fā)生故障，直到達到預(yù)定的頻繁程度，在這之后，需要重置故障存儲器以便能再次開啟電水壺。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對水進行加熱的電水壺，由此，該水壺具有帶有電子調(diào)節(jié)器的電子加熱元件，該調(diào)節(jié)器通過傳感器檢測溫度以及加熱時間。水壺包含永久電子存儲器，預(yù)設(shè)的特性數(shù)據(jù)存儲在其中，以便驗證傳感器信息。本發(fā)明還涉及一種用于調(diào)節(jié)所述類型水壺的加熱過程的方法，該方法包括以下步驟接通電水壺的加熱元件；在預(yù)定時間間隔t
文檔編號A47J27/21GK1700877SQ02810362
公開日2005年11月23日 申請日期2002年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月9日
發(fā)明者弗蘭克·克雷斯曼 申請人:布勞恩有限公司