用于蒸发附加物的电气装置 本发明涉及符合权利要求1前序部分所述的用于蒸发附加物的电气装置。
这种类型的通用装置包括一外壳,其内部装具有加热元件和热交换器的电加热器,用以把加热元件产生的热供给热交换器,并把热量传输给待蒸发物质。
本发明的目的在于进一步研制这样一种装置,使之易于生产,并以低电功率损耗工作。
这一目的为包含权利要求1所述的特征的装置所实现。本发明的解决方案的特征是:加热元件是固紧在两个电极之间的PTC元件,两电极中至少一个电极配置在热交换器附近,并且是整体成型的。
通过安置所述加热器,做到了加热元件用的电极同时用来把加热元件释放的热量提供给热交换器。因电极与热交换器是整体成型的,本装置只有几个零部件,因而便于低成本生产。而且,本发明的装置在加热元件与热交换器之间有良好的导热性,因而可保持低功耗。
在一简单实施例中,装置有一可与外壳连接的待蒸发物质容器,内设一吸液芯,而热交换器有一传输通道环绕该吸液芯。
热交换器最好呈环形,它有一模制部分,并与吸液芯同轴地延伸。在这一热交换器实施例中,实现了与吸液芯的良好热连接,结果产生良好地装置效率。
在另一实施例中,热交换器构成一加热平面,它用作待蒸发物容器的支承面。在该实施例中,容器紧贴加热面,能使热交换器释放的热直接作用于整个待蒸发物质。
电极和(或)热交换器最好配有与它们整体成型的连接管。通过电极、热交换器和连接管的整体成型,减少了零件数从而简化了装置的制造,因为可以不用惯常的绞合连接线,并可把几乎全部电气零件制作在一公用冲压构件上。
如果连接管、热交换器和电板在一冲压板上整体成型,那是有利的。冲压板必要时在冲压后弯曲,它在要求增强固有稳定性或热绝缘的部位被覆塑料。这就明显地简化了装置的制造,因为采用专用机床可由一平面工件制造全部零件。
在另一优化实施例中,在连接管与电极或热交换器之间设有一导线横截面减小的区域,所述区域为电极提供了充分的电接触,但几乎不导热。这样一来就在很大程度上避免了通过连接管的热损失。
在本发明的另一实施例中,两电极相背的两面包有塑料,并且在电极的外缘上相对的两面有一连接条,从而使设在两电极之间的PTC元件以形状适合(form-fit)的方式固定在两连接条之间,加热元件无需另有固定件。
最好在一电极与PCT元件之间装一弹性元件,并由一夹持件夹住这两个电极和两电极之间的PCT元件。这一结构实现了电极与PTC元件的紧密接触,不但带来紧密的电接触,而且还改善了加热元件与电极之间的热连接。
现参照附图用实施例阐明本发明,其中,
图1为装置侧视图;
图2为装在外壳内的加热器的侧视图;
图3为图2所示加热器的俯视图;
图4为本发明的插头和第一旋转连接件的侧视图;
图5为第一旋转连接件的正视图;
图6为装有装置基本零部件的冲压板构件的视图;
图7为一电极及与其形成整体的热交换器的放大截面图。
根据图1,装置包含一由外壳的两个半硬壳式部分1a和1b组成的外壳,有一容器2可与其接合,容器中存有待蒸发物,例如溶有附加物的液体。外壳与容器2之间的接合手段是附加在容器顶端的外螺纹和在外壳下面的半硬壳式部分1b内形成的相应内螺纹。容器2内装有吸液芯3,它由碳纤维或纺织纱线构成。待蒸发液由吸液芯输送到图2和3详细说明的加热器4。具有两个插头接点6的一插头5被可旋转地支承在外壳内。由图4可知,插头有一环形凹槽7,如果外壳闭合,该槽咬合外壳半硬壳式部分1a和1b的相应成型的边。
加热器4有一PTC加热元件卡在上下相对的两电极8之间,图2和图3中未直接示出,因为电极绝大部分被覆了耐热的绝缘塑料,不能看到PTC元件。电极相背的面埋入塑料。相对的面构成接触面,其大小足以完全接触PTC元件。沿电极外缘形成一连续的连接条(web),连接条以相互咬合的方式设置在上、下电极上,从而形成一闭合腔,以形状配合方式卡住PTC元件。在下电极与PTC元件之间配有一弹性导电件,它与从外侧环绕电极的U形夹紧弹簧9一起保证电极与PTC元件之间的良好接触。加热器的电气部分还有连接管10,由图6可较清楚地看到,其一部分通过具有缩小导线横截面的区域11连接电极8。
热交换器12由两个上下相对的环形区13组成,其包含的模制区14用与电极所用相同的金属材料制成。由图7可见,模制区13的长度与电极厚度之比约为6∶1。所进行的模制工序使模制区材料强度朝向其自由端减小。模制中特别重要的是在模制区14与环形区13之间的部位上有足够的材料,从而保证模制部分有良好的热传递。靠近加热元件的部位的材料厚度较大,所导致的结果是很好地把加热能传输到外端。环形区和模制区13、14完全埋入塑料。热交换器的经被覆区、环形区和模制区见图3,所述热交换器有一以轴为中心的传输通道12a。环形区在其内壁上被覆薄绝缘材料,使尽可能多的热能可传导入传输通道12a。环形区的外壁则相反,具有厚绝缘层,该层在模制区轴向上沿朝向自由端的方向变厚。这样形成的绝缘层降低了热损耗,并导致这样传输的热精确地传送到传输通道中所要求的部位。
现说明本发明的装置的基本制造工序。
图6示出冲压板构件15及电加热器的基本零件。在全部冲压后的状态下,图中虚线示出的冲压板各部分完全分开。可看到两个电极8以及与电极整体成的环形部分13,每个环形部分有一模制区14。连接管10与电极8和部分地通过小截面区11的环形区13整体成型。连接管设置在冲压件的左半部分(见图6),它具有四分之一圆的形状,并彼此相对,而且每一连接管带有一对偏移90°的接点。
在另一方法步骤中,冲压板构件在要求提高固有稳定性或热绝缘的部位被覆塑料。对具有1/4圆形的环形部进行被覆而形成一几乎闭合的环,而在其内壁向内径向伸出接点16。一连接条形成在环的正面,所述连接条在环的轴向上延伸。连接条延伸长度近似为环的四分之一,并在其内壁上构成多个具有斜面的槽18(图3)。在被覆工序之后,图6中用虚线示出的点被分离,示于图中左半部分的电极完全脱落。然后,使具有四分之一环形而嵌入成几乎为封闭环的连接管在部件19处弯曲而与加热器的其余电元件成90°角,见图2所示。
最好完全由电阻器20和一发光二极管21装成加热器。
在装置运行中,加热器的电路这样工作:从连接管10开始,加热电流经保险电阻20流至与上电极8整体成型的上环形区13。电流从该电极经PTC加热元件流到下电极8,然后流到完全被塑料被覆的第二连接管10。这两个连接管10与插头5的插头接头6相连接(见图1)。一保护电阻20与电极对8并联,一发光二极管21与其串联。保护电阻和发光二极管用的连接管设在热交换器12的上、下环形区13。
PTC加热元件被认为能自动稳定在由其尺寸决定的某一温度上。对于本实施例,所选PTC加热元件在预定工作电压下产生150℃的温度。因为上、下电极8与加热元件紧密接触,并因为环形区与加热元件处的模制部分是整体成型的,故加热元件产生的热被输送到热交换器12。根据本发明的装置的实施例,热损耗很低,在传输通道内吸液芯处测得温度约为128℃。与PTC的工作温度相比仅为22℃的低温度损失是引人注目的。而且,长期试验证明温度波动很小,仅为0.5℃。
应指出的事实是,实施例中所述加热器仅是一例,实现这种加热器还有多种可行的技术方案。例如,加热元件不一定必须是PTC加热元件,而也可以是灌封于陶瓷加热体内的加热丝制加热线圈。
本发明的一个不同的实施例未用图形示出,它与上述实施例的差别在于热交换器8不同。在该实施例中,用一加热平面代替环形区13和模制区14。而且,一容器安置于加热面上,例如耐热塑料皿,用以代替内装吸液芯的容器2。待蒸发物置于该皿中,由紧挨着塑料皿下面的加热表面有规律地加热。在该实施例中,外壳有一适宜的孔,通过该孔可向容器提供待蒸发物。
现在讨论描述第一旋转连接件22的图4和5:
第一旋转连接件22与插头5刚性连接,其基本组成为一盘状承载部分23,用来承载两个相对的带状电接点24。电接点24通过接触引脚25连接插头接点6(图5)。一仿形板(cam)26设在盘状承载部分23的外围;所述仿形板在其自由端有两个面,它们的夹角约120°。
第二旋转连接件27基本上由几乎全封闭的环及与其相接的具有若干槽的连接条组成。该环从构成四分之一环(参见图2和3)的连接管10的被覆演变而成。
如果安装本发明的装置,则第一旋转连接件22的承载部分23咬合环形的第二旋转连接件17。在承载部23上形成的仿形板26咬合在第二旋转连接件内壁上形成的槽18。如果插头5随着所接第一旋转连接件而相对于外壳旋转,则仿形板26作闩锁滑动而越过第二旋转连接件的槽18。插头相对于外壳的旋转由未详细示出的限制件限制为约90°。