电加热设备的安全装置 本发明涉及电加热设备的自动断路和指示装置，包括：
设备使用状态检测装置，用于提供指示设备的非使用状态的使用信号；
关断装置，用于根据从使用信号中获得的开关信号关断设备的加热器；
设备定向检测装置，用于提供指示不同的设备定向的定向信号；
触发装置，用于根据开关信号触发指示器，指示器指示加热器的关断。
本发明还涉及包括这种装置的电熨斗。
这种装置和熨斗可以(例如)从美国专利4203101中获知。电加热设备尤其是电熨斗的自动断路(ASO)系统是公知的。一个传感器例如具有水银开关的移动传感器或手控传感器监测熨斗是处于工作状态还是非工作状态。当熨斗在一定时间内不工作时，为避免因熨斗无人看管而导致危险情况，ASO系统关断熨斗的电加热器。指示器告知用户：加热元件被关断。指示器可以是可视的，例如灯，或者是可发声的，例如蜂鸣器。当用户开始再次使用熨斗时，ASO系统接通熨斗地加热器。通常，在处于水平位置或者处于垂直位置或歇脚(heel rest)位置时，熨斗可以不被看管。特别是在垂直位置时，可以向用户提示超时期间是否很短，例如30秒。
本发明的一个目的是要提供一种用于电加热设备的改进的ASO系统。根据本发明，起始段落中所述的自动断路和指示设备的特征在于还包括用于在关断加热器和触发指示器之间提供时间延迟的装置，所述时间延迟取决于定向信号。
通过为指示器的触发提供独立的取决于设备的定向的时间延迟，总是可以实现加热器的立即关断，从而提供了最大的安全性，同时指示器仅仅在认为有必要提醒用户设备仍然连接至电源上时，才于关断后立即触发。特别是对于熨斗而言，提供如此的时间延迟是非常便利的，即，在定向信号指示设备水平定向情况下的时间延迟比定向信号指示设备垂直位置情况下的时间延迟短。水平定向情况下的时间延迟可以为零，以便立即将这种很不安全的状态告知用户。垂直位置情况下的时间延迟则可以长得多，以便在用户由指示器的重复工作提醒的熨烫过程中提供处于歇脚位置的使用间隔。
使用状态检测装置可以包括一个设置于设备中的合适位置的移动传感器或者一个设置于设备的把手中的手控传感器。自动断路和指示装置的一个可行实施例的特征在于，提供时间延迟的装置包括一个指示定时器，它用于响应于使用信号提供延迟的触发信号，指示器触发装置包括：用于接收开关信号、延迟的触发信号和定向信号的装置；以及响应于定向信号的预定值选择开关信号和延迟的触发信号之一的装置。在这个实施例中，选择是在加热器关断之后根据设备的定向在立即指示和延迟指示之间作出的。
加热器可以在非使用状态信号产生后立即关断，或者在一定延迟之后关断，这种延迟是由关断定时器提供的，它延迟开关信号对非使用状态信号的响应，例如延迟30秒。按这种方式，超时是在检测非使用状态的时刻和关断加热器的时刻之间产生的。在加热器关断之后，指示器在经过一段时间后触发，这段时间取决于设备定向。对于熨斗而言，在水平位置时这个时间段可以为零，而在垂直位置时为几分钟。这意味着，当加热器在一定超时后关断时，对于水平位置的情况指示器立即触发，而对于垂直位置的情况延迟触发。
该自动断路和指示装置非常适合用于电熨斗中，但也可用于其它电加热设备，例如煮水器、水壶、干发器以及其它手持的或固定放置的加热设备。
从参照附图对本发明的示范性实施例所做的以下说明，本发明的上述和其它特征和优点将更为清楚，附图中：
图1是根据本发明的自动断路和指示装置的方框图；
图2是用于解释本发明的自动断路和指示装置的功能的流程图；
图3是示出装有本发明的自动断路和指示装置的熨斗；
图4示出用于本发明的自动断路和指示装置的移动和定向传感器；
图5示出由图4的传感器在移动过程中产生的信号的波形；
图6示出由图4的传感器在稳定状态下于不同定向产生的信号的波形；
图7示出装有本发明的自动断路和指示装置的熨斗的电路图。
在所有附图中，相同参考符号表示相同部分。
图1示出根据本发明的自动断路(ASO)和指示装置的方框图。该装置是结合电熨斗描述的，这仅仅是作为一个例子。使用传感器2检测此熨斗是否正在被使用，并提供指示使用或非使用的使用状态信号US。定向传感器4提供定向信号OS，此信号OS指示熨斗是处于水平位置还是垂直位置。垂直位置还称为歇脚(heel rest)位置，因为熨斗是在暂时不使用的时间间隔中放置于此位置的。当使用信号具有与熨斗的非使用状态相应的值时，使用信号US触发关断定时器6和指示定时器8。关断定时器6产生延迟的开关信号SS，此信号驱动可控的开关10。开关10接通或切断流过熨斗的电热元件12的电流。指示定时器8产生延迟的触发信号AS。开关信号SS和触发信号AS被馈入选择器18的相应输入端14和16，选择器18根据耦合至选择输入端20的定向信号OS的值选择信号SS和AS之一。所选择的信号驱动指示器22，此指示器可以是可视指示器，例如灯、LED(发光二极管)或LCD(液晶显示)，或者声音指示器，例如高音喇叭或蜂鸣器。
图2示出图1所示的装置的工作流程图。图2的文字含义列于下表。 表 方框 文字含义 30 30秒内未移动？ 32 使加热器不工作 34 熨斗处于水平位置？ 36 无移动并且8分钟内处于垂直位置？ 38 触发指示器 40 移动检测到否？ 42 使加热器工作
在这个流程图中，假定使用传感器2是一个移动检测器。不过，手控(hand)传感器、触觉(touch)传感器或近似(approximation)传感器也可用于相同用途。使用信号US连续地再触发定时器6和8，除非在定时器6和8超时(time-out)期间使用信号US维持稳定状态。如果这种稳定状态持续例如30秒，关断定时器6打开可控开关10，并且没有电流可以流至加热器12(方框30，32)。如果位置是水平的(方框34)，指示器22被立刻触发(方框38)。如果熨斗处于垂直位置，并且在例如8分钟内未移动，来自于指示定时器8的延迟的触发信号在选择器18中被选择，并且指示器将在8分钟后被触发(方框34，36，38)。但是，如果熨斗在垂直位置移动，加热器12总会接通(方框36，42)。只要检测不到移动，指示器22就保持触发(方框38，40)，否则(方框42)加热器12接通。
可以理解，图1中示出的并且具有结合图2所示的流程图描述的功能的ASO和指示装置可以被看作一个自动断路系统，该系统对于断开加热器具有单超时，而对于触发指示器具有双超时。当然，定时器6和8的超时期间可以具有任何适当的长度，但在此给定的实施例中，指示定时器8的超时期间最好比关断定时器6的超时期间长。
图3示出一个熨斗，此熨斗带有根据本发明的ASO和指示装置。图1所示的功能电路方框包含于一个单元50中，此单元设置在熨斗内的适当位置。可控开关10、蜂鸣器和/或LED是以举例方式示出的。正如已经指出的，图1的使用传感器2可以是设在熨斗的把手中的手控传感器。在图3中示出一个电容性传感器52，它形成公知的传感器电路的部分。不过，图1中的使用传感器2和定向传感器4可以有益地组合在图4所示的一个球接触开关中。这个开关的工作方式与水银开关相似。这里采用金属球60替代水银。球被封装于一个金属筒中，在此金属筒中，金属电极64通过不导电的端帽或顶盖66伸出。球接触开关可以安装在图3所示的单元50中的一个印刷电路板68上，但也可以根据需要选择熨斗内的任意其它位置。当熨斗移动时，金属球60在金属筒62中朝向电极64滚动，并且再返回至图示的位置。结果是筒62和电极64之间产生间断电接触。通过将开关与电阻器70串联连接在合适的电源电压上，可得到一个球接触信号BCS。在熨斗移动过程中，信号BCS在低电压值L和高电压值H之间交替变化，如图5所示。当熨斗不移动并且处于水平位置时，球60不与电极64接触，信号BCS总是处于高电平H，如图6所示。当熨斗不移动并且处于垂直(歇脚)位置时，球60与电极64接触，信号BCS总是处于低电平L，如图6所示。在熨斗移动过程中，定时器6和8持续地由交变信号BCS再触发，并且将不会到达其相应的超时期间。
图1的功能电路方框可以采用常规的电子电路设计。图7示出带有根据本发明的ASO和指示装置的熨斗的电路实例，其中采用微控制器实现响应于球接触开关的控制和定时功能。加热器12与热熔丝100、恒温器102和开关104串联连接在电源电压端子106和108之间。开关104由螺线管110驱动，并且通常是闭合的，以使电源电流流过加热器12。加热器12的温度由恒温器102控制。开关104对应于图1的方框图中的可控开关12。电源电压采用二极管112和电容器114进行整流和滤波。如图4所示类型的移动/定向传感器116与电阻器118串联连接在整流的电源电压和地之间。电阻器118上的电压BCS由NPN晶体管120缓冲隔离并馈入微控制器122的输入脚7。电阻器124、齐纳二极管126和128以及电容器130串联连接至整流的电源电压，以向其中之一微控制器122提供低的DC工作电压Vdd。螺线管110由NPN晶体管132驱动，后者由来自于微控制器122的输出脚5的信号通过接口晶体管134驱动。连接至微控制器122的输出脚11的发光二极管(LED)136对应于图1中的指示器22。微控制器122被编制程序，以根据图2所示的流程图进行控制。在这个电路实例中，采用商业上可得到的微控制器Motorola MC68HC05K0，但也可采用任何其它合适的控制器。控制器122的其余脚可以不使用，或者用于未示出的功能，或者按照公知的方式或由控制器制造者推荐的方式连接。