具有多个操作状态的欧姆加热器制造技术

一种欧姆加热器，具有限定沿下游方向(D)延伸的流动路径的结构(20)、第一对的电极(34a，34b)以及第二对的电极(36a，36b)。每对的电极沿下游方向彼此相邻但在垂直于下游方向的方向上彼此间隔开；电极对在下游方向上彼此间隔开。电路(40，42，44，46，48，50)可操作以将电压(i)施加在第一对的电极(34a，34b)之间；或(ii)施加在第二对的电极(36a，36b)之间；或(iii)施加在第一对的至少一个电极(34a)和第二对的至少一个电极(36b)之间，并且可以改变施加的电压。加热器可以满足变化的状况，诸如流动通过加热器的液体的导电性的变化等。流动通过加热器的液体的导电性的变化等。流动通过加热器的液体的导电性的变化等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有多个操作状态的欧姆加热器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年11月20日申请的美国临时专利申请62/937,877的权益。


技术介绍

[0003]本公开涉及欧姆液体加热装置并且涉及加热液体的方法。欧姆液体加热器包括用于容纳待加热的液体的结构和彼此间隔开的多个电极。电极与有待加热的流体相接触，使得液体填充相邻电极之间的空间。在电极之间施加电压，并且电流在电极之间穿过液体，从而通过在液体本身的电阻中消耗的功率来加热液体。加热速率随电流的平方变化，并随通电电极之间的液体的电阻反向变化。电流随液体的导电性而变化。对于给定电导率的液体，电流随电极之间的间距变化。紧密间隔的电极提供低电阻电流路径，从而提供高电流和高加热速率。电流和加热速率也随着电极的面积而变化；更大的电极提供更高的电流。如在本公开中用于表征具有通过液体电连接的元件的电路或电路的一部分的术语“比电阻”是指该电路或该电路的一部分的电阻与该电路中的液体的电阻率之比。例如在CA1291785中描述的欧姆加热器使用不同尺寸的多对电极，使得每对电极限定不同的比电阻。每对的电极是板状元件，板状元件彼此相对以便在它们之间限定空间。液体流动路径依次延伸通过由各对限定的空间。所期望的加热速率是通过选择电极对并且将每对的电极连接至电源的相反极来实现的。如WO2009/100486中公开的加热器使用大体上类似的布置，并且进一步通过快速闭合和打开开关来控制加热速率，开关将每对的电极集聚至电源，以便在脉冲宽度调制方案中，随着时间改变所施加的平均电压。在US 8,532,474中公开了利用多对电极的另一种欧姆加热器。然而，进一步的改进将是所期望的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个方面提供了一种欧姆加热器。根据本专利技术的该方面的欧姆加热器理想地包括限定沿下游方向延伸的流动路径的结构。加热器理想地包括设置在流动路径内的第一对的电极，第一对的电极沿下游方向彼此相邻，但在垂直于下游方向的方向上彼此间隔开。理想地，加热器还包括设置在第一对的电极下游的流动路径内的第二对的电极，第二对的电极在流动路径内沿下游方向彼此相邻，但在垂直于下游方向的方向上彼此间隔开。仅举例来说，结构可以包括由电介质材料形成的细长管，第一对的电极可以在沿着管的一个位置处彼此面对，并且第二对的电极可以在第一电极下游的另一个位置处彼此面对。在该示例中，管状电介质结构可以限定在第一电极与第二电极之间延伸的细长通道。加热器还期望包括在至少三种状态中可操作的电路。期望状态包括(i)第一状态，在第一状态中电路在第一对的电极之间施加电压；(ii)第二状态，在第二状态中电路在第二对的电极之间施加电压；以及(iii)第三状态，在第三状态中电路在第一对中的至少一个电极和第二对中的至少一个电极之间施加电压。不同的状态理想地提供不同的比电阻。在第三状态中，电流
沿着流动路径的长度在第一对的电极和第二对的电极之间流入。在以上讨论的示例中，电流沿着通道的长度流动穿过细长通道中的液体。如下面进一步讨论的，该状态可以提供比第一状态或第二状态中的比电阻高得多的比电阻。理想地，加热器可以在紧凑结构中提供宽范围的比电阻。理想地，电路可操作以改变施加至电极的平均电压。通过在状态之间改变和改变电压来调整比电阻的组合效应可满足宽范围的操作状况，诸如载不超过电路的限制的情况下，改变液体的导电性、改变对热的需求等。
[0005]本专利技术的另外的方面提供了一种结合了如上文所讨论的加热器的洗涤器具(诸如洗碗机等)以及加热液体的方法。
附图说明
[0006]图1是描绘根据本专利技术的一个实施例的加热器的概略性局部剖视图。
[0007]图2是描绘根据本专利技术的另一实施例的加热器的概略性局部剖视图。
[0008]图3是描绘根据本专利技术的进一步实施例的加热器的概略性局部剖视图。
[0009]图4是描绘在本专利技术的更进一步实施例中可使用的一对电极的概略性立体图。
[0010]图5是描绘根据本专利技术的又另一实施例的加热器的部分的片段视图。
[0011]图6是描绘根据本专利技术的又另一实施例的洗碗机的概略性视图。
具体实施方式
[0012]根据本专利技术的一个实施例的加热器包括结构20，结构20限定在由图1中的箭头D表示的下游方向上、从入口端24延伸至出口端26的流动路径22。流动路径22包括与入口端24相邻的直区段和与出口端26相邻的另一直区段，以及将直区段彼此连接的细长通道30。在此实施例中，细长通道30是弯曲的，但所展示的具体形状是完全任意的；通道30可以是直的或可以包括多条曲线。而且，结构20被描绘为一体的管状体，但其可由彼此连接以限定流动路径的多个元件形成。如在此所讨论的，在沿着流动路径的任何点处的下游方向应当被认为是流动路径的中心线32的方向。同样地，垂直于下游方向的方向是在沿流动路径的任一点处垂直于中心线的方向。中心线32是沿着流动路径22通过流动路径的区域中心的线。当然，在具有圆形横截面的流动路径的情况下，区域中心仅仅是横截面的圆心。
[0013]第一对的电极34a、34b被设置在流动路径22的邻近入口端24的直区段内，使得细长通道30位于第一对的电极的下游。第一对的电极34a、34b在下游方向上彼此相邻。在这个实施例中，电极34a、34b具有相同的尺寸并且在下游方向上彼此对齐，使得电极在它们的整个上游至下游的范围上彼此面对。第一对的电极34a、34b在垂直于下游方向的方向上彼此间隔开。这些电极可以是大体上板状或片状结构。虽然在这个实施例中，电极34a、34b被安装到结构20的壁，但这不是必要的；电极可以根据需要与该壁间隔开。然而，电极应设置在流动路径22内，使得电极将接触在流动路径中流动的液体。理想地，结构20全部或部分地由电介质材料形成，使得结构不在电极之间形成电连接。第二对的电极36a、36b被设置在流动路径的邻近下游端26的直区段中。因此，通道32被设置在第一对34的下游但在第二对36的上游。第二对的电极与第一对的电极类似地配置，使得电极36a、36b在下游方向上彼此相邻并彼此对齐，但在垂直于下游方向的方向上彼此间隔开。第二对的电极之间的间隔方向可以与第一对的电极之间的间隔方向相同，或者可以不同。在该特定实施例中，第二电极36a、
36b的面积大于第一电极34a、34b的面积并且彼此更靠近。因此，穿过电极36a、36b之间的流动路径中的液体的传导路径将具有比穿过第一对的电极34a、34b之间的流体的传导路径更低的比电阻。
[0014]加热器进一步包括可变电压电源40。电源40具有第一极(pole)42和第二极44。在这种情况下，第一极42是中性极，而第二极44是“热”极。电源40被布置成在极42、44之间供应电力并且施加电压，电压可以在电压的操作范围内根据需要进行控制和改变。通常，电源向热极施加交流电压，同时将中性极维持在固定电压，该固定电压可以接近或等于接地电压。
[0015]第一对的一个电极34a永久地连接至电源的中性极42，而第一对的另一个电极3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种欧姆加热器，包括：结构，所述结构限定沿下游方向延伸的流动路径；第一对的电极，所述第一对的电极设置在所述流动路径内，沿下游方向彼此相邻，但在与下游方向垂直的方向上彼此间隔开；第二对的电极，所述第二对的电极设置在所述流动路径内，在所述第一对的电极的下游，所述第二对的电极在所述流动路径内在下游方向上彼此相邻，但在垂直于下游方向的方向上彼此间隔开；以及在至少三种状态中可操作的电路，所述至少三种状态包括：第一状态，在所述第一状态中所述电路在所述第一对的电极之间施加电压；第二状态，在所述第二状态中所述电路在所述第二对的电极之间施加电压；以及第三状态，在所述第三状态中所述电路在所述第一对中的至少一个电极与所述第二对中的至少一个电极之间施加电压。2.根据权利要求1所述的加热器，其中，所述电路包括控制器和一个或更多个传感器，所述一个或更多个传感器被布置为检测所述电路的一个或更多个状况、流动通过所述流动路径的液体的一个或更多个状况或检测这两者，所述控制器可操作以响应于来自所述传感器中的至少一个的信号而将所述电路设定为所述第一状态、所述第二状态和所述第三状态中的一个。3.根据权利要求2所述的加热器，其中，所述控制器可操作以响应于来自所述传感器中的至少一个的信号而控制平均电压，同时将所述电路保持在所述第一状态、所述第二状态和所述第三状态中的一个中。4.根据权利要求1所述的加热器，其中，所述结构包括限定通道的电介质壁，所述通道形成所述第一对的电极与所述第二对的电极之间的所述流动路径的一部分。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：希特沃克斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：