CN113163969B - 水壶 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水壶(10)，其包括：中空主体(14)，其具有底壁(16)和从所述底壁(16)向上延伸到上缘(19)的侧壁(18)，其中所述侧壁(18)围绕空腔(22)以接纳待加热的水，所述底壁(16)具有面对所述空腔(22)的内表面(17)，所述内表面(17)具有一面积；和加热元件(32)，其与所述底壁(16)热连通，从而加热水，所述加热元件(32)占据的水平面积是内表面面积(17)的至少30％。

Description

水壶

技术领域

本发明涉及一种水壶。

背景技术

水壶是众所周知的快速煮沸水以便例如煮茶、烹饪等的装置。当前已知的水壶的缺点在于，当水被加热元件加热时，靠近加热元件的少量水被加热到高于其沸点。所述量的水变成蒸汽相，并在蒸汽气泡起始位置(通常是表面缺陷)处聚集为蒸汽气泡。由于蒸汽气泡的密度低于水的密度，因此蒸汽气泡由于浮力而上升。随着蒸汽气泡的上升，周围水的温度低于沸腾温度，导致蒸汽气泡也冷却到低于沸腾温度。当蒸汽气泡空化时，会产生明显的声波。由空化引起的噪声在家庭环境中并非所期望的。难以将热量散布在用于各种水壶中的管式加热元件的水壶表面上方。因此，与远离管式加热元件的水相比，与管式加热元件相邻的水趋于更快地加热，从而造成温度不平衡并增大了空化现象。

已经尝试设计水壶以通过对水壶的内表面进行表面处理以使表面缺陷最少或不存在而避免蒸汽气泡的形成。这种方法消除蒸汽气泡的引发部位，从而减少形成的气泡数量、空化的气泡数量，且因此降低噪声水平。然而，表面光洁度容易受到如刮擦之类的损害。此外，在连续的沸腾循环之后，水将留下残留物，然后残留物将充当蒸汽气泡的引发部位。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，或者至少提供上述水壶的有用替代方案。

在第一方面，本发明提供一种水壶，包括：

中空主体，其具有底壁和从底壁向上延伸到上缘的侧壁，其中所述侧壁围绕空腔以接纳待加热的水，底壁具有面向空腔的内表面，内表面具有一面积；和

加热元件，其与底壁热连通，从而加热水；加热元件占据的水平面积是内表面面积的至少30％。

优选地，水平面积在底壁下方的平面中。

优选地，内表面通常是平坦的，且平面平行于内表面。

优选地，当水壶搁置在表面上时，平面是水平的。

优选地，当水壶搁置在表面上时，内表面是水平的。

优选地，水壶还包括固定到中空主体的壳体，壳体包括隔音层。

优选地，通过位于中空主体与壳体之间的粘合剂将壳体固定到中空主体。

优选地，粘合剂粘合到隔音层。

优选地，加热元件由隔音层保持，使得在加热元件与底壁之间存在间隙。

优选地，隔音层由橡胶硅形成。

优选地，壳体还包括吸音层。

优选地，吸音层位于隔音层下方。

优选地，吸音层是泡沫。

优选地，水壶还包括：

基座，其用以接纳中空主体和壳体；

控制器，其位于基座中；

磁性电源，其位于基座中；和

接收功率模块，其位于壳体中且连接到加热元件，

其中磁性电源配置成向接收功率模块供电以向加热元件供电。

优选地，控制器使用用以向加热元件供电的电源线和用以从加热元件接收传感器数据的通信缆线可操作地连接到加热元件。

优选地，基座具有突出部，且壳体具有凹部，突出部可定位在凹部中，使得当突出部位于凹部中时，磁性电源与接收功率模块对准以供应电力。

优选地，加热元件占据内表面面积的至少50％的水平面积。

更优选地，加热元件占据内表面面积的至少70％的水平面积。

甚至更优选地，加热元件占据水平面积，所述水平面积是内表面面积的至少90％。

优选地，由加热元件提供的热密度在100mm²的区中在0.1到0.4W/mm²之间。

附图说明

现在将参考附图仅通过实例的方式描述本发明的优选实施例：

图1是根据本发明的实施例的水壶的透视图。

图2是图1的水壶的俯视图。

图3是图1的水壶的正视图。

图4是图1的水壶的沿着图3上所指示的轴线D-D的剖视图。

图5是示出在图1的水壶中使用的TFT加热元件的图1的水壶的局部截面图。

具体实施方式

如图1所示，根据本发明的实施例的水壶10包含基座12和中空主体14。中空主体14具有底壁16和从底壁16向上延伸到上缘19的侧壁18。中空主体14还具有盖子20以接合上缘19。如图3中最好所见，中空主体14还包含附接到侧壁18的手柄24以及也附接到侧壁18的壶嘴26。

如图4中所示，底壁16、侧壁18和盖子20围绕空腔22以接纳待加热的水。此外，底壁16具有面向空腔22的大体平坦的内表面17。当水壶10搁置在表面上时，内表面17具有大体上水平的区域。

如图4中进一步所示，中空主体14还包含固定到中空主体14的壳体28。壳体28通过优选地由硅橡胶制成的隔音层或橡胶底座30与中空主体14分离。

底壁16包含占据例如投影到底壁16的内表面17上的水平面积的加热元件32。举例来说，如果加热元件32是直径为10mm且水平长度为50mm的管，那么它将占据500mm²的水平面积。在优选实施例中，加热元件32是大体上形成所有底壁16的电阻性薄膜晶体管(TFT)元件。如图5中所示，加热元件32占据由迹线33的宽度和长度限定的水平面积。

橡胶底座30在加热元件32下方延伸。橡胶底座30还缠绕在加热元件32的边缘34上，使得加热元件32不接触壳体28。另外，橡胶底座30从边缘34向内在加热元件32上方延伸短距离，使得加热元件32也不接触侧壁18。也就是说，橡胶底座30在加热元件32上方比在加热元件34下方具有更短的水平范围，以确保加热元件32与空腔22中所含有的水之间的有效热连通。橡胶底座30还平行于侧壁18在侧壁18与壳体28之间延伸，使得壳体28不接触侧壁18。壳体28和橡胶底座30例如在侧壁18的下部圆角21处粘合地固定到中空主体14。

壳体28包含位于橡胶底座30下方的第一保持器36。保持器36通过一组紧固件38附接到壳体28。第一吸音层40固持在橡胶底座30与保持器36之间。第一吸音层40优选地是泡沫。第一吸音层40包含孔径42以允许接近加热元件32。连接器44位于孔径42中，连接器44包含连接到加热元件32的电源线(未示出)。

壳体还包含位于保持器36下方的底板46。底板46通过一组紧固件48附接到壳体28。第二吸音层50固持在保持器36与底板46之间。第二吸音层50优选地是泡沫。底板46包含凹部52，空腔54在凹部52上方和周围定位。空腔54容纳电功率接收模块56。功率接收模块56适于经由连接器从传感器(未示出)接收传感器信号，且还适于经由电源线向加热元件32供电。

基座12适于接纳中空主体14且包含上表面58。上表面58包含适于接纳于凹部52中的定位突出部60，所述突出部60是旋转电连接器。位于基座12中的是适于使用旋转电连接器向功率接收模块56供电的电源模块62。在这一实施例中，尽管可使用任何数目，但基座12还包含用以从用户和控制器(未示出)接收指令的七个按钮64。按钮64适于向控制器发送按钮信号。第一控制器适于响应于按钮信号来操作电源模块62。控制器还可从功率接收模块56接收传感器信号。响应于所述指示，控制器还适于控制向功率接收模块56的电力供应。

最后，基座12包含一组橡胶脚66，当将水壶10放置在表面(未示出)上时，水壶10搁置在所述橡胶脚66上。

现在将讨论水壶10的使用。

基座12连接到电源(未示出)，如插座，且中空主体14放置在基座12上。当将中空主体14放置在基座12上时，突出部60位于凹部52中。电源模块62现能够向功率接收模块56供电。

当用户操作按钮64以指示应加热空腔22中的水时，控制器操作电源模块62以向接收功率模块56供电。接收功率模块56随后向加热元件32供电。

加热元件32以电阻方式加热且使中空主体14的底壁16的温度升高。相对于底壁16的内表面17，加热元件32的热传递密度优选地在例如100mm²的区中平均在0.1到0.4W/mm²之间。底壁16将热量从加热元件32传递到空腔22中含有的水。当空腔22中的水达到其沸点时，它开始鼓动。

传感器例如将指示水温的传感器信号提供给控制器。一旦水温达到预定水温，控制器就停止向接收功率模块56供电。

现将讨论水壶10的优点。

加热元件32所占据的水平面积是内表面面积17的主要部分。因此，与之前讨论的以相同家庭功率工作的管式加热元件相比，从加热元件32到空腔22中所含有的水的热传递发生在大的表面积上。通过将热量分布在大的表面积上，水壶10大大降低水将被加热到其沸点以上的可能性，从而降低将形成蒸汽气泡的可能性。由于形成较少蒸汽气泡或没有蒸汽气泡，所以不存在会空化的蒸汽气泡，这减少或消除蒸汽气泡空化产生的噪声。

中空主体14基本上搁置在隔音橡胶底座30上。当水在接近其沸点鼓动时，隔音橡胶底座30吸收一部分振动，且减少振动向壳体28和基座12传输。这种布置减少由水鼓动引起的振动所产生的噪声。

橡胶底座30还保持加热元件32。由于使用交流电(AC)，加热元件32可在加热时振动。橡胶底座30对加热元件32的保持吸收这些振动的一部分，且减少这些振动向空腔22以及壳体28传输。

吸音泡沫层40、50吸收可仍通过橡胶底座30传递的振动和噪声的一部分，且减小振动和噪声。

加热元件32、隔音橡胶底座30以及吸音泡沫层40、50一起大大降低水壶10产生的噪声。

尽管上文已经讨论了本发明的实施例，但本领域技术人员将理解，以上描述仅涉及优选实施例，且所要求保护的发明可包含尚未讨论的替代实施例。

举例来说，加热器元件32的横截面可仅与下表面16的横截面重叠超过70％、超过50％或甚至超过30％。

另外，加热元件32可以是在水平面中具有路径和宽度的加热线圈。

此外，加热元件32可以是分离的，且在下方的平行水平面中延伸，但邻近于和/或附接到底壁16。

此外，加热元件32可以是分离的，且在下方的平行水平面中延伸，且与底壁16间隔开一定的距离。

Claims (19)

1.一种水壶，其包括：

中空主体，其具有底壁和从所述底壁向上延伸到上缘的侧壁，其中所述侧壁围绕空腔以接纳待加热的水，所述底壁具有面向所述空腔的内表面，所述内表面具有一面积；

可变形底座；

壳体，其安装到所述中空主体；和

加热元件，其与所述底壁热连通，从而加热所述水，

其中，所述可变形底座位于所述侧壁和所述壳体之间，并且围绕所述底壁，以及

其中，所述可变形底座包括隔音层，且所述壳体还包括吸音层，所述吸音层位于所述隔音层下方，以及

其中，所述中空主体搁置在所述可变形底座上。

2.根据权利要求1所述的水壶，其中，所述加热元件占据的水平面积是内表面面积的至少30％。

3.根据权利要求2所述的水壶，其中所述水平面积在所述底壁下方的平面中。

4.根据权利要求3所述的水壶，其中所述内表面是平坦的，且平面平行于所述内表面。

5.根据权利要求3所述的水壶，其中当所述水壶搁置在表面上时，所述平面是水平的。

6.根据权利要求1所述的水壶，其中当所述水壶搁置在表面上时，所述内表面是水平的。

7.根据权利要求1所述的水壶，其中所述壳体通过位于所述中空主体与所述壳体之间的粘合剂来固定到所述中空主体。

8.根据权利要求7所述的水壶，其中所述粘合剂粘合到所述隔音层。

9.根据权利要求1所述的水壶，其中所述加热元件由所述隔音层保持，使得在所述加热元件与所述底壁之间存在间隙。

10.根据权利要求1所述的水壶，其中所述隔音层由橡胶硅形成。

11.根据权利要求1所述的水壶，其中所述吸音层是泡沫。

12.根据权利要求1所述的水壶，其中所述水壶还包括：

基座，其用以接纳所述中空主体和所述壳体；

控制器，其位于所述基座中；

磁性电源，其位于基座中；和

接收功率模块，其位于所述壳体中且连接到所述加热元件，

其中所述磁性电源配置成向所述接收功率模块供电，以向所述加热元件供电。

13.根据权利要求12所述的水壶，其中所述控制器使用用以向所述加热元件供电的电源线和用以从所述加热元件接收传感器数据的通信缆线可操作地连接到所述加热元件。

14.根据权利要求13所述的水壶，其中：

所述基座具有突出部，且所述壳体具有凹部，所述突出部定位在所述凹部中，使得当所述突出部位于所述凹部中时，所述磁性电源与接收功率模块对准以供电。

15.根据权利要求1所述的水壶，其中所述加热元件占据水平面积，所述水平面积是所述内表面面积的至少50％。

16.根据权利要求1所述的水壶，其中所述加热元件占据水平面积，所述水平面积是所述内表面面积的至少70％。

17.根据权利要求1所述的水壶，其中所述加热元件占据水平面积，所述水平面积是所述内表面面积的至少90％。

18.根据权利要求1所述的水壶，其中由所述加热元件提供的热密度在100mm²的区中在0.1到0.4W/mm²之间。

19.根据权利要求1所述的水壶，其中所述可变形底座在所述加热元件上方比在所述加热元件下方具有更短的水平范围。

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