專利名稱：電加熱設備的安全裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電加熱設備的自動斷路和指示裝置，包括設備使用狀態(tài)檢測裝置，用于提供指示設備的非使用狀態(tài)的使用信號；關斷裝置，用于根據(jù)從使用信號中獲得的開關信號關斷設備的加熱器；設備定向檢測裝置，用于提供指示不同的設備定向的定向信號；觸發(fā)裝置，用于根據(jù)開關信號觸發(fā)指示器，指示器指示加熱器的關斷。
本發(fā)明還涉及包括這種裝置的電熨斗。
這種裝置和熨斗可以(例如)從美國專利4203101中獲知。電加熱設備尤其是電熨斗的自動斷路(ASO)系統(tǒng)是公知的。一個傳感器例如具有水銀開關的移動傳感器或手控傳感器監(jiān)測熨斗是處于工作狀態(tài)還是非工作狀態(tài)。當熨斗在一定時間內不工作時，為避免因熨斗無人看管而導致危險情況，ASO系統(tǒng)關斷熨斗的電加熱器。指示器告知用戶加熱元件被關斷。指示器可以是可視的，例如燈，或者是可發(fā)聲的，例如蜂鳴器。當用戶開始再次使用熨斗時，ASO系統(tǒng)接通熨斗的加熱器。通常，在處于水平位置或者處于垂直位置或歇腳(heel rest)位置時，熨斗可以不被看管。特別是在垂直位置時，可以向用戶提示超時期間是否很短，例如30秒。
本發(fā)明的一個目的是要提供一種用于電加熱設備的改進的ASO系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，起始段落中所述的自動斷路和指示設備的特征在于還包括用于在關斷加熱器和觸發(fā)指示器之間提供時間延遲的裝置，所述時間延遲取決于定向信號。
通過為指示器的觸發(fā)提供獨立的取決于設備的定向的時間延遲，總是可以實現(xiàn)加熱器的立即關斷，從而提供了最大的安全性，同時指示器僅僅在認為有必要提醒用戶設備仍然連接至電源上時，才于關斷后立即觸發(fā)。特別是對于熨斗而言，提供如此的時間延遲是非常便利的，即，在定向信號指示設備水平定向情況下的時間延遲比定向信號指示設備垂直位置情況下的時間延遲短。水平定向情況下的時間延遲可以為零，以便立即將這種很不安全的狀態(tài)告知用戶。垂直位置情況下的時間延遲則可以長得多，以便在用戶由指示器的重復工作提醒的熨燙過程中提供處于歇腳位置的使用間隔。
使用狀態(tài)檢測裝置可以包括一個設置于設備中的合適位置的移動傳感器或者一個設置于設備的把手中的手控傳感器。自動斷路和指示裝置的一個可行實施例的特征在于，提供時間延遲的裝置包括一個指示定時器，它用于響應于使用信號提供延遲的觸發(fā)信號，指示器觸發(fā)裝置包括用于接收開關信號、延遲的觸發(fā)信號和定向信號的裝置；以及響應于定向信號的預定值選擇開關信號和延遲的觸發(fā)信號之一的裝置。在這個實施例中，選擇是在加熱器關斷之后根據(jù)設備的定向在立即指示和延遲指示之間作出的。
加熱器可以在非使用狀態(tài)信號產生后立即關斷，或者在一定延遲之后關斷，這種延遲是由關斷定時器提供的，它延遲開關信號對非使用狀態(tài)信號的響應，例如延遲30秒。按這種方式，超時是在檢測非使用狀態(tài)的時刻和關斷加熱器的時刻之間產生的。在加熱器關斷之后，指示器在經過一段時間后觸發(fā)，這段時間取決于設備定向。對于熨斗而言，在水平位置時這個時間段可以為零，而在垂直位置時為幾分鐘。這意味著，當加熱器在一定超時后關斷時，對于水平位置的情況指示器立即觸發(fā)，而對于垂直位置的情況延遲觸發(fā)。
該自動斷路和指示裝置非常適合用于電熨斗中，但也可用于其它電加熱設備，例如煮水器、水壺、干發(fā)器以及其它手持的或固定放置的加熱設備。
從參照附圖對本發(fā)明的示范性實施例所做的以下說明，本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點將更為清楚，附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的自動斷路和指示裝置的方框圖；圖2是用于解釋本發(fā)明的自動斷路和指示裝置的功能的流程圖；圖3是示出裝有本發(fā)明的自動斷路和指示裝置的熨斗；圖4示出用于本發(fā)明的自動斷路和指示裝置的移動和定向傳感器；圖5示出由圖4的傳感器在移動過程中產生的信號的波形；圖6示出由圖4的傳感器在穩(wěn)定狀態(tài)下于不同定向產生的信號的波形；圖7示出裝有本發(fā)明的自動斷路和指示裝置的熨斗的電路圖。
在所有附圖中，相同參考符號表示相同部分。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的自動斷路(ASO)和指示裝置的方框圖。該裝置是結合電熨斗描述的，這僅僅是作為一個例子。使用傳感器2檢測此熨斗是否正在被使用，并提供指示使用或非使用的使用狀態(tài)信號US。定向傳感器4提供定向信號OS，此信號OS指示熨斗是處于水平位置還是垂直位置。垂直位置還稱為歇腳(heel rest)位置，因為熨斗是在暫時不使用的時間間隔中放置于此位置的。當使用信號具有與熨斗的非使用狀態(tài)相應的值時，使用信號US觸發(fā)關斷定時器6和指示定時器8。關斷定時器6產生延遲的開關信號SS，此信號驅動可控的開關10。開關10接通或切斷流過熨斗的電熱元件12的電流。指示定時器8產生延遲的觸發(fā)信號AS。開關信號SS和觸發(fā)信號AS被饋入選擇器18的相應輸入端14和16，選擇器18根據(jù)耦合至選擇輸入端20的定向信號OS的值選擇信號SS和AS之一。所選擇的信號驅動指示器22，此指示器可以是可視指示器，例如燈、LED(發(fā)光二極管)或LCD(液晶顯示)，或者聲音指示器，例如高音喇叭或蜂鳴器。
圖2示出圖1所示的裝置的工作流程圖。圖2的文字含義列于下表。
在這個流程圖中，假定使用傳感器2是一個移動檢測器。不過，手控(hand)傳感器、觸覺(touch)傳感器或近似(approximation)傳感器也可用于相同用途。使用信號US連續(xù)地再觸發(fā)定時器6和8，除非在定時器6和8超時(time-out)期間使用信號US維持穩(wěn)定狀態(tài)。如果這種穩(wěn)定狀態(tài)持續(xù)例如30秒，關斷定時器6打開可控開關10，并且沒有電流可以流至加熱器12(方框30，32)。如果位置是水平的(方框34)，指示器22被立刻觸發(fā)(方框38)。如果熨斗處于垂直位置，并且在例如8分鐘內未移動，來自于指示定時器8的延遲的觸發(fā)信號在選擇器18中被選擇，并且指示器將在8分鐘后被觸發(fā)(方框34，36，38)。但是，如果熨斗在垂直位置移動，加熱器12總會接通(方框36，42)。只要檢測不到移動，指示器22就保持觸發(fā)(方框38，40)，否則(方框42)加熱器12接通。
可以理解，圖1中示出的并且具有結合圖2所示的流程圖描述的功能的ASO和指示裝置可以被看作一個自動斷路系統(tǒng)，該系統(tǒng)對于斷開加熱器具有單超時，而對于觸發(fā)指示器具有雙超時。當然，定時器6和8的超時期間可以具有任何適當?shù)拈L度，但在此給定的實施例中，指示定時器8的超時期間最好比關斷定時器6的超時期間長。
圖3示出一個熨斗，此熨斗帶有根據(jù)本發(fā)明的ASO和指示裝置。圖1所示的功能電路方框包含于一個單元50中，此單元設置在熨斗內的適當位置?？煽亻_關10、蜂鳴器和/或LED是以舉例方式示出的。正如已經指出的，圖1的使用傳感器2可以是設在熨斗的把手中的手控傳感器。在圖3中示出一個電容性傳感器52，它形成公知的傳感器電路的部分。不過，圖1中的使用傳感器2和定向傳感器4可以有益地組合在圖4所示的一個球接觸開關中。這個開關的工作方式與水銀開關相似。這里采用金屬球60替代水銀。球被封裝于一個金屬筒中，在此金屬筒中，金屬電極64通過不導電的端帽或頂蓋66伸出。球接觸開關可以安裝在圖3所示的單元50中的一個印刷電路板68上，但也可以根據(jù)需要選擇熨斗內的任意其它位置。當熨斗移動時，金屬球60在金屬筒62中朝向電極64滾動，并且再返回至圖示的位置。結果是筒62和電極64之間產生間斷電接觸。通過將開關與電阻器70串聯(lián)連接在合適的電源電壓上，可得到一個球接觸信號BCS。在熨斗移動過程中，信號BCS在低電壓值L和高電壓值H之間交替變化，如圖5所示。當熨斗不移動并且處于水平位置時，球60不與電極64接觸，信號BCS總是處于高電平H，如圖6所示。當熨斗不移動并且處于垂直(歇腳)位置時，球60與電極64接觸，信號BCS總是處于低電平L，如圖6所示。在熨斗移動過程中，定時器6和8持續(xù)地由交變信號BCS再觸發(fā)，并且將不會到達其相應的超時期間。
圖1的功能電路方框可以采用常規(guī)的電子電路設計。圖7示出帶有根據(jù)本發(fā)明的ASO和指示裝置的熨斗的電路實例，其中采用微控制器實現(xiàn)響應于球接觸開關的控制和定時功能。加熱器12與熱熔絲100、恒溫器102和開關104串聯(lián)連接在電源電壓端子106和108之間。開關104由螺線管110驅動，并且通常是閉合的，以使電源電流流過加熱器12。加熱器12的溫度由恒溫器102控制。開關104對應于圖1的方框圖中的可控開關12。電源電壓采用二極管112和電容器114進行整流和濾波。如圖4所示類型的移動/定向傳感器116與電阻器118串聯(lián)連接在整流的電源電壓和地之間。電阻器118上的電壓BCS由NPN晶體管120緩沖隔離并饋入微控制器122的輸入腳7。電阻器124、齊納二極管126和128以及電容器130串聯(lián)連接至整流的電源電壓，以向其中之一微控制器122提供低的DC工作電壓Vdd。螺線管110由NPN晶體管132驅動，后者由來自于微控制器122的輸出腳5的信號通過接口晶體管134驅動。連接至微控制器122的輸出腳11的發(fā)光二極管(LED)136對應于圖1中的指示器22。微控制器122被編制程序，以根據(jù)圖2所示的流程圖進行控制。在這個電路實例中，采用商業(yè)上可得到的微控制器Motorola MC68HC05K0，但也可采用任何其它合適的控制器?？刂破?22的其余腳可以不使用，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薦的方式連接。
權利要求
1.一種用于電熱設備的自動斷路和指示裝置，包括設備使用狀態(tài)檢測裝置(2)，用于提供指示設備的非使用狀態(tài)的使用信號(US)；關斷裝置(10)，用于根據(jù)從使用信號(US)中獲得的開關信號(SS)關斷設備的加熱器(12)；設備定向檢測裝置(4)，用于提供指示不同的設備定向的定向信號(OS)；觸發(fā)裝置(18)，用于根據(jù)開關信號(SS)觸發(fā)指示器(22)，指示器(22)指示加熱器(12)的關斷，其特征在于還包括一個裝置(8)，用于在關斷加熱器(12)和觸發(fā)指示器(22)之間提供時間延遲，此時間延遲取決于定向信號(OS)。
2.根據(jù)權利要求1的裝置，其特征在于在定向信號(OS)指示設備的水平定向的情況下的時間延遲比在定向信號(OS)指示設備的垂直位置的情況下的時間延遲短。
3.根據(jù)權利要求1或2的裝置，其特征在于使用狀態(tài)檢測裝置(2)包括一個移動傳感器(60，62，64)。
4.根據(jù)權利要求1或2的裝置，其特征在于使用狀態(tài)檢測裝置(2)包括一個設置在設備的把手中的手控傳感器(52)。
5.根據(jù)權利要求1、2、3或4的裝置，其特征在于提供時間延遲的裝置包括一個指示定時器(8)，它響應于使用信號(US)提供延遲的觸發(fā)信號(AS)，觸發(fā)指示器的裝置(18)包括用于接收開關信號(SS)、延遲的觸發(fā)信號(AS)和定向信號(OS)的裝置(14，16，20)；以及用于根據(jù)定向信號(OS)的預定值選擇開關信號(SS)和延遲觸發(fā)信號(AS)之一的裝置。
6.根據(jù)權利要求1、2、3、4或5的裝置，其特征在于包括一個關斷定時器(6)，用于以延遲響應于使用信號(US)的方式提供開關信號(SS)。
7.根據(jù)權利要求6的裝置，其特征在于指示定時器(8)提供比關斷定時器(6)的延遲時間長的延遲時間。
8.根據(jù)權利要求1的裝置，其特征在于使用狀態(tài)檢測裝置(2)和定向檢測裝置(4)包括一個導電筒(62)、一個伸入筒(62)中的絕緣電極(64)和至少一個導電顆粒(60)，導電顆?？梢栽谕?62)中移動，以便在筒(62)和電極(64)之間形成電接觸。
9.一種電熨斗，包括一個電加熱器(12)和一個用于關斷加熱器(12)的自動斷路和指示裝置(52)，該自動斷路和指示裝置包括熨斗使用狀態(tài)檢測裝置(2，52，116)，用于提供指示熨斗的非使用狀態(tài)的使用信號；關斷裝置(10，104)，用于根據(jù)從使用信號中獲得的開關信號關斷加熱器(12)；熨斗定向檢測裝置(4，116)，用于提供指示不同的熨斗定向的定向信號；觸發(fā)裝置(18，122)，用于根據(jù)開關信號觸發(fā)指示器(22，136)，指示器(22，136)指示加熱器(12)的關斷，其特征在于還包括裝置(8，122)，用于在關斷加熱器(12)和觸發(fā)指示器(22，136)之間提供時間延遲，此時間延遲取決于定向信號。
10.根據(jù)權利要求9的電熨斗，其特征在于提供時間延遲的裝置(8，122)包括一個指示定時器(8，122)，它響應于使用信號提供延遲的觸發(fā)信號，觸發(fā)指示器(22，136)的裝置(18，122)包括用于接收開關信號、延遲的觸發(fā)信號和定向信號的裝置(14，16，20；122)；以及用于根據(jù)定向信號的預定值選擇開關信號和延遲觸發(fā)信號之一的裝置(122)。
11.根據(jù)權利要求1、2、3、4或5的電熨斗，其特征在于包括一個關斷定時器(6，122)，用于以延遲響應于使用信號的方式提供開關信號。
12.根據(jù)權利要求11的電熨斗，其特征在于指示定時器提供比關斷定時器的延遲時間長的延遲時間。
全文摘要
一種用于電熱設備的自動斷路和指示裝置，包括設備使用狀態(tài)檢測裝置(2)，用于提供指示設備的非使用狀態(tài)的使用信號(US)；關斷裝置(10)，用于根據(jù)從使用信號(US)中獲得的開關信號(SS)關斷設備的加熱器(12)；設備定向檢測裝置(4)，用于提供指示不同的設備定向的定向信號(OS)；觸發(fā)裝置(18)，用于根據(jù)開關信號(SS)觸發(fā)指示器(22)，指示器(22)指示加熱器(12)的關斷；和提供時間延遲的裝置(8)，用于在關斷加熱器(12)和觸發(fā)指示器(22)之間提供時間延遲，此時間延遲取決于定向信號(OS)。加熱器(12)的斷路由指示器(22)指示給用戶。當設備在常規(guī)的停止工作位置，例如電熨斗的歇腳位置斷路時，由設備的定向決定的斷路和指示之間的不同時間延遲提供了延遲指示的可能性。
文檔編號H05B1/02GK1154783SQ96190388
公開日1997年7月16日 申請日期1996年4月10日 優(yōu)先權日1996年4月10日
發(fā)明者H·W·C·謝, K·K·亞普, B·F·R·I·威爾肯斯 申請人:菲利浦電子有限公司