专利名称：一种车载电热水杯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电热水杯，尤其是在汽车上使用的一种车载电热水杯。
背景技术：
目前，现有的车载电热杯，一般都包括杯体、杯盖和电源接口，杯体和杯盖之间一般都设置有密封圈密封，其作用是在车体行进的过程中使用时，用于防止由于颠簸而导致的电热杯内水的溢出。现有的车载电热杯一般均采用电阻丝的发热管、电热膜、陶瓷金属膜或PTC(正温度系数热敏电阻)等作为发热体。由于车载电热杯的电源一般都是利用汽车本身的12V或24V直流电源，通过电源输出接口与电热杯的电源接口相连，例如通过车上点烟器插孔，将电源接入电热杯等，因安全因素，电流宜控制在10A以下，加热功率非常有限。故在保证电热杯的加热功率的前提下，加热片的工作状态应该是低压大电流，因而要求加热片电阻必须较小，如几个欧姆。若采用现有的电阻丝的发热管，由于电阻丝的电阻率较高，要达到如此低的电阻值，只有增大电阻丝的直径或缩短电热丝的长度，这在实际中操作余地太小；此外电热丝的长度太短导热面积就很小，传导效率低，局部温度高，安全性也低。若采用特制低压大电流的发热片，如前述的电热膜、陶瓷金属膜或PTC，则因引出电极制作的技术问题，制作这样的电极比较困难、工艺复杂、制造成本相应会很高，且在实际使用中寿命也很短。另外，由于车载电热杯是在汽车这样一个特殊的环境中使用，汽车在行驶过程中会出现很多意想不到的状况，对于颠簸、在惯性的作用下的剧烈振荡等都是不可避免的，因而需要在车载电热杯上采取一些必要的安全防护措施，保证在发生上述情况下不会出现安全隐患，但现有的车载电热杯上都没有采取这些必要的安全防护措施，因此其安全性较差，存在安全隐患。
实用新型内容为了克服现有的车载电热杯所使用的发热体存在的加热效率低或制作工艺复杂且使用寿命短的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种容易制作、使用寿命长且加热效率高的车载电热杯。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是该车载电热水杯包括杯体、杯盖和电源接口，杯体与杯盖之间密封连接，杯盖上设置有出气孔，所述杯体的外表面的下部贴附有与电源接口连接的加热片，所述加热片为金属薄片。杯体的外表面的下部包括杯体的外表面的底部以及靠近底部的外表面的侧面。其金属薄片可以采用普通的金属片或合金片，例如不锈钢片等，根据所需电阻值，由片材的厚度经计算后确定其长度，制成加热片。
进一步的是，当杯体为金属材料等导电材料制成时，所述加热片与杯体的外表面之间还设置有绝缘层，加热片通过绝缘层贴附在杯体的外表面上。
更进一步的是，加热片贴附在杯体的底部位置，这样更有利于提高加热后的水的循环，从而提高加热效率。
更进一步的是，杯体的外部还连接设置有外壳，外壳与杯体的周边和底部之间形成双层结构，外壳与杯体之间间隔有距离，从而起到隔热的效果，防止热量散失。
更进一步的是，上述加热片与电源接口之间串接有过热保护器，所述过热保护器与杯体的底部相接触，从而防止电热杯在无水的情况下干烧。
更进一步的是，上述电源接口通过电源控制电路与电源连接。
更进一步的是，上述杯体上设置有与电源控制电路连接的倾斜传感器，所述倾斜传感器包括由绝缘材料制作的圆弧型凹坑、设置圆弧型凹坑内的导电球以及两个导电片，所述导电片沿圆弧型凹坑的表面布置且两个导电片之间间隔有距离，所述电源控制电路中设置有延时电路，从而保证在电热杯倾倒后及时切断电源，同时还不会因为车身的摇晃而将电源误切断。
更进一步的是，上述杯体与杯盖之间设置有与电源控制电路连接的电极触点，从而达到在杯体与杯盖之间的密封结合正确并到位后才允许给电热杯通电。
更进一步的是，上述出气孔中设置有与电源控制电路连接的温度传感器，用于在水开后自动切断电源。
本实用新型的有益效果是，由于采用了以上的技术方案，使得该电热杯可用于具有12V或24V直流电源的任何型号的汽车，加热片的制作容易、使用寿命长且与杯体外表面的接触面积大，加热效率高；另外还具有保温和隔热的效果好、热量散失少、具有的多重安全保护措施使得在使用时更加安全可靠的优点。通过车上点烟器插孔，将电源接入电热杯，可用于加热食物和烧开水，并可在水开时自动切断电源；在24V电压8A电流工作情况下，500毫升水从摄氏20度加热到100度只需20分钟时间，对于长途旅行的司乘人员可在任何时间地点提供加热的食物和开水，具有很强的实用性和高安全性。
图1是本实用新型的结构布置示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是图2中出气孔处的A-A方向的局部剖视放大图。
图4是图1B处的局部放大图。
图5是沿图4C-C方向并移去导电球后的的局部剖视放大图。
图6是本实用新型的一种实施方式的导电片的外形图。
图7是本实用新型的一种实施方式的加热片的外形图。
图8是本实用新型的一种实施方式的接线图。
图9是本实用新型的一种实施方式的电源控制电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1～图9所示，本实用新型的一种车载电热水杯，包括杯体1、杯盖2和电源接口20，杯体1与杯盖2之间采用常规的密封连接形式，如在杯体1与杯盖2之间设置硅橡胶密封圈等。杯盖2上设置有出气孔5，所述杯体1的外表面的下部贴附有与电源接口20连接的加热片3，所述加热片3为金属薄片。上述杯体1的外表面的下部包括杯体1的外表面的底部以及外表面的侧面靠近底部的部位，设置在这里有利于杯内被加热物的热循环，从而提高加热效率。其金属薄片可以采用普通的金属片或合金片，最好采用不锈钢片；根据所需加热片的电阻值，由片材的厚度经计算后确定其长度，制成加热片3。加热片3的形状可以采用多种形式，如平面的渐开线螺旋型、如图7所示的一定宽度和总长度的往复折线形状等，以上的形状适合与设置在杯体1的外表面的底部；也可以将加热片3的形状制成直线的形状，并以一定的螺旋间距绕制帖附于杯体1的外表面的侧面靠近底部的部位。金属薄片制成的加热片3与杯体外表面的接触面积大，从而热传递充分迅速，加热效率较高。
杯体1可以采用金属或非金属材料制作，由于金属的热传递效率高的原因，电热杯的杯体最好由金属制成。当杯体1为金属材料等导电材料制成时，所述加热片3与杯体1的外表面之间应设置绝缘层，加热片3通过绝缘层贴附在杯体1的外表面上。首先在帖附加热片3的杯体1的外表面处刷一层高温绝缘涂料，如常用的高温绝缘漆等，然后将冲压、剪裁等方式成型的金属薄片平整的用高温胶粘剂粘贴于高温绝缘涂料上，两个端头约1cm处弯折90度，并可穿陶瓷绝缘管以增强其安全性能，并将瓷绝缘管也粘于高温绝缘涂料上，两端折弯的金属片即形成加热片3的电极。然后再在金属薄片及周围的杯体1的外表面处刷一层高温绝缘涂料，这样即将加热片3帖附于电热杯上。
上述加热片3最好贴附在杯体1的底部，这样更有利于热传递和热交换。
为充分利用有效功率，缩短加热时间，杯体1的外部还连接设置有外壳4，外壳4可以金属材料或由耐120度高温的改性聚丙希、ABS塑料注塑而成，外壳4与杯体1的周边和底部之间形成双层结构，外壳4与杯体1之间间隔有距离，其目的还是更加有利于提高加热效率，防止热量散失。上述杯体1与外壳4之间的双层结构可以是为密封的真空结构，也可以在杯体1与外壳4之间填充现有的保温材料，如玻璃棉等。
上述出气孔5采用曲径式通道，即水蒸气在出气孔的通道中的流通路径不是一条直线，其目的是防止因振荡而使水从出气孔处溢出。实现出气孔5为曲径式通道的方式很多，例如采用中轴线相交且呈一定角度的两段以上的通道形成，或在出气孔5的通道上设置至少两个挡片6形成。设置挡片6时，出气孔5的通道横截面被至少两个挡片6在通道横截面上的投影覆盖，从而形成曲径式通道。这样，只要杯体不倾倒，任其上下左右晃动，水也不会从气孔5中溢出，如图1～图3所示。
加热片3与电源接口20之间串接有过热保护器8，所述过热保护器8与杯体1的底部相接触，过热保护器8直接用高温胶粘于加热片底部，当过热保护器8因高温如缺水干烧等情况下自动断开加热回路，如图1、图8所示。
电源接口20通过电源控制电路21与电源连接，通过电源控制电路21可以手动和自动切断电源，如图8、图9所示。自动切断电源的操作可以通过以下的设置在不同部位的传感器实现1、杯体1上设置有与电源控制电路21连接的倾斜传感器22，所述电源控制电路21中设置有延时电路35，从而保证在电热杯倾倒后在间隔一定的时间后及时切断电源，同时还不会因为车身的摇晃而将电源误切断。
倾斜传感器22可以通过多种方式实现，例如利用重力的作用，使得当发生倾斜时，使得悬挂且可以自由摆动的导电体偏离原位从而切断电源的方式；倾斜传感器22也可以采用由绝缘材料制作的圆弧型凹坑25、设置圆弧型凹坑25内的导电球26以及两个导电片27来构成倾斜传感器22，圆弧型凹坑25形成一个类似圆底锅一样的容器腔体，所述导电片27沿圆弧型凹坑25的表面布置且两个导电片27之间间隔有距离，如图1、图4～图6所示。
2、杯体1与杯盖2之间设置有与电源控制电路21连接的电极触点23，如图1、图8所示。电极触点23可以采用弹簧片、可伸缩触头等多种现有的方式实现。例如在杯盖2的下部及杯体1的上部各设一对可伸缩触头形成的电极触点23，其中杯盖2上的电极安有弹簧。当杯盖2盖好时，上下两对电极触点23分别接触良好；若杯盖2没有盖好，上下两对电极触点23分开，使电源控制电路21动作并自动切断电源。
3、出气孔5中设置有与电源控制电路21连接的温度传感器24，如图1、图8所示。水开时高温水蒸汽从出气孔5中通过，感温器触点断开，以此判定杯内是否水开十分精确。
另外，杯盖2上还设置有出水开关28，避免在行车中晃动时水从出水口30溢出。出水开关28通过传递连接件29与杯盖2上的出水口30处的密封盖31连接，如图1所示。出水开关28的结构和形式多种多样，采用不同的传递连接方式就有不同的连接结构、形状结构，这些都是所属技术领域的技术人员容易做到的。
实施例如图1～图9所示，本实用新型的一种车载电热水杯，包括金属材料制作的杯体1、杯盖2和电源接口20，杯体1与杯盖2之间设置硅橡胶密封圈。杯盖2上设置有出气孔5，所述杯体1的外表面的底部涂附有高温绝缘漆，高温绝缘漆上用高温胶粘剂粘贴有与电源接口20连接的不锈钢薄片构成的加热片3，加热片3如图7所示为具有一定宽度和总长度的往复折线形状。使用24V车载直流电源，加热片3的电阻值为3欧母。
加热片3的两个端头约1cm处弯折90度，并穿上陶瓷绝缘管，瓷绝缘管也粘于高温绝缘涂料上，两端折弯的金属片即形成加热片3的电极，加热片3及周围的杯体1的外表面处涂附有高温绝缘漆。
杯体1的外部还连接设置有ABS塑料注塑而成的外壳4，外壳4与杯体1的周边和底部之间形成双层结构，外壳4与杯体1之间间隔有距离，其间填充有玻璃棉。
上述出气孔5的通道上设置有两个挡片6，出气孔5的通道横截面被至少两个挡片6在通道横截面上的投影覆盖，从而形成曲径式通道，如图1～图3所示。
加热片3与电源接口20之间串接有KSD-6F型过热保护器8，所述过热保护器8与杯体1的底部相接触，过热保护器8直接用高温胶粘于加热片3的底部，当过热保护器8因高温如缺水干烧等情况下自动断开加热回路，如图1、图8所示。
电源接口20通过电源控制电路21与电源连接，通过电源控制电路21可以手动和自动切断电源，如图8、图9所示。自动切断电源的操作可以通过以下的设置在不同部位的传感器实现1、杯体1上设置有与电源控制电路21连接的倾斜传感器22，所述电源控制电路21中设置有延时电路35，从而保证在电热杯倾倒后在间隔一定的时间后及时切断电源，同时还不会因为车身的摇晃而将电源误切断。
倾斜传感器22采用由绝缘材料制作的圆弧型凹坑25、设置圆弧型凹坑25内的导电球26以及两个导电片27来构成，圆弧型凹坑25形成一个类似圆底锅一样的容器腔体，所述导电片27沿圆弧型凹坑25的表面布置且两个导电片27之间间隔有距离，如图1、图4～图6所示；当电热杯倾斜角度小于20度时，导电球26停留在圆弧型凹坑25的腔体底部表面中央，导电球26可以与两个导电片27良好接触，当电热杯倾斜角度大于20度时，两个导电片27中间的导电球26会滚到腔体的边缘，两个导电片27即形成断路，当持续超过一定时间即可使电源控制电路21动作并自动切断电源。
2、杯体1与杯盖2之间设置有与电源控制电路21连接的电极触点23，如图1、图8所示。电极触点23采用在杯盖2的下部及杯体1的上部各设一对可伸缩触头形成，其中杯盖2上的电极安有弹簧。当杯盖2盖好时，上下两对电极触点23分别接触良好；若杯盖2没有盖好，上下两对电极触点23分开，使电源控制电路21动作并自动切断电源。
3、出气孔5中设置有与电源控制电路21连接的JUC-1SF型温度传感器24，如图1、图8所示。水开时高温水蒸汽从出气孔5中通过，温度传感器24触点断开，加热回路被切断。
另外，杯盖2上还设置有出水开关28，出水开关28通过传递连接件29与杯盖2上的出水口30处的密封盖31连接，如图1所示。
这样，当有以下四种情况时，加热回路被自动切断，停止加热(1)杯内水开，蒸汽通过出气孔5，温度传感器24触点断开；(2)杯盖2没有盖好，电极触点23没有接触而断开。
(3)倾斜传感器22的两个导电片27之间断路超出设定时间值。
(4)杯内缺水干烧，温度传感器24断开加热回路。
本实用新型的电源控制电路21如图8、图9所示，是将时基集成电路555按施密特触发器方式来应用的电路。其中555的2脚作为触发器的输入端，当2脚施加高电平时，7脚内部开关管导通，7脚对地呈低电平，即三极管T基极电压为零，三极管T截止，电磁铁L不动作。当2脚为低电平时，7脚内部开关管截止，7脚对地呈高电平，正电压经R6给三极管T提供基极偏流，三极管T导通，电磁铁L动作，开关K断开。控制信号的正电压是经稳压管Z1、二极管D2，及R3、C1施加于555的2脚，Z1的作用是要求控制信号的正电压必须大于Z1的稳压值20V，即要求汽车蓄电池电压大于20V，否则2脚为低电平，电磁铁L动作，开关K断开，加热回路断开，此特性起保护汽车电瓶的作用。R3，C1构成延时电路35，它的原理是当控制信号的正电压S+因某种原因消失后，C1储存的电荷经R3泄放，2脚电压持续降低，经一段时间后，触发器翻转，翻转延时值t＝RC。D2的作用是强迫C1的电荷必须经R3释放。
权利要求1.一种车载电热水杯，包括杯体(1)、杯盖(2)和电源接口(20)，杯盖(2)上设置有出气孔(5)，其特征是所述杯体(1)的外表面的下部贴附有与电源接口(20)连接的加热片(3)，所述加热片(3)为金属薄片。
2.如权利要求1所述的一种车载电热水杯，其特征是所述加热片(3)与杯体(1)的外表面之间设置有绝缘层。
3.如权利要求1所述的一种车载电热水杯，其特征是所述加热片(3)贴附在杯体(1)的底部。
4.如权利要求1所述的一种车载电热水杯，其特征是所述杯体(1)的外部还连接设置有外壳(4)，外壳(4)与杯体(1)的周边和底部之间形成双层结构，外壳(4)与杯体(1)之间间隔有距离。
5.如权利要求1所述的一种车载电热水杯，其特征是所述出气孔(5)为曲径式通道，所述曲径式通道由在出气孔(5)上设置的至少两个挡片(6)形成，出气孔(5)的通道横截面被至少两个挡片(6)在上述通道横截面上的投影覆盖。
6.如权利要求1所述的一种车载电热水杯，其特征是所述加热片(3)与电源接口(20)之间串接有过热保护器(8)，所述过热保护器(8)与杯体(1)的底部相接触。
7.如权利要求1所述的一种车载电热水杯，其特征是所述电源接口(20)通过电源控制电路(21)与电源连接。
8.如权利要求7所述的一种车载电热水杯，其特征是所述杯体(1)上设置有与电源控制电路(21)连接的倾斜传感器(22)，所述倾斜传感器(22)包括由绝缘材料制作的圆弧型凹坑(25)、设置圆弧型凹坑(25)内的导电球(26)以及两个导电片(27)，所述导电片(27)沿圆弧型凹坑(25)的表面布置且两个导电片(27)之间间隔有距离，所述电源控制电路(21)中设置有延时电路(35)。
9.如权利要求7所述的一种车载电热水杯，其特征是所述杯体(1)与杯盖(2)之间设置有与电源控制电路(21)连接的电极触点(23)。
10.如权利要求1所述的一种车载电热水杯，其特征是所述出气孔(5)中设置有与电源控制电路(21)连接的温度传感器(24)。
专利摘要本实用新型公开了一种在汽车上使用的车载电热水杯，包括杯体、杯盖和电源接口，杯盖上设置有出气孔，杯体的外表面的下部贴附有与电源接口连接的金属薄片制成的加热片。该电热杯使用的加热片的制作容易、使用寿命长且与杯体外表面的接触面积大，加热效率高；另外还具有保温和隔热的效果好、热量散失少、具有的多重安全保护措施使得在使用时更加安全可靠的优点。通过车上点烟器插孔，将电源接入电热杯，可用于加热食物和烧开水，并可在水开时自动切断电源；在24V电压8A电流工作情况下，500毫升水从20摄氏度加热到100摄氏度只需20分钟时间，对于长途旅行的司乘人员可在任何时间地点提供加热的食物和开水，具有很强的实用性和高安全性。
文档编号B60N3/00GK2700169SQ20042003339
公开日2005年5月18日 申请日期2004年3月25日 优先权日2004年3月25日
发明者屠恒丹 申请人:屠恒丹