专利名称：具有热量管理功能的容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于使物质例如液体达到预定温度和/或将所述物质维持在所述预定温度的自主设备(autonomous device)。所述设备尤其可结合在饮料制备机器例如移动或便携式机器、尤其是用 于通过使诸如水之类的液体循环通过容纳调味配料的胶囊来制备饮料的机器中。为了本说明书的目的，“饮料”意味着包括任何液体食品，诸如茶、咖啡、热或冷巧克力、牛奶、汤、婴儿食品等。“胶囊”意味着包括任何材料以及任何形状和结构的封闭包装——特别是是气密包装，例如塑料、铝、可回收和/或可生物降解的包装，包括容纳配料的软质料包或刚性料筒——内的任何预先分份的饮料配料。
背景技术：
饮料制备机已被公知多年。例如，US 5，943，472公开了一种位于浓咖啡机的储水器和热水或蒸汽分配室之间的水循环系统。该循环系统包括连接在一起并且连接到储器的阀、金属加热管和泵。饮料制备机器通常包括容纳饮料处理模块的壳体和可移除地连接到壳体并与饮料处理模块流体连通的储液罐。EP 1267687,WO 2009/074553和WO 2010/01542中公开了此类饮料制备机器的示例。使用饮料调味配料的预包装或非预包装部分的用于制备诸如咖啡之类的饮料的机器在私人用户以及在政府机构、购物中心和公司中非常普遍。制备原理基于通过使处于高压——通常为高于大气压的压力——的一定量冷或热液体经过对应的调味配料来提取饮料的成分。预包装部分可如上所述被供给到胶囊内。专利EP 0512468B1中描述了料盒的示例。专利EP 0602203B1中描述了料理包的示例。专利EP 0512470B1中描述了提取方法的示例。为了从胶囊或其他类型的这些部分在压力下提取饮料，需要使用诸如电动压缩机之类的比较强劲的水泵和诸如电加热器之类的加热器来使液体达到例如对于茶或咖啡而言在50°与100°之间的期望温度。这些泵和加热使用主电源(mains)来供给电力。因此难以例如在推车上或仅通过携带它们来移动这些制备设备。事实上，能够使这些设备更具移动性以便在不接近主电源的情况下在诸如火车、飞机之类的移动装置或诸如影院、戏院之类的特定场所、而且还在诸如海滩、公园、游泳池边之类的公共场所如以及其他公共或私人场所或任何地方提供饮料将是有利的。US 6，739，241公开了一种露营滴流咖啡制造机，在该咖啡制造机中，通过使用敞开式火焰加热器加热管以使其中的水加压来将水经由该管从储器提升至冲煮篮(brewingbasket)，藉此将沸腾/蒸发的水提升至冲煮篮。虽然水的这种火焰加热可证明便于为了制造滴流咖啡的目的而使沸腾/蒸发的水在压力的作用下循环，但该加热系统不适合制造浓咖啡(espresso)。实际上，在压力下通常被机械地泵送通过研磨咖啡以制备浓咖啡的水优选被维持在受控温度，通常被维持在90° C左右几度的范围内的温度，以制备具有在85° C至90° C的范围内的杯中温度、例如86° C或87° C的咖啡。W02006/102980公开一种浓咖啡机，该浓咖啡机可被操作成在不连接到电力网络的情况下制备饮料。该机器由电池供电。为了避免过度使用电池来加热用于制备饮料的水，该浓咖啡机具有容纳水的绝热储器，在自主模式下在制备饮料之前利用主电源预热所述水。然后在自主模式下利用电池将水保持在充足的温度。这种饮料机的自主性可持续数小时并因此当预计它们的使用在水已被预热后的较短时间段内(例如，在火车、飞机、影院...中使用)时提供了解决方案。然而，该机器在预计自主使用数小时时并不是最佳的。WO 99/02081提出了一种咖啡机，更具体而言一种移动机器，其中提取研磨咖啡所需的压力由压缩空气产生。用于制备咖啡的水被保持在绝热容器中。水可由电加热元件加热。该方案提供了通过安装在机器下方的诸如气缸之类的独立装置产生提取压力的优点。该机器可安装在推车上，其中气缸安装在为了这一目的而设置的推车的隔室中。US 2007/0199452公开了一种移动或便携式浓咖啡机，在该浓咖啡机中，借助于加压气体致动的泵来从储器泵送水。水在储器中(这种情况下储器被是绝热的)或储器与机器 的提取头之间被加热。该浓咖啡机具有诸如热块(thermoblock)之类的电加热器，或诸如使用固态和/或气态和/或液态燃料的燃烧器之类的燃烧加热器。WO 2009/092746公开了一种自主饮料制备机器，该机器具有包括与燃烧加热器结合的电加热器的双加热系统。更一般地，WO 2007/027379中公开了可用于烹饪的燃气燃烧器。EP 168687公开了一种移动或便携式饮料制备机器，该机器具有绝热储水器和气体致动的泵，所述储水器具有用于制备几种饮料的容量，所述泵用于将水从储器驱动到调味模块。绝热储水器可包含用于补偿使用期间可能的热损失的装置。这种装置可包括燃烧加热器或连接到诸如电池、太阳能电池板或点烟器之类的电源的电阻式加热器。仍需要提供一种用于精确地控制用于诸如液体、尤其是水的容器的温度的装置，该装置尤其用于自主饮料分配应用，例如茶或咖啡机。
发明内容
本发明的一个优选目的是提供一种用于使诸如液体之类的物质达到预定温度和/或将该物质维持在该温度的设备。本发明的另一个优选目的是提供是用于优选通过自主结合的能量供应而在延长的时间段存储处于预定温度的该物质的设备。本发明的又一个优选目的是提供这样一种设备，该设备具有用于存储热供应的装置，所述装置用于与电能例如电池相反以热或冷的形式使所述物质达到所述预定温度和/或将所述物质维持在所述预定温度。因此，本发明涉及一种蓄热设备，诸如自主设备，特别是真空瓶设备，用于存储诸如液体物质之类的物质并将所述物质维持在不同于诸如环境温度之类的外部温度的恒定存储温度、例如O至40° C或10至35° C下。该设备包括-容器，其用于容纳处于该恒定存储温度的物质；以及-热源，其用于补偿外部温度与恒定存储温度之间的热梯度所致的热传递。容器内部和外部之间的热流动将取决于该温度梯度和容器的绝热(或导热率)。根据本发明，热源包括用于蓄积热能并用于从容器或向容器传热以补偿所述热梯度所致的该热传递并且将所容纳的物质维持在恒定存储温度的物料(mass)，该物料尤其位于容器外部。这样，所述设备脱离了通过将来自便携能量源的电能或可燃物转化为热能而在使用期间产生热能的热量管理的理念。因此，本发明的设备包括物料，该物料用于蓄积热能并且在自主使用的时间段按需向容器传送所蓄积的能量，以使被容纳在容器中的物质例如液体达到预定温度和/或将容器中的这种物质维持在该预定温度，例如恒定的存储温度。设备的热自主通常高于O. 5或I小时，通常超过三小时且优选至少5至6小时，并且可达10、20或30小时，取决于设备 的具体应用。可通过借助于电阻加热或例如来自主电源的电力的另一种热转换对物料充热(charge)而在使用前快速预热或预冷用于蓄积热能的物料。这样，能够避免对环境有害并且避免需要很长的充电时间的高容量电池或蓄能器的使用。热源可包括布置成在使用前被加热以用于蓄积热能并用于在使用期间将这种热能传递至容器的加热物料。因此，热可被蓄积在物料中并且按需供给至被容纳在容器中的物质。这尤其表明该物质将达到或维持在明显高于外部温度的温度。热源可具有布置成在使用前被冷却并且在使用期间蓄积从容器传递的热能的冷却物料。因此，可从物料除去热量并且然后物料用于按需从被容纳在容器中的物质吸热。这尤其表明物质将达到或维持在明显低于外部温度的温度。在又一个实施例中，热源可以是双重的，例如用于加热和冷却被容纳在容器中的物质。该热源可具有加热第一物料和冷却第二物料。这尤其表明外部温度何时可能在物质将达到和/或维持的温度左右，即高于和低于该温度。热源可包括电动热调节器，该热调节器尤其包括电阻加热器或电热泵或珀耳帖(Peltier)致冷器或磁制冷器或任何其他同等装置，用于在自主使用前电加热或冷却物料并在自主使用期间非电气地维持存储温度恒定。可选择地，物料可被热充入炉或深冷器中。热能的自主可能必须在电加热或冷却物料后持续在I至24小时的范围内的时间段，尤其是2至12小时，例如3至8小时。自主时间将取决于容器内部和外部之间的导热率以及容器的存储容量、待存储的物质的性质和体积。通常，物料经由热力阀连接到设备的容器，所述热力阀用于根据被容纳在容器中的物质应该达到和/或维持的温度而调节物料与容器之间的热传递。热力阀可包括用于控制物料与容器之间经由所述阀的热连通的热致动器，尤其是热机械致动器。热致动器可通过超过临界温度而被启动。通常，热致动器可布置成在启动时改变形状和/或体积，热致动器尤其布置成在启动时改变物理状态，例如热致动器在临界温度熔化或固化。该致动器可包括具有对应于恒定存储温度的物理状态变化例如熔化和/或固化的温度的标定蜡元件。可选择地，可使用另一个温度调节装置，尤其是另一个恒温装置，该恒温装置尤其包括双金属条。热力阀可具有用于将热能从物料引导到容器或反之的导热件；以及用于建立和中断经由导热件从物料至容器或反之的热传递的阀门(gate )。导热件可包括尤其被固定成与物料或容器热连通的柔性热导体，导热件可包括至少一个金属或基于金属的线或叶片，例如多个编织或非编织线。可选地，导向件例如线或叶片由铜和铝及其合金中的至少一者制成。例如，导热件的一个部分例如一端被固定成与容器热连通的，而另一个部分例如另一端按需选择性与地物料热连通和不连通，或者反之(即一个部分被固定在物料上，而另一个部分与容器选择性地热连通/不连通)。在另一个示例中，导热件的两部分均分别与容器和物料选择性地连通/不连通。阀门可包括机械拨动器(toggle)，例如可枢转的拨动器，用于使导热件转入和脱离从物料至容器的热连通。具体地，拨动器例如由弹簧偏压成使导热件转入或脱离从物料至容器的热连通。例如如上所述，热机械致动器可设置成与容器热连通并通过其温度变化启动，以用于致动机械拨动器以便使导热件转入和脱离从物料至容器的热连通。通常，设置有容纳容器和可选地物料的绝热外封套(envelope)。该绝热外封套通常可被热密封在容器周围和/或具有热反射内表面以容纳来自容器以及当被容纳在容器中时来自物料的热辐射。该容器可被容纳在绝热外封套中并且物料可采用可与容器热连接的单独模块、尤其是绝热模块的形式提供。
绝热外封套可容纳容器和物料，物料尤其由容器保持经由连接装置与外封套间隔开，所述连接装置例如为固定地和/或刚性地连接的棒或杆，具有低至在使用期间比所述外部温度与所述恒定存储温度之间的热梯度所致的热传递少的热能经由所述连接装置在容器与物料之间传递的导热率。连接装置可由绝热塑料和/或陶瓷材料制成。这种情况下，存在从物料至容器和/或反之的连续最低热传递，可通过热调节器调节所述热传递，使得物料与容器之间的总热传递大体上等于容器与本发明的设备外部的环境之间的热传递。在本发明的一个变型中，提供了一种设备，该设备用于使诸如液体物质之类的物质达到预定温度和/或将这种物质维持在该温度。该设备包括容器，其用于容纳该物质；热源，其用于调节容器中的温度；以及热力阀，其用于调节从容器至热源和/或反之的热传递。该热力阀包括热机械致动器，该热机械致动器与容器热连通并且布置成通过超过对应于容器中的该预定温度的临界温度而被启动并控制经由阀的热传递。可选地，所述阀包括用于将热能从热源引导到容器或反之的导热件以及用于建立和中断经由导热件从热源至容器或反之的热传递的阀门。热机械致动器可包括标定蜡元件，该标定蜡元件的物理状态在该临界温度改变。该设备可包括任何上述的特征或特征组合，尤其是上述物料。本发明还涉及一种饮料制备机器，尤其是移动或便携式机器，该机器包括具有用于容纳液体、尤其是水的容器的如上所述的设备。该机器可包括用于尤其经由用于使液体与调味配料混合的装置来分配这种液体的装置。可选地，所述分配装置包括用于泵送液体的泵，例如气泵。尤其当所述机器为移动或便携式机器时，所述机器可包括自主能量供应，例如用于由电池或蓄能器供电的装置。该供电装置可用于对泵、带有控制器的诸如PCB之类的控制单元和传感器和/或用户接口供电。例如，该机器为咖啡、茶、巧克力或汤制备机器，诸如可与例如家中或办公室中的主电源电气连接的独立机器，和/或是便携或移动式的并与未连接到外部能量源的用于自主使用的对应的能量储存相关。具体地，该机器布置成用于通过使热水或冷水或另一种液体经过容纳待制备的饮料的配料如研磨咖啡或茶或巧克力或可可粉或牛奶粉的胶囊而在配料处理装置内制备饮料。
例如，该制备机器包括配料处理装置，其包括储液器、液体循环回路、当机器插入主电源时可被启动的加热器、泵和布置成接收用于提取的配料胶囊并在提取后排出胶囊的饮料制备单元中的一个或多个；壳体，其具有开口，该开口通向一个座，胶囊被从制备单元排出至该座；以及容器，该容器具有形成存储空间的空腔，以用于将排出到座的胶囊收集在容器中而达到一定水平的充填。该容器可插入座中以用于收集胶囊，并且可从座被移除以清空所收集的胶囊。这种配料处理装置的示例大体上在W02009/074550、WO 2009/130099和TO 2010/015427中被公开。饮料制备模块可以包括 以下构件中的一个或多个a)冲煮单元，其用于接收该饮料的配料，尤其是供给到胶囊内的预先分份的配料，并用于将诸如水之类的液体的进入流经所述配料引导到饮料出口 ；b)诸如电阻式加热器之类的加热器，其用于预热上述温度维持设备的容器中的液体；c)用于将该液体从该容器泵送到冲煮单元的泵，尤其是可由便携式电池或蓄能器供电的泵；d)—个或多个流体连接部件，其用于将该液体从诸如液罐之类的液源引导到饮料出口 ；e)电气控制单元，尤其是可由电池或蓄能器驱动的单元，例如包括印刷电路板(PCB)的单元，用于经由接口接收来自用户的指令并用于控制嵌入式加热器和泵；以及f) 一个或多个电传感器，其用于感测从冲煮单元、嵌入式加热器、泵、储液罐、配料收集器、该液体的流量、该液体的压力和该液体的温度中选择的至少一个操作特性，并用于将此类特性传送到控制单元。
现将参照示意图描述本发明，其中-图I从外部示出了根据本发明的自主蓄热设备；-图2是图I所示的设备的截面图；-图2a示出了处于第一构造中的图2所示的设备的细节X;-图2b示出了处于第二构造中的图2所示的设备的细节Y;以及-图3是图I至2b所示的设备的热力阀和致动器的透视图。
具体实施例方式图I至3示出了用于存储诸如液体物质之类的物质5并且将所述物质维持在不同于外部温度的恒定存储温度的诸如自主便携式设备、尤其是真空瓶设备之类的蓄热设备I的特定实施例。设备I具有包括热源3和用于容纳液体物质5的容器4的主要部分2。热源3和容器4被封装在封套6和盖7内。为了确保热源3和容器4的绝热，在封套6与源3之间的空间61以及容器4中提供了大致真空。封套6可具有热反射内表面62，以将来自源3和容器4的热辐射容纳在封套6内。封套6具有周壁64，该周壁带有由壁64的瓶颈部形成的顶部开口 63。与开口 63相对，封套6具有可与壁64 —体形成或作为焊接在壁64上或以其他方式热密封的单独元件的底部65。底部65可具有如图2所示的穹顶状形状。此外，例如通过焊接或胶粘或螺接或同等手段而固定在壁64上的底部部件66形成设备I的支腿。容器4具有与封套6的开口 63匹配的由容器4的瓶颈部形成的开口 43。容器4和封套6在它们各自的开口 43、63内例如通过焊接或胶粘或其他密封手段被热密封在一起，如图2所示一者在另一者内。因此，容器4的外表面42由真空空间61覆盖并由封套6密封。盖7由绝热材料制成并且装配在开口 43、63上，所述开口 43、63与体部2的直径相比具有缩小的尺寸，以用于限制在这些开口 43、63处的热损失。盖7在其面对开口 43、63的基部中具有环形凹槽73。凹槽73被压配合在形成开口 43、63的瓶颈部上，以用于将盖7固定在其上。
容器4、封套6和盖7的结构大致对应于用于容纳处于不同于设备I外部温度的温度的物质——通常为液体——的真空瓶(或热水瓶)的结构。盖7还包括将容器4的内部与设备I的外部I’连接使得可在不移除盖7的情况下从外部I’接近液体5的两个小型流体导管71、72。导管71例如可固定从外部I’向下伸入容器4中的管道(未示出)，其管入口位于液体5的液位下方。导管72可连接到空气泵(未示出)，例如电动泵，以用于将容器4中的空腔51加压至高于液体5的水平，以便迫使液体5进入管道被浸没的入口并且通过该泵的加压作用驱动液体5经由该管道从设备I流出。可选择地，也可使用压缩空气或其他气体如CO2的储罐来例如经由导管71将空腔51加压至高于容器4中的液体5的压力，以驱动液体5例如经由导管72中的管道从设备I流出。为了维持容器4中的液体5的温度大致恒定，热源3布置成补偿设备I外部的外部温度与恒定存储温度之间的热梯度所致的例如经由盖7、尤其经由导管71、72从容器4至外部环境I’的热传递。因此，热源3包括物料31，该物料用于蓄积热能并用于从容器4或向容器4传热，以补偿上述热梯度所致的热传递并因此在自主使用期间将物质5维持在恒定存储温度。在附图所示的特定实施例中，加热物料31布置成在自主使用前被加热，以用于蓄积热能并用于在自主使用期间按需将这种热能传递至容器4，以维持液体5的存储温度恒定并且高于设备I的外部环境I’的温度。在可选实施例中，所述物料可以是冷却物料，所述冷却物料布置成在使用前被冷却并在使用期间蓄积从容器传递的热能，例如以将冷冻的饮料或冰淇淋或其他冷冻或冷藏的食物或饮料存储在容器中。热源3包括例如嵌埋在物料31中的电阻式加热器33形式的电动热调节器，用于在使用前电加热物料31并且在使用期间、可选地在电加热或冷却物料后I至24小时的范围内的时间段、尤其是2至12小时、例如3至8小时非电气地维持存储温度恒定。电阻式加热器33具有延伸穿过底部65并且连接到控制单元37的电流导体34，所述控制单元又连接到形成在由支腿66中的凹部67界定的空腔35中的电连接器。该电连接器可以是可分离的插头-插座型装置例如StrixTM连接器的一侧，或电磁连接器例如感应连接器的一侧。控制单元37还连接到与物料31热连接的温度传感器(未示出)，以控制物料31在使用前的电加热。例如，控制单元37连接到用户接口，例如LED装置，以用于向用户指示物料31的充热水平。可选地，当存在时，电阻式加热器45也可由控制单元37连接和控制。控制单元37也可连接到用于感测容器4中的温度的热传感器，例如，以用于调节电阻式加热器45在自主使用前的供电或用于在自主使用期间控制物料31与容器4之间的热传递。在后一种情形中，带有阀8的热机械致动器可由通过连接到控制单元37的该温度传感器操作的电子机械阀代替。对于这种构造，应该设置便携式电能源例如电池，以用于在自主使用期间命令电子机械阀和传感器。然而，热能供 应仍可采用热能形式存储在物料31中。可选择地，也可通过感应加热器加热所述加热物料。一旦物料31被适当加热，设备I就可与外部电源例如电力源分离，并且通过按需从物料31吸热并将该热量传递到容器4中来自主地维持液体5的存储温度。此外，容器4包括用于在设备I连接到外部电源例如诸如主电源之类的电力源时加热容器4中的液体5的可选的电阻式加热器45。可选择地，可以将预热后的液体5输送到容器5中或仅借助于热源3、即通过在物料31本身被电阻式加热器33加热的同时从物料3向容器4传热来预热容器4内的液体5。为了在使用期间、即当电连接器35断开时控制物料31与容器4之间的热传递，物料31经由热力阀8连接到容器4。具体而言，图2示出了容器4与物料31之间的阀8的大致位置。图2a和2b分别示出了如图2所示的阀8的细节X和Y的扩大图。图2a示出了处于非导热构造中(即处于关闭状态)的阀8，而图2b示出了处于导热构造中(即处于打开状态)的阀8。图3示出了图2所示的阀8的侧面透视图。热力阀8包括用于控制物料31与容器4之间经由阀8的热连通的热机械致动器81。热致动器81在其容器外部被嵌埋在容器4的壁41的凹部42中，并与接触壁41的液体5热连通。致动器81通过与液体5的热连通所致的超过临界温度而被启动。致动器81包括与用于活塞83的导管连通的容纳蜡的腔室82。腔室82中的蜡在达到熔化温度即临界温度时熔化，并且在腔室82和连通的导管中膨胀以向外推动导管中的活塞83。蜡被标定以在临界温度熔化，该临界温度对应于经由壁41与蜡热连通的液体5的恒定存储温度。阀8还包括阀门部件84，该阀门部件在部件84的中间部中枢转地安装在杆85上。杆85被固定在机械地连接到容器4并与其热连通的保持结构89上。阀门部件84的第一端841与活塞83协作并且部件84的第二端842与弹簧87例如弹片或螺旋压缩或牵引弹簧协作，以用于将第一端841促靠在活塞83上。因此，阀门部件84顺循活塞83在致动器81中的移位而绕杆85枢转。部件84的第二端842被固定在接触部件86上，所述接触部件具有可通过使阀门部件84枢转而与物料31接触或移动离开物料31的突出部861。此外，柔性导热件88将接触部件86和保持结构89连接，使得当突出部861与物料31接触时，容器4经由接触部件86、导热件88和保持结构89与物料31热连通。例如，导热件由诸如铜和/或铝或其合金之类的高导热金属材料制成。引导件88可由一系列编织和/或非编织线和/或一系列并排的柔性叶片形成。因此，当活塞83在蜡在腔室82中熔化和膨胀——表明液体5处于其在容器4中的恒定存储温度下——的作用下伸出致动器81时，阀门部件84绕杆85倾斜到这样的位置压紧弹簧87并使接触部件86的突出部861与热物料31间隔开并因此中断经由导热件88从物料31至容器4的热传递，藉此中断容器4中的液体5的加热。相反，当蜡在腔室82中固化并收缩一表明容器4中的液体5已低于恒定存储温度——时，活塞83在释放并使阀门84倾斜以相应地推动活塞83的弹簧87的作用下移动回到致动器81中。同时，带有突出部861的接触部件86在释放的弹簧87的作用下被推靠在物料31上，从而建立经由导热件88从物料31至容器4的热传递，以加热容器4中的液体5。阀门部件84、枢转杆85和接触部件86形成用于在弹簧87和致动器81的作用下使导热件88转入和脱离从物料31至容器4的热连通的机械可枢转拨动器。于是，热机械致动器81与容器4热连通并通过其温度变化启动，以用于致动机械拨动器84以便使导热件88转入和脱离从物料31至容器4的热连通。
如图2所示，物料31可位于容器4外部。物料31位于绝热封套6中。物料31可经由从底部65延伸到物料31中对应的凹部中的保持销32被支承在底部65上方。物料31可由容器4保持与封套6的内表面62间隔开。一个或多个固定杆32’——其中之一在图2中用虚线示出——可将物料31机械地固定在容器4上。在本发明的实施例中，物料31仅由杆32’保持，以防止封套6与物料31之间可能引起从物料31向封套6的外部环境I’直接导热的任何直接接触。可由塑料和/或陶瓷材料制成的杆32’仅在容器4与物料31之间传递有限的量的热能。为了进一步限制从物料31至容器4的不受控热传递，二者之间设置有分隔壁36，以将来自物料31的热辐射反射回到物料31。经由该杆的热能传递小于容器4内部与设备I的外部环境I’之间的热能。热力阀8构造成控制从物料31至容器4的另外的热传递，使得液体5被维持在恒定存储温度。物料31与容器4之间的热传递和因此容器4中的存储温度将取决于腔室82中的蜡的熔点。在一个变型中，也可以用通过热源存储正(热)或负(冷)热能的物料31代替热源3，所述热源通过能量转换提供正或负热能，例如按需转换成热能的电能，以将容纳诸如液体物质之类的物质的容器维持在预定温度或者使所述容器达到所述预定温度。这种情况下，优选设置用于控制热源与容器之间的热传递的热力阀。如上所述，这种热力阀包括热机械致动器，该热机械致动器与容器热连通并且布置成通过超过对应于容器中的该预定温度的临界温度而被启动并控制经由所述阀的热传递。所述热力阀可包括用于将热能从热源引导到容器或反之的导热件以及用于建立和中断经由导热件从物料至容器或反之的热传递的阀门。热源可包括能量转换器，该能量转换器将例如电池或蓄能器或另一种能量源形式的存储在设备内的非热能量转换成随时按需传送到容器的热能，以使被容纳在容器中的物质例如液体达到预定温度和/或将容器中的该物质维持在该温度。非热能量通常可采用例如电池或蓄能器内的电能形式存储在设备中，并由电阻器、热泵或磁冷却器等转换成正或负电能。与容器热连通的热机械致动器可布置成控制非热能量转换成热能的开关，例如用于对连接到电池或蓄能器的电阻式加热器供电的电气开关。如上文参考附图所述，热机械致动器可包括具有等于所述临界温度的物理状态改变温度的标定蜡元件。热机械致动器可包括所有上述特征。如附图中所述的设备可有利地结合在饮料制备机器、尤其是移动或便携式机器中。设备的容器可形成用于制备咖啡或茶的热水或冷却后的水、尤其是处于在10至100° C的范围内的温度下的水的源。具体地，该饮料机可包括用于尤其经由用于使水与调味配料混合的装置从容器分配水的装置。该分配装置可包括用于泵送水的泵例如气泵和例如上文关于附图标记71、71所述的连接到容器的出水管道。示例物料31可由铝制成，以存储正热能，即热量。铝物料31可被加热至远高于100° C，以便维持容器中例如93° C的恒定预定存储温度，以用于随时将其中的水维持在 用于咖啡冲煮的合适温度。 因此，致动器81的腔室82中的蜡具有熔点为93° C的组分。这种蜡可例如从Magal Engineering ltd, Dauphinoise Thomson S. A. S.购得。因此，当容器 4 中的温度超过93° C时，与容器4热连通的蜡在腔室82中熔化并膨胀，以推动活塞83并使拨动器端部842随接触部件86枢转离开物料31，藉此中断物料31与容器4之间经由热力阀81的导热并且允许容器4通过尤其经由盖7向设备I的外部环境I’缓慢损失热而冷却。相反，当容器4中的温度降低到93° C时，腔室82中的蜡固化，从而允许活塞83通过弹簧87的释放而缩回，藉此拨动器端部842随接触元件86抵靠在物料31上枢转，以建立从物料31至容器4的热连通并从物料31至容器4传热以便补偿尤其经由盖7的热损失。通过加热经由控制单元37 (例如带有控制器的PCB)连接到主电源的电阻器33来对热物料31充入热能。物料31可被加热至远高于容器4中的液体5的存储温度的温度，以用于增加设备I的自主性。铝可被加热至约600° C。如果需要具有更大蓄热容量的物料31，则物料31可由例如含铜的不同材料或合金制成。在保持在例如20° C的外部环境温度下的具有容器4、封套7和盖4的真空瓶技术的设备I一一所述设备构造成用于在将物料31预热至一定温度、即200° C至600° C后将一定量、即100至IOOOml的水5稳定维持在93° C超过6小时——的情形中，可提供以下铝物料31
权利要求
1.ー种蓄热设备(I)，诸如自主设备，尤其是真空瓶设备，用于存储诸如液体物质之类的物质(5)并且将所述物质維持在不同于所述蓄热设备的外部(Γ)的温度的恒定存储温度，所述蓄热设备包括 -容器(4 )，其用于容纳处于所述恒定存储温度的所述物质；以及 -热源(3)，其用于补偿外部温度与所述恒定存储温度之间的热梯度所致的热传递， 所述蓄热设备的特征在于，所述热源包括物料(31)，所述物料用于蓄积热能并用于从所述容器或向所述容器传热以补偿所述热梯度所致的热传递并且将所述物质維持在所述恒定存储温度，特别地，所述物料位于所述容器外部。
2.根据权利要求I所述的蓄热设备，其中，所述热源(3)包括加热物料(31)，所述加热物料布置成在使用前被加热，以用于蓄积热能并用于在使用期间将热能传递至所述容器(4)。
3.根据权利要求I或2所述的蓄热设备，其中，所述热源(3)包括冷却物料(31)，所述冷却物料布置成在使用前被冷却并在使用期间蓄积从所述容器(4)传递的热能。
4.根据前述权利要求中任ー项所述的蓄热设备，其中，所述热源(3)包括电动热调节器(33)，尤其包括电阻式加热器或电热泵或珀耳帖致冷器或磁制冷器，以便在使用前电气地加热或冷却所述物料(31)并在使用期间、可选在在电加热或冷却所述物料后在I至24小时的范围内、尤其是2至12小时例如3至8小时的使用时间段非电气地維持所述恒定存储温度。
5.根据前述权利要求中任ー项所述的蓄热设备，其中，所述物料(31)经由热カ阀(8)连接到所述内部容器(4)。
6.根据权利要求5所述的蓄热设备，其中，所述热カ阀(8)包括用于控制所述物料(31)与所述容器(4)之间经由所述阀的热连通的热致动器(81)，尤其是热机械致动器，特别地，所述热致动器通过超过临界温度而被启动。
7.根据权利要求6所述的蓄热设备，其中，所述热致动器(81，82，83)布置成在启动时改变形状和/或容积，所述热致动器尤其布置成在启动时改变物理状态，所述热致动器尤其包括标定蜡元件(82)，所述标定蜡元件的物理状态在所述恒定存储温度处改变。
8.根据权利要求5至7中任ー项所述的蓄热设备，其中，所述热カ阀(8)包括 -导热件(88 )，其用于从所述物料(31)至所述容器(4 )或反之引导热能；以及 -阀门(84，86)，其用于建立和中断经由所述导热件从所述物料至所述容器或反之的热传递， 可选地，所述导热件包括柔性热导体，所述柔性热导体尤其被固定成与所述物料或所述容器热连通，所述导热件尤其包括可选地由铜和铝和它们的合金中的至少ー者制成的至少ー个金属的或基于金属的线或叶片，例如多个编织或非编织线。
9.根据权利要求7或8所述的蓄热设备，其中，所述阀门(84，86)包括机械拨动器(84)，例如可枢转的拨动器，以便使所述导热件(88)进入或脱离从所述物料(31)至所述容器(4)的热连通，所述机械拨动器可选地尤其由弹簧(87)偏压成使所述导热件进入或脱离从所述物料至所述容器的热连通。
10.根据权利要求9所述的蓄热设备，所述蓄热设备包括热机械致动器(81)，所述热机 械致动器与所述容器(4)热连通并通过所述容器(4)的温度变化而被启动，以用于致动所述机械拨动器(84)以便使所述导热件(88)进入和脱离从所述物料(31)至所述容器(4)的热连通。
11.根据前述权利要求中任ー项所述的蓄热设备，所述蓄热设备包括容纳所述容器(4)和可选地容纳所述物料(31)的绝热外封套(6)，所述绝热外封套尤其被热密封在所述容器周围和/或所述绝热外封套具有热反射内表面(62)，以容纳来自所述容器的热辐射和当被容纳在容器中时来自所述物料的热辐射。
12.根据权利要求11所述的蓄热设备，其中，所述绝热外封套(6)容纳所述容器(4)和所述物料(31)，所述物料由所述容器保持经由连接装置(32’)与所述外封套间隔开，所述连接装置的导热率很低以至于在使用期间，在所述容器与所述物料之间经由所述连接装置传递的热能低于外部温度与所述恒定存储温度之间的梯度所致的热传递。
13.一种用于使诸如液体物质之类的物质(5)达到预定温度和/或将所述物质维持在 所述预定温度的设备(I )，所述设备可选地包括前述权利要求中任一项的任何特征或特征组合，所述设备包括 -容器(4 )，其用于容纳所述物质； -热源(3)，其用于调节所述容器中的温度；以及 -热カ阀(8 )，其用于调节从所述容器至所述热源和/或反之的热传递， 所述热カ阀包括热机械致动器(81)，所述热机械致动器与所述容器热连通并且布置成借助于超过对应于所述容器中的所述预定温度的临界温度而被启动并控制经由所述热カ阀的热传递，所述热カ阀可选地包括用于从所述热源(3)至所述容器或反之引导热能的导热件(88)以及用于建立和中断经由所述导热件从所述热源至所述容器或反之的热传递的阀门(84)， 其特征在于，所述热机械致动器包括标定蜡元件(82)，所述标定蜡元件的物理状态在所述临界温度处改变。
14.一种饮料制备机器，尤其是移动或便携式机器，包括如前述权利要求中任一项所述的具有用于容纳液体(5)、尤其是水的容器(4)的设备(I)。
15.根据权利要求14所述的机器，所述机器包括尤其经由用于使所述液体与调味配料混合的装置分配所述液体(5)的装置(71，72)，所述分配装置可选地包括用于泵送所述液体的泵，例如气泵。
全文摘要
一种蓄热设备(1)，用于存储诸如液体之类的物质(5)并且将所述物质维持在不同于这种设备外部(1’)的温度的恒定存储温度，包括容器(4)，其用于容纳处于恒定存储温度的该物质；以及热源(3)，其用于补偿外部温度与恒定存储温度之间的热梯度所致的热传递。该热源包括物料(31)，该物料用于蓄积热能并用于从容器或向容器传热，以补偿热梯度所致的热传递并且将物质维持在恒定存储温度。
文档编号A47J41/00GK102858213SQ201180019693
公开日2013年1月2日 申请日期2011年4月18日 优先权日2010年4月20日
发明者C·B·D·库克, C·雅里施, T·J·帕尔默, A·佩雷特斯, P·恩格布莱希特 申请人:雀巢产品技术援助有限公司