加热装置的制作方法

文档序号:13170093阅读:223来源:国知局
加热装置的制作方法

本发明涉及一种用于加热水的装置。特别是,根据本发明的装置(以下也称为“加热器”或“换热器”,或者简称“交换器”)可以用于分配饮料例如咖啡、茶或水的机器。该装置设计成用于为航空部门,但也可以用于其它部门。

加热器具有双重系统:预备腔室,优选是螺旋盘绕类型,用于沿着预定通路预热水;以及腔室,该腔室一直充满水,并通过与水直接接触(或者在一些情况下有保护套)的电阻器来加热的该腔室,以便使效率最大化。



背景技术:

已知用于饮料分配机器的其它加热系统。要解决的问题主要是:

a)缺乏空间,因为容纳它们的装置具有特别小的尺寸;

b)严格的标准和技术要素,考虑到应用领域。

文献ep1157647介绍了一种咖啡机,该咖啡机使用加热的储罐30,其中,在它内部的水通过接触电阻器34而加热,然后用于分配。该系统有以下缺点:

1)加热的水将热量传递给罐32,从而对效率(散热)和安全性(局部变得非常热)产生负面影响。

2)通常,一旦在锅炉中存在的水量已经分配,就需要等待锅炉加满和再次从室温加热。

3)锅炉的外部温度(当并不适当保护时)与内部温度相同,因此有烫伤的危险。

文献ep1369068介绍了一种咖啡机,该咖啡机使用换热器22,在该换热器22中,使得沿预定通路运动的水不是通过直接接触而加热,而是由于从铝块24传热的效果而加热,该铝块24使用电阻器来加热。

该系统具有以下缺点:

1)系统并不是非常高效,因为与程序水温相比需要更多的热量,以便补偿热量在通过铝块而从电阻器传递至水时产生的损耗。

2)为了保证在功率和分配速度之间的正确平衡,通常该系统与锅炉相比需要更多的时间来供给相同量的水。

3)换热器的外部温度(当并不合适保护时)非常高,有烫伤的危险。

文献wo2012/032554介绍了一种由位于螺旋形加热杆内部的电阻而形成的换热器,该螺旋形加热杆又容纳在腔室内部,该腔室设有:前部关闭元件;电磁阀,用于调节水进口;热安全垫;以及温度探针。该系统进行优化,以便分配直到50毫升的咖啡,同时保持咖啡的输出温度为86+/-3℃。

除了有上述文献中介绍的装置的缺点之外,这种开放式换热器还具有的缺点是不能在不使得性能变差的情况下分配大于100ml的水量。

文献fr2845261介绍了一种换热器,该换热器包括预热腔室,该预热腔室位于换热器的最内侧部分,要加热的液体流过该换热器。

现在设计了克服现有技术的缺点的新颖装置,因为它能够在低功率消耗的情况下连续分配热水,且它在分配过程中在外部最小化温度过高的问题。



技术实现要素:

本发明涉及一种用于饮料分配机器的水加热装置,该饮料分配机器能够连续供给热水。该装置的特征在于,它有第一级或预备腔室,水在进入实际加热腔室之前强制通过该第一级或预备腔室。该第一级延迟了水到达第二级或加热腔室内部,并执行进入第二腔室的水的预热,该第二腔室包括内部储存器,该内部储存器容纳电阻元件,该电阻元件用于获得在分配温度的、储存量的水。

特别是,预备腔室形成有预定的盘绕通路,实际加热腔室总是充满水,并通过与水直接接触的一个或多个电阻器(或者也可选择,设有保护套)来加热,以便使效率最大化。

本发明还涉及一种用于分配热饮料的装置,该装置容纳一个或多个根据本发明的加热器,该加热器可以以水平或竖直位置来位于该装置内部。

在本发明的详细说明中将介绍进一步的相关细节。

附图说明

为了便于理解本发明,附图表示了本发明的非限定示例,附图中:

图1表示了处于安装位置的换热器从上面看的示意透视图;

图2表示了换热器从下面看的示意透视图,该换热器容纳用于加热水的电阻器;

图3是换热器的示意性完全分解图;以及

图4是换热器的示意性剖视图。

具体实施方式

根据本发明的加热器包括第一腔室和第二腔室,该第一腔室和第二腔室相互同轴,在端部处由顶部盖和底部盖来关闭,并在基部处通过开口或孔而相互连接,该开口或孔位于远离水进口和出口管接头的位置处,该水进口和出口管接头分别位于加热器的外部壁上和顶部盖上。

第一腔室也称为“外部腔室”,第二腔室也称为“内部腔室”;至少一个电阻或电阻器设置于该第二腔室内部。

水通过进口管接头(该进口管接头位于远离将第一和第二腔室连接在一起的开口的位置处)而流入换热器内部,并通过所述开口而流入第二腔室直至高度检查器(levelcheck)(该高度检查器中断水的流动),且该水通过布置在第二腔室内部的至少一个电阻器来加热,并通过位于进口管接头附近的出口管接头而分配在要重新构成的饮料上。在加热器的操作过程中,第二腔室内部的水总是热的。

优选是,分离第一和第二腔室的壁形成为在面对外部腔室的一侧有螺旋或盘绕通路,该螺旋或盘绕通路有减慢水进入内部腔室内和能够使水预热的功能,从而提高换热器的效率。

所述换热器系统的功率例如等于2800w(在115v交流三相时),且该系统进行优化,以便供给直到1.6l的水,同时使得咖啡的输出温度保持最低为80℃。

本发明的优选实施例的说明

具体参考附图,根据本发明的装置设计成能够瞬时和连续地分配热水。它包括以下部件:

1温度传感器

2水(和高度)传感器

3出口管接头

4安全(超压)阀

5真空释放阀

6进口管接头

7电阻器

8关闭螺钉

9顶部盖

10密封垫圈

11螺旋或盘绕通道

11a螺旋或盘绕通道的肋或脊

12套(或外壳或外部壁)

13底部盖

14内部壁

15第二腔室或内部腔室

16在第一和第二腔室之间的通孔或开口

17具有孔的内部分隔壁

18第一腔室或外部腔室

图3表示了组成换热器的部件,该换热器的特征是它为混合类型,即在静止状态中为“关闭”,意思是在压力下加热水(即进入系统的水,实际上,换热器设有用于超压4和负压5的安全阀),且在分配过程中“开放”,意思是冷水通过进口管接头6进入装置,流入第一腔室18内,然后流入装置的第二腔室15内,并进行加热和通过出口管接头3而热地离开。

如图3中所示,换热器为具有两个同轴腔室的细长本体的形式,它的第一腔室18是外部腔室,第二腔室15是内部腔室,且在端部处通过顶部盖9和底部盖13而关闭。

装置包括外壳12和内部壁14,该外壳12和内部壁14形成空腔或第一腔室或外部腔室18,水通过管接头6而进入该空腔或第一腔室或外部腔室18中。优选是,内部壁14沿它朝向换热器外部的部分设有槽11,该槽11由终止于外壳12的内表面上的槽或脊11a来界定,从而形成螺旋形或螺线形或盘绕通路。

因此,分隔第一和第二腔室的壁被设置成形成用于被加热水的螺旋或盘绕通路。全部零件都通过紧固螺钉而保持在一起。通过密封垫圈来保证腔室的流体密封性。水进入换热器将由进口管接头6来调节,在操作过程中,在第二腔室15内部总是有热水,在第一腔室内部有预热的水。因此,当水进入螺旋或盘绕空间时,由于壁已经很热,因此它预加热至或多或少较高的值。

优选是,加热器的内表面和外表面可以衬有一层防粘接材料,该防粘接材料为自身已知,例如塑料如或者陶瓷材料等。

内部腔室15形成水的储存,该水一旦由一个或多个电阻器7加热,将通过分配系统(未示出)来分配,以便重新构成饮料。加热器的其它部件是顶部盖9和底部盖13、密封垫圈10和关闭螺钉8。通过电阻器7,腔室15内部的水加热至合适的工作温度,然后通过出口来分配,该出口优选是由管接头3形成。

用于保证加热器的操作和安全性的部件设置在顶部盖9上。特别是,这些部件优选是包括以下:

安全阀4,该安全阀4优选是有槽道出口,该槽道出口对于压力进行标定,以便在所述系统内部超压的情况下保证消除该超压和保证它的安全操作。

真空释放阀5,该真空释放阀5允许在需要时排空内部腔室15以及使空气从外部进入;

一个或多个水存在传感器2,用于激活向电阻器的供能,并只有当内部储存器充满时(即当内部腔室15充满加热的水时)才能够分配饮料;

一个或多个浸没传感器1,优选是半导体,但也可以是机电类型,该浸没传感器用于实时控制水的温度,以便优化功率管理和因此优化消耗。

操作说明

首先,加热器排空地连接至液压回路,操作如下:水通过管接头6进入,进入形成螺旋形或螺线形或盘绕通路的槽11中,且通过位于其端部的孔16,水开始充满内部腔室15(该内部腔室15容纳电阻器7),直到它到达顶板盖9,从而沿还一预定通路通入三个电阻器的区域,该还一预定通路由设有孔的内部分隔壁17形成,如图4中所示。当水传感器2检测到水的存在时,将能够向电阻器7供能,否则该电阻器7将有损坏危险,因为它们不适合“干操作”;从这时起,水将开始被加热,直到达到由相应探针1监测的所希望/预设温度。达到该温度所需的时间主要取决于电阻器的可用功率。

当需要分配时,腔室内部的水开始通过相关出口3流出,因此新的较冷水进入内部储存器15,并通过由肋或峰顶11a界定的螺旋或盘绕通路11而再次由电阻器预热。沿着螺旋形通路运动后,水以特定延迟流入腔室内部,这种延迟使得系统能够在水到达所述出口之前加热它。内部储存器由于中心壁(该中心壁实际上用作在流出的较热水和较冷的进入水之间的分离器,因为只是在电阻器区域中有孔)而具有在内部的较慢流动,这同样有利于更好地加热水。加热器的内表面和外表面衬有一层防粘接材料,例如

与现有技术相比的优点

根据本发明的换热器提供了相当多的一系列优点:

安全,因为在分配过程中外表面不会太热;

更高的加热效率,同时有更低的电力消耗;

适应性,从而能够通过不同电源来操作;

通过该系统,能够获得与普通锅炉相比具有更小水容积的锅炉,因此有更小的总体尺寸。

装置可以水平和竖直地布置。不过,最有利的位置是竖直位置,其中,电阻器安装在底部,用于水的进口管接头6和出口管接头3位于顶部。这保证尽可能地限制碎屑或水垢的存在,因为它们将倾向于沉积在盖13的底部上,并且因此远离出口管。

存在容纳冷水流(该冷水流由于内壁14的温度而局部预热)的螺旋形或盘绕通路11保证系统达到热平衡,以使得它能够连续地分配水,与在普通锅炉系统中通常发生的情况不同。

由于槽,在套或外壳12和盘绕通道11之间形成的水空腔能够保证它的外部温度低于锅炉和正常换热器的外部温度。进一步的改进可以是使系统绝热,以便隔离它和提高它的热效率。

由于在外部套12内部使用螺旋形或盘绕通路11,因此能够省略第二储存容器,从而减小系统的总尺寸,同时“预先提高”进入系统的水的温度,以便提高它的效率。

尽管结合本发明的多个优选实施例和多个非限定实施示例进行了介绍,但是应当理解,本发明的保护范围只由下述的权利要求的内容来确定。

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