用于电烹饪器具的用于蒸发液体的加热装置及操作方法

用于电烹饪器具的用于蒸发液体的加热装置及操作方法
【专利摘要】本发明涉及用于电烹饪器具的用于蒸发液体的加热装置及操作方法。具体而言，本发明涉及用于电烹饪器具的用于蒸发液体的加热装置，具有用于液体的容器，该容器高于其宽度，其中加热元件分布在侧向容器壁的外部的表面区域上，且提供了多个温度传感器。存在至少三个单独且可单独地操作的加热电路，其中各个加热电路均具有至少一个加热元件。该多个温度传感器以两种类型的形式提供，其中第一类型为安装在容器壁的外部的离散构件，且其中第二类型以表面区域涂层的形式配合至容器壁的外部面。
【专利说明】
用于电烹饪器具的用于蒸发液体的加热装置及操作方法
技术领域
[0001] 本发明涉及用于电烹饪器具(特别是蒸煮器）的用于加热液体和/或用于蒸发液体 的加热装置，且涉及用于具有此类加热装置的电烹饪器具的蒸发器，以及涉及用于操作此 类加热装置和相应地用于操作对应的电烹饪器具的方法。
【背景技术】
[0002] W0 02/12790 A1公开了一种烹饪器具，其涉及借助于加热装置的蒸汽产生，加热 装置具有垂直管形式的蒸汽产生容器。平的加热元件布置在蒸汽产生容器的外部。水从下 方供应至蒸汽产生容器，同时产生的蒸汽可在顶部处逸出以用于烹饪器具中的蒸汽烹饪的 目的。

【发明内容】

[0003] 本发明基于的目的为，提供介绍部分中提到的类型的加热装置和用于电烹饪器具 的蒸发器，以及用于操作此类加热装置和相应的蒸发器的方法，利用该加热装置、蒸发器和 方法可解决现有技术的问题，且具体而言，其使得有可能使液体快速地、以能量有效的方式 且同时可靠地且不易于故障地蒸发。因此，目的在于能够在大功率下可靠地操作蒸发器和 电烹饪器具。
[0004]该目的通过具有权利要求1的特征的加热装置、具有权利要求24的特征的电烹饪 器具或对应电烹饪器具的蒸发器，以及权利要求25的特征的方法来实现。本发明的有利且 优选的改进是其它权利要求的主题，且将在下文中更详细阐释。在所述文本中，一些特征仅 对于加热装置，仅对于蒸发器或电烹饪器具，或仅对于方法描述。然而，尽管如此，应当可能 使所述特征能够独立地应用于加热装置和蒸发器两者，或电烹饪器具以及方法。权利要求 的词语因此通过明确引用并入描述中。
[0005] 用于加热液体和/或用于蒸发液体(特别是水）的用于电烹饪器具(特别是蒸发器 或蒸汽烹饪器具）的加热装置具有以下特征。其具有用于待蒸发的液体的容器，其中容器竖 直地布置，或其高度大于其宽度。容器有利地高于其宽度，特别而言有利的是高度是宽度的 二到五倍，但其也可比其高度更宽。原则上，所述容器可具有任何期望的截面，有利的是圆 化或圆形截面。所述容器可优选为柱状设计，特别是圆柱形管的形式。直径可处于3cm到 15cm之间，且高度可对应于所述直径。
[0006] 加热元件以分布在表面区域上的方式布置在侧向容器壁的外部面上，其形成容器 的壳。所述加热元件应当覆盖外部面的大部分，例如，60%到90%之间。加热元件可为不同设 计，且有利地是表面区域加热元件，特别是膜型加热元件或厚膜加热元件。此类加热元件例 如从US 2014/0029928 A1获知。加热元件分成至少三个单独和/或单独地操作的加热电路。 这些加热电路中的各个均具有至少一个加热元件。加热元件的定义包括在利用电流操作时 变热或加热的电阻器的区段。在此情况下，特别而言，加热元件可包括对应的电阻器材料， 且在两个连接或触点连接器件之间延伸。加热电路限定为，构成所述加热电路的加热元件 仅可一起操作，即，开和关。相同的电流有利地流过共同的加热电路的加热元件，即，所述加 热元件串联连接。
[0007] 加热电路有利地具有多个加热元件，然而特别而言，它们有利地串联连接。此外， 多个温度传感器设在外部面上，因为加热装置或蒸发器中的温度检测对于常规操作和对于 识别操作期间的问题或故障很重要。温度传感器以至少两种类型的形式提供，即，提供至少 两种类型的温度传感器。
[0008] 第一类型的温度传感器为离散构件，其安装在容器壁的外部面上，例如是SMD构 件。在此情况下，安装所述温度传感器，且与所述温度传感器进行电接触，且所述温度传感 器例如紧固在对应的接触区域上。第二类型的温度传感器有利地配合至表面区域涂层的形 式或覆盖表面区域的涂层的形式的容器壁的外部面。因此，相比于第一类型的温度传感器 的差异在于，由于一定尺寸或范围(特别是容器壁的外部面的表面区域的较大比例）的表面 区域涂层，实际上还有可能监测表面区域上的温度或热点。这将在下文中进一步阐释。
[0009] 用于加热装置处的加热或引入的加热输出的较宽调整范围可通过将加热装置的 加热分成多个单独的或可单独地操作的加热电路来实现。因此，在某些情形下，加热电路也 可断开，例如，在其不需要或呈现出故障时。如之前那样，还有可能将加热电路进一步细分 成两个或多个局部加热电路，其中各个均具有其自身的加热元件。所述加热电路可细分成 上部局部加热电路和下部局部加热电路，作为备选细分成以曲折方式与彼此交错或接合的 局部加热电路。所述局部加热电路中的各个然后可单独地操作，例如通过中间抽头的形式 的连接，且因此它们不必一起操作。至少一个局部加热电路应当设计成使得其可断开。最顶 部的加热电路和/或中间加热电路以此方式有利地设计。
[0010] 特别而言，关于故障或容器壁的内部面上的水垢形成，加热装置的操作和所述加 热装置的状态两者可由在对应的多个区域中的多个温度传感器监测。这对于用于液体的加 热装置和蒸发器始终是重要问题。
[0011] 在本发明的一个改进中，第一类型的温度传感器为NTC传感器，其原理是已知的。 第一类型的所述温度传感器可同样有利地为SMD构件的形式，且配合至对应的接触区域的 外部面。此类第一类型的温度传感器测量在其周围的物理上很紧密限制的区域中的温度， 例如，在SMD构件的情况下是lcm或更小。如果此类第一类型的温度传感器在操作期间始终 存在水的水平处配合至容器外部面，则所述温度传感器可大致以略微的误差检测水温，一 方面是因为物理接近加热元件，且另一方面是因为通过容器壁与待加热的液体的分离。因 此，相对较大或大表面区域的温度监测操作未必能有效地执行。
[0012] 在本发明的有利改进中，至少一个第一类型的温度传感器(特别有利的是正好一 个单独的第一类型的温度传感器)设为用于加热电路。此类第一类型的温度传感器与相应 加热电路垂直齐平地在容器的区域中且沿容器的纵轴线设置，即，如之前那样设置成接近 加热电路且因此与其相关联。在各种情况下可提供正好一个第一类型的温度传感器，其设 为用于至少最下方的加热电路，有利地用于两个最下方的加热电路。所述温度传感器然后 继而可在各种情况下设在加热电路的下方区域中，例如，与所述加热电路的最下方加热元 件齐平。因此，可检测到具有从底部直接延伸到加热电路的填充水平的液体的温度。
[0013] 此类第一类型的温度传感器与最接近的加热元件之间的距离可处于容器壁的厚 度的两倍和二十倍之间，有利地在五倍和十倍之间。因此，该距离不是特别大，其也可为温 度传感器的最大纵向范围的一到三倍。因此，第一类型的温度传感器可检测其最接近区域 中的容器壁的温度且因此该区域中的容器内的液体的温度而大致不由最接近的加热元件 影响。如果液体是水且温度明显高于l〇〇°C，则有可能如下文进一步论述的那样容易地推断 温度传感器的区域中不再有任何水，这然后有可能导致与第一类型的该温度传感器相关联 的加热电路断开。
[0014] 对于最顶部的加热电路，可设为使第一类型的相关联的温度传感器布置在所述最 顶部的加热电路的上方区域中，有利地几乎在最顶部处。如上文所述，离加热元件的距离可 在某些情形下大致略微较小。
[0015] 在本发明的改进中，对于第二类型的温度传感器，介电绝缘层可配合在容器壁的 外部面上，加热电路的加热元件配合在所述介电绝缘层上。覆盖层继而可设在所述加热元 件上，有可能使所述覆盖层还用于绝缘目的且防止腐蚀。此外，测量电极设在绝缘层上，或 有利地在其下方的传导表面上，其用作与绝缘层的电连接。在金属容器的情况中，所述金属 容器的外部面为传导表面。形成加热装置的部分且有利地集成在将所属加热装置的控制系 统中的测量装置借助于介电绝缘层连接至所述测量电极和加热元件或相应加热电路，所述 加热元件用作另一电极。在此情况中，测量装置设计成检测加热元件或加热电路与测量电 极之间的电流。所述电流继而可用作加热电路或接近加热电路的区域中的容器处的温度变 化的量度。
[0016] 在借助于介电绝缘层分布在表面区域上的加热元件的情况中的此类温度检测从 DE102013200277 A1和W0 2007/136268 A1中获知，特别是在介电绝缘层的设计方面对其明 确参照。在所述文献中，测量所谓的放电电流，所述放电电流流动越过或穿过绝缘层至加热 电路的加热元件。当温度升高时，绝缘层变为载流的，或其电阻变得较低，因为该性质为高 度温度相关的。因此，在局部过热或局部紧密限制的过热的情况下，例如，200°C到250°C，这 可在整个加热电路的相对较大的表面区域内检测到，因为在此过热范围中，绝缘层的电阻 较大下降，且因此越过绝缘层至加热元件的电流同时增大。尽管该局部过热发生的点不可 检测到，但这不是必需的，因为此类局部过热判断为所有情况中的故障，且因此可导致对应 加热电路或甚至整个加热装置断开。因此，第二类型的温度传感器可用于监测温度严重过 度升高的较大区域，然而不必在较大表面区域上发生，而是可能已经以相对逐点方式检测 到。
[0017] 介电绝缘层有利地直接配合在容器壁的外部面上，且覆盖容器壁的所述外部面的 整个表面。特别而言，绝缘层覆盖外部面的表面的至少90%，其中所述绝缘层有利地为所有 加热元件下方的单个连续介电绝缘层。利用相应的分离器件将独立的加热电路与彼此分开 不是必需的，因为有可能借助于作为一类电极的与对应加热电路的接触来检测该加热电路 的区域中发生的事情。
[0018] 在本发明的改进中，测量电极和加热元件在不同层中延伸。绝缘层和/或覆盖层可 有利地位于其间。此类测量电极可形成在表面区域上，且大致覆盖加热元件，以便所述加热 元件自身不必用作测量电极，且较好分离是可能的。如果侧向容器壁的所述外部面由金属 构成，则第一测量电极可简单有利地直接配合至侧向容器壁的外部面。因此，所述第一测量 电极实质上连续地分布在所有加热电路上。然而，独立加热电路的区域之间的温度检测的 细分通过与加热电路自身的接触而发生。
[0019] 在本发明的另一个改进中，另一额外绝缘层可配合在绝缘层上。所述另一个额外 绝缘层可有利地为所谓的中间玻璃层。在此情况中，加热元件可优选配合在额外绝缘层上。 结果，可强化温度测量的效果。
[0020] 至少一个第二类型的温度传感器(优选正好一个第二类型的温度传感器)有利地 设为用于各个加热元件。在此情况下，所述温度传感器覆盖相关联的加热电路的加热元件 的表面区域的至少50%，特别而言90%到100%。在此情况下，如上文所述，可对于温度的局部 升高监测加热电路的整个表面区域。
[0021 ]在本发明的有利改进中，所有加热电路可具有类似的尚电功率，特别而g有利的 是相同电功率。所述电功率可处于几千瓦的范围中，例如，对于各个加热电路大约3kW。
[0022] 在容器的垂直范围中，可设为使各个加热电路与其它加热电路有一定距离。因此， 各个加热电路覆盖容器壁的外部面的特定垂直区域，且因此，加热电路不会在垂直方向上 重叠。至少两个最下方的垂直区域且因此还有加热电路优选具有相同的高度。特别而言，两 个最下方的加热电路相对于在此情况中的其加热元件和/或布置具有相同的设计。其还可 适用于相应加热电路上的第一类型和/或第二类型的温度传感器的布置。最上方的垂直区 域或加热电路可略微较高，例如，最多高20%。
[0023] 最上方的加热电路的最上方加热元件与位于其下方的相邻加热元件之间的垂直 距离可大于位于所述最上方加热元件下方的所述相邻加热元件与位于所述加热元件下方 的相邻加热元件之间的距离。所述较大距离可处于加热元件的宽度的20%到90%之间。否则， 加热元件可大体上相对于彼此处于很小距离，例如，其宽度的3%到10%。
[0024] 在本发明的有利改进中，加热元件为轨道形式的加热导体的形式。所述轨道可全 部平行于彼此延伸，其中轨道在相同水平处垂直于容器的纵轴线延伸，且在各种情况中，仅 一个单个轨道或一个单个加热单元在一个水平处延伸。
[0025] 在本发明的另一个改进中，至少两个不同构造的加热元件可设在加热电路中，其 中所述加热元件在电功率、长度、宽度和/或厚度方面不同。所述加热元件有利地仅在这些 上述标准中的一项方面而不在上述其它标准方面不同，且所述加热元件特别而言有利的是 在其宽度且因此其电阻方面不同。
[0026] 加热元件优选为轨道形式的加热导体的形式，且平行于彼此延伸。在此情况下，加 热元件或加热电路的多个加热导体可有利地与彼此分开促动，且连接或可平行于彼此连 接。这导致了简单的促动。
[0027] 作为备选，有可能使加热元件为轨道形式的加热导体的形式，且使所有所述加热 元件平行于彼此延伸，但轨道形式的多个加热元件或加热导体将电性串联来互连，且特别 而言以曲折方式延伸。在此情况中，公共加热电路的至少两个加热元件有利地具有轨道形 式的多个加热导体，其以曲折方式延伸到彼此中。
[0028] 在该改进的发展方案中，有可能使额外的加热导体触点设在加热元件或加热电路 上以用于电促动加热元件或加热电路，或仅将功率供应至局部加热元件的形式的加热元件 的一部分或仅局部加热电路或轨道形式的其加热导体的仅一部分。所述额外加热导体触点 可设在加热元件的两个端部加热导体触点中的一个之间，且在所述端部加热导体触点中的 一个的方向上形成触发的局部加热元件。
[0029] 沿容器的纵轴线的直区域有利地具有条形形状，且没有加热元件和温度传感器。 所述条可具有容器的圆周的1%到5%或10%的宽度。举例来说，焊缝(平金属板借助于其定形 以形成圆化容器)可在所述自由区域中延伸。
[0030]根据本发明的蒸发器具有至少一个上述加热装置，该蒸发器可用于介绍部分中提 到的类型的电烹饪器具，或蒸汽烹饪器具。供水管线通入加热装置或通入容器中，有利地从 底部穿过容器的底座，特别而言居中地。引入器具的烹饪室(例如，食物在烹饪室中制备，特 别是被加热）中的生成的蒸汽在顶部处流出容器。加热装置或蒸汽产生借助于多个参数控 制，例如，烹饪室中的温度测量结果和蒸汽测量结果或湿度测量结果。
[0031]在此类加热装置的操作期间，有可能的是，除加热电路或加热元件自身的操作参 数外，评估第一类型和第二类型的上述温度传感器。以此方式，例如，有可能引起下文所述 的事件。首先，可引起增加容器壁的内部面上的水垢形成。这有问题，因为热从容器的外部 面上的加热元件传递至所述容器中容纳的液体不利地受影响。因此，加热装置或蒸发器的 效率程度在能效方面降低，且在某些情形下，也不再可能达到所需的蒸汽和温度值。此外， 存在特别而言在外部面上或加热元件上过热的风险，这有可能导致破坏。这应当防止，且出 于此原因，过量的水垢肯定不会形成在大表面区域上。此外，可检测到容器壁的内部面上的 局部的有限过热。例如，这可能由于上述增加的局部水垢形成而发生，其中这类似地构成额 外和大体上严重和关键的问题。特别而言，加热装置也可在此情况下受损或甚至破坏。
[0032] 此外，可检测到容器中的水或液体的填充水平降低到其中一个加热电路以下。如 果最顶部的加热电路处的填充水平下降，则所述最顶部的加热电路必须在某些情形下完全 断开，且同时必须再填充液体或水，因为否则的话所述最顶部的加热电路的操作不再可能。 此外，在第一类型的温度传感器布置在该水平处时可检测到填充水平降到最顶部的加热电 路的最顶部加热元件以下。在此情况下，可如上文所述使最顶部的加热电路的该最顶部加 热元件设置为，所述最顶部加热元件离下一个加热元件略微较大的距离。区域负载或区域 输出对于该最顶部加热元件相比对于其它加热元件可较低，例如，低3%到20%，或甚至35%。 所述最顶部加热元件可设计成使得对于所述最顶部加热元件的水平处的容器的内部不再 需要存在任何水，且然而不会在所述最顶部加热元件的区域中发生可导致破坏的临界高 温。出于此原因，所述最顶部加热元件甚至布置成略微较高。所述最顶部加热元件相比给定 相同长度的其它加热元件可略微较宽，例如，宽3%到20%或甚至35%，其结果在于，在与穿过 其它加热元件的相同电流的情况下产生较低的输出。此外，在相对较大的加热表面区域的 情况下，由于离下一个加热元件的较大距离，在区域输出关于具有加热元件表面区域加空 隙的容器壁的表面区域考虑时区域输出可略微较低。
[0033] 在本发明的改进中，可随着时间监测和评估加热电路或所述加热电路的加热元件 的电阻。以此方式，特别而言，在所述电阻的时间曲线与构成表面区域温度监测器件的第二 类型的温度传感器的评估或时间相比时，可识别到容器壁的内部面的较大表面区域上的水 垢的形成。以此方式在较大表面区域上的水垢形成在相对较长的操作周期内缓慢累积，例 如，从几小时的操作周期开始。
[0034] 基于操作期间或操作周期内的水垢形成的时间曲线，到水垢层的厚度方面的水垢 的临界温度或形成的剩余时间可通过数学函数的方式确定。以此方式，一种预警可以以信 号的形式输出至用户，以便所述用户知道何时和多久后必须除去水垢。
[0035] 在水垢除去之后的操作循环开始时，可识别且考虑任何剩余水垢或所谓的结垢。 所述剩余的水垢难以除去且必须接受，但可包括在计算中。
[0036] 为了检测第二类型的温度传感器处的值，第二类型的温度传感器处的所述值可在 每次操作循环开始时和/或在操作期间的特定时间间隔下检测到。所述检测例如可每10分 钟到60分钟发生。如果所述温度传感器处的值在每10分钟到60分钟(有利的是每20分钟到 40分钟）的操作中增大0.1%到3%，有利的是0.5%到2%，则识别为缓慢增加容器壁的内部面上 的水垢形成。对应的信号然后可发射至用户，例如，以已知方式视觉地和/或听觉地。很局部 的过热(不管什么触发它)将大体上引起更强且更快的增加，且然后可为局部过热的信号。
[0037] 在加热装置的最顶部的加热电路的故障的情况下，或如果该处发生不可能的状态 且最顶部的加热电路然后断开，则加热装置可继续利用所述最顶部的加热电路下方的其它 加热电路操作。尽管最顶部的加热电路并非总是带有内部面上的最大程度的水垢形成的加 热电路，但其肯定是部分或完全蒸干的加热电路，即是说，在其水平处最早不再有任何水。 所述加热电路可在此情况下断开。由于位于所述最顶部的加热电路下方的加热电路在其水 平处仍可具有足够的水，故所述加热电路可继续操作。在此情况下，关于该状态的对应信息 类似地输出至用户，以便所述用户可在适当情况下介入，例如，可开始水垢的除去，或修复。
[0038] 此外，在第一类型的温度传感器的情况下，可设为在最顶部的加热电路处形成最 高温度，该电路也布置成在该加热电路的顶部处相对较远，为此认作是将液体再填充到容 器中的信号。所述再填充操作可通过阀等在通入容器的进水口处自动地执行。供应量可由 最顶部的加热电路的容器区域中的几何条件确定。
[0039]此外，有可能的是，在根据本发明的方法的一个改进中借助于测量加热导体电阻 执行容器中的填充水平识别。出于此目的，首先监测由加热电路的温度相关的功率消耗且 其次监测加热元件电阻或加热元件温度，因为加热元件温度与电加热元件电阻相关。以此 方式产生的加热元件温度的升高指出了对应加热元件且因此对应加热电路的区域中的容 器中的水的填充水平的下降。这可用于引入更多水，且相应再次增加填充水平。
[0040] 此外，有可能使用平均加热元件温度用于加热元件监测。为此，所有加热电路的加 热元件电阻值处于可容许容限范围内的室温下，即，彼此相对接近。在第一加热操作开始之 前的冷状态中，加热元件电阻和过程中存在的容器中的液体的温度在控制器件中确定和储 存。这适用于所有加热电路的加热元件。加热元件的温度系数有利的为正，且在室温下，加 热元件的该温度系数可储存在控制器件的存储器中。
[0041] 作为备选，初始加热的情况中的温度系数可借助于第一类型的温度传感器来确 定。为此，在室温下测量电阻。然后执行加热，直到液体在容器中的大约50°C的温度下，这有 可能借助于第一类型的温度传感器检测到。然后停止加热，且该过程等待，直到加热元件为 液体的温度，这通常是2秒到10秒之后的情况。因此，测量50°C的该温度下的电阻。然后继续 加热，直到容器中的液体在75°C下。加热装置然后再断开，且该过程等待几秒，直到加热元 件为液体的温度，即，75°C。然后可在75°C的该温度下测得加热元件的电阻。这也在液体沸 腾时（即，在l〇〇°C下）以相同方式执行，以便检测100°C下的加热元件的电阻。使用容器中的 液体的电阻和温度的测得的值的对从加热元件的电阻的假设线性曲线独立地计算对于各 个加热电路而言的电阻(特别而言标称电阻）的特征变量和例如室温或25°C的标称温度下 的温度系数。
[0042] 借助于室温下的加热元件的电阻的初始值、容器中的液体的初始温度和温度系数 的确定的典型值，或借助于电阻的前述特征变量和各个加热电路在室温或25°C下的温度系 数，然后可在各种情况中基于操作期间实际确定的加热元件电阻随后计算平均实际加热元 件温度。
[0043]大体上，加热元件的电阻以及其常用正温度系数可用作一种用于加热元件的温度 的电阻温度计。在此情况下，加热元件自身将为第三类型的温度传感器。
[0044] 为了操作加热装置或具有至少一个此类加热装置（也有利的是多个此类加热装 置)的蒸发器或蒸煮器，有可能在开始的最大功率下持久地操作，直到达到水的沸腾温度。 这称为增强模式。当至少一个加热装置中的水沸腾或以相对较大的量生成蒸汽时，加热电 路可在所谓的蒸发器模式中借助于脉宽调制以脉冲方式操作。这主要在仅特定量的流入水 必须加热和蒸发或大致仅必须保持蒸发温度时是有利的。在此情况下需要比最高功率显著 低的功率。
[0045] 此外，为了能量的有效使用，有可能在低能模式中仅操作三个操作电路中的两个， 且持久地这样做。关于将加热电路的加热元件细分成具有局部功率的加热元件的上述选 择，有可能再次更精细地调整功率设置。以类似方式，在紧急模式中，例如，当一个加热电路 故障或由于形成在所述加热电路处的过高温度而必须断开时，有可能利用另外两个加热电 路继续加热。在此情况下，特别而言，可在期望节省能量且不需要最大量的蒸汽时断开最顶 部的加热电路。因此，在此情况下，容器中的填充水平可减小到大约三分之二，或填充水平 可高到足以到达两个较下方的加热电路。在此情况下，填充水平(如果可能)应当设置成使 得其处于操作加热电路的区域中。因此，如果必须断开三个加热电路的中间加热电路，则最 下方和最上方的加热电路应当在操作中。如果必须断开最下方的加热电路，则上方的两个 加热电路应当在操作中。在两种情况中，填充水平应当设置在最顶部的加热电路的大致上 方水平。
[0046] 相比之下，如果由于需要较低的蒸汽量而必须断开最顶部的加热电路或可断开所 述最顶部的加热电路，则填充水平可以且应当减小至中间加热电路的上方区域的水平。
[0047] 有可能的是将第二类型的温度传感器的电压关于容器上的水垢层的厚度的曲线 储存在存储器中，特别而言首先基于确定测量值。水垢层的厚度然后可基于储存的测量值 使用第二类型的温度传感器的电压的监测值来确定。其次，可使用公式计算水垢层的厚度， 该公式从储存的曲线推导出，其中，从第二类型的温度传感器的测量电压开始，使用公式准 确计算水垢层的厚度。
[0048] 这些和其它特征可不仅从权利要求中而且从描述和附图中推断，其中独立的特征 可在各种情况中独立地实现，或在本发明的实施例中和其它领域中以各种组合实现，且可 构成这里提出的保护的有利且独立的可申请专利的实施例。将本申请细分成独立段和子标 题并不限制本文或下文所述的内容的总体有效性。
【附图说明】
[0049] 本发明的示例性实施例在附图中示意性地示出，且将在下文中更详细阐释。在附 图中： 图1示出了根据本发明的加热装置的平面视图，其具有三个加热电路和一个布置在另 一个上方的温度传感器， 图2示出了彼此分开的多个蒸发器模块，且以截面示出了图1中的加热装置安装在各个 所述蒸发器模块中， 图3以截面示出了根据本发明的图2的且组装以形成蒸发器的三个蒸发器组件， 图4示出了根据本发明的蒸煮器，其具有根据图3的蒸发器，具有根据图1的多个加热装 置， 图5示出了加热电路的未卷绕的变型的平面视图，具有两个不同宽度的曲折局部加热 电路和加热元件，以及 图6示出了越过第二类型的温度传感器的电压相对于容器的内部面上的水垢层的厚度 的关系。
【具体实施方式】
[0050] 图1示出了根据本发明的竖直加热装置11，其具有由金属构成的圆柱形管状容器 12。如图所示的沿着或围绕容器12的外周的大约75%到90%延伸的条状加热元件15设在容器 12的外部面13上。上加热元件15a和最顶部的加热元件15a'形成上加热电路16a。中间加热 元件15b形成中间加热电路16b，且下加热元件15c形成下加热电路16c。在此情况下，中间加 热电路16b的中间加热元件15b和下加热电路16c的下加热元件15c以及加热电路16b和16c 彼此相同。上加热电路16a几乎不同，这里，最顶部的加热元件15a'在普通加热元件的上方 在普通加热元件的宽度的大约60%的距离处延伸，即是说增大的距离处。此外，所述最顶部 加热元件15a'比上加热电路16a的其它加热元件15a略宽，其结果在于，其加热外部面13的 较大表面区域，且具有较低电阻值，且因此具有低加热输出或主要低区域输出。
[0051] 借助于接触区域18与加热电路16a到16c进行电接触，特别是借助于接触区域18a 和18a'与上加热电路16a进行电接触。中间加热电路16b具有接触区域18b和18b'，且下加热 电路16c具有接触区域18c和18c'。此外，提供其它额外的触点20a'和20a到20c，特别是分别 用于中间加热电路16b和下加热电路16c的额外触点20b和20c。上加热电路16a具有与类似 于中间加热电路16b的布置的额外触点20a。另一个额外触点20a '设在最顶部的加热元件 15a，上。
[0052] 基于图1，还容易可能的是构想出上述改型，例如，最顶部的加热电路16a以4或5个 加热元件15a分成上局部加热电路，且以5或6个加热元件15a分成下局部加热电路。如果所 述加热电路认作是局部加热电路，则这然后如之前那样对应于加热电路16a和16b的布置。 为此，该距离不必改变，仅需要在若干接触区域18之间划分促动，但这不呈现出问题。在某 些情形下，中间加热电路16b也可以此方式划分。例如，比仅通过断开整个加热电路可能的 更细的细分输出划分通过局部输出是可能的。
[0053]在左侧区域中，形成第一类型的温度传感器且在介绍部分中描述的SMD温度传感 器21a到21c设在加热电路16a到16c上。两个温度传感器接触区域22a和22a'、22b和22b'以 及22c和22c'设置用于各个SMD温度传感器21a到21c。所述温度传感器接触区域与加热电路 16a到16c完全电性断开。在此情况下，相关联的SMD温度传感器21a布置在最顶部区域中，或 相对于上加热电路16a与最顶部加热元件15a'齐平。在另外两个加热电路16b和16c中，所述 SMD温度传感器布置在最下方区域中。
[0054]上文所述的介电绝缘层配合在容器12的外部面13上，特别是直接在金属外部面 上。介电绝缘层形成第二类型的温度传感器的较大部分，这已经在介绍部分中描述。清楚的 是，条区域27沿所述容器的纵轴线设在容器12的中部中，介电绝缘层25在所述条区域中切 出。焊缝28在所述条区域27中延伸，因为管状容器12由金属板形成，且彼此抵靠的边缘也焊 接到彼此。绝缘层25离容器12的下缘和上缘一定距离，例如，容器12的长度的5%和15%之间。 因此，所述绝缘层大致仅在加热元件15或加热电路16下方延伸。
[0055]如介绍部分中所述，有可能均一地或由相同材料或玻璃产生整个介电绝缘层25。 然而，作为备选，可使用两种不同的传导材料或玻璃。所述材料甚至可越过彼此配合，和/或 配合在彼此上，其中必须独立进行与各种所述材料的接触。
[0056]所谓的外部面触点30配合在容器12的底部上，尤其是直接配合在金属容器12或所 述金属容器的外部面13上。由于介电绝缘层25配合在该外部面13上，且加热元件15继而又 配合在所述介电绝缘层上，故第二类型的温度传感器的设计可根据以上功能描述和根据上 述文献DE 102013200277 A1的功能来阐释。如之前那样，绝缘层25形成表面区域的取决于 温度的电阻器，其在达到大约80°C的温度(其中，该温度可调整)下具有很高的电阻，且因此 没有电流流过绝缘层。此类电流可首先在外部面触点30处检测，且第二，为了在类似不同区 域之间区分，借助于最顶部加热元件15a'或三个加热电路16a到16c的区域中的额外触点 20a'和20a到20c。这里，加热元件然后可用作电极。如果温度也继续仅在小区域中升高，且 例如达到l〇〇°C，则电阻下降。例如，在150°C的温度下，该小区域中的电阻可降低到一定程 度，使得尽管电绝缘性质足以操作加热电路16a到16c而没有金属容器12上问题，但已经可 靠地检查到可在这些温度的区域中流动的流动电流或泄漏电流。不可能的是明确地确定精 确点处的此类局部过热的小区域，但在加热元件15a'和相应地加热电路16a到16c (额外触 点20'和相应地20a到20c与其接触)延伸的区域中是可能的。
[0057]明显高于100°C的此类高温实际上可在加热装置11或设有所述加热装置的蒸发器 的操作期间发生，且在水的蒸发期间仅在首先不再存在任何水或其次由于一点处水垢的严 重形成使热减少不再足够时发生，结果是发生过热。在此类区域中大体上不再存在任何水 的第一情况中，可对相应SMD温度传感器21a到21c(主要是最顶部的温度传感器21a)的状态 进行复查。如果所述SMD温度传感器也形成高于100°C的温度，则水的填充水平明显降低。然 而，如果最顶部的SMD温度传感器21a仍形成最高100 °C的温度，则存在明显较高的温度，其 由第二类型的温度传感器与绝缘层25和额外触点20-起在过量水垢形成在容器12的内部 面上的点处形成。取决于表面区域的范围和过高温度的范围，对应的加热电路16可继续操 作或否则可断开。在各种情况中，信号可以以介绍部分中描述的方式发送至操作者，以便通 知所述操作者必须从加热装置11或蒸发器除去水垢。
[0058]可通过评估两种类型的温度传感器来作出关于加热元件或加热电路上的水垢形 成的陈述。因此，有可能确定水垢在加热元件上的形成是否均匀，即是说，水垢在几何上大 致相等地分布。如果加热元件上的水垢的形成不一致，则可通过在操作期间不同地切换加 热元件来引入水垢的一致形成，即是说，在水垢形成不这样严重的情况下更强烈。可在器具 的操作期间显示到接下来需要用户或服务工程师除去水垢为止剩余的时间。
[0059]最顶部的加热元件15a'也可如之前那样在两个或多个轨道上延伸，以便以此方式 识别填充水平，或借助于额外触点20a'使用第二类型的温度传感器，其在此情况下在加热 元件15a '的所述最顶部轨道上延伸。填充水平甚至可在整个上加热元件15上识别。为此，上 加热元件的整个表面区域将必须增大尺寸，且例如必须保持3kW的总体功率。
[0060] 在部分蒸干之后引入水可通过第一加热电路16a的SMD温度传感器21a识别。如果 达到新近引入的水的水平，特别是SMD温度传感器21a的位置，则这可通过引起的温度下降 识别到。可行的是，引入的水量将借助于现有的A T利用入口中的其它温度传感器确定。加 热/蒸发器模式期间从下方引入的新鲜水可由下方加热电路16c的温度传感器21(：识别。加 热的水和新鲜供应的水的混合物特别而言具有较低的温度，且因此可确定温度传感器21c 处的温度下降，其中，由于引入的水以对应方式引导，所述水可流过温度传感器21c的容器 壁区域，以便容易识别到温度传感器21c处的温度下降。可以此方式监测新鲜水供应器件的 正确作用。
[0061] 图2在截面中示出了三个独立的蒸发器模块32a到32c，其中切割表面在可见的前 面处。各个蒸发器模块32a到32c具有模块壳体33a和33c。根据图1的加热装置11a到11c借助 于密封件34a到34c和34a '到34c '插入各个蒸发器模块32a到32c中。在最左侧的进水口 35在 加热装置11a到11c下方延伸穿过模块壳体33a到33c，直至最右侧的出水口 36。在顶部处，在 所有蒸发器模块32a到32c中收集的蒸汽可在蒸汽出口 37处排放。
[0062]图3示出了蒸发器40,其包括图2的三个组装的蒸发器模块32a到32c。因此，所述蒸 发器具有三个加热装置11a到11c，且因此设计用于高的总蒸发器输出。
[0063]图4示出了根据本发明的蒸煮器42,其具有常规设计的烹饪室43,例如，箱体尺寸。 图3的蒸发器40布置在这里示意性地示出的蒸煮器42的左侧区域中。新鲜水的精确确定的 量在进水口 35处经由入口阀44供应。产生的蒸汽放出，且在蒸汽出口 37处引入烹饪室43中。 [0064]蒸发器40具有控制器件46，其也可为整个蒸煮器42的控制器件，或可连接至整个 蒸煮器的控制器件。控制器件46首先控制入口阀44。此外，所述控制器件连接到蒸发器40或 所有连接或接触区域和额外触点以及图1的加热装置11的外部面触点。此外，控制器件46具 有烹饪室43中的温度传感器47,其中还可提供多个温度传感器。此外，还可提供蒸汽传感 器，其可检测烹饪室43中的蒸汽的存在和所述蒸汽的量以及例如所述蒸汽的饱和程度。 [0065]此外，控制器件46设有在蒸煮器42上的信号灯48作为向用户发信号的可能的基本 方式。作为此类很简单的信号灯48的备选方案，显示器可设在蒸煮器42上，例如，甚至触摸 显示器，以用于输出信息和操作状态以及用于输入指令。
[0066] 借助于第二类型的温度传感器的温度检测或监测加热元件的温度可在很低的电 压或很低的保护电压和以AC电压或DC电压执行，例如，在AC电压的情况下，小于50V或甚至 小于25V，且在DC电压的情况下小于120V或甚至小于60V。
[0067] 图5示出了加热装置111的另一个改型的细节的平面视图。加热电路116配合在容 器112上作为支撑。这里提供两种类型的加热元件，特别而言第一加热元件115A和第二加热 元件115B。在此情况下，加热元件115B明显宽于加热元件115A，例如，宽20%。加热元件115A 形成局部加热电路116A，且加热元件115B形成局部加热电路116B。两个局部加热电路116A 和116B以曲折方式一个在另一个中延伸，使得它们在任何情况下在共同的模式中独立地操 作时最终加热相同区域。因此，加热电路116的加热输出可如之前那样固有地不同划分。两 个局部加热电路116A和116B在最大期望的加热输出内加热。两个局部加热电路116中仅一 个针对最小期望加热输出操作，特别是具有较窄的加热元件或导体的局部加热电路116A， 其具有较高电阻，串联电连接，且因此产生较少热输出。产生较大热输出的局部加热电路 116B针对期望的加热输出操作，其处于所述最大期望加热输出与所述最小期望的加热输出 之间。局部加热电路116A和116B可如所述的那样并联或单独操作，但也可串联操作。因此， 有可能将加热输出分成100%，仅60%，略微大于40%和0%。
[0068] 两个局部加热电路116A和116B具有相同长度，且在加热电路116中，各种情况中四 个纵向区段。局部加热电路116A和116B两者还具有穿过两个纵向区段的接触桥接件的中断 117A和117B，其以已知方式位于彼此旁边。因此，加热输出可局部减小至一定范围。
[0069] 借助于独立接触区域118A和118B和共同接触区域118进行与局部加热电路116A和 116B的电接触。也有利地根据EP1152639A2示意性示出配合在接触区域118或容器112上的 插头连接119。
[0070] 因此，图5的该示例性实施例示出了加热元件115A和加热元件115B两者如何在各 种情况下串联连接，而它们分别在图1的示例性实施例中并联连接。所述附图还示出了曲折 形式，其为有利的且在某些情形中甚至是必需的以适应期望的长度而没有重叠。最后，图5 还示出了不同设计的加热元件(其具有总输出和/或区域输出方面的不同输出性质）可设置 用于各个局部加热电路。结果，有可能甚至更精细地调整各个加热电路的总体加热输出，这 在相同设计的独立加热元件的情况下将不可能。这里，上述额外加热导体触点例如也将设 在加热元件115B上的共同接触区域118上方或大致在其中心的局部加热电路116B上。因此， 再次可能的是分成两个局部加热元件或局部加热电路，其可借助于接触区域118B和118独 立于彼此促动作为上述端部加热导体触点且甚至额外的加热导体触点。这可用于通过上述 单独的、并联的或串联的操作来进一步更细地细分加热输出。
[0071] 图6示出了 Y轴上的借助于结合图1描述的介电绝缘层越过第二类型的温度传感器 的电压关于X轴上的容器12的内部面上的水垢层的厚度的关系。给定水垢层的指定厚度，从 由三角符号示出的独立值可指定近似的函数，其中：
[0072] 对应于三角符号的测量值可储存在存储器的表中，有利地可能层厚度的较大范围 内的连续的值，且然后水垢层的预先指定厚度可基于越过第二类型的温度传感器的测量电 压由所述测量值确定。给定越过第二类型的温度传感器的指定电压，水垢层的厚度有利地 使用上述函数来直接地计算。用于操作加热装置的处理指令然后可从取决于操作的计算结 果得到，例如，请求操作者尽快除去水垢，立即除去水垢，或减少可产生的热输出。
【主权项】
1. 用于电烹饪器具的用于加热液体或用于蒸发液体的加热装置，包括： 一用于所述液体的容器， 一所述容器具有大于其宽度的高度， 一加热元件以分布在表面区域上的方式布置在侧向容器壁的外部面上， 一所述外部面上的至少三个单独或可单独操作的加热电路，其中各个加热电路均具有 至少一个加热元件， 一所述外部面上的多个温度传感器； 一所述多个温度传感器以至少两种类型的形式提供，其中至少一个第一类型的温度传 感器为安装在所述容器壁的外部面上的离散构件，且其中至少一个第二类型的温度传感器 以表面区域涂层的形式配合至所述容器壁的外部面。2. 根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述第一类型的温度传感器为SMD构 件的形式。3. 根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述正好一个单独的第一类型的温度 传感器设为用于各个加热电路，其中所述第一类型的温度传感器与相应加热电路垂直齐平 地在所述容器的区域中且沿所述容器的纵轴线设置。4. 根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述第一类型的温度传感器与最接近 的加热元件之间的距离处于所述容器壁的厚度的两倍和二十倍之间。5. 根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，对于所述第二类型的温度传感器，介 电绝缘层配合在所述容器壁的外部面上，且加热电路的加热元件配合在所述介电绝缘层 上，其中覆盖层设在所述加热元件上，其中测量电极设在所述覆盖层上，其中测量装置连接 至所述测量电极和所述加热元件，且设计成检测所述加热元件与所述测量电极之间的电流 以用于评估作为所述加热电路处或接近所述加热电路的区域中的容器处的温度变化的量 度。6. 根据权利要求5所述的加热装置，其特征在于，所述绝缘层直接地配合在所述容器壁 的外部面上，且覆盖所述容器壁的所述外部面的整个表面的较大部分。7. 根据权利要求6所述的加热装置，其特征在于，所述绝缘层为在所有所述加热元件下 方的单个连续绝缘层。8. 根据权利要求5所述的加热装置，其特征在于，另一个额外的绝缘层配合在所述绝缘 层上，其中所述加热元件配合在所述额外的绝缘层上。9. 根据权利要求5所述的加热装置，其特征在于，所述测量电极和所述加热元件在不同 的层中延伸，其中所述绝缘层和/或覆盖层在其间。10. 根据权利要求9所述的加热装置，其特征在于，所述测量电极形成在所述表面区域 上且大致覆盖所述加热元件。11. 根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，至少一个所述第二类型的温度传感 器设为用于各个加热电路，其中所述第二类型的温度传感器覆盖相关联的加热电路的加热 元件的表面区域的至少50%。12. 根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，在所述容器的垂直范围中，各个加热 电路离其它加热电路一定距离，且各个加热电路覆盖所述容器壁的外部面的垂直区域。13. 根据权利要求12所述的加热装置，其特征在于，至少两个最下方的垂直区域具有相 同高度，且最上方的垂直区域最多高20%。14. 根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，两个最下方的加热电路关于其加热 元件以及关于相应的加热电路上的第一类型和/或第二类型的温度传感器的布置具有相同 设计。15. 根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，在两个最下方的加热电路中，所述第 一类型的温度传感器布置在所述加热电路的下方区域中，其中最上方的加热电路的第一类 型的温度传感器布置在该加热电路的上部垂直区域中。16. 根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，最上方的加热电路的最上方加热元 件与位于其下方的相邻加热元件之间的距离大于位于所述最上方加热元件下方的所述相 邻加热元件与下一个加热元件以及所述加热电路的相对于彼此位于所述加热元件下方的 其它加热元件之间的距离，其中所述距离对应于所述加热元件的宽度的20%到90%之间。17. 根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述加热元件为轨道形式的加热导 体的形式，其中所述轨道全部平行于彼此延伸且在相同水平处垂直于所述容器的纵轴线延 伸。18. 根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，至少两种不同构造的加热元件设在 加热电路中，其中所述加热元件在电功率、长度、宽度和/或厚度方面不同。19. 根据权利要求18所述的加热装置，其特征在于，所述加热元件仅在这些上述标准中 的一项方面而不在上述其它标准方面不同，其中至少两种不同构造的两个加热元件在其宽 度方面不同。20. 根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述加热元件为轨道形式的加热导 体的形式且平行于彼此延伸，其中多个加热元件形成加热电路或局部加热电路，其可与彼 此单独地促动且与彼此并联连接。21. 根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述加热元件为轨道形式的加热导 体的形式且平行于彼此延伸，其中轨道形式的多个加热元件串联互连且以曲折方式延伸。22. 根据权利要求21所述的加热装置，其特征在于，共同的加热电路的两个加热元件形 成局部加热电路，且具有轨道形式的多个加热导体，其以曲折方式一个延伸到另一个中。23. 根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，额外的加热导体触点设在加热元件 上以用于电促动所述加热元件，或仅将功率供应至所述加热元件的两个端部加热导体触点 中的一个与所述额外的加热导体触点之间的局部加热电路形式的加热元件的一部分。24. 用于具有用于加热和蒸发水的加热装置的电烹饪器具的蒸发器，其中所述加热装 置根据权利要求1形成。25. 用于操作根据权利要求1所述的加热装置的方法，其中评估所述第一类型和所述第 二类型的温度传感器以便引起来自以下组的事件： 一增加所述容器壁的内部面上的水垢形成， 一所述容器壁的内部面上的局部受限的过热， 一所述容器中的水的填充水平下降到最顶部加热电路下方， 一所述容器中的水的填充水平减小到所述最顶部加热电路的最顶部加热元件以下。26. 根据权利要求25所述的方法，其特征在于，随着时间监测和评估所述加热电路的电 阻，以便识别所述容器壁的内部面的大的表面区域上的水垢形成，其中该评估与表面区域 温度检测形式的所述第二类型的温度传感器的评估相比较。27. 根据权利要求25所述的方法，其特征在于，每次操作循环开始时或在操作期间的特 定时间间隔下检测所述第二类型的温度传感器处的值。28. 根据权利要求27所述的方法，其特征在于，如果发生每10分钟到60分钟的操作0.1% 到3%的增加，识别在所述容器的内部面上的水垢形成，且将对应的信号发送至用户。29. 根据权利要求25所述的方法，其特征在于，如果发生所述加热装置的最顶部加热电 路的故障，或如果不允许的状态在所述最顶部加热电路中形成同时所述最顶部加热电路随 后断开，所述加热装置继续利用其它操作电路操作，其中关于该状态的对应信息输出至用 户。30. 根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述第二类型的温度传感器的电压关于 所述容器上的水垢层的厚度的曲线储存在存储器中，或使用由储存曲线得到的公式计算， 其中，从所述第二类型的温度传感器的测量电压开始，所述容器上的水垢层的厚度使用该 公式计算。
【文档编号】A47J36/42GK106063679SQ201610249612
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年4月21日 公开号201610249612.3, CN 106063679 A, CN 106063679A, CN 201610249612, CN-A-106063679, CN106063679 A, CN106063679A, CN201610249612, CN201610249612.3
【发明人】H.克布里希, R.米尔尼克尔, M.塔弗纳, M.施米德, B.罗宾, M.曼德尔, A.苏斯, S.艾格尔
【申请人】E.G.O.电气设备制造股份有限公司