用于加热容器中的食物、特别是奶瓶中的奶的加热装置的制造方法_3

文档序号:10041417阅读:来源:国知局
加热、冷却和恒温。在校准阶段(也被称为第一加热阶段)之前,初始阶段可以被提供以用于准备(但通常没有加热)。
[0059]图3中所示的温度曲线300现在将以更多细节进行解释。初始阶段330从t = 0至t = tinit运行。有时需要初始阶段以例如用于启动控制器6和/或处理器15并开始利用温度测量元件8测量流体温度。
[0060]也被称为校准加热阶段的第一加热阶段331从t = tinit运行至t = t rallb。在校准加热阶段期间,加热单元5被打开(由图3中的指示“开”所指示)。校准加热阶段最初包括等待时间,其是加热单元5被打开且流体温度尚未增大的时间。这是由于需要时间以用于升温加热单元5并且由于流体温度通常并不在开始被加热之后立即增大。因此,校准加热阶段应当比等待时间长。在等待时间之后,流体温度几乎线性地增大并且流体的梯度主要由加热单元5的功率以及腔1中的流体2的量(例如,在水作为流体的情况下是水的质量)确定。当流体温度已经增大例如为比最初所测量的初始最小流体温度Tw,_高2°C (被标记为Tw,min+V)的预定的值时加热单元5被关闭,该初始最小流体温度例如在初始阶段期间(例如,在t = 0处)或者在校准加热期间的开始(S卩,在t = tinit# )被测量。进一步的计算基于流体温度的增大与时间之间的线性关系。
[0061]在校准加热阶段331之后,过冲阶段332开始从t = tMllb运行至t = t。3。在过冲阶段332期间,尽管加热单元5是关闭的,流体温度将不停止增大。仍有剩余的加热能量进入流体2和其它部分,导致流体温度的进一步增大。过冲阶段332是等待流体温度的进一步爬升以及测量流体温度的阶段。在流体温度不再增大的最大温度被标记为,其在时间t。,处被达到。
[0062]如果加热单元5以恒定功率被控制器6所控制,由加热单元5发出的总加热能量应当线性地对应于加热时间。大多数加热能量被用来在校准加热阶段331和过冲阶段332期间升温流体2。因此,存在以下关系:
[0063]powX (tcallb-timt) = MwXCpwX (Tw,os-Tw,_)
[0064]其中pow是加热单元5的功率,丨。—是校准加热阶段331停止的时间,t init是校准加热阶段331开始的时间,Mw是以流体质量计算出的流体2的量,以及Cpw是流体2的比热容。
[0065]用于进一步解释,过冲率0SR将被定义为OSR = (Tw, os-Tw, _) / (tcallb-timt)。0SR应当线性地对应于流体质量Mw。流体质量和加热单元5的功率在整个加热过程期间通常是恒定的,从而0SR对于每个情况而言是独特的。其被用来确定在随后的第二加热阶段333期间的加热时间。
[0066]第二加热阶段333从至t w,heat运行。在过冲阶段332之后,当流体温度在温度TWiC]S处不再增大时,第二可选加热阶段开始。第二加热阶段333以开启加热单元5而开始,并且当流体温度在温度Tw>at处不再增大时终止。第二加热阶段的持续时间由以下关系确定
[0067]Δ theat = t heat - tos = (T w_ heat - Tw_ os) /OSR
[0068]其中Tw>at是在第二加热阶段之后作为目标的温度,并且其例如基于与预定义的和/或期望的食物温度!?,_相关的实验数据,如将会于以下描述的。
[0069]在第二加热阶段333之后,第二过冲阶段334从theat开始到t w,heat,在其期间,尽管加热单元5被关闭,流体温度增加得比食物温度更快。
[0070]当温度在Tw,heat处不再增大时,冷却阶段335开始。冷却阶段335从t = t w,heat运行至t = texpo流体2包含被用来进一步升温食物的温度能量。通过利用流体2的温度能量加热食物4,流体2本身冷却。流体2中的温度能量允许食物温度粗略地在t = tMP处在期望的和/或预定义的温度终止。在冷却阶段335期间,加热单元5被关闭。当流体温度下降至温度Tw,thni时冷却阶段335终止。Tw,thni被定义为与?\μρ相同的温度或例如比?\μρ高 1。。。
[0071]在冷却阶段335之后,也被称为恒温加热阶段的第三加热阶段336在t = texp处开始并在用户关闭或拔出加热装置时终止。在恒温加热阶段336期间,在流体温度与食物温度之间的均衡应当被达到并且维持。食物温度应当恒定地保持在预定义的或期望的温度。这通过如果流体温度冷却低于^㈣则开启加热单元5 —个(或多个)短加热推进B1 (例如,一秒的持续时间)。如果在第一推进之后水温仍然不增大,一个或多个进一步的短推进B2、B3通过开启加热单元5直到流体温度高于或恰好处于Tw,thni而被应用。当流体温度再次跌落时,重复该过程并且可以应用进一步的推进B4、B5。以该方式,食物温度可以在期望的或预定义的温度以一些时间基本上保持恒定而没有使食物过热的任何风险。
[0072]在以上关于图3解释的该实施例中,给出了用于开始或终止特定阶段的各种状况的特定示例。在其它实施例中,其它状况和/或用在解释的状况的与以上提及的示例性值不同的值可以被应用。
[0073]例如,在一个实施例中,第一加热阶段331的持续时间可以是预定义的,例如,在介于5与60秒的范围内。可替代地,第一加热阶段331的终止可以由达到初始最小温度TWimin的预定义的百分比(例如,在介于10与100%的范围内)而被确定,或者通过达到初始最小温度TWimin的预定义的绝对增量(例如,在介于1与10°c的范围内)而被确定。在真实的使用场景中,存在许多变化。例如,如果玻璃细颈瓶中具有少量奶并且空间/奶/水的温度全部都相对较高(例如,25°c),那么加热时间可以非常短;另一方面,如果大量奶应当被解冻,时间可能长得多。
[0074]在进一步的实施例中,在校准加热阶段331之后,当流体温度在第一加热阶段之后以减小的梯度仍然上升时或当流体温度已经开始下降时,第二加热阶段333可以开始。
[0075]在另一实施例中,与第一加热阶段331的持续时间类似,第二加热阶段333的持续时间可以由在第二加热阶段333的开始处达到温度的预定义的百分比(例如,在介于10与100%之间的范围内),或者由达到温度TWiC]S的预定义的绝对增量(例如,在介于1与10°c之间的范围内)而定义。再次地,使用情景的大变化导致大范围的加热循环。
[0076]在又一另外的实施例中,在冷却阶段335之后,当预定义的或期望的食物温度和/或流体温度接近预定义的或期望的食物温度时,即不必准确地是预定义的或期望的温度而是达到了高于或低于预定义的或期望的温度的预定义的绝对值(例如,在上至:TC的范围内)或预定义的百分比(例如,在上至10%的范围内)时,第三加热阶段336可以开始。
[0077]在又一进一步的实施例中,第三加热阶段336通常可以包括一个或多个短加热推进,其中加热推进的持续时间和加热推进之间的时间可以被单独地控制并且也可以是不同的。在优选的实施例中,这样的加热推进的持续时间处于从0.5至5秒的范围内。在一些情况中,例如在奶已经达到了预定义的温度的情况中,随后加热将仅在奶温再次下降至低于预定义的温度时开始加热。对于一些情况,例如解冻的极限情况,在之前的两个加热阶段之后仍然需要更多能量,并且在阶段336中加热将非常频繁地推进。
[0078]图4示出了在将流体加热至温度Tw>at之后流体的实验温度T w>at对相对的食物温度^㈣的示图。在该实验中,流体2是水并且食物4是奶。在示图中的每个星表示具有不同量的水和/或奶、不同的初始水和/或奶温度以及不同的加热单元5的开启和关闭时间的实验。可以看出,Tw,hK^ T m,MP之间存在相关性。因此,从T m,MP确定T w,hf3at是可能的。为了确保针对所有情况奶不过热,实验数据的下限被用来确定该关系而不是用于加热装置的控制器6的线性回归。这些下限以三个圆圈40、41、42被示出。第一圆圈40在=30°C以及Tw,heat= 38°C被设定。第二圆圈41在T 34°C以及T w.heat= 44°C被设
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