一种咖啡机用锅炉结构的制作方法与工艺

本发明涉及锅炉技术领域，尤其涉及一种咖啡机用锅炉结构。

背景技术：
目前，咖啡越来越受国人的喜爱，各种咖啡机的使用也越来越普及，咖啡的种类很多，咖啡需要用水冲泡，咖啡冲泡后的口感受到水质、烧水器具的影响，这就和泡茶一样，茶汤的品质受到水质和煮水器具的影响，通常咖啡用水都采用专门的锅炉煮水，然后用于冲泡咖啡，锅炉长期使用会产生水垢，水垢积聚在锅炉内壁上，就会在锅炉内壁形成水垢层，水垢层会导致锅炉内壁局部受热不均而造成爆炸，存在极大的安全隐患，因此需要定期清理水垢，锅炉内部结构复杂，外壁密封性能好，清理水垢的工作量很大，甚至需要整个咖啡机定期返厂去水垢维修，而且锅炉内的加热丝直接与水接触，很多金属材料中都含有锡、铅等物质，加热丝内的金属原子(尤其是锡原子、铅原子)加热后会逸出到水中，而用该种水泡咖啡显然会对人体产生危害，也会影响咖啡的口感，一般来说泡咖啡或者泡茶的水尽可能的要与金属器具分隔开。中国专利授权公告号：CN201701044U，授权公告日2011年1月12日，公开了一种咖啡机锅炉，包括锅体及与锅盖，锅体开口朝下与锅盖密封对合形成一封闭的腔体，该腔体内设置有电热管，锅体与锅盖是采用挤压机制成的铝锅体与铝锅盖，锅体与锅盖通过螺纹结构连接。该种锅炉结构具有结构新颖、制作简单且使用安全可靠的特点，大大降低了成本。其不足之处是锅炉长期使用产生水垢难以清理，水垢积聚在锅炉内壁上会带来安全隐患，同时电热管直接与饮水接触，电热管内的锡原子、铅原子会进入水中影响人体健康，同时冲泡咖啡的水与金属接触会影响冲泡咖啡的口感。

技术实现要素：
本发明为了克服现有技术中的锅炉内壁容易积聚水垢，水垢清理麻烦，存在安全隐患，同时锅炉内加热管直接与水接触，导致加热后的水煮咖啡时影响口感的不足，提供了一种不易产生水垢，水垢清理方便，能保证水质优良的咖啡机用锅炉结构。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种咖啡机用锅炉结构，包括锅炉本体，所述的锅炉本体底部设有电加热器，锅炉本体侧壁还设有注水管和排水管，所述的锅炉本体内还设有内胆，内胆的开口端从锅炉本体上端伸出锅炉本体外，所述内胆的开口端设有连接座，连接座上设有与内胆连通的进水孔、出水孔，进水管、出水管分别与进水孔、出水孔连通，连接座上还设有控制水流通断的电磁阀，连接座与锅炉本体之间可拆卸连接，所述的内胆的内壁设有陶瓷层，所述的锅炉本体呈封闭状态，锅炉本体内设有导热水。电加热器对锅炉本体内的导热水进行加热，而冲泡咖啡的水从进水管进入内胆中，导热水把热量传递给内胆，从而对内胆中的水进行加热，由于锅炉内的导热水是恒定的、无需更换的，因此其内部的水垢量是极少的，锅炉本体内壁不会积聚水垢，饮用水不断的流经内胆、加热后排出冲泡咖啡，水垢会积聚在内胆上，然而内胆与锅炉本体之间可拆卸连接，咖啡机使用一段时间后直接更换内胆即可，而不需要把整个锅炉返厂维修去水垢，同时内胆内壁设有陶瓷层，陶瓷层一方面能减缓水垢附着的周期，降低水垢清理频率，另一方面是起到隔离作用，防止饮用水直接与内胆内壁接触，为了提高导热率，内胆都是由铜材料制成的，如果饮用水在加热过程中直接与铜材料接触，铜材料中的铅、锡等有害物质会进入水中，长期饮用会对人体造成危害，同时会影响水质，影响咖啡的口感，而陶瓷层防止饮用水与内胆直接接触，提高水质，保证咖啡冲泡口感好。作为优选，所述的锅炉本体上端还设有液位计，所述的导热水的液面高度为锅炉本体总高度的1/2-2/3。液位计用来测量锅炉本体内的导热水的液位高度，液面太低时通过注水管注水，导热水加热后会产生水蒸气，内胆的下部分与导热水接触，上部分与水蒸气接触，水蒸气与内胆外壁接触后把热量传递给内胆中的饮用水，同时水蒸气凝结成水滴沿着内胆外壁流入导热水中，从而形成水蒸气循环，源源不断的对内胆进行热交换，水蒸气的运动效率比液态水的运动效率高，同等质量、同等温度的水蒸气内的热量也比水多，因此本结构中水蒸气与内胆之间的热交换比水与内胆之间的热交换效率高，从而缩短了饮用水的加热时间。作为优选，所述的锅炉本体的顶部还设有压力调节阀。通过压力调节阀调节锅炉本体内的最大压力，从而能控制水的沸点，压力大于标准气压时，水的沸点会高于100度，从而能缩短内胆中的水加热时间，提高加热效率。作为优选，所述的连接座内设有贯穿连接座的内腔，所述内腔的内端与内胆同轴连通，内腔的外端设有密封螺栓，所述的内腔内还设有同轴的导流管，所述的导流管与内腔腔壁之间形成环形间隙，所述的进水孔与环形间隙连通，所述的出水孔与导流管连通，所述的电磁阀安装在连接座侧面，所述的出水孔外端与电磁阀上其中一个连接孔连通，电磁阀上另一个连接孔与出水管连通。导流管对内胆中的水起到导流作用，延长水从进水管进入内胆最后排出的路径，保证饮用水能快速被加热；当需要对内腔进行清理时，只需要拆卸下密封螺栓即可进行清洗，清洗非常方便。作为优选，所述的导流管与出水孔的连接处设有过滤套。过滤套能对饮用水中的杂质进行过滤，防止杂质进入电磁阀内进而导致电磁阀密封性降低。作为优选，连接座的内腔腔壁上设有陶瓷层，所述的进水管穿过进水孔与内腔连通。陶瓷层也是为了减缓水垢的生成，同时防止饮用水直接和连接座接触，起到隔离作用。作为优选，所述的连接座与电磁阀的连接处设有隔热板，所述的隔热板由PEEK塑胶制成，隔热板上设有避让孔，所述隔热板一侧避让孔向外延伸形成隔离管，所述的隔离管伸入出水孔内。加热后的水会把热量传递给连接座，连接座本身具有较高的温度，隔热板能防止热量传递给电磁阀，从而对电磁阀起到保护作用，隔离管是为了防止饮用水与出水孔的孔壁接触。作为优选，所述的锅炉本体上端设有连接套，连接套的下端与锅炉本体之间焊接连接，连接套的上端设有下法兰，所述的连接座的下端设有上法兰，下法兰与上法兰之间螺栓连接，所述的内胆的开口端向外翻折延伸形成挡环，所述的挡环外端下侧与下法兰的端面之间设有橡胶密封圈，所述的挡环与下法兰端面之间设有金属支撑套。当需要清理内胆中的水垢时，直接把整个内胆、连接座卸下更换，保证咖啡机的连续使用，橡胶密封圈起到密封效果，金属支撑套对挡环下侧起到支撑作用，当受热膨胀而导致挡环与下法兰端面间隙增大时，金属支撑套能调节该间隙，从而保证挡环上侧面与上法兰的端面贴合密封。作为优选，所述的金属支撑套的截面呈V形，金属支撑套的一端延伸形成定位环。金属支撑套受压形变，V形两侧分别与上法兰、下法兰端面接触密封。因此，本发明具有如下有益效果：(1)减缓水垢的附着，延长水垢清理周期；(2)水垢清理方便，直接更换内胆即可，咖啡机无需返厂维修，保证咖啡机连续使用；(3)极大减小饮用水与内胆、连接座内部的铜材料的接触面积，防止铜材料中的锡、铅等多种有害物质进入水中影响人体健康，防止饮用水与金属接触加热而影响口感。附图说明图1为本发明的一种结构示意图。图2为本发明中内胆与锅炉本体的连接结构示意图。图3为本发明中内胆、连接座的爆炸图。图4为图2中A处局部放大示意图。图5为图2中B处局部放大示意图。图6为本结构中连接座的剖视图。图中：锅炉本体1电加热器2注水管3排水管4内胆5连接座6进水孔7出水孔8进水管9出水管10电磁阀11导热水12液位计13导流管14环形间隙15过滤套16隔热板17隔离管18连接套19下法兰20上法兰21橡胶密封圈22金属支撑套23定位环24压力调节阀25挡环51内腔61密封螺栓62具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：如图1和图2所示的一种咖啡机用锅炉结构，包括锅炉本体1，锅炉本体底部设有电加热器2，锅炉本体侧壁还设有注水管3和排水管4，锅炉本体1上端还设有液位计13，锅炉本体1的顶部设有压力调节阀25，锅炉本体内还设有内胆5，锅炉本体1上端设有连接套19，连接套的下端与锅炉本体之间焊接连接，连接套的上端设有下法兰20，内胆的开口端从锅炉本体上端的连接套内伸出锅炉本体外，内胆的开口端设有连接座6，连接座的下端设有上法兰21，下法兰与上法兰之间螺栓连接，如图6所示，连接座上设有与内胆连通的进水孔7、出水孔8，进水管9、出水管10分别与进水孔、出水孔连通，连接座上还设有控制水流通断的电磁阀11，连接座与锅炉本体之间可拆卸连接，内胆5的内壁设有陶瓷层，锅炉本体呈封闭状态，锅炉本体内设有导热水12，导热水的液面高度为锅炉本体总高度的1/2。从注水管向锅炉本体内注入水，当液面达到锅炉本体的1/2时停止注水，然后把锅炉本体内剩余的空气抽出来，使得锅炉本体内处于负压状态，电加热器对锅炉本体内的导热水进行加热，压力调节阀的压力设定到两个大气压，导热水加热形成水蒸气，由于初始状态为负压状态，水的沸点较低，同时能增大水蒸气的密度，一部分水快速变成水蒸气，随着水蒸气的增大，锅炉本体内部压力增大，直到压力达到两个标准大气压，在该压力下，水的沸点为120摄氏度，冲泡咖啡的饮用水从进水管进入内胆中，内胆的下部分与导热水接触，上部分与水蒸气接触，水蒸气与内胆外壁接触后把热量传递给内胆中的饮用水，同时水蒸气凝结成水滴沿着内胆外壁流入导热水中，从而形成水蒸气循环，源源不断的对内胆进行热交换，水蒸气的运动效率比液态水的运动效率高，同等质量、同等温度的水蒸气内的热量也比水多，因此本结构中水蒸气与内胆之间的热交换比水与内胆之间的热交换效率高，从而缩短了饮用水的加热时间；由于锅炉内的导热水是恒定的、无需更换的，因此其内部的水垢量是极少的，锅炉本体内壁不会积聚水垢，锅炉使用安全、稳定；饮用水不断的流经内胆、加热后排出冲泡咖啡，水垢会积聚在内胆上，然而内胆与锅炉本体之间可拆卸连接，咖啡机使用一段时间后直接更换内胆即可，而不需要把整个锅炉返厂维修去水垢，同时内胆内壁设有陶瓷层，陶瓷层一方面能减缓水垢附着的周期，降低水垢清理频率，另一方面是起到隔离作用，防止饮用水直接与内胆内壁接触，为了提高导热率，内胆都是由铜材料制成的，如果饮用水在加热过程中直接与铜材料接触，铜材料中的铅、锡等有害物质会进入水中，长期饮用会对人体造成危害，同时会影响水质，影响咖啡的口感，而陶瓷层防止饮用水与内胆直接接触，提高水质，保证咖啡冲泡口感好。如图6所示，连接座6内设有贯穿连接座的内腔61，内腔的内端与内胆同轴连通，内腔的外端设有密封螺栓62，所述的内腔内还设有同轴的导流管14，导流管与内腔腔壁之间形成环形间隙15，进水孔与环形间隙连通，出水孔与导流管连通，连接座6的内腔腔壁上设有陶瓷层，进水管穿过进水孔与内腔连通，电磁阀11安装在连接座侧面，出水孔外端与电磁阀上其中一个连接孔连通，电磁阀上另一个连接孔与出水管连通；导流管14与出水孔的连接处设有过滤套16，如图3和图4所示，连接座6与电磁阀的连接处设有隔热板17，隔热板由PEEK塑胶制成，隔热板上设有避让孔，隔热板一侧避让孔向外延伸形成隔离管18，隔离管伸入出水孔内。如图5所示，内胆的开口端向外翻折延伸形成挡环51，挡环外端下侧与下法兰的端面之间设有橡胶密封圈22，挡环与下法兰端面之间设有金属支撑套23，金属支撑套23的截面呈V形，金属支撑套的一端延伸形成定位环24，内胆、连接座都是金属件，当锅炉开始加热时，此时温差变化最大，热膨胀影响最大，当受热膨胀而导致挡环与下法兰端面间隙增大时，金属支撑套能调节该间隙，从而保证挡环上侧面与上法兰的端面贴合密封，防止漏水。本结构中，内胆、连接座的内腔通过陶瓷层与水隔开，进水孔、出水孔的孔壁分别通过进水管、隔离管与水隔离开，水从进水管进入内胆中后从出水管中排出，水与铜材料的接触面减少90％以上，从而有效的防止铜离子以及铜材料中的铅、锡等有害金属进入水中，保证饮用水安全，同时保证水质良好，冲泡的咖啡口感好；水垢不易在陶瓷层表面积聚，延长清理水垢的周期，当需要清洗水垢时，只需要更换内胆即可，无需把咖啡机返厂维修除水垢。因此，本发明具有如下有益效果：(1)减缓水垢的附着，延长水垢清理周期；(2)水垢清理方便，直接更换内胆即可，咖啡机无需返厂维修，保证咖啡机连续使用；(3)极大减小饮用水与内胆、连接座内部的铜材料的接触面积，防止铜材料中的锡、铅等多种有害物质进入水中影响人体健康，防止饮用水与金属接触加热而影响口感。