专利名称：具有包括加热元件的盛装已处理水的容器的自动消毒水处理设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水处理设备，特别是涉及一种能够易于通过蒸汽通道进行消毒的水处理设备。
本发明也特别涉及一种在其内能够净化水的水处理设备，并且用于混合后饮料分配器中，但是并不仅仅局限于此，本发明将结合用于混合后饮料的净化水在下面进行更详细地描述。
用于混合后饮料的水处理设备是已知的。例如，已知US 4 844 796提供了一种用于混合后饮料分配器的水处理设备，在该水处理设备中，将待处理的水通过具有第一反应区和第二过滤区的可去除的一次性筒，其中首先水通过热交换器，再依靠加热器在反应区进行加热。加热区位于由所述筒的环形部分限定的中心开口中，因此加热器不与水直接接触。
在US5 858 248中公开了一个相似的加热器构造，其中加热器位于水处理设备的一次性筒的中心空腔中。在本申请公开的可选择的加热器构造将加热器定位在筒的外圆柱表面周围，或者在中心“烟囱”之下具有气体圆柱加热器，即所述中心“烟囱”是由所述筒的环形部分限定的中心空腔。
在我们的国际专利申请NO.PCT/GB00/03329中，我们描述和要求了一种水处理设备，其具有待处理的水的入口管、已处理的水的出口管、在箱内并直接与水接触的加热器、在加热器和出口管之间的过滤器、以及用水装填箱以达到最高水位的装置，使其在水和箱的顶部之间留下一个顶部空隙，并且出口管的入口低于工作水位。
在极大多数先前建议的水处理设备中，通常将已净化的水通过容器，可能经过冷却器，并且已净化的水从容器中按所需的方式排出，如与浓缩物混合形成混合后饮料。容器可以是很方便的柔软性容器，例如可折叠的袋。
尽管其特殊的构造，但应该意识到水处理设备必须经常消毒，以确保不想要的污染物，特别是细菌污染，对已处理的水不会造成有害影响。
已经提出了实现理想消毒并且改变复杂性和成功性程度的各种装置。本发明的目的是提供一种获得理想消毒的改进的装置。
因此，本发明提供一种水处理设备，其包括处理箱，水通过所述处理箱，所述箱连接到盛装从箱流出的处理过的水的容器上，所述容器包括加热器，加热处理过的水以产生蒸汽；以及控制装置，所述控制装置开始和停止待处理的水流通过所述箱，并且当需要消毒时打开容器加热器并停止水流，因此蒸汽可以与水成相反的方向通过所述设备，具有安全阀的箱用于从容器中逸出蒸汽。
很显然，容器的构造和制造容器的材料必须足够坚固，以抵抗使用容器加热器产生的蒸汽压力和温度。例如，硬金属或塑料容器应该能够抵抗至少1巴的压力和大约120℃的温度。
虽然不是必要的，但是处理箱很方便地为一次性筒的形式。通过箱的水的处理通常包括可以直接或间接接触水的加热器和在所述加热器和箱的出口管之间的过滤器。它还可以附加包括在所述加热器和所述过滤器之间的一个或多个多孔板筛或筛网。
处理箱的出口管通向容器，并可以方便地通过箱的封闭上端，例如筒或其它圆柱形箱构造的封闭上端。
箱优选具有一个或多个探头或其它装置，以探测其中的水位，因而可以将水充到最高水位，并在已充水的箱中留下顶部空隙。箱的出口管优选延伸到水面之下，以使离开箱中的热水不通过顶部空隙。在设备的正常操作过程中，蒸汽和挥发物收集在顶部空隙中，并且可以容许通过减压阀逸出，所述减压阀可以是与消毒模式期间使用来输送蒸汽的相同的减压阀。
未经处理的水可以是自来水，在其进入箱之前可以首先通过热交换器进行加温。离开箱的已处理的热水可以沿相反方向通过热交换器，作为热交换介质以加热引入的自来水。因此，已处理的水在进入容器之前可以方便地冷却。
在另一优选实施例中，优选在热交换器位于水处理箱正下方的情况下，热交换器和水处理箱可以包含在整套设备中。这可以是一个单件结构或两个分开的部件，即水处理箱和热交换器，其可以全部是一次性或部分是一次性的。例如，水处理箱可以是一次性筒，热交换器可以是非一次性的。
这种整套设备具有如下优点，如果热交换器和水处理箱之间的管道系统不取消，也可以大大减少。来自热交换器的已加热的水可以直接通入水处理箱，来自箱的已处理的水可以直接返回到热交换器的盘管，以加热引入的水。这种构造减少了沉淀的沉积物可能聚集并且对水流造成有害影响的区域。另外，在热交换器位于水处理箱正下方的情况下，水处理箱的入口易于在其较冷的下端处进入。
用于待处理的水的入口管可以方便地通过处理箱的底板进入，但这不是必要的。例如，在一些实施例中，待处理的水可以通过管道进入箱，所述管道通过或靠近顶部进入所述箱，所述管道在箱内部朝向其基底向下延伸。在水离开管道时，一旦箱被充水到管道的下端，水就向上流动。
应该认识到，与上述一样使用加热器，在消毒模式下容器中产生的蒸汽在到达箱之前，先通过热交换器，因此也对热交换器进行消毒。
处理箱中的加热器具有由待处理水的体积和所述处理箱的生产量确定的功率容量。例如，从1000瓦至2000瓦的加热器有效用于每小时12至18升的生产量，即进入处理箱的水输入量。
容器中的加热器可以是如浸入式加热器，其同样需要依赖于容器容量的功率，如20至50升的容量适合1500至2500瓦的功率。
具有加热器的容器可以是主要用于消毒目的的小型辅助箱，如果需要的话，可以使用所述辅助箱下游的独立的较大型容器。
打开和关闭待处理的水流进入处理箱的控制装置可以是自来水供应管道上的简单的开/关阀。开启容器中的加热器的控制装置可以是自动的，以便在待处理的水流停止之后不久，或者同时停止水流或容器加热器开启之后不久停止水流时开始计时操作。除了以下需要消毒容器下游的任何设备之外，当容器加热器正在使用时，容器的出口管应该关闭的。控制装置优选确保蒸汽不会在容器中产生，并且其压力不会达到下面的压力，即能够强制水以与正常水流相反的方向通过设备，直到水流切断。在消毒期间，水、冷凝蒸汽和蒸汽均强制通过处理箱中的减压阀。
减压阀可以在大约0.7巴下工作。例如，也可以是现有技术中已知类型的弹簧式阀或重量保安阀。减压阀可以通向冷凝管，以便蒸汽和不想要的挥发物在允许排出之前进行冷却。
现在，结合附图(附
图1)进行描述本发明的实施例，附图是本发明设备的其中一种形式的示意图。
图1的水处理设备具有处理箱10、热交换器11和用于盛装已处理的水的容器12。进水螺线管13A控制未经处理的水(通常是自来水)进入热交换器11。(在正常的处理步骤中水流通过设备的方向用箭头示出)。当进水螺线管打开以允许水流入时，未经处理的水经由干线水节流阀13、阀13A和压力调节器13B进入进水管14，所述进水管14延伸通过热交换器11的顶端，并且在热交换器内部向下延伸到基底15稍微上方的位置处。水从管14的下端14A流出，当热交换器充满水时，水从其顶部的管15中流出。热交换器11也包括盘管28，以接收来自箱10中的已处理过的水，这将在下面进行详细地描述。
高密度电加热元件16在水处理箱10的内部，其具有1500瓦的功率并位于箱的下半部分。加热元件16连接到传统的电路上(未示出)，因而加热器可以按所需的方式接通和切断。
从管15流入箱10中的未经处理的水向下通过更大内径的管17，其延伸到箱的下半部分。引入的水充填箱10，并通过一个或多个探头(未示出)使其到达最高水位18。因此水围绕加热器16，因而能够被加热。
过滤器19围绕管17，并位于加热器16的上方。通过引入的到达水位18的水的压力，将已加热的水强制向上通过过滤器。已加热的水经由管20通过其上端离开箱10。管20延伸在水位18下，并且从由水位18下方的槽21限定的“静水带”中接收已加热的水。已处理的水进入管29的输出压力通过在水位18上方的顶部空隙22中的沸腾来控制，并且还通过安全阀23控制，当箱中的内部压力超过预定值，如0.7巴时，所述安全阀23允许热水和/或蒸汽和来自处理过的水中的不想要的挥发物一起进入逸流管24和冷却盘管25。冷凝物从管25中排出。
热的处理过的水经由冷却管26和风扇27通过管20进入热交换器11。管20与热交换器的基底15附近的盘管28相通，并且处理过的水向上经过盘管28，再经热交换器顶部的管29排出。因此，已处理的水与冷却器发生热交换，所述冷却器引入热交换器内部的未经处理的水。管29经由输出电磁阀30进入容器12。
示出了到达容器12的水位31的水，所述容器12包括基底附近的加热器32。出水管33延伸在水位下，并且是容器中处理过的水的分配装置。
容器12的顶部包括为了安全而设置的如大约1巴的安全阀34，以及包括过滤器36的通气孔35。通风装置允许容器平稳地充满水，同时防止不想要的污染物进入。
当需要消毒设备时，进入设备中的水流通过关闭进口螺线管13A而切断。容器加热器32采用关闭出口33而进行开启，因而在水位31上方的顶部空隙产生蒸汽。预冷风扇27关闭。出口螺线管30仍然打开。在容器中产生的蒸汽与正常水流方向成相反的方向通过管29、热交换器11中的盘管28、冷却管26和管20，并进入处理箱10。当热交换器中产生足够的压力时，蒸汽和/或冷凝水通过安全阀23、管道24、冷凝器25排出。
设备可以通过箱10中的电热调节器(未示出)自动控制，当达到预定温度时，所述电热调节器切断容器加热器。
然后可以重新开始正常的水处理。
在消毒过程中，如果需要蒸汽和热水也可以通过打开容器的出口33向下游输送，以对下游的设备，如混合后设备进行消毒。
本发明的设备具有相当多的优点，其中不需要使用消毒用的化学制品；易于适应现有的设备；以及按照需要，可以是半自动或全自动。
本发明也包括消毒这种类型的水处理设备的方法，所述水处理设备具有用于待处理水的处理箱和用于已处理水的容器，所述方法包括下述步骤阻止水流通过设备；加热容器中的已处理的水，使其产生蒸汽；并且使蒸汽与水流成相反的方向通过设备。
本发明优选还包括使蒸汽以水流方向从容器通过、以消毒容器下游的设备的步骤。
权利要求
1.一种水处理设备，其包括处理箱，水通过所述处理箱，所述处理箱连接到盛装从箱流出的处理过的水的容器上，所述容器包括加热器，加热处理过的水以产生蒸汽；以及控制装置，所述控制装置开始和停止待处理的水流通过所述箱，并且当需要消毒时打开容器加热器并停止水流，因此蒸汽可以与水成相反的方向通过所述设备，具有安全阀的箱用于从容器中逸出蒸汽。
2.如权利要求1所述的水处理设备，其中容器为金属或塑料，并且能够抵抗至少1巴的压力和大约120℃的温度。
3.如权利要求1或2所述的水处理设备，其中所述处理箱为一次性筒。
4.如权利要求1或2或3所述的水处理设备，其中所述处理箱包括加热待处理过的水的加热器和在所述加热器和来自所述处理箱的已处理水的出口管之间的过滤器。
5.如权利要求4所述的水处理设备，其中包括在所述加热器和所述过滤器之间的一个或多个多孔板筛或筛网。
6.如上述权利要求任一项所述的水处理设备，其中所述处理箱具有探测水位的探头，当达到预定的最高水位时，所述设备控制装置关闭引入的水，同时最高水位在所述水之上的处理箱中留下顶部空隙。
7.如权利要求6所述的水处理设备，其中用于来自容器中的蒸汽的安全阀被定位成允许来自已处理的水中的蒸汽和挥发物从顶部空隙逸出。
8.如上述权利要求任一项所述的水处理设备，其中包括连接到待处理水的水源上的热交换器，其位于所述水源和处理箱之间，因此待处理的水能够通过热交换器进入处理箱中，所述热交换器也连接到处理箱的出水管上，因此加热的已处理的水在通过热交换器时与引入的待处理的水进行热交换。
9.如上述权利要求任一项所述的水处理设备，其中所述容器加热器具有1500到2000的功率，所述容器具有20到50升的容量。
10.如权利要求1-8任一项所述的水处理设备，其中具有加热器的容器是小型辅助箱，所述设备包括所述辅助箱下游的独立的较大型容器。
11.如上述权利要求任一项所述的水处理设备，其中停止待处理的水流进入箱的同时或在其之后不久，所述控制装置打开容器加热器。
12.如上述权利要求任一项所述的水处理设备，其中减压阀是弹簧式阀或重量保安阀。
13.如上述权利要求任一项所述的水处理设备，其中减压阀通向冷凝器管，随后通向排水管。
14.一种用于消毒这种类型水处理设备的方法，所述水处理设备具有用于待处理水的处理箱和用于已处理水的容器，所述方法包括下述步骤阻止水流通过设备；加热容器中的已处理的水，使其产生蒸汽；并且使蒸汽与水流成相反的方向通过设备。
15.如权利要求14所述的方法，其中使蒸汽沿水流方向从容器通过，以消毒容器下游的设备。
全文摘要
一种水处理设备，具有用于在装入饮料分配器之前接收和盛装纯净水的容器(12)。水通过在箱(10)中加热来进行净化，并且在输送入容器(12)之前在热交换器(11)中进行冷却。容器(12)包括加热元件(32)，用于加热净化的水和使产生的蒸汽以相反的方向通过热交换器(11)并返回到箱(10)，以消毒所述设备。
文档编号B67D1/00GK1625529SQ02828898
公开日2005年6月8日 申请日期2002年5月7日 优先权日2002年5月7日
发明者格雷厄姆·威廉斯 申请人:可口可乐公司