具有自動(dòng)掉電機(jī)構(gòu)的用于制備熱飲料的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于制備熱飲料的裝置，諸如咖啡機(jī)，并且特別涉及這樣的包括自動(dòng)掉電或自動(dòng)切斷機(jī)構(gòu)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]全世界每年售出數(shù)百萬用于制備熱飲料的機(jī)器，諸如咖啡機(jī)。目前，這些機(jī)器的能量效率被期望，同時(shí)利用相對(duì)簡(jiǎn)單的措施，諸如自動(dòng)掉電機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)提高。
[0003]用于制備熱飲料的裝置可以在反映其主要功能的至少兩個(gè)通常連續(xù)的模式下操作:沖泡模式以及保溫模式。在前者時(shí)，裝置執(zhí)行其中其沖泡飲料的沖泡周期，在后者時(shí)其保持已沖泡的飲料溫暖以用于消費(fèi)，已沖泡的飲料通常在放置在加熱保溫板上的非隔熱壺、杯或其他器皿中。用于裝置的自動(dòng)掉電機(jī)構(gòu)可以用于限制保溫模式的持續(xù)時(shí)間，并且在沖泡周期結(jié)束以后的特定延遲時(shí)間之后，完全關(guān)閉裝置或?qū)⒀b置切換進(jìn)入待機(jī)模式，以便降低裝置的能耗。產(chǎn)生用戶舒適與能量效率之間的平衡的延遲時(shí)間可以是在數(shù)十分鐘的量級(jí)。
[0004]特別是在相對(duì)廉價(jià)的機(jī)器中，諸如家用滴濾咖啡機(jī)，期望自動(dòng)掉電機(jī)構(gòu)是經(jīng)濟(jì)上可實(shí)施的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供用于制備熱飲料的裝置，其配備有經(jīng)濟(jì)上可實(shí)施的自動(dòng)掉電機(jī)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供用于制備熱飲料的裝置，其配備有能夠?qū)?0-60分鐘的數(shù)十分鐘量級(jí)的時(shí)段進(jìn)行計(jì)時(shí)的自動(dòng)掉電機(jī)構(gòu)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的用于制備熱飲料的裝置在權(quán)利要求1中定義。進(jìn)一步有利的實(shí)施例記載在從屬權(quán)利要求中。
[0008]裝置可以包括電加熱器。裝置還可以包括潛熱存儲(chǔ)供應(yīng)，潛熱存儲(chǔ)供應(yīng)被設(shè)置為與加熱器可操作性熱接觸，并且包含或配置為包含相變材料。裝置還可以包括用于對(duì)電加熱器供電的電路。除了電加熱器以外，電路還可以包括開關(guān)組件，開關(guān)組件配置為在潛熱存儲(chǔ)供應(yīng)的溫度滿足預(yù)定的自動(dòng)掉電條件時(shí)切斷對(duì)加熱器的供電。
[0009]為了保持根據(jù)本發(fā)明的裝置在經(jīng)濟(jì)上可制造，其自動(dòng)掉電功能不依賴于涉及諸如微處理器1C、電子計(jì)時(shí)器等的復(fù)雜電子器件的高端解決方案。相反，其可以利用潛熱存儲(chǔ)供應(yīng)(LHSP)與優(yōu)選的機(jī)電開關(guān)組件的組合。該組合可以與裝置的加熱器協(xié)作，該加熱器可以供裝置的保溫模式使用以及典型地還供其沖泡模式使用。
[0010]至少在裝置的操作期間，LHSP表示在其抵抗溫度變化的意義上可以認(rèn)為擁有“慣性”的熱質(zhì)量。由于該熱慣性，LHSP可以用作非電子的計(jì)時(shí)器。在該裝置內(nèi)，LHSP可以設(shè)置為與加熱器可操作性熱接觸，例如傳導(dǎo)或輻射熱接觸。在給定的加熱器的特定有限的保溫功率的情況下(即，由加熱器在保溫模式期間消耗的電功率)，可能花費(fèi)特定的可調(diào)整的時(shí)間量(延遲時(shí)間)用于加熱器、LHSP以及環(huán)境之間的熱交互以使LHSP的溫度滿足預(yù)定自動(dòng)掉電條件。該自動(dòng)掉電條件可通常必需超過特定溫度值或下降到低于特定溫度值。延遲時(shí)間可以通過配置加熱器的保溫功率、加熱器與LHSP之間的熱接觸的熱傳導(dǎo)、以及LHSP的有效或平均熱容量中的一個(gè)或多個(gè)來設(shè)定，特別是工廠設(shè)定，從而考慮與環(huán)境的熱交換中會(huì)涉及的任何熱損失。開關(guān)組件通?？梢园C(jī)械恒溫器，機(jī)械恒溫器配置為連續(xù)地監(jiān)測(cè)LHSP的溫度，并且在滿足預(yù)定自動(dòng)掉電條件時(shí)切斷加熱器，特別是通過切斷對(duì)加熱器的電力的供應(yīng)。
[0011]如本文中使用的術(shù)語LHSP可以解釋為指代該裝置的采用相變材料與其環(huán)境交換熱(所謂的‘潛熱’)而不改變溫度的特征?！嘧儾牧稀?PCM)轉(zhuǎn)而可以被解釋為指代一種材料或物質(zhì)，其在被LHSP包含的情況下在該裝置的正常操作期間特別是由于PCM的環(huán)境與PCM之間的熱交換，而改變其相(例如，在固體與液體之間，或液體與氣體之間)。
[0012]LHSP的使用不僅是經(jīng)濟(jì)的；其也是實(shí)用的并且能夠?qū)崿F(xiàn)延遲時(shí)間的精確計(jì)時(shí)，該延遲時(shí)間相比于熱傳遞過程的時(shí)間標(biāo)度是長(zhǎng)的。這些優(yōu)點(diǎn)關(guān)于基于非PCM的熱慣性計(jì)時(shí)器，例如使用某種固體材料塊(諸如金屬)作為熱質(zhì)量的熱慣性計(jì)時(shí)器更是如此。
[0013]對(duì)數(shù)十分鐘量級(jí)的延遲時(shí)間計(jì)時(shí)，延遲時(shí)間的流逝由計(jì)時(shí)器的熱質(zhì)量到達(dá)某一溫度來標(biāo)記，在實(shí)踐上需要熱質(zhì)量具有相當(dāng)大的熱容量。對(duì)于非PCM，大熱容量的這一要求必然需要使用大量所討論的慣性物質(zhì)。并且當(dāng)然，使用大量該物質(zhì)意味著具有更高制造和處理成本的更重的、更大體積的裝置。并且，基于非PCM的計(jì)時(shí)器的熱質(zhì)量的溫度在整個(gè)計(jì)時(shí)過程中隨著時(shí)間改變，并且溫度改變的速率必然小。然而，用于實(shí)現(xiàn)在制造裝置時(shí)的成本利益的優(yōu)選機(jī)械的恒溫器通常具有其切換溫度的大不精確性，例如±15°C。因?yàn)闊豳|(zhì)量的緩慢改變的溫度，恒溫器的切換溫度的不精確性轉(zhuǎn)變?yōu)椴痪_計(jì)時(shí)的延遲時(shí)間。
[0014]現(xiàn)在提出的基于PCM的計(jì)時(shí)器解決了這些問題。其通過利用PCM存儲(chǔ)每單位體積的相對(duì)大量的熱的能力(這減少了相對(duì)大量物質(zhì)的需要)而滿足有效大熱容量的上述要求。在對(duì)延遲時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)時(shí)，由在恒定溫度的LHSP吸收或釋放熱。僅當(dāng)全部PCM的相變已經(jīng)完成時(shí)，LHSP的溫度將改變；并且其將相對(duì)快速地改變，因?yàn)長(zhǎng)HSP (然后表現(xiàn)為普通的靈敏的熱存儲(chǔ)供應(yīng))僅包含相對(duì)少量的PCM。相應(yīng)地，LHSP的溫度將快速經(jīng)過與開關(guān)組件的不精確的切換溫度相關(guān)聯(lián)的溫度范圍，因此確保延遲時(shí)間的更加精確的計(jì)時(shí)。
[0015]根據(jù)以下與旨在圖示而非限制本發(fā)明的附圖一起做出的本發(fā)明特定實(shí)施例的詳細(xì)描述，將更加全面地理解本發(fā)明的這些和其他特征和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0016]圖1示意性圖示根據(jù)本發(fā)明的滴濾咖啡機(jī)，其特征在于包含PCM的封閉容器形式的LHSP，其中容器嵌入在該機(jī)的水槽的底壁中；
圖2示意性圖示根據(jù)本發(fā)明的滴濾咖啡機(jī)，其特征在于設(shè)置在該機(jī)的水槽的底壁中的敞開水袋形式的LHSP ;
圖3示意性圖示根據(jù)本發(fā)明的滴濾咖啡機(jī)，其特征在于電路，該電路包括并聯(lián)連接的兩個(gè)開關(guān)，并且該兩個(gè)開關(guān)一起使能不通過LHSP的加熱中的延遲(如圖1-2的實(shí)施例所示的)，而是通過LHSP的冷卻的延遲的延遲時(shí)間的計(jì)時(shí)；
圖4以橫截面圖部分地示意性圖示LHSP被實(shí)施為熱管的第四實(shí)施例的示例； 圖5示意性圖示其中LHSP被實(shí)施為熱蠟致動(dòng)器的第五實(shí)施例的示例，其中熱蠟致動(dòng)器和協(xié)作的開啟/關(guān)閉開關(guān)處于第一位置；以及
圖6是類似于圖5的視圖，其中熱蠟致動(dòng)器和協(xié)作的開啟/關(guān)閉開關(guān)處于第二位置。
【具體實(shí)施方式】
[0017]圖1-3示意性圖示根據(jù)本發(fā)明的裝置I的三個(gè)不同實(shí)施例。為了本公開的易于比較和簡(jiǎn)潔，所有內(nèi)容是自動(dòng)、電滴濾咖啡機(jī)的形式。然而，要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明不限于這樣的咖啡機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的裝置的其他實(shí)施例可以涉及不同類型的咖啡機(jī)，例如(手工)濃咖啡機(jī)，或用于制備除咖啡以外的諸如茶或巧克力奶的熱飲料的機(jī)器。圖1-3的咖啡機(jī)在它們各自的自動(dòng)掉電機(jī)構(gòu)上存在不同，如以下將闡明的。然而，首先，簡(jiǎn)要描述所描繪的裝置/咖啡機(jī)I的共同構(gòu)造和一般操作。
[0018]在此公開的裝置I可以包括固定基座以及可去除的壺或器皿22?；?其因此未被描繪)本身可以具有傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，并且包括例如經(jīng)由其敞開的頂側(cè)可(重新)充滿水12的水槽或蓄水器10?；€可以包括至少一個(gè)電加熱器16，其可以被并入電路40中，電路40配置為經(jīng)由通常是市電的外部電源42向電加熱器16供電。加熱器16可以包括例如電阻加熱器之類的任何合適類型的加熱元件16a，以及優(yōu)選的機(jī)械恒溫器16b，該機(jī)械恒溫器16b物理地設(shè)置為與加熱元件16a熱接觸并且與其串聯(lián)電連接。恒溫器16b可以具有遠(yuǎn)在水的沸點(diǎn)之上的例如在120-160°C范圍中的切換溫度，并且配置為在其溫度超過其切換溫度時(shí)切換至斷開狀態(tài)(局部斷開其所并入的電路40)，以及相反地在其溫度降低到低于其切換溫度時(shí)切換至閉合狀態(tài)(局部地閉合電路40)。加熱器16可以設(shè)置為與基座的保溫板24熱接觸(例如，輻射、傳導(dǎo)的或?qū)α鞯臒峤佑|)，在操作期間壺22可以位于保溫板上。在所描繪實(shí)施例中，裝置I僅包括一個(gè)加熱器16，其既供裝置的沖泡模式也供保溫模式使用。然而，在其他不太經(jīng)濟(jì)的實(shí)施例中，裝置I可以包括多個(gè)加熱器16，例如用于在沖泡模式期間加熱水的一個(gè)，而用于在沖泡模式和/或保溫模式期間加熱保溫板24的另一個(gè)。水管14可以從布置在水槽10中的入口 14a，沿著或穿過加熱器16，延伸至諸如淋浴頭形狀的噴嘴的出口 14b。出口 14b可以設(shè)置在過濾籃18上方，過濾籃18附接于基座并且設(shè)置在保溫板24上方。過濾籃1