專利名稱：連續(xù)加熱器，用于制造連續(xù)加熱器的方法和包括連續(xù)加熱器的熱飲料自動(dòng)裝置的制作方法
連續(xù)加熱器，用于制造連續(xù)加熱器的方法和包括連續(xù)加熱器的熱飲料
自動(dòng)裝置
本發(fā)明涉及 一 種泵運(yùn)轉(zhuǎn)式電連續(xù)加熱器(pumpenbetriebenen, elektrischen Durchlauferhitzer)， 一種用于制造連續(xù)加熱器的方法，以 及一種包括連續(xù)加熱器的熱々大術(shù)牛自動(dòng)裝置(Heissgetraenkeautomaten)。
連續(xù)加熱器通常為固定地安裝的用于準(zhǔn)備熱的液體、尤其是用于 準(zhǔn)備熱水的裝置。在家用領(lǐng)域中，連續(xù)加熱器例如應(yīng)用于洗碗^幾、洗 衣才幾或咖啡才幾中。
連續(xù)加熱器通常包括管形加熱體(Rohrheizkoerper)和液體引導(dǎo)管， 該液體引導(dǎo)管具有用于待加熱液體的入口和出口 。
管形加熱體典型地包括例如由鋁或不銹鋼制成的金屬管，在其中 布置有螺旋狀地巻繞的加熱絲。在加熱絲和金屬管之間存在有(例如) 石英砂或氧化^:,以用于電絕緣。金屬管的末端部利用陶資元件而封 閉，金屬銷居中地自該陶瓷元件凸伸出來，該金屬銷與加熱絲的相應(yīng) 的端部處于電接觸中。管形加熱體被與液體引導(dǎo)管 一起鑄造在鋁塊中 或從外面以平面的方式焊到液體引導(dǎo)管上或以螺旋狀圍繞該液體引 導(dǎo)管的方式而被焊接。
在現(xiàn)有技術(shù)中，已知了例如應(yīng)用在傳統(tǒng)的咖啡機(jī)中的無泵式裝 置，以及泵運(yùn)轉(zhuǎn)式裝置，其在熱飲料自動(dòng)裝置中、例如在全自動(dòng)咖啡 機(jī)和蒸餾咖啡才幾中被應(yīng)用。在泵運(yùn)轉(zhuǎn)式裝置中存在可達(dá)15bar的壓力。 該點(diǎn)如此地實(shí)現(xiàn)，即，將水從水箱或其它給水裝置供給至電動(dòng)驅(qū)動(dòng)式 的泵，其隨后使水在高壓下通過連續(xù)加熱器而供給至咖啡粉容納裝 置。
尤其在泵運(yùn)轉(zhuǎn)式裝置中，在極小的熱傳導(dǎo)面上存在有較高的熱功率。這里，在液體引導(dǎo)管內(nèi)可能形成熱水的層流。但若熱水層狀地流 動(dòng)，在管子的加熱的內(nèi)表面和液體流之間則會(huì)形成蒸汽阻隔層
(Dampfsperrschicht)。該蒸汽阻隔層起隔熱作用且由此妨礙了液體的進(jìn) 一步加熱。連續(xù)加熱器的效率是有欠缺的。
在無泵式和泵運(yùn)轉(zhuǎn)式熱飲料自動(dòng)裝置中，在硬水的情況下加熱裝 置中會(huì)增長出鈣層。通過脫鈣過程、甚至通過快速的加熱和冷卻(例如 在煮沸過程期間)就已可能使得鈣層的部分脫落并例如在加熱裝置之 前的管系統(tǒng)中在最深點(diǎn)處聚集。
此外，在泵運(yùn)轉(zhuǎn)式熱飲料自動(dòng)裝置中，鉤微粒被壓入連續(xù)加熱器 下游的管道系統(tǒng)中。該導(dǎo)管系統(tǒng)具有不同的狹窄部位，例如閥、噴嘴 和/或分支部，如T形塊，其可能由鈣微粒所堵塞。在大功率的連續(xù)加 熱器中，這會(huì)導(dǎo)致高的蒸汽壓力并觸發(fā)諸如過熱保險(xiǎn)裝置等的安全裝 置。熱飲料自動(dòng)裝置不再能夠運(yùn)轉(zhuǎn)，并且如有需要的話須送至專業(yè)車 間進(jìn)行維修。
從該現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種帶有盡可能高 的效率的泵運(yùn)轉(zhuǎn)式電連續(xù)加熱器。此外，不應(yīng)有铞微粒被沖入下游的 導(dǎo)管系統(tǒng)中。本發(fā)明的任務(wù)還包括提供一種用于制造連續(xù)加熱器的方 法。
該任務(wù)通過帶有權(quán)利要求1的特征的泵運(yùn)轉(zhuǎn)式電連續(xù)加熱器和帶 有權(quán)利要求7的特征的用于制造連續(xù)加熱器的方法而實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的 有利的設(shè)計(jì)方案和改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中加以說明。
根據(jù)本發(fā)明的泵運(yùn)轉(zhuǎn)式電連續(xù)加熱器包括給水的第一導(dǎo)管端 部，其在側(cè)面(Mantelflaeche)中帶有通孑L(Durchgangsbohrungen);排水 的第二導(dǎo)管端部，其在側(cè)面中帶有通孔；以及套管(Mantelrohr)，該套 管的至少中間的截段(Abschnitt)被施加(beaufschlagt)以至少 一個(gè)管形
力口熱體。
第一套管端部密封地貼靠在第一導(dǎo)管端部的外側(cè)面處且第二套管端部密封地貼靠在第二導(dǎo)管端部的外側(cè)面處。
待加熱的水，例如自全自動(dòng)咖啡機(jī)的水箱而來的水，通過在第一 給水導(dǎo)管端部的側(cè)面中的通孔而流入包圍該第 一導(dǎo)管端部的套管中。
通孔朝向套管的內(nèi)側(cè)面(Innenmantelflaeche)，以使得流入該套管的水 正面地沖擊到由管形加熱體加熱的內(nèi)側(cè)面上。才艮據(jù)本發(fā)明，通過這種 方式抑制了引導(dǎo)水的套管中的層流并由此抑制了在加熱的內(nèi)側(cè)面與 水流之間的蒸汽阻隔層的形成。更確切地說，在套管中形成了紊流。
在該第一給水導(dǎo)管端部的側(cè)面中的通孔的數(shù)量、直徑和位置與根 據(jù)本發(fā)明的連續(xù)加熱器的應(yīng)用有關(guān)。如果其應(yīng)用在熱飲料自動(dòng)裝置 中，例如應(yīng)用在全自動(dòng)咖啡才幾中，則該側(cè)面具有2到12個(gè)，優(yōu)選4 到8個(gè)直徑為1到3mm的通孔。這些孔優(yōu)選地位于伸入到套管中的 給水套管端部的側(cè)面的不同截段上。
垂直于流方向并垂直于套管側(cè)面而布置的通孔有利地還起著防 止鈣微粒非所希望地進(jìn)入位于連續(xù)加熱器之前的管道系統(tǒng)的作用。尤 其在全自動(dòng)咖啡機(jī)中，連續(xù)加熱器以垂直站立(vertikal stehend)或懸掛 的方式安裝。在關(guān)閉泵之后，懸浮在水中的鉤微粒直線狀地沉降至套 管中的最深點(diǎn)，從而，不會(huì)觀察到有微粒進(jìn)入該給水導(dǎo)管系統(tǒng)。
在套管中被加熱的水通過在第二排水導(dǎo)管端部的側(cè)面中的通孔 流入下游的導(dǎo)管系統(tǒng)中，例如流入全自動(dòng)咖啡才幾的管道系統(tǒng)中。通孔 布置成垂直于套管中的水的流動(dòng)方向并垂直于套管的側(cè)面。
根據(jù)本發(fā)明，由此避免了的薄的、長形的4丐微粒非所希望地進(jìn)入 下游的導(dǎo)管系統(tǒng)中。同時(shí)，不超過一定直徑的近似球形的;f敫粒從根據(jù) 本發(fā)明的連續(xù)加熱器中被沖出。在此，通孔的直徑?jīng)Q定了被沖出的微 粒的大小。
在第二排水導(dǎo)管端部的側(cè)面中的通孔的數(shù)量、直徑和位置與根據(jù)
本發(fā)明的連續(xù)加熱器的應(yīng)用有關(guān)。優(yōu)選地，孔的直徑為下游的導(dǎo)管系 統(tǒng)中的最狹窄部位的直徑的約一半那么大。
如果根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)加熱器應(yīng)用在熱飲料自動(dòng)裝置中，例如應(yīng)用在全自動(dòng)咖啡^L中，則該側(cè)面包括2到12個(gè)，優(yōu)選4到8個(gè)帶有 在1 mm和3mm之間的直徑的通孔。如果通孔朝向套管內(nèi)側(cè)面的方向， 則根據(jù)本發(fā)明抑制了長形的薄的鈣微粒進(jìn)入下游的導(dǎo)管系統(tǒng)、煮沸室 和熱水出口，同時(shí)，無害的，不超過一定直徑的微粒被沖出?？變?yōu)選 地位于伸入到套管中的排水導(dǎo)管端部的側(cè)面的不同截段上。由此避免 了大的鈣塊同時(shí)堵塞所有的通孔。在熱飲料自動(dòng)裝置中的導(dǎo)管系統(tǒng)不 會(huì)由于鉤微粒而堵塞，同時(shí)，連續(xù)加熱器可擺脫細(xì)小的微粒，以使得 其生垢在時(shí)間上被延遲。
根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)加熱器的 一個(gè)實(shí)施形式可這樣地被制造，即， 給水導(dǎo)管端部(其例如由聚酰胺或聚鄰苯二甲酰胺(Polyphtalamid)制成) 插入到套管的第 一套管端部中且排水導(dǎo)管端部(其例如由聚酰胺或聚 鄰苯二曱酰胺制成)插入到套管的第二套管端部中。導(dǎo)管端部的外套的
截段被施加以密封器件，例如O形環(huán)，其以形狀配合的方式貼靠在套 管的內(nèi)套處。
該兩個(gè)導(dǎo)管端部錐狀地收縮且在側(cè)面上具有通孔。這兩個(gè)導(dǎo)管端 部的端面實(shí)施成不漏水的(例如被擠壓或粘合)。
尤其對于在熱飲料自動(dòng)裝置中的應(yīng)用而言，根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)加 熱器可這樣地制造，即，在可構(gòu)造為加熱管的套管(其典型地為鋁制的 或由不銹鋼制成的的四角管)中插入直徑較小的導(dǎo)管，并將該導(dǎo)管以密 封的方式、優(yōu)選以材料配合的方式(stoffschluessig)而與兩個(gè)套管端部 相連接，例如焊接或者4千焊(verschweisst oder verloetet)。
導(dǎo)管的由套管所包圍的區(qū)域事先在中間的截段中被擠壓成不漏 水的且在兩個(gè)端部截段處配備以通孔。在該實(shí)施形式中，端部截段具 有原始的導(dǎo)管直徑并錐狀地收縮至該被擠壓的中間截段。
在根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)加熱器的另 一種實(shí)施形式中，中間截段被擠 壓成不漏水的，且兩個(gè)端部截段的部分截段簡單地半擠壓 (halbverpresst),且是以如下方式，即，使得其從原始的導(dǎo)管直徑出發(fā)， 逐級式地錐狀地收縮至導(dǎo)管的被擠壓的中間區(qū)域。套管和導(dǎo)管優(yōu)選由金屬制成，優(yōu)選的是，套管由鋁制成而導(dǎo)管由 不銹鋼制成。
接下來，借助圖示進(jìn)一步闡述本發(fā)明。其中


圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)加熱器的一種實(shí)施形式的截面。
圖2示意性地示出了 ^f艮據(jù)本發(fā)明的連續(xù)加熱器的另 一種實(shí)施形式
的截面。
圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)加熱器的又一種實(shí)施形式 的截面。
圖l展示了根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)加熱器的一種實(shí)施形式的截面，其 帶有在側(cè)面中帶有通孔(2)的第一給水導(dǎo)管端部(1),在側(cè)面中帶有通 孔(4)的第二排水導(dǎo)管端部(3),以及套管(5)。套管(5)被施加以兩個(gè)管 形加熱體(6)。導(dǎo)管端部的外套的截段具有O形環(huán)(7)，其形狀配合地 貼靠在套管的內(nèi)套處。兩個(gè)錐狀地收縮的帶有通孔(2， 4)的導(dǎo)管端部 (1， 3)由合適的聚酰胺制成。端面(8)實(shí)施成不漏水的。箭頭(9)表明水 的流動(dòng)方向。待加熱的水通過朝向套管(5)的內(nèi)側(cè)面的方向的通孔(2) 而流入套管(5)。在此，流入的水正面地撞擊到由管形加熱體(6)所加熱 的內(nèi)側(cè)面上。通過垂直于水的流動(dòng)方向并垂直于套管(5)的側(cè)面而布置 的通孔(4)，加熱過的水流入下游的導(dǎo)管系統(tǒng)中，例如流入全自動(dòng)咖啡 機(jī)的管道系統(tǒng)中。
如果根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)加熱器以垂直站立或者懸掛的方式被安 裝，則懸浮在水中的鈣微粒在關(guān)閉泵后直線狀地沉降到套管中的最深 的點(diǎn)(10)處，由此避免微粒進(jìn)入給水導(dǎo)管系統(tǒng)中。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)加熱器的另一種實(shí)施形式的截面， 其帶有鋁制的套管(5)和直徑較小的、優(yōu)選由不銹鋼制成的導(dǎo)管，該導(dǎo) 管帶有帶通孔(2)的給水導(dǎo)管端部(1)和帶通孔(4)的排水導(dǎo)管端部(3)。套管(5)被兩個(gè)管加熱體(6)加載。兩個(gè)套管端部錐狀地收縮，并且與導(dǎo) 管端部(l， 3)的外套的截段材料配合地相連接。通過如下方式將端面 (8)實(shí)施成不漏水的，即，導(dǎo)管在中間截段(ll)中被擠壓成不漏水。箭 頭(9)表明水的流向。待加熱的水通過朝向套管(5)的內(nèi)側(cè)面的方向的通 孔(2)流入套管(5)。加熱過的水通過布置成垂直于水的流向且垂直于套 管(5)的側(cè)面的通孔(4)而流入下游的導(dǎo)管系統(tǒng)中。在以垂直豎立或懸掛 的方式安裝的連續(xù)加熱器中，在關(guān)閉泵之后，懸浮在水中的鈣微粒直 線狀地沉到套管中的最深點(diǎn)(l O)處。
圖3示出了4艮據(jù)本發(fā)明的連續(xù)加熱器的又一種實(shí)施形式的截面。 該實(shí)施形式僅在以下方面不同于圖2中所描述的實(shí)施形式，即，兩個(gè) 端部截段的部分截段簡單地半擠壓，且是以如下方式，即，使得其從 原始的導(dǎo)管直徑出發(fā)，逐級地、錐狀地朝被擠壓的導(dǎo)管中間截段(ll) 收縮。通過該半擠壓的端部截段(12),該優(yōu)選的實(shí)施形式具有更大的 套管容積。
優(yōu)選地，4艮據(jù)本發(fā)明的連續(xù)加熱器以垂直地懸掛或豎立的方式置 入熱飲料自動(dòng)裝置中。通過該應(yīng)用的形式，通過以下方式抑制了4丐微 粒進(jìn)入給水導(dǎo)管系統(tǒng)，即，懸浮在水中的微粒直線狀地沉到導(dǎo)管中的 最深點(diǎn)處。同時(shí)，將通孔布置成垂直于流動(dòng)方向并垂直于套管側(cè)面， ^t人而抑制了長形的薄的鉤^L粒進(jìn)入下游的導(dǎo)管系統(tǒng)。
參考標(biāo)號(hào)列表
1 給水導(dǎo)管端部
2 通孔
3 排水導(dǎo)管端部
4 通孔
5 套管
6 管形加熱體
7 O形環(huán)8 端面
9 7jC的流動(dòng)方向
10 套管中的最深點(diǎn)
11 中間的截段
12 被半擠壓的端部截段
權(quán)利要求
1.一種泵運(yùn)轉(zhuǎn)式電連續(xù)加熱器，其包括在側(cè)面中帶有通孔(2)的第一給水導(dǎo)管端部(1)、在側(cè)面中帶有通孔(4)的第二排水導(dǎo)管端部(3)、以及套管(5)，該套管(5)的至少中間的截段被施加以至少一個(gè)管形加熱體(6)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)加熱器，其特征在于，在所述第一 給水導(dǎo)管端部(l)的側(cè)面中的通孔(2)指向朝所述套管(6)的內(nèi)側(cè)面的方 向。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)加熱器，其特征在于，在所述 第二排水導(dǎo)管端部(3)的側(cè)面中的通孔(4)位于所述導(dǎo)管端部的不同截 段上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的連續(xù)加熱器，其特征在于，所 述導(dǎo)管端部(1)和所述導(dǎo)管端部(3)通過導(dǎo)管的被擠壓成密封或幾乎密 封的截段(ll)而相連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的連續(xù)加熱器，其特征在于，所述導(dǎo)管端 部(l, 3)錐狀地或逐級錐狀地收縮至所述導(dǎo)管的被擠壓的截段。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連續(xù)加熱器，其特征在于， 所述兩個(gè)套管端部與所述導(dǎo)管端部(l， 3)的外套的截段以材料配合的 方式相連接。
7. —種用于制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)加熱器的方法，其特 征在于，將直徑較小的、在中間的截段中被擠壓且在兩個(gè)端部截段處 設(shè)有通孔的導(dǎo)管插入到可被施加以至少一個(gè)管形加熱體的套管中，并 且密封地與套管端部相連接。
8. —種帶有水箱或其它給水裝置、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)式泵和飲料粉末容納 裝置的熱飲料自動(dòng)裝置，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)加熱 器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱飲料自動(dòng)裝置，其特征在于，所述連 續(xù)加熱器以垂直站立或懸掛的方式安裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種泵運(yùn)轉(zhuǎn)式電連續(xù)加熱器，其包括在側(cè)面中帶有通孔(2)的第一給水導(dǎo)管端部(1)，在側(cè)面中帶有通孔(4)的第二排水導(dǎo)管端部(3)，以及套管(5)，套管(5)的至少中間的截段被施加以管形加熱體(6)。本發(fā)明還涉及一種用于制造連續(xù)加熱器的方法和包括連續(xù)加熱器的熱飲料自動(dòng)裝置。
文檔編號(hào)F24H9/12GK101563008SQ200780046814
公開日2009年10月21日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月21日
發(fā)明者F·埃德, G·施奈德鮑爾 申請人:Bsh博施及西門子家用器具有限公司