流加热器制造技术

技术编号:10152774 阅读:145 留言:0更新日期:2014-06-30 19:19
一种流加热器设备(1),其用于在液体流过其时加热该液体,其包括液体源(50)和用于将液体从液体源(50)朝向出口(22;112)输送的导管(4、5、6;105)、用于加热导管(4、5、6;105)中的液体的加热装置(2)以及用于控制经过导管(4、5、6;105)的流体的流动速率的控制装置。该导管(4、5、6;105)顺次包括第一区域(4)和第二区域(5;105),该控制装置在第一区域(4)和第二区域(5;105)之间的点处与第一温度传感器(54;154)数据连通,在第一温度传感器(54;154)的上游与第二温度传感器(56;156)数据连通,且在第一温度传感器(54;154)的下游与第三温度传感器(58;158)数据连通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流加热器
本专利技术涉及加热器的构造和操作,其中该加热器加热流过它们的液体,使得已加热的液体能够在液体被加热的时候分配。
技术介绍
先前有很多用于加热水或其它液体的流加热器的提案,一个特别的应用是用于自动或半自动的饮料制作机的流加热器的使用。传统地,流加热器在几个方面中受它们的性能的限制。特别地,因为水管中的局部沸腾引起的过热和喷溅的问题,流加热器不能用于产生沸水。还很难调节水分配处的温度,因为这将取决于几个因素,包括泵的精确速度以及蓄水器中的水的初始温度。
技术实现思路
申请人在其早期的申请WO2010/106349、WO2010/106348和WO2011/077135中提出的先前的提案在很大程度上克服了这些问题。然而,申请人现在已经在流加热器的技术中设计了进一步的改进,当从第一个方面来考虑,本专利技术提供一种用于在液体流过其时加热该液体的流加热器设备,其包括液体源;用于将液体从液体源朝向出口输送的导管,所述导管顺次包括至少第一区域和第二区域;用于加热所述导管中的液体的加热装置;以及用于控制通过所述导管的流体的流动速率的控制装置,所述控制装置在所述第一区域和所述第二区域之间的点处与响应于导管中的液体温度的第一温度传感器数据连通,在所述第一温度传感器的上游与响应于液体的温度的第二温度传感器数据连通,且在所述第一温度传感器的下游与响应于液体的温度的第三温度传感器数据连通。当从第二个方面来考虑,本专利技术提供一种将流过流加热器设备的液体加热的方法,该方法包括以下步骤:将液体从液体源经过顺次包括第一区域和第二区域的导管输送到出口;加热通过所述导管输送的所述液体;感测代表所述第一区域和所述第二区域之间的第一点处的导管中的液体温度的第一温度,感测代表所述第一点的上游液体的温度的第二温度,感测代表所述第一点的下游液体温度的第三温度;以及基于所述第一温度、第二温度和第三温度中的至少一个控制通过所述导管的流体的流动速率。由此,本领域的技术人员可以看出,根据本专利技术设置了至少三个温度传感器,用于在液体加热时感测液体的流动路径的不同部分中的温度。如后文将要进一步地解释的,申请人已发现使用对经过加热器的液体的流动速率的准确计算,允许对在出口处液体分配时的温度以及分配的液体的体积进行良好的控制。至少在优选实施方式中,这可以实现而无需直接测量流动速率(用于测量流动速率的传感器将显著地增加成本)。此外,申请人已发现,甚至当加热器的性能被液体导管中的石灰水垢的积累而影响时,也可以维持对分配温度和体积的良好的控制。如上所述,由三个传感器测量的温度可以指示出口温度和流动速率。更具体地,流动速率可以使用以下参数计算:由第一温度传感器和第二温度传感器测量的温度之间的差;施加到第一温度传感器测量温度处的点和第二温度传感器测量温度处的点之间的液体的加热功率;以及被加热的液体(例如水)的比热容。由此在优选的一组实施方式中,设备设置为使用由第一温度传感器和第二温度传感器分别感测的温度之间的差计算通过其的液体的流动速率,以及使用计算的流动速率分配预定体积的已加热液体。与计算流动速率一样,温度传感器可以用于估计石灰水垢在液体导管中的积累所带来的影响。更特别地,基于对由第一温度传感器和第三温度传感器分别感测的位置之间提供的加热功率的认知,第一温度和第二温度之间的差可以用于预测由第三温度传感器感测的温度应该是多少。然后这可以与由第三温度传感器测量的实际温度比较,以指示积累的石灰水垢的影响,该积累的石灰水垢降低从加热装置传输到液体中的实际功率。第三温度传感器可以感测第二温度传感器感测温度的位置的下游的任何地方的温度,但是在优选的一组实施方式中,其设置为感测液体在离开出口时的温度。这能够使控制装置测定出口处是否达到了正确的温度,并相应地作出调整。液体源可以是干路液体源或设备铅垂在其中的其它源。然而在一组实施方式中,液体源包括蓄水器,例如,其可以由使用者定期地填充。蓄水器可以是可移除的,以允许其从水龙头直接填充。第二温度传感器可以设置为感测第一温度传感器感测温度处的上游的任何地方的温度,但是优选地设置为感测蓄水器中的液体的温度,其中液体在由加热装置加热之前从该蓄水器提取。这允许控制装置适当地控制通过导管的液体的流动速率,以达到期望的出口温度,因为所需的流动速率取决于液体在进入导管之前的温度。在优选的一组实施方式中,借助于泵而使液体优选地从液体源流过导管。但是,这不是必要的,替代地,可以使用重力供给系统,即其中液体在升高的蓄水器中的液体静压力提供所需的流动压力的系统。液体通过导管的流动速率可以由适当的可变阀控制,但是设置泵的地方,流动速率的控制优选地通过控制泵的速度而执行。在一组实施方式中,设备设置为将液体加热到在其沸点以下的温度。在这些情况中,以及在第三温度传感器如优选地设置在出口处的情况中,除了积累的石灰水垢的影响,通过推算第一传感器和第二传感器之间的温度差而预测的液体出口温度将大致相当于感测的实际温度。然而在另一组实施方式中,设备设置为将液体加热到沸腾。这在意欲提供沸水以用于需要沸水的饮料(诸如红茶)的饮料制作机的环境中尤其是有利的。在这些实施方式中,使用第一传感器和第二传感器之间的差而“预测”的温度将高于液体的沸点,且由此高于已分配的液体的实际温度。这是因为为了确保液体真正地沸腾,典型地,流动速率将选择为使得“预测”的温度为在沸点以上几度。当然,该附加的能量不会使温度升高,而是供应了沸腾所需的潜在的热量。使“预测”的温度显著地高于沸点是不期望的,因为这导致能量的浪费,此外形成能够引起沿导管的背压力问题的过多的蒸汽。然而,随着导管积累水垢,由于加热器的在积累水垢区域的有效功率降低,达到沸腾所需的“预测”的温度将上升。因此,如上所述的,“预测”温度和实际测量的温度之间的差指示导管已经遭受的水垢的程度。因此在一组实施方式中,设置阈值“预测”温度,在该阈值“预测”温度以上给出水垢警告。这可以用作用户为装置除水垢的提醒器。如上所述,有必要知道设置在第一温度传感器感测温度的位置和第二温度传感器感测温度的位置之间的加热装置的功率,以及设置在在第二温度传感器感测温度的位置和第三温度传感器感测温度的位置之间加热装置的功率。在优选的一组实施方式中,设置单个加热元件,由此重要参数变为分别设置在第一温度传感器的感测位置的上游和下游的加热元件的功率的相对比例。加热元件优选地为结合到导管的外侧的带有护套的加热元件。在一组实施方式中,加热元件在其两侧上结合到导管的相应的部分,其在优选的一组实施方式中相当于第一区域和第二区域。第一温度传感器由此设置为感测两个区域之间的接合点处的液体的温度,该接合点可以例如为连接环的形式。温度传感器可以采取任何便利的形式。温度传感器可以为使得其放置在远离其感测温度的地方,但是优选地传感器设置在其感测温度的位置处。在一组优选的实施方式中,它们包括热敏电阻,例如负温度系数热敏电阻。当然,所有的温度传感器并不必需为相同的类型。导管可以始终延伸到出口,但是在一组实施方式中,在导管和出口之间设置有区域,该区域设置用于蒸汽的单独(separate)的逸出路径。该特征在WO2010/106349中予以更详细地描述。可以了解,虽然根据本专利技术,控制装置例如通过控制泵的速度而本文档来自技高网...
流加热器

【技术保护点】
一种流加热器设备,其用于在液体流过其时加热所述液体,其包括液体源;用于将液体从所述液体源朝向出口输送的导管,所述导管顺次包括至少第一区域和第二区域;用于加热所述导管中的液体的加热装置以及用于控制经过所述导管的流体的流动速率的控制装置,所述控制装置在所述第一区域和所述第二区域之间的点处与响应于所述导管中的所述液体的温度的第一温度传感器数据连通,在所述第一温度传感器的上游与响应于所述液体的温度的第二温度传感器数据连通,且在所述第一温度传感器的下游与响应于所述液体的温度的第三温度传感器数据连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.21 GB 1118226.81.一种流加热器设备,其用于在液体流过其时加热所述液体,其包括液体源;用于将液体从所述液体源朝向出口输送的导管,所述导管顺次包括至少第一区域和第二区域;加热装置,所述加热装置包括单个加热元件,单个加热元件的第一部分加热第一区域中的液体并且单个加热元件的第二部分加热第二区域中的液体;以及用于控制经过所述导管的流体的流动速率的控制装置,所述控制装置与在所述第一区域和所述第二区域之间的点处响应于所述导管中的所述液体的温度的第一温度传感器数据连通,与在所述第一温度传感器的上游响应于所述液体的温度的第二温度传感器数据连通,且与在所述第一温度传感器的下游响应于所述液体的温度的第三温度传感器数据连通。2.根据权利要求1所述的流加热器设备,其设置为使用由所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别感测的温度之间的差计算经过其的液体的流动速率,以及使用所计算的流动速率分配预定体积的已加热液体。3.根据权利要求1或2所述的流加热器设备,其设置为使用由所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别感测的温度之间的差,并基于对在由所述第一温度传感器和所述第三温度传感器分别感测的位置之间提供的加热功率的认知,来预测由所述第三温度传感器感测的温度应该是多少。4.根据权利要求3所述的流加热器设备,其中设置阈值预测温度,在所述阈值预测温度以上给出水垢警告。5.根据权利要求1或2所述的流加热器设备,其中所述第三温度传感器设置为感测所述液体在离开所述出口时的温度。6.根据权利要求1或2所述的流加热器设备,其中所述液体源包括蓄水器。7.根据权利要求6所述的流加热器设备,其中所述第二温度传感器设置为感测所述蓄水器中的所述液体的温度,其中液体在由所述加热装置加热之前从所述蓄水器提取。8.根据权利要求1或2所述的流加热器设备,其中借助于泵而使液体流过所述导管。9.根据权利要求8所述的流加热器设备,其中所述流动速率的控制通过控制所述泵的速度而执行。10.根据权利要求1或2所述的流加热器设备,其设置为将所述液体加热到沸腾。11.根据权利要求1或2所述的流加热器设备,其中所述加热装置包括结合到所述导管的外侧的带有护套的加热元件。12.根据权利要求11所述的流加热器设备,其中所述加热元件在其两侧上结合到所述导管的相应的部分。13.根据权利要求12所述的流加热器设备,其中所述导管的所述相应的部分相当于所述第一区域和所述第二区域。14.根据权利要求1或2所述的流加热器设备,其中所述温...

【专利技术属性】
技术研发人员:科林·彼得·莫顿
申请(专利权)人:施特里克斯有限公司
类型:发明
国别省市:英国;GB

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