动态流动加热器制造技术

一种具有流体通道的流动加热器类型的流体加热器，具有第一流体通道部分（35），至少一个大致圆柱的金属管（2），加热装置（6），所述加热装置（6）具有优选地在所述金属管的等距周向部分上彼此间隔开的两个管状加热主体（6a，6b），以及用于与金属管（2）热传导连接的热传导器件，其中有塑料制成的流体引导芯子布置在金属管（2）中，流体引导芯子形成在金属管和流体引导芯子（30）之间的第一流体通道部分（35），其中所述第一流体通道部分（35）在所述流体引导芯子的外表面中以沟槽的形式大致螺旋地行进，以及其中所述流体通道用于流体供给器件的第一流体连接和用于流体移除器件的第二流体连接，其中流体引导芯子（30）还具有第二流体通道部分（34），其被大致共轴地布置在其内部且与第一流体通道部分（35）串联连接。流体连接子组件可以被设置在金属管（2）的第一端部的区域中，所述流体连接子组件具有第一流体连接（24a）和第二流体连接（24b），以及因此流体在金属管（2）的相同端部侧的区域中被供给和移除。封闭的止挡部（50）被接着设置在金属管（2）的第二端部的区域中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】动态流动加热器
本专利技术通常涉及流体加热器，特别地涉及用于家庭设备的连续流动的加热器。更具体地，本专利技术涉及具有高热容量和小尺寸的紧凑的流体加热器。
技术介绍
现有技术中已知多种设计和类型的用于制造热流体，特别地热水或者蒸汽的流体加热器。在其中使用流体加热器的家庭设备包括蒸汽清洁器，蒸汽熨斗，以及用于准备饭和/或热饮料的设备，诸如咖啡机，浓咖啡机，牛奶发泡机，蒸汽蒸煮器以及其他。在某种程度上至少用于这些设备的要素是使用电能以从冷流体产生热流体或者蒸汽的流体加热器被集成在紧凑的装置中，即，已经限制了内部空间的装置中。该流体导管也必须承受几种环境的压力，特别地当蒸汽产生时的环境的压力。EP1321708示出了用于制造热水或者蒸汽的流体加热器，包括流体导管和加热装置，该加热装置包括至少两个管状加热元件，该管状加热元件以热传导方式连接至流体传导管。为了增加加热装置和流体传导管之间的接触区域，流体传导管和管状加热元件被设置有匹配的接触表面以使得管状加热元件具有明显突出的接触表面以及流体传导管具有明显凹入的接触表面以匹配，或者管状加热元件和流体传导管都具有大致平的接触表面。从现有技术中已知类似的许多其它装置，也提出由流体传导管和加热装置构成的部件应该以挤压型材的形式制造，获得期望的形成在流体传导管和管状加热元件之间的接触表面的几何形状。关于在限定的空间中获得高热容量的现有技术装置的共同特征在于流体传导管最大比例地与加热装置良好地热传导接触。迄今，用于流体导管引导芯子的圆形横截面已经产生了问题，该问题是在加热接触面和在流体导管中的流体体积之间的比率太大以及冷的芯子流动接着发生。为了期望的流体温度，这需要用于输入所需的热能量的相对长的流体导管。在上面讨论的现有技术的情况下，在它的初始状态具有环形横截面的流体引导管在制造过程中被变形以减少在操作过程中被加热的横截面。这需要在制造期间相应的变形步骤。
技术实现思路
本专利技术的一个潜在目标可以因此被认为是针对它需要的空间量以及热传导和温度控制来改进流体加热器，以提供特别地紧凑的流体加热器。本专利技术的进一步的或者可替换的潜在的目标可以被认为是针对它的控制系统改进一般的流体加热器的动态行为，其方式是通过控制系统使它的空载时间或者时间常数最小。该目标通过根据权利要求1的流体加热器获得。本专利技术的有利的实施例和改进在跟随的从属权利要求中得以实现。金属管优选地由不锈钢制成。不锈钢在食物工业中的使用具有毫不怀疑的清楚优点。虽然不锈钢具有比例如铝明显不好的热传导性，但是正是该特点在根据本专利技术的流体加热器中是有利的，将在下文会更清楚。根据本专利技术，优选地由塑料材料制成的流体引导芯子设置在金属管中，且以以下方式实施，在金属管内侧的被加热的流体通道的液压长度相对于金属管的长度明显地增力口。为了该目的，流体引导芯子具有螺旋的周向沟槽，其底部和侧面与金属管的内表面协作形成用于引导流体的第一流体通道部分，通过第一流体通道部分，要加热的流体可以流动或者被引导。与金属管本身的自由横截面相比，第一流体通道部分以该方式实施具有通过多种因素得以减少的横截面的形式，然而它的液压长度明显地比金属管长。与金属管的横截面积相比减少的横截面积使得每单元长度上要加的流体质量更小。此外，螺旋流体管道明显地增加了要加热流体花在金属管的被加热内表面上的时间量，因此，允许了要加热的流体通过本专利技术的流体加热器更充分和均匀地加热。而塑料对于这种流体引导芯子来说是可行的材料，尤其因为费用的原因，按照基本廁也可以使用金属，石头，陶土，陶瓷或者类似的材料，其可以带来前述的形状，特别是食品安全和热阻材料。流体加热器的热容量可以被明显地降低，在于流体加热器可以在长度上通过本专利技术的流体引导芯子得以明显地减少且因为除了金属而外的其它材料可以用于流体引导芯子。这允许了流体加热器的动态行为相对于它的控制技术而被显著地改进，且用于提供的连续流动的加热器，其解决了所述的问题且其具有最小的空载时间和/或时间常数，且其因此具有特别有利的温度控制特征。而螺旋形已经被证明对由流体引导芯子形成的第一流体通道部分是有利的，特别地在流体的特性方面，用于流体通道的其它的形状(诸如沿着流体引导芯子的纵向方向的或者也沿着流体引导芯子的横向方向的横向形状)也是可以构思和制造的。已知的由铝制成的管状加热元件，其优选地平行于且设置在金属管上，适于作为加热装置。在一个特别地优选的实施例中，相对于金属管彼此相对布置的至少两个管状加热元件被设置作为加热装置，以用最小的损失将在管状加热元件中电产生的热输入进入金属管并随后输入流体。管状加热元件的表面优选地的凹入的形状以匹配大致圆柱的金属管的表面。应该指出的是，对于加热装置和由所述装置围绕的管状加热元件，当然可以设置多于两个管状加热元件。虽然管状加热元件的沿着周向方向的等距布置结构是一种可能性，但是特别地为了热传导的效率和均匀，出于制造技术或者结构的原因，可替换的布置结构是可行的，所有的这些布置结构在本专利技术的范围中。良好地传导热的焊接接头会优选地用于在例如管状加热元件这样的加热装置和金属管之间的热传导连接。在特别地优选的实施例中，特别在由不锈钢制成的薄壁金属管的情况中，加热装置额外地包括热传导器件，例如类似于围绕金属管的环圈和套筒那样设置的热传导金属板，除了在由被焊接接头连接的金属管和加热装置之间的接触表面处获得热传导的改进，其在由热传导器件覆盖的金属管的整个周向上分配热。该热传导器件优选地由具有良好的热传导特性的材料制成，诸如，铜、铝、所述金属的合金或者类似物。热传导器件也可以围绕金属管的整个周向或者也可以具有通孔，以当焊接被执行时，保证助焊剂介质可以通过。根据本专利技术，通过从围绕不锈钢管的至少两个管状加热元件快速分配热，使得不锈钢管可以在它的整个周向上被加热，热传导器件补偿了不锈钢管的不好的热传导性。以这种方式，通过使用不好的热传导特性的材料制成的金属管，诸如不锈钢，以及由良好的热传导特性的材料制成的热传导器件，诸如铝或者铜或者其合金，在金属管中的热分配可以通过热传导器件的形状得以控制。对此应该指出的是，沿着金属管的轴向方向，即，沿着纵向方向，热传导器件的尺寸设定起了特别重要的作用且具有保护功能，特别是当特别地与下文将讨论的密封塞、端盖和流体连接器组件有关的故障发生时。在优选的实施例中，至少一个管状加热元件被实施为高性能管状加热元件。“高性能管状加热元件”在此理解为表示设计以将高水平的电能转换为热的任何种类的管状加热元件。该高性能管状加热元件可以具有嵌入在电绝缘材料中的“双线圈”，其也传导热，例如压制的氧化镁。与传统的管状加热元件不同，高性能管状加热元件的加热线圈直径相对于外壳管的内直径来说更大，因此可以用于要发出热量的高水平的电能，这是因为在加热线圈和外壳管的外侧之间的减小的传导路径。管状加热元件的内直径优选为8mm。外直径优选范围为从IOmm至12臟，且对于外壳管的加热部件的长度来说可以有25watt/cm2至30watt/cm2的热容量。使用金属管或者热传导器件，在接触表面上可以达到35至45W/cm2的容量。管状加热元件的连接端部可以偏置离开金属管的表面，以获得更好的接触，且可以在该连接区域具有“冷却的”端部。在偏开区域中加热线圈优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.12 EP 10007164.61.一种连续流动类型的流体加热器(I)，所述流体加热器包括: 具有至少一个第一流体通道部分(35)的流体通道； 至少一个大致圆柱的金属管(2)，所述金属管(2)优选地由不锈钢制成，且特别优选地具有范围从IOmm至20mm的直径以及范围从120mm至220mm的长度； 加热装置(6)，具有至少一个管状加热元件，优选地具有在所述金属管(2)的等距周向部分上彼此间隔开的至少两个管状加热元件(6a，6b)，以及热传导器件，所述热传导器件用于从所述加热装置(6)向所述金属管(2)的与所述热传导器件接触的区域分配热； 流体引导芯子(30)，优选地由塑料制成，设置在所述金属管(2)中且形成所述金属管和所述流体弓I导芯子(30)之间的所述第一流体通道部分(35);以及 用于流体供给器件的第一流体连接器(24a)和用于流体排放器件的第二流体连接器(24b)，第一流体连接器和第二流体连接器与所述流体通道的相应端部连通； 其中所述第一流体通道部分(35)在所述流体引导芯子的外表面中以沟槽的形式大致螺旋地行进，所述第一流体通道部分(35)形成用于流体的流动路径，该流动路径优选具有所述金属管(2)的长度两倍的液压长度，特别优选地近似具有所述金属管(2)的长度三倍的液压长度。2.根据权利要求1所述的流体加热器(I)， 其中所述热传导器件至少包括设置在所述加热装置(6)和所述金属管(2)之间的热传导板(6c)，该热传导板优选地由铝或者铜，或者所述金属其中之一的合金制成，且其像壳体那样围绕所述金属管(2)，优选地在所述金属管(2) —部分中，以及 其中所述加热装置(6)的部件和所述金属管(2)优选地以热传导方式通过适合的焊接连接结合在一起。3.根据前述权利要求中任一项所述的流体加热器(I)， 其中至少一个管状加热元件(6a，6b)是高性能管状加热元件包括: 特别地为铝或者铝合金的金属外壳管，其特别地优选具有近似8_的内直径； 设置在热传导绝缘器件中的内侧上的至少一个加热线圈，优选地在具有最大外线圈直径范围从3mm至5.5mm的加热线圈，以及 其中所述管状加热元件特别地优选相对于所述外壳管的表面具有40W/cm2和75W/cm2之间的热容量。4.根据前述权利要求中任一项所述的流体加热器(I)， 其中所述加热装置(6)和所述金属管(2)通过安装托架(11)保持在一起或者夹紧，所述安装托架(11)由金属制成，优选地由铝、铜或者所述金属其中之一的合金制成； 其中所述安装托架(11)被优选地适配，以使得所述加热装置、所述金属管(2)和所述安装托架(11)特别地通过所述安装托架(11)的夹子部分相对于彼此以预定的布置结构被保持在一起，以及 其中优选地设置在所述托架(11)上: 电保护装置(21)，其优选地是双熔断器的形式，所述双熔断器用于特别优选地断开至所述加热装置(6)的所有电力供给线，且具有端子，特别是用于插塞接触的连接凸片(21a，21b，21c，21d)，所述连接凸片(21a，21b，21c，21d)用于电连接至所述加热装置(6)的电端^(IOa, 10b, 10c, IOd),以及用于使所述流体加热器接地的端子。5.根据前述权利要求中任一项所述的流体加热器(I)， 所述流体引导芯子(30)进一步包括设置在其中的大致共轴的第二流体通道部分(34 )，其被串联连接至所述第一流体通道部分(35 )， 其中具有所述第一流体连接器(24a)和所述第二流体连接器(24b) 二者的流体连接器组件可以设置在所述金属管(2)的第一端部(4)的区域中，以使得流体在所述金属管(2)的相同端面的区域中得以供给和排放； 其中密封塞(50 )被分开地或者一体地设置在所述金属管(2 )的所述第二端部(5 )的区域中的所述流体引导芯子(30)上，所述密封塞密封所述金属管(2)，特别地以流体密封和压力密封的方式，以及 其中，第三密封沟槽(36b)，在所述第三密封沟槽(36b)中，由金属管(2)包围的所述密封器件(41c)被特别地设置在在所述第二端部(5)的区域中的所述流体引导芯子(30)和所述密封塞(50)之间。6.根据前述权利要求中任一项所述的流体加热器(I)， 其中用于测量所述供给流体的温度的入口温度传感器设置在所述第一流体连接器(24a)的区域中，和/或 其中排放温度传感器(42)被设置用于测量在所述第二流体连接器(24b)的区域中的被加热流体的温度。7.根据前述权利要求中任一项所述的流体加热器(I)， 其中温度传感器(20)，优选地是NTC电阻器的形式，被设置用于在以热传导方式连接至所述加热装置(6) 且特别地连接至所述热传导器件(6c)的区域上进行温度控制的目的，以及 其中所述温度传感器(20)被设置为邻接所述第二流体连接器(24b)所在的所述金属管(2)的端部区域(4，5)。8.根据前述权利要求中任一项所述的流体加热器(I)， 其中所述热传导器件以如下方式被适配，所述金属管(2)的至少一个端部区域(4，5)特别地被设置有预先确定的开槽或者凹口(60)，在所述热传导器件和所述金属管(2)的端部区域(4，5)之间的热传导大致经由所述金属管(2)的材料。9.根据前述权利要求中任一项所述的流体加热器(I)， 其中所述第一流体通道部分(35)在优选地实施为未加热部分的一个流体通道端部(38)处在所述第二流体连接器(24b)附近深度和/或宽度增加。10.一种流体连接器组件(23)，特别地用于根据权利要求6至9中任一项所述的流体加热器(I)，所述流体连接器组件(23 )包括: 第一部件(I )，其优选地作为一体部件连接至所述流体引导芯子(30)； 第二部件(II )，其具有所述第一流体连接器(24a)或所述第二流体连接器(24b); 其中所述第二部件(II)具有大致套筒或者轴套的形状，其至少部分地围绕所述第一部件(II)且部分地围绕所述流体引导芯子(30)，且其以如下方式适配:所述第一流体连接器(24a)或者所述第二流体连接器(24b)从所述第一流体通道部分(35)大致径向地供给或者移除被加热的流体，其中所述第一部件(I )和/或所述流体引导芯子(30)通过连接机构被连接至所述第二部件(II)，连接机构诸如锁扣连接，螺钉连接，卡口联接，或者类似物，以使得一个流体通道端部(38)与所述第一流体连接器(24a)或者所述第二流体连接器(24b)对齐。11.根据权利要求10所述的流体连接器组...

【专利技术属性】
技术研发人员：M赖克尔，A普莱辛格，
申请(专利权)人：布莱克曼两合公司，
类型：
国别省市：