CN101484052A - 饮料制备机的加热装置 - Google Patents

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CN101484052A CNA2007800176134A CN200780017613A CN101484052A CN 101484052 A CN101484052 A CN 101484052A CN A2007800176134 A CNA2007800176134 A CN A2007800176134A CN 200780017613 A CN200780017613 A CN 200780017613A CN 101484052 A CN101484052 A CN 101484052A
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Abstract

一种用于饮料制备机的加热装置，其具有至少一个水泵(3)，用于将水输送至第一连续加热器(4)以产生热水以及将水输送至第二连续加热器(5)以产生蒸汽。在此，第一连续加热器(4)在有产生蒸汽的需求时是可转换的并且可接通至第二连续加热器(5)。同样的，第二连续加热器(5)在有生产热水的需求时是可转换的并且可接通至第一连续加热器(4)。还存在一个控制装置(16)，其用于控制连续加热器(4，5)的转换和接通，并被设计为依赖于对操作单元(17)的输入和加热装置的之前的工作状态。与传统的设备相比，加热装置的预设的设计方案可以在需要时在相对较短的时间内提供较大量的热水或者蒸汽。

Description

饮料制备机的加热装置
技术领域
本发明涉及一种用于根据权利要求1所述的饮料制备机的加热装置。
本发明尤其涉及一种用于饮料制备机的加热装置，该加热装置具有：水箱；至少一个水泵，用于将水输送至第一连续加热器以产生热水以及将水输送至第二连续加热器以产生蒸汽。
背景技术
目前普遍使用的饮料制备机很多都使用独立的连续加热器来制备热水和蒸汽，因为这样可以高效地制备质量稳定的饮料。事实证明，尤其由于单个热水或者蒸汽生产部件的热惰性，通常只用单个的连续加热器或者加热元件来既生产热水又生产蒸汽是困难的。然而同时存在对结构简单、运行可靠的非工业目的的饮料制备装置的需求，利用这种饮料制备装置在需要时可以在相对较短的时间内产生出较大量的热水或蒸汽。
DE 42 04 746 C2中公开了一种具有两个加热元件的饮料制备机的例子。其中描述了一种具有加热模块的咖啡机，该加热模块包括两个连续加热器和一个泵。这里的第一连续加热器与用于生产冲泡的咖啡的冲泡头连接，同时第二连续加热器与用于加热或者使牛奶起泡的蒸汽喷嘴连接。在该装置中只有用水填充的那个连续加热器总是有效的。尽管另一个连续加热器是热的，但它保持不起作用。因此(以常用的方式)连续加热器和其各个功能(生产热水或蒸汽)之间存在一种固定的对应关系。
DE 39 12 788 A1同样描述了一种咖啡机，其甚至包括三个连续加热器和一个泵，其中这些连续加热器再次被分配了明确的功能，即用于生产咖啡、热水或者蒸汽。
最后DE 35 21 989 A1描述了一种与用于加热液体的咖啡机或蒸馏咖啡机结合的用于生产水蒸汽的装置。该装置具有一个泵，一个第一加热器和一个咖啡冲泡头，其中在冲泡头前插入了一个两通阀，这样就允许了被第一加热器加热的水选择性地被导向冲泡头或者第二加热器。第二加热器用于为已经加热的水供给必要的蒸发热量，从而使之转化为蒸汽。因此这里的两个加热器也被分配了明确的职能(用于产生热水或蒸汽)，但在生产蒸汽时存在依赖性，因为第一加热器始终参与其中。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于饮料制备机的加热装置，其中现有的加热设备(例如连续加热器)可以得到尽可能有效且多样的使用。
该目的通过权利要求1的特征实现。
该解决方案基于这样的事实，即两个基本上独立工作的连续加热器与一个相应设计的控制设备以及组成部件的特殊布置结合起来使得两个连续加热器既可以单独工作，也可以为同一个产品(热水或者蒸汽)结合起来工作。
尤其基于这样的事实，存在用于产生热水的第一连续加热器和用于产生蒸汽的第二连续加热器。这里的第一连续加热器在有产生蒸汽的需求时是可转换的并且可接通至第二连续加热器(5)，和/或第二连续加热器在有产生热水的需求时是可转换的且可接通至第一连续加热器。
因此，可通过加热元件的并行接通来根据需要或者提高热水的生产效率或者提高蒸汽的生产效率。因此，根据本发明的解决方案也可以使具有类似结构(也就是说具有两个连续加热器)的饮料生产机具有这样的扩展功能。
如上所述，由于使用的单个的热水或蒸汽生产部件的热惰性，第一和/或第二连续加热器能够同时或时间延迟地各自连上另外一个连续加热器是很重要的。时间延迟的接通也可能是必要的，例如当用热水制备一份饮料后又要求用蒸汽制备一大份饮料，或者当用蒸汽制备一大份饮料后又要求用热水制备一大份饮料。在第一种情况下，用于支撑的加热元件需要一定的加热时间，在后一种情况下，用于支撑的加热元件需要一定的冷却时间。可以理解，必须存在一个合适的控制设备以在技术上掌控这些情况。控制设备用于控制生产热水或蒸汽的连续加热器的转换以及用于控制连续加热器的即通。在控制接通时，涉及到第一连续加热器与第二连续加热器的接通或者第二连续加热器和第一连续加热器的接通，二者均依赖于对操作单元的输入以及饮料制备机或加热装置的之前的工作状态。此外，通过根据本发明来布置加热装置的组成部件改善了技术上的可控性。
因此，假如两个加热元件具备指定的转换能力，就可以借助对操作单元的输入来基本上实现在操作“正常蒸汽供应”，“增强蒸汽供应(power steam)”，“正常热水供应”和“增强热水供应(powerhot water)”之间的选择。“增强”的供应可能性表明，根据本发明的加热装置或者可以达到提高的热水效率，或者可以达到提高的蒸汽效率。然而也可以考虑设置饮料制备机的简化的变体，在变体中，除了正常的供应可能性外只能选择“增强的热水供应”或者“增强的蒸汽供应”。
关于对加热装置的组成部件的特殊布置，可以作如下设置：
设置第二蒸汽排出管道是有利的。用于饮料制备机的蒸汽排出管道通常具有规定的管道直径，该直径应该既不能过大也不能过小。如果直径过小，蒸汽排气压力变得过大。然而如果直径过大，蒸汽质量会变差。因此，在蒸汽制备功率提高的情况下，设置另一个蒸汽排出管道更为有利。
优选地在加热装置中的组成部件的基本上这样地布置，即通过第一电磁阀将第一蒸汽排出管道接通至第二连续加热器(通常设置用于产生蒸汽)，以及通过第二电磁阀将第二蒸汽排出管道接通至第一连续加热器(通常设置用于产生热水)。
此外有利的是，通过第三电磁阀和节流阀将热水排出管道接通至第二连续加热器以及通过转换阀和止回阀将热水排出管道接通至第一连续加热器。借助于节流阀可保证在对热水的需求增大的情况下，第二连续加热器(通常设置用于产生蒸汽)中的压力不会导致热水以危险的方式喷射到杯中。在第一连续加热器加热时，只要转换阀(用于从输出咖啡到输出热水的转换)保持开启，借助于止回阀可保证水不会突然从热水排出管道滴下。
优选地，转换阀(从输出咖啡到输出热水的转换)是手动或电动可控的，因为对普通的咖啡制备机来说，相应的选择通常是通过手动或者通过操作单元进行的。
附图说明
下面参考附图对根据本发明的加热装置的一个实施例进行详细的描述。
附图示出了：
图1是加热装置的组成部件的基本布置；
图2是工作状态“正常蒸汽供应”示意图；
图3是工作状态“增强蒸汽供应(power stream)”示意图；
图4是工作状态“正常热水供应”示意图；以及
图5是工作状态“增强热水供应(power hot water)”示意图；
图6是具有两个水泵的加热装置的组成部件的基本布置。
具体实施方式
图1示出了用于饮料制备机的根据本发明的加热装置的组成部件的基本布置。水从水箱1中流出通过流量测量设备2流至具有薄膜流量调节器的水泵3。该水泵3对第一连续加热器4和第二连续加热器5进行供应。正常情况下，第一连续加热器4用于为热水供应或者为咖啡供应而生产热水。正常情况下，第二连续加热器5用于为蒸汽供应而生产蒸汽。然而，连续加热器3、4(通常也称为热组件、加热组件、加热元件等等)都用于生产热水或蒸汽且被相应地设计。
第一连续加热器4的输出端通过止回阀6与转换阀7连接。转换阀7用于将工作状态“热水输出”转换为“咖啡输出”(反之亦然)。转换阀7可以手动或电动操作。转换阀7的输出端一方面与咖啡制备机8连接，另一方面与热水排出管道9连接。在供应热水时，热水输出总是通过热水排出管道9实现。然而，由于制备咖啡不是本发明的主要目的，所以假设制备咖啡的功能对本领域技术人员来说基本上是公知的，这里不再进行进一步的解释。
第二连续加热器5的输出端通过第一电磁阀10与第一蒸汽排出管道11连接。在正常供应蒸汽时，蒸汽输出总是通过第一蒸汽排出管道11进行。
此外，为了对功能进行扩展，根据本发明第一连续加热器4的输出端通过第二电磁阀12与第二蒸汽排出管道13连接。而且第二连续加热器5的输出端通过节流阀14和第三电磁阀15同样与热水排出管道9连接。在需要提高蒸汽效率或热水效率的情况下，通过第二电磁阀12和第三电磁阀15可以在相应的出口提供所需的产品。显而易见，如果在提高蒸汽效率时设置第二蒸汽排出管道13，可因此保证蒸汽质量以及安全性。反之，在提高热水效率时，可容易地使用已经存在的热水排出管道9，因为这样不会产生额外的问题。
对根据本发明的加热装置以及具有根据本发明的加热装置的饮料制备机的所有工作过程的控制通过控制设备16和操作单元17来进行。其中控制设备16可以按照本领域技术人员公知的方式，例如借助于微处理器来实现。同样的，按照本领域技术人员公知的方式，操作单元包括操作元件，启动元件和指示元件，这些元件可使饮料制备机的使用者实现且简化对饮料制备机的操作。此外，控制设备当然也包括通至要被控制的组成元件的连接，这些组成元件例如是流量测量设备2、水泵3、第一连续加热器4、第二连续加热器5、转换阀7和电磁阀10、12和15。这些连接可以包括控制和监控连接，例如在后一种情况下用于监控温度。
如上所述，根据本发明的加热装置基本上实现了如下四个工作可能性或者过程：
1.“正常蒸汽供应”，
2.“增强蒸汽供应(power stream)”，
3.“正常热水供应”，和
4.“增强热水供应(power hot water)”。
图2到图5以示意图参考突出的主流路对四种工作状态进行了进一步解释：
1.“正常蒸汽供应”(参见图2)
-首先通过操作单元17启动蒸汽供应；
-控制设备16的电子元件保持电磁阀12、15关闭，打开第一电磁阀10并启动具有薄膜调节器的水泵3；
-水从水箱1流经流量测量设备2以及继续经过具有薄膜调节器的水泵3。在第二连续加热器5中水被加热为蒸汽且蒸汽通过第一电磁阀10到达第一蒸汽排出管道11；
-在达到一定时间后，通过控制设备16的电子元件关掉水泵3，通过控制设备16的电子元件再次关闭第一电磁阀10。
2.“增强蒸汽供应(power stream)”(参见图3)
-首先通过操作单元17启动蒸汽供应(power stream)；
-控制设备16的电子元件保持电磁阀12、15关闭，打开第一电磁阀10并启动具有薄膜调节器的水泵3；
-水从水箱1流经流量测量设备2并继续经过具有薄膜调节器的水泵3。在第二连续加热器5中水被加热为蒸汽且蒸汽通过第一电磁阀10到达第一蒸汽排出管道11；
-同时第一连续加热器4被加热到蒸汽的温度。在达到该温度后，控制设备16的电子元件打开第二电磁阀12。由此额外生产出的蒸汽通过第二蒸汽排出管道13到达要被加热的液体；
-在达到一定时间后，通过控制设备16的电子元件关掉水泵3，通过控制设备16的电子元件再次关闭电磁阀10、12；
-如果在一段时间内不再需要蒸汽，第一连续加热器4再次进入用于生产热水的预备温度。
注释：
为了保证最佳的蒸汽质量和水质量，排出管道的截面必须合适。也就是说，具备两个排出管道对于蒸汽生产(power steam)来说是必要的。因此在这种情况下通过两个蒸汽排出管道11和13来进行蒸汽输出。
3.“正常热水供应”(参见图4)
-首先通过操作单元17或者通过转换阀7直接(手动)启动热水供应；
-控制设备16的电子元件保持电磁阀10、12、15关闭，打开转换阀7(当其并没有被手动打开时)并启动具有薄膜调节器的水泵3；
-水从水箱1流经流量测量设备2以及继续经过具有薄膜调节器的水泵3。在第一连续加热器4中的水被加热且通过止回阀6到达转换阀7。之后热水通过热水排出管道9到达杯子或类似物；
-流量测量设备2向控制设备16的电子元件告知流过的水量。在达到一定水量后，通过控制设备16的电子元件关掉水泵3；
-控制设备16的电子元件关闭转换阀7或者告知使用者必须手动关闭转换阀7。
注释：
水泵3的薄膜调节器用于稳定系统并且吸收水泵的撞击。在第一连续加热器4加热时，为了防止在转换阀7保持打开时水突然从热水排出管道9中滴落，就需要止回阀6。
4.“增强热水供应(power hot water)”(参见图5)
-首先通过操作单元17启动热水供应；
-控制设备16的电子元件保持电磁阀10、12关闭，打开转换阀7和第三电磁阀15，并启动具有薄膜调节器的水泵3；
-水从水箱1流经流量测量设备2以及继续经过具有薄膜调节器的水泵3。在第一连续加热器4中水被加热且通过止回阀6到达转换阀7。之后热水通过热水排出管道9到达杯子或类似物；
-同时水也流过第二连续加热器5、节流阀14和第三电磁阀15且同样流过热水排出管道9；
-流量测量设备2向控制设备16的电子元件告知流过的水量。在达到一定水量后，通过控制设备16的电子元件关掉水泵3；
-控制设备16的电子元件关闭第三电磁阀15和转换阀7或者告知使用者必须手动关闭转换阀7。
注释：
节流阀14减小压力，从而假如第二连续加热器5预先到达蒸汽温度，就能使热水不喷射在杯子里。
此外，也可以生产混合蒸汽的热水，倘若这对特定的应用来说是需要的或有意义的。为了达到这个目的，需要做的仅仅是相对于第一连续加热器4使第二连续加热器5以为此所需的较高的效率运行。一如既往，通过接通至另外一个连续加热器来得到提高了输出效率的液体输出。
最后图6还示出了具有两个水泵的加热装置的组成部件的基本布置。为了提高生产率，必须或希望向各个连续加热器可控制地输送分别需要的水量，其中对于第一连续加热器4来说是水泵18且对于第二连续加热器5来说是水泵3。
在这种情况下，通过控制设备16来控制水量。四种工作状态“正常蒸汽供应”，“增强蒸汽供应”，“正常热水供应”和“增强热水供应”的运行方式基本上如同相应的图2到图5中所示且在相关的解释中所描述的一样。
此外，对于本领域技术人员来说应该公知的是，示出的功能图解仅作为对功能原理的解释，因此没有必要详细地示出和描述所有公知的技术细节。因此图6额外地还示出了过压阀19，通常出于安全考虑在连续加热器5的范围内还布置过压阀。
参考标号
1  水箱
2  流量测量设备(Flowmeter)
3  水泵
4  第一连续加热器
5  第二连续加热器
6  止回阀
7  转换阀
8  咖啡制备装置
9  热水排出管道
10 第一电磁阀
11 第一蒸汽排出管道
12 第二电磁阀
13 第二蒸汽排出管道
14 节流阀
15 第三电磁阀
16 控制设备
17 操作单元
18 第二水泵
19 过压阀

Claims (12)

1.一种用于饮料制备机的加热装置，具有至少一个水泵(3)，用于将水输送至第一连续加热器(4)以产生热水以及将水输送至第二连续加热器(5)以产生蒸汽，其特征在于，所述第一连续加热器(4)在有产生蒸汽的需求时是可转换的并且可接通至所述第二连续加热器(5)，和/或所述第二连续加热器(5)在有产生热水的需求时是可转换的并且可接通至所述第一连续加热器(4)。
2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述第一和/或第二连续加热器(4、5)能够同时或时间延迟地各自接通至另外一个连续加热器(5、4)。
3.根据权利要求1或2所述的加热装置，其特征在于，存在一个控制设备(16)，用于控制用于产生热水或蒸汽的所述连续加热器(4、5)的转换以及用于依赖于对操作单元(17)的输入以及加热装置的之前的工作状态来控制将所述第一连续加热器(4)接通至所述第二连续加热器(5)或者将所述第二连续加热器(5)接通至所述第一连续加热器(4)。
4.根据权利要求3所述的加热装置，其特征在于，借助对所述操作单元(17)的输入可以选择操作“正常蒸汽供应”，“增强蒸汽供应”，“正常热水供应”和“增强热水供应”。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的加热装置，其特征在于，存在两个蒸汽排出管道(11、13)。
6.根据权利要求5所述的加热装置，其特征在于，第一蒸汽排出管道(11)通过第一电磁阀(10)与所述第二连续加热器(5)连接起来。
7.根据权利要求5所述的加热装置，其特征在于，第二蒸汽排出管道(13)通过第二电磁阀(12)与所述第一连续加热器(4)连接起来。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的加热装置，其特征在于，热水排出管道(9)通过第三电磁阀(15)和节流阀(14)与所述第二连续加热器(5)连接起来并且通过转换阀(7)和止回阀(6)与所述第一连续加热器(4)连接起来。
9.根据权利要求8所述的加热装置，其特征在于，转换阀(7)是手动或电动可控的。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的加热装置，其特征在于，所述至少一个水泵(3)在所述加热装置的所有工作模式中都输送来自水箱(1)的水。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的加热装置，其特征在于，每个连续加热器(4、5)分别对应一个水泵(18、3)。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的加热装置，其特征在于，所述第一连续加热器(4)可这样地接通至所述第二连续加热器(5)或所述第二连续加热器(5)可这样地接通至所述第一连续加热器(4)，即相对于只有一个连续加热器的情况，可以输出更大量的热水或更大量的蒸汽或混合蒸汽的一定量的热水。
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