CN103876635B - 压力式液体速热器 - Google Patents

Abstract

一种压力式液体速热器，包括进水管、出水管、加热管，加热管为涂层式电热玻璃管，加热管安装在发热体外壳内，加热管两端的电极卡箍从内端盖的电极槽伸出，所述进水管通过硅胶密封圈和预热管相通，预热管的外壁与发热体外壳相接触，预热管经过硅胶密封圈、下端盖和加热管相通；加热管的顶部经过上端盖和出水管相通。本发明可以使发热体组件在水压为7‑15千克力的压力条件下工作，并能承受40千克力的压力测试，而且可以快速拆装，安装更换方便。发热体外壳上的双温控器设计，可以迅速检测到加热管的异常升温，自动切断电源，防止加热管异常干烧。

Description

压力式液体速热器

技术领域

本发明涉及一种加热器件，特别是一种压力式液体速热器。

背景技术

咖啡机的发热体组件是咖啡机的关键组件之一。为了提高咖啡的口感，保持水体的活性，使咖啡末能充分与热水溶解，冲泡咖啡的最合适水温为83-88度，水不能沸腾，不能产生气泡；同时，水体内应溶解一定量的空气，并且保持7-17千克力的压力。

现有的快热式咖啡机的加热组件，通常有两种：一种采用螺旋加热管结构，如专利号CN201320153818.8“咖啡机的加热单元”中所述，包括一根螺旋上升的加热管和一根盘绕在加热管外并随着加热管螺旋上升的水管，水管和加热管均压铸在铝壳内，铝壳表面设有盲孔，温度感应器的探头位于盲孔内。

另一种采用U字型发热管，加热管附着在水管上，如专利号CN201020514282.4“咖啡机二次加热结构”，除了主加热管，在进水管上还安装有附加发热管，通过两次加热，提高煮出来的水温。

现有的咖啡机发热体组件，均采用普通铝制加热管，体积大，成本高。热水与铝管接触，容易产生水垢，并且长期饮用铝离子析出的水也不利于健康。上述咖啡机采用加热组件加热速度慢、预热时间、热惯性大，感温探头的感温漂移大，加热组件本身向周围发散大量热量，浪费电能，同时也提高了咖啡机的内部温度，加速内部元件老化。

上述咖啡机的加热体组件均在常压下工作，出水口为常压的热水，冲泡咖啡时，咖啡末溶解不够充分，咖啡的口感不好。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种节能环保、健康安全、加热速度快、控温准确、耐压好的压力式液体速热器。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种压力式液体速热器，包括进水管、出水管、加热管，加热管为涂层式电热玻璃管，加热管安装在发热体外壳内，加热管两端的电极卡箍从内端盖的电极槽伸出，其特征在于：进水管通过硅胶密封圈和预热管相通，预热管的外壁与发热体外壳相接触，预热管经过硅胶密封圈和加热管相通；加热管的顶部经过上端盖和出水管相通。

所述进水管与压力泵相连，进水管、出水管和温控探头上均固定有堵头，堵头为圆柱形，上端盖上有堵头孔和卡簧槽，堵头孔内依次安装有O型圈、堵头，卡簧伸入卡簧槽，将堵头固定在堵头孔内。

所述加热管内安装有金属网，金属网靠自身弹性贴合在加热管内壁。

所述内端盖有两个，上端盖和第一内端盖通过螺钉连接在发热体外壳的上端，将硅胶密封圈固定在上端盖和第一内端盖之间；下端盖和第二内端盖通过螺钉连接在发热体外壳的下端，将硅胶密封圈固定在下端盖和第二内端盖之间；内端盖内安装有硅胶垫圈，硅胶垫圈有两个，分别固定在第一内端盖和第二内端盖内部，加热管的两端伸入硅胶垫圈内，使加热管固定在发热体外壳的中间。

所述加热管内安装有压环，压环为E字形，使感温探头的检测点与加热管上电热膜上端所对应的内壁相接触。

所述预热管直接在发热体外壳上冲孔成型。

所述预热管为插管式，发热体外壳上有预热腔，预热管为不锈钢管，插入发热体外壳的预热腔内。

所述发热体外壳上至少有一面为平面，平面上安装有温控器，温控器为两个，一个为自动复位温控器，一个为手动复位温控器。

所述下端盖有进水管，发热体外壳上设计有两根预热管，上端盖内有上导槽，将第一预热管和第二预热管连接起来，下端盖内有进水槽，将第二预热管与加热管连接。

所述上端盖有进水管，发热体外壳上设计有三根预热管，分别围在发热体外壳的三个侧面上；在下端盖内有下导槽，该下导槽将第一预热管和第二预热管连接起来；上端盖内有上导槽，该上导槽将第二预热管和第三预热管连接起来，第三预热管在下端盖内通过进水槽和加热管的底部相通。

与现有技术相比，本发明的优点在于：利用冷水预热的方式，预热管通过发热体外壳的热传导，收集加热管向外散发的热辐射，对冷水进行预热，既节约了能源，提高了热效率，又有效地解决了加热管发烫温升的问题，可以加大电热膜的功率密度，减少加热管的体积。发热体组件采用直管结构，能承受压力，其体积小巧，加热速度快，出水量大，可以减小咖啡机的体积。在加热管的上下两端用硅胶垫圈将玻璃制成的加热管与发热体外壳隔离开，能起到不流失余热和良好的防震效果。加热管内壁上端安装的感温探头可以提高感温灵敏度，可以使出水温度控制的精确，还可以迅速的控制加热管干烧，有效的保护加热管。本发明使用的材质以及结构设计可以使发热体组件在水压为7-15千克力的压力条件下工作，并能承受40千克力的压力测试，而且可以快速拆装，安装更换方便。发热体外壳上的双温控器设计，可以迅速检测到加热管的异常升温，自动切断电源，防止加热管异常干烧。

附图说明

图1、本发明实施例一的立体图（压力泵、控制电路板未画出）。

图2、本发明的零件爆炸图。

图3、本发明实施例一的剖视图。

图4、感温探头、加热管和压环的配合示意图。

图5、本发明实施例二的发热体外壳和预热管的结构图。

图6、本发明实施例二的上端盖的立体图。

图7、本发明实施例二的上端盖的仰视图。

图8、本发明实施例二的下端盖的立体图。

图9、本发明实施例二的下端盖的仰视图。

图10、本发明实施例三的发热体外壳和预热管的结构图。

图11、本发明实施例三的上端盖的立体图。

图12、本发明实施例三的上端盖的仰视图。

图13、本发明实施例三的下端盖的立体图。

图14、本发明实施例三的下端盖的仰视图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明由进水管11、出水管13、感温探头12、上端盖1、内端盖2、发热体外壳3、下端盖4、硅胶密封圈5、加热管6、硅胶垫圈7、预热管8组成。进水管与压力泵相连。

上端盖1为进水管11、出水管13和感温探头12的接头座。它上面有三组堵头孔1_1和卡簧槽1_2，分别和进水管11、出水管13和感温探头12相对应。进水管11、出水管13、感温探头12均固定有堵头16，堵头16为圆柱形。上端盖1上有堵头孔1_1和卡簧槽1_2，堵头孔1_1内依次安装有O型圈18、堵头16，卡簧17伸入卡簧槽1_2内，将堵头固定在堵头孔内，O型圈起到密封效果。该结构拆卸更换方便，在水压为7-15千克力的压力条件下能稳定工作，并且能承受40千克力以上的水压测试。上端盖上有4个螺丝孔，用于和内端盖2连接。

所述预热管有两种连接方式，一种为一体式，预热管和发热体外壳为一体，为防止铝离子析出，预热管内壁上有涂层。

另一种为插管式，发热体外壳上有预热腔，预热管为不锈钢管，插入发热体外壳的预热腔内。不锈钢管可以有效地隔离水体和发热体外壳，防止铝离子析出。

感温探头12安装在加热管6的内壁上端，感温探头12的固定端与堵头16相通，加热管内安装有压环19，压环为E字形，感温探头12的检测点依靠弹性压环12-1与加热管6的电热膜62上端所对应的内壁紧密接触，压环19固定在上端盖1上。

内端盖2有两个，内部结构相同，互为对称。第一内端盖21和上端盖1连接，通过螺钉连接在发热体外壳3的上端，硅胶密封圈5固定在上端盖1和第一内端盖21之间；下端盖4和第二内端盖22通过螺钉连接在发热体外壳3的下端，硅胶密封圈5固定在下端盖4和第二内端盖22之间。

硅胶密封圈5有两个，即上硅胶密封圈51和下硅胶密封圈52，形状均为8字形，分别和预热管8以及加热管6两端配合。

加热管6为外涂层式电热玻璃管，管体为玻璃管，在外壁上涂覆有发热膜62，发热膜的上下两端为涂膜电极61，电极卡箍63与涂膜电极61接触，并通过内端盖上的电极槽2_1伸出。为了方便电极卡箍63和导线通过螺栓固定，内端盖靠近电极槽的一侧有螺钉孔2_2。

发热体外壳3为导热性能良好的铝合金制成。加热管6安装在发热体外壳3内。发热管6的上、下两端安装有硅胶垫圈7，使加热管的外壁与发热体外壳隔离。

预热管设计有两种方式。

第一种方式：预热管8直接在发热体外壳3上冲孔成型，为防止发热体外壳的铝离子析出，在预热管内部进行镀膜处理，该镀膜处理方法为陶瓷镀膜或金属镀膜。

第二种方式：预热管8为插管式，发热体外壳3上有预热腔，预热管为不锈钢管，插入发热体外壳的预热腔内，预热管与发热体外壳直接接触。

发热体外壳3为方形，一平面上有两个温控器，一个为自动复位温控器14，一个为手动复位温控器15。手动复位温控器上有手动开关15_1。两个温控器均监视加热管表面的温度，温度超过预设温度时将自动切断加热管供电，防止加热管干烧。自动温控器14将电信反馈给控制电路板，手动温控器15上有复位钮15-1，当温控器断开加热电源后，通过复位钮可以恢复通电。

为提高温控器的反应速度，在发热体外壳上有两个通孔，自动温控器和手动温控器的探头穿过通孔，伸入到距离加热管外壁1mm-5mm处，通孔与温控器的接头处采用了密封结构，可承受40千克力的水压，防止加热管爆裂后，热水从通孔渗漏到速热器外。

感温探头12用来监视水温及加热管6内壁温度，正常工作时通过电路控制板控制加热管6的功率，使出水管的水温达到最佳温度。缺水时，加热管6内出现干烧现象时，加热管6内壁和外壁温度会快速升温，当达到上限温度时感温探头12、手动温控器15、自动温控器14将检测到数据异常，电路控制板迅速减小加热管6的功率，防止干烧损坏加热器电热膜62。

加热管6内安装有金属网64，金属网靠自身的弹性贴合在加热管的内壁上，金属网经过粗糙处理，在沸腾传热中更容易形成汽化核心，提高传热分系数，减少沸水“气爆”。

下端盖4内有一个8字槽4_1，用于安装硅胶密封圈5， 8字槽的底部有导槽，使加热管6与预热管8的下端连通。

使用时，经压力泵增压后的冷水，通过进水管11进入到发热体组件内，经过预热管8、下端盖4进入加热管6内加热。热水通过出水管13排出。

进一步地，由于咖啡机的进水口要求设计在加热管的下方，为满足此类咖啡机的结构需求，在本发明的基础上，设计出实施例二。

结合图5~图9所示，实施例二的进水管11设计在下端盖4上，实施例二在发热体外壳3上，设计有两根预热管，上端盖内增加了一道上导槽1_3，将第一预热管81和第二预热管82连接起来。经过压力泵的水，从下端盖4进入第一预热管81，从上端盖进入到第二预热管82，再回到下端盖，沿进水槽4_2进入加热管6进行加热。满足了部分咖啡机从加热管下方进水的要求。

进一步的，为了更好地吸收加热管从发热体外壳上散失的余热，在实施例一的基础上，设计出了实施例三。

结合图8~图10所示，实施例三的进水管11设计在上端盖1内，实施例三在发热体外壳3上设计有三根预热管，分别围在发热体外壳的三个侧面上。在下端盖内，增加了一道下导槽4_2，该下导槽4_2将第一预热管81和第二预热管82连接起来。上端盖1内，增加一道上导槽1_3，该上导槽1_3将第二预热管82和第三预热管83连接起来，第三预热管在下端盖4内通过进水槽4_3和加热管6的底部相通。

经过压力泵的水，从上端盖1进入第一预热管81，依次经过下端盖4、第二预热管82、上端盖1、第三预热管83、下端盖4进入加热管6内。经过加热后，从上端盖的出水口13流出。

此结构比实施例二和实施例一更加复杂，成本提高，但预热时间长，预热效果最好，最大限度地利用了加热管的余热来加热水体，提高设备的加热效率，更加省电。

实施例二和实施例三的的感温探头、自动复位温控器、手动复位温控器的安装方式与实施例一相同，加热管结构与实施例一相同，各连接口处均安装有硅胶密封圈。

本发明可以在压力式咖啡机、开水机、加湿器等产品中做为加热器使用。

Claims (9)

1.一种压力式液体速热器，包括进水管（11）、出水管（13）、加热管（6），加热管为涂层式电热玻璃管，加热管安装在发热体外壳（3）内，加热管两端的电极卡箍（63）从内端盖（2）的电极槽（2_1）伸出，其特征在于：该压力式液体速热器的加热管两端设置有硅胶密封圈（5），硅胶密封圈有两个，并且每个硅胶密封圈呈8字形，设置有两个通孔分别与预热管和加热管配合，两个通孔之间不相通，所述进水管（11）通过硅胶密封圈（5）的预热管通孔和预热管（8）相通，预热管经过硅胶密封圈（5）、下端盖（4）、硅胶密封圈（5）和加热管（6）以U字形方式相通；加热管的顶部经过上端盖（1）和出水管（13）相通；所述进水管（11）与压力泵相连，进水管、出水管和温控探头上均固定有堵头（16），堵头为圆柱形，上端盖（1）上有堵头孔（1_1）和卡簧槽（1_2），堵头孔内依次安装有O型圈（18）、堵头（16），卡簧（17）伸入卡簧槽（1_2）内，将堵头（16）固定在堵头孔（1_1）内。

2.根据权利要求1所述的压力式液体速热器，其特征在于：所述加热管（6）内安装有金属网（64），金属网靠自身弹性贴合在加热管的内壁。

3.根据权利要求1所述的压力式液体速热器，其特征在于：所述内端盖（2）有两个，上端盖（1）和第一内端盖（21）通过螺钉连接在发热体外壳（3）的上端，将上硅胶密封圈（51）固定在上端盖和第一内端盖之间；下端盖（4）和第二内端盖（22）通过螺钉连接在发热体外壳（3）的下端，将下硅胶密封圈（52）固定在下端盖和第二内端盖之间；内端盖内安装有硅胶垫圈（7），硅胶垫圈有两个，分别固定在第一内端盖和第二内端盖内部，加热管（6）的两端伸入硅胶垫圈内，使加热管固定在发热体外壳的中间。

4.根据权利要求1所述的压力式液体速热器，其特征在于：所述加热管（6）内安装有压环（19），压环为E字形，使感温探头（12）的检测点与加热管上电热膜（62）上端所对应的内壁相接触。

5.根据权利要求1所述的压力式液体速热器，其特征在于：所述预热管（8）直接在发热体外壳（3）上冲孔成型。

6.根据权利要求1所述的压力式液体速热器，其特征在于：所述预热管（8）为插管式，发热体外壳（3）上有预热腔，预热管为不锈钢管，插入发热体外壳的预热腔内。

7.根据权利要求1所述的压力式液体速热器，其特征在于：所述发热体外壳（3）上至少有一面为平面，平面上安装有温控器，温控器为两个，一个为自动复位温控器（14），一个为手动复位温控器（15）。

8.根据权利要求1所述的压力式液体速热器，其特征在于：所述下端盖有进水管（11），发热体外壳（3）上设计有两根预热管，上端盖内有上导槽（1_3），将第一预热管（81）和第二预热管（82）连接起来，下端盖内有进水槽（4_2），将第二预热管（82）与加热管（6）连接。

9.根据权利要求1所述的压力式液体速热器，其特征在于：所述上端盖有进水管（11），发热体外壳上设计有三根预热管，分别围在发热体外壳的三个侧面上；在下端盖内有下导槽（4_2），该下导槽将第一预热管（81）和第二预热管（82）连接起来；上端盖内有上导槽（1_3），该上导槽将第二预热管（82）和第三预热管（83）连接起来，第三预热管在下端盖内通过进水槽（4_3）和加热管（6）的底部相通。