CN110868892A

CN110868892A - 流体加热器及对应机器

Info

Publication number: CN110868892A
Application number: CN201880037444.9A
Authority: CN
Inventors: C.德曼古
Original assignee: Luigi Lavazza SpA
Current assignee: Luigi Lavazza SpA
Priority date: 2017-06-05
Filing date: 2018-05-28
Publication date: 2020-03-06
Anticipated expiration: 2038-05-28
Also published as: IT201700060931A1; AU2018279247A1; EP3634185B1; EP3634185A1; US20200187707A1; AU2018279247B2; CN110868892B; WO2018224909A1

Abstract

例如用于制备饮料的机器的流体加热器（10）包括：加热芯（12），其包括共同延伸的第一细长加热元件（121）和第二细长加热元件（122）；以及导管（14），其具有用于要加热的流体的入口端（10a）和用于所加热流体的出口端（10b）。导管（14）以缠绕模式缠绕在加热元件（121、122）周围，所述缠绕模式包括缠绕在第一加热元件（121）周围的一组第一缠绕环（141）和缠绕在第二加热元件（122）周围的一组第二缠绕环（142），第一缠绕环（141）与第二缠绕环（142）交错。

Description

流体加热器及对应机器

技术领域

本公开涉及用于流体的加热器。

一个或多个实施例可以例如用于生产热水和/或蒸汽。

一个或多个实施例可以例如在用于制备诸如咖啡（例如，浓缩咖啡）的饮料的机器中使用。

背景技术

流体（液态和气态）的加热器的领域构成了极其广泛的技术领域。

该类型的加热器可以例如用于在各种类型的家用电器中生产热水和/或蒸汽。用于生产诸如咖啡的饮料的机器构成了该可能应用的示例。

在这种应用背景下，可期望提供改进的解决方案，该解决方案能够将简易性（以及因此所包含的总尺寸和成本）的特征与可靠性和效率的特征相结合，因此减少消耗水平。

发明内容

一个或多个实施例的目的是有助于上述性质的解决方案的发展。

根据一个或多个实施例，由于具有在所附权利要求中提到的特征的流体加热器，实现了上述目的。

一个或多个实施例可以涉及诸如用于制备饮料的机器的对应机器。

权利要求形成本文中关于实施例所提供的技术教导的组成部分。

一个或多个实施例提供一种包括由导热材料制成的本体的流体电加热器，包含在本体中的是具有用于水的通过的导管的至少一个加热电阻器，导管遵循接近加热元件的预设路径，其中，可以提供间隔器/对中元件，以便有助于在导管和加热芯之间的机械锚固和对中。

在一个或多个实施例中，由导热材料制成的包含上述元件的本体可以使加热元件的电源端子和要被经历加热的流体（例如，要被加热且可能至少部分转换成蒸汽的水）穿过的导管的端子暴露。

在一个或多个实施例中，可以对导管的缠绕路径进行定形，以便优化在导管和加热芯之间的距离，例如，在导管的缠绕长度的整个发展过程中始终保持预设且实际上恒定的距离。

在一个或多个实施例中，缠绕可以类似于在高度上具有螺旋状发展的沙漏形状或八字形或无穷大符号。

在一个或多个实施例中，可以设想一种几何形状，该几何形状广泛地讲类似于由彼此并排设置的两个螺旋弹簧所获得的几何形状，在螺旋弹簧内部能够定位具有加热元件的叉状加热芯（例如，U形），该加热元件对应于插入到如此形成的沙漏形或八字形缠绕的两个分支中的前述叉状形的耙（prong）。

在一个或多个实施例中，贯穿导管的整个发展，在导管的匝或环与加热元件之间的距离能够实际上是恒定的，因此有助于热量在加热芯与吸收热量的导管之间的均匀传输。

在一个或多个实施例中，导管能够通过使用如与用于生产弹簧的机械设备是相同类型的机械设备来定形，可以改变匝或环的数量，而不必对上述设备进行明显的修改，而仅仅是设置不同数量的匝或环的缠绕。

一个或多个实施例因此使得可以提供加热装置的不同变型，而不引起对生产过程的根本修改。

一个或多个实施例适于通过采用选择有彼此不同的热性质的材料被使用，因此例如可以设想不同的（更短或更长的）时间来达到所期望的加热温度，这例如根据加热芯的功率以及包含加热器元件（例如，导管和加热芯）的本体的质量而定。

一个或多个实施例可以使用能够以给定定向插入到导管的缠绕的匝中的间隔器/对中元件，所述给定定向使得以便允许间隔器/对中元件的插入而不受导管的阻碍。一旦已经将间隔器/对中元件插入到导管中，它们就能够经由一角度旋转而达到锚固到导管的匝或环的状态，从而允许加热元件随后相对于导管对中。

在一个或多个实施例中，上述间隔器/对中元件可以允许与加热芯的（略微）过盈，以便有助于例如在导热材料的后续共模制期间内部元件的适当定位。

在一个或多个实施例中，间隔器/对中元件可以由金属材料或具有良好的热量传输特征的塑料材料制成。

附图说明

现在将参照所附附图仅通过非限制性示例的方式来描述一个或多个实施例，在附图中：

图1示出了实施例的可能使用模式和特征的可能模式；

图2示出了根据一个或多个实施例的流体加热器，其以分解透视图被示出并且具有为了图示的清楚而被移除的一些零件；以及，

图3示出了图2中所呈现的元件，其以组装状态被示出。

应当理解的是，为了图示的清楚和简单起见，附图的各种视图可以不处于相同的比例。

具体实施方式

在随后的描述中，示出了各种具体细节，旨在提供对实施例的各种示例的深入理解。可以在没有该具体细节中的一个或多个的情况下，或者利用其他方法、部件、材料等获得该实施例。在其他情况下，没有详细地示出或描述已知的结构、材料或者操作，使得将不使实施例的各个方面晦涩难解。

在本说明书的框架中，对“实施例”或“一个实施例”的参考旨在表示关于实施例所描述的特定配置、结构、或特征被包括在至少一个实施例中。因此，在本说明书的不同地方可能存在的诸如“在实施例中”、“在一个实施例中”等的短语不必然正好指的是同一个实施例。此外，具体的构造、结构、或特征在一个或多个实施例中可以以任何适当的方式组合。

在本文中使用的附图标记仅仅出于方便被提供，且因此不限定保护的范围或者实施例的范围。

在图1中，附图标记100整体上指代一台机器，该机器可以包括整体上用10指代的流体加热器。

仅作为示例，图1涉及一种用于制备诸如咖啡（例如，浓缩咖啡）的饮料的机器。

仅通过实施例的非限制性示例来提供对这种可能的使用背景的参考。实际上，一个或多个实施例可以在其中设想加热流体（液态和/或气态）的应用的背景的广泛范围下得到应用。

在本文中所例示的用于制备诸如咖啡的饮料（或者诸如茶、热巧克力、肉汤等的一些其他类型的饮料）的机器的情况下，从水槽T吸收的水W经由泵P被供应至加热器10的入口端10a。在本文中所例示的情况下，加热器10是能够经由电源S供电的用电加热器。在本文中所例示的情况下，经由加热器10生产的所加热流体（热水和/或蒸汽）可用于加热器10本身的出口10b，并被供应到冲泡区段B。在此，使流体通过许多饮料前体物质（例如，咖啡粉）的质量块，以便生产被收集在容器I（例如杯子）中的饮料（例如，浓咖啡C）。

用于制备这种类型的饮料的机器本身在本领域中是已知的，因此在本文中任何更详细的描述都变得多余。

对于其余部分，再次回顾的是，仅通过实施例的非限制性示例来提供对作为一个或多个实施例的可能使用背景的饮料制备机器的参考。

这例如（但不排他地）适用于将加热器10称为“流体加热器”。该参考旨在强调以下事实：根据一个或多个实施例的加热器能够既用于加热液体（例如水）又用于加热气态（例如空气或蒸汽），以及用于加热处于混合相的流体（例如，水和蒸汽）。例如，根据一个或多个实施例的加热器10的可能应用可以包括除了用于制备饮料的机器外的家用电器，诸如蒸汽清洁器、蒸汽烤箱、吹风机、空气叶片干手机等。

在一个或多个实施例中，如附图所示的流体加热器10可以包括具有叉状总体构造的加热芯12，该加热芯12具有两个耙121和122，该两个耙121和122通过弓形的C形部分123连接，两个耙121和122限定了共同延伸（彼此平行）的第一加热元件和第二加热元件。

叉状加热芯（诸如本文中所例示的芯12）能够通过始于诸如在图1中示出的源S的电源的对应端子121a、122a供电。该类型的叉状加热芯已知例如用于洗衣机中。

在一个或多个实施例中，加热器10可以包括导管14（例如，由导热材料（诸如金属材料）制成的管），该导管14能够被经历加热的流体穿过，经历加热的流体从入口接头10a被引入到导管14内，所加热的流体从出口接头10b出来。

在一个或多个实施例中，导管14可以以缠绕配置缠绕在加热芯12周围，缠绕配置包括分别由141和142指代的第一组缠绕环（匝）和第二组缠绕环（匝）。

第一组的环或匝（“第一环”）141缠绕在第一加热元件121周围，而第二组的环或匝（“第二环”）142缠绕在第二加热元件122周围。

如可以例如从图2和图3中了解到的，导管14围绕加热芯12的缠绕路径可以设想的是，第一环141与第二环142交错。

例如（例如，参见图2的底部部分），在一个或多个实施例中，能够设想的是，从导管14的入口端10a起始依次存在：

- 第一组141的环，其（沿第一方向，例如沿顺时针方向）缠绕在第一加热元件121周围；

- 第二组142的环，其（沿与第一方向相反的方向，例如沿逆时针方向）缠绕在第二加热元件122周围；

- 第一组141中的另一环，其再次沿第一方向缠绕在第一加热元件121周围；

- 第二组142中的另一环，其再次沿第二方向缠绕在第二加热元件122周围；

等等，直到获得用于导管14的缠绕的轴向展开为止，该轴向展开能够根据应用和使用的要求来确定。

在一个或多个实施例中,在相对于缠绕整体的纵向延伸方向的横截面中观察的导管14围绕加热芯12的两个元件121和122的缠绕路径能够被视为具有能够被定义为砂漏形状或八字形形状（或者无限符号形状）的形状。

在一个或多个实施例中，可以通过寻求通常用于生产从金属丝或管起始的诸如螺旋弹簧的弹簧的类型的方法和设备来进行根据上文所概述的标准的导管14的缠绕（定形）动作。

此外将理解的是，本文中所例示的缠绕路径适于使得在第一组141和第二组142中包括差不多任意数量的缠绕环或匝。

在一个或多个实施例中，因此，加热器10适于根据应用和使用的要求（所需的加热功率，对应壳体的尺寸等）以各种可能的尺寸（由缠绕元件121、122的长度以及由缠绕在其周围的导管14的环或匝的对应数量来确定）被生产。

在一个或多个实施例中，本文中所例示的缠绕标准（所述两个组141、142的缠绕环或匝的交错）也可以以与本文中所例示的方式不同的方式应用，该方式设想第一组141的单独环或者匝与第二组142的单独环或匝交替。

例如，一个或多个实施例可以设想第一组141的成对的环或匝与第二组142的成对的环或匝交替的交错标准。

还可以通过设想至少局部不对称的缠绕标准修改上述交错标准，在至少局部不对称的缠绕标准中，例如，第一组141中的一匝之后是第二组142中的两匝等等。

无论实施上述一般交错原理所采用的标准是什么，一个或多个实施例有助于在加热芯12和导管14之间的良好热耦合，例如，可以（例如，可以从图3的顶部部分所理解的）提供导管14在（严格）接近加热芯12的C形部分123的缠绕环或匝。

例如，通过在加热芯12与导管14的缠绕布置结构之间设置诸如叉状元件的间隔器元件16，能够有助于以精确的方式确定相对定位。

再次，为了有助于导管14在加热芯12上的缠绕的精确相对定位，在一个或多个实施例中，可以在每个加热元件121、122与环或匝的相应组141、142之间插入对中元件181、182。

上述元件能够有助于导管14和加热芯12在径向方向（例如，其中，加热元件121、122设置在相对于缠绕在它们周围的环或匝的相应组141、142尽可能远的、中心的位置）以及在纵向方向（例如，甚至在其中不提供间隔器元件16的情况下）两者上的精确相对定位。

在一个或多个实施例中，对中元件181、182可以包括通道本体181a、182a，在提供在前述通道形本体的外侧上径向延伸的一个或多个纵向肋部的情况下，该通道本体181a、182a可以可能地通过卡合动作而装配在加热元件121、122上（实际上是包围它们）。

在一个或多个实施例中，可以提供三个这种类型的肋部，其分别由181b、181c（加热元件121、匝或环的组141）和由182b、182c（加热元件122、匝或环的组142）来指代，该三个肋部围绕对中元件的纵向轴线可能地以相同的角距离（例如120°）间隔开。

在一个或多个实施例中，上述肋部组可以包括通道形本体的端部肋部（由181b和182b指代的肋部）和背部肋部（dorsal fin）（181c、182c），背部肋部可以更显著，并且提供凹口（181d、182d），该凹口形成用于导管14的缠绕的环或匝的通路，以便有助于环或匝141、142的缠绕相对于加热元件121、122的精确相对纵向定位。

在一个或多个实施例中，本文中所例示的对中元件的配置（特别是关于背部肋部181c、182c）能够利用这样的事实-如例如从图2的底部部分可以理解的-包括两组环或匝141、142的缠绕的总砂漏构型确定：在这些组的环或匝中的每一个组中，具有尖头形轮廓141a、142a的相互面对区域的形成（实际上这些是与砂漏形状的颈区或者缩窄处相邻的两个部分）。

尖头形区域141a、142a的存在使得能够通过使前述背部肋部181c、182c进入对应于前述尖头形区域的位置内而获得对中元件181、182相对于导管141的缠绕的纵向相对滑动，因此实际上可以实现对中元件181、182相对于导管14的缠绕的自由滑动。

所谓纵向相对滑动与以下事实有关，即根据装置12的组装所采用的可能形式，可以设想以下两者：使对中元件181、182在缠绕141、142内滑动；并且以互补方式，使缠绕141、142在例如已经安装在加热元件121、122上的对中元件181、182上滑动。

一旦已经达到缠绕141、142相对于对中元件181、182的期望轴向定位，就可以使对中元件181、182相对于其纵向轴线旋转，以便能够使凹口181d、182d包围缠绕141、142的对应环或匝，从而有助于导管14的缠绕141、142相对于加热芯12的精确相对定位。

在一个或多个实施例中（参见例如图1），能够将先前所描述的一组零件封装在浇铸/模制在上述一组零件周围的导热材料20（例如，诸如铝合金的金属材料）中。例如，使加热芯12的电源端子121a，122a和导管14的端接头10a（进入）和10b（输出）两者都可以从外部通达。

在一个或多个实施例中，可以使导热材料20填充在加热元件12与导管14的匝或环141、142之间的空间，因此有助于建立从加热芯12至导管14以及至自身通过导管14而被加热的流体（液态或气态）的良好传热条件。

在一个或多个实施例中，在本文中参考包括两个共同延伸的加热元件121、122的叉状加热芯12所例示的解决方案可以扩展至包括三个或更多个共同延伸的（平行）加热元件的加热芯12的结构，相应地修改导管14的缠绕路径，以便包括导管14的对应数目个组（三组或者更多组）的缠绕环或匝。因此，权利要求的语言（例如，“包括”）被理解为也扩展到这些可能的发展。

在一个或多个实施例中，流体加热器（例如，10）可以包括：

- 包括共同延伸（例如，彼此平行）的第一细长加热元件（例如，121）和第二细长加热元件（例如，122）的加热芯（例如，12）；

- 具有用于要加热的流体（水）的入口端（例如，10a）和用于所加热流体（例如，水和/或蒸汽）的出口端（例如，10b）的导管（例如，14），导管以包括缠绕在第一加热元件周围的一组第一缠绕环（例如，141）和缠绕在第二加热元件周围的一组第二缠绕环（例如，142）的缠绕模式缠绕在加热元件周围，第一缠绕环与第二缠绕环交错。

在一个或多个实施例中：

- 第一缠绕环可以沿第一缠绕方向缠绕在第一加热元件周围；以及，

- 第二缠绕环可以沿第二缠绕方向缠绕在第二加热元件周围，第二缠绕方向与第一缠绕方向相反。

在一个或多个实施例中，第二缠绕方向可以与第一缠绕方向相同（一致）。

在一个或多个实施例中，导管可以通过沙漏形的缠绕路径缠绕在第一加热元件和第二加热元件周围。

一个或多个实施例可以包括叉状加热芯，叉状加热芯具有构成第一加热元件和第二加热元件的两个耙以及在两个耙之间的C形部分（例如，123）。

一个或多个实施例可以包括在加热芯的C形部分与导管的缠绕环组之间的间隔器元件（例如，16）。

一个或多个实施例可以包括对中元件（例如，181、182），对中元件被提供在第一缠绕环和第一加热元件之间以及在第二缠绕环和第二加热元件之间。

在一个或多个实施例中，对中元件可以包括围绕第一加热元件和第二加热元件中的对应一者的至少一个通道形本体（例如，181a、182a）以及朝通道形本体的外侧径向突出的至少一个纵向肋部（例如，181b、181c、182b、182c）。

在一个或多个实施例中，所述一组第一缠绕环和所述一组第二缠绕环可以包括相互面对的尖头形区域（例如，141a、142a），其中，所述至少一个纵向肋部（例如，181c、182c）能够被纵向插入在所述尖头形区域中。

在一个或多个实施例中，所述至少一个纵向肋部（例如，181c、182c）可以包括一组凹口（例如，181d、182d），所述一组凹口提供用于导管的缠绕环的通路。

一个或多个实施例可以包括施加（例如，模制/浇注）在加热元件上以及在缠绕在加热元件周围的导管的缠绕环上的导热材料（例如，20）。

在一个或多个实施例中，导热材料可以填充在加热元件与缠绕在加热元件周围的导管的缠绕环之间的空间。

在一个或多个实施例中，机器（例如，家用电器）可以包括：

- 根据一个或多个实施例的流体加热器；

- 与流体加热器的导管的入口端处于液体（例如，水）的传输连通的液体源（例如、P、T、W）；

- 电源（例如，电力供应源S），其用于激活流体加热器的加热芯；以及，

- 使用所加热流体（例如，水和/或蒸汽）的构件（例如，B），其与流体加热器的导管的出口端处于流体（例如，水和/或蒸汽）的传输连通。

在一个或多个实施例中，机器（例如，用于制备饮料）可以包括：

- 与流体加热器的导管的入口端处于液体传输连通的用于制备饮料的液体源（例如、P、T、W）；以及，

- 冲泡腔室（例如，B），其能够加载有饮料的前体（例如，咖啡粉、茶等），冲泡腔室与流体加热器的导管的出口端处于流体（例如，水和/或蒸汽）的传输连通，并且，冲泡腔室配置成用于输送通过经由被流体加热器加热的流体来冲泡所述前体而获得的饮料（例如，C）。

在不违背根本原理的情况下，结构和实施例的细节可以相对于在本文中仅仅通过非限制性示例示出的结构和实施例变化、甚至显著地变化，而不由此脱离由所附权利要求限定的保护范围。

Claims

1.一种流体加热器（10），包括：

加热器芯（12），所述加热器芯（12）包括第一细长共同延伸的加热器构件（121）和第二细长共同延伸的加热器构件（122），

带有用于要加热的流体的输入端（10a）和用于所加热流体的输出端（10b）的导管（14），所述导管（14）以包括一组第一缠绕环（141）和一组第二缠绕环（142）的缠绕模式缠绕到所述加热器构件（121、122）上，所述第一缠绕环（141）缠绕在第一加热器构件（121）周围，所述第二缠绕环（142）缠绕在第二加热器构件（122）周围，所述第一缠绕环（141）与所述第二缠绕环（142）交错。

2.根据权利要求1所述的流体加热器（10），其中：

所述第一缠绕环（141）沿第一缠绕方向缠绕在所述第一加热器构件（121）上，以及，

所述第二缠绕环（142）沿第二缠绕方向缠绕在所述第二加热器构件（122）上，所述第二缠绕方向与所述第一缠绕方向相反。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的流体加热器（10），其中，所述导管（14）以砂漏形缠绕轨迹缠绕到所述第一加热器构件（121）和所述第二加热器构件（122）上。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的流体加热器（10），包括：叉形加热器芯（12），所述叉形加热器芯（12）具有提供所述第一加热器构件（121）和第二加热器构件（122）的两个耙以及在耙（121、122）之间的环部分（123）。

5.根据权利要求4所述的流体加热器（10），其包括间隔器构件（16），所述间隔器构件在所述加热器芯（12）的所述环部分（123）与所述导管（14）的缠绕环（141、142）的组之间。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的流体加热器（10），包括：在所述第一缠绕环（141）和所述第一加热器构件（121）之间以及在所述第二缠绕环（142）和所述第二加热器构件（122）之间的对中构件（181、182）。

7.根据权利要求6所述的流体加热器（10），其中，所述对中构件（181、182）包括至少一个通道形本体（181a、182a）和从所述通道形本体（181a、182a）径向向外突出的至少一个纵向肋部（181b、181c；182b、182c），所述至少一个通道形本体（181a、182a）包围所述第一加热器构件（121）和所述第二加热器构件（122）中的相应一者。

8.根据权利要求7所述的流体加热器（10），其中，所述一组第一缠绕环（141）和所述一组第二缠绕环（142）包括相互面对的尖头形区域（141a、142a），其中，所述至少一个纵向肋部（181c、182c）能够纵向地插入到所述尖头形区域（141a、142a）内。

9.根据权利要求7或权利要求8所述的流体加热器（10），其中，所述至少一个纵向肋部（181c、182c）包括一组凹口（181d、182d），所述一组凹口（181d、182d）提供用于所述导管（14）的缠绕环（141、142）的通路。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的流体加热器（10），包括：施加到所述加热器构件（121、122）上的导热材料（20），并且，所述导管（14）的缠绕环（141、142）缠绕到所述加热器构件（122、122）上。

11.根据权利要求10所述的流体加热器（10），其中，所述导热材料（20）填充在所述加热器构件（121、122）与所述导管（14）的缠绕到所述加热器构件（121、122）上的缠绕环（141、142）之间的空间。

12.一种机器（100），包括：

根据前述权利要求中的任一项所述的流体加热器（10）；

与所述流体加热器（10）的导管（14）的输入端（10a）处于液体传输连通的液体源（P、T、W）；

电源（S），其用于为所述流体加热器（10）的加热器芯（12）供电；以及，

所加热流体的用户构件（B），其与所述流体加热器（10）的导管（14）的输出端（10b）处于流体传输连通。

13. 根据权利要求12所述的机器（100），包括：

与所述流体加热器（10）的导管（14）的输入端（10a）处于液体传输连通的用于制备饮料的液体源（P、T、W）、

能够加载有饮料前体的冲泡腔室（B），所述冲泡腔室与所述流体加热器（10）的导管（14）的输出端（10b）处于流体传输连通，且所述冲泡腔室（B）配置成用于分配由借助于来自所述流体加热器（10）的所加热流体冲泡所述前体而获得的饮料（C）。