CN117835878A - 用于制备热饮料的机器的加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于制备热饮料的机器的装置(1)，特别是流通式加热器，该装置(1)包括：‑金属体(2)；‑布置在金属体(2)中的至少一个电加热器(3)；‑导管(4)，该导管(4)用于通过待加热的可食用液体，特别是水；其中，导管(4)由金属体(2)的第一内表面(21)限定；其中，第一内表面(21)涂覆有涂层，该涂层特别适合于接触食物、适合于接触该待加热的可食用液体，并且特别适合于被该待加热的可食用液体润湿；其中，该涂层基本上由以下材料中的一种制成：聚酰胺(PA)、全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚氨酯(PU)、聚酯、硅树脂或溶胶凝胶。

Description

用于制备热饮料的机器的加热装置

技术领域

本发明涉及饮料制备装置的领域，尤其是家用饮料制备装置。

具体地，本发明涉及一种加热装置。更具体地，本发明涉及一种瞬时交换器或加热器或流通式加热器，用于加热用于制备饮料的液体流，特别是水。

背景技术

用于制备诸如咖啡的热饮料的机器非常普遍。

这种机器设置有适于加热水以制备饮料的加热装置。

一种类型的加热装置被称为流通式加热器(FTH(flow through heater))，或流动加热器或瞬时加热器(尤其是瞬时流动加热器)。流通式加热器特别适用于加热水流，即适用于当水在该装置的导管中流动时加热水。

FTH型加热装置包括金属体、用于待加热液体的导管和一个或多个通过焦耳效应产生热量的加热元件。

用铝或铝合金制造该金属体是理想的，因为这是一种导热良好的材料。

然而，出于健康考虑，铝金属体不应与待加热的液体直接接触。

因此，加热装置包括将不锈钢管插入金属体，使得液体与不锈钢管接触，而不与金属体接触。钢管通常钎焊到金属体上。

然而，使用钢管有几个缺点，包括：降低了能量效率；石灰石粘附在钢管上；设备生产复杂性更高，建造时间更长。

此外，钢管不提供液体和加热元件之间的任何电绝缘。

因此，需要克服现有技术的局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制备饮料的机器的加热装置，特别是FTH型加热装置。与现有技术相比，该加热装置对健康是安全的，并且更加节能。

本发明的另一个目的是：与现有技术相比，允许以更容易和更快速的方式生产所述装置。

本发明的另一个目的是提高加热装置的电气安全性。

本发明的另一个目的是增加液体导管壁上的石灰石粘附阻力。

本发明通过一种用于制备热饮料的机器的装置(特别是流通式加热器)实现了这些目的中的至少一个、以及根据本发明的描述将变得显而易见的其它目的。所述装置包括：

-金属体；

-布置在金属体中的至少一个电加热器；

-导管，所述导管用于通过待加热的可食用液体(特别是水)；

其中，所述导管由金属体的第一内表面限定；

其中，所述第一内表面涂覆有涂层，所述涂层特别适于接触食物、适于接触所述待加热的可食用液体，并且特别适于被所述待加热的可食用液体润湿；特别地，其中所述涂层由或基本上由以下材料之一制成：聚酰胺(PA)、聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚氨酯(PU)、聚酯、硅树脂或溶胶凝胶。

特别优选的是，所述涂层由聚酰胺(PA)制成，或者基本上由聚酰胺(PA)制成。

如将进一步解释的，前述材料(特别是聚酰胺)使得该装置的生产过程简单和快速，并且也适合于接触食物。此外，前述材料适于承受加热装置(特别是用于制备热饮料的机器的流通式加热器)中可达到的温度。

前述材料(特别是聚酰胺)允许容易且快速地制造所述装置，而不需要预处理待涂覆的表面，并且允许在涂覆所述导管的内表面之后弯曲所述导管，以避免涂层被损坏。

本发明还涉及一种特别是根据权利要求18的用于制备饮料的机器。

特别地，金属体设有两个不同的通道或孔(特别是通孔)。两个孔中的一个形成所述液体导管。所述电加热器设置或制作在另一个孔中。

金属体优选由铝或铝合金制成。优选地，金属体是铝或铝合金型材，特别是铝或铝合金挤压型材(即通过挤压生产的型材)。

有利的是，限定所述液体导管的内表面设置有所述涂层，以防止液体和金属体之间直接接触，而无需使用钢管，特别是无需在金属体的两个孔之一内使用钎焊钢管。

事实上，由于所述涂层适用于接触食品，并且放置在液体和金属体之间(在使用中，涂层被液体润湿)，所以不需要使用钢管来克服铝或铝合金金属体与食品接触相关的相容性问题。

因此，电加热器和在导管中流动的液体之间的热交换效率也得到提高，即，产生了一种热性能更好的装置，以确保液体流不会与金属体直接接触。事实上，由于有一根钢管供液体流动，所以没有热量损失。

此外，涂层增加了石灰石在液体导管壁上的粘附阻力。涂层优选具有不粘性。

同样有利的是，通过在液体和金属体之间放置涂层，提高了电气安全性。涂层优选是电绝缘的。

事实上，相对于电加热器所设置的电绝缘材料(特别是已经设置的电绝缘材料)，涂层提供了额外的电绝缘。

此外，有利的是，通过使用比制造金属体的材料具有更低电导率的涂层，可以容易且快速地检查涂层是否被正确施加。特别地，这可以与大规模生产兼容。

根据示例性但非排他性实施例的详细描述，本发明的进一步特征和优点将变得更加明显。

从属权利要求描述了本发明的特定实施例。

附图说明

在本发明的描述中，参考了附图。附图以非限制性示例的方式提供，其中：

图1示出了根据本发明的装置的透视图；

图1A示意性地示出了图1的装置的细节的剖视图，其中，所述装置的端部插入管中；

图2示出了图1的截面A-A；

图3仅示出了图1装置的金属体的截面A-A；

图4示出了图1的装置的另一个透视图；

图5示出了图1装置的平面图。

相同的元件或部件具有相同的附图标记。

具体实施方式

参照附图，描述了根据本发明的用于制备热饮料的机器的装置1或加热装置的非限制性示例性实施例。

特别地，装置1是流通式加热器类型，或瞬时加热器或流动加热器类型。

特别地，装置1适于安装在用于制备热饮料的机器中。作为示例而非限制，该机器用于制备咖啡。

在所有实施例中，装置1包括

-金属体2；

-布置在金属体2中的至少一个电加热器3；

-导管4，该导管4用于通过待加热的可食用液体(特别是水)；

其中，该导管4由金属体2的内表面21(出于描述目的也称为第一内表面)限定；

其中，该内表面21涂覆有涂层，该涂层特别适于接触食物、适于接触待加热的可食用液体，并且特别适于被待加热的可食用液体润湿。

换句话说，金属体2设有两个通道或孔(特别是通孔)。两个孔中的一个形成用于液体的导管4。在另一个孔30(见图3)中布置或制造了该电加热器3。

每个孔由金属体2的相应内表面21、22限定。

金属体2优选由铝或铝合金制成。

金属体2优选是单片体，特别是通过挤压获得的单片体。

金属体2、特别是导管4，具有用于液体的入口部242a和出口部242b。

该涂层由聚合物材料或溶胶凝胶制成。

特别有利的是，该涂层基本上由以下材料之一制成、或由以下材料之一制成：聚酰胺(PA)、全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚氨酯(PU)、聚酯、硅树脂或溶胶凝胶。

特别优选的是，该涂层基本上由聚酰胺(PA)制成。

聚酰胺是经过精心挑选的。事实上，发明人已经发现聚酰胺提供了各种优点。

特别地，聚酰胺允许促进装置1的生产过程。事实上，聚酰胺不需要对待涂覆的导管4的内表面进行预处理操作。特别地，聚酰胺不需要在待涂覆的表面上进行机械操作，例如研磨该待涂覆的表面以增加其粗糙度。

此外，聚酰胺具有合适的机械性能，使得为了获得具有一个或多个弯曲延伸部的导管4，在导管4为直的情况下，可以首先在金属体2的内表面涂上聚酰胺。然后，金属体2可以弯曲，使得导管4具有一个或多个弯曲的延伸部分。特别地，通过将限定导管4的内表面21(涂覆有聚酰胺)弯曲，聚酰胺涂层不会被损坏。

此外，有利地，聚酰胺允许涂覆内径为2mm至10mm(例如4mm至7mm)的导管4。换句话说，聚酰胺有利地允许涂覆内径非常小的导管4。

用于制造该涂层的其它前述材料已经被确定为聚酰胺的替代物，以实现前述优点。

特别地，该涂层和金属体2由不同的材料制成。

该涂层优选具有2μm至100μm(微米)的厚度，优选为5μm到25μm。

特别地，该涂层完全或基本覆盖限定导管4的内表面21。

特别地，该涂层的电导率低于金属体2的电导率。特别地，在等同的条件下(即，在相同的条件下)，特别是在相同的温度下，对制成金属体2的材料的电导率和制成涂层的材料的电导率进行评估。

特别地，该涂层是电绝缘的或基本上电绝缘的。

该涂层优选具有不粘性，特别是对于石灰石而言。

特别地，该涂层由批准用于食品接触的材料制成。

“批准用于食品接触”优选指由一个或多个实体批准，优选由FDA(美国食品药品监督管理局)和/或BfR(Bundesinstitut für Risikobewertung)和/或其他机构批准。

优选地，金属体2(特别是单片式的)包括两个端部24a、24b或管状端部，每个端部适于插入相应的管9中。在图1A中示意性地示出了两个管9中的一个。

端部24a限定了导管4的初始长度，端部24b限定了导管4的最终长度。

端部24a包括导管4的开口242a或入口部分(用于液体)，端部24b包括导管4的开口242b或出口部分(用于液体)。

导管4的内表面21的一部分由端部24a形成(或限定)，并且导管4的内表面21的一部分由端部24b形成(或限定)。因此，由端部24a、端部24b形成的内表面21的部分也设置有该涂层。

优选地，内表面21沿其延伸轴线的长度大于内表面22沿其延伸轴线的长度。

优选地，该至少一个导管4的长度大于该至少一个电加热器3的长度。

具体而言，每个端部24a、24b相对于与其邻近的该至少一个电加热器3的端部30a、30b突出，特别是向外突出。

因此，有利的是，端部24a、端部24b可以插入相应的管9中，特别是插入相应的柔性管中。

然而，端部24a、端部24b可以以其他方式插入到相应的管9中。

优选提供固定装置91，用于将每个管9(特别是以密封的方式)固定到相应的端部24a、端部24b。

仅作为示例而非限制，每个管9通过一个或多个夹具91固定到相应的端部24a、端部24b。

优选地，电加热器3和导管4各自包括螺旋缠绕的延伸部。特别地，导管4的螺旋缠绕延伸部布置在由端部24a限定的导管4的初始段和由端部24b限定的导管4的最终段之间。优选地，端部24a和端部24b是直的或基本直的。

作为包括该端部24a、端部24b的单片式金属体2的替代方案，金属体2可以设置有固定到其上(例如插入金属体2中，特别是导管4中)的两个管24a、24b。特别地，管24a、管24b可以分别固定在导管4的入口部和出口部。例如，管24a、管24b可以分别插入导管4的入口部和出口部。因此，管24a、管24b和导管4限定了用于液体通过的单个导管。优选地，每个管24a、24b的内表面也涂覆有涂层(类似于内表面21，特别是以相同的方式进行涂覆)。

前述电加热器3包括嵌入电绝缘材料32中的至少一个电阻器31或电阻元件。

例如，电阻器31是电阻电缆或电线，优选为螺旋缠绕，特别是绕其纵轴进行缠绕。

电绝缘材料32优选是氧化镁。

电绝缘材料32与金属体2的内表面22(不同于内表面21)接触，特别是与金属体2的内表面22直接接触。

电加热器3适于通过焦耳效应产生热量，即，当电流通过电加热器3时，电加热器3适于产生热量。

有利地，涂覆内表面21的涂层适于确保电加热器3和在导管4中流动的可食用液体之间的电绝缘(特别是相对于该电绝缘材料32的额外电绝缘)。

对于电源，设置有两个引脚33a、33b，每个引脚连接到电阻器31的相应端部。销33a、销33b从金属体2伸出。

特别地，还提供了由电绝缘材料(例如陶瓷材料)制成的两个闭合34a、34b。闭合元件34a、闭合元件34b固定到金属体2上，并且被相应的销33a、销33b穿过。特别地，闭合元件34a、闭合元件34b插入由内表面22限定的金属体2的孔30中。

在所有实施例中，电加热器3可以通过金属体2将热量传递给在导管4中流动的液体。

特别地，由电加热器3产生的热量被传递到金属体2，金属体2又将热量传递到液体。

更具体地，金属体2的两个孔4、30被金属体2的壁23彼此分开。优选地，内表面21的一部分和内表面22的一部分彼此相对，并且特别地，内表面21的一部分和内表面22的一部分是该壁23的一部分。

特别地，内表面21和内表面22是围绕各自轴线延伸的连续表面。特别地，该相应的轴线可以是直的、弯曲的，或者可以包括一个或多个直的延伸段和一个或多个弯曲的延伸段。优选地，内表面21和内表面22具有圆形截面。优选地，导管4的内径为2mm至10mm，优选为4mm至7mm

优选地，电加热器3和导管4彼此平行延伸。

可选地，金属体2还可以设置有一个或多个另外的电加热器3，每个电加热器都布置在金属体2的相应孔中。因此，金属体2可以设置有多于两个的不同的孔或通道。

如已经提到的，本发明还涉及一种包括装置1的用于制备饮料的机器。

优选地，该机器可以包括两个管9(特别是两个柔性管)。在图1A中示意性地示出了两个管9中的一个。

该两个管9中的第一管适于在导管4中传导待加热的液体，而两个管中的另一个管(或第二管)适于接收从导管4流出的加热液体。

具体地，金属体2的第一端部24a插入到第一管9中，金属体2的第二端部24b插入到第二管中。

优选提供固定装置91，用于将每个管9(特别是以密封方式固定)固定到相应的端部24a、端部24b。

仅作为示例而非限制，每个管9通过一个或多个夹具91固定到相应的端部24a、端部24b。

根据本发明的装置1提供了几个优点，包括下面列出的那些优点。

涂覆内表面21的涂层的存在使得可以由铝或铝合金制造金属体2，以便进行良好地传热，并且避免在由内表面21限定的孔内使用例如由不锈钢制成的管。事实上，由于涂层适合于接触食物，并且介于液体和金属体2之间(该涂层被液体润湿)，所以不需要使用钢管来克服铝或铝合金的金属体2与食物接触相关的相容性问题。

电加热器3和在导管4中流动的液体之间的热交换效率也得到提高。事实上，由于设置有钢管供液体流动，所以没有热量损失。

此外，涂层允许增加石灰石在导管4的壁上的粘附阻力。

有利地，如前所述，通过在液体和金属体2之间放置涂层，进一步提高了电气安全性。

此外，有利的是，通过使用具有比制成金属体2的材料更低的电导率的涂层，可以容易且快速地检查涂层是否被正确施加。特别地，这可以与大规模生产兼容。

Claims (18)

1.一种用于制备热饮料的机器的装置(1)，特别是流通式加热器，

所述装置(1)包括：

-金属体(2)；

-至少一个电加热器(3)，所述至少一个电加热器(3)布置在所述金属体(2)中；

-导管(4)，所述导管(4)用于通过待加热的可食用液体，特别是水；

其中，所述导管(4)由所述金属体(2)的第一内表面(21)限定；

其中，所述第一内表面(21)涂覆有涂层，所述涂层特别适合于接触食物、适合于接触所述待加热的可食用液体，并且特别适合于被所述待加热的可食用液体润湿；

其中，所述涂层基本上由以下材料中的一种制成：聚酰胺(PA)、全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚氨酯(PU)、聚酯、硅树脂或溶胶凝胶。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其中，所述金属体(2)由铝或铝合金制成。

3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其中，所述金属体(2)是单片体，特别是通过挤压获得的单片体。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述涂层具有2μm至100μm的厚度，优选为5μm到25μm。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述涂层的电导率低于所述金属体(2)的电导率，特别是所述电导率在相同的条件下进行评估。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述涂层由适于与食物接触的材料制成。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述涂层由被批准用于食品接触的材料制成。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述导管(4)具有一个或多个弯曲延伸部。

9.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述涂层基本上由聚酰胺(PA)制成。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述至少一个电加热器(3)包括嵌入电绝缘材料(32)中的至少一个电阻器(31)，其中，所述电绝缘材料(32)与所述金属体(2)的第二内表面(22)接触，特别是直接接触。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述涂层适于确保所述至少一个电加热器(3)和在所述导管(4)中流动的可食用液体之间的电绝缘，特别是相对于所述电绝缘材料(32)的额外电绝缘。

12.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述第一内表面(21)和所述第二内表面(22)是围绕相应轴线延伸的连续表面，优选地，其中所述第一内表面(21)和所述第二内表面(22)具有圆形截面。

13.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述至少一个电加热器(3)和所述导管(4)彼此平行延伸。

14.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述导管(4)具有2mm至10mm的内径，优选为4mm到7mm。

15.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述金属体(2)包括第一端部(24a)和第二端部(24b)，所述第一端部(24a)和所述第二端部(24b)分别限定所述导管(4)的初始延伸部和最终延伸部，特别是形成所述内表面(21)的相应部分；

其中，所述第一端部(24a)和所述第二端部(24b)适于插入相应的管(9)中。

16.根据权利要求15所述的装置(1)，其中，所述导管(4)的长度大于所述至少一个电加热器(3)的长度，特别是使得所述第一端部(24a)和所述第二端部(24b)适于插入相应的管(9)中。

17.根据权利要求15或16所述的装置(1)，其中，每个端部(24a、24b)相对于邻近的所述至少一个电加热器(3)的端部(30a、30b)突出，特别是向外突出。

18.一种用于制备饮料的机器，包括根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)。