CN202515452U - 液体加热设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液体加热设备，该液体加热设备包括：液体腔；用于加热液体腔内的液体的加热器；多个温度传感器，所述多个温度传感器具有彼此不同的与加热器和/或在液体腔内的液体的热耦合；以及用于基于在加热期间的不同时刻由所述传感器检测到的温度的比较控制液体腔内的液体的温度的控制装置。

Description

液体加热设备

技术领域

本实用新型涉及加热液体用的容器(vessels for heated liquid)、电气装置(electrical appliances)及其元件。本实用新型一些方面涉及无绳(或不用电线的，cordless)电气装置。 

背景技术

在无绳装置(cordless appliance)中，装置本体(appliance proper)包括无绳连接器，该无绳连接器可操作以与电源座(power base)上对应的无绳连接器协同工作。这样，当装置本体安装在电源座上时，可向该装置本体供电。这样的结构使得电源座连接到家用电源(比如通过插座)，同时还可以从基座上移走装置本体以进行各种操作(比如从无绳液体加热装置分配加热液体)。上述类型的无绳的电连接器也用于例如食品加工机、搅拌机等其它家用电器。这种结构的优点在于使用者可更容易地分配所加工或所搅拌的食品。 

例如WO-A-94/06185中所述的360°无绳连接器，允许装置本体相对电源座自由旋转，于是可以以任何方位将装置本体放在电源座上。 

在家用加热液体时需要节省能量。已知可通过以下方式节省能量： 

●只加热所需量的液体(例如即时热水(Hot Water on Demand))。

●将液体加热到所需要的分配温度。

●快速分配所加热的所有液体。

尽管已经知道上述解决办法，但在实际实施中，尤其是在大功率装置中低至150ml的量时很困难实现。

实用新型内容

根据本实用新型的一方面，本实用新型提供了一种液体加热设 备，所述液体加热设备包括：液体腔；用于加热液体腔内的液体的加热器；多个温度传感器，所述多个温度传感器具有彼此不同的与加热器和/或在液体腔内的液体的热耦合；以及用于基于在加热期间的不同时刻由所述传感器检测到的温度的比较控制液体腔内的液体的温度的控制装置。 

所述液体加热设备可以被设置为在沸腾前关掉或减小液体的加热，从而在加热元件内剩余的热量将液体加热至沸腾。 

根据本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种液体加热设备，所述液体加热设备包括：液体腔；用于加热液体腔内的液体的加热器；用于将液体腔填充至预定体积的装置；至少一个设置为检测加热器和/或在液体腔内的液体的温度的温度传感器；以及用于基于在加热期间的不同时刻由一个或多个传感器检测到的温度的比较控制在液体腔内的液体的温度的控制装置。 

在本实用新型的任意方面，所述控制装置可以预先确定用于所述加热器的通电时间。 

附图说明

下面参照如下所述的附图，仅通过示例详细说明本实用新型的各优选实施例。 

图1是本实用新型实施例的无绳液体加热装置的示意性剖视图。

图2是在本实用新型的实施例中的用于加热和分配小体积水的容器的剖视图。

具体实施方式

在以下说明中，用相同的附图标记表示不同实施例中功能类似的部件。附图只是示意性的，除非特别指出，不能根据这些附图精确确定尺寸和角度。 

无绳电气装置

图1示意性示出具有电子控制器的水壶(jug kettle)，作为采用本实用新型实施例的装置的示例。在该示例中，该水壶是无绳水壶， 其包括容器主体1和电源座2，容器主体1具有主体无绳连接器3，电源座2具有基座无绳连接器4，无绳连接器3和4例如是专利文献WO-A-94/06285中所述类型的360°无绳连接器和/或Otter Controls Ltd.销售的基于CS4/CS7(电源座插口)以及CP7或CP8(装置插座)标准的360°无绳连接器。电源座可通过电源线13连接到电源插座(未图示)。 

容器主体1包括用于容纳待加热液体的储液器5和具有子基座19的基座部6，子基座19形成容器主体1的底面。容器主体1形成为水壶，因此具有壶嘴7、盖8和手柄9。通过元件板12加热液体，元件板12构成储液器5的基部，元件板12在下侧(即面向基座部6)包括加热元件，加热元件连接成从主体无绳连接器3接收电力。可利用WO-A-99/17645中所述的Easifix(RTM)装配将元件板12安装在容器主体中。该元件可以包括有护套的元件和/或厚膜元件。优选地，元件板由不锈钢构成。更优选地元件板大体上如WO-A-06/83162中所述。然而，至少本实用新型的一些实施例可应用于具有浸入式加热元件而非具有元件板的液体加热容器。 

传感器14布置用于检测储液器5中液体的状态。传感器14连接到装置控制器15，该装置控制器15通过经无绳连接器3和4传送的光信号(如虚线所示)与基座控制器10通信。用户界面11使得使用者能够操作容器，用户界面11能够显示容器的工作状态。用户界面可设在容器主体1中和/或电源座2中。 

通过装置控制器15和基座控制器10之间的通信，响应于传感器14和用户界面11控制容器的工作状态。 

加热、控制和分配小体积的液体

当加热少量或小体积的液体时，如下实施方式提高装置的功能性。具体的实施方式显示金属罐布置1，具有护套的元件39连接到罐或模铸在罐中；然而这仅仅是示意性的，实施方式也适用于图1中所示的水壶，塑料、玻璃或陶瓷容器，该容器带有任何类型和固定方法的地板下或者沉浸元件。 

与容积相关的温度检测

在直径150毫米的容器中，50毫升的体积的液体高度只有10毫米，并且已经发现在液体的体积上可有直到20℃的温差。这种温度差使 得更难确定液体的平均(或分配)温度。 

改善这种温差的一个方法是在容器的底部中的元件上提供更均匀的热分布。在机械元件的情况下，这可以通过加长护套以使护套覆盖被加热表面的更大表面面积来实现。 

改善这种温差的另一个方法是为壶1采用例如铝的高传导材料。 

改善这种温差的另一个方法是在液体中产生流动以使当液体被加热时被混合。这可以通过泵以使液体流通或通过叶轮搅拌液体来实现。替换地或另外地，液体可以在整个加热周期在不同阶段引入加热室从而搅动水。此外，液体进口可朝向加热容器的底部水平地定位以使液体的引入可以促进循环。 

上面的方法将有助于在被加热液体上提供恒温，但在检测或控制液体温度，特别是加热装置和被加热液体之间的温度滞后，和由此引起的、加热器已经断电后进入液体的热量的超量也有要克服的问题。 

已经发现，改进的性能可以通过使用一个或多个热敏电阻或电热调节器实现，热敏电阻或电热调节器连接到该元件39或通过该元件39连接，以使所需要的温度可以通过测量所达到的温度和流逝的时间的结合而精确控制。 

图2显示地板或底板下的元件39，该元件具有五个热敏电阻或电热调节器位置：214a，在密封的装置中通过基板进入液体，214b，靠近基板的顶面，214c，接近底面，214d，在底面上和214e，在底面下的突起部分上。最远离水的热敏电阻或电热调节器受护套的温度影响比较多，反之亦然。实验表明，当元件在不同条件下通电时，每个热敏电阻或电热调节器位置在给定时间经历有限的温度范围。 

例如，当元件是在无液体的情况下通电时，干侧上的每个热敏电阻或电热调节器达到其峰值温度比液体存在时更快。当例如带有300毫升液体通电时，最靠近液体的热敏电阻或电热调节器(214b)的升温速度比最远离液体的热敏电阻或电热调节器(214e)的升温速度慢。当带有150毫升液体通电时，在214b处的升温速度比带有300毫升液体通电时要快。当沸腾后立即再填充和再通电时，补充液在214b处的散热效果比 在214e处的散热效果更大，并且两者比从冷状态加热时都有更高的开始点。 

所以可以看出，可以编辑与不同热电偶位置、液体的体积和自加热器已通电后的时间长度相关的温度序列。这些数据可以从已知条件的实验测量值和在实验测量值的基础上的外插的组合编辑，以使数据库可用于所有的条件，在这种情况下，算法可以被设置以便根据在加热过程的不同阶段热敏电阻或电热调节器的相对温度，控制装置中的液体温度到用户要求的数值。 

上面的实施方式可以通过生产线或对元件的电阻或者在加热过程中汲取或消耗的电流的软件检查而被优化。 

以上的实施方式可以通过测量电源电压的控制软件进一步优化，以使功率的任何变化可以计入控制序列。 

以上实施方式可以进一步优化以使加热过程的最后部分将利用在元件中存储的热量。 

发明者理解安装五个热敏电阻或电热调节器不可能提供符合成本效率的解决方案。然而，已经发现，可以使用两个或三个热敏电阻或电热调节器实现可以接受的结果。 

在如WO 2010/09495中描述的装置中，在已知体积的液体被加热的情况下，假设热敏电阻或电热调节器可以提供数据以显示液体被加入之前元件的开始温度以及受被加热液体影响的升温速度，多个热敏电阻或电热调节器可以减少到一个。 

在已知液体的体积和开始温度的实施方式中，基于以下六个条件的部分或全部控制顺序或控制序列可以是简单的定时通电的事情 

·液体的开始温度

·液体的体积

·元件的开始温度

·元件的电阻

·电压

·液体的体积

在液体从储液器泵入加热室的实施方式中，加热室可以包括液 位传感器，液位传感器在加热室或储液器中或加热室或储液器附近或周围，以使泵在达到预设量或体积时断电。 

在图2中示意地图示的第一实施方式中，提供了加热容器1，其可被用在被设计用于供应如在WO 2010/094945中描述的即时热水的装置中。加热容器1设置有单独的盖226，盖226可以是可拆卸的。基座部分包括加热板12和元件装置39。 

容器的基座部分带有整体出口216，整体出口216可形成为或模制为容器的部分或作为单独的加热元件的部分或连接到单独的加热元件。出口217的顶部形成靠着圆锥形密封装置218的密封面。出口217的密封面可以包括密封材料的额外的局部部分(未图示)，并与容器底部同高或在边缘上低于容器底部，并且没有冷的一杯液体形成，以使当密封装置218被移除时，所有的液体在重力作用下从容器分配。 

密封装置218可手动致动或优选地通过机械连接器(如通过容器的盖的推杆212)机电地致动。在优选的实施方式中，推杆212被连接或者具有设置在可移去的外壳210中的电磁线圈(未图示)的电磁致动器211的部分连接到盖226。推杆212优选是食品等级材料并且通过盖孔来定位，盖孔可以包括密封件230以帮助预防被加热液体和气体进入电磁线圈。 

整个盖226或者电磁线圈外壳或电磁铁外壳210可以被移除以使如果需要的话密封装置和密封面217和218可以被清洁。 

空隙222设置在最高水位225之上用于在加热过程中的膨胀，设置具有可选挡板或折流板227的通风口215用于排出在加热过程中产生的任何气体。如果容器过满通风口215将作为溢流口，当液体被分配时也作为减压装置。 

通风口215可以排放气体进入器具内的贮水器中或优选地通过出口216排放，以使任何蒸汽可以用来预热用户的容器219，例如杯子或大杯子。此外，使用户立即意识到故障发生和加热容器溢出。 

替代实施方式

上述实施方式是示意性而非对本实用新型的限制。阅读了上面的描述明显的替代实施方式仍然属于本实用新型的范围。 

Claims (4)

1.一种液体加热设备，其特征在于，所述液体加热设备包括：液体腔；用于加热液体腔内的液体的加热器；多个温度传感器，所述多个温度传感器具有彼此不同的与加热器和/或在液体腔内的液体的热耦合；以及用于基于在加热期间的不同时刻由所述传感器检测到的温度的比较来控制液体腔内的液体的温度的控制装置。

2.根据权利要求1所述的液体加热设备，其特征在于，所述液体加热设备被设置为在沸腾前关掉或减小液体的加热，从而在加热元件内剩余的热量将液体加热至沸腾。

3.一种液体加热设备，其特征在于，所述液体加热设备包括：液体腔；用于加热液体腔内的液体的加热器；用于将液体腔填充至预定体积的装置；至少一个设置为检测加热器和/或在液体腔内的液体的温度的温度传感器；以及用于基于在加热期间的不同时刻由一个或多个传感器检测到的温度的比较来控制在液体腔内的液体的温度的控制装置。

4.根据权利要求1-3任一项所述的液体加热设备，其特征在于所述控制装置预先确定用于所述加热器的通电时间。

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