CN202801267U - 饮料制备机械的预热式热交换装置 - Google Patents

Abstract

一种饮料制备机械的预热式热交换装置，利用锅炉及子锅式热交换器将低温饮水加热成高温饮水，高温饮水在进行饮料制备程序前，藉由至少一个套管式热交换器，使加热前的低温饮水与加热后的高温饮水预先进行热交换，其不但可减少高温饮水流经管路时的热能损失，更可将该高温饮水加热至确保卫生无虞的沸腾温度后，再利用低温饮水与其热交换，使高温饮水降温至最佳冲煮温度。

Description

饮料制备机械的预热式热交换装置

技术领域

本实用新型关于一种饮料制备机械的预热式热交换装置。

背景技术

饮料制备机械被运用于冲煮咖啡、茶饮或其它饮料。如图6所示的习用饮料制备机械，主要包括有一供水装置80、一主锅炉81、一热交换器82及一液体配送器83。利用该供水装置80供应外界水源至该主锅炉81内，并由一水位侦测器84控制该供水装置80及锅炉进水电磁阀95的启闭，使主锅炉81内水位保持于一设定范围内；利用一蒸汽压力侦测器85控制一加热器86的启闭，藉以对该主锅炉81内的储水进行加热，使其保持于一设定的蒸汽压力范围(亦即一设定温度范围)内。

进行饮料制备程序时，该供水装置80及一冲煮电磁阀87被操作而启动，将外界水源经一冷水供应管88，依序经过一泄压单向阀89及一流量计90，送入该穿过主锅炉81的热交换器82内，利用该主锅炉81内的热水及蒸汽，将热交换器82内的外界水源加热成一热水，该热水水流再经由一热水供应管91流入该液体配送器83，并通过被开启的冲煮电磁阀87，向下流入至一预置有待冲煮饮料成分的制备容器92内进行冲煮，冲煮后产生的饮料流出至一饮料盛杯94内；当该流量计90计量至一设定流量时，实时关闭该冲煮电磁阀87及供水装置80，完成设定流量的饮料冲煮程序。

当该习用饮料制备机械处于不进行饮料冲煮程序的待机阶段时，该热交换器82内的热水因热挥发产生的蒸汽，经由该热水供应管91流入该液体配送器83内，由于待机阶段时该冲煮电磁阀87呈关闭状态，故该蒸汽水流与液体配送器83进行热交换将该液体配送器83预热至工作温度后，蒸汽因与液体配送器83热交换而变成凝结水，凝结水由一回流管93回流至该热交换器82内，形成一预热循环。

上述的冲煮程序及预热循环中，热水水流在流经该热水供应管91时，因外界气温影响，部分热能散失至外界，形成热损失，相对使主锅炉81需额外对其内部储水进行加热，增加能源损耗。

另外，不同种类的饮料(例如咖啡、绿茶、红茶等)的最佳冲煮温度并不相同。习用饮料制备机械的热水供应系统仅能供应单一温度的热水至容器内进行饮料冲煮程序，因此仅能被预先设定为冲煮同一种类的饮料，可将其称为：“单品饮料制备机械”；对于具有不同种类饮料市场需求的业者而言，即需增购多台不同设定温度的“单品饮料制备机械”，用以冲煮不同种类的饮料，不但增加业者的设备购置成本，且有操作较不便以及设备稼动率较低的缺点。

再者，例如咖啡的最佳冲煮温度约为95℃，习用饮料制备机械所供应的热水为维持上述最佳冲煮温度，致使其冲煮用的热水并未达沸腾温度，热水中的生菌无法被有效杀死，可能存在卫生上的疑虑。

实用新型内容

本实用新型的目的即在于提供一种饮料制备机械的预热式热交换装置，其被加热前的饮水(冷水，下称低温饮水)可与已被加热的饮水(热水，下称高温饮水)预先进行热交换，不但可使高温饮水降温至配合饮料成分的最佳冲煮温度(下称适温饮水)，同时可减少高温饮水流经管路时的热能损失，减少锅炉的能源消耗。

本实用新型的次一目的在于提供一种饮料制备机械的预热式热交换装置，该高温饮水可被加热至一高于100℃(例如锅炉蒸汽压2bar时温度约120℃)的沸腾温度后，再利用该低温饮水与其热交换，使高温饮水降温至最佳冲煮温度，如此该高温饮水均被预先煮沸，藉以确保高温饮水的卫生无虞。

本实用新型的另一目的在于提供一种饮料制备机械的预热式热交换装置，其可因应各种不同的饮料成分(例如咖啡、绿茶、红茶等)，供应各种不同温度的适温饮水至预置该饮料成分的容器内，藉以冲煮出最佳口感的不同饮料，使该饮料制备机械可供制备多种不同饮料及扩大其应用范围。

可达成上述实用新型目的的饮料制备机械的预热式热交换装置，包括有：将内部储水加热至设定温度范围的锅炉；连接及输送外界低温饮水的供水装置；设置于该锅炉内的子锅式热交换器，藉以将该低温饮水加热成高温饮水；第一套管式热交换器，包括供该高温饮水通过的第一内管及供该低温饮水通过的第一外管，该第一外管间隔包覆于该第一内管外侧，使分别流经该第一内管及第一外管的高温饮水及低温饮水进行热交换，藉以使该高温饮水降温成为适温饮水；连接至该供水装置的冷水进水管，使该低温饮水流入该第一外管内；将通过该第一外管的低温饮水输送至该子锅式热交换器进行加热的第一输送管；将被该子锅式热交换器加热后的高温饮水输送至该第一内管的第二输送管；供输出通过该第一内管的适温饮水的热水输出管；与该热水输出管连接并接收其适温饮水的液体配送器；与该液体配送器相互组合且内部预置有饮料成分的制备容器；以及设置于该液体配送器上的冲煮电磁阀，其被控制开启时，该液体配送器将该适温饮水配送至该制备容器内，将该饮料成分制备成饮料。

在一较佳实施例中，该冷水进水管更连接有至少一个可控式进水歧管，该可控式进水歧管另一端被连接于该第一外管的中段位置上，藉以使部分低温饮水可控制地由该中段位置流入该第一外管内。

在一较佳实施例中，该可控式进水歧管上设有控制启闭的电磁阀。

在一较佳实施例中，该可控式进水歧管上设有控制流量的节流阀。

在一较佳实施例中，更包括有一连接于该液体配送器与该子锅式热交换器间的回流管，其在该冲煮电磁阀被关闭时，该高温饮水被导入该回流管并流回至该子锅式热交换器。

在一较佳实施例中，还包括第二套管式热交换器，其包括供该回流管内的高温饮水通过的第二内管及供该冷水进水管的低温饮水通过的第二外管，该第二外管间隔包覆于该第二内管外侧，使分别流经该第二内管及第二外管的高温饮水及低温饮水进行热交换。

附图说明

图1为本实用新型饮料制备机械的预热式热交换装置第一实施例的立体示意图；

图2为图1所示预热式热交换装置中第一套管式热交换器的剖面视图；

图3为该饮料制备机械的预热式热交换装置第二实施例的立体示意图；

图4为图3的侧面视图；

图5为该饮料制备机械的预热式热交换装置第三实施例的立体示意图；以及

图6为习用饮料制备机械的立体示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

本实用新型提供一种饮料制备机械的预热式热交换装置，其中，该饮料制备机械包括有如图6所示的供水装置、蒸汽压力侦测器、加热器、泄压单向阀、流量计、制备容器、锅炉进水电磁阀等组件，惟其并非本案的实用新型特征，其构成请参见前述，不另说明。

本实用新型的构成特征主要设置有至少一个套管式热交换器，使低温饮水与高温饮水预先进行热交换，不但可使高温饮水降温至配合饮料成分的最佳冲煮温度，同时可减少高温饮水流经管路时的热能损失，减少锅炉的能源消耗。

请同时参阅图1及图2，本实用新型所提供的饮料制备机械的预热式热交换装置，包括有：将内部储水加热至设定温度范围的锅炉10；连接及输送外界低温饮水的供水装置(请参见图6)；设置于该锅炉10内的子锅式热交换器11，藉以将该低温饮水加热成高温饮水；第一套管式热交换器20，包括供该高温饮水通过的第一内管21及供该低温饮水通过的第一外管22，该第一外管22间隔包覆于该第一内管21外侧，使分别流经该第一内管21及第一外管22的高温饮水及低温饮水进行热交换，藉以使该高温饮水降温成为最佳冲煮温度的适温饮水；连接至该供水装置的冷水进水管23，使该低温饮水流入该第一外管22内；将通过该第一外管22的低温饮水输送至该子锅式热交换器11进行加热的第一输送管24；将被该子锅式热交换器11加热后的高温饮水输送至该第一内管21的第二输送管25；供输出通过该第一内管21的适温饮水的热水输出管26；一与该热水输出管26连接并接收其适温饮水的液体配送器30；与该液体配送器30相互组合且内部预置有饮料成分的制备容器(请参见图6)；以及设置于该液体配送器30上的冲煮电磁阀31，其被控制开启时，该液体配送器30将该适温饮水配送至该制备容器内，将该饮料成分制备成饮料。

如上所述，高温饮水预先在该第一套管式热交换器20内与低温饮水进行热交换，而被降温至最佳饮料冲煮温度的适温饮水，再行进入该液体配送器30进行饮料冲煮程序，其不但可减少热能散失，且该进行热交换前的高温饮水可在该子锅式热交换器11内，被加热至高于100℃(例如锅炉蒸汽压2bar时温度约120℃)的沸腾温度后，再利用该低温饮水与其热交换，使高温饮水降温至最佳冲煮温度，如此该高温饮水均被预先煮沸，藉以确保高温饮水的卫生无虞。

请同时参阅图3及图4，该冷水进水管23更连接有至少一个可控式进水歧管27，该可控式进水歧管27另一端被连接于该第一外管22的中段位置上，藉以使部分低温饮水可控制地由该中段位置流入该第一外管22内。并在该可控式进水歧管27上设有控制启闭的电磁阀28以及控制流量的节流阀29。

该电磁阀28可由程控其启闭。当该电磁阀28被控制而开启时，使该低温饮水部分由冷水进水管23进入该第一外管22内，其余部分低温饮水则由可控式进水歧管27流入该第一外管22内；由于该低温饮水由至少二个不同位置流入该第一外管22内，因此，流经该第一内管21的高温饮水与流经该第一外管22的低温饮水间，进行热交换的时间与热交换表面积即有不同，使通过该第一套管式热交换器20后的适温饮水具有不同的温度值，藉以配合不同的饮料成分，冲煮出最佳口感的不同饮料，并使该饮料制备机械可供制备多种不同饮料，提升其设备稼动率及应用范围。

请参阅图5，本实用新型更包括有一连接于该液体配送器30与该子锅式热交换器11间的回流管32，其在该冲煮电磁阀31被关闭时，该高温饮水被导入该回流管32并流回至该子锅式热交换器11。另外，本实用新型更包括第二套管式热交换器40，其包括供该回流管32内的高温饮水通过的第二内管41及供该冷水进水管23的低温饮水通过的第二外管42，该第二外管42间隔包覆于该第二内管41外侧，使分别流经该第二内管41及第二外管42的高温饮水及低温饮水进行热交换。低温饮水在通过该第二外管42后，由第三输送管43输送至该第一套管式热交换器20的第一外管22内，与该高温饮水进行另一热交换。当进行冲煮饮品程序而启动冲煮电磁阀31时，高温饮水从子锅式热交换器11上端及下端出口输出高温饮水，第一套管式热交换器20及第二套管式热交换器40同时进行热交换，热交换效率更佳。

本实用新型所提供的饮料制备机械的预热式热交换装置，其被加热前的低温饮水可与已被加热的高温饮水预先进行热交换，不但可使高温饮水降温至配合饮料成分的最佳冲煮温度，同时可减少高温饮水流经管路时的热能损失，减少锅炉的能源消耗。同时，该高温饮水可被加热至高于100℃(例如锅炉蒸汽压2bar时温度约120℃)的沸腾温度后，再利用该低温饮水与其热交换，使高温饮水降温至最佳冲煮温度，如此该高温饮水均被预先煮沸，藉以确保高温饮水的卫生无虞。

上列详细说明是针对本实用新型的一可行实施例的具体说明，然而，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (6)

1.一种饮料制备机械的预热式热交换装置，其特征在于，包括：

将内部储水加热至设定温度范围的锅炉；

连接及输送外界低温饮水的供水装置；

设置于该锅炉内的子锅式热交换器，以将该低温饮水加热成高温饮水；

第一套管式热交换器，包括供该高温饮水通过的第一内管及供该低温饮水通过的第一外管，该第一外管间隔包覆于该第一内管外侧，使分别流经该第一内管及第一外管的高温饮水及低温饮水进行热交换，以将该高温饮水降温成为适温饮水；

连接至该供水装置的冷水进水管，使该低温饮水流入该第一外管内；

将通过该第一外管的低温饮水输送至该子锅式热交换器进行加热的第一输送管；

将被该子锅式热交换器加热后的高温饮水输送至该第一内管的第二输送管；

供输出通过该第一内管的适温饮水的热水输出管；

与该热水输出管连接并接收其适温饮水的液体配送器；

与该液体配送器相互组合且内部预置有饮料成分的制备容器；以及

设置于该液体配送器上的冲煮电磁阀，其被控制开启时，该液体配送器将该适温饮水配送至该制备容器内，将该饮料成分制备成一饮料。

2.根据权利要求1所述的饮料制备机械的预热式热交换装置，其特征在于，该冷水进水管还连接有至少一个可控式进水歧管，该可控式进水歧管另一端被连接于该第一外管的中段位置上，部分低温饮水被控制地由该中段位置流入该第一外管内。

3.根据权利要求2所述的饮料制备机械的预热式热交换装置，其特征在于，该可控式进水歧管上设有控制启闭的电磁阀。

4.根据权利要求2所述的饮料制备机械的预热式热交换装置，其特征在于，该可控式进水歧管上设有控制流量的节流阀。

5.根据权利要求1所述的饮料制备机械的预热式热交换装置，其特征在于，还包括连接于该液体配送器与该子锅式热交换器间的回流管，在该冲煮电磁阀被关闭时，该高温饮水被导入该回流管并流回至该子锅式热交换器。

6.根据权利要求5所述的饮料制备机械的预热式热交换装置，其特征在于，还包括第二套管式热交换器，该第二套管式热交换器包括供该回流管内的高温饮水通过的第二内管及供该冷水进水管的低温饮水通过的第二外管，该第二外管间隔包覆于该第二内管外侧，分别流经该第二内管及第二外管的高温饮水及低温饮水进行热交换。

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