DD241989A3

DD241989A3 - Instantaneous water heater for coffee and tea machines

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Publication number: DD241989A3
Authority: DD
Publication date: 1987-01-14

Abstract

Ziel der Erfindung ist es, die von der Heizung des Durchlauferhitzers abgegebene Energie weitestgehend verlustfrei dem zu erhitzenden Wasser zuzufuehren und zur geschmacklichen Verbesserung des Kaffee- bzw. Teefiltrats die Bruehtemperatur anzuheben, sowie die Wasserqualitaet durch den Werkstoff nicht zu beeintraechtigen. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Durchlauferhitzer aus einem nichtmetallischen Werkstoff, in gedraengter Bauform, zur gleichzeitigen Realisierung der Warmhaltefunktion fuer das Kaffee- bzw. Teefiltrat zu schaffen, bei dem der durch die Dampfbildung bewirkte rasche Druckanstieg verzoegert wird. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass in einer rohrfoermigen Heizkammer, in horizontaler Lage, mit an einem Ende angeordneten Ein- und Auslauf und mit einer in der Heizkammer angeordneten elektrischen Heizung, das Einlaufrohr vom Ende der Einfuehrung in die Heizkammer bis nahe dem gegenueberliegenden Ende der Art gefuehrt ist, dass die Heizung gaenzlich oder zum ueberwiegenden Teil unter dem Einlaufrohr angeordnet ist.The aim of the invention is to supply the energy emitted by the heating of the water heater largely lossless to the water to be heated and to increase the taste improvement of the coffee or tea filtrate Bruehtemperatur, as well as not impairing the quality of the water through the material. The object of the invention is to provide a water heater made of a non-metallic material, in a compact design, for the simultaneous realization of the warming function for the coffee or tea filtrate, wherein the caused by the formation of steam rapid pressure increase is delayed. According to the invention the object is achieved in that in a rohrfoermigen heating chamber, in a horizontal position, arranged at one end inlet and outlet and arranged in the heating chamber electric heater, the inlet pipe from the end of the introduction into the heating chamber to near the opposite end the kind is led that the heating is arranged wholly or predominantly under the inlet pipe.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Durchlauferhitzer für Kaffee- und Teeautomaten zur Erhitzung des aus einem Frischwasserbehälter zufließenden Kaltwassers und zur Förderung des erhitzten Wassers durch eine Steigleitung zu einer Filtervorrichtung. Gleichzeitig dient der Durchlauferhitzer in Verbindung mit einer entsprechenden Trägerplatte als Warmhaltevorrichtung für das erzeugte Kaffee- bzw. Teefiltrat.The invention relates to an electric instantaneous water heater for coffee and tea machines for heating the inflowing cold water from a fresh water tank and for conveying the heated water through a riser to a filter device. At the same time the water heater used in conjunction with a corresponding support plate as a holding device for the coffee or tea filtrate produced.

Characteristic of the known technical solutions

Durchlauferhitzer für das bezeichnete Anwendungsgebiet sind in unterschiedlichen Ausführungsformen an sich bekannt.Instantaneous water heaters for the designated field of application are known per se in different embodiments.

Bei den bekannten Durchlauferhitzern wird das zu erhitzende Wasser durch ein Rohr oder in einem Gußkörper eingebrachte Kanäle geleitet und über die Wandung, von außen, durch eine elektrische Heizung erwärmt.In the known instantaneous water heaters to be heated water is passed through a pipe or introduced into a cast body channels and heated via the wall, from the outside, by an electric heater.

Die Heizung besteht aus einem elektrischen Rohrheizkörper, der mit dem Wasserführungsrohr bzw. dem Gußkörper gut thermisch verbunden ist, oder einem bloßen Heizdraht, der um das Wasserführungsrohr herumgeführt bzw. als Heizwendel in dem Gußkörper eingelegt ist. Gleichzeitig dient der Durchlauferhitzer als Warmhalteeinrichtung für das erzeugte Filtrat. Diese Ausführungen haben den Nachteil, daß die von der Heizung abgegebene Wärme nicht unmittelbar dem zu erhitzenden Wassei zugeführt wird, wodurch beim Brühprozeß ein relativ großer Wärmeverlust auftritt. Ein weiterer Nachteil zeichnet sich dadurch ab, daß bei der erreichbaren mittleren Brühtemperatur kein optimaler Brühprozeß erfolgt.The heater consists of an electric tubular heater, which is well thermally connected to the water guide tube or the casting, or a bare heating wire, which is guided around the water guide tube or inserted as a heating coil in the casting. At the same time the water heater serves as a holding device for the produced filtrate. These embodiments have the disadvantage that the heat given off by the heater is not supplied directly to the water to be heated, whereby a relatively large heat loss occurs during the brewing process. Another disadvantage is characterized by the fact that at the achievable average brewing temperature no optimal brewing process takes place.

Zwar wurde, wie mit der DE-AS 2741446 beansprucht wird, ausder genannten Erkenntnis durch Einsatz bestimmter Metalllegierungen für das Wasserführungsrohr des Durchlauferhitzers eine Erhöhung der Brühtemperatur angestrebt, jedoch sind durch die Ausführungsform Grenzen gesetzt.Although it was sought, as claimed in DE-AS 2741446, from the cited finding by using certain metal alloys for the water supply pipe of the water heater, an increase in the brewing temperature sought, however, are set by the embodiment of limits.

Zur Verringerung der Wärmeverluste im Durchlauferhitzer ist es weiterhin bekannt, das Heizelement direkt in dem Wasserführungsrohr bzw. dem wasserdurchflossenem Raum anzuordnen, so daß die von dem Heizelement abgegebene Wärme unmittelbar dem zu erhitzenden Wasser zugeführt wird. Allen vorbekannten Durchlauferhitzern haftet jedoch der Nachteil an, daß durch das unmittelbar an der erhitzten Fläche siedende Wasser der für den Ausstoß des erhitzten Wassers notwendige Dampfdruck relativ schnell aufgebaut wird und damit die Verweilzeit des Wassers im Durchlauferhitzer zur Erreichung einer optimalen Brühtemperatur nicht ausreichend ist. Zwar kann die Temperatur des ausgestoßenen Wassers durcl entsprechende Dimensionierung und Materialauswahl weitestgehend beeinflußt werden, jedoch sind durch die Konstruktion des Gehäuses der Kaffee- und Teeautomatendie Abmessungen begrenzt, besonders, wenn mit dem Durchlauferhitzer gleichzeitig auch die Warmhaltefunktion zu realisieren ist. Die Materialauswahl ist insbesondere durch den Preis bestimmt.In order to reduce the heat losses in the water heater, it is also known to arrange the heating element directly in the water guide tube or the water-carrying space, so that the heat emitted from the heating element is supplied directly to the water to be heated. All prior art water heaters, however, has the disadvantage that is formed by the boiling directly on the heated surface of the water necessary for the discharge of heated water vapor pressure relatively quickly and thus the residence time of the water in the water heater to achieve an optimal brewing temperature is not sufficient. Although the temperature of the ejected water can be largely influenced by appropriate dimensioning and material selection, however, the dimensions of the coffee and tea maker are limited by the construction of the housing, especially if the holding function is also to be realized with the instantaneous water heater. The material selection is determined in particular by the price.

Wie weiterhin festgestellt worden ist, treten bei Berührung des Wassers mit den bevorzugt zur Anwendung kommenden metallischen Werkstoffen mehr oder weniger Metallionen in das Wasser über, wodurch der Geschmack des Filtrats beeinträchtigt wird.As further noted, upon contact of the water with the preferred metallic materials, more or less metal ions transfer into the water thereby affecting the taste of the filtrate.

Es sind weiterhin Durchlauferhitzer aus Quarzglas bekannt. Die Durchlauferhitzer bestehen aus efnem gestreckten Quarzrohr.There are also flow heaters made of quartz glass known. The water heaters consist of an elongated quartz tube.

Um das Quarzrohr herum ist schraubenförmig ein Heizdraht gewickelt.A heating wire is helically wound around the quartz tube.

Bei Laborgeräten ist es auch bekannt, den Heizdraht durch ein dünnes, ebenfalls gestecktes oder gewendeltes Quarzrohr, isolier!In laboratory equipment, it is also known, the heating wire by a thin, also inserted or coiled quartz tube, isolier!

in dem wasserdurchflossenen Quarzrohr anzuordnen.to arrange in the water-filled quartz tube.

Durchlauferhitzer aus Quarzglas besitzen den Vorteil, daß eine geschmackliche Beeinträchtigung des Filtrats durch den Werksto ausgeschlossen ist. Aufgrund der glatten Oberfläche des Glases und der geringen Wärmeausdehnung tritt keine Verkalkung auf Kalkansätze lösen sich bei Erhitzung des Glases leicht ab.Continuous flow heaters made of quartz glass have the advantage that a taste impairment of the filtrate is excluded by the Werksto. Due to the smooth surface of the glass and the low thermal expansion no calcification occurs on lime deposits dissolve easily on heating of the glass.

Die bekannten Durchlauferhitzer aus Quarzglas besitzen jedoch ebenfalls den Nachteil, daß durch das an der erhitzten Glaswand siedende Wasser der Art schnell ein Dampfdruck aufgebaut wird, daß das ausgestoßene Wasser nicht die optimale Brühtemperatur erreicht. Hinzu kommt, daß aufgrund der gestreckten Gestaltung der Durchlauferhitzer aus Quarzglas, die Abmessungen durch den konstruktiven Aufbau der Kaffee- und Teeautomaten besonders begrenzt sind. Das bedeutet, daß die Heizleistung auf einem kleinen Raum umgesetzt werden muß und damit die Energiedichte bezogen auf die erhitzte Fläche grol ist. Bei der Verwendung von Klarglas treten hohe Strahlungsverluste auf.However, the known quartz glass flow heaters also have the disadvantage that a fast vapor pressure is built up by the water boiling on the heated glass wall of the kind that the ejected water does not reach the optimum brewing temperature. In addition, due to the elongated design of the water heater made of quartz glass, the dimensions are particularly limited by the structural design of the coffee and tea machines. This means that the heating power must be implemented in a small space and thus the energy density relative to the heated area is large. When using clear glass, high radiation losses occur.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die von der Heizung des Durchlauferhitzers abgegebene Energie weitestgehend verlustfrei dem zu erhitzenden Wasser zuzuführen und zur geschmacklichen Verbesserung des Kaffee- bzw. Teefiltrats die Brühtemperatur anzuheben sowie die Wasserqualität durch den Werkstoff nicht zu beeinträchtigen.The aim of the invention is to supply the energy emitted by the heating of the water heater largely lossless the water to be heated and to increase the taste improvement of the coffee or tea filtrate brewing temperature and not to affect the water quality by the material.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchlauferhitzer aus einem nichtmetallischen Werkstoff, in gedrängter Bauform, zur gleichzeitigen Realisierung der Warmhaltefunktion für das Kaffee- bzw.Teefiltratzu schaffen, bei dem der durch die Dampfbildung bewirkte rasche Druckanstieg verzögert wird.The invention has for its object to provide a water heater made of a non-metallic material, in a compact design, for the simultaneous realization of the keep warm function for the coffee or tea filtrate, in which the caused by the formation of steam rapid pressure increase is delayed.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer rohrförmigen Heizkammer, in horizontaler Lage, mit an einem Ende angeordneten Ein- und Auslaufund mit einer in der Heizkammer angeordneten elektrischen Heizung, das Einlauf rohr vom Ende der Einführung in die Heizkammer bis nahe dem gegenüberliegenden Ende der Art geführt ist, daß die Heizung gänzlich oder zum überwiegenden Teil unter dem Einlaufrohr angeordnet ist. Die Heizkammer besteht aus einem nichtmetallischen, insbesondere wärmereflektierenden Werkstoff. Vorzugsweise findet Quarzgut Verwendung. Aber auch Keramik oder Plaste können als Werkstoff für die Heizkammer Einsatz finden. Die Enden der Heizkammer sind mit Formteilen verschlossen oder können verschmolzen sein.According to the invention the object is achieved in that in a tubular heating chamber, in a horizontal position, with arranged at one end inlet and outlet and arranged in the heating chamber electric heater, the inlet pipe from the end of the introduction into the heating chamber to near the opposite end the kind is led that the heating is arranged wholly or for the most part under the inlet pipe. The heating chamber consists of a non-metallic, in particular heat-reflecting material. Preferably fused silica is used. But also ceramic or plastic can be used as a material for the heating chamber. The ends of the heating chamber are closed with moldings or may be fused.

Die Heizung besteht in vorteilhafterweise aus mehreren Heizrohren. Die Heizrohre bestehen aus Quarzglas mit einem gewendelten Heizdraht.The heater is advantageously made of several heating pipes. The heating pipes are made of quartz glass with a coiled heating wire.

Das aus einem Frischwasserbehälter durch das Einlaufrohr in die Heizkammer zufließende Wasser wird bereits im Einlaufrohr vorerwärmt und siedet nach einer kurzen Verweilzeit an den Berührungsflächen der Heizung. Die aufsteigenden Dampfblasen kondensieren zum Teil an dem kühleren Einlaufrohr, wodurch der Druckanstieg für den Ausstoß des erhitzten Wassers verzögert wird und damit die Verweilzeit zur Erwärmung des gesamten Wasservolumens in der Heizkammer größer ist. Mittels des entstehenden Dampfdruckes wird das erhitzte Wasser durch den Auslauf über ein Steigrohr in eine Filtervorrichtung ausgestoßen.The water flowing from a fresh water tank through the inlet pipe into the heating chamber is already preheated in the inlet pipe and, after a short residence time, boils at the contact surfaces of the heating. The rising vapor bubbles partially condense on the cooler inlet tube, thereby delaying the pressure increase for the discharge of the heated water and thus increasing the residence time for heating the total volume of water in the heating chamber. By means of the resulting vapor pressure, the heated water is discharged through the spout via a riser into a filter device.

Aufgrund der Reflektionseigenschaft des Quarzgutmantels des Durchlauferhitzers wird die Strahlungswärme der Heizung effektiver genutzt, wodurch der thermische Wirkungsgrad des Durchlauferhitzers weiter verbessert ist. Durch die Verwendung von Glas ist eine Beeinträchtigung des Filtrats durch den Werkstoff ausgeschlossen. Ein Verkalken des Durchlauferhitzers erfolgt nicht, wie bereits festgestellt wurde.Due to the reflection property of the Quarzgutmantels the water heater, the radiant heat of the heater is used more effectively, whereby the thermal efficiency of the water heater is further improved. The use of glass prevents the filtrate from being affected by the material. A calcification of the water heater does not take place, as already stated.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Durchlauferhitzer ist thermisch mit einer Warmhalteplatte verbunden, so daß gleichzeitig eine Warmhaltefunktion für das Kaffee- bzw. Teefiltrat erfüllt ist.The inventively proposed water heater is thermally connected to a hot plate, so that at the same time a warming function for the coffee or tea filtrate is met.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden; In der zugehörigen Zeichnung zeigt die Figur eine Schnittdarstellung des Durchlauferhitzers.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment; In the accompanying drawing, the figure shows a sectional view of the water heater.

Der äußere Mantel der Heizkammer 2 des horizontal angeordneten Durchlauferhitzers wird durch ein Rohr aus Quarzgut gebildet, das durch seine milchig-silbrige, undurchsichtige Oberfläche eine Wärmestrahlung nurteilweise hindurch läßt und diese zum größten Teil nach innen reflektiert.The outer jacket of the heating chamber 2 of the horizontally arranged water heater is formed by a tube of fused silica, which leaves only partially through its milky-silvery, opaque surface heat radiation through and reflects them for the most part inward.

Der äußere Mantel der Heizkammer 2 wird durch die wärmebeständigen Formteile 1 und 4 vorzugsweise aus Silikongummi an den Enden dicht verschlossen. Durch die Öffnungen in den Formteilen 1 und 4 ist ein Heizrohr 5, aus Quarzglas, hindurch geführt.The outer jacket of the heating chamber 2 is sealed tightly by the heat-resistant moldings 1 and 4 preferably made of silicone rubber at the ends. Through the openings in the mold parts 1 and 4, a heating tube 5, made of quartz glass, passed through.

In dem Heizrohr 5 befindet sich ein gewendelter Heizdraht?. Bei Verwendung mehrerer Heizrohre 5 können diese elektrisch parallel oder in Reihe geschaltet sein.In the heating tube 5 is a coiled heating wire. When using a plurality of heating pipes 5, these can be electrically connected in parallel or in series.

Ein- und Auslauf sind an einem Ende des Durchlauferhitzers angeordnet. Das Einlauf rohr 6 besteht ebenfalls aus Quarzglas und ist vom Ende der Einführung in die Heizkammer 2 durch das Formteil 4 bis nahe dem gegenüberliegenden Ende mit dem Formteil 1 geführt. Das Heizrohr 5 ist unter dem Einlaufrohr 6 angeordnet.Inlet and outlet are arranged at one end of the water heater. The inlet pipe 6 is also made of quartz glass and is guided from the end of the introduction into the heating chamber 2 through the molded part 4 to near the opposite end to the molded part 1. The heating tube 5 is arranged below the inlet pipe 6.

Das aus einem Frischwasserbehälter durch das Einlaufrohr 6 in die Heizkammer 2 zufließende Wasser wird im Betriebszustand des Durchlauferhitzers bereits im Einlaufrohr 6 vorgewärmt und siedet nach einer kurzen Verweilzeit an der Berührungsfläche des Heizrohres 5. Die aufsteigenden Dampfblasen kondensieren zum Teil an dem kühleren Einlaufrohr 6, wodurch der Druckanstieg für den Ausstoß des erhitzten Wassers verzögert wird und damit die Verweilzeit zur Erwärmung des gesamten Wasservolumens in der Heizkammer 2 größer ist. Durch den längeren Siedevorgang und der damit verursachten Turbulenz wird das Wasser auf eine optimale Brühtemperatur erhitzt. Mittels des entstehenden Dampfdruckes wird das erhitzte Wasser durch den Auslauf 3 über ein Steigrohr in eine Filtervorrichtung ausgestoßen. Ein Rückschlagventil verhindert das Herausdrücken des Wassers durch das Einlaufrohr 6. Nach dem Ausstoß des erhitzten Wassers strömt durch das Einlaufrohr 6 neues Frischwasser zu und der Vorgang wiederholt sich.The flowing from a fresh water tank through the inlet pipe 6 in the heating chamber 2 water is already preheated in the operating condition of the water heater in the inlet pipe 6 and boiling after a short residence time at the contact surface of the heating tube 5. The rising vapor bubbles condense in part to the cooler inlet pipe 6, thereby the increase in pressure for the discharge of the heated water is delayed and thus the residence time for heating the entire volume of water in the heating chamber 2 is greater. Due to the longer boiling process and the resulting turbulence, the water is heated to an optimum brewing temperature. By means of the resulting vapor pressure, the heated water is discharged through the outlet 3 via a riser into a filter device. A check valve prevents the expulsion of the water through the inlet pipe 6. After the discharge of the heated water flows through the inlet pipe 6 new fresh water and the process is repeated.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Durchlauferhitzer ist in unmittelbarer Nähe einer Warmhalteplatte angeordnet, wobei die Wärme insbesondere durch die Wärmestrahlung des Heizrohres 5 auch nach dem Ausstoß des gesamten Wassers bewirkt wird.The inventively proposed water heater is located in the immediate vicinity of a hotplate, the heat is caused in particular by the heat radiation of the heating tube 5 even after the discharge of all water.

Die Warmhalteplatte ist auf der Unterseite nutenförmig zur Vergrößerung der Oberfläche und damit zur besseren Wärmeübertragung ausgebildet. Durch die Verwendung von Glas erfolgt keine Verkalkung. Aufgrund der höheren Temperatur des erhitzten Wassers werden die im Wasser vorhandenen Bestandteile stärker ausgesondert und als feste Teilchen herausgefiltert. Dadurch wird die Qualität des Kaffee- bzw. Teefiltrats weiter verbessert.The hot plate is formed on the bottom groove-shaped to increase the surface and thus for better heat transfer. The use of glass does not cause calcification. Due to the higher temperature of the heated water, the constituents present in the water are separated out more strongly and filtered out as solid particles. This further improves the quality of the coffee or tea filtrate.

Claims

-1- 24198!

Invention claim:

1. water heater for coffee and tea machines, with a tubular, preferably closed at the ends with moldings heating chamber made of a non-metallic, especially heat-reflecting material, which at one end an inlet, which is connected to a fresh water tank, and an opening into a filter device outlet having and arranged in the heating chamber with an electric heater, characterized in that an inlet pipe (6) is guided in the horizontally disposed heating chamber (2) from the end of the introduction into the heating chamber (2) to near the opposite end of the type preferably consisting of several heating pipes (5) existing heating entirely or for the most part under the inlet pipe (6).

2. flow heater according to item 1, characterized in that the heating chamber (2), the inlet pipe (6) and the heating tube (5) of the heating element made of glass or ceramic.