專利名稱：用于飲料機(jī)中的泵的熱熔絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及典型地飲料制備機(jī)械的電動(dòng)泵的抗電過熱的保護(hù)。對(duì)于本說明書，“飲料”指包括例如茶、咖啡、熱或冷巧克力、牛奶、湯、嬰兒食品等的任何液體食物。
背景技術(shù)：
某些飲料制備機(jī)械使用包含要被提取或要被溶解的成分的料囊(capsule);對(duì)于其它機(jī)械，成分則在機(jī)械內(nèi)被存儲(chǔ)和自動(dòng)配制，或者在制備飲料時(shí)添加。各種飲料機(jī)，例如咖啡機(jī)，被設(shè)置為使液體循環(huán)，通常地，使來自冷的或由加熱裝置加熱的水源的水循環(huán)到混合或泡制容器，在該容器中，飲料實(shí)際通過將循環(huán)的液體暴露到散裝的或預(yù)先包裝在例如料囊內(nèi)的成分制成的。制備的飲料通常從這些容器導(dǎo)引到飲料分配區(qū)，例如到位于由飲料機(jī)包括的或與其關(guān)聯(lián)的杯或杯支架區(qū)上方的飲料出口。在制備工藝期間或之后，用過的成分和/或它們的包裝會(huì)排放到一個(gè)收集容器中。大多數(shù)咖啡機(jī)擁有包括用于液體，通常為水，的泵的填充裝置，從冷或通過例如加熱電阻器、加熱塊等的加熱裝置確實(shí)加熱的水源泵抽液體。例如，US5，943，472公開了一種用于咖啡機(jī)的水循環(huán)系統(tǒng)，用于在蓄水器和熱水或蒸氣分配外殼之間的機(jī)械。該循環(huán)系統(tǒng)包括彼此相互連接且通過多個(gè)由夾圈接合在一起的硅樹脂管而與蓄水器連接的閥門、金屬加熱管和泵。公知的飲料制備設(shè)備可以裝備各種用于在設(shè)備內(nèi)提升液體的泵。例如，US2，715，868公開了一種飲料制備機(jī)械，用于通過將水導(dǎo)引進(jìn)入提取外殼并強(qiáng)制水通過料箱(cartridge)而在料箱中提供的提取外殼內(nèi)提取飲料成分。這個(gè)泵是旋轉(zhuǎn)型的而且具有在泵外殼中操作的葉片，以在壓力下將液體輸送到提取外殼。US5，392，694公開了一種咖啡機(jī)，具有安裝在機(jī)械外殼內(nèi)的活塞泵。該泵具有由具有與活塞嚙合的連接桿的偏心驅(qū)動(dòng)裝置致動(dòng)的往復(fù)活塞。US5，992，298公開了一種飲料制備機(jī)械，具有以可移動(dòng)或上懸方式懸浮的振動(dòng)泵，振動(dòng)傳遞給內(nèi)嵌的加熱器以使加熱器為了減小加熱器內(nèi)的結(jié)垢(liming)而振動(dòng)。US6，554，588公開了一種適合于在咖啡機(jī)中使用的用于振動(dòng)泵的復(fù)合活塞。總而言之，在飲料制備機(jī)械中使用的電動(dòng)泵具有水驅(qū)動(dòng)設(shè)備，例如往復(fù)活塞或旋轉(zhuǎn)葉片或渦輪。此水驅(qū)動(dòng)設(shè)備進(jìn)而由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，例如與一個(gè)或多個(gè)相對(duì)其可移動(dòng)的磁體協(xié)作的一個(gè)或多個(gè)帶電的螺線管。為了防止過熱和由馬達(dá)的電源導(dǎo)致的與安全相關(guān)的問題，此類泵結(jié)合了與泵的電源串聯(lián)電裝配的熱熔絲。在傳統(tǒng)的泵中，熱熔絲被安裝在泵外殼的內(nèi)部或上面，和在通過外殼的壁與馬達(dá)熱連接，以使與輻射的熱反應(yīng)。在其中或其上安裝了熱熔絲的泵外殼的壁由熱塑性塑料或其它絕緣材料構(gòu)成，通常具有約O. 01到IW ^nT1 -Γ1的導(dǎo)熱率。這影響了通過外殼的壁到熱熔絲的熱輻射和熱安全系統(tǒng)的可靠性。結(jié)合圖I更加詳細(xì)的描述了此類現(xiàn)有泵的實(shí)施例。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明由此涉及一種用于飲料制備機(jī)械的泵。此泵包括發(fā)熱電裝置；以及通過電連接連接到所述電裝置的熱熔絲。所述熱熔絲連接到電源以通過所述熱熔絲給所述發(fā)熱電裝置供電。所述熱熔絲與所述發(fā)熱電裝置熱連通，以在所述熱熔絲達(dá)到與來自所述電裝置的過量熱輻射對(duì)應(yīng)的預(yù)定最大溫度時(shí)將所述電裝置與電源斷開。根據(jù)本發(fā)明，所述熱熔絲和所述發(fā)熱電裝置被配置為使從所述電裝置向所述熱熔絲輻射的熱主要沿所述電連接從所述電裝置傳導(dǎo) 到所述熱熔絲。所述泵在正常操作期間，當(dāng)被供電時(shí)，所述發(fā)熱電裝置通常會(huì)產(chǎn)生熱。此熱產(chǎn)生在一定的限制內(nèi)是可以接收的。在過熱的情況下，通常是泵在干運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，所述發(fā)熱電裝置產(chǎn)生了超過預(yù)定的最大限度的熱。為了避免任何由過熱產(chǎn)生引起的安全問題，所述熱熔絲在檢測(cè)到最大溫度時(shí)會(huì)斷開所述發(fā)熱電裝置的電源。取代通過所述泵的絕緣外殼，主要通過高熱導(dǎo)性的電連接來提供從所述發(fā)熱裝置向所述熱熔絲的熱傳遞，則從所述發(fā)熱電裝置到所述熱熔絲的所述熱傳遞會(huì)更加直接和可
O結(jié)果，所述熱熔絲對(duì)所述發(fā)熱電裝置的溫度變化的做出反應(yīng)所需的時(shí)間更短。因此，所述熱熔絲的用以切斷電源電路的臨界溫度可以與現(xiàn)有的其中所述熱流必須首先通過導(dǎo)熱性不良(導(dǎo)致明顯的溫度梯度)的外殼的配置相比可以被設(shè)置的更高。由此所述熱熔絲的臨界溫度或熔斷(CUt-Off)溫度可以設(shè)置在更加接近所述發(fā)熱電裝置可容許的最大溫度水平處。由于所述熱熔絲的熔斷溫度可以設(shè)置在更高水平，所以所述熱熔絲較不可能因?yàn)槠渲星度胨霰玫沫h(huán)境的正常加熱而被觸發(fā)，例如，在飲料機(jī)中還包括可能影響本發(fā)明的所述泵的所述熱熔絲的發(fā)熱裝置，例如所述飲料制備機(jī)械的發(fā)熱電變壓器。所述熱熔絲和所述發(fā)熱電裝置可以被配置為使從所述電裝置向所述熱熔絲傳遞的熱的至少75 %、85 %或95 %通過所述電連接從所述電裝置傳導(dǎo)到所述熱熔絲。從所述發(fā)熱電裝置到所述熱熔絲的所述電連接具有至少20W πΓ1 ΙΓ1，特別地，大于80W · πΓ1 · Γ1甚至至少150W · πΓ1 · Γ1的熱導(dǎo)率。而且，從所述發(fā)熱電裝置到所述熱熔絲的所述電連接典型地是剛性連接，例如，通過所述發(fā)熱電裝置和/或所述熱熔絲的剛性端子，或者通過所述電裝置和所述熱熔絲之間配置的插頭和插座。通常，從所述發(fā)熱電裝置到所述熱熔絲的所述電連接由高熱導(dǎo)性的鋁、銅及其合金中的至少一種制成。取代使用例如鋁和/或銅的高熱導(dǎo)性材料，也可以使用例如鋼的低熱導(dǎo)性材料。在后一種情況下，材料的較低熱導(dǎo)率可由電連接的較大橫截面補(bǔ)償。所述熱熔絲可以是熱中斷裝置中的任何一種。所述熱熔絲可以是單向熔絲或“熱鏈接”。在此情況下，所述熱熔絲是一旦觸發(fā)就必須更換的單次使用部件?；蛘撸鰺崛劢z是可逆熔絲。在此情況下，所述可逆熱熔絲可以是熱開關(guān)或調(diào)溫器(thermostat)。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的所述泵用于驅(qū)動(dòng)液體。此泵通常包括發(fā)熱電馬達(dá)，特別包括例如用以驅(qū)動(dòng)往復(fù)活塞的螺線管作為發(fā)熱電裝置。
在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的所述泵是用于加熱液體的加熱器，特別是用于加熱循環(huán)液體的內(nèi)嵌(in-line)加熱器。所述加熱器通常包括電加熱電阻器作為發(fā)熱電裝置。本發(fā)明的另一方面涉及包括上述泵的飲料制備機(jī)械。例如，所述機(jī)械是咖啡、茶或湯制備機(jī)械，特別是用于通過傳送熱或冷水或其它液體經(jīng)過包含所述要制備的飲料成分(例如咖啡粉或茶粉或巧克力粉或可可粉或奶粉)的料囊或容器(pod)在提取單元中制備飲料的機(jī)械。所述機(jī)械可以包括用于容納此成分的泡煮(brewing)單元。通常，所述機(jī)械包括一個(gè) 或多個(gè)泵、加熱器、滴水盤、成分收集器、液體罐和用于在液體罐和泡煮單元之間提供流體連接的流體連接系統(tǒng)等。用于此類機(jī)械的所述液體存儲(chǔ)器和加熱器之間的流體回路的通常配置在例如共同待決的申請(qǐng)PCT/EP08/067072和PCT/EP09/053368中被更加詳細(xì)地公開。


現(xiàn)在將參照示意圖描述本發(fā)明，其中圖I示意性示出了具有熱熔絲的現(xiàn)有泵的比較實(shí)施例；以及圖2到3a示出了具有根據(jù)本發(fā)明的熱熔絲的泵的不同視圖和部分，圖3a示出了圖3的細(xì)節(jié)X的放大視圖。
具體實(shí)施例方式圖I示意性示出了具有熱熔絲2的飲料制備機(jī)械的現(xiàn)有泵I。泵I具有的外殼3、入口 4和出口 5。在外殼3內(nèi)部，泵I具有泵腔，該泵腔具有由圍繞泵腔的螺線管(未示出)中循環(huán)的電流產(chǎn)生的交替磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的往復(fù)活塞。此泵在本領(lǐng)域內(nèi)是公知的。螺線管通過兩個(gè)電端子6、6’電連接，端子6、6’通過撓性電纜7、7’、7”經(jīng)熱熔絲2連接到電源(未示出)。熱熔絲2壓貼外殼3而固定在一對(duì)凸緣3’之間。外殼3和凸緣3’是一個(gè)整體并有熱塑材料構(gòu)成。熱熔絲2通過軟電線7’、7”連接到端子6’和電源。當(dāng)外殼3內(nèi)的螺線管產(chǎn)生大量熱足以引起安全問題時(shí)，熱通常會(huì)通過熱塑外殼3的壁垂直輻射。一部分產(chǎn)生的熱將熱熔絲2加熱到觸發(fā)熱熔絲2的預(yù)定最大溫度。熱熔絲2的觸發(fā)中斷了電源和泵I的端子6’之間的電連接7’、7”，并由此中斷泵的螺線管的供電。由于外殼3由覆蓋泵I的螺線管的絕緣材料構(gòu)成，因此將穿過外殼3形成的溫度梯度取決于在泵I的螺線管的高度(level)處的溫度變化的速度。而且，熱熔絲高度處的溫度將同樣取決于形成泵I的元件和其中嵌入泵I的系統(tǒng)的周圍元件的導(dǎo)熱率。因此，熱熔絲2高度處的熔斷溫度(cut-off temperature)要必須設(shè)置在螺線管的最大可接受的溫度以下并基于熱到熱熔絲2的估計(jì)平均傳導(dǎo)率和熱熔絲2的高度處的溫度反應(yīng)。因而處于安全原因，為了考慮上述熱熔絲高度處的溫度響應(yīng)的變化到例如螺線管的發(fā)熱電裝置高度處的溫度變化，熱熔絲2的熔斷溫度必須以一定的余量設(shè)置在可能引起安全問題的實(shí)際溫度以下。而且，由于熱熔絲的熔斷設(shè)置在降低的高度，所以熱熔絲對(duì)于其中嵌入泵的系統(tǒng)的其它發(fā)熱元件來說就變得更加敏感，例如，對(duì)于例如內(nèi)嵌加熱器的加熱器或?qū)τ诳刂破?，這(取決于此類系統(tǒng)的特定整體操作)促使熱熔絲到降低的熔斷溫度而不包括實(shí)際安全問題。
相反，圖2至3a示出了根據(jù)本發(fā)明的泵10，本發(fā)明提供了上述問題的解決方案。圖3示出了泵10的透視圖。圖3a為圖3中所示泵10的細(xì)節(jié)X的放大圖，而圖2示出了泵10的部分，特別是作為發(fā)熱電子部件的螺線管塊35，它的剛性電連接器60、60’、60”用于連接到熱熔絲20和外部電源(未示出)。泵10具有從通常由絕緣塑料材料構(gòu)成的保護(hù)外殼30延伸出的水入口 40和水出口 50，保護(hù)外殼被固定在用于將泵10的組件固定到一起并可選地將泵10固定例如飲料制備機(jī)械的系統(tǒng)內(nèi)的框架31中。連接器60和60’布置為將泵10連接到 電源。熱熔絲20具有一對(duì)剛性端子21、21’，一個(gè)連接到連接器60’而另一個(gè)連接到連接器60”。此外，連接器60’具有緊固件601’而連接器60”具有一對(duì)緊固件601”，用于緊固熱熔絲20的端子21、21’。由此，熱熔絲20可以通過緊固件601’、601”可去除地安裝到連接器60’、60”上，并由此可以在需要時(shí)輕易替換，尤其在熱熔絲20為單向熔絲時(shí)。熱熔絲20和連接器60’、60”之間的連接被安裝在框架31上的蓋61’機(jī)械保護(hù)并電絕緣。當(dāng)然也可以在熱熔絲的每側(cè)上只提供一個(gè)此類緊固件或可以用其它方式將熱熔絲連接到連接器，例如，通過焊接。螺線管塊35中的螺線管具有第一端和第二端，第一端連接到連接器60 (例如相應(yīng)電源的中性極(neutral polarity)),第二端連接到連接器60”,而連接器60”通過中間熱熔絲20而連接到連接器60’。然后將連接器60’連接到電源(未示出)的相極(phasepolarity)。電源可以通過例如其中安裝了泵10的飲料制備機(jī)械的系統(tǒng)的控制單元加以控制。熱熔絲20與發(fā)熱電裝置熱連通，也就是，與塊35中的螺線管的熱連通，以在熱熔絲達(dá)到與來自電裝置(螺線管)的過量熱輻射對(duì)應(yīng)的預(yù)定最大溫度時(shí)，將螺線管與電源分離。因此，只要熱熔絲20不引起其中斷，泵10的電路與極是閉合的。根據(jù)本發(fā)明，熱熔絲20和發(fā)熱電裝置(螺線管)被配置為使從電裝置輻射到熱熔絲20的熱主要沿電連接21’、60”從電裝置(螺線管)向熱熔絲20傳導(dǎo)。話句話說，與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相比，替代通過泵10的絕緣外殼30的壁從螺線管傳遞到熱熔絲的主要傳遞的熱變化，在螺線管中由于電流流過而產(chǎn)生的熱將主要通過高傳導(dǎo)性的電連接器21’、60”傳遞。因此，超過50%，典型地超過70、80甚至90%的從塊35中的螺線管傳遞到塊35外部的熱熔絲20的熱量，通過良好(熱)傳導(dǎo)性的電連接器60”和21’引導(dǎo)和傳遞。此熱傳遞經(jīng)過非常小的溫度梯度，并導(dǎo)致了響應(yīng)于螺線管高度處的溫度變化的在熱熔絲20高度處的顯著更快的溫度響應(yīng)。由此，熱熔絲20的熔斷溫度的安全余量明顯低于現(xiàn)有配置，即，熔斷溫度可以設(shè)置在更加接近螺線管可接受的最大溫度的更高水平處，以及熱熔絲20較不可能受系統(tǒng)中的側(cè)加熱的影響，也較不可能造成過早熔斷。典型地，連接器21’和60”可以由銅和/或鋁制成并具有在約O. 01至O. 05W · Γ1范圍內(nèi)的總熱導(dǎo)率。如上所述，從發(fā)熱電裝置35 (螺線管)到熱熔絲20的電連接器21’、60”是剛性而非撓性的，以允許其自動(dòng)處理和裝配。這降低了裝配成本和裝配錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。但也可以通過撓性連接獲得熱傳導(dǎo)。圖2到3a還示出了在連接器60和60’上延伸的與框架31 —體的保護(hù)構(gòu)件61?？斩?6在螺線管塊35的中間延伸，用于容納包含活塞(未示出)的泵腔，活塞在由塊35中的螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，用于驅(qū)動(dòng)水從泵入口 40到達(dá)泵出口 50。往復(fù)活塞可以在感應(yīng)磁場(chǎng)的作用下被來回驅(qū)動(dòng)，或者可以連接到復(fù)位彈簧，以使往復(fù)活塞在一個(gè)方向上受磁場(chǎng)的作用和在另一方向上受受力的復(fù)位彈簧的作用的情況下被驅(qū)動(dòng)。此類磁力或機(jī)械泵與其它適當(dāng)?shù)难b置同樣在本領(lǐng)域內(nèi)是公知的而且可以適用于根據(jù)本發(fā)明的熱熔絲裝置。圖2至3a示出了用于飲料制備機(jī) 械的泵10。
權(quán)利要求
1.一種飲料制備機(jī)械中的用于驅(qū)動(dòng)液體的泵(10)，包括 發(fā)熱電裝置(35);以及 通過電連接(21’、60”)連接到所述電裝置的熱熔絲(20)， 所述熱熔絲連接到電源以通過所述熱熔絲給所述發(fā)熱電裝置供電，所述熱熔絲與所述發(fā)熱電裝置熱連通，以便在所述熱熔絲達(dá)到與來自所述電裝置的過量熱輻射對(duì)應(yīng)的預(yù)定最大溫度時(shí)將所述電裝置與所述電源斷開， 其特征在于，所述熱熔絲和所述發(fā)熱電裝置被配置為使從所述電裝置(35)向所述熱熔絲(20)輻射的熱主要沿所述電連接(21’、60”)從所述電裝置傳導(dǎo)到所述熱熔絲。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的泵，其中所述熱熔絲(20)和所述發(fā)熱電裝置(35)被配置為使從所述電裝置向所述熱熔絲輻射的熱的至少75%通過所述電連接(21’、60”)從所述電裝置傳導(dǎo)到所述熱熔絲。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的泵，其中所述熱熔絲(20)和所述發(fā)熱電裝置(35)被配置為使從所述電裝置向所述熱熔絲輻射的熱的至少85%或95%通過所述電連接(21’、60”)從所述電裝置傳導(dǎo)到所述熱熔絲。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)的泵，其中從所述發(fā)熱電裝置(35)到所述熱熔絲(20)的所述電連接(21’、60”)具有至少20W · πΓ1 · Γ1的熱導(dǎo)率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的泵，其中從所述發(fā)熱電裝置(35)到所述熱熔絲(20)的所述電連接(21’、60”)具有大于80W.HT1 · Γ1的熱導(dǎo)率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的泵，其中從所述發(fā)熱電裝置(35)到所述熱熔絲(20)的所述電連接(21’、60”)具有至少150W · πΓ1 · K—1的熱導(dǎo)率。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)的泵，其中包括第一連接器￠0)和第二連接器(60’ )以用于連接到電源和第三連接器(60”)，所述發(fā)熱電裝置被連接到所述第一和第三連接器(60、60”)，所述第二和第三連接器(60’、60”)通過所述熱熔絲(20)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的泵，其中所述第二連接器出0’)具有緊固件(601’)，而所述第三連接器(60，，)具有另一緊固件(601”)，以緊固所述熱熔絲(20)的端子(21、21，)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的泵，其中所述熱熔絲(20)被焊接到所述第二和第三連接器(60’、60”)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)的泵，其中從所述發(fā)熱電裝置(35)到所述熱熔絲(20)的所述電連接是剛性連接(21’、60”)。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)的泵，其中從所述發(fā)熱電裝置(35)到所述熱熔絲(20)的所述電連接(21’、60”)由鋁、銅及其合金中的至少一種制成。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)的泵，其中所述熱熔絲(20)為單向熔絲。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求I至11中的任何一項(xiàng)的泵，其中所述熱熔絲為可逆熔絲。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)的泵，其中所述發(fā)熱電裝置(35)包括螺線管。
15.一種包括根據(jù)上述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)限定的泵的飲料制備機(jī)械。
全文摘要
一種飲料制備機(jī)械中的用于驅(qū)動(dòng)液體的泵(10)，包括發(fā)熱電裝置(35)；以及通過電連接(21’、60”)連接到所述電裝置的熱熔絲(20)。所述熱熔絲可連接到電源以通過所述熱熔絲給所述發(fā)熱電裝置供電。所述熱熔絲與所述發(fā)熱電裝置熱連通，以便在所述熱熔絲達(dá)到與來自所述電裝置的過量熱輻射對(duì)應(yīng)的預(yù)定最大溫度時(shí)將所述電裝置與所述電源斷開。所述熱熔絲和所述發(fā)熱電裝置被配置為使從所述電裝置(35)向所述熱熔絲(20)輻射的熱主要沿所述電連接(21’、60”)從所述電裝置傳導(dǎo)到所述熱熔絲。
文檔編號(hào)A47J31/46GK102802478SQ201080028099
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
發(fā)明者R·莫瑟爾 申請(qǐng)人:雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司