專利名稱：可切換的電連續(xù)式加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有用于液體的連續(xù)管(Durchlaufrohr)以及多 個安裝在連續(xù)管上的電加熱裝置的電連續(xù)式加熱器 (Durchlauferhitzer)，這些電加熱裝置分別設(shè)置在分離的電路內(nèi)。 此外，本發(fā)明還涉及一種用于借助電連續(xù)式加熱器通過使用多個安裝 在連續(xù)管上的電加熱裝置來加熱液體的方法，其中所述電加熱裝置分 別設(shè)置在分離的電路內(nèi)。
背景技術(shù)：
電連續(xù)式加熱器、特別是在應(yīng)用于全自動咖啡機中的情況下如今被 盡可能標(biāo)準(zhǔn)化地針對全球市場而制造。這種連續(xù)式加熱器的普遍使用 的難處在于，國與國之間的電網(wǎng)電壓會變化。由于例如在美國電網(wǎng)電 壓較小，針對歐洲設(shè)計的連續(xù)式加熱器在那里只能有限地得到應(yīng)用。 對于具有低的電網(wǎng)電壓的國家，因此需要帶有專門為其匹配的連續(xù)式 加熱器的電的小設(shè)備。
DE 38 25 166 C2此外提出了 一種帶有兩個加熱裝置的連續(xù)式加熱 器，這些加熱裝置通過開關(guān)彼此串聯(lián)或并聯(lián)，或者單個地獨立地連接。 在具有大約220V的系統(tǒng)中工作時，兩個加熱裝置串聯(lián)連接，而它們在
以110V的工作中并聯(lián)連接。然而該電路系統(tǒng)遇到技術(shù)界限，使得特別 是非常冷的水的迅速和足夠的加熱并不是在所有情況下都可以實現(xiàn)。
發(fā)明任務(wù)
因此本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種改進的電連續(xù)式加熱器，該電連續(xù) 式加熱器特別是針對在200V之下的電網(wǎng)電壓的工作而設(shè)計，并且也在 這些情況下可靠地提供所希望的溫度范圍中的熱水。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過開頭所述類型的電連續(xù)式加熱器解決，該 連續(xù)式加熱器具有執(zhí)行器(Aktuator)，該執(zhí)行器在工作中交替地以切換周期(Umschaltungstakt )為加熱裝置提供加熱電流。這種連續(xù) 式加熱器于是可以從第一加熱裝置切換至其他加熱裝置，其中保證了 始終只有一個加熱裝置在給定的時間點被提供電流。在此，切換周期 并非必須是統(tǒng)一的，而是可以通過改變加熱裝置的接通時間而與工作 的實際情況匹配。被自動化地切換的開關(guān)例如可以用作執(zhí)行器。雖然 原則上手動的切換也是可能的，然而執(zhí)行器的自動的或半自動的切換 是優(yōu)選的，因為其為用戶提供了明顯提高的舒適性。
出于簡單的原因，特別優(yōu)選的是在連續(xù)式加熱器內(nèi)在連續(xù)管上設(shè)置 恰好兩個加熱裝置。于是，這些加熱裝置可以交替地工作。作為執(zhí)行 器的簡單的切換機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)對加熱裝置交替地提供加熱電流。此外 有利的是，可通過簡單的轉(zhuǎn)換電路保證這種工作。
根據(jù)本發(fā)明的另 一有利的實施形式，執(zhí)行器包括至少兩個半導(dǎo)體繼 電器。它們可以設(shè)計為使得它們在交流電工作中僅僅導(dǎo)通在一個方向 極化的電流，而在另一方向流動的電流不可以通過這些半導(dǎo)體繼電器。 這樣，兩個半導(dǎo)體繼電器可以相反地極化，使得一個半導(dǎo)體繼電器在 一個方向上導(dǎo)通電流，而另一個半導(dǎo)體繼電器在另一個方向上導(dǎo)通電 流，并且由此交流電流的半個相分別流過一個半導(dǎo)體繼電器，而另外 半個相由另一半導(dǎo)體繼電器操作。
根據(jù)另一有利的實施形式，根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)式加熱器具有基于程 序的執(zhí)行器。在此應(yīng)當(dāng)一方面理解為其基于計算程序而運行，該計算 程序借助電子芯片模塊來執(zhí)行。另一方面也可以使用如下的執(zhí)行器 這些執(zhí)行器的切換機構(gòu)基于事先確定的邏輯原理。例如，繼電器或者 自動工作的轉(zhuǎn)換開關(guān)也可以被理解為基于程序的執(zhí)行器?；诔绦虻?br> 執(zhí)行器此外具有的優(yōu)點是，它們可以比不基于程序的執(zhí)行器明顯更不 易故障地被構(gòu)建。通過這種方式可以特別保證的是，始終只有電連續(xù) 式加熱器的一個加熱裝置接通。
根據(jù)本發(fā)明的解決方案特別是旨在借助可切換的執(zhí)行器來提高連 續(xù)式加熱器的效率。因此，執(zhí)行器優(yōu)選構(gòu)造為使得切換周期短于從加 熱裝置的放出熱量的表面至連續(xù)管中的液體的熱量傳遞所需的時間。 這樣，由于通過加熱電流引起的熱輸入(Waermeeintrags ),切換周 期短于從在加熱裝置的放出熱量的表面與連續(xù)管的接觸液體的內(nèi)表面 之間的熱存儲器到連續(xù)管中的液體的繼續(xù)傳遞所需的時間。任何在一個或多個加熱裝置和連續(xù)管的與液體接觸的內(nèi)表面之間的材料都作為 熱存儲器。這種熱存儲器典型地至少由連續(xù)管本身和包圍加熱裝置的 包圍物構(gòu)成。二者通常都由鋁或者鋁化合物構(gòu)成，并且在連續(xù)管的朝 向接觸液體的內(nèi)表面的方向上導(dǎo)熱地起作用。然而由于其存儲能力， 它們也延遲了進入連續(xù)管內(nèi)的液體中的熱輸入。
通過熱存儲器，至連續(xù)管內(nèi)的液體中的熱出入的延遲例如可以達到
至少O. 25秒。通過這種方式，熱存儲器由于所有加熱裝置的熱輸入而 更均勻地變熱。執(zhí)行器可以在以加熱電流對加熱裝置交替供電情況下 以小于或等于一秒的周期切換。這樣，與熱存儲器共同作用，首先熱 存儲器被加熱裝置加熱，并且在通過執(zhí)行器切換到另 一加熱裝置之后， 熱量才從激活的第一加熱裝置放出。在該放熱期間，下一個加熱器已 經(jīng)將熱量輸入到熱存儲器中。
在另一有利的實施形式中，在加熱裝置和連續(xù)管的接觸液體的內(nèi)表 面之間安裝了熱存儲器強化元件。除了加熱裝置的包圍物的材料和連 續(xù)管外，所有引起加熱裝置和連續(xù)管的內(nèi)側(cè)之間的材料聚集 (Materialkonzentration)的集合體也都理解為熱存儲器強化元件。 這些熱存儲器強化元件用于附加地將熱量在發(fā)送給液體之前進行存 儲，并且由此有助于液體的延遲加熱。
此外，開頭所提及的任務(wù)通過一種帶有根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)式加熱器 的全自動咖啡機以及通過一種用于借助電連續(xù)式加熱器通過使用多個 安裝在連續(xù)管上的電加熱裝置來加熱液體的方法來解決，其中所述電 加熱裝置分別設(shè)置在分離的電路內(nèi)，其中加熱裝置在工作中交替地被 提供加熱電流。得到了一種效應(yīng)，其中提高了兩個加熱裝置的效率， 并且在熱輸入到液體中時與當(dāng)兩個加熱裝置同時工作時同樣有效地進 行。
按照根據(jù)本發(fā)明的全自動咖啡機的另 一種有利的實施形式，該全自 動咖啡機具有電網(wǎng)電壓切換裝置，其用于在超過200V的電網(wǎng)電壓至低 于200V的電網(wǎng)電壓之間切換。這種全自動咖啡機可以普遍地4吏用于不 同國家。電網(wǎng)電壓切換裝置此外可以保證全自動咖啡機的所有電氣和 電子元件都可以在超過200V的電網(wǎng)電壓情況下以及在〗氐于200V的電 網(wǎng)電壓情況下工作。因此，該電網(wǎng)電壓切換裝置特別是包括變壓器和/ 或其他開關(guān)。這些開關(guān)可以從適于超過200V的電網(wǎng)電壓的電子和/或電氣元件切換到可以在低于200V的電網(wǎng)電壓情況下工作的元件。電網(wǎng) 電壓切換裝置此外可以使得在超過200V的電網(wǎng)電壓情況下連續(xù)式加熱 器的加熱裝置并行地同時運行，或者分別單個地運行。在低于200V的 電網(wǎng)電壓情況下，則轉(zhuǎn)換到借助執(zhí)行器的運行，其中加熱裝置以切換 周期被交替供電。
按照根據(jù)本發(fā)明的方法的一種有利的實施形式，在以低于200V的 電網(wǎng)電壓運行的情況下，加熱裝置的至少之一被用連接到該連續(xù)式加 熱器上的電源的全部的可用功率供電。連續(xù)式加熱器的其他加熱裝置 可以同樣以全部的可用功率供電，或者根據(jù)要求地以減小的加熱功率 供電。加熱裝置的至少之一在全負(fù)荷下運行保證了，對于該加熱裝置 無需附加的對加熱功率的調(diào)節(jié)，而是功率輸入的調(diào)節(jié)僅僅通過其他加 熱裝置的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。
對于連續(xù)式加熱器的加熱裝置相對彼此的設(shè)置，不同的有利的實施 形式是可能的。這樣，兩個加熱裝置可以彼此相對地設(shè)置在連續(xù)管上, 或者加熱裝置彼此配合地(ineinandergreifend)設(shè)置在連續(xù)管的區(qū) 域中。例如，這可以通過曲4斤形的或者梳狀的布置來實現(xiàn)。相應(yīng)的布 置的目的是朝向連續(xù)管的內(nèi)側(cè)方向的盡可能均勻的熱輸入，以便由此 實現(xiàn)盡可能高的效率。


本發(fā)明的原理在下面借助附圖示例性地進一步闡述。
圖1示出了電連續(xù)式加熱器和不同的、對于其工作所需的控制元件 的示意圖。
具體實施例方式
電連續(xù)式加熱器1由連續(xù)管3和兩個加熱裝置5a、 5b構(gòu)成。在加 熱裝置5a、 5b和連續(xù)管3之間安裝有熱存儲器強化元件7a、 7b。兩個 加熱裝置5a、 5b的每個都設(shè)置在分離的電路9a、 9b內(nèi)。分離的電路 9a、 9b將每個加熱裝置5a、 5b彼此獨立地與電源17以及執(zhí)行器11 相連。執(zhí)行器11由轉(zhuǎn)換開關(guān)15和兩個半導(dǎo)體繼電器13a、 13b構(gòu)成。 半導(dǎo)體繼電器13a、 13b用于針對兩個加熱裝置7a、 7b而控制電流供給。它們尤其是控制輸入到加熱裝置5a、 5b中的電流強度。轉(zhuǎn)換開關(guān) 15交替地在兩個加熱裝置5a、 5b之間切換。通過這種方式保證了始終 只有第一加熱裝置5a或者第二加熱裝置5b被提供以電流。在執(zhí)行器 11內(nèi)的其他控制元件(在此未示出)例如可以用于來自電源17的電壓 的變換或者用于其他的控制功能。此外示出了電網(wǎng)電壓切換裝置23。 該電網(wǎng)電壓切換裝置以轉(zhuǎn)換開關(guān)的形式被實施。在電源17的電壓低于 200V的情況下，電路從電源17通過執(zhí)行器11引導(dǎo)至兩個加熱裝置5a、 5b。在電壓高于200V的情況下，激活(aktiviert)替代電路19，在 該電路內(nèi)加熱裝置5a、 5b并聯(lián)地工作并且被調(diào)節(jié)器21調(diào)節(jié)。
借助所示的構(gòu)造，可在超過200V的電網(wǎng)電壓運行和低于200V的電 網(wǎng)電壓運行之間轉(zhuǎn)換，并且根據(jù)電壓來運行不同的電路過程。對于針 對低于200V電網(wǎng)電壓運行的電路，適用以下工作過程通過加熱裝置 5a、 5b的交替運行(其中加熱裝置5a、 5b通過轉(zhuǎn)換開關(guān)15的切換而 交替地被激勵)，可通過熱存儲器強化元件7a、 7b將熱量輸入到連續(xù) 管中，由此在所示的穿過方向中穿過連續(xù)管3的液體F被加熱。
熱存儲器強化元件7a、 7b以及連續(xù)管3作為針對由加熱裝置5a、 5b產(chǎn)生的熱量的熱量存儲器而起作用。由此，產(chǎn)生至連續(xù)管3中的液 體F中的延遲的熱輸入。在熱量輸入到液體F中之前，首先加熱熱存 儲器。通過熱量存儲，產(chǎn)生了好像兩個加熱裝置同時工作的效果。實 現(xiàn)了交替運行的加熱裝置5a、 5b在以低于200V的較低電網(wǎng)電壓工 作時可以產(chǎn)生足夠的熱量，該熱量隨后被輸入到液體F中。這種帶有 加熱裝置5a、 5b、熱存儲器強化元件7a、 7b和與加熱裝置5a、 5b的 交替運行關(guān)聯(lián)的連續(xù)管3的布置則用于保證兩個加熱裝置5a、 5b的加 熱功率的最優(yōu)利用，并且由此實現(xiàn)提高的效率。
在連續(xù)式加熱器以電源17的超過200V的電網(wǎng)電壓運行的情況下， 加熱裝置5a、 5b的這種控制不是必須的，因此在這些情況下可以激活 替4義電路19。
因為在上面詳細地描述的裝置是一個實施例，因此其可以以常用的 方式被本領(lǐng)域技術(shù)人員在廣泛的范圍中進行修改，而沒有離開本發(fā)明 的范圍。特別地，加熱器的具體構(gòu)型也可以與在此所描述的形式不同 地實現(xiàn)。同樣，當(dāng)例如由于電路的原因而必要時，執(zhí)行器也可以以其 他形式被構(gòu)造。此外，使用不定冠詞"一，，或者"一個，，并不排除所涉及的特征也可以有多個。
參考標(biāo)號表
I 連續(xù)式加熱器
3 連續(xù)管
5a， 5b加熱裝置
7a, 7b熱存儲器強化元件
9a， 9b 電路
II 執(zhí)行器
13a， 13b 半導(dǎo)體繼電器
15 轉(zhuǎn)換開關(guān)
17 電源
19 替代電路
21 調(diào)節(jié)器
23 切換裝置
F 液體
權(quán)利要求
1. 一種帶有用于液體(F)的連續(xù)管(3)以及多個安裝在所述連續(xù)管(3)上的電加熱裝置(5a；5b)的電連續(xù)式加熱器(1)，其中所述電加熱裝置分別被設(shè)置在分離的電路(9a；9b)內(nèi)，其特征在于執(zhí)行器(11)，所述執(zhí)行器在工作中交替地以切換周期對所述加熱裝置(5a；5b)提供加熱電流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)式加熱器，其特征在于在所述連續(xù) 管(3)上的兩個加熱裝置(5a; 5b)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)式加熱器，其特征在于，所述 執(zhí)行器(11)包括至少兩個半導(dǎo)體繼電器(13a， 13b)。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的連續(xù)式加熱器，其特征在 于基于程序的執(zhí)行器(11)。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的連續(xù)式加熱器，其特征在 于，所述執(zhí)行器(11 )被構(gòu)造為使得切換周期短于從所述加熱裝置(5a; 5b)的放出熱量的表面至所述連續(xù)管(3)中的液體(F)的熱量傳遞 所需的時間。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的連續(xù)式加熱器，其特征在 于至少一個熱存儲器強化元件(7a; 7b),所述熱存儲器強化元件(7a; 7b)被安裝在所述加熱裝置(5a; 5b )和所述連續(xù)管(3)的接觸液體 的內(nèi)表面之間。
7. —種全自動咖啡機，其具有根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述 的連續(xù)式加熱器(1)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的全自動咖啡機，其特征在于電網(wǎng)電壓切 換裝置(23)，其用于在超過200V的電網(wǎng)電壓至低于200V的電網(wǎng)電 壓之間的切換。
9. 一種用于借助電連續(xù)式加熱器(1)通過使用多個安裝在連續(xù) 管(3)上的電加熱裝置(5a; 5b )來加熱液體(F)的方法，其中所 述電加熱裝置分別被設(shè)置在分離的電路(7a; 7b)內(nèi)，其特征在于， 所述加熱裝置(5a; 5b)在工作中交替地被提供加熱電流。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，用連接到所述連 續(xù)式加熱器(1 )上的電源(17)的全部的可用功率對所述加熱裝置(5a; 5b)的至少之一供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可切換的電連續(xù)式加熱器，它帶有用于液體(F)的連續(xù)管(3)以及多個安裝在連續(xù)管(3)上的電加熱裝置(5a；5b)，其中電加熱裝置分別設(shè)置在分離的電路(9a；9b)內(nèi)，其中執(zhí)行器(11)在工作中交替地以切換周期為加熱裝置(5a；5b)提供加熱電流。
文檔編號F24H1/12GK101451763SQ200810179819
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月5日
發(fā)明者A·豪塞, S·克拉梅 申請人:Bsh博施及西門子家用器具有限公司