熱飲料製備機用的加熱器的製作方法

2023-05-04 17:20:26 3

專利名稱：熱飲料製備機用的加熱器的製作方法
技術領域：
本發明涉及熱飲料製備機用的加熱器。特別地，所述加熱器得以應用於咖啡機的 加熱器。
背景技術：
公知地，熱飲料製備機的加熱器具有金屬裝置，所述金屬裝置限定加熱室，所述加 熱室內埋置電阻元件。這些加熱器的缺陷是具有很大的熱慣性，加熱液體需要較長的時間。 另外，製造這些加熱器導致材料成本很高。為了在短時間獲得熱飲料，已提出能快速提高用於製備飲料的液體的溫度的加熱 器。這些加熱器通常具有與擴散器相連接的釋能密度很大的絲網印刷電阻式加熱元件。但是，這些加熱器不被用於需要對液體施加很大壓力的飲料製備。實際上，它們耐 受不了為保持佔位體積和有限成本所需的約8-10巴的較大的壓力。不過，某些飲料例如速 溶咖啡的製備要求使液體具有約16巴的壓力，以便提取咖啡。這樣，有必要提出熱飲料製備機的加熱器，其可快速加熱高壓液體，而完全保持佔 位體積和有限成本。

發明內容
本發明旨在滿足這種需要。為此，本發明提出熱飲料製備機的加熱器，該加熱器具有一擴散器，所述擴散器具 有用於與待加熱液體接觸的第一壁和與所述第一壁相對的第二壁，所述加熱器具有至少一 絲網印刷或照相製版印刷電阻，其布置在所述擴散器的第二壁上，且限定一個由至少一電 阻線路形成的圖案，一本體與擴散器的第一壁一起限定一加熱空間，液體在所述加熱空間 內用於被加熱。所述加熱器還具有支承裝置，其成形成在至少一區域支承在擴散器的第二 壁上。該區域布置成形成圖案的電阻線路位於該區域兩側，以便當液體在加熱空間增壓時， 支承裝置至少承受一部分由液體傳輸到擴散器的作用力。這樣，加熱空間中液體的壓力較高，不只是擴散器經受該壓力產生的全部作用力。 因此，可不需要厚的堅固的擴散器。因此，本發明在擴散器的設計方案中具有更大的選擇自 由度。本發明尤其可選擇這樣的擴散器，其尺寸和/或材料有利於絲網印刷或照相製版印 刷電阻和待加熱液體之間的熱傳導。非強制性地，但是優選地，本發明可具有以下任一項特徵-所述支承裝置具有與絲網印刷的或照相製版印刷的電阻基本上互補的形狀，從 而，所述支承裝置接觸所述擴散器的第一壁，而不影響所述電阻線路。-所述支承裝置被布置成其在所述第二壁的未被絲網印刷或照相製版印刷電阻 佔據的表面的基本上50%至98%上與所述第二壁接觸地安置。-所述支承裝置被布置成其在所述第二壁的未被絲網印刷或照相製版印刷電阻 佔據的表面的至少達70%上與所述第二壁接觸地安置。
-所述支承裝置被布置成其在所述第二壁的未被絲網印刷或照相製版印刷電阻 佔據的表面的基本上達50%至98%上與所述第二壁接觸地安置。-所述支承裝置被布置成其在所述第二壁的未被絲網印刷或照相製版印刷電阻 佔據的基本上整個表面上與所述第二壁接觸地安置。-所述擴散器的厚度為2至4毫米，圖案的周向外形限定出擴散器的60%至90% 的表面，所述支承裝置與所述本體的配合允許所述加熱器中的液體壓力約為30巴。-所述設備具有支承件，所述支承件起到底座的作用，並接納所述支承裝置。-所述支承件和所述支承裝置形成一整體件。-所述支承裝置嵌裝集成在所述支承件中。-所述支承件連接於所述本體。-所述加熱空間位於所述加熱裝置的周沿，並且所述加熱裝置位於所述支承裝置 的周沿。-所述加熱裝置位於所述加熱空間的周沿，所述支承裝置位於所述加熱裝置的周 沿，從而包覆所述加熱裝置。-所述加熱裝置具有基本上呈圓柱形的形狀。-加熱裝置按圓柱的軸線的截面基本上呈圓形。-加熱裝置按圓柱的軸線的截面基本上呈多邊形，優選地，呈正方形。-加熱器具有至少兩個擴散器，所述至少兩個擴散器的第二壁相互面對，且緊固所 述支承裝置。-擴散器基本上是平的。-支承件具有至少一中央區域和至少一周向區域，所述支承裝置位於所述中央區 域，所述中央區域用於接納所述擴散器，所述周向區域位於所述中央區域的周圍，所述本體 通過所述周向區域連接於支承件。-支承件相對於中間平面具有對稱性。-加熱器相對於中間平面具有對稱性。-加熱器具有擴散器，所述擴散器的厚度為2至4毫米。該厚度有利於傳導性，而 不形成與金屬質塊有關的過大慣性。絲網印刷電阻的面積——即線路的長度乘以線路的寬度——為所述擴散器的總 面積的30%至60%。這可達到15至40瓦/平方釐米以上的能量密度。圖案的周向外形限定出的面積為擴散器的第二壁的總面積的60%至90%。在所 示的實施例中，該外形由正方形形成，蛇形管圖案保持在其內。在該實施例中，圖案的周向外形限定出的面積為所述擴散器的第二壁的總面積的 75%。所述支承裝置與所述本體的配合允許加熱器中液體的壓力約為30巴，相對於所用材 料的最大斷裂應力來說，安全係數為30%以上。-加熱器具有電連接部件，其用於在絲網印刷或照相製版印刷電阻和電源之間建 立電連接。-加熱器被布置成，壓力液體布置在支承裝置的兩側，以便液體壓力產生的作用力 傳輸到支承裝置，且在支承裝置處達到平衡。因此，壓力所產生的作用力轉到本體上。-加熱器具有兩個擴散器，支承裝置間置在每個擴散器的第二壁之間。
本發明還涉及由根據前述特徵中任一項所述的加熱器和用於在液體引入到加熱 器中之前提高液體壓力的泵構成的組件。本發明也涉及具有這種加熱器的咖啡機。


根據下面參照作為非限制性實施例給出的附圖所作的詳細說明，本發明的其它特 徵、目的和優越性將得到更好的理解，附圖如下圖1是本發明的加熱器實施例的立體圖；圖2是圖1所示的實施例中加熱器的一部分的分解圖；圖3是圖1所示的實施例中加熱器的分解圖；圖4是圖1所示的加熱器沿中間平面實施剖切的立體圖；圖5是圖1所示的加熱器沿著與圖4所示的中間平面相平行的一平面進行剖切的 立體圖；圖6是圖1所示的加熱器實施例中支承件、擴散器和側板的立體圖；圖7是圖1所示的加熱器沿著與圖4所示的中間平面呈法向的平面的剖面圖；圖8是圖1所示的實施例中加熱器的支承件和擴散器的立體圖；圖9、10和11是本發明的另一實施例的立體圖；圖12和13是本發明的又一實施例的立體圖；圖14示出圖6所示的實施例的另一實施方式；圖15示出圖7所示的實施例的另一實施方式。
具體實施例方式現在，參照圖1至8來詳述本發明的加熱器的一非限制性實施例。加熱器具有本體和加熱裝置30，加熱裝置30與本體一起形成加熱空間11，液體要 流入加熱空間11內部並在其內被加熱。特別是，加熱裝置30具有至少一擴散器32，所述 擴散器32具有第一壁33，用於與待加熱液體相接觸。該第一壁33用於支靠本體的內表面 14，以限定加熱空間11。在所示的實施例中，加熱空間11限定一個蛇形循流通道。如圖6和7所示，該循 流通道具有兩個橫壁16、36和兩個側壁15、15。第一橫壁36由擴散器的第一壁33載持，第 二橫壁16由本體的內表面14載持。側壁15、15由本體載持，朝擴散器32的方向延伸。當 擴散器的材料具有良好的機械性能和/或良好的導熱性時，該實施方式是優選的。在一實施變型中，設計成側壁15、15由擴散器32載持。在該實施變型中，擴散器 比前一實施例具有更多的材料。側壁15、15增大擴散器32和液體之間的接觸面。因此，有 利於熱交換。另外，側壁15、15代替擴散器32的加強件。因此，擴散器32具有較好的耐壓 性。因此，當擴散器32的材料具有較低的機械性能和/或不太高的導熱性時，該實施方式 是優選的。有利地，擴散器32衝壓或模製而成。該實施方式如圖14和15所示。加熱裝置30具有至少一電阻元件，該電阻元件布置在擴散器的第二壁34上，該第 二壁34相對於第一壁。有利地，該電阻元件是絲網印刷或照相製版印刷電阻。其由電阻油 墨塗覆而成。例如，其為厚膜型(英文術語常指"Thick Film")，或者是照相製版方式實 施的印刷線路型。為清楚起見，下文中僅採用絲網印刷術語。在下面述及的每個實施方式
6中，絲網印刷電阻可代之以照相製版印刷電阻。絲網印刷電阻31具有至少一線路，該線路在第二壁34上形成一圖案，如圖8所 示。電阻具有一個絲網印刷線路或多個限定出所述圖案的線路。該圖案例如可如同在所示 的實施例中那樣形成一蛇形體。也可形成一螺旋體，或者形成同心圓的或並列圓的組件，或 者形成任何其它形狀。當絲網印刷電阻31供電時，其產生的熱傳輸到擴散器32，然後傳輸到加熱空間11 中的液體。例如，絲網印刷電阻31可具有的熱功率為1300瓦至2500瓦，特別是約為1800瓦。 有利地，擴散器32具有的導熱性大於或等於10W/m/K，特別是為10W/m/K至400W/m/K。擴 散器32的這種選擇有利於絲網印刷電阻31和液體之間的熱傳輸。優選地選用基本上用 鋁、不鏽鋼、陶瓷、上釉鋼或黃銅基合金製成的擴散器32。有利地，第一壁33覆以一食用保 護層。擴散器的作用是用作接納絲網印刷電阻31的基材，確保絲網印刷電阻31和液體之 間的良好熱擴散率。特別有利地，加熱器具有支承裝置，其連接於本體，並被構造成支承在擴散器32 的第二壁34上。這些支承裝置用於增大加熱器的耐壓強度。為此，支承裝置布置成在許多支點接觸擴散器32的第二壁34，每個所述支點都增 大耐壓強度。有利地，這些支點中至少一個支點限定出一區域，該區域布置成至少部分地圍 繞以一個或多個絲網印刷線路31、31。因此，支承裝置不僅僅布置在圖案的周向，而是甚至 在圖案內支承在擴散器32的第二壁34上。因此，至少一區域布置在由一個或多個絲網印刷線路31、31限定出的圖案的兩個 部分之間。該區域例如布置在限定出蛇形體的兩個平行部分之間，或兩個同心圓之間，或一 螺旋體中，或由絲網印刷線路限定出的兩個圖形之間，等等。有利地，支承裝置具有多個區域。優選地，這些區域分布成確保均勻的耐壓強度。優選地，這些區域佔有的表面相當於未被絲網印刷電阻31、31覆蓋的第二壁34的 約50%至98%的表面。這些區域可形成一連續區域。它們也可形成其中電阻限定出一封 閉圖案的多個區域。更優選地，支承裝置布置成接觸未被絲網印刷電阻31、31佔據的第二 壁34的約98%的表面。如下文所述，實際上，必須避免支承裝置接觸絲網印刷電阻31。因 此，在絲網印刷電阻和支承裝置之間留有最小間隙。因此，第二壁34的較大部分支承在支 承裝置上，可向支承裝置傳輸由液體壓力產生的作用力。當加熱空間11中的液體達到較高的壓力時，就對該加熱空間11的壁15、15、16、36 施加壓力。本體經受該壓力產生的一部分作用力。擴散器32的第一壁33也經受該液體壓 力。但是，該壓力產生的作用力從擴散器32傳輸到支承裝置，因為所述支承裝置接觸擴散 器32的第二壁；34。支承裝置和擴散器根據其尺寸及其相應的彈性，布置成支承裝置完全承受該作用 力或至少承受其很大一部分。支承裝置連接於本體，耐壓強度基本上由本體和支承裝置加以確保。有利地，設計絲網印刷電阻31，使其尺寸、尤其是線路寬度、以及結構允許壓力均 勻分布。這樣，加熱空間11中液體的壓力較高，不只是擴散器32經受該壓力產生的全部作用力。因此，不需要堅固的和具有很大的耐壓強度的擴散器32。因此，本發明在擴散器的設 計方案方面具有很大的選擇自由度。本發明尤其可選擇這樣的擴散器，其厚度和/或材料 有利於絲網印刷電阻31和待加熱液體之間的熱擴散。因此，可優先使用薄擴散器。因此，本發明可提高加熱裝置30和液體之間的導熱性，並提供載運具有較高的壓 力的液體的可能性。因此，可在短時間獲得帶壓熱水。此外，當絲網印刷電阻31布置在加熱裝置30的周向時，支承裝置限制接近電阻線 路。這樣，絲網印刷電阻32得到保護，減少燒傷危險。因此，本發明可提高公知加熱器的安 全性。有利地，可設計，支承裝置接觸擴散器32的很大表面。為此，支承裝置具有基本上 與絲網印刷電阻31互補的形狀。這樣，支承裝置不影響絲網印刷線路，且在未被絲網印刷 電阻31佔據的擴散器32的第二壁34的整個表面上進行接觸。圖8清楚地示出支承裝置，其具有與絲網印刷電阻31的形狀互補的蛇形的形狀。 也可以確定成，該互補形狀限定出一螺旋體、同心圓等，其對應於絲網印刷電阻31的圖案。圖7也示出支承裝置和擴散器32之間的接觸區。在該圖上，為清楚起見，絲網印 刷電阻31作為擴散器32的組成部分示出。因此，如圖所示，支承裝置具有凹空部22，該凹 空部22的底部布置成與絲網印刷電阻31的線路有一定距離。此外，支承裝置的上部平面 接觸擴散器32的第二壁34。所謂高度，係指絲網印刷線路沿其從擴散器32的第二壁34、且基本上與該第二壁 34呈法向延伸的方向的尺寸。這樣，凹空部22沿該相同方向的截面的尺寸大於線路的高度。同樣，凹空部22的寬度大於線路的寬度。這些尺寸選擇成，一方面，支承裝置不影 響絲網印刷電阻31，另一方面，支承裝置仍接觸第二壁34的很大表面，而完全保持加熱器 的有限的總佔位體積。因此，電阻的熱不通過電阻31和支承裝置之間的接觸傳輸。有利地，加熱器具有支承件20，該支承件20具有支承裝置。該支承件20連接於支 承裝置，因此，可使支承裝置和本體形成一堅固的連成一體的組件。在圖7和8所示的一實施變型中，支承裝置與支承件一起形成一個整體組件。該 實施例具有特別大的堅固性。根據另一實施變型，支承裝置獨立於支承件20，用於與支承件20相連接。根據該 實施例，確定成加熱器具有使支承裝置定位和保持在支承件20上的裝置。所述裝置可通過 嵌裝將支承裝置簡單地配合到支承件中。根據又一實施變型，支承裝置同時由支承件20和嵌裝在所述支承件20上的一元 件形成。這樣，該元件和支承件20限定出與擴散器32的第二壁34接觸的單獨區域。用於與擴散器32的第二壁34接觸的支承裝置的表面在下文是指支承面。有利地， 支承面圍繞以一周向邊緣。該周向邊緣被構造成用於將擴散器32定位和保持在支承裝置 上。實際上，擴散器32相對於支承裝置的定中心很重要，以免支承裝置影響絲網印刷電阻。 優選地，擴散器32在支承裝置上的定位通過簡單的同位結構和嵌裝方式進行。在支承裝置嵌裝在支承件20上的一實施變型中，可以設計成，所述邊緣由支承件 20載持，並且也用於將支承裝置定位和保持在所述支承件20上。因此，其定位也可通過簡 單的嵌裝進行。
優選地，支承裝置具有周向支承區域，其基本上是平的，用於接觸由擴散器32的 第二壁34載持的互補的周向區域。該互補區域沒有電阻。該區域有效地參與擴散器32和 支承裝置之間的作用力傳輸。在擴散器不是平的而例如呈圓柱形的實施方式中，支承面和周向支承區域也在圓 柱體中內接。這樣，本發明可確保高壓，而沒有增大加熱器的慣性，或沒有減小電阻和液體之間 的熱擴散係數。因此，可在很短的時間獲得高溫高壓液體。優選地，可以設計成，支承裝置起隔熱作用。這樣，支承裝置不增大加熱器的熱慣 性，也不吸收用於使液體經過電阻的一部分熱流。例如，可選用耐受高於120°C的溫度且具 有高機械特性的塑料支承裝置，例如聚碸(PSU)、聚醯胺0 )、聚對苯二甲酸丁酯(PBT)或 任何其它具有玻璃纖維加強部分和公知的食品用品級的塑料。在圖1至8所示的實例中，加熱器布置成加熱空間11位於絲網印刷電阻31的兩 側。這樣，加熱裝置30位於加熱器的中央，加熱空間11布置在加熱裝置30的周向。因此， 加熱器的周圍環境和加熱器與該周圍環境接觸的表面之間的溫差，小於絲網印刷電阻包圍 加熱空間的公知的加熱器中的溫差。加熱器及其周圍環境之間的導熱因而降低。加熱裝置 的差不多全部熱能傳輸到液體。因此，加熱器的熱效率得到提高。本體適於確保隔熱作用，以使加熱器與其周圍環境隔熱。本體優選地用塑料製成。如果如圖1至8所示的實施例那樣，擴散器32呈板狀，那麼，加熱空間11則布置 成第一壁33和第二壁34朝向面對加熱空間11。這樣，結構為「夾層」結構。板狀加熱裝置的製造可特別簡單，且提供良好的溫度分布均勻性。在圖1至8所示的實施例中，加熱器具有兩個擴散器32、32，其中，每個第二壁34、 34都相互面對地布置。每個第二壁34、34都具有至少一絲網印刷電阻31、31。這樣，絲網印刷電阻31由加熱空間11覆蓋和圍住。加熱空間11布置在由擴散器 32、32形成的組件的兩側。絲網印刷電阻31接納在由支承件20和本體形成的組件內。因 此，加熱器及其周圍環境之間的導熱降低，加熱器的熱效率得到提高。在圖1至8所示的實例中，支承件20具有至少一中央區域，其用於接納支承裝置 和至少一擴散器32。支承件20在中央區域的周向還具有一周向區域。該特徵如圖8所示。支承件的周向區域用於接納一部分本體。這樣，本體的內表 面14布置成接觸擴散器32的第一壁33，以便與之一起限定加熱空間11。因此，該周向區 域在支承件20上與本體相連在一起。優選地，該周向區域也參與本體相對於支承件20的 定中心。在圖1至8所示的實例中，本體具有兩個側板10、10，其每個都用於連接於一擴散 器32，以限定出加熱空間。每個側板10具有一外表面和一內表面14，其外周部支承在支承 件20的周向區域上。有利地，每個側板10用於起隔熱作用。側板10優選地用塑料製成。加熱器具有可拆卸的固定裝置，所述固定裝置用於側板10在支承件20上的連接 和可拆卸分離。在所示的實施例中，可拆卸的固定裝置具有螺釘60-螺母61連接件。為此，每個側板10的外表面具有用於接納和自由接近一螺釘頭的支承區域以及 用於接納螺杆的支承區域，所述螺杆用於分別連接於一螺釘，其螺釘頭支承在相對的側板 10的外表面上。
加熱裝置11具有至少一溫度調節器35。該溫度調節器35的作用是限制擴散器 32的溫度。這樣，可避免擴散器32達到損壞溫度。也防止接觸布置的部件尤其是塑料部 件達到損壞溫度。每個溫度調節器35可拆卸地安裝在支承件或支承裝置上的一固定座中。 溫度調節器35通過擴散器32在支承裝置或支承件20中的簡單嵌裝，與連接於絲網印刷電 阻31的一電路進行接觸，尤其可採用一熱熔斷器。有利地，每個絲網印刷電阻配設一溫度 調節器。該特徵如圖8所示。作為說明，前述實施例的加熱器具有以下特徵-擴散器約為58平方釐米，厚度為2毫米；-由圖案的外形限定出的面積約為43平方釐米；-周向支承區域的面積約為15平方釐米；-第一壁33與水接觸的面積在58平方釐米的總面積上約為32.4平方釐米；-加熱器的厚度約為33毫米；-外形基本上呈正方形，邊長約為100毫米；-功率約為1500瓦。這種加熱器易於使8. 6立方釐米的水在不到10秒的時間達到20°C至95°C。支承件具有流體連接件40、40，其用於確保液體進入加熱空間和從加熱空間排出 液體。有利地，熱飲料製備機的加熱器和液壓路線之間的流體連接，由加熱器的連接件 在與製備機相連的互補的流體連接裝置中的連接加以建立。流體連接件被布置成加熱器 在飲料製備機上的連接導致流體連接件與互補的流體連接件的流體連接。優選地，流體連 接件具有一陽式部分，其周向上配有密封墊圈71。這些陽式部分用於分別接合在由互補的 流體連接件載持的一陰式部分中。加熱器也具有電連接件，其用於與連接於飲料製備機的互補的電連接件接觸，向 加熱器供電。這些電連接件具有三個電連接器50、50、50。電連接件被布置成當加熱器連 接在飲料製備機上時，電連接件自動接觸互補的電連接件。因此，加熱器在製備機上的裝配，自動進行加熱器分別與流體供給路線的流體連 接和電源供給路線的電連接。因此，加熱器在飲料製備機中的安裝特別簡單，因為使用者僅需操作一次。因此， 本發明具有很高的模件化性質，因為加熱器易於拆裝。此外，本發明確保高安全性狀態，因 為一旦從製備機分離，加熱器不再與電源進行電連接，從而完全消除觸電危險，或絲網印刷 電阻意外起作用的危險。流體連接件具有液體輸入導道41和液體輸出導道41。這些導道接納在支承件20 中。優選地，所述導道布置在支承件20的中間平面處。每個導道的端部之一通到加熱器的 外部，另一端通到接納在本體中的中間導道13。每個中間導道13的一端通到加熱空間11。 優選地，每個中間導道13的截面在輸入導道41和加熱室之間增大，以補償由輸入導道41 和加熱室11之間的溫度升高引起的流體膨脹。支承件20相對於中間平面具有對稱性。此外，整個加熱器相對於該同一平面具有 對稱性。另外，其還具有與中間平面呈法向的第二對稱平面。這種對稱性可限制不同部件的數量，從而限制加熱器的參考信息的數量。實際上，加熱器基本上具有一支承件20，兩個側板10、10，兩個擴散器32、32——每個擴散器連接於 一絲網印刷電阻31、31，兩個環形密封圈70、70，以及兩個溫度調節器35、35。這種對稱性也 可大大簡化加熱器的裝配和拆卸。實際上，以下的部件可不加區別地布置在支承件20的一 側或另一側側板10，擴散器32，溫度調節器35，環形密封圈70，螺釘30/螺母61。因此， 組裝方法的複雜性減小，製造成本降低。此外，這種對稱性可簡化飲料製備機的其餘部分上 加熱器的安裝和拆卸。實際上，流體連接件的每個陽式部分可不加區別地連接於製備機的 流體供給系統的輸入端或輸出端。因此，加熱器在製備機上沒有優選的安裝方向。加熱器的維護和使用壽命結束時 的拆卸非常方便，因為每個部件都易於拆開或交換。有利地，蛇形循流通道具有平行的線型部分。優選地，加熱器被布置成在工作中，循流通道的線型部分主要沿垂直方向延伸。 這樣，如果加熱器的輸入端或輸出端之一或者如果輸入端40和輸出端40同時與製備機的 液壓管路的其餘部分斷開，那麼，只有直接與這些輸入端/輸出端連接的幾個段部排空。實 際上，當導道的輸入端40或輸出端40與製備機的液壓管路斷開時，一段部中的水量可由該 開口流出。因此，用空氣量取而代之。因此，該空氣量停於在連續段部的兩個上端之間形成 連接的導道部分處。實際上，空氣密度阻止該空氣量沿下一個段部降低。該特徵的優越性 在於，即使當操作需要開啟製備機的液壓管路或至少部分地使加熱器與該管路斷開時，加 熱器均不完全排空。這樣，該加熱器可完全從製備機取出，而不會引起自動排出。這樣，一 旦加熱器重新連接在製備機上，加熱裝置30就已經與加熱器中截留的水接觸。過熱危險因 而減少。在獲得熱水之前，加熱器無需重新灌注。循流通道的長度由一定的流體量從輸入端流至導道輸出端的距離限定。導道的長 度制約液體在加熱器中的經過時間，因而決定傳送到液體的熱量。另外，其決定導道的面 積，同樣，決定加熱空間11的容積和加熱器的體積。有利地，循流通道在與沿平行段部流動的方向基本上呈法向的平面上的截面從循 流通道的輸入端直至至少其長度的一半處進行變化。如圖7所示，橫壁16、36的尺寸從輸入端直至至少導道長度的中部是增大的。導 道截面的面積基本上保持恆定，以確保恆定的液體流量。因此，側壁15、15的尺寸根據橫壁 16、36的尺寸變化加以調整。在循流通道和擴散器32之間形成界面的橫壁36非常有助於擴散器32和流體之 間的熱交換。因此，該橫壁36的尺寸越大，流體的熱量越大。然而，傳送的熱量也取決於擴散器32的第二壁34和液體之間的溫度差別。該差 別越小，交換的熱量越少。因此，當其溫度上升時，導道的這種特殊配置有利於從絲網印刷電阻31至液體的 傳熱。根據未示出的一實施方式，橫壁的尺寸從輸入端到導道輸出端逐漸增大。在所示的實施例中，特別有利地，橫壁的尺寸從循流通道的輸入端至循流通道長 度的中部逐漸增大。超過該循流通道長度的一半後，該橫壁的尺寸減小。導道在一平面上 具有完全對稱性，以致加熱器不管是什麼安裝方向，循流通道都具有相同的配置。尤其是， 循流通道的每個端部導道41、41可不加區別地定位在製備機的流體輸入管路的輸入端或輸出端上。在前述實施方式的變型中，可以設計，支承件20和側板10、10形成一整體組件。因 此，在該整體組件中配置一開口，以插入加熱裝置30。根據該變型，本體具有一罩，用於密封 地關閉所述開口。現在來說明其它實施方式。這些實施方式具有前述加熱器實施例的全部特徵，不 同點僅僅在於下述特徵。尤其在所有這些實施方式中，加熱器具有支承裝置，其支靠在擴散器32的第二壁 34上，適於經受加熱空間11中的壓力。根據圖9至13所示的實施方式，本體形成一密封室，其內接納加熱裝置30。因此， 加熱裝置30由加熱空間11包圍。支承件20形成一框架，接納兩個擴散器32、32。本體具有連接件，其適於同加熱裝 置30相配合，以便可拆卸地將加熱裝置30連接在本體中。為此，配置兩個滑道，其用於確 保加熱裝置30的平移導向以及加熱裝置30在本體上的定位。這些滑道布置成不接觸加熱 元件，但例如與支承件20配合。框架本身可形成支承裝置。也可開孔，如圖所示。在這種情況下，其配置成接納嵌 裝在框架內的支承裝置。所述支承裝置與框架配合，使之傳輸液體產生的壓力作用。圖12和13所示的實施方式構成前一實施方式的變型。根據該實施方式，加熱裝 置30具有翼片，其用於代替側壁15，疏導液體流動。另外，所述翼片可增大加熱元件和液體 之間的交換面積。這些翼片由擴散器32載持，在與擴散器32基本上呈法向的一平面上從 所述擴散器32開始延伸。該實施方式非常大地增大加熱裝置30和液體之間的熱交換。因此，液體的加熱更 快速更均勻。圖13示出圖12所示的實施例的另一實施方式。在該實施例中，加熱器具有兩個成型件18、18。成型件18、18、翼片15、擴散器32 和本體布置成相互配合，以限定液體的循流通道。該導道允許限定出具有垂直軸線的一螺 旋狀螺線，其適於從加熱器1的輸入端40引導液體至輸出端40。這種加熱器朝輸出端疏導 液體，可使液體的流通最佳化，且有助於增大熱交換。優選地，成型件選用塑料。成型件可拆卸地固定在本體上、加熱裝置30上、或支承 件20上。根據未示出的另一實施方式，本體呈具有圓形截面的圓柱形或多邊形。另外，加熱 裝置接納在本體內。加熱裝置基本上呈圓柱形，具有與本體的截面基本上互補的截面。因 此，本體代替圍繞加熱裝置的套管。加熱空間位於加熱裝置的兩側，且包圍絲網印刷電阻。可僅配置一個擴散器，其上布置一個或多個絲網印刷電阻。也可配置多個擴散器， 其布置成形成一圓柱體。在所有這些實施方式中，導道的側壁可由擴散器32或本體載持。本發明的加熱器具有密封部件，其具有至少一環形密封圈70，用於確保加熱空間 11的密封。優選地，密封圈70布置在內表面14和擴散器32的第一壁33之間。密封圈70 布置在加熱空間11的整個周向上。因此，液體保持限制在本體的內表面14和擴散器32的 第一壁33之間。因此，液體不能到達擴散器32的第二壁34，不會與絲網印刷電阻31或與確保絲網印刷電阻31和電源之間導電的電連接件相接觸。密封件的這種布置具有特別簡 單、安全、有效的密封性。這種布置尤其便於安裝電連接件。有利地，對於板形擴散器32來說，環形密封圈70採用矩形形狀，或圍繞絲網印刷 電阻31形成的圖案的圓形形狀。對於圓柱體形的擴散器來說，密封件具有兩個密封圈，其截面基本上相同於擴散 器的截面，沿圓柱體的軸線布置在絲網印刷電阻的兩側。特別有利地，加熱器被構造成在兩個加熱空間的每個加熱空間中，液體壓力產生 的作用力達到平衡。實際上，兩個擴散器32和支承裝置緊固在兩個加熱空間之間，因而經 受這兩個空間中每個空間產生的推力。所述推力的方向一致，即其方向基本上垂直於擴散 器的表面。在平板形擴散器32的情況下，該方向垂直於所述板。在圓柱體形擴散器32的 情況下，該方向基本上呈徑向。推力為相對方向。此外，加熱空間布置成產生的壓力強度相 同。因此，壓力在支承裝置處變為零。因此，支承裝置無需具有很大的剛度。因此，本 發明可擺脫支承裝置機械性能方面要求高的限制條件。因此，可限制支承裝置的厚度和/ 或選擇剛度小的材料。尤其選用非常絕緣的材料，例如聚四氟乙烯。也可選擇矽樹脂，其按 常規不太適於這種用途，因為其剛度非常小。當使用薄的矽樹脂時，支承裝置一旦經受液體 壓力，就快速達到其變形極限。因此，加熱器具有剛性，加熱空間完全隔熱。此外，這種壓力平衡可大大簡化加熱器的結構，因為不必使結構經受傳輸到支承 裝置的壓力作用。實際上，唯有加熱器的本體經受壓力。因此，加熱器的結構緊湊性和堅固 性大為改善。可設計，支承裝置具有一單個支承件20、兩個並列支承件、或緊固一中間件的兩個 支承件。本發明的這種特徵適用於任何形狀的擴散器和加熱空間。尤其適用於平的或圓柱 形的擴散器和加熱空間。也適用於具有一單個加熱空間的加熱器，所述加熱空間布置在支 承裝置兩側。優選地，其適用於在支承裝置兩側具有對稱性的加熱器。就作為例子述及的每個實施方式而言，限定出循流通道的側壁15可由擴散器32 或由本體載持。有利地，對於每個所述實施方式來說，本體圍繞加熱裝置，構成有效的保護裝置， 防止加熱裝置損壞和灼傷危險。本發明的加熱器使用少量金屬。所述金屬量基本上相應於擴散器和連接器。因此， 本發明可限制加熱器的重量，降低由於使用金屬而引起的材料成本和運輸成本。然而，在經 濟(6co)設計方案情況下，運輸成本特別顯著，因為在其使用期限內，加熱器旨在要與製備 機其餘部分分開，以便送到維修中心。對於每個所述實施方式來說，加熱器布置成其裝配特別簡單。某些部件通過簡單 的嵌裝進行裝配(例如擴散器和支承件)。此外，鎖緊件可布置成使用任何工具或用螺釘固 定操作，以便將側板連接在支承件上。本發明不局限於所述的實施方式，而是涵蓋符合其發明構思的任何實施方式。尤其是，本發明不局限於具有兩個板形擴散器的加熱器。術語
10.側板
11.加熱空間
12.蜂窩結構
13.中間導道
14.內表面
15.側壁
16.第二橫壁
18.成型件
20.支承件
22.凹空部
30.加熱裝置
31.絲網印刷電阻
32.擴散器
33.第一壁
34.第二壁
35.溫度調節器
36.第一橫壁
40.分配導道的輸入端
41.輸入/輸出管
50.電連接件
60.螺釘
61.螺母
70.環形密封圈
71.環形密封圈
權利要求
1.熱飲料製備機用的加熱器，其具有擴散器(32)，其具有用於被布置成接觸待加熱液體的第一壁(3 和與所述第一壁 (33)相對的第二壁(34)，加熱裝置(30)，其具有至少一絲網印刷的或照相製版印刷的電阻(31)，所述電阻(31) 布置在所述擴散器(32)的第二壁(34)上，並限定出由至少一電阻線路形成的圖案，本體，其與所述擴散器(3 的第一壁(3 —起限定出加熱空間(11)，液體用於在所述 加熱空間(11)內被加熱，其特徵在於，所述加熱器具有支承裝置，所述支承裝置被構造成用於支承在所述擴散 器(32)的第二壁(34)上，支承在所述第二壁(34)的至少一區域上，所述電阻線路布置在 所述區域的兩側，從而，所述支承裝置承受由液體傳輸到所述擴散器(3 的、由所述加熱 空間(11)中液體增壓所產生的作用力的至少一部分。
2.根據前一項權利要求所述的加熱器，其特徵在於，所述支承裝置具有與絲網印刷的 或照相製版印刷的電阻(31)基本上互補的形狀，從而，所述支承裝置接觸所述擴散器(32) 的第二壁(34)，而不影響所述電阻線路。
3.根據前述兩個權利要求中任一項所述的加熱器，其特徵在於，所述支承裝置被布置 成所述區域佔據的表面大於所述第二壁(34)的未被所述絲網印刷的或照相製版印刷的 電阻(31)佔據的表面的50%。
4.根據前述兩個權利要求中任一項所述的加熱器，其特徵在於，所述支承裝置被布 置成，所述區域佔據的表面是第二壁(34)的未被所述絲網印刷的或照相製版印刷的電阻 (31)佔據的表面的80%至98%之間。
5.根據前述權利要求中任一項所述的加熱器，其特徵在於，其具有一支承件，所述支承 件起到底座的作用，並接納所述支承裝置。
6.根據前一項權利要求所述的加熱器，其特徵在於，所述支承件和所述支承裝置形成 一整體件。
7.根據前述權利要求中任一項所述的加熱器，其特徵在於，所述加熱空間(11)位於所 述加熱裝置(30)的周沿，並且所述加熱裝置(30)位於所述支承裝置的周沿。
8.根據權利要求1至6中任一項所述的加熱器，其特徵在於，所述加熱裝置(30)位於 所述加熱空間(11)的周沿，所述支承裝置位於所述加熱裝置(30)的周沿，從而包覆所述加 熱裝置(30)。
9.根據前述權利要求中任一項所述的加熱器，其特徵在於，所述加熱裝置(30)具有基 本上呈圓柱形的形狀。
10.根據前述權利要求中任一項所述的加熱器，其特徵在於，其具有至少兩個擴散器 (32，32)，所述至少兩個擴散器(32,3 的第二壁(34，34)相互面對，且緊固所述支承裝置。
11.根據前述權利要求中任一項所述的加熱器，其特徵在於，所述加熱器相對於所述中 間平面具有對稱性。
12.根據前述權利要求中任一項所述的加熱器，其特徵在於，所述擴散器(3 的厚度 為2毫米至4毫米之間，圖案的周向外廓限定出的表面是在所述擴散器的表面的60%至 90%之間，所述支承裝置和所述本體的配合允許所述加熱器中液體的壓力約為30巴。
13.根據前述權利要求中任一項所述的加熱器，其特徵在於，所述加熱器被布置成液體壓力產生的作用力傳輸到所述支承裝置(20)，且在所述支承裝置00)處達到平衡。
14.根據前一項權利要求所述的加熱器，其特徵在於，所述加熱器具有兩個擴散器 (32，32)；並且，所述支承裝置00)被插置在每個擴散器(32，32)的第二壁(34，34)之間。
15.熱飲料製備機，其特徵在於，其具有根據前述權利要求中任一項所述的加熱器。
全文摘要
本發明涉及熱飲料製備機用的加熱器，其具有擴散器(32)，其具有用於被布置成接觸待加熱液體的第一壁(33)和與所述第一壁(33)相對的第二壁(34)；加熱裝置(30)，其具有至少一絲網印刷的或照相製版印刷的電阻(31)，所述電阻布置在所述擴散器(32)的第二壁(34)上，並限定出由至少一電阻線路形成的圖案；本體，其與所述擴散器(32)的第一壁(33)一起限定出加熱空間(11)，液體用於在所述加熱空間(11)內被加熱。熱飲料製備機的加熱器還具有支承裝置，所述支承裝置被構造成用於支承在所述擴散器(32)的第二壁(34)上，支承在所述第二壁的至少一區域上，所述電阻線路布置在所述區域的兩側，從而，所述支承裝置承受由液體傳輸到所述擴散器(32)的、由所述加熱空間(11)中液體增壓所產生的作用力的至少一部分。
文檔編號H05B1/00GK102143702SQ200980124110
公開日2011年8月3日 申請日期2009年1月15日 優先權日2008年6月27日
發明者A·戈林, 讓-皮埃爾·勃朗 申請人:地中海咖啡公司