液體加熱設備的製作方法

2023-05-13 04:27:56

專利名稱：液體加熱設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於加熱水或其它液體的設備，特別涉及在短時間內加熱相對少量的 液體的設備。
背景技術：
幾乎全世界都存在將水加熱用以製作飲料的常見需求。在英國和歐洲其它地方， 很常見的是大多數家庭擁有用於將水煮沸以製作不時之需的飲料的水壺。在較大的場所 以及在世界其它地方，更加常見的是使一定量的水在持續很長一段時間內一可能是全 天一保持熱燙或者沸騰用以能夠「按需」製作這樣的飲料，即無須等待水從室溫加熱。這 種設備的實例是傳統的電壺或者在亞洲更加常見的所謂的保溫瓶。這兩種裝置都具有它們的缺點。在水壺的情況中，即使在那些使用非常高功率(3 千瓦的數量級)的水壺的情況下，用於將水從冷(即水從水龍頭汲取出時的溫度)加熱所 花的時間被視為對於使用者來說也是不方便的。如果填充水壺時對所需水量的估計是困難 的，並且由此傾向於煮沸比所需更多的水(這當然增加將其煮沸所花費的時間)，則尤其是 如此。另一方面，如果在持續很長一段時間內將水保持在沸騰或稍低於沸騰的狀態，則需要 大量的能量來抵銷(counter)不可避免的熱損失。近來，試圖解決這些缺陷的設備已經商業化。這些設備據說能夠在大約幾秒 鐘的時間內從冷水貯存器中產出一滿杯熱水。但是，這些設備通常都是基於管流加熱 器(tubular flow heater)，並且申請人已經感受到這種裝置的一些重大缺點。首先，正 如管流加熱器所特有的，必須在管中的水達到沸點之前停止加熱，以避免由水蒸氣氣窩 (pocket)產生的熱斑(hot spot)引起的加熱器過熱和/或管中的壓力積累得過高而引起 的危險。另一個缺點是儘管加熱器加熱得相對較快，但不可避免地有初始量的水經過加熱 器未被加熱到目標溫度。這些水與稍後製備的、其本身仍未處於沸點的水混合而降低了水 的平均溫度。這兩個因素的結合意味著，實際上由這種設備提供的水到分配時還遠低於沸 點，從而使得其不適於例如沏茶並且由此限制了其對消費者的吸引力。

發明內容
本發明的第一個方面提供了一種用於將測定量的水加熱的設備，所述設備包括加 熱腔、分配腔和用於將液體從所述加熱腔輸送到所述分配腔的入口的管道，其中所述入口 構造為在分配前使蒸氣從所述管道通過保持在分配腔中的水。因此本領域的技術人員能夠看到，根據本發明的一種能夠提供諸如水這樣的熱液 體的設備包括分別用於加熱和分配的兩個不同的腔，並且分配腔的入口設置為使在加熱腔 中生成並沿著管道通過的任何蒸氣通過已經保持在分配腔中的水。這相對於已知的裝置具 有兩個重大優點。首先，通過分配腔中的水的蒸氣在蒸氣冷凝時向水提供額外的熱量。這 有助於提高分配腔中的水的整體溫度，從而抵消了可能未處於目標溫度的、離開加熱腔的 第一量的水的負作用。
上述裝置的第二個優點是，由於離開加熱腔的蒸氣經過水並因此冷凝，所以蒸氣 通過設備的最終管口噴出並因此可能接觸到使用者的危險大大減少。因此，可將加熱腔構 造為將水加熱到比管流加熱器中可能的更高溫度，即，由於蒸氣對管流加熱器裝置的有害 效果與根據本發明的裝置並非是相同的程度的因素，因此將水加熱到沸騰使得產生蒸氣是 更加可行的。這些的組合效果在於，在本發明的優選的實施例中，可以將實際上處於沸騰溫 度的少量的液體，例如一滿杯送出給使用者，而同時沒有蒸氣隨水噴出的危險。有幾種可能的方式分配處於分配腔中的液體。例如，提供一些種類的計時器裝置 或手動操作的分配機構是可行的。在一組實施例中，簡單地允許分配腔中的加熱後的液體 通過與管口相連通的孔排出。可選擇孔的尺寸以給出安全的最大流出速率。在其它的實施例中，分配腔構造為當分配腔中的液體已經達到預定水平時分配其 中的液體。儘管當前在這些實施例中優選使用簡單的虹吸裝置，其中當水位達到預定水平 時，建立虹吸並繼續排出分配腔中的液體，但當然有無數機械的或電子的方式可以實現分 配。本領域的技術人員應該理解的是，加熱後的水分配器具有兩個不同的腔並且虹吸 出口憑藉其自身的特點是具有新穎性和創造性的，因此本發明的又一個方面提供了一種液 體加熱設備，包括液體加熱腔和液體分配腔，液體分配腔具有用於將加熱後的液體從加熱 腔傳送到分配腔的裝置，該設備進一步包括分配腔的出口，所述出口構造為當分配腔中的 液體已經達到預定水平時建立虹吸。虹吸裝置本身繼續分配優選為沸騰的液體，直到已經分配預定的量。在一些應用 中這可以被完美地接受--在使用者忘記在管口下放置杯子或其它接收容器的情況下，例 如可以提供具有足夠容量的滴水盤。但是，在一些優選的實施例中，提供用於防止在分配已經開始後來自管口的水流 的裝置。因此在一些優選的實施例中，出口虹吸裝置包括用於阻斷虹吸的裝置，例如通過使 空氣進入虹吸管。在一個優選的實例中，提供了彈性按鈕，當按下時，其打開閥門以允許空 氣進入虹吸管，從而阻斷虹吸。儘管優選地分配腔構造為離開分配腔的入口裝置的蒸氣例如在其通過保持在腔 中的液體期間再冷凝，但有可能一些蒸氣將向上通入液體上面的空間。因此優選的是分配 腔具有一個或多個處於其上部的通氣出口，從而防止在保持的液體上積累壓力。這樣具有 的優點是足夠的蒸氣達到蒸氣開關並且還防止分配速率過快。優選地將加熱腔構造為加熱其中的一定量的液體，例如水，直至沸騰，與沸騰相關 聯的壓力增大迫使加熱後的液體進入管道並將其排進分配腔。本發明的另一個方面提供了 一種用於將測定量的水加熱至沸騰的設備，所述設備包括加熱腔、分配腔和用於將水從所 述加熱腔輸送到所述分配腔的入口的管道，該設備設置為使得與沸騰相關聯的壓力增大迫 使加熱後的水進入管道並且然後進入分配腔。這意味著將危險的加壓的沸水和蒸氣安全地 噴出進分配腔中，同時可以更緩慢、更均勻的水流在出口分配水，而基本與依然在從加熱腔 進入的水無關。換句話說，分配腔有效地用於使加熱腔的出口和對使用者的出口分離。在一組優選的實施例中，分配腔的入口包括堰部(weir)。這可以有利地捕捉冷水 從管子的任何初始排放，以防止其從分配腔以預分配細流的形式分配。其也可有助於使從 加熱腔離開的加壓的沸水和蒸氣與分配器出口分離。優選地在這些實施例中，提供排出裝
6置用以在操作之間排出堰部的內容物。方便地將排出裝置設置為排回加熱腔。在一個方便 的實例中，排出裝置包括處於分配腔入口管中的切口，理想地低於堰部的高度。加熱器可以採用任何方便的形式。例如，其可以包括浸入式加熱器，或優選地包括 形成加熱腔的壁的、優選地為加熱腔基部的加熱器。當然，在方便的實施例中加熱器大致類 似於常規的家用水壺中使用的加熱器，例如具有結合在加熱器板底側的包覆式電阻加熱元 件。在可替代的實施例中可採用厚膜加熱器。可以任何方便的方式將水或其它液體提供到加熱腔，例如依靠泵或來自遠處的液 體貯存器的靜液壓力。但是，在當前的優選的實施例中，液體貯存器提供在加熱腔附近並 與其選擇性流體連通。例如加熱腔可包括較大的液體貯存器的細分的部分，當需要時選擇 性地允許液體從其通入加熱腔。例如，選擇性連通可依靠至少部分可縮回的壁、分隔件或擋 板，但是優選地通過在腔的壁中的閥門來提供。優選地加熱腔低於貯存器的其餘部分，以使 水可以在重力/靜液壓力的作用下流到其中。在一些實施例中貯存器是可移除的一例如以允許再填充。在一組實施例中，在加熱腔填充到需要的水位時關閉閥門。例如，所述閥門的位置 可以依賴於加熱腔中的水位。在一組這樣的實施例中，提供瓣閥，其構造為在加熱腔填充到 需要的水位時保持閉合。將閥門方便地構造為可浮起的以實現這種配置。這方便地包括在 閥門的遠端的向下敞開的杯狀部件(CUP)，其中使用中由下方液體封入空氣，因此使得瓣片 在加熱腔填充到需要的水位時壓靠其閥座。在本發明的至少一些實施例中已經發現，在一個使用周期之後加熱腔填充了例如 水蒸氣，這意味著當這樣的閥門開啟並因此使水進入時，腔中的蒸氣快速地冷凝並因此在 腔中產生顯著的較低壓，這使得從主貯存器非常快速地並且有時會是劇烈地吸入水。這會 導致大聲的和不想要的噪聲。而且，在重複操作後，這會導致簡單的瓣閥損壞或瓣閥被卡住 的危險。根據一組實施例，採用自由的浮閥構件，其比瓣閥更加可靠。有利的是，這種閥門 構件容納在允許液體流過但保持閥門構件的殼體內，閥門構件具有上部位置和下部位置， 在上部位置處，其抵靠住閥座以關閉閥門，在下部位置處，其保持在殼體的下部。在一些實 施例中，殼體包括上部和夾入上部的下部，其中將夾子構造為防止其在閥門構件處於所述 下部位置時由於閥門構件而充分地移動從而釋放殼體的下部。根據這種實施例，即使液體 劇烈地流入加熱腔，閥門構件也仍然會安全地保持。閥門構件可採用任何方便的形式。例如其可包括球。可選擇性地其可以是丸狀、鐵 餅狀或短粗的圓柱狀。在一組優選的實施例中，閥門構件向下逐漸變細，例如截頭圓錐狀。 這已經被發現最小化閥門構件在使用期間卡住的可能。在加熱腔通過閥門與貯存器分離的所有的實施例中，優選地將閥門構造為使得加 熱腔中的增大的壓力趨向於迫使閥門關閉。上面討論的瓣閥和閥門構件當然是這樣的情況。在分離水貯存器和加熱腔的壁中，閥門可包括簡單的例如圓形的孔口。然而在一 組優選的實施例中，孔口具有包括從中央區域延伸的多個葉片的形狀。已經發現，對於給定 面積的孔口可以通過使來自加熱腔的空氣通過葉片進入貯存器而提供更好的流動特性。在一些優選的實施例中，將閥門入口構造為允許液體主要側向地進入而非主要垂
7直地進入。同樣優選的是提供圍繞閥門入口的一個或多個擋板。每一個這樣的措施都有助 於在貯存器中的液位低時防止過多的空氣吸入到加熱腔中。這降低了噪聲，如申請人已經 發現，就是猛烈吸入空氣導致高噪聲水平。如前面所提到的，在一些實施例中閥門在加熱腔充分地填充時自動關閉。但是在 一些實施例中，設備可提供有在加熱期間用於維持貯存器和加熱腔之間的流體連通的裝 置。例如在提供閥門的位置具有在加熱期間用於選擇性地保持閥門開啟的裝置。這樣的 結果在於並非是加熱在加熱腔中相對較少的、隔離的一定量的液體，而是將貯存器和加熱 腔中的全部液體加熱到例如沸騰，因此模仿了諸如水壺的傳統的液體加熱容器。前面提到 的裝置的選擇性操作允許單個設備用於任一模式下，由於僅僅需要將需要的水量加熱到沸 騰，其在靈活性和能源高效性上提供優勢，而且也避免了消費者需要尋找用於多種產品的 櫃檯空間。這樣的設備憑藉其自身特性而具有新穎性和創造性，因此在從又一個方面考慮 時，本發明提供一種液體加熱設備，包括液體容納腔和電加熱元件，該設備具有第一配置和 第二配置，所述第一配置中加熱元件可操作以加熱液體容納腔中的全部液體，所述第二配 置中限定了加熱腔，在所述加熱腔中加熱元件可加熱較少量液體，該設備進一步包括用於 在所述第一配置和第二配置之間切換的裝置。在上面提到的本發明的一個方面(如在前面的方面中)的優選的實施例中，分隔 壁提供在加熱腔和液體容納腔的其餘部分之間，在它們之間提供閥門，用以選擇性地允許 液體流入加熱腔。在第二配置中會關閉閥門，或允許在加熱期間關閉閥門，而在第一配置中 保持開啟閥門和/或開啟一個或多個額外的閥門。因此在具有所述雙重功能的一組實施例 中，提供用於在加熱期間選擇性地保持開啟閥門或所述閥門的裝置。在一個簡單的實施例 中，這可通過臂來提供，該臂作用於閥門構件並例如連接到可由使用者操作以允許選擇期 望的配置的杆、球型柄或開關。優選地，加熱腔提供有減壓閥門，所述減壓閥門在加熱腔中的壓力超過閾值時開 啟。這會發生在例如如果出口管出於任何原因而阻塞時。可提供向大氣排放的傳統的減壓 閥門，例如，類似於常用的濃咖啡壺中見到的那些。但是在優選的實施例中，減壓閥門構造 為將額外的壓力排入本器具的內部的未加壓的部分一例如這裡提供的水貯存器。這被認 為更加安全，基本消除使蒸氣在處於壓力下靠近使用者排放的危險，從而不太可能使蒸氣 在處於壓力下靠近使用者排放。此外，在一組優選的實施例中允許減壓閥門用於執行第二 功能，因此其也用於允許水進入加熱腔。換句話說，在一些優選的實施例中，閥門構造為在 任一方向上在其兩側存在壓力差時開啟。優選地其構造為在一個方向上比在另一個方向上 處於較低壓力差下開啟。由於在加熱周期結束時在加熱腔中建立的真空相對於大氣的壓力 差通常表現為比需要減壓的過壓低，因此這允許其更加有效地如上面的描述起作用。這樣的裝置憑藉其自身特性而具有新穎性和創造性，因此在從又一個方面考慮 時，本發明提供一種液體加熱容器，包括加熱腔、液體貯存器和它們之間的閥門，所述閥門 構造為響應於閥門兩側的閾值壓力差而開啟，以允許加熱腔和液體貯存器之間的流體連 通，其中所述閾值壓力差在一個方向上比在另一個方向上高。如前面所述，優選地，較高的閾值差是從加熱腔到液體貯存器一即加熱腔具有較 高的壓力。
本發明也擴展到用於在兩個空間之間提供流體緊密密封的閥門，所述閥門構造為 響應於閥門兩側的閾值壓力差而開啟，以允許通過其的流體連通，其中所述閾值壓力差在 一個方向上比在另一個方向上高。在一組優選的裝置中，上面描述的閥門包括圓頂狀彈性隔膜，在其中限定有至少 一個裂縫。圓頂形狀給予了上面描述的非對稱的壓力特性。當隔膜的凹側上的壓力逐漸變 得大於凸側上的壓力時，例如由於在凸側上產生真空，迫使隔膜中的裂縫開啟，因此允許通 過其流體連通。這樣的功能使得其適於在加熱腔已經沒有沸水之後在其中形成真空時允許 水進入加熱腔。因此在優選的實施例中，閥門處於水貯存器和加熱腔之間，並且使隔膜的凹 側面向水貯存器。這裡描述的閥門可以替換上面描述的瓣閥或浮閥構件的裝置。但是優選 地將其額外地提供。由於其增加了吸入的水所通過的總有效面積，所以這有助於降低與將 水快速吸入到加熱腔中相關聯的不想要的噪聲。如果加熱腔中的壓力在任何階段接近危險水平，則凸側的壓力變得足以使隔膜的 曲度「速動，，地反轉，這導致裂縫開啟並因此使加熱腔中的壓力降低。可提供多於一個的裂縫一例如形成十字或星形形狀。優選地，隔膜由矽樹脂或類 似地惰性的、防水的材料製成。對於與水長時間的接觸而言，這相對於傳統的金屬減壓閥門 具有優勢。這裡描述的閥門也具有更加可控的最大操作壓力，由於它們可以被設計為在故 障狀態中在較低壓力下排放而同時仍然可以在正常使用時避免洩漏，因而使得它們更加安 全。由於沸騰的液體在壓力下迫使進入管道並進入分配腔，所以分配腔可以提供在相 對於與加熱腔的任何方便的排布，例如處於加熱腔的側面或下面，但是分配腔優選地在加 熱腔上面。在一組特別優選的實施例中，分別在容器的下部和上部提供加熱腔和分配腔，該 容器在它們之間限定了水貯存器。除了通向分配腔的管道以外，加熱腔可被密封。但是在一組優選的實施例中，向加 熱腔提供通氣裝置。這樣有幾個潛在的好處。一個潛在的好處是，在加熱的初始階段通氣可 以降低加熱腔中壓力的積累，從而防止水在充分加熱之前從管道噴出。另一個好處是排出 蒸氣，蒸氣會在加熱階段期間使閥門構件不穩定，從而使冷水進入，這會增加煮沸時間。另 一個潛在的好處是，萬一出口管道由於任何原因變得阻塞，其能夠用於防止加熱腔中壓力 的危險積累。這可以是例如以上討論的類型的減壓閥門的附加或替代。通氣裝置可與水貯存器連通，例如其可簡單地包括水貯存器和加熱腔之間的一個 或多個開口。在一組優選的實施例中，通氣裝置通向空氣。這樣的好處是在加壓的空氣和 蒸氣通過水貯存器時防止了潛在的噪聲源。這也有助於通過使置換的空氣逸出而平穩地允 許水從貯存器進入加熱腔中。通氣裝置可設置為向本器具的外部排放，但由於這增加了蒸氣在使用者附近噴出 的可能性，而認為這種方式是不理想的。因此優選地其排放到本器具內的空間。這可以是 專門設計的空間或貯存器。然而，優選地將通氣裝置設置為向分配腔排放。通氣裝置優選 地從加熱腔的上部排放，最優選地從其上表面排放一即其從加熱腔充滿水時產生的「預留 空間」排放，以設法保證氣體而非液體從中噴出。通常地，通氣裝置的尺寸會選擇為使得當起初加熱腔中的水時，腔中積累的壓力 不足以將其噴出到分配腔，但是當水接近沸騰時，在加熱腔中發展為足夠的壓力以使水噴
9出ο如前面提到的，根據優選的實施例，加熱腔中的液體加熱至沸騰並因此迫使液體 通過管道進入分配腔。但是，申請人已經意識到，由於正在加熱相對少量的水，所以典型加 熱元件(例如接附在加熱腔的基部的下側的包覆式元件，所謂的「板下」加熱器)的熱慣性 會變得顯著。但是，通過考慮這一點，可通過在加熱腔中的液體達到沸點之前有意地關閉元 件並依靠元件中的餘熱而使液體沸騰並噴出，來降低元件的熱應力。這降低了元件正在通 電而不與液體相接觸並因此導致過熱的危險。當然，為獲得這種效果而需要關閉元件時的溫度依賴於正在加熱的液體、液體的 量以及元件本身的熱質量。使用標準的包覆式板下元件以及加熱腔體積大約為200ml，可知 元件需要關閉時的溫度大約是90°C。因此，根據本發明的一些實施例，提供控制裝置，控制 裝置構造為在水的溫度已達到90°C時中斷元件的電源。方便地，可通過申請人開發用於水 壺的新的一系列控制器(其進一步的詳細信息在WO 95/34187中公開)的其中一個的變型 的形式提供這樣的控制器，但是雙金屬致動器的其中一個由具有操作溫度大約是90°C的一 個替代。使用這種控制器有利地在萬一元件過熱時，例如由於貯存器中沒有水而導致在加 熱腔沒有水的情況下進行操作時，提供第二備用致動器。這樣的設備憑藉其自身特徵而認為具有新穎性和創造性，因此在從又一個方面考 慮時，本發明提供一種用於煮沸測定量的水的設備，所述設備包括加熱腔、加熱元件和熱感 測裝置，所述加熱元件用以加熱在加熱腔中的水，所述熱感測裝置構造為當達到預定溫度 時關閉加熱元件的電源，其中所述預定溫度設定為使得當關閉加熱元件時水沒有沸騰，而 元件中的餘熱足以繼續將水加熱至沸騰。在一組可替代的實施例中，該設備構造為響應於加熱和分配周期的另一個部分的 檢測關閉加熱元件。在一組實施例中，該設備包括響應於在分配腔中出現水、蒸氣、或升高 的溫度或壓力的其中之一而關閉加熱元件的裝置。例如在一個實施例中，提供與分配腔相 關聯的浮子操作的開關，用以在分配腔中達到預定液位時關閉元件。在另一個實施例中，使 用蒸氣敏感的致動器來關閉元件。在一組優選的實施例中，提供與加熱腔氣體連通的常規蒸氣開關，使得其中產生 的蒸氣撞擊蒸氣開關。在優選的實施例中，在垂直管的頂部提供蒸氣開關，所述管的頸部比 管道窄和/或以另外的方式將管構造為防止所加熱的水在達到沸點時被迫使進入其中。在上述任何一個實施例中，可將用於關閉元件的機構構造為使得具有足夠的壓力 使加熱腔中加熱的全部的或大致全部的液體噴出。但是根據一些設想的實施例，加熱腔和 元件關閉機構的構造可以是有意地留下一些液體保留在加熱腔中。這樣的好處是當例如由 貯存器加入新鮮的、較冷的液體時降低了由元件和/或加熱腔遭受的「熱衝擊」。例如，申請 人已經發現，通過使上面提及的導管較短，一些液體在周期結束時留在加熱腔中。


將僅通過實例的方式，參考後附的附圖來說明本發明的特定的優選實施例。在附 圖中圖1是根據本發明的第一實施例的容器的剖視圖；圖2和圖3是貫穿圖1的實施例的加熱腔的橫截面視10
圖4是貫穿圖1的實施例的分配腔和出口管口的橫截面視圖；圖5是第二實施例的分配腔的類似於圖4的視圖；圖6是貫穿第三實施例的加熱腔的橫截面視圖；圖7是貫穿本發明第四實施例的加熱腔和蒸氣管的截面視圖；圖8是貫穿第五實施例的分配腔的截面視圖；圖9是貫穿第六實施例的分配腔的截面視圖；圖10是示出了兩個分離的閥門裝置的本發明又一實施例的加熱腔上壁構件的立 體圖；圖11是從圖10的壁構件的下方看的截面視圖；圖12是減壓閥門的立體圖；圖13是圖12的閥門的截面視圖；圖14是表示可以兩種不同模式使用的本發明的另一個實施例的示意圖；圖15是本發明另一個實施例的主要部件的視圖；圖16是圖15的實施例的部分截面視圖；圖17是分配腔下部的立體圖；圖18是分配腔上部的立體圖；以及圖19和圖20是分配腔的截面視圖。
具體實施例方式首先轉到圖1，示出了具有外本體2的熱水分配容器，外本體2具有限定了允許使 用者在出口管口 6下面放置杯子或其它接收容器的空間的前部「底切」部4。在內部，將容 器分為三個主要部分。在容器下部的是加熱腔10，其將在下面通過參考圖2和圖3來做更 加詳細的說明。在容器的上部是分配腔10，其將在下面通過參考圖4來做更加詳細的說明。 在加熱腔8和分配腔10之間的是水貯存器部分12。可使用本體上的適合的開口(未示出) 將其填充。導管14通過水貯存器12並將加熱腔8連接到分配腔10。現在轉到圖2和圖3，可以更加詳細地看到加熱腔8。加熱腔的基部由板下加熱元 件裝置限定，這對於水壺和其它沸水器的領域的技術人員來說是公知的。其因此包括金屬 的，優選為不鏽鋼板16，板16具有通常平坦的中央部分而在其周圍形成有向上敞開的溝槽 18，用以容納加熱腔蓋構件22的向下懸垂的壁部20。同樣在溝槽18中具有L形截面的密 封件，這同樣對於本領域是公知的並且在WO 96/18331中有更詳細的描述，外圍溝槽18的 壁可以在使用時夾緊在一起，用以在加熱器板16和向下懸垂的壁部20之間形成安全的和 防水的密封。前面提到的環形的壁部20從加熱腔蓋構件22的近似平坦的上部26向下懸垂。前 面提到的環形的壁部20徑向向外的是在蓋構件22的外圍的另外的向下懸垂的環形壁28。 圍繞前面提到的壁28的外側裝配有密封件30，並且可通過往回參考圖1來理解，密封件30 用於使腔構件抵靠主容器壁2而密封。在EP-A-1683451中更加詳細地描述了本實施例中 使用的密封件的特定類型，但密封件的特定形式並非本發明的本質所在。因此加熱腔圍住近似圓盤狀的體積，其可能是大約200至500毫升的數量級。在金屬板16的底側上是薄鋁製加熱器擴散板，其上以傳統方式銅焊接了弓形的包覆式電加熱元件34。可以使用厚膜印刷元件來代替。在加熱腔蓋構件22的中央是水入口孔口 36。如由圖1能夠理解到的，腔壁構件 22在水貯存器12和加熱腔8之間形成分隔屏障。因此孔口 36可使水從水貯存器12流入 加熱腔。孔口 36由四個徑向延伸的葉片38形成，這能夠相對於相同的總面積的圓形開口 獲得改進的水流。在孔口 36下面是瓣閥40(最好參見圖3)。瓣閥40具有加長的矩形的形 狀並可在圖3中看到，其容納於在腔蓋構件的上表面26的底側中限定的槽口(rebate)42 中。瓣閥40由矽橡膠製成並通過一對鉚釘44樁釘(stake)在蓋構件的上表面。儘管瓣閥 40在其遠端、在孔口的正下方，在其上整體模製(mould)有圓柱狀向下開口的杯狀部件46， 但對於其長度的大部分而言都是平坦的。在圖2和圖3的右手側是垂直延伸的圓柱狀管48，其上端容納導管14的下端。垂 直管48的下端由底座構件50容納，底座構件50圍繞其下邊緣成堞形，用以允許水和蒸氣 在堞部(castellation)之間通過，同時用作對進入的例如大塊的水垢等的粗過濾器。在垂 直管48的正下方，加熱器板16形成有淺凹進52，其有利於使水流在經過需要的90°的方 向變化時向上流入管48。管48可方便地模製於在腔蓋構件的上表面26中適當地形成的開 口中。這個實施例中所示的設置是要將從加熱腔噴出的水量最大化。但是在其它實施例中， 可能需要在加熱腔中保留一些水一例如為了保護元件以防由於冷水突然進入而產生的熱 衝擊。這可以通過使管48較短從而使其達不到加熱器板16而停止，或者通過使堞部較大 來實現。現在將描述上部分配腔10。從腔下面伸出的是入口管54，其容納管道14的上端。 如能夠看到的那樣，入口管54在腔內垂直地延伸至腔的最大高度的大約四分之三。入口管 54向上延伸進入較大直徑的、同軸的圓柱狀管56中，管56從腔的頂部58向下懸垂。向下 懸垂的管56向下延伸而剛好達不到腔的基部60。能夠看到腔包括兩部分上部，用於提供腔的傾斜的頂部58和相應地漸縮的側壁 62 ；以及下部，用於形成腔的基部60。這兩部分通過設置於它們之間的0形密封圈64卡扣 裝配在一起。圍繞側壁62的上部與傾斜的頂部58的最高部分相接處，在壁62的稍微凹陷 的部分中提供一系列開口 66，其在使用中允許腔頂部的任何蒸氣逸出到主容器本體中。在腔的與入口裝置54、56相對的一側，腔60的基部向下成臺階以形成淺貯槽 (sump)680就在這個貯槽上並且距其基部幾個毫米的是出口管70的一個向下開口的端部。 如能夠看到的那樣，該出口管起初從貯槽68垂直向上延伸，然後水平延伸一段短距離，並 然後垂直向下直到終結在成角度的管口 6。還可看到，腔的頂部58圍繞出口管70自其露出 之處下降(drop down)，以更易於適應與其形狀相關聯的彎曲。圖5示出了根據本發明第二實施例的分配腔的變型10』。這在出口管的構造方面 不同於上面參考圖4描述的實施例。這裡，出口管74向上延伸通過凹陷的貯槽區域68』的 底部進入從腔的頂部58向下懸垂的具有較大直徑的、同軸的圓柱狀管76內，從而使腔的出 口具有與入口相類似的構造。同軸管的內部的一個74延伸至距腔的頂部58僅幾個毫米， 而外部的管76延伸剛好達不到貯槽區域68』的基部。在腔的頂部58中與兩個出口管74、 76同軸地形成開口 78。該開口 78通常由可彈性變形的插塞80封閉。該插塞80在其杆部 80a的基部形成有環形裙部，其延伸稍稍溢出(proud)於開口 78的面向內側的邊緣，並通常 通過位於閥門的擴大的頭部的底側的環狀外圍環80b保持在這個位置，該環狀外圍環80b
12承靠腔的頂部58的上表面。但是，如果向插塞80的頭部施加壓力，其會變形，用以使緣80b 向上旋轉並從上腔壁58的外表面離開，並同時使杆部80a通過開口伸出，由此使杆部的基 部離開開口 78的邊緣。這樣的結果是破壞在開口 78中由插塞80提供的密封，由此使空氣 經過其並進入到出口管74、76中。現在，將通過參考圖1-5給出關於上面描述的實施例的操作的描述。首先，向容器2填充水，由此填充貯存器12。如果加熱腔8是空的，則貯存器中的 水的壓力將使水打開瓣閥40並因此通過孔口 36填充加熱腔8。當加熱腔8中的水位開始 上升時，封入在瓣閥40遠端的杯狀部件46中的空氣使瓣閥向上旋轉到抵靠槽口 42的其關 閉位置。因此一旦將腔8填充到預定水平，就將關閉閥門並且沒有更多的水流入。當需要分配沸水時，對加熱元件30通電，其快速加熱在加熱腔中的相對少量的 水。由於腔是基本封閉的，因此在加熱水時，腔中的壓力開始上升。一方面，這用於為瓣閥 40抵靠凹進42提供進一步閉合壓力，並由此抵抗更多水漏入到加熱腔的任何趨勢，例如， 由於加熱中的水的擾動(turbulence)。另一方面，壓力開始迫使水沿出口管48上升並進入 管道14。當加熱腔8中的水溫達到大約90°C時，控制單元(未示出)上的雙金屬致動器達 到它的操作溫度，並立刻反轉它的曲度用以打開一組電觸點並由此中斷對加熱元件34的 供電。但是，儘管隨後對元件34斷電，其有限的(並且已知的)熱質量造成了熱存儲在其 中，即使在其已經斷電後存儲在其中的熱也會繼續散出。這些熱足以使腔8中的相對少量 的水達到沸點。當腔8中的水達到沸點，腔中的壓力隨著蒸氣的產生而快速上升。這種壓力迫使 沸水沿出口管48上升進入管道14，並且然後進入分配腔10的入口裝置54、56。儘管加熱 腔中的大部分水達到沸點，但起初有少量的水從這裡噴出，這些水由於在加熱達到沸騰之 前進入出口管48而具有稍低一些的溫度。如通過圖4而理解的那樣，當加壓時，迫使沸水沿管道14上升進入入口管54，並在 較大直徑的管56中撞擊在腔的頂部58上。然後水將沿圍繞較小的入口管54的外部入口 管56向下通過，並通過腔的基部60和管56的下端之間的間隙流出。當由此開始填充分配 腔10時，來自加熱腔的沸水將進入分配腔10在底部的主要部分。特別地，當加熱腔8接近為空時，迫使蒸氣沿管道14隨同沸水一起上升。這也將趨 向於在外面的圓柱狀管56中對著分配腔的頂部58噴出，在此一些蒸氣將冷凝，而一些蒸氣 將在管56的底部下面出去並進入到分配腔中保持的水中。由於和初始地噴出的較涼的水 混合，分配腔中的水不可避免地從沸點下降少許，這種蒸氣離開進入水並由此通過水的作 用，使得對分配腔10中的水加溫使其回到沸點。在通過水期間未冷凝的蒸氣將會進入位於 腔頂部的在水上方的空間，其可以從這裡通過位於腔的最高部分的排放孔(Vent)66排出。當腔中的水位上升時，在出口管70的第一向下延伸部分中水位會類似地上升。當 在主腔10中的水位已經充分地上升時，出口管70中的水將達到水平部分並且然後開始在 重力的作用下向出口管口 6流出。這建立了虹吸，使得大致地排出腔中的全部，凹陷的貯槽 區域68確保僅僅有虹吸無法排出的很少的水留在底部。儘管當沸水仍然在從加熱腔噴出 且進入分配腔時開始水的分配，但分配腔10的入口的構造一在這個實施例中的雙同軸管 形成「存水彎(water trap) 」一使得危險的加壓的沸水和蒸氣安全地噴出進入分配腔10，同時水在出口的分配是緩慢的、均勻的流動，其基本與仍從加熱腔進入的水無關。換句話 說，分配腔有效地用於使加熱腔的出口與向使用者的出口分離。分配腔的基部60具有平緩坡度，用以使其中最後的水匯集在貯槽區域68中，並因 此除貯槽68的底部非常薄的一層以外都通過出口管虹吸排出。殘存在貯槽中的水量通常 僅僅是幾毫升的數量級，因此在下一個操作周期中，即使當到那時已經冷卻的殘存的水和 新進入的沸水混合時，對於分配腔中的整體水溫來說只具有無關緊要的影響。因此，在上面描述的實施例中可以理解的是，在一個非常短的時期內以安全和受 控制的方式將預定量的水加熱到沸騰並通過管口分配。儘管水正在完全地加熱達到沸點， 並且儘管不可避免的混合沒有達到沸點的少量的水，但也能夠實現這個方案。通過使煮沸 過程結束時產生的蒸氣在較冷的水分配前通過較冷的水使這種較冷的水的副作用得到了 改善。蒸氣冷凝並使水的整體溫度大致地或完全地回到沸點。因此分配給使用者的水至少 大致地處於沸點並能夠因此用於例如沏茶等需要沸水的任何應用中。回到圖2和圖3，在分配周期結束時在加熱腔8中填充了蒸氣。在蒸氣開始冷卻並 冷凝時，加熱腔8中的壓力快速地下降，因此迫使開啟瓣閥40並從貯存器12吸入冷水，以 重填充加熱腔8以準備下一操作周期。在上面描述的實施例中，一旦虹吸在出口管70中建立，則其將持續直到分配腔10 為空。因此該設備將總是分配相同的、固定量的沸水。但是，圖5示出的修改的實施例可對 分配的沸水的量進行一些控制。在這個實施例中，當分配腔10』填充水時，水位將在圍繞在 內部同軸管74的外圍的向下懸垂的出口管76內上升。隨著腔中的水位繼續上升而使得管 76中的水位達到內部同軸管74的頂部，當水通過出口管74排出到管口 6時將建立虹吸。 通常這個虹吸大致地將分配腔10』的全部容納物通過管口 6排出。但是，在這個實施例中 使用者可選擇按下彈性插塞80，由此使空氣進入向下懸垂的管76。這樣阻斷了虹吸並因此 阻止分配腔排出更多的水。因此，這樣通過在達到所需的量時(當然要注意實際上出口管 74和管口 6中的水將在閥門按鈕80按下後分配)按下按鈕來提供控制分配的水量的有效 機制。圖6示出了本發明的另一個實施例，其中相對於前兩個實施例來說修改了加熱 腔。在這個實施例中的區別之處在於存在球閥裝置替換了前面描述的瓣閥裝置。加熱腔蓋 構件122具有在其中限定的圓形中央開口 182，並且具有一系列四個整體模製並沿圓周間 隔開的支腿184，支腿184在開口 182周圍從腔蓋構件122的下表面向下懸垂。每個支腿 184的遠端形成有面向外側的鉤形突出部184a。這些支腿接合在位於頂部帽形罩構件186 的環形上緣中的底切部下面。因此罩構件186能鉤在突出部184a上以將其保持在開口 182 的垂直下方的位置。支腿184和罩構件186在它們之間限定了圓柱狀空間，在其中中空的、可浮起的球 188能夠在短的垂直行程上上升和下降。在圖6描述的下部位置，水可以順暢地通過開口 182由水貯存器進入到加熱腔108中。但是，可浮起的球188保持抵靠在開口 182的下側 時，其形成密封，由此防止更多的水進入到加熱腔108。此外通過認真研究圖6可知，當球 188處於下部位置時，球188的表面和支腿184之間的空隙不足以允許它們向內彎曲到足以 釋放罩構件186。這樣的結果是，儘管罩構件186通過相對簡單的棘爪配合機構保持，但只 要球188是相對不可壓縮的，則罩構件186就不會與支腿184分開。
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由這個實施例提供的操作上的差異在於，如果在分配已經發生後並且加熱腔108 中的壓力降低導致快速地和可能猛烈地從貯存器吸入水，則球閥裝置能夠經受住更加猛烈 的力並且不會受到在開啟位置卡住的任何危險的影響。並且，腔中的壓力和中空的球188 的可浮起的特性確保在腔108填充水時以及加熱期間保持關閉。圖7示出了上面通過參考圖6描述的實施例的變型。在這個實施例中，可以看到 具有相對較寬的、垂直的、圓柱狀立管(riser tube) 200，其從加熱腔蓋構件222延伸並在 其下端敞開至加熱腔208中。在垂直立管200的頂部，在小開口 204之後的是申請人的標 準R48蒸氣開關202，其在家用水壺中被較廣泛用於當沸騰時自動地關閉水壺。如本領域技 術人員公知的那樣，其包括速動雙金屬致動器，其作用於偏心(over-centre)移動以打開 一組電觸點的搖杆臂。在這個實施例中，當加熱腔208中的水達到90°C時，不使加熱元件34斷電，而是 當充足的蒸氣達到蒸氣開關202的雙金屬器件時使其斷電。可調節在管頂部提供的小開 口 204用於提供期望的性能。由於開口 204相對較窄，所以即使當加熱腔中的水沸騰時，水 也不會在蒸氣壓力下被迫使沿管200上升。此外，由於蒸氣開關202處於蒸氣管200的頂 部，這與自動水壺的傳統的設置正相反，所以其可能在水剛剛達到沸騰或甚至稍稍之前致 動，這模仿了關於前面的實施例描述的動作，由此在沸騰之前關閉元件並且利用元件中的 餘熱使水完全沸騰。相對於使用與擴散板相接觸的雙金屬器件以感測水溫，本實施例的優 勢在於，其更能耐受住水垢在加熱器板的表面的積累，這樣的水垢積累會使加熱器板的運 轉(running)溫度相比於水溫而升高。其也能夠在蒸氣開關自身的形狀中以及在仍然需要 用於保護不進行幹燒接通(dry switch on)的控制單元中使用現有的部件。在這個實施例 中，例如可使用標準U17控制器。這個實施例還避免了需要用於在適當的點感測水溫的容限(tolerance)相對較 緊密的雙金屬器件。在其它方面，這個實施例的操作與前面描述的那些實施例相同。圖8示出了分配腔的另一個實施例。這是圖5示出的分配腔的修改版本。與前面 的實施例中相同的是，其包括雙管入口 354、356以及雙管出口 374、376。但是在這個實施例 中，腔358的頂部限定有凹進，該凹進容納申請人的R48蒸氣開關的去除了雙金屬器件的修 改版本390。因此其簡單地作為閉鎖(latching)、偏心開關。樞軸安裝的杆394的端部，而 非傳統的雙金屬器件，作用於偏心解扣杆(trip lever)的「鼻部」 392。樞轉杆394在其另 一端具有向下懸垂的臂，在該臂下端整體形成空心浮子396。在使用中，當水在加熱腔中(未示出)開始接近沸騰並以前面描述的方式通過入 口管354、356噴出進入分配腔308時，加熱腔中的水位將開始上升。這提升浮子396並因 此促使臂394擺回並由此作用於解扣杆392並使其解扣，從而關閉加熱腔的加熱元件的電 源。由於在一些時間之後加熱器板的溫度會受到加熱腔內存在水垢積累的影響，因而相對 於使用傳感器(例如雙金屬器件)感測該溫度，這種關閉加熱器的方法更可靠。這也更少 的依賴於這樣的傳感器或雙金屬器件的容限。圖9示出了可替代的實施例。這類似於圖8，除了在這裡的蒸氣開關490完全是傳 統的一即保留雙金屬器件一併取代浮子臂，蒸氣管498將蒸氣開關的雙金屬器件與分配 腔408的內部連通。因此在這個實施例中，將分配腔中存在蒸氣用作對關閉加熱元件的觸 發器(trigger)。從之前的描述中可以理解到，有相對較少的蒸氣經過腔408中的水，但是
15相比於例如圖7、或常規的蒸氣管和蒸氣開關設置，這通過使蒸氣開關490接近腔來平衡。圖10示出了本發明的另一個實施例的加熱腔蓋構件500。如在前面的實施例中， 這具有垂直地伸出的管502，以將下面的加熱腔連接到上部分配腔。蓋構件500也限定了開 口 504，在其中裝配有特殊閥門，如將在後面通過參考圖12和圖13來描述。在蓋構件500的中央是中空的、圓柱狀的突出部506，突出部506在其頂部具有孔 508並具有圍繞其側壁間隔開的一系列四個垂直槽510。在每個槽510對面且稍微間隔處 提供對應的弓形擋板512。槽510使水主要側向地而不是垂直地離開貯存器。擋板512擾 亂進入槽的水流。這兩者都有助於當貯存器中的水位低時防止過量的空氣吸入加熱腔，上 述問題是產生不想要的噪聲的重要因素。如圖11所示，閥門裝置不同於前面的實施例。在這個實施例中閥門構件514具有 向下逐漸變細的截頭圓錐體的形狀，而取代了球閥。並非如前面的實施例中的罩，通過三個 向下突出的凸起部(boss) 516 (其中兩個可見)形成閥殼體，三葉片狀閥門止動板518接附 至凸起部516。已經發現這種閥門裝置非常可靠而閥門構件不會阻塞。當然可使用其它形 狀的閥門構件和其它殼體裝置。回到蓋構件中的圓形開口 504(見圖10)，其在使用中通過矽膠墊圈閥門520來封 閉，現在將通過參考圖12和圖13更詳細地描述矽膠墊圈閥門520。閥門的外周邊包括一對 環形凸緣522、524，在環形凸緣522和524之間限定了溝槽用以以傳統的墊圈方式密封地容 納腔蓋構件中的圓形開口 504的邊緣。閥門的內部通過圓頂狀隔膜526封閉。閥門520裝 配在開口 504中，使得隔膜526的凹面處於水貯存器一側，凸面處於加熱腔一側。隔膜具有通過其厚度的兩個正交的裂縫528，限定了四個四分之一瓣片，瓣片在通 常情況下由於形成圓頂狀的矽樹脂內在的彈性保持在一起。因此當水正在水腔中煮沸時 提供了流體緊密密封。在一個實例中，在沸騰期間加熱腔中的壓力大約是14千帕(kPa)。 但是在加熱腔已經為空以及其中的空氣已經冷卻後，會產生真空，在一個實例中可以是-50 千帕的數量級。在跨過閥門520具有這樣的壓力差(在貯存器側的大氣壓加上少許水頭壓 力(head pressure)以及在加熱腔側的_50千帕的相對真空)的情況下，迫使四個瓣片抵 抗它們自然的彈性而分開，由此使水從貯存器進入到腔中。這是除位於蓋構件500中央的 閥門外的用於水從貯存器通入到加熱腔的路徑。通過較大的合計表面積吸入水進一步降低 產生的噪聲。閥門520也執行附加的功能。在沸騰期間，如果加熱腔中的壓力朝危險的水平上 升，例如如果出口管已經由於某種原因阻塞，則迫使四個隔膜瓣片反轉它們的曲度並進一 步迫使它們分開，以提供用於將加熱腔中的過量的壓力安全地釋放到水貯存器中(並由此 遠離使用者)的機構。在一個實例中這可以發生在壓力大約是70千帕時。圖14示出了可以兩種不同模式操作的本發明的實施例。如可以看到，整個設備 602類似於具有在上部的傾倒壺嘴604以及後部把手等的普通的水壺(jug kettle)。同樣 傳統的是在形成容器內部的基部的金屬板底側提供包覆式加熱元件606。但是與傳統的水 壺不相同的是，通過水平的分隔壁608將容器的內部分隔成兩個分立的部分。上部形成水 貯存器610並且下部形成加熱腔612。在分隔壁608中提供閥門614以允許水進入加熱腔。 管道616從加熱腔612垂直延伸到分配腔618，其設置於容器的上部並在功能上與前面的實 施例中的描述相同。分配管口 620從分配腔612向下延伸並從容器的後部伸出。容器凹進以允許在從容器分配水時能將杯子或圓筒杯(mug)放在出口管的下方接收熱水。因此能夠 看到該容器具有允許其以與前面的實施例完全相同的方式而快速地煮沸並分配少量的水 的全部部件。然而在這個實施例中進一步提供L形杆，L形杆具有垂直部分，該垂直部分延伸到 容器手柄的頂部以接合球型柄(knob)624。水平部分622b終止於緊靠閥門614上方的突出 部。杆622在樞軸626上安裝到容器壁。在使用中使用者可根據球型柄624的位置以兩種配置中的一種來操作容器。當球 型柄624處於向後的位置時，杆622的遠端被抬離閥門構件614，並且因此容器可操作以在 密封的加熱腔中以與前面的實施例完全相同的方式快速地煮沸並分配少量的水。然而如果使用者向前推動球型柄624，則杆622的遠端施加(bear)到閥門構件 622上並防止其關閉。這意味著不同於根據前面的實施例中描述的操作，加熱器606將完全 加熱容器中的全部水，即在貯存器610中和加熱腔612中的水，這是由於水可以在它們之間 自由循環。這種方式模仿了傳統水壺的動作。如本領域公知的，可以使用蒸氣開關或其它 的沸騰檢測器。一旦加熱或沸騰後，可提起容器並且將水從壺嘴604倒出。因此這個實施 例允許兩重用途的器具而沒有顯著的額外花銷。現在將參考圖15至20來描述本發明的另一個實施例。圖15示出了根據本發明 的熱水分配器的主要內部部分。在圖的下部是加熱腔902並且在其上部是分配腔904。盡 管為了清楚示出而將本器具的主體從這些附圖中省略，但在使用中將它們提供在殼體中， 用以在加熱腔902上面形成水貯存器。可在這個附圖中看到分配管口 906，其在使用時從殼 體突出。總地使用數字907表示類似於前面的實施例的浮閥裝置。將可以看到有兩個管將加熱腔902的內部與分配腔904的內部連接。兩個管中較 寬的是加熱腔的出口管道908，如前面的實施例所述，加熱後的水在從管口 906分配之前通 過該出口管道908而向上進入分配腔904。另一個管是通氣管910，將在下面的描述中清楚 其功能。圖16示出了從後部看分配腔904並具有貫穿加熱腔902的縱截面。如前面的實 施例所述，用於加熱後的水的出口管道908朝向形成腔基部的加熱器板912向下延伸進入 加熱腔902。這類似於前面的實施例。通氣管910與窄開口 914連通，窄開口 914形成在加 熱腔的頂部的升高部分916中。圖17和圖18分別是分配腔的下部904a和上部904b的立體圖。首先參見圖17， 在右上角可看到垂直延伸的立管918，其與來自加熱腔的水管道908連通。部分地圍繞垂直 的立管918並與其間隔開的是弓形壁920，其形成阻止來自立管918的水流的堰部，並由此 與分配腔的側壁一起用於在入口立管918附近保持少量水。可看到在入口立管918中的小 切口 922，其從分配腔904a的底板(floor)延伸到低於堰部920高度的高度。切口 922因 此使水保持在堰部920後面以沿著管道908向下排回到加熱腔902。在分配腔下部904a的左上角是第二個、較窄的入口立管924，其連接到圖16中示 出的通氣管910。在通氣立管924前面類似地提供了弓形堰部926，並且在立管924中類似 地提供了切口 928，但是在這種情況下切口垂直地延伸到對應的堰部926的高度上方。在分配腔下部904a的前面是在基部932上的開口 930，其與用於分配加熱後的 水的出口管口 906連通。能夠看到分配腔932的基部從後部朝向分配開口 930向下傾斜。大約在分配腔下部904a的中央是整體模製的排放道(chimney)部分934。與分配腔上部 904b (圖18)中的相匹配的排放道部分936 —起形成從分配腔內部密封的貫穿分配腔904 的通道。這樣的目的是向形成安裝在分配腔上部904b上方的蒸氣開關(未顯示)的一部 分的速動雙金屬致動器提供通氣。圖18示出的分配腔上部904b在下部904a上面大體形成了蓋，用以提供封閉的空 間。直角垂直擋板938從分配腔上部904b的內部頂板向下懸垂到入口堰部外，但垂直地達 不到入口堰部920而停止。可以在圖19示出的組裝的分配腔的橫截面視圖中更清晰地看 到這個設置。如能夠在圖20示出的組裝的分配腔的橫截面視圖中更清晰地看到的那樣，在分 配腔上部940b的頂板中提供了開口 940，處於通氣入口立管924的正上方。現在將描述圖16至圖20的實施例的操作，特別是描述這些操作不同於前面的實 施例的部分。首先允許水通過浮閥裝置907從貯存器進入到加熱腔902。即使當加熱腔902中 的水覆蓋了出口管道908的下端，通氣管910也會允許空氣從加熱腔902排出並由此有助 於水通過閥門907平穩的流入。如前面的實施例所述，加熱腔902中的水由加熱器912加熱，然而在這一階段通氣 管910通過限制加熱腔902中積累的壓力來進行輔助，用以防止涼水從管道908過早噴出 進入分配腔904。但是，隨著加熱的進展，加熱腔902中的壓力將上升並迫使一些水沿管道 908上升並進入分配腔904。緩慢地噴出的最早的水可能不是處於沸點的，然而通過入口 堰部920來防止這樣的初始的「細流」進入分配腔主要部分。而是將其保留在堰部920之 後。當加熱腔中的水達到沸騰時，將迫使大量水沿管道908上升進入入口立管918，並從立 管918的頂部湧入由分配腔上部904b的頂板和直角擋板938形成的空間。沸水將從這裡 沿垂直擋板938的內邊緣向下流且進入分配腔的主要部分，在此其流向出口開口 930並從 這裡通過出口管口 906流出。因此可以看到，與其它的實施例相同，分配腔的設置使得有效 地將從加熱腔噴出的快速地流入的沸水與從管口 906流出的更平穩的、更加可控的水流分 罔。至少在從加熱腔902輸出的頂峰期間，沸水從管道908進入腔的流速遠大於通過 管口 906的流出速率，並且因此腔將開始填充沸水，使得伴隨沸水由加熱腔噴出的蒸氣至 少部分地通過分配腔中的水。沿水管道908或甚至通氣管910向上推出的、趨向於流出相應的立管918、924的 較涼的水由相應的堰部920、926保持。當分配完成並且加熱腔中的壓力下降時，這些水可 以分別通過水入口立管918和通氣立管924中的切口 922、928排回並進入加熱腔。這使得 初始的水的細流不會降低通過管口 906分配的水的溫度。儘管圖15示出了在加熱腔902的上表面中的孔來容納減壓閥門，例如前面的實施 例中討論過而沒有在圖15中示出的類型，但通氣管910使得單獨的減壓閥門沒有必要。本領域的技術人員應理解的是，上面描述的實施例僅僅是能夠實現本發明的許多 可能方式中的幾個實例。例如，儘管已經描述了用於製作沸水的實施例，本發明也可用於加 熱其它種類的液體，例如諸如茶或咖啡的煮泡飲料或可能是用於飲料中的加熱的牛奶。此 外，儘管所描述的實施例組合了若干有利的特徵，但並非認為必須一起提供全部這些特徵。例如，即使在不使用使蒸氣通過分配腔中的水的設置時，虹吸出口裝置和分配腔也是有利 的。類似地，雙重作用的減壓閥門可具有許多其它可能的應用，如可以是排放孔或堰部。
權利要求
一種用於將測定量的水加熱至沸騰的設備，所述設備包括加熱腔、分配腔和用於將水從所述加熱腔輸送到所述分配腔的入口的管道，所述設備設置為使得與沸騰相關聯的壓力增大迫使加熱後的水進入所述管道並且然後進入所述分配腔。
2.一種用於加熱測定量的水的設備，所述設備包括加熱腔、分配腔和用於將液體從所 述加熱腔輸送到所述分配腔的入口的管道，其中所述入口構造為使來自所述管道的蒸氣在 分配前通過保持在所述分配腔中的水。
3.根據權利要求1或2所述的設備，其中所述設備包括管口，並且所述分配腔包括孔， 其中所述孔與所述管口連通以允許水通過所述孔從所述分配腔排出。
4.根據權利要求1或2所述的設備，其中所述分配腔構造為當所述分配腔中的液體已 經達到預定水平時分配所述分配腔中的所述液體。
5.根據權利要求3所述的設備，其中所述分配腔包括虹吸裝置，其中虹吸在水達到預 定水平時建立，並且繼續排出所述分配腔中的所述液體。
6.一種液體加熱設備，包括液體加熱腔和液體分配腔，所述液體分配腔具有用於將加 熱後的液體從所述加熱腔傳送到所述分配腔的裝置，所述設備進一步包括所述分配腔的出 口，所述出口構造為當所述分配腔中的所述液體已經達到預定水平時建立虹吸。
7.根據權利要求4或5所述的設備，其中所述虹吸繼續分配液體，直到已經分配預定的 量為止。
8.根據權利要求5至7中任意一項所述的設備，其中所述虹吸裝置包括用於阻斷所述 虹吸的裝置。
9.根據前述任意一項權利要求所述的設備，包括出口管口和在已經開始分配後防止水 從所述管口流出的裝置。
10.根據前述任意一項權利要求所述的設備，其中所述分配腔包括在其上部的一個或 多個通氣出口。
11.根據前述任意一項權利要求所述的設備，其中所述分配腔的所述入口包括堰部。
12.根據權利要求11所述的設備，進一步包括用於排出所述堰部的內容物的排出裝置。
13.根據權利要求12所述的設備，其中所述排出裝置設置為排回到所述加熱腔中。
14.根據權利要求12或13所述的設備，其中所述排出裝置包括在所述分配腔入口管中 的切口。
15.根據前述任意一項權利要求所述的設備，其中所述加熱器形成所述加熱腔的基部。
16.根據前述任意一項權利要求所述的設備，包括與所述加熱腔選擇性流體連通的液 體貯存器。
17.根據權利要求16所述的設備，其中所述貯存器靠近所述加熱腔。
18.根據權利要求17所述的設備，其中所述加熱腔包括較大的液體貯存器的細分的部 分，需要時選擇性地允許液體從其通入所述加熱腔。
19.根據權利要求16、17或18所述的設備，其中所述選擇性流體連通裝置包括至少部 分可縮回的壁、分隔件或擋板。
20.根據權利要求16至19中任意一項所述的設備，其中所述加熱腔在所述貯存器下方。
21.根據權利要求16至20中任意一項所述的設備，其中所述貯存器是可移除的。
22.根據權利要求16至21中任意一項所述的設備，包括在所述加熱腔的壁中的閥門。
23.根據權利要求22所述的設備，其中所述閥門在所述加熱腔填充到所述需要的水平 時關閉。
24.根據權利要求22或23所述的設備，其中所述閥門構造為是可浮起的。
25.根據權利要求22、23或24所述的設備，其中所述閥門是向下逐漸變細的。
26.根據權利要求22至25中任意一項所述的設備，其中所述閥門構造為使得所述加熱 腔中增大的壓力趨向於迫使所述閥門關閉。
27.根據權利要求22至26中任意一項所述的設備，其中所述閥門包括在分離所述水貯 存器和所述加熱腔的壁中的孔口。
28.根據權利要求22至27中任意一項所述的設備，其中圍繞所述閥門入口提供一個或 多個擋板。
29.根據權利要求16至28中任意一項所述的設備，包括用於在加熱期間維持所述貯存 器和所述加熱腔之間的流體連通的裝置。
30.根據權利要求29所述的設備，包括用於在加熱期間選擇性地保持開啟閥門或所述 閥門的裝置。
31.根據權利要求16至30中任意一項所述的設備，其中所述貯存器是可移除的。
32.根據前述任意一項權利要求所述的設備，其中所述分配腔在所述加熱腔上方。
33.根據權利要求16至31中任意一項所述的設備，其中所述加熱腔和所述分配腔分別 提供在容器的下部和上部，並且所述容器在所述加熱腔和所述分配腔之間限定了所述水貯存器。
34.根據前述任意一項權利要求所述的設備或容器，其中所述加熱腔包括通氣裝置。
35.根據權利要求34所述的設備或容器，其中所述通氣裝置向空氣敞開。
36.根據權利要求34或35所述的設備或容器，其中所述通氣裝置設置為向所述器具內 部的空間排放。
37.根據權利要求34至36中任意一項所述的設備或容器，其中所述通氣裝置設置為向 所述分配腔排放。
38.根據權利要求34至37中任意一項所述的設備或容器，其中所述通氣裝置設置為自 所述加熱腔的上部排放。
39.根據前述任意一項權利要求所述的設備或容器，包括用於響應於在所述分配腔中 出現水、蒸氣或者升高的溫度或壓力的至少一個而關閉所述加熱腔中的所述加熱器的裝置。
40.根據前述任意一項權利要求所述的設備或容器，其中使用蒸氣敏感致動器關閉所 述加熱器。
41.根據前述任意一項權利要求所述的設備或容器，包括蒸氣開關，所述蒸氣開關與所 述加熱腔氣體連通，使得所述加熱腔中產生的蒸氣撞擊所述蒸氣開關。
42.根據前述任意一項權利要求所述的設備，其中所述加熱腔包括減壓閥門，當所述加 熱腔中的壓力超過閾值時開啟所述減壓閥門。
43.根據權利要求42所述的設備，其中所述減壓閥門構造為將過量的壓力排入所述設備內部的未加壓的部分。
44.根據權利要求42或43所述的設備，其中所述減壓閥門設置為允許水進入所述加熱腔。
45.根據權利要求42、43或44所述的設備，其中所述減壓閥門構造為當在任一方向上 在所述減壓閥門兩側存在壓力差時開啟。
46.根據權利要求45所述的設備，其中所述減壓閥門構造為在一個方向上比在另一個 方向上處於較低壓力差下開啟。
47.一種液體加熱容器，包括加熱腔、液體貯存器和在所述加熱腔和所述液體貯存器之 間的閥門，所述閥門構造為響應於所述閥門兩側的閾值壓力差而開啟，以允許所述加熱腔 和所述液體貯存器之間的流體連通，其中所述閾值壓力差在一個方向上比在另一個方向上 尚ο
48.根據權利要求42至47中任意一項所述的設備或容器，其中所述閥門包括圓頂狀彈 性隔膜，所述圓頂狀彈性隔膜具有限定在其中的至少一個裂縫。
49.根據權利要求48所述的設備或容器，其中所述減壓閥門在所述水貯存器和所述加 熱腔之間，並且所述隔膜的凹側面向所述水貯存器。
50.一種液體加熱設備，包括液體容納腔和電加熱元件，所述設備具有第一配置和第二 配置，在所述第一配置中，所述加熱元件可操作以加熱所述液體容納腔中的全部液體，在所 述第二配置中限定了加熱腔，在所述加熱腔中所述加熱元件可加熱較少量液體，所述設備 進一步包括用於在所述第一配置和所述第二配置之間切換的裝置。
51.根據權利要求50所述的設備，包括在所述加熱腔和所述液體容納腔的其餘部分之 間的分隔壁，並且在所述加熱腔和所述液體容納腔的其餘部分之間提供閥門，以選擇性地 允許液體流入所述加熱腔。
52.根據權利要求51所述的設備，包括用於在加熱期間選擇性地保持開啟所述閥門的直ο
53.根據前述任意一項權利要求所述的設備，包括控制裝置，所述控制裝置構造為當所 述加熱腔中的水的溫度已經達到90°C時中斷加熱器的電源。
54.一種用於將測定量的水煮沸的設備，所述設備包括加熱腔、加熱元件和熱感測裝 置，所述加熱元件用於加熱所述加熱腔中的水，所述熱感測裝置構造為當已經達到預定溫 度時關閉所述加熱元件的電源，其中所述預定溫度設定為使得所述水在關閉所述加熱元件 時尚未沸騰，而所述元件中的餘熱足以繼續將所述水加熱至沸騰。
全文摘要
本發明涉及一種用於將測定量的水加熱的設備，所述設備包括加熱(腔8)、分配腔(10)和用於將水從所述加熱腔輸送到所述分配腔的入口的管道(14)。該設備設置為使得與沸騰相關聯的壓力增大迫使加熱後的水進入管道14並且然後進入分配腔(10)。
文檔編號A47J27/21GK101951818SQ200880127425
公開日2011年1月19日 申請日期2008年12月23日 優先權日2007年12月24日
發明者文森特·J·加維, 科林·芒頓, 諾曼·E·尼科爾 申請人:施特裡克斯有限公司