连续加热器，用于制造连续加热器的方法和包括连续加热器的热饮料自动装置

摘要

本发明涉及一种泵运转式电连续加热器，其包括：在侧面中带有通孔(2)的第一给水导管端部(1)，在侧面中带有通孔(4)的第二排水导管端部(3)，以及套管(5)，套管(5)的至少中间的截段被施加以管形加热体(6)。本发明还涉及一种用于制造连续加热器的方法和包括连续加热器的热饮料自动装置。

说明书

本发明涉及一种泵运转式电连续加热器(pumpenbetriebenen， elektrischen Durchlauferhitzer)，一种用于制造连续加热器的方法，以 及一种包括连续加热器的热饮料自动装置(Heissgetraenkeautomaten)。

连续加热器通常为固定地安装的用于准备热的液体、尤其是用于 准备热水的装置。在家用领域中，连续加热器例如应用于洗碗机、洗 衣机或咖啡机中。

连续加热器通常包括管形加热体(Rohrheizkoerper)和液体引导管， 该液体引导管具有用于待加热液体的入口和出口。

管形加热体典型地包括例如由铝或不锈钢制成的金属管，在其中 布置有螺旋状地卷绕的加热丝。在加热丝和金属管之间存在有(例如) 石英砂或氧化镁，以用于电绝缘。金属管的末端部利用陶瓷元件而封 闭，金属销居中地自该陶瓷元件凸伸出来，该金属销与加热丝的相应 的端部处于电接触中。管形加热体被与液体引导管一起铸造在铝块中 或从外面以平面的方式焊到液体引导管上或以螺旋状围绕该液体引 导管的方式而被焊接。

在现有技术中，已知了例如应用在传统的咖啡机中的无泵式装 置，以及泵运转式装置，其在热饮料自动装置中、例如在全自动咖啡 机和蒸馏咖啡机中被应用。在泵运转式装置中存在可达15bar的压力。 该点如此地实现，即，将水从水箱或其它给水装置供给至电动驱动式 的泵，其随后使水在高压下通过连续加热器而供给至咖啡粉容纳装 置。

尤其在泵运转式装置中，在极小的热传导面上存在有较高的热功 率。这里，在液体引导管内可能形成热水的层流。但若热水层状地流 动，在管子的加热的内表面和液体流之间则会形成蒸汽阻隔层 (Dampfsperrschicht)。该蒸汽阻隔层起隔热作用且由此妨碍了液体的进 一步加热。连续加热器的效率是有欠缺的。

在无泵式和泵运转式热饮料自动装置中，在硬水的情况下加热装 置中会增长出钙层。通过脱钙过程、甚至通过快速的加热和冷却(例如 在煮沸过程期间)就已可能使得钙层的部分脱落并例如在加热装置之 前的管系统中在最深点处聚集。

此外，在泵运转式热饮料自动装置中，钙微粒被压入连续加热器 下游的管道系统中。该导管系统具有不同的狭窄部位，例如阀、喷嘴 和/或分支部，如T形块，其可能由钙微粒所堵塞。在大功率的连续加 热器中，这会导致高的蒸汽压力并触发诸如过热保险装置等的安全装 置。热饮料自动装置不再能够运转，并且如有需要的话须送至专业车 间进行维修。

从该现有技术出发，本发明的任务在于，提供一种带有尽可能高 的效率的泵运转式电连续加热器。此外，不应有钙微粒被冲入下游的 导管系统中。本发明的任务还包括提供一种用于制造连续加热器的方 法。

该任务通过带有权利要求1的特征的泵运转式电连续加热器和带 有权利要求7的特征的用于制造连续加热器的方法而实现。本发明的 有利的设计方案和改进方案在从属权利要求中加以说明。

根据本发明的泵运转式电连续加热器包括：给水的第一导管端 部，其在侧面(Mantelflaeche)中带有通孔(Durchgangsbohrungen)；排水 的第二导管端部，其在侧面中带有通孔；以及套管(Mantelrohr)，该套 管的至少中间的截段(Abschnitt)被施加(beaufschlagt)以至少一个管形 加热体。

第一套管端部密封地贴靠在第一导管端部的外侧面处且第二套 管端部密封地贴靠在第二导管端部的外侧面处。

待加热的水，例如自全自动咖啡机的水箱而来的水，通过在第一 给水导管端部的侧面中的通孔而流入包围该第一导管端部的套管中。 通孔朝向套管的内侧面(Innenmantelflaeche)，以使得流入该套管的水 正面地冲击到由管形加热体加热的内侧面上。根据本发明，通过这种 方式抑制了引导水的套管中的层流并由此抑制了在加热的内侧面与 水流之间的蒸汽阻隔层的形成。更确切地说，在套管中形成了紊流。

在该第一给水导管端部的侧面中的通孔的数量、直径和位置与根 据本发明的连续加热器的应用有关。如果其应用在热饮料自动装置 中，例如应用在全自动咖啡机中，则该侧面具有2到12个，优选4 到8个直径为1到3mm的通孔。这些孔优选地位于伸入到套管中的 给水套管端部的侧面的不同截段上。

垂直于流方向并垂直于套管侧面而布置的通孔有利地还起着防 止钙微粒非所希望地进入位于连续加热器之前的管道系统的作用。尤 其在全自动咖啡机中，连续加热器以垂直站立(vertikal stehend)或悬挂 的方式安装。在关闭泵之后，悬浮在水中的钙微粒直线状地沉降至套 管中的最深点，从而，不会观察到有微粒进入该给水导管系统。

在套管中被加热的水通过在第二排水导管端部的侧面中的通孔 流入下游的导管系统中，例如流入全自动咖啡机的管道系统中。通孔 布置成垂直于套管中的水的流动方向并垂直于套管的侧面。

根据本发明，由此避免了的薄的、长形的钙微粒非所希望地进入 下游的导管系统中。同时，不超过一定直径的近似球形的微粒从根据 本发明的连续加热器中被冲出。在此，通孔的直径决定了被冲出的微 粒的大小。

在第二排水导管端部的侧面中的通孔的数量、直径和位置与根据 本发明的连续加热器的应用有关。优选地，孔的直径为下游的导管系 统中的最狭窄部位的直径的约一半那么大。

如果根据本发明的连续加热器应用在热饮料自动装置中，例如应 用在全自动咖啡机中，则该侧面包括2到12个，优选4到8个带有 在1mm和3mm之间的直径的通孔。如果通孔朝向套管内侧面的方向， 则根据本发明抑制了长形的薄的钙微粒进入下游的导管系统、煮沸室 和热水出口，同时，无害的，不超过一定直径的微粒被冲出。孔优选 地位于伸入到套管中的排水导管端部的侧面的不同截段上。由此避免 了大的钙块同时堵塞所有的通孔。在热饮料自动装置中的导管系统不 会由于钙微粒而堵塞，同时，连续加热器可摆脱细小的微粒，以使得 其生垢在时间上被延迟。

根据本发明的连续加热器的一个实施形式可这样地被制造，即， 给水导管端部(其例如由聚酰胺或聚邻苯二甲酰胺(Polyphtalamid)制成) 插入到套管的第一套管端部中且排水导管端部(其例如由聚酰胺或聚 邻苯二甲酰胺制成)插入到套管的第二套管端部中。导管端部的外套的 截段被施加以密封器件，例如O形环，其以形状配合的方式贴靠在套 管的内套处。

该两个导管端部锥状地收缩且在侧面上具有通孔。这两个导管端 部的端面实施成不漏水的(例如被挤压或粘合)。

尤其对于在热饮料自动装置中的应用而言，根据本发明的连续加 热器可这样地制造，即，在可构造为加热管的套管(其典型地为铝制的 或由不锈钢制成的的四角管)中插入直径较小的导管，并将该导管以密 封的方式、优选以材料配合的方式(stoffschluessig)而与两个套管端部 相连接，例如焊接或者钎焊(verschweisst oder verloetet)。

导管的由套管所包围的区域事先在中间的截段中被挤压成不漏 水的且在两个端部截段处配备以通孔。在该实施形式中，端部截段具 有原始的导管直径并锥状地收缩至该被挤压的中间截段。

在根据本发明的连续加热器的另一种实施形式中，中间截段被挤 压成不漏水的，且两个端部截段的部分截段简单地半挤压 (halbverpresst)，且是以如下方式，即，使得其从原始的导管直径出发， 逐级式地锥状地收缩至导管的被挤压的中间区域。

套管和导管优选由金属制成，优选的是，套管由铝制成而导管由 不锈钢制成。

接下来，借助图示进一步阐述本发明。其中：

图1示意性地示出了根据本发明的连续加热器的一种实施形式的 截面。

图2示意性地示出了根据本发明的连续加热器的另一种实施形式 的截面。

图3示意性地示出了根据本发明的连续加热器的又一种实施形式 的截面。

图1展示了根据本发明的连续加热器的一种实施形式的截面，其 带有：在侧面中带有通孔(2)的第一给水导管端部(1)，在侧面中带有通 孔(4)的第二排水导管端部(3)，以及套管(5)。套管(5)被施加以两个管 形加热体(6)。导管端部的外套的截段具有O形环(7)，其形状配合地 贴靠在套管的内套处。两个锥状地收缩的带有通孔(2，4)的导管端部 (1，3)由合适的聚酰胺制成。端面(8)实施成不漏水的。箭头(9)表明水 的流动方向。待加热的水通过朝向套管(5)的内侧面的方向的通孔(2) 而流入套管(5)。在此，流入的水正面地撞击到由管形加热体(6)所加热 的内侧面上。通过垂直于水的流动方向并垂直于套管(5)的侧面而布置 的通孔(4)，加热过的水流入下游的导管系统中，例如流入全自动咖啡 机的管道系统中。

如果根据本发明的连续加热器以垂直站立或者悬挂的方式被安 装，则悬浮在水中的钙微粒在关闭泵后直线状地沉降到套管中的最深 的点(10)处，由此避免微粒进入给水导管系统中。

图2显示了根据本发明的连续加热器的另一种实施形式的截面， 其带有铝制的套管(5)和直径较小的、优选由不锈钢制成的导管，该导 管带有：带通孔(2)的给水导管端部(1)和带通孔(4)的排水导管端部(3)。 套管(5)被两个管加热体(6)加载。两个套管端部锥状地收缩，并且与导 管端部(1，3)的外套的截段材料配合地相连接。通过如下方式将端面 (8)实施成不漏水的，即，导管在中间截段(11)中被挤压成不漏水。箭 头(9)表明水的流向。待加热的水通过朝向套管(5)的内侧面的方向的通 孔(2)流入套管(5)。加热过的水通过布置成垂直于水的流向且垂直于套 管(5)的侧面的通孔(4)而流入下游的导管系统中。在以垂直竖立或悬挂 的方式安装的连续加热器中，在关闭泵之后，悬浮在水中的钙微粒直 线状地沉到套管中的最深点(10)处。

图3示出了根据本发明的连续加热器的又一种实施形式的截面。 该实施形式仅在以下方面不同于图2中所描述的实施形式，即，两个 端部截段的部分截段简单地半挤压，且是以如下方式，即，使得其从 原始的导管直径出发，逐级地、锥状地朝被挤压的导管中间截段(11) 收缩。通过该半挤压的端部截段(12)，该优选的实施形式具有更大的 套管容积。

优选地，根据本发明的连续加热器以垂直地悬挂或竖立的方式置 入热饮料自动装置中。通过该应用的形式，通过以下方式抑制了钙微 粒进入给水导管系统，即，悬浮在水中的微粒直线状地沉到导管中的 最深点处。同时，将通孔布置成垂直于流动方向并垂直于套管侧面， 从而抑制了长形的薄的钙微粒进入下游的导管系统。

参考标号列表

1给水导管端部

2通孔

3排水导管端部

4通孔

5套管

6管形加热体

7O形环

8端面

9水的流动方向

10套管中的最深点

11中间的截段

12被半挤压的端部截段