專利名稱：液體加熱設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于加熱水或其它液體的設(shè)備，特別涉及在短時間內(nèi)加熱相對少量的 液體的設(shè)備。
背景技術(shù)：
幾乎全世界都存在將水加熱用以制作飲料的常見需求。在英國和歐洲其它地方， 很常見的是大多數(shù)家庭擁有用于將水煮沸以制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(xù)很長一段時間內(nèi)一可能是全 天一保持熱燙或者沸騰用以能夠“按需”制作這樣的飲料，即無須等待水從室溫加熱。這 種設(shè)備的實例是傳統(tǒng)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(shù)量級)的水壺的情況下，用于將水從冷(即水從水龍頭汲取出時的溫度)加熱所 花的時間被視為對于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，并且由此傾向于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(xù)很長一段時間內(nèi)將水保持在沸騰或稍低于沸騰的狀態(tài)，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(shè)備已經(jīng)商業(yè)化。這些設(shè)備據(jù)說能夠在大約幾秒 鐘的時間內(nèi)從冷水貯存器中產(chǎn)出一滿杯熱水。但是，這些設(shè)備通常都是基于管流加熱 器(tubular flow heater)，并且申請人已經(jīng)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(chǎn)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。另一個缺點是盡管加熱器加熱得相對較快，但不可避免地有初始量的水經(jīng)過加熱 器未被加熱到目標溫度。這些水與稍后制備的、其本身仍未處于沸點的水混合而降低了水 的平均溫度。這兩個因素的結(jié)合意味著，實際上由這種設(shè)備提供的水到分配時還遠低于沸 點，從而使得其不適于例如沏茶并且由此限制了其對消費者的吸引力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個方面提供了一種用于將測定量的水加熱的設(shè)備，所述設(shè)備包括加 熱腔、分配腔和用于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(gòu)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(lǐng)域的技術(shù)人員能夠看到，根據(jù)本發(fā)明的一種能夠提供諸如水這樣的熱液 體的設(shè)備包括分別用于加熱和分配的兩個不同的腔，并且分配腔的入口設(shè)置為使在加熱腔 中生成并沿著管道通過的任何蒸氣通過已經(jīng)保持在分配腔中的水。這相對于已知的裝置具 有兩個重大優(yōu)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 有助于提高分配腔中的水的整體溫度，從而抵消了可能未處于目標溫度的、離開加熱腔的 第一量的水的負作用。
上述裝置的第二個優(yōu)點是，由于離開加熱腔的蒸氣經(jīng)過水并因此冷凝，所以蒸氣 通過設(shè)備的最終管口噴出并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(gòu) 造為將水加熱到比管流加熱器中可能的更高溫度，即，由于蒸氣對管流加熱器裝置的有害 效果與根據(jù)本發(fā)明的裝置并非是相同的程度的因素，因此將水加熱到沸騰使得產(chǎn)生蒸氣是 更加可行的。這些的組合效果在于，在本發(fā)明的優(yōu)選的實施例中，可以將實際上處于沸騰溫 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于分配腔中的液體。例如，提供一些種類的計時器裝置 或手動操作的分配機構(gòu)是可行的。在一組實施例中，簡單地允許分配腔中的加熱后的液體 通過與管口相連通的孔排出?？蛇x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(gòu)造為當分配腔中的液體已經(jīng)達到預(yù)定水平時分配其 中的液體。盡管當前在這些實施例中優(yōu)選使用簡單的虹吸裝置，其中當水位達到預(yù)定水平 時，建立虹吸并繼續(xù)排出分配腔中的液體，但當然有無數(shù)機械的或電子的方式可以實現(xiàn)分 配。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，加熱后的水分配器具有兩個不同的腔并且虹吸 出口憑借其自身的特點是具有新穎性和創(chuàng)造性的，因此本發(fā)明的又一個方面提供了一種液 體加熱設(shè)備，包括液體加熱腔和液體分配腔，液體分配腔具有用于將加熱后的液體從加熱 腔傳送到分配腔的裝置，該設(shè)備進一步包括分配腔的出口，所述出口構(gòu)造為當分配腔中的 液體已經(jīng)達到預(yù)定水平時建立虹吸。虹吸裝置本身繼續(xù)分配優(yōu)選為沸騰的液體，直到已經(jīng)分配預(yù)定的量。在一些應(yīng)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(yōu)選的實施例中，提供用于防止在分配已經(jīng)開始后來自管口的水流 的裝置。因此在一些優(yōu)選的實施例中，出口虹吸裝置包括用于阻斷虹吸的裝置，例如通過使 空氣進入虹吸管。在一個優(yōu)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。盡管優(yōu)選地分配腔構(gòu)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(yōu)選的是分配 腔具有一個或多個處于其上部的通氣出口，從而防止在保持的液體上積累壓力。這樣具有 的優(yōu)點是足夠的蒸氣達到蒸氣開關(guān)并且還防止分配速率過快。優(yōu)選地將加熱腔構(gòu)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(guān) 聯(lián)的壓力增大迫使加熱后的液體進入管道并將其排進分配腔。本發(fā)明的另一個方面提供了 一種用于將測定量的水加熱至沸騰的設(shè)備，所述設(shè)備包括加熱腔、分配腔和用于將水從所 述加熱腔輸送到所述分配腔的入口的管道，該設(shè)備設(shè)置為使得與沸騰相關(guān)聯(lián)的壓力增大迫 使加熱后的水進入管道并且然后進入分配腔。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(guān)。換句話說，分配腔有效地用于使加熱腔的出口和對使用者的出口分離。在一組優(yōu)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(yù)分配細流的形式分配。其也可有助于使從 加熱腔離開的加壓的沸水和蒸氣與分配器出口分離。優(yōu)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(nèi)容物。方便地將排出裝置設(shè)置為排回加熱腔。在一個方便 的實例中，排出裝置包括處于分配腔入口管中的切口，理想地低于堰部的高度。加熱器可以采用任何方便的形式。例如，其可以包括浸入式加熱器，或優(yōu)選地包括 形成加熱腔的壁的、優(yōu)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 似于常規(guī)的家用水壺中使用的加熱器，例如具有結(jié)合在加熱器板底側(cè)的包覆式電阻加熱元 件。在可替代的實施例中可采用厚膜加熱器。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(yōu)選的實施例中，液體貯存器提供在加熱腔附近并 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(yōu)選地通過在腔的壁中的閥門來提供。優(yōu)選地加熱腔低于貯存器的其余部分，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(guān)閉閥門。例如，所述閥門的位置 可以依賴于加熱腔中的水位。在一組這樣的實施例中，提供瓣閥，其構(gòu)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(gòu)造為可浮起的以實現(xiàn)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(fā)明的至少一些實施例中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在一個使用周期之后加熱腔填充了例如 水蒸氣，這意味著當這樣的閥門開啟并因此使水進入時，腔中的蒸氣快速地冷凝并因此在 腔中產(chǎn)生顯著的較低壓，這使得從主貯存器非?？焖俚夭⑶矣袝r會是劇烈地吸入水。這會 導致大聲的和不想要的噪聲。而且，在重復(fù)操作后，這會導致簡單的瓣閥損壞或瓣閥被卡住 的危險。根據(jù)一組實施例，采用自由的浮閥構(gòu)件，其比瓣閥更加可靠。有利的是，這種閥門 構(gòu)件容納在允許液體流過但保持閥門構(gòu)件的殼體內(nèi)，閥門構(gòu)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(guān)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(gòu)造為防止其在閥門構(gòu)件處于所述 下部位置時由于閥門構(gòu)件而充分地移動從而釋放殼體的下部。根據(jù)這種實施例，即使液體 劇烈地流入加熱腔，閥門構(gòu)件也仍然會安全地保持。閥門構(gòu)件可采用任何方便的形式。例如其可包括球?？蛇x擇性地其可以是丸狀、鐵 餅狀或短粗的圓柱狀。在一組優(yōu)選的實施例中，閥門構(gòu)件向下逐漸變細，例如截頭圓錐狀。 這已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)最小化閥門構(gòu)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(yōu)選地將閥門構(gòu)造為使得加 熱腔中的增大的壓力趨向于迫使閥門關(guān)閉。上面討論的瓣閥和閥門構(gòu)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(yōu)選的實施例中，孔口具有包括從中央?yún)^(qū)域延伸的多個葉片的形狀。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對于給定 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(yōu)選的實施例中，將閥門入口構(gòu)造為允許液體主要側(cè)向地進入而非主要垂
7直地進入。同樣優(yōu)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 于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(jīng) 發(fā)現(xiàn)，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(guān)閉。但是在 一些實施例中，設(shè)備可提供有在加熱期間用于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于選擇性地保持閥門開啟的裝置。這樣的 結(jié)果在于并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(tǒng)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(shè)備用于任一模式下，由于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(yōu)勢，而且也避免了消費者需要尋找用于多種產(chǎn)品的 柜臺空間。這樣的設(shè)備憑借其自身特性而具有新穎性和創(chuàng)造性，因此在從又一個方面考慮 時，本發(fā)明提供一種液體加熱設(shè)備，包括液體容納腔和電加熱元件，該設(shè)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(shè)備進一步包括用于 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(fā)明的一個方面(如在前面的方面中)的優(yōu)選的實施例中，分隔 壁提供在加熱腔和液體容納腔的其余部分之間，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(guān)閉閥門，或允許在加熱期間關(guān)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，提供用于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，該臂作用于閥門構(gòu)件并例如連接到可由使用者操作以允許選擇期 望的配置的桿、球型柄或開關(guān)。優(yōu)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(fā)生在例如如果出口管出于任何原因而阻塞時。可提供向大氣排放的傳統(tǒng)的減壓 閥門，例如，類似于常用的濃咖啡壺中見到的那些。但是在優(yōu)選的實施例中，減壓閥門構(gòu)造 為將額外的壓力排入本器具的內(nèi)部的未加壓的部分一例如這里提供的水貯存器。這被認 為更加安全，基本消除使蒸氣在處于壓力下靠近使用者排放的危險，從而不太可能使蒸氣 在處于壓力下靠近使用者排放。此外，在一組優(yōu)選的實施例中允許減壓閥門用于執(zhí)行第二 功能，因此其也用于允許水進入加熱腔。換句話說，在一些優(yōu)選的實施例中，閥門構(gòu)造為在 任一方向上在其兩側(cè)存在壓力差時開啟。優(yōu)選地其構(gòu)造為在一個方向上比在另一個方向上 處于較低壓力差下開啟。由于在加熱周期結(jié)束時在加熱腔中建立的真空相對于大氣的壓力 差通常表現(xiàn)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。這樣的裝置憑借其自身特性而具有新穎性和創(chuàng)造性，因此在從又一個方面考慮 時，本發(fā)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(gòu)造為響應(yīng)于閥門兩側(cè)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(yōu)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(fā)明也擴展到用于在兩個空間之間提供流體緊密密封的閥門，所述閥門構(gòu)造為 響應(yīng)于閥門兩側(cè)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(yōu)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(cè)上的壓力逐漸變 得大于凸側(cè)上的壓力時，例如由于在凸側(cè)上產(chǎn)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于在加熱腔已經(jīng)沒有沸水之后在其中形成真空時允許 水進入加熱腔。因此在優(yōu)選的實施例中，閥門處于水貯存器和加熱腔之間，并且使隔膜的凹 側(cè)面向水貯存器。這里描述的閥門可以替換上面描述的瓣閥或浮閥構(gòu)件的裝置。但是優(yōu)選 地將其額外地提供。由于其增加了吸入的水所通過的總有效面積，所以這有助于降低與將 水快速吸入到加熱腔中相關(guān)聯(lián)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(cè)的壓力變得足以使隔膜的 曲度“速動，，地反轉(zhuǎn)，這導致裂縫開啟并因此使加熱腔中的壓力降低。可提供多于一個的裂縫一例如形成十字或星形形狀。優(yōu)選地，隔膜由硅樹脂或類 似地惰性的、防水的材料制成。對于與水長時間的接觸而言，這相對于傳統(tǒng)的金屬減壓閥門 具有優(yōu)勢。這里描述的閥門也具有更加可控的最大操作壓力，由于它們可以被設(shè)計為在故 障狀態(tài)中在較低壓力下排放而同時仍然可以在正常使用時避免泄漏，因而使得它們更加安 全。由于沸騰的液體在壓力下迫使進入管道并進入分配腔，所以分配腔可以提供在相 對于與加熱腔的任何方便的排布，例如處于加熱腔的側(cè)面或下面，但是分配腔優(yōu)選地在加 熱腔上面。在一組特別優(yōu)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(yōu)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(gòu)件不穩(wěn)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，萬一出口管道由于任何原因變得阻塞，其能夠用于防止加熱腔中壓力 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(yōu)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。這也有助于通過使置換的空氣逸出而平穩(wěn)地允 許水從貯存器進入加熱腔中。通氣裝置可設(shè)置為向本器具的外部排放，但由于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(yōu)選地其排放到本器具內(nèi)的空間。這可以是 專門設(shè)計的空間或貯存器。然而，優(yōu)選地將通氣裝置設(shè)置為向分配腔排放。通氣裝置優(yōu)選 地從加熱腔的上部排放，最優(yōu)選地從其上表面排放一即其從加熱腔充滿水時產(chǎn)生的“預(yù)留 空間”排放，以設(shè)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(fā)展為足夠的壓力以使水噴
9出ο如前面提到的，根據(jù)優(yōu)選的實施例，加熱腔中的液體加熱至沸騰并因此迫使液體 通過管道進入分配腔。但是，申請人已經(jīng)意識到，由于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(cè)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(guān)閉元 件并依靠元件中的余熱而使液體沸騰并噴出，來降低元件的熱應(yīng)力。這降低了元件正在通 電而不與液體相接觸并因此導致過熱的危險。當然，為獲得這種效果而需要關(guān)閉元件時的溫度依賴于正在加熱的液體、液體的 量以及元件本身的熱質(zhì)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(guān)閉時的溫度大約是90°C。因此，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，提供控制裝置，控制 裝置構(gòu)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(fā)用于水 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，例如由于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(shè)備憑借其自身特征而認為具有新穎性和創(chuàng)造性，因此在從又一個方面考 慮時，本發(fā)明提供一種用于煮沸測定量的水的設(shè)備，所述設(shè)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(gòu)造為當達到預(yù)定溫度 時關(guān)閉加熱元件的電源，其中所述預(yù)定溫度設(shè)定為使得當關(guān)閉加熱元件時水沒有沸騰，而 元件中的余熱足以繼續(xù)將水加熱至沸騰。在一組可替代的實施例中，該設(shè)備構(gòu)造為響應(yīng)于加熱和分配周期的另一個部分的 檢測關(guān)閉加熱元件。在一組實施例中，該設(shè)備包括響應(yīng)于在分配腔中出現(xiàn)水、蒸氣、或升高 的溫度或壓力的其中之一而關(guān)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(guān)聯(lián)的浮子操作的開關(guān)，用以在分配腔中達到預(yù)定液位時關(guān)閉元件。在另一個實施例中，使 用蒸氣敏感的致動器來關(guān)閉元件。在一組優(yōu)選的實施例中，提供與加熱腔氣體連通的常規(guī)蒸氣開關(guān)，使得其中產(chǎn)生 的蒸氣撞擊蒸氣開關(guān)。在優(yōu)選的實施例中，在垂直管的頂部提供蒸氣開關(guān)，所述管的頸部比 管道窄和/或以另外的方式將管構(gòu)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，可將用于關(guān)閉元件的機構(gòu)構(gòu)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(jù)一些設(shè)想的實施例，加熱腔和 元件關(guān)閉機構(gòu)的構(gòu)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“熱沖擊”。例如，申請 人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過使上面提及的導管較短，一些液體在周期結(jié)束時留在加熱腔中。


將僅通過實例的方式，參考后附的附圖來說明本發(fā)明的特定的優(yōu)選實施例。在附 圖中圖1是根據(jù)本發(fā)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于圖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(fā)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(fā)明又一實施例的加熱腔上壁構(gòu)件的立 體圖；圖11是從圖10的壁構(gòu)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(fā)明的另一個實施例的示意圖；圖15是本發(fā)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(zhuǎn)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(nèi)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并將加熱腔8連接到分配腔10?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)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，這對于水壺和其它沸水器的領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是公知的。其因此包括金屬 的，優(yōu)選為不銹鋼板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(gòu)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，這同樣對于本領(lǐng)域是公知的并且在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(huán)形的壁部20從加熱腔蓋構(gòu)件22的近似平坦的上部26向下懸垂。前 面提到的環(huán)形的壁部20徑向向外的是在蓋構(gòu)件22的外圍的另外的向下懸垂的環(huán)形壁28。 圍繞前面提到的壁28的外側(cè)裝配有密封件30，并且可通過往回參考圖1來理解，密封件30 用于使腔構(gòu)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并非本發(fā)明的本質(zhì)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(shù)量級。在金屬板16的底側(cè)上是薄鋁制加熱器擴散板，其上以傳統(tǒng)方式銅焊接了弓形的包覆式電加熱元件34?？梢允褂煤衲び∷⒃泶妗Ｔ诩訜崆簧w構(gòu)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(gòu)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?？卓?36由四個徑向延伸的葉片38形成，這能夠相對于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 狀并可在圖3中看到，其容納于在腔蓋構(gòu)件的上表面26的底側(cè)中限定的槽口(rebate)42 中。瓣閥40由硅橡膠制成并通過一對鉚釘44樁釘(stake)在蓋構(gòu)件的上表面。盡管瓣閥 40在其遠端、在孔口的正下方，在其上整體模制(mould)有圓柱狀向下開口的杯狀部件46， 但對于其長度的大部分而言都是平坦的。在圖2和圖3的右手側(cè)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(gòu)件50容納，底座構(gòu)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，其有利于使水流在經(jīng)過需要的90°的方 向變化時向上流入管48。管48可方便地模制于在腔蓋構(gòu)件的上表面26中適當?shù)匦纬傻拈_ 口中。這個實施例中所示的設(shè)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于冷水突然進入而產(chǎn)生的熱 沖擊。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(xiàn)?，F(xiàn)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(nèi)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，用于提供腔的傾斜的頂部58和相應(yīng)地漸縮的側(cè)壁 62 ；以及下部，用于形成腔的基部60。這兩部分通過設(shè)置于它們之間的0形密封圈64卡扣 裝配在一起。圍繞側(cè)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(cè)，腔60的基部向下成臺階以形成淺貯槽 (sump)680就在這個貯槽上并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，然后水平延伸一段短距離，并 然后垂直向下直到終結(jié)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)，以更易于適應(yīng)與其形狀相關(guān)聯(lián)的彎曲。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的分配腔的變型10’。這在出口管的構(gòu)造方面 不同于上面參考圖4描述的實施例。這里，出口管74向上延伸通過凹陷的貯槽區(qū)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(nèi)，從而使腔的出 口具有與入口相類似的構(gòu)造。同軸管的內(nèi)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(qū)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在其桿部 80a的基部形成有環(huán)形裙部，其延伸稍稍溢出(proud)于開口 78的面向內(nèi)側(cè)的邊緣，并通常 通過位于閥門的擴大的頭部的底側(cè)的環(huán)狀外圍環(huán)80b保持在這個位置，該環(huán)狀外圍環(huán)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(zhuǎn)并從上腔壁58的外表面離開，并同時使桿部80a通過開口伸出，由此使桿部的基 部離開開口 78的邊緣。這樣的結(jié)果是破壞在開口 78中由插塞80提供的密封，由此使空氣 經(jīng)過其并進入到出口管74、76中?，F(xiàn)在，將通過參考圖1-5給出關(guān)于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并因此通過孔口 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(zhuǎn)到抵靠槽口 42的其關(guān) 閉位置。因此一旦將腔8填充到預(yù)定水平，就將關(guān)閉閥門并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。由于腔是基本封閉的，因此在加熱水時，腔中的壓力開始上升。一方面，這用于為瓣閥 40抵靠凹進42提供進一步閉合壓力，并由此抵抗更多水漏入到加熱腔的任何趨勢，例如， 由于加熱中的水的擾動(turbulence)。另一方面，壓力開始迫使水沿出口管48上升并進入 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，并立刻反轉(zhuǎn)它的曲度用以打開一組電觸點并由此中斷對加熱元件34的 供電。但是，盡管隨后對元件34斷電，其有限的(并且已知的)熱質(zhì)量造成了熱存儲在其 中，即使在其已經(jīng)斷電后存儲在其中的熱也會繼續(xù)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(chǎn)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，并且然后進入分配腔10的入口裝置54、56。盡管加熱 腔中的大部分水達到沸點，但起初有少量的水從這里噴出，這些水由于在加熱達到沸騰之 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，并在 較大直徑的管56中撞擊在腔的頂部58上。然后水將沿圍繞較小的入口管54的外部入口 管56向下通過，并通過腔的基部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 向于在外面的圓柱狀管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的底部下面出去并進入到分配腔中保持的水中。由于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并由此通過水的作 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于 腔頂部的在水上方的空間，其可以從這里通過位于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(jīng)充分地上升時，出口管70中的水將達到水平部分并且然后開始在 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(qū)域68確保僅僅有虹吸無法排出的很少的水留在底部。盡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(gòu)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(guān)。換句話 說，分配腔有效地用于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，用以使其中最后的水匯集在貯槽區(qū)域68中，并因 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(shù)量級，因此在下一個操作周期中，即使當?shù)侥菚r已經(jīng)冷卻的殘存的水和 新進入的沸水混合時，對于分配腔中的整體水溫來說只具有無關(guān)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(nèi)以安全和受 控制的方式將預(yù)定量的水加熱到沸騰并通過管口分配。盡管水正在完全地加熱達到沸點， 并且盡管不可避免的混合沒有達到沸點的少量的水，但也能夠?qū)崿F(xiàn)這個方案。通過使煮沸 過程結(jié)束時產(chǎn)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。蒸氣冷凝并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 大致地處于沸點并能夠因此用于例如沏茶等需要沸水的任何應(yīng)用中?；氐綀D2和圖3，在分配周期結(jié)束時在加熱腔8中填充了蒸氣。在蒸氣開始冷卻并 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并從貯存器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(xù)直到分配腔10 為空。因此該設(shè)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(nèi)部同軸管74的外圍的向下懸垂的出口管76內(nèi)上升。隨著腔中的水位繼續(xù)上升而使得管 76中的水位達到內(nèi)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。這樣阻斷了虹吸并因此 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按下后分配)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(fā)明的另一個實施例，其中相對于前兩個實施例來說修改了加熱 腔。在這個實施例中的區(qū)別之處在于存在球閥裝置替換了前面描述的瓣閥裝置。加熱腔蓋 構(gòu)件122具有在其中限定的圓形中央開口 182，并且具有一系列四個整體模制并沿圓周間 隔開的支腿184，支腿184在開口 182周圍從腔蓋構(gòu)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(cè)的鉤形突出部184a。這些支腿接合在位于頂部帽形罩構(gòu)件186 的環(huán)形上緣中的底切部下面。因此罩構(gòu)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(gòu)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(cè) 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處于下部位置時，球188的表面和支腿184之間的空隙不足以允許它們向內(nèi)彎曲到足以 釋放罩構(gòu)件186。這樣的結(jié)果是，盡管罩構(gòu)件186通過相對簡單的棘爪配合機構(gòu)保持，但只 要球188是相對不可壓縮的，則罩構(gòu)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于，如果在分配已經(jīng)發(fā)生后并且加熱腔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(jīng)受住更加猛烈 的力并且不會受到在開啟位置卡住的任何危險的影響。并且，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(guān)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(gòu)件222延伸并在 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之后的是申請人的標 準R48蒸氣開關(guān)202，其在家用水壺中被較廣泛用于當沸騰時自動地關(guān)閉水壺。如本領(lǐng)域技 術(shù)人員公知的那樣，其包括速動雙金屬致動器，其作用于偏心(over-centre)移動以打開 一組電觸點的搖桿臂。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(guān)202的雙金屬器件時使其斷電。可調(diào)節(jié)在管頂部提供的小開 口 204用于提供期望的性能。由于開口 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，由于蒸氣開關(guān)202處于蒸氣管200的頂 部，這與自動水壺的傳統(tǒng)的設(shè)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(guān)于前面的實施例描述的動作，由此在沸騰之前關(guān)閉元件并且利用元件中的 余熱使水完全沸騰。相對于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(yōu) 勢在于，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(zhuǎn)(running)溫度相比于水溫而升高。其也能夠在蒸氣開關(guān)自身的形狀中以及在仍然需要 用于保護不進行干燒接通(dry switch on)的控制單元中使用現(xiàn)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于在適當?shù)狞c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(guān)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(guān)。樞軸安裝的桿394的端部，而 非傳統(tǒng)的雙金屬器件，作用于偏心解扣桿(trip lever)的“鼻部” 392。樞轉(zhuǎn)桿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)開始接近沸騰并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并因 此促使臂394擺回并由此作用于解扣桿392并使其解扣，從而關(guān)閉加熱腔的加熱元件的電 源。由于在一些時間之后加熱器板的溫度會受到加熱腔內(nèi)存在水垢積累的影響，因而相對 于使用傳感器(例如雙金屬器件)感測該溫度，這種關(guān)閉加熱器的方法更可靠。這也更少 的依賴于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。這類似于圖8，除了在這里的蒸氣開關(guān)490完全是傳 統(tǒng)的一即保留雙金屬器件一并取代浮子臂，蒸氣管498將蒸氣開關(guān)的雙金屬器件與分配 腔408的內(nèi)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(guān)閉加熱元件的觸 發(fā)器(trigger)。從之前的描述中可以理解到，有相對較少的蒸氣經(jīng)過腔408中的水，但是
15相比于例如圖7、或常規(guī)的蒸氣管和蒸氣開關(guān)設(shè)置，這通過使蒸氣開關(guān)490接近腔來平衡。圖10示出了本發(fā)明的另一個實施例的加熱腔蓋構(gòu)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(gòu)件500也限定了開 口 504，在其中裝配有特殊閥門，如將在后面通過參考圖12和圖13來描述。在蓋構(gòu)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并具有圍繞其側(cè)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(yīng)的弓形擋板512。槽510使水主要側(cè)向地而不是垂直地離開貯存器。擋板512擾 亂進入槽的水流。這兩者都有助于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(chǎn)生不想要的噪聲的重要因素。如圖11所示，閥門裝置不同于前面的實施例。在這個實施例中閥門構(gòu)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。并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(jīng)發(fā)現(xiàn)這種閥門裝置非?？煽慷y門構(gòu)件不會阻塞。當然可使用其它形 狀的閥門構(gòu)件和其它殼體裝置。回到蓋構(gòu)件中的圓形開口 504(見圖10)，其在使用中通過硅膠墊圈閥門520來封 閉，現(xiàn)在將通過參考圖12和圖13更詳細地描述硅膠墊圈閥門520。閥門的外周邊包括一對 環(huán)形凸緣522、524，在環(huán)形凸緣522和524之間限定了溝槽用以以傳統(tǒng)的墊圈方式密封地容 納腔蓋構(gòu)件中的圓形開口 504的邊緣。閥門的內(nèi)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的凹面處于水貯存器一側(cè)，凸面處于加熱腔一側(cè)。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 常情況下由于形成圓頂狀的硅樹脂內(nèi)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(jīng)為空以及其中的空氣已經(jīng)冷卻后，會產(chǎn)生真空，在一個實例中可以是-50 千帕的數(shù)量級。在跨過閥門520具有這樣的壓力差(在貯存器側(cè)的大氣壓加上少許水頭壓 力(head pressure)以及在加熱腔側(cè)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。這是除位于蓋構(gòu)件500中央的 閥門外的用于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(chǎn)生的噪聲。閥門520也執(zhí)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(jīng)由于某種原因阻塞，則迫使四個隔膜瓣片反轉(zhuǎn)它們的曲度并進一 步迫使它們分開，以提供用于將加熱腔中的過量的壓力安全地釋放到水貯存器中(并由此 遠離使用者)的機構(gòu)。在一個實例中這可以發(fā)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(fā)明的實施例。如可以看到，整個設(shè)備 602類似于具有在上部的傾倒壺嘴604以及后部把手等的普通的水壺(jug kettle)。同樣 傳統(tǒng)的是在形成容器內(nèi)部的基部的金屬板底側(cè)提供包覆式加熱元件606。但是與傳統(tǒng)的水 壺不相同的是，通過水平的分隔壁608將容器的內(nèi)部分隔成兩個分立的部分。上部形成水 貯存器610并且下部形成加熱腔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(shè)置于容器的上部并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向下延伸并從容器的后部伸出。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并分配少量的水 的全部部件。然而在這個實施例中進一步提供L形桿，L形桿具有垂直部分，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終止于緊靠閥門614上方的突出 部。桿622在樞軸626上安裝到容器壁。在使用中使用者可根據(jù)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處于向后的位置時，桿622的遠端被抬離閥門構(gòu)件614，并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并分配少量的水。然而如果使用者向前推動球型柄624，則桿622的遠端施加(bear)到閥門構(gòu)件 622上并防止其關(guān)閉。這意味著不同于根據(jù)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，這是由于水可以在它們之間 自由循環(huán)。這種方式模仿了傳統(tǒng)水壺的動作。如本領(lǐng)域公知的，可以使用蒸氣開關(guān)或其它 的沸騰檢測器。一旦加熱或沸騰后，可提起容器并且將水從壺嘴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(xiàn)在將參考圖15至20來描述本發(fā)明的另一個實施例。圖15示出了根據(jù)本發(fā)明 的熱水分配器的主要內(nèi)部部分。在圖的下部是加熱腔902并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?？稍谶@個附圖中看到分配管口 906，其在使用時從殼 體突出?？偟厥褂脭?shù)字907表示類似于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(nèi)部與分配腔904的內(nèi)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，加熱后的水在從管口 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示出了從后部看分配腔904并具有貫穿加熱腔902的縱截面。如前面的實 施例所述，用于加熱后的水的出口管道908朝向形成腔基部的加熱器板912向下延伸進入 加熱腔902。這類似于前面的實施例。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并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，并由此 與分配腔的側(cè)壁一起用于在入口立管918附近保持少量水?？煽吹皆谌肟诹⒐?18中的小 切口 922，其從分配腔904a的底板(floor)延伸到低于堰部920高度的高度。切口 922因 此使水保持在堰部920后面以沿著管道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，并且在立管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(yīng)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，其與用于分配加熱后的 水的出口管口 906連通。能夠看到分配腔932的基部從后部朝向分配開口 930向下傾斜。大約在分配腔下部904a的中央是整體模制的排放道(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(nèi)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(guān)(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(nèi)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?？梢栽趫D19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(shè)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，處于通氣入口立管924的正上方。現(xiàn)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于前面的實 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排出并由此有助 于水通過閥門907平穩(wěn)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中的壓力將上升并迫使一些水沿管道 908上升并進入分配腔904。緩慢地噴出的最早的水可能不是處于沸點的，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 后。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，并從立 管918的頂部涌入由分配腔上部904b的頂板和直角擋板938形成的空間。沸水將從這里 沿垂直擋板938的內(nèi)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并從 這里通過出口管口 906流出。因此可以看到，與其它的實施例相同，分配腔的設(shè)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(wěn)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進入腔的流速遠大于通過 管口 906的流出速率，并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、趨向于流出相應(yīng)的立管918、924的 較涼的水由相應(yīng)的堰部920、926保持。當分配完成并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排回并進入加熱腔。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。盡管圖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(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的是，上面描述的實施例僅僅是能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的許多 可能方式中的幾個實例。例如，盡管已經(jīng)描述了用于制作沸水的實施例，本發(fā)明也可用于加 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于飲料中的加熱的牛奶。此 外，盡管所描述的實施例組合了若干有利的特征，但并非認為必須一起提供全部這些特征。例如，即使在不使用使蒸氣通過分配腔中的水的設(shè)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(yīng)用，如可以是排放孔或堰部。
權(quán)利要求
一種用于將測定量的水加熱至沸騰的設(shè)備，所述設(shè)備包括加熱腔、分配腔和用于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(shè)備設(shè)置為使得與沸騰相關(guān)聯(lián)的壓力增大迫使加熱后的水進入所述管道并且然后進入所述分配腔。
2.一種用于加熱測定量的水的設(shè)備，所述設(shè)備包括加熱腔、分配腔和用于將液體從所 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(gòu)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(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括管口，并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(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中所述分配腔構(gòu)造為當所述分配腔中的液體已 經(jīng)達到預(yù)定水平時分配所述分配腔中的所述液體。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述分配腔包括虹吸裝置，其中虹吸在水達到預(yù) 定水平時建立，并且繼續(xù)排出所述分配腔中的所述液體。
6.一種液體加熱設(shè)備，包括液體加熱腔和液體分配腔，所述液體分配腔具有用于將加 熱后的液體從所述加熱腔傳送到所述分配腔的裝置，所述設(shè)備進一步包括所述分配腔的出 口，所述出口構(gòu)造為當所述分配腔中的所述液體已經(jīng)達到預(yù)定水平時建立虹吸。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的設(shè)備，其中所述虹吸繼續(xù)分配液體，直到已經(jīng)分配預(yù)定的 量為止。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任意一項所述的設(shè)備，其中所述虹吸裝置包括用于阻斷所述 虹吸的裝置。
9.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，包括出口管口和在已經(jīng)開始分配后防止水 從所述管口流出的裝置。
10.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)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(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述分配腔的所述入口包括堰部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，進一步包括用于排出所述堰部的內(nèi)容物的排出裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述排出裝置設(shè)置為排回到所述加熱腔中。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的設(shè)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(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述加熱器形成所述加熱腔的基部。
16.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)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(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述貯存器靠近所述加熱腔。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)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(jù)權(quán)利要求16、17或18所述的設(shè)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(jù)權(quán)利要求16至19中任意一項所述的設(shè)備，其中所述加熱腔在所述貯存器下方。
21.根據(jù)權(quán)利要求16至20中任意一項所述的設(shè)備，其中所述貯存器是可移除的。
22.根據(jù)權(quán)利要求16至21中任意一項所述的設(shè)備，包括在所述加熱腔的壁中的閥門。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)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(guān)閉。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的設(shè)備，其中所述閥門構(gòu)造為是可浮起的。
25.根據(jù)權(quán)利要求22、23或24所述的設(shè)備，其中所述閥門是向下逐漸變細的。
26.根據(jù)權(quán)利要求22至25中任意一項所述的設(shè)備，其中所述閥門構(gòu)造為使得所述加熱 腔中增大的壓力趨向于迫使所述閥門關(guān)閉。
27.根據(jù)權(quán)利要求22至26中任意一項所述的設(shè)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(jù)權(quán)利要求22至27中任意一項所述的設(shè)備，其中圍繞所述閥門入口提供一個或 多個擋板。
29.根據(jù)權(quán)利要求16至28中任意一項所述的設(shè)備，包括用于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(jù)權(quán)利要求29所述的設(shè)備，包括用于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(jù)權(quán)利要求16至30中任意一項所述的設(shè)備，其中所述貯存器是可移除的。
32.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述分配腔在所述加熱腔上方。
33.根據(jù)權(quán)利要求16至31中任意一項所述的設(shè)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，并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(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備或容器，其中所述加熱腔包括通氣裝置。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備或容器，其中所述通氣裝置向空氣敞開。
36.根據(jù)權(quán)利要求34或35所述的設(shè)備或容器，其中所述通氣裝置設(shè)置為向所述器具內(nèi) 部的空間排放。
37.根據(jù)權(quán)利要求34至36中任意一項所述的設(shè)備或容器，其中所述通氣裝置設(shè)置為向 所述分配腔排放。
38.根據(jù)權(quán)利要求34至37中任意一項所述的設(shè)備或容器，其中所述通氣裝置設(shè)置為自 所述加熱腔的上部排放。
39.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備或容器，包括用于響應(yīng)于在所述分配腔中 出現(xiàn)水、蒸氣或者升高的溫度或壓力的至少一個而關(guān)閉所述加熱腔中的所述加熱器的裝置。
40.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備或容器，其中使用蒸氣敏感致動器關(guān)閉所 述加熱器。
41.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備或容器，包括蒸氣開關(guān)，所述蒸氣開關(guān)與所 述加熱腔氣體連通，使得所述加熱腔中產(chǎn)生的蒸氣撞擊所述蒸氣開關(guān)。
42.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)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(jù)權(quán)利要求42所述的設(shè)備，其中所述減壓閥門構(gòu)造為將過量的壓力排入所述設(shè)備內(nèi)部的未加壓的部分。
44.根據(jù)權(quán)利要求42或43所述的設(shè)備，其中所述減壓閥門設(shè)置為允許水進入所述加熱腔。
45.根據(jù)權(quán)利要求42、43或44所述的設(shè)備，其中所述減壓閥門構(gòu)造為當在任一方向上 在所述減壓閥門兩側(cè)存在壓力差時開啟。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的設(shè)備，其中所述減壓閥門構(gòu)造為在一個方向上比在另一個 方向上處于較低壓力差下開啟。
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(gòu)造為響應(yīng)于所述閥門兩側(cè)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(jù)權(quán)利要求42至47中任意一項所述的設(shè)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(jù)權(quán)利要求48所述的設(shè)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，并且所述隔膜的凹側(cè)面向所述水貯存器。
50.一種液體加熱設(shè)備，包括液體容納腔和電加熱元件，所述設(shè)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(shè)備 進一步包括用于在所述第一配置和所述第二配置之間切換的裝置。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的設(shè)備，包括在所述加熱腔和所述液體容納腔的其余部分之 間的分隔壁，并且在所述加熱腔和所述液體容納腔的其余部分之間提供閥門，以選擇性地 允許液體流入所述加熱腔。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的設(shè)備，包括用于在加熱期間選擇性地保持開啟所述閥門的直ο
53.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，包括控制裝置，所述控制裝置構(gòu)造為當所 述加熱腔中的水的溫度已經(jīng)達到90°C時中斷加熱器的電源。
54.一種用于將測定量的水煮沸的設(shè)備，所述設(shè)備包括加熱腔、加熱元件和熱感測裝 置，所述加熱元件用于加熱所述加熱腔中的水，所述熱感測裝置構(gòu)造為當已經(jīng)達到預(yù)定溫 度時關(guān)閉所述加熱元件的電源，其中所述預(yù)定溫度設(shè)定為使得所述水在關(guān)閉所述加熱元件 時尚未沸騰，而所述元件中的余熱足以繼續(xù)將所述水加熱至沸騰。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將測定量的水加熱的設(shè)備，所述設(shè)備包括加熱(腔8)、分配腔(10)和用于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(shè)備設(shè)置為使得與沸騰相關(guān)聯(lián)的壓力增大迫使加熱后的水進入管道14并且然后進入分配腔(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(yōu)先權(quán)日2007年12月24日
發(fā)明者文森特·J·加維, 科林·芒頓, 諾曼·E·尼科爾 申請人:施特里克斯有限公司