專(zhuān)利名稱(chēng)：動(dòng)態(tài)雙電路線內(nèi)加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域涉及線內(nèi)(in-line)加熱器，更具體地，涉及在飲料制備機(jī)器中使用的加熱器，該飲料制備機(jī)器為例如通過(guò)將加熱的流體循環(huán)穿過(guò)包含要制備的飲料的成分(典型地調(diào)味料成分)的膠囊而制備飲料的機(jī)器。為了本描述的目的，“飲料”指包括如茶、咖啡、熱或者冷巧克力、牛奶、湯、嬰兒食品等等的任意液體食品，“膠囊”指在任意材料以及任意形狀和結(jié)構(gòu)的包封封裝(特別地，氣密封裝)內(nèi)包括任意預(yù)-分份飲料成分，該封裝例如為塑料、鋁、可循環(huán)和/或可生物降解封裝并且該任意形狀和結(jié)構(gòu)包括包含該成分的軟杯或者剛性盒。
背景技術(shù)：
飲料制備機(jī)器已公知多年。例如,US 5，943，472公開(kāi)了在濃咖啡(espresso)機(jī)的蓄水器和熱水或蒸氣分配室之間的水循環(huán)系統(tǒng)。該循環(huán)系統(tǒng)包括連接到一起并通過(guò)使用卡環(huán)接合的不同硅酮(silicone)軟管連接到蓄水器的閥、金屬加熱管和泵。EP 1646305公開(kāi)了一種具有加熱裝置的飲料制備機(jī)器，加熱裝置加熱循環(huán)水然后水被提供給釀造(brewing)單元的入口。設(shè)置釀造單元以將加熱的水傳遞到包含用于釀造的飲料成分的膠囊。釀造單元具有被第一部分和相對(duì)于第一部分可移動(dòng)的第二部分限定的室以及用于在第一和第二部分一起從釀造單元的打開(kāi)配置移動(dòng)到關(guān)閉配置之前在第一和第二部分之間的中間位置中定位膠囊的導(dǎo)軌。用于加熱循環(huán)液體(特別地，水)的線內(nèi)加熱器同樣已公知并被例如公開(kāi)在CH 593044、DE 103 22 034、DE 197 32 414、DE197 37 694、EP0485 211、EPl 380 243、FR2 799630、US4, 242，568、US4, 595，13UUS5, 019，690,US 5，392，694、US5, 943，472、US6, 393，967、US6, 889，598、US7, 286，752、W001/54551 和 W02004/006742 中。更具體地說(shuō)，CH 593044和US4, 242，568公開(kāi)了一種具有線內(nèi)熱塊(thermoblock)加熱器的咖啡機(jī)，線內(nèi)熱塊加熱器具有金屬塊體，在塊體中具有電阻加熱纜鑄件并且具有用于循環(huán)要加熱的水的導(dǎo)管。熱塊是線內(nèi)加熱器，通過(guò)其循環(huán)液體以用于加熱。它們包括加熱室，例如具體地由鋼制成的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)管，延伸穿過(guò)具有用于積累熱能的高熱容量和在需要時(shí)用于將積累的熱傳導(dǎo)給循環(huán)穿過(guò)其中的液體的高熱導(dǎo)率的金屬，具體地由鋁、鋼和/或其他金屬或合金，制成的(大的)金屬塊體。替代明顯的導(dǎo)管，熱塊的導(dǎo)管可以是貫穿通道，其為機(jī)器加工或者在導(dǎo)管的體中形成的，例如在熱塊的塊體的鑄造步驟期間形成。當(dāng)熱塊的塊體由鋁制成時(shí)，為健康考慮，優(yōu)選提供如鋼的分離導(dǎo)管以避免循環(huán)液體和鋁之間的接觸。可以由圍繞導(dǎo)管的一個(gè)或多個(gè)裝配的部分制成熱塊的塊體。熱塊通常包括一個(gè)或多個(gè)電阻加熱元件，例如分立的或者集成電阻器，其將電能轉(zhuǎn)換成熱能。這樣的電阻加熱元件在熱塊的塊體之中或者之上，距離導(dǎo)管大于Imm,特別地2到50mm或者5到30mm的距離。熱量提供給熱塊的塊體并且通過(guò)塊體提供給循環(huán)流體。加熱元件可以是鑄造或者容納在金屬塊體中或者對(duì)著金屬塊體的表面安裝。導(dǎo)管具有沿著熱塊的螺旋或者其它設(shè)置以最大化它/它們的長(zhǎng)度和通過(guò)塊體熱傳輸。熱塊的缺點(diǎn)在于難于精確控制溫度和優(yōu)化用于使液體加熱到期望的溫度的所需加熱能量。實(shí)際上，影響塊體在預(yù)定位置的測(cè)量溫度的金屬塊體的熱慣性、塊體的局部和不均勻電阻加熱、從塊體中的加熱向塊體的不同部分的動(dòng)態(tài)熱擴(kuò)散使得精確控制熱塊以加熱循環(huán)流體到期望的預(yù)定溫度非常困難并且另外要求很長(zhǎng)的預(yù)加熱周期，典型地在濃咖啡機(jī)的情況下為I到2分鐘。另外，難以預(yù)測(cè)隨后使用串聯(lián)制造的熱塊所涉及的各種參數(shù)，例如，環(huán)境溫度、干線的凈電壓、熱塊的加熱電阻器的實(shí)際值、熱塊的熱絕緣、通過(guò)熱塊循環(huán)的流體的初始溫度等等。因此，熱塊通常與動(dòng)態(tài)環(huán)路控制供電電路相關(guān)，該電路以溫度的連續(xù)測(cè)量來(lái)調(diào)整熱塊的供電。然而，由于這樣的系統(tǒng)的復(fù)雜的熱流，將熱塊穩(wěn)定在要循環(huán)的液體流的加熱需要所需的確定溫度水平下是漫長(zhǎng)的并且還難以獲得。在EP I 380 243中提供了一種改善加熱精度的方法。此專(zhuān)利公開(kāi)了一種旨在具體地裝配咖啡機(jī)的加熱裝置。此加熱裝置包括金屬管，通過(guò)其將被加熱的液體可以從入口導(dǎo)管流向出口導(dǎo)管。在其長(zhǎng)度的幾部分上用多組串聯(lián)電阻元件覆蓋管的外表面。在管中延伸圓柱插入件以與管的內(nèi)壁形成螺旋導(dǎo)管，流體可以通過(guò)其循環(huán)并且因此促進(jìn)湍流和能量從管到流體的快速傳導(dǎo)。還在入口導(dǎo)管的上游放置流量計(jì)。該裝置還包括在每組電阻元件的入口和出口處沿著的管的長(zhǎng)度分布的多個(gè)溫度傳感器。在此情況下，控制到液體的熱能的分布的原理基于調(diào)制通過(guò)電阻元件產(chǎn)生的電功率，電阻元件可以互相獨(dú)立切換或者根據(jù)導(dǎo)管的入口處的水溫串聯(lián)。雖然此裝置就加熱速度來(lái)說(shuō)給出了滿意的結(jié)果，但是此裝置的體積相對(duì)較大，這是由于管道的高度由將被加熱的水的體積確定。另外，液體溫度的調(diào)節(jié)精度受這樣的事實(shí)限制，S卩，液體沒(méi)有與位于管道外側(cè)的傳感器直接接觸。由于將被加熱的液體的慣性，對(duì)不同溫度差的響應(yīng)速度同樣很慢并且這降低了調(diào)節(jié)溫度的精度。還應(yīng)該注意，由于發(fā)生通過(guò)管道壁的熱傳導(dǎo)，溫度傳感器對(duì)串聯(lián)電阻元件組的接近性，導(dǎo)致測(cè)量會(huì)以不可控的方式受到影響的風(fēng)險(xiǎn)。另外，DE197 11 291,EP I 634 520，US4, 700，052，US6 246 831 中旨在改善批加
熱器或線內(nèi)低慣性加熱器的熱控制的更多或者更少?gòu)?fù)雜性的嘗試。仍需要提供一種在常規(guī)使用期間和在各種使用條件下用于快速預(yù)加熱以精確加熱通過(guò)其循環(huán)的液體的簡(jiǎn)單且可靠的加熱器。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明涉及一種線內(nèi)加熱器，以及包含這樣的加熱器的用于制備飲料的機(jī)器并且涉及用于控制這樣的加熱器以制備飲料的方法。用于在對(duì)應(yīng)機(jī)器中制備熱飲的水(熱別地，濃咖啡機(jī)中的水)，被從龍頭溫度例如10到30°C加熱到釀造溫度，例如80到100°C。對(duì)消費(fèi)者來(lái)講，機(jī)器的短加熱時(shí)間是一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種加熱器，具有低熱質(zhì)量用于降低升溫時(shí)間，但是同時(shí)滿足飲料例如濃咖啡飲料對(duì)水溫調(diào)節(jié)的要求。另外，閃變(Flicker)標(biāo)準(zhǔn)(IEC規(guī)則)限制調(diào)節(jié)加熱器的可能性。另一個(gè)目標(biāo)是保持在下面三個(gè)基本要求之內(nèi):快速加熱、調(diào)節(jié)品質(zhì)、閃變。另一個(gè)目標(biāo)是在決定低熱質(zhì)量的快速加熱和另外決定高動(dòng)態(tài)熱調(diào)節(jié)的可靠調(diào)節(jié)之間提供平衡解決方案。根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的加熱器、裝置或者方法滿足這些方面的一個(gè)或多個(gè)。獨(dú)立權(quán)利要求還提供對(duì)這些目標(biāo)和/或另外的好處的解決方案。根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種用于液體食品或者飲料制備機(jī)器的線內(nèi)加熱器，其中機(jī)器液體通過(guò)所述加熱器循環(huán)并且隨后被引入釀造室，所述釀造室用于釀造提供給所述釀造室的食品或飲料成分，其包括:體，包括入口、出口和在其間延伸的加熱室，所述入口、出口和加熱室一起形成用于引導(dǎo)所述液體循環(huán)通過(guò)所述體的剛性通道；以及加熱裝置，與體協(xié)作以將熱提供到所述加熱室中。所述加熱裝置包括:至少兩個(gè)加熱元件和用于獨(dú)立地激活和去激活每個(gè)加熱元件的電控制電路。每個(gè)加熱元件的所述加熱功率切實(shí)相同。所述體由鋁制成。所述剛性通道是嵌入所述體中的不銹鋼(inox)水管、在所述體中形成涂敷的液體通道。該加熱裝置可以包括諸如厚膜的電阻加熱裝置，該電阻加熱裝置包括適合耦合到所述電控制電路的至少兩個(gè)電阻加熱電路。所述厚膜可以被印刷在焊接到所述體上的不銹鋼板上。所述加熱裝置可以包括熱筒(heat cartridge)和纏繞的熱筒。所述加熱裝置可以包括熱筒和厚膜加熱器根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種包括根據(jù)第一方面的加熱器的液體食品或飲料制備機(jī)器，更具體地，涉及一種通過(guò)釀造可選地包含在膠囊或艙(pod)中的食品或飲料成分制備諸如湯、茶和/或咖啡的液體食品或飲料的機(jī)器。根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種用于控制根據(jù)第一方面的加熱器的方法，其中通過(guò)打開(kāi)或關(guān)閉所述電控制電路獨(dú)立激活或去激活所述加熱元件，以便避免同時(shí)打開(kāi)或關(guān)閉兩個(gè)加熱元件以符合閃變標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的流通(flow through)(線內(nèi))加熱器可以由具有集成水通路(例如，以模制的不銹鋼水管)的鋁體和連接到鋁體的厚膜或表面加熱元件構(gòu)成。設(shè)計(jì)該連接用于優(yōu)化熱傳導(dǎo)、用于良好的機(jī)械穩(wěn)定性以及用于消除(taking)從鋁體和厚膜板的不同熱長(zhǎng)度擴(kuò)張導(dǎo)致的力。另外可以解決腐蝕問(wèn)題。諸如鋁的體具有足夠的熱容量以抑制能量變化。雖然此容量被限制為最小化從室溫或靜止(rest)溫度開(kāi)始的加熱時(shí)間。為了不違反閃變標(biāo)準(zhǔn)，將加熱功率分割成多個(gè)(優(yōu)選2個(gè)，用于濃咖啡應(yīng)用，例如從雀巢膠囊的膠囊制備)并且需要熱電路。加熱器可以具有如下特征:流通原理(flowthrough principle)水加熱器，用于從O高到3.5ml/s的水流量流量梯度，最大6ml/s2入水溫度，10-30°C出水溫度，80-95°C加熱器中的水質(zhì)量，低于15g兩個(gè)電阻加熱電路，印刷在厚膜板上，具有約1200W的總功率
加熱電路的功率分割可在300W/900W到600W/600W之間在不銹鋼水管中的熱密度:0.lff/mm2 —沒(méi)有蒸氣的高達(dá)95°C的最大出口水溫度。兩層螺旋水管從20°C到90°C的低于20s的加熱時(shí)間(為釀造咖啡準(zhǔn)備)加熱的功率速率(功率/整個(gè)加熱器質(zhì)量的克重):超過(guò)5W/g在穩(wěn)定狀態(tài)下使用下的熱調(diào)節(jié)質(zhì)量:+/_2°C


現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明，其中:圖1到圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的加熱器的各種細(xì)節(jié)；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的用于控制加熱器的方法的計(jì)時(shí)圖。
具體實(shí)施例方式典型地，通過(guò)干線經(jīng)由電纜來(lái)供電飲料制備機(jī)器。該機(jī)器具有被外殼覆蓋的內(nèi)部飲料制備模塊。設(shè)置飲料制備模塊以在膠囊內(nèi)保持調(diào)味成分，具體地，預(yù)分份成分，例如向這樣的模塊提供的成分，并且循環(huán)液體流過(guò)以形成飲料。諸如水的液體可以被存儲(chǔ)在水箱中并且自水箱提供給飲料制備模塊。在形成后，飲料可以通過(guò)出口分配到分配區(qū)域，例如用于保持用戶的杯或者馬克杯的支撐體(support)。分配區(qū)域可以包括第一杯支撐體，例如用于濃咖啡杯的支撐體，其可從出口之下移走以便為用于更大的杯或者馬克杯(例如分配淡或者超大飲料)的更低的第二茶杯支撐體提供訪問(wèn)。更低的杯支撐體可以連接到機(jī)器基座。例如在EP 1867260和W02009/074557中公開(kāi)了可合適移動(dòng)的杯支撐體，在此弓I入其整個(gè)內(nèi)容作為參考。該機(jī)器還包括蒸氣和/或熱水產(chǎn)生器以用于通過(guò)管道的開(kāi)口傳送這樣的蒸氣和/或熱水，例如，用于起泡牛奶和/或茶的制備。鄰近飲料制備模塊，機(jī)器可以具有用于使用過(guò)的調(diào)味成分例如包含在膠囊中的釀造后的磨碎的咖啡或者茶的收集器。收集器可以位于飲料制備模塊的下面以在制備飲料后收集例如經(jīng)由重力排放到收集器的使用過(guò)的調(diào)味成分。例如，在WO 2009/074559和WO2009/135869中公開(kāi)了適宜的收集器，在此引入其整個(gè)內(nèi)容作為參考。該機(jī)器具有可在傳遞位置和循環(huán)位置之間移動(dòng)的柄，該傳遞位置用于將例如在膠囊中成分裝載入模塊中和/或從模塊排出這樣的成分；以及該循環(huán)位置用于使液體循環(huán)穿過(guò)成分。典型地，柄通過(guò)以下位置來(lái)致動(dòng)飲料制備模塊的具有諸如釀造單元的成分室的成分保持器:用于將調(diào)味成分插入保持器和/或從其中排出此成分的傳遞位置(未示出);以及用于將液體循環(huán)穿過(guò)在成分保持器中的該成分以形成飲料的循環(huán)位置。典型地，成分保持器，例如釀造單元，具有兩個(gè)可相對(duì)移動(dòng)的部分，其可以移動(dòng)分開(kāi)用于打開(kāi)成分保持器以進(jìn)入傳遞位置以及移動(dòng)到一起用于關(guān)閉成分保持器以進(jìn)入循環(huán)位置。在循環(huán)位置(未示出)，成分保持器可以緊緊包封調(diào)味成分以確保適宜地引導(dǎo)流體穿過(guò)成分。在循環(huán)位置，柄可以停在機(jī)器頂表面之上或者之中。特別地，柄可以與外殼齊平。
另外，該機(jī)器包括用戶接口以用于初始化流體穿過(guò)在飲料制備模塊中的調(diào)味成分的循環(huán)。典型地，飲料制備模塊包括下面部件中的一個(gè)或多個(gè):a)成分保持器，例如釀造單元，用于接收該飲料的調(diào)味成分，特別地，在膠囊中提供的預(yù)分份成分，并且用于引導(dǎo)諸如水的液體流進(jìn)入穿過(guò)該成分到達(dá)飲料出口 ；b)線內(nèi)加熱器用于加熱將被提供給成分保持器的該液體流；c)泵，用于泵吸該液體穿過(guò)線內(nèi)加熱器；d)—個(gè)或多個(gè)流體連接構(gòu)件，用于從諸如流體箱的液體源引導(dǎo)該液體到飲料出Π ；e)電控制單元，特別地，包括印刷線路板(PCB)，用于通過(guò)接口接收來(lái)自用戶的指令并且用于控制線內(nèi)加熱器和泵；以及f) 一個(gè)或多個(gè)電傳感器，用于感測(cè)至少一個(gè)操作特性，該至少一個(gè)特性選自成分保持器、線內(nèi)加熱器、泵、液體儲(chǔ)存器、成分收集器、液體的流量、液體的壓力以及此流體的溫度的特性并且用于向控制單元傳送這樣的特性。圖1中示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的線內(nèi)加熱器。該線內(nèi)加熱器包括具有集成水通路(circuit)的體8。體8可以由鋁制成；鋁體具有足夠的熱容以防止能量變化，雖然被限制為最小化從室溫或靜止溫度開(kāi)始的加熱時(shí)間。水通路包括液體入口 10、液體出口 12和在液體入口和出口之間將入口流體連接到出口的液體管14?？梢杂汕度塍w中的模制不銹鋼(inox)水管形成水管。還可以通過(guò)在體中形成的涂敷的液體通道形成水管。圖1示出的體的外形是圓柱形、具有75mm的直徑Dl和16mm的高度hi,其一個(gè)端部被表面加熱兀件16覆蓋。加熱器包括表面加熱兀件16,其與體熱耦合并且機(jī)械耦合。典型地，表面加熱元件16是厚膜。特別地，厚膜被印刷在焊接到鋁模鑄(diecast)體上的不銹鋼板上。設(shè)計(jì)該耦合用于優(yōu)化熱傳遞，用于良好的機(jī)械穩(wěn)定性以及用于消除由鋁體和厚膜板的不同熱長(zhǎng)度擴(kuò)張導(dǎo)致的力。表面加熱元件16包括至少兩個(gè)加熱電路。每個(gè)加熱電路具有分離的控制電路，以便允許獨(dú)立于其它加熱電路而激活/去激活加熱電路。每個(gè)加熱電路都能提供小于表面加熱元件能夠提供的加熱功率的加熱功率。作為結(jié)果，可以得到分割為多個(gè)的加熱功率(優(yōu)選2個(gè)用于濃咖啡應(yīng)用，例如從如雀巢膠囊的膠囊制備)以遵從閃變標(biāo)準(zhǔn)。在兩個(gè)加熱線圈之間的功率分割可以是在電路之間的50%/50%加熱功率的重新分配或者從15%/85%到85%/15%的任意重新分配。典型地，表面加熱元件的總加熱功率包括在600W和2000W之間。更特別地，加熱器可以具有如下特征:流通原理水加熱器，用于從O高到3.5ml/s的水流量流量梯度，最大6ml/s2入水溫度，10-30O出水溫度，80-95°C加熱器中的水質(zhì)量，低于15g兩個(gè)電阻加熱電路，印刷在厚膜板上，具有約1200W的總功率加熱電路的功率分割可以在300W/900W到600W/600W之間
在不銹鋼水管中的熱密度:0.lff/mm2允許沒(méi)有蒸氣的高達(dá)95°C的最大出口溫度。兩層螺旋水管從20°C到90°C的低于20s的加熱時(shí)間(為釀造咖啡準(zhǔn)備)加熱的功率速率(功率/整個(gè)加熱器質(zhì)量的克重):超過(guò)5W/g在穩(wěn)定狀態(tài)使用下的熱調(diào)節(jié)質(zhì)量:+/_2°C在圖2中示出了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的線內(nèi)加熱器。該線內(nèi)加熱器包括具有集成水通路的體28。體28可以由鋁制成:鋁體具有足夠的熱容以防止能量變化，雖然被限制為最小化從室溫或靜止溫度開(kāi)始的加熱時(shí)間。水通路包括液體入口 20、液體出口 22和在液體入口和出口之間將入口流體連接到出口的液體管24。優(yōu)選液體管具有螺旋形狀?？梢杂汕度塍w中的模制的不銹鋼水管形成水管。還可以通過(guò)在體中形成的涂敷的液體通道形成水管。圖2示出的體的外形是圓柱形、具有65_的高度H2和50_的外徑d5 (d2=20mm, d3=30mm, d4=42mm)。該加熱器包括加熱元件29，其包括圓柱熱筒29a和纏繞的熱筒29b。通過(guò)兩個(gè)電路控制圓柱熱筒29a和纏繞的熱筒29b以便允許獨(dú)立地激活/去激活圓柱熱筒29a和纏繞的熱筒2%。通過(guò)第一電路23a，23b控制圓柱熱筒29a，然而通過(guò)第二電路23c，23b控制纏繞的熱筒29b，兩個(gè)電路共享公用參考電勢(shì)/中性端(neutral) 23c。每個(gè)筒29a，29b都能提供小于表面加熱元件能夠提供的加熱功率的加熱功率。作為結(jié)果，可以得到分割為多個(gè)的加熱功率(優(yōu)選2個(gè)用于濃咖啡應(yīng)用，例如從如雀巢膠囊的膠囊制備)以遵從閃變標(biāo)準(zhǔn)。在兩個(gè)加熱筒之間的功率分割可以是在電路之間的50%/50%的加熱功率的重新分配或者從15%/85%到85%/15%的任意重新分配。典型地，表面加熱元件的總加熱功率包括在600W和2000W之間。圖3a和3b中示出了根據(jù)其它實(shí)施例的線內(nèi)加熱器。該線內(nèi)加熱器包括具有集成水通路的體38。體28可以由鋁制成:鋁體具有足夠的熱容以防止能量變化，雖然被限制為最小化從室溫或靜止溫度開(kāi)始的加熱時(shí)間。水通路循環(huán)包括液體入口 30、液體出口 32和在液體入口和出口之間將入口流體連接到出口的液體通道34。典型地，在體38中形成液體通道34。具體地，液體通道34被涂敷。在圖3a/3b中示出的體的外形是圓柱體、具有65mm的高度H3。對(duì)于圖3a示出的實(shí)施例，體具有40mm的外徑d7 (d6=20mm, d7=36mm)。對(duì)于圖3b示出的實(shí)施例，體具有50mm的外徑 d8 (d6=20mm, d7=36mm)。加熱器包括加熱元件39，其包括圓柱熱筒39a。圖3b示出的實(shí)施例的加熱元件39包括厚膜加熱器39b，其與體熱耦合并且機(jī)械耦合。厚膜可以印刷在安裝在體上的鋼圓主體上。通過(guò)兩個(gè)電路控制圓柱熱筒39a和厚膜加熱器39b以便允許獨(dú)立激活/去激活圓柱熱筒39a和厚膜加熱器39b。通過(guò)第一電路33a, 33b控制圓柱熱筒39a,然而通過(guò)第二電路33c，33b控制厚膜加熱器39b，兩個(gè)電路共享公用參考電勢(shì)/中性端23c。每個(gè)元件39a，39b都能提供小于表面加熱元件能夠提供的加熱功率的加熱功率。作為結(jié)果，可以得到分割為多個(gè)的加熱功率(優(yōu)選2個(gè)用于濃咖啡應(yīng)用，例如從如雀巢膠囊的膠囊制備)以允許閃變標(biāo)準(zhǔn)。在兩個(gè)加熱元件之間的功率分割可以是在電路之間的50%/50%的加熱功率的重新分配或者從15%/85%到85%/15%的任意重新分配。典型地，表面加熱元件的總加熱功率包括在600W和2000W之間。
圖3b示出的實(shí)施例的加熱元件39包括纏繞的熱筒39c。纏繞的熱筒39c可以模制在圍繞體安裝的金屬圓柱體中。通過(guò)兩個(gè)電路控制圓柱熱筒39a和纏繞的熱筒39c以便允許獨(dú)立激活/去激活圓柱熱筒39a和纏繞的熱筒39c。通過(guò)第一電路33a，33b控制圓柱熱筒39a，然而通過(guò)第二電路33c，33b控制纏繞的熱筒39c，兩個(gè)電路共享公用參考電勢(shì)/中性端33c。每個(gè)元件39a，39b都能提供小于表面加熱元件能夠提供的加熱功率的加熱功率。作為結(jié)果，可以得到分割為多個(gè)的加熱功率(優(yōu)選2個(gè)用于濃咖啡應(yīng)用，例如從如雀巢膠囊的膠囊制備)以遵從閃變標(biāo)準(zhǔn)。在兩個(gè)加熱元件之間的功率分割可以是在電路之間的50%/50%的加熱功率的重新分配或者從15%/85%到85%/15%的任意重新分配。典型地，表面加熱元件的總加熱功率包括在600W和2000W之間。熱調(diào)節(jié)如圖1到3中示出的通過(guò)打開(kāi)或關(guān)閉根據(jù)本發(fā)明的加熱器的兩個(gè)功率電路來(lái)分配加熱功率。對(duì)具有兩個(gè)不同功率(例如400W/800W)電路的加熱器可以獲得不同的選項(xiàng)。通過(guò)對(duì)所需要的加熱功率的預(yù)先計(jì)算來(lái)確定哪個(gè)調(diào)節(jié)選項(xiàng)對(duì)于在熱塊的出口處的特定流量和水溫目標(biāo)而言是最佳的:需要的功率=水流量* (T μ-T進(jìn)入)*水的熱容通過(guò)此預(yù)先計(jì)算，可以預(yù)先確定最優(yōu)熱調(diào)節(jié)算法，并且能夠獲得平滑的精確的溫度調(diào)節(jié)。為了符合閃變標(biāo)準(zhǔn)，必須避免同時(shí)打開(kāi)或關(guān)閉兩個(gè)電路。本發(fā)明可以獲得如下改進(jìn)并且提供如下優(yōu)點(diǎn):降低從室溫或者靜止溫度到操作溫度的加熱時(shí)間根據(jù)barrista濃咖啡溫度質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及在閃變公共規(guī)則內(nèi)的可能的熱調(diào)節(jié)良好的調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)低質(zhì)量(總加熱質(zhì)量低于250g)本發(fā)明的重要特征包括:兩個(gè)加熱電路允許高質(zhì)量熱調(diào)節(jié)低熱質(zhì)量，允許加快加熱時(shí)間；通過(guò)增加或者減少鋁體的重量而可調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)；將厚膜板連接到鋁加熱器體的專(zhuān)門(mén)知識(shí)。
權(quán)利要求
1.一種用于液體食品或飲料制備機(jī)器的線內(nèi)加熱器，其中機(jī)器液體通過(guò)所述加熱器循環(huán)并然后被引入釀造室，所述釀造室用于釀造提供給所述釀造室的食品或飲料成分，這樣的加熱器包括: 體(8 ；28 ；38 ；)，包括入口(10 ；20 ;30)、出口(12 ；22 ；32)和在其間延伸的加熱室，所述入口、出口和加熱室一起形成用于引導(dǎo)所述液體循環(huán)通過(guò)所述體的剛性通道(14 ；24 ；34);以及 加熱裝置(16 ；29 ;39)，與所述體協(xié)作以將熱提供到所述加熱室中， 其特征在于，所述加熱裝置包括:至少兩個(gè)加熱元件(16 ;29a，29b ;39a，39b，39c)和用于獨(dú)立地激活和去激活每個(gè)加熱元件的電控制電路(16 ;23a，23b，23c ;33a，33b，33c)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的加熱器，其中每個(gè)加熱元件的加熱功率切實(shí)相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1到2中任意一個(gè)的加熱器，其中所述體由鋁制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任意一個(gè)的加熱器，其中所述剛性通道是嵌入所述體中的不銹鋼水管(14 ;24)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任意一個(gè)的加熱器，其中所述剛性通道是在所述體中形成的涂敷的液體通道(34)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任意一個(gè)的加熱器，其中所述加熱裝置包括諸如厚膜的電阻加熱裝置，所述電阻加熱裝置包括適合耦合到所述電控制電路的至少兩個(gè)電阻加熱電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的加熱器，其中所述厚膜被印刷在焊接到所述體的不銹鋼板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任意一個(gè)的加熱器，其中所述加熱裝置包括熱筒(29a，39a)和纏繞的熱筒(29c，39c)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任意一個(gè)的加熱器，其中所述加熱裝置包括熱筒(39a)和厚膜加熱器(39b)。
10.一種包括根據(jù)任一前述權(quán)利要求的加熱器的液體食品或飲料制備機(jī)器，特別地，一種通過(guò)釀造可選地包含在膠囊或艙中的食品或飲料成分制備諸如湯、茶和/或咖啡的液體食品或飲料的機(jī)器。
11.一種用于控制根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一個(gè)的加熱器的方法，其中通過(guò)打開(kāi)或關(guān)閉所述電控制電路來(lái)獨(dú)立地激活或去激活所述加熱元件(16 ；29a,29b ；39a, 39b, 39c),以便避免同時(shí)打開(kāi)或關(guān)閉兩個(gè)加熱元件以符合閃變標(biāo)準(zhǔn)。
全文摘要
公開(kāi)了一種動(dòng)態(tài)雙電路線內(nèi)加熱器，以及包括該加熱器的機(jī)器和操作該機(jī)器的方法。
文檔編號(hào)F24H1/16GK103180673SQ201180025256
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者S·埃特爾 申請(qǐng)人:雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司