[实用新型]用于流通式加热器的插入件

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于加热液体的设备，包括具有用于输送液体的管道和用于当液体流经该管道时加热液体的装置的流通式加热器；以及用于检测该流通式加热器的出口处的液体温度的装置，其是用于控制该流通式加热器的出口处的液体温度的设备的一部分。

背景技术

在许多类型的设备中，需要能够在设备操作过程中加热要使用的一定量的液体的装置。例如，在适合制作热咖啡的设备中，一定量的水在流经一定量的研磨的咖啡豆之前先被加热。

为了加热例如水的液体的目的，许多设备装备了煮水器，即，具有用于容纳一定量的液体的容器以及与该容器相关联的加热装置的设备，加热装置用作加热当前该容器内的液体。一旦液体的温度到达期望的水平，该液体就可以从该煮水器排出用于其预期的目的。

然而，煮水器的应用有些值得注意的不足，因此，已经发展了加热液体的另一个方法，其包括流通式加热器的应用，即，具有用于输送液体的管道和用于加热流经该管道的液体的装置的设备。在该流通式加热器的实际实施方式中，在该液体输送管道周围布置了电加热元件。应用流通式加热器的一些重要优势是该液体的加热过程几乎是瞬间完成的，所以几乎没有任何等待时间，当与煮水器应用比较时，其需要更少的能量，并且该流通式加热器不仅只适用于替代煮水器，还适用于高压系统例如蒸馏咖啡设备。

为了控制该流通式加热器出口处液体温度的目的，很可能使用反馈控制回路。然而，实际上，达到关于提及的出口温度的高要求看来是困难的乃至不可能。换句话说，以出口温度的检测为基础，通过充分精确的方式控制该流通式加热器的操作看来是困难的乃至不可能。

实用新型内容

本实用新型的目的是优化包括流通式加热器和用于控制出口温度的反馈控制回路的设备中的反馈控制回路。通过在该流通式加热器的出口侧，提供部分插入至该流通式加热器的液体输送管道的插入件来达到该目的，其中位于该流通式加热器的液体输送管道内的插入件的一部分至少占用存在于不直接与该流通式加热器的加热装置相关联的液体输送管道的一部分中的空间的大部分。

根据下面对本实用新型的基本了解，控制出口温度中的困难由反馈过程中的延迟导致，其涉及该流通式加热器的常规设计。具体地，此设计中，液体输送管道和加热元件相对于彼此的布置方式，使得管道在该流通式加热器的入口侧和出口侧都相对于该加热元件凸出一定的长度。因此，当检测流通式加热器出口处的液体温度时，实际上是该管道的出口处，存在由该液体到达检测发生的地方之前已经首先穿过不与加热元件直接相关联的管道的长度导致的延迟。下面，此现象将被认为是流通式加热器中死区容积的存在，并且不与加热元件直接相关联的管道的部分被认为是该流通式加热器的无效部分。

关于死区容积和相关延迟时间，要注意的是死区容积越大，实现所有环境下期望的平均出口温度越困难。当死区容积对比该流通式加热器的总容积占相当的部分时尤其明显，例如，这正是适用于蒸馏咖啡设备的流通式加热器的情形。大体上，延迟时间越长，反馈控制回路的响应越慢，并且不稳定性越早发生。因此，较长延迟时间导致该流通式加热器适用性的约束。例如，蒸馏咖啡设备中的应用是实际上不可能的，因为这样的应用要求快速响应的反馈控制回路。

在许多应用中，具有最低可能的制造成本是重要的。因此，在许多情形下，为了解决上面简述的问题而改变该流通式加热器的设计不是可行的选择。相反，需要以常规流通式加热器应用的假定为基础的另一种解决方案。本实用新型通过建议在该流通式加热器的出口侧处，部分插入该流通式加热器的液体输送管道中的插入件的应用来提供这种解决方案，其中位于该流通式加热器的液体输送管道内部的插入件的一部分占用了至少大部分的死区容积。

当应用根据本实用新型的插入件时，实现了显著减少了该死区容积。这是由于位于该流通式加热器的液体输送管道内部的插入件的一部分填充了死区容积的事实。许多实际情形中，考虑该流通式加热器中液体的流向，插入件的该部分长于用于保持插入件在该液体输送管道中就位的需求。

由于通过应用提到的插入件而实现的死区容积的减少，检测液体的出口温度的延迟时间显著地减少了，作为有利结果，可以更有效并且精确地控制该出口温度。根据本实用新型，不用做出该流通式加热器设计的修改，也不用更新用于温度控制过程的组件以达到这种有利结果，只需进行简单添加组件的应用，也就是该插入件。

为了尽可能的减少该流通式加热器无效部分的死区容积，并且为了在该管道中插入件的安全布置，优选地在该流通式加热器的液体输送管道的内表面和位于该液体输送管道内部的插入件的一部分的外表面之间仅存在小的间隙。