[发明专利]动态双电路线内加热器

说明书

技术领域

本发明的领域涉及线内（in-line）加热器，更具体地，涉及在饮料制备机器中使用的加热器，该饮料制备机器为例如通过将加热的流体循环穿过包含要制备的饮料的成分（典型地调味料成分）的胶囊而制备饮料的机器。

为了本描述的目的，“饮料”指包括如茶、咖啡、热或者冷巧克力、牛奶、汤、婴儿食品等等的任意液体食品，“胶囊”指在任意材料以及任意形状和结构的包封封装（特别地，气密封装）内包括任意预-分份饮料成分，该封装例如为塑料、铝、可循环和/或可生物降解封装并且该任意形状和结构包括包含该成分的软杯或者刚性盒。

背景技术

饮料制备机器已公知多年。例如，US 5,943,472公开了在浓咖啡（espresso）机的蓄水器和热水或蒸气分配室之间的水循环系统。该循环系统包括连接到一起并通过使用卡环接合的不同硅酮（silicone）软管连接到蓄水器的阀、金属加热管和泵。

EP 1646305公开了一种具有加热装置的饮料制备机器，加热装置加热循环水然后水被提供给酿造（brewing）单元的入口。设置酿造单元以将加热的水传递到包含用于酿造的饮料成分的胶囊。酿造单元具有被第一部分和相对于第一部分可移动的第二部分限定的室以及用于在第一和第二部分一起从酿造单元的打开配置移动到关闭配置之前在第一和第二部分之间的中间位置中定位胶囊的导轨。

用于加热循环液体（特别地，水）的线内加热器同样已公知并被例如公开在CH 593 044、DE 103 22 034、DE 197 32 414、DE197 37 694、EP0485 211、EP1 380 243、FR2 799 630、US4,242,568、US4,595,131、US5,019,690、US 5,392,694、US5,943,472、US6,393,967、US6,889,598、US7,286,752、WO01/54551和WO2004/006742中。

更具体地说，CH 593044和US4,242,568公开了一种具有线内热块（thermoblock）加热器的咖啡机，线内热块加热器具有金属块体，在块体中具有电阻加热缆铸件并且具有用于循环要加热的水的导管。

热块是线内加热器，通过其循环液体以用于加热。它们包括加热室，例如具体地由钢制成的一个或多个导管，延伸穿过具有用于积累热能的高热容量和在需要时用于将积累的热传导给循环穿过其中的液体的高热导率的金属，具体地由铝、钢和/或其他金属或合金，制成的（大的）金属块体。替代明显的导管，热块的导管可以是贯穿通道，其为机器加工或者在导管的体中形成的，例如在热块的块体的铸造步骤期间形成。当热块的块体由铝制成时，为健康考虑，优选提供如钢的分离导管以避免循环液体和铝之间的接触。可以由围绕导管的一个或多个装配的部分制成热块的块体。热块通常包括一个或多个电阻加热元件，例如分立的或者集成电阻器，其将电能转换成热能。这样的电阻加热元件在热块的块体之中或者之上，距离导管大于1mm，特别地2到50mm或者5到30mm的距离。热量提供给热块的块体并且通过块体提供给循环流体。加热元件可以是铸造或者容纳在金属块体中或者对着金属块体的表面安装。导管具有沿着热块的螺旋或者其它设置以最大化它/它们的长度和通过块体热传输。

热块的缺点在于难于精确控制温度和优化用于使液体加热到期望的温度的所需加热能量。实际上，影响块体在预定位置的测量温度的金属块体的热惯性、块体的局部和不均匀电阻加热、从块体中的加热向块体的不同部分的动态热扩散使得精确控制热块以加热循环流体到期望的预定温度非常困难并且另外要求很长的预加热周期，典型地在浓咖啡机的情况下为1到2分钟。另外，难以预测随后使用串联制造的热块所涉及的各种参数，例如，环境温度、干线的净电压、热块的加热电阻器的实际值、热块的热绝缘、通过热块循环的流体的初始温度等等。因此，热块通常与动态环路控制供电电路相关，该电路以温度的连续测量来调整热块的供电。然而，由于这样的系统的复杂的热流，将热块稳定在要循环的液体流的加热需要所需的确定温度水平下是漫长的并且还难以获得。