[发明专利]换热器

说明书

本发明提供了用于加热连续流动流体的设备(200、300、400)。所述设备(200、300、400)包括待加热的流体所流过的钢导管(3、3'、3″)，并且包括平行于钢导管(3、3'、3″)的并且与其热接触的至少一个管状电阻器(2、2c、2d、2e、2f)。钢导管(3、3'、3″)和至少一个加热元件(2、2c、2d、2e、2f)被合并到由铝合金制成的压铸元件中。

发明领域

本发明涉及用于在电阻器和在导管内流动的流体之间交换热量的设备。

发明背景

用于加热连续流动流体的设备基本上由两个部件组成，由一个或多个电阻器组成的加热部件与另一部件(基本上是在其中有待加热的流体流动的导管、管道)热接触。这些设备在用于咖啡、茶的或者更一般地说是用于热饮的自动机器中使用。在这些机器中，水必须达到某个温度，例如用于制作咖啡的大约90-100℃或者用于产生蒸汽的120-140℃。这些换热器机器的特征涉及沿着管道连续流动并且因此必须在水进入设备入口与水离开设备本身之间经过的短时间段中达到正确温度的水流。这要求设备必须能够提供足够热量以在这个短时间段中加热水。因此，这些设备必须具有低热惯量并且允许在尽可能最短的时间中从一个功能传到另一个功能(诸如，例如，从水加热功能到蒸汽生成功能)通路。为了避免不得不依靠相对长的管道，因此，有必要提供其中特别高效地在加热元件和水之间交换热量的系统。当前在市场上存在被称为“通流加热器(flow through heater)”(FTH)的特别高效的系统，其通常包括具有三个通孔的挤制铝主体。大多数情况下由钢制成的、随后被钎焊的管道被插入中孔，同时在两个侧孔中形成加热电阻器。图1显示这种类型的设备100。如所提到的，在图1中表示的设备包括铝挤压制品1，其中形成两个加热电阻器2和在其中待加热的水可以流动的钢管道3。

文件DE8529085描述了具有带有相互面对的顶面和底面的主体的加热设备。在两个面之间横向存在主要沿着加热元件的纵轴延伸的两个相应的连续的纵向凹槽，以便致使纵向凹槽的长的部分不被覆盖并且不与主体接触。在这个文件中描述的加热器旨在通过向用于流体的管道涂覆塑料层来解决与用于流体的管道的石灰化和腐蚀关联的问题。

在这类设备(特别是通流加热器类型的设备)的生产中产生的问题主要涉及在钎焊步骤中的高生产废料，并且涉及功能的可重复性。另外，用于将钢管和铝主体结合在一起的钎焊工艺不确保两个部件的联结的表面100％的结合。

在其实施例中，文件DE2555599描述了具有主体并且设置有通道和加热元件的加热设备。加热元件设置有主要沿着加热元件的纵轴延伸以便将加热元件固定于主体的多个外围突出部。此外，同样在这个情况下，主体具有相互面对的顶面和底面，在其间在加热元件处横向存在连续的纵向凹槽，连续的纵向凹槽主要沿着加热元件的纵轴延伸。由于存在这个凹槽，因此加热元件的突出部之一并未被主体覆盖并且不接触主体。以上文件中的配置的一个缺点确实是通过归因于在横向上存在长的连续的纵向凹槽而使加热元件的长的部分不接触主体而提供的。因此，在加热元件和主体之间的(以及因此与待加热的流体的)热交换被实质上减少了。另外，生产具有纵向突出部的加热元件是相对复杂且昂贵的。

通过挤压生产的设备的另一个问题涉及难以整合恒温器夹具平台和控制传感器平台，其必须通过将恒温器夹具平台和控制传感器通过焊接和/或钎焊连接到铝主体来生产，因此留下了接触均匀性的问题。已使用的另一种构造方法是使用低压铝或者合金压铸工艺的方法，然而，该方法具有缓慢的缺点，并因此对于大的生产数量来说是无益的。因此，需要生产用于加热连续流动流体的新型设备，其可以克服所描述的缺陷，紧凑并且具有高热交换效率，同时还提高了生产工艺的速度。

发明概述

本发明的一个目的是提供用于加热连续流动流体的设备，其通过将各个部件完美地结合的方式(这是当前的钎焊无法保障的)，改善了在电阻器和在导管内部流动的流体之间的热交换。

本发明的另一个目的是相对于低压模铸提高生产工艺的效率，并且淘汰了关键的钎焊工艺。