Настоящее изобретение имеет отношение к новому аппарату для получения горячей воды, способу получения горячей воды и применениям, в которых возможно использование такого нового аппарата для получения горячей воды.
Предпосылки создания изобретения
Получение горячей воды необходимо во многих технических применениях в промышленности, например, в производственных процессах, в промышленных или бытовых применениях, подобных устройствам для чистки, и в бытовой технике, предназначенной для других применений. В бытовой технике такие применения имеют отношение к, например, кофеваркам и устройствам для чистки.
Известные устройства, предназначенные для получения горячей воды, имеют ряд недостатков, один из которых заключается в необходимости длительного ожидания, прежде чем устройство заработает и пользователь сможет использовать горячую воду.
Таким образом, одной из задач настоящего изобретения является создание аппарата или устройств, которые уменьшают или устраняют недостатки известных устройств. Другая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении наличия горячей воды за относительно короткий промежуток времени с момента включения этого аппарата.
Сущность изобретения
В одном из аспектов настоящее изобретение имеет отношение к аппарату для получения горячей воды, который может обеспечить наличие горячей воды за относительно короткий промежуток времени с момента включения этого аппарата.
В еще одном аспекте настоящее изобретение имеет отношение к способу получения горячей воды.
В еще одном аспекте настоящее изобретение имеет отношение к аппарату и способу получения горячей воды, в которых не требуется накопитель или вместилище для хранения горячей воды перед ее использованием.
В еще одном аспекте настоящее изобретение имеет отношение к устройствам, в которых применен такой аппарат для получения горячей воды.
Краткое описание фигур
На Фиг. 1 показан аппарат по настоящему изобретению, в котором средство (5) для нагревания окружено вместилищем (7) (упоминается также как вместилище для воды или камера для воды, или бак для кипячения), наполненным водой (4). Средство (5) для нагревания содержит или соединено со средством (6) для определения температуры нагревательного элемента. Стрелка (15) указывает на поток воды внутрь вместилища (7), при этом впускное отверстие для воды явно не показано, а выпускное отверстие для горячей воды (не показано явно) расположено на месте стрелки, указывающей в направлении датчика температуры (8), который будет передавать значения температуры горячей воды на выходе в электронный блок (9) управления. Кроме того, показаны насос (2) и датчик (3) вращения для насоса, которые соединяют резервуар (1) для воды с нагревательным элементом (5) и вместилищем (7) для воды. Электронный блок (9) управления координирует работу и управляет всеми параметрами аппарата и процесса путем: управления (11) мощностью нагревательного элемента, регулирования (12) насоса и управления (13) производительностью и, соответственно, подаваемым объемом и давлением внутри вместилища (7). Датчик температуры обеспечивает (14) обратную связь по температуре выпускаемой горячей воды и обеспечивает возможность регулирования температуры горячей воды на выходе путем управления нагревательным элементом (5) соответственно через электронный блок (9) управления.
На Фиг. 2 показано управление регулируемой температурой нагревательного элемента и взаимосвязь компонентов (1), (2), (3), (4) устройства.
В приведенном примере осуществления изобретения описан способ по настоящему изобретению, шаги и последовательность шагов, выполняемых устройством, в рассмотренном для примера режиме работы.
Аппарат для получения горячей воды, используемый в устройстве, содержит вместилище для воды, специальный насос и быстродействующий нагревательный элемент.
Упомянутая последовательность шагов и параметры процесса более подробно описаны ниже.
Аспект №1 способа по настоящему изобретению.
А) Начало осуществления способа: специальный насос наполняет водой упомянутое вместилище (максимальный объем: 20 мл). После этого быстродействующий нагревательный элемент регулируют, пока не будет достигнута требуемая температура, значение которой составляет 200°С, при этом давление не будет превышать 13 бар (1,3 МПа); требуемые параметры получают за менее чем 0,5-3 с.
В) Система готова к выпуску горячей воды: после выпуска горячей воды из камеры для нагрева/воды при помощи регулируемого устройства, горячую воду выпускают через выпускное отверстие (с диаметром, например, от 0,5 мм до 10 мм). Измеряют температуру горячей воды и выполняют соединение датчика с электронным блоком управления для управления и регулирования температурой(-ы) горячей воды на выходе. При выпускании горячей воды производительность упомянутого специального насоса регулируют с учетом температуры быстродействующего нагревательного элемента, чтобы поддерживать оптимальное соотношение между производительностью этого специального насоса и температурой этого быстродействующего нагревательного элемента.
Аспект №2 способа по настоящему изобретению.
A) Во время работы устройства и непрерывного осуществления процесса нагревательный элемент регулируют так, чтобы достичь или поддерживать конкретное требуемое значение температуры (например, 250°С).
B) Система готова к выпуску горячей воды: выпуск горячей воды при помощи регулируемого устройства осуществляется одновременно с наполнением вместилища водой (максимальный объем: 20 мл) специальным насосом с регулируемой конкретной производительностью.
Опять же, горячую воду выпускают через выпускное отверстие. При выпускании горячей воды производительность специального насоса регулируют с учетом значения температуры быстродействующего нагревательного элемента таким образом, чтобы поддерживать оптимальное соотношение между производительностью этого специального насоса и температурой этого быстродействующего нагревательного элемента. Измеряют температуру выпускаемой горячей воды, при этом контур обратной связи обеспечивает управление температурой выпускаемой воды путем регулирования температуры нагревательного элемента (5).
Подробное описание
Далее приводится описание настоящего изобретения, в том числе подробное описание различных аспектов настоящего изобретения, а также описание его преимуществ по сравнению с известными устройствами.
Ниже следует подробное описание некоторых терминов по настоящему изобретению.
Термины "аппарат для получения воды" или "аппарат для получения горячей воды", которые могут употребляться взаимозаменяемо, в значении, используемом в этом описании, следует понимать как нагревательный элемент или нагревательный аппарат, или средство для нагревания, содержащий(-ее) вместилище или камеру для воды с впускным отверстием для воды и выпускным отверстием для получаемой горячей воды. Подачу и объем горячей воды можно регулировать впуском холодной воды в аппарат для получения воды, выпускное отверстие предпочтительно может содержать средство управления и, соответственно, регулировать выпуск горячей воды, и/или выпуск горячей воды можно регулировать в соответствии с впуском холодной воды.
Термины "быстро получаемая горячая вода" или "быстро получаемая вода", которые могут употребляться взаимозаменяемо, в значении, используемом в этом описании, следует понимать как горячую воду, которая может быть получена по требованию за очень короткий промежуток времени, и при этом не требуется длительного времени подготовки системы перед ее получением; кроме того, в случае "быстро получаемой горячей воды", как подразумевается в этом описании, не требуется накопитель или вместилище, в которых горячую воду приготавливают в определенном количестве, который(-ое) ограничивает объем используемой или готовой к использованию горячей воды. Получение "быстро получаемой горячей воды", в отличие от получения горячей воды порциями, как в известных устройствах, напротив, будет осуществляться по требованию и непрерывно.
В значении, используемом в этом описании, термины "горячая вода по требованию" или "вода по требованию", которые могут использоваться взаимозаменяемо, следует понимать как горячую воду, которая может быть использована сразу после ее получения в аппарате для получения горячей воды, и при этом получение горячей воды может быть непрерывным, причем вода или любая другая жидкость, или вода, содержащая другие жидкости или добавки, подается в аппарат для получения воды на впускное отверстие для воды и отводится из этого аппарата через его выпускное отверстие.
Термин "давление" в значении, используемом в этом описании, относится к давлению, создаваемому насосом или средством для закачивания в диапазоне от приблизительно 5 бар (0,5 МПа) до приблизительно 20 бар (2 МПа), и которое может быть отрегулировано и согласовано с другим аппаратом или другими условиями процесса.
Термин "требуемая температура" в значении, используемом в этом описании, может относиться к температуре средства для нагревания или к температуре горячей воды, полученной аппаратом для получения горячей воды. Требуемая температура может находиться в диапазоне от приблизительно 20°С до 250°С.
Термин "вместилище для воды" или "камера для воды" в значении, используемом в этом описании, относится к сосуду и объему, связанному со средством для нагревания, или окружающему это средство для нагревания, или образующему часть этого средства для нагревания. Этот объем может находиться в диапазоне от приблизительно 2 мл до 200 мл, или от 5 мл до 50 мл, или от 5 мл до 10 мл.
Термин "время нагрева" в значении, используемом в этом описании, означает время, которое требуется для достижения требуемой температуры, например, сосудом, целевой жидкостью, такой как вода, средством для нагревания, это время может составлять менее 10 с, или менее 5 с, или от 10 с до 20 с, или от 5 с до 10 с, или от 0,5 с до 5 с, или от 1 с до 3 с.
В одном из аспектов настоящее изобретение относится к аппарату для быстрого получения горячей воды, содержащему: (i) средство для нагревания, (ii) средство для закачивания, (iii) средство управления, которое управляет средством для закачивания и средством для нагревания, при этом средство управления выполнено так, чтобы изменять температуру средства для нагревания при изменении давления средства для закачивания.
Одно из преимуществ аппарата по настоящему изобретению заключается в том, что наличие горячей воды может быть обеспечено через непродолжительный промежуток времени после включения упомянутого аппарата, и пользователю не нужно ждать столько, сколько при использовании известных аппаратов для получения горячей воды.
Другое преимущество настоящего изобретения - отсутствие необходимости в накопителе горячей воды. Накопитель горячей воды, такой как описан в известных устройствах, представляет собой или вместилище, расположенное после модуля для получения горячей воды (например, нагревательного элемента), или вместилище, содержащее элемент для получения горячей воды и служащее при этом накопителем горячей воды. Из этого элемента горячую воду выпускают через выпускное отверстие или через клапан. Один из недостатков известного аппарата для получения горячей воды - требуется относительно много времени на то, чтоб этот аппарат стал готов к выпуску горячей воды. Еще один недостаток - ограниченный объем горячей воды, которая может быть некоторое время доступна для использования, то есть как только горячая вода, содержащаяся в этом накопителе горячей воды, будет использована, или вода, содержащаяся в этом накопителе, будет использована, упомянутое вместилище необходимо повторно заполнить водой, а воду - повторно нагреть, что снова потребует некоторого времени, пока аппарат не станет готов к выпуску горячей воды. В случае же, когда вода непрерывно подается в накопитель, который включает в себя средство для нагревания, трудно контролировать и регулировать температуру горячей воды. Возможна ситуация, когда требуемая температура горячей воды не будет достигнута, и выпускаться будет горячая вода с температурой ниже требуемой. Поэтому известные аппараты для получения горячей воды подразумевают длительное ожидание после их включения или в процессе использования.
Преимущество аппарата по настоящему изобретению заключается в том, что, в отличие от известных аппаратов, он может обеспечивать наличие горячей воды очень быстро после включения. Чтобы выпуск горячей воды стал возможным, аппарату необходим лишь очень короткий промежуток времени; соответственно, преимущество аппарата по настоящему изобретению заключается в минимальном времени ожидания до момента обеспечения наличия горячей воды. Кроме того, в случае его использования не нужно ожидать готовности горячей воды каждый раз, когда требуется повторное заполнение резервуара для воды. Кроме того, реализована возможность точного управления требуемой температурой и желаемой температурой горячей воды.
С точки зрения конструкции и исполнения, настоящее изобретение также имеет преимущества, поскольку по сравнению с известными аппаратами для получения горячей воды оно требует меньше комплектующих или же комплектующих, которые имеют меньшие размеры. Соответственно, устройства могут быть выполнены по-разному и во многих случаях иметь меньшие размеры, что представляет собой преимущество, а также предполагает снижение затрат.
Преимущество одного из вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что аппарат для получения горячей воды выполнен с возможностью выдавать горячую воду без продолжительного ожидания при использовании такого устройства. Также преимуществом такого аппарата для получения горячей воды по настоящему изобретению, в общем, является поддержание фиксированной или регулируемой, предварительно установленной или требуемой температуры нагревательного элемента.
Основная идея и один из аспектов настоящего изобретения заключается в том, что в начале процесса специальный насос заполняет водой вместилище (объемом, например, от 10 мл до 20 мл). Быстродействующий нагревательный элемент регулируют, пока не будет достигнута требуемая температура, значение которой составляет 200°С, при этом давление не будет превышать 15 бар (1,5 МПа); эти целевые параметры получают менее чем за 5 с, например, за время от 0,5 с до 3 с. В этот момент система готова к выпуску горячей воды. Горячую воду выпускают с помощью регулируемого устройства из камеры для нагрева/воды/горячей воды, при этом горячую воду, выпускают, например, через выпускное отверстие нагревательного элемента или через клапан.
Во время работы устройства и непрерывного осуществления процесса нагревательный элемент регулируют так, чтобы достичь или поддерживать конкретное требуемое значение температуры (например, 250°С). Система готова к выпуску горячей воды. Эта система выполнена так, чтобы одновременно выпускать горячую воду через регулируемое устройство и наполнять холодной водой вместилище специальным насосом с регулируемой конкретной производительностью.
Выпуск горячей воды осуществляется через выпускное отверстие нагревательного элемента. При выпускании горячей воды производительность специального насоса регулируют с учетом значения температуры быстродействующего нагревательного элемента таким образом, чтобы поддерживать оптимальное соотношение между производительностью специального насоса и уровнем температуры этого быстродействующего нагревательного элемента.
Аппарат по настоящему изобретению может также содержать резервуар для воды, датчик вращения для средства для закачивания, средство для измерения производительности, средство для измерения температуры в средстве для нагревания, средство для измерения давления, вместилище для воды средства для нагревания, впускное отверстие для холодной воды и выпускное отверстие для горячей воды на средстве для нагревания и/или дополнительный водяной контур, проходящий через вместилище средства для нагревания, при этом упомянутый аппарат не имеет дополнительного вместилища для горячей воды.
В одном из аспектов преимущество настоящего изобретения заключается также в том, что путем комбинирования блока (9) управления с измерительными средствами (3), (6) и путем осуществления (11), (12), (13), (14) можно, к примеру, поддерживать требуемую температуру нагревательного элемента (5) и регулировать другие средства (2) и (8), а также расход и давление воды при выпуске горячей воды через соленоидный клапан (8). Другие параметры также можно поддерживать в требуемых значениях, и эти другие характеристики и параметры будут регулироваться для получения горячей воды. Таким образом, блок управления (9) обеспечивает общее управление различными параметрами.
Аппарат также может содержать дополнительный водяной контур, проходящий через вместилище средства для нагревания.
Аппарат может дополнительно характеризоваться тем, что он не имеет ни одного вместилища для горячей воды или дополнительного вместилища для горячей воды. В известных устройствах используется вместилище для горячей воды, которое вмещает в себе предварительно полученную горячую воду, готовую к использованию, или вместилище, в котором содержится максимальный объем воды и горячая вода, готовая к использованию.
В еще одном из аспектов аппарат по настоящему изобретению содержит средство для нагревания, которое представляет собой быстродействующее средство для нагревания, предпочтительно имеющее вместилище для воды объемом от 10 мл до 50 мл, предпочтительно - от 5 мл до 25 мл, более предпочтительно - 10 мл.
В аппарате, охарактеризованном формулой настоящего изобретения, средство для нагревания может быть настроено на любую предопределенную температуру, и его настраивают на требуемую температуру, при этом требуемая температура может изменяться в зависимости от применения и конкретного требования к используемой горячей воде.
В аппарате по настоящему изобретению средство для нагревания может быть нагрето до температуры от 20°С до 250°С, предпочтительно - от 80°С до 200°С.
Преимущество упомянутого аппарата заключается в том, что температура средства для нагревания может быть повышена до требуемой температуры за 0,5-5 с, предпочтительно - за 1-3 с.
Используемое средство для нагревания будет иметь мощность, которая обычно используется для таких аппаратов; предпочтительно средство для нагревания имеет мощность от 1300 Вт до 2500 Вт, предпочтительно - от 1400 Вт до 2000 Вт.
Подача горячей воды и/или давление могут быть изменены во время работы аппарата. Подача воды и/или давление будут регулироваться по требованию и в соответствии с другими параметрами аппарата (такими как температура, давление и объем), которые могут потребоваться для получения горячей воды.
Непредвиденно авторами была получена конструкция аппарата для получения горячей воды, которая позволяет получать горячую воду без необходимости предварительного нагрева или длительного ожидания, прежде чем горячая вода станет готова к использованию. Преимущества настоящего изобретения могут быть достигнуты электронным управлением требуемой температурой и температурой средства для нагревания, регулированием закачиваемых объемов и/или давления, создаваемого средством для закачивания. Кроме того, таким образом можно обеспечить наличие горячей воды "по требованию" немедленно и в количестве, требуемом для соответствующего применения.
В одном из аспектов аппарат по настоящему изобретению содержит средство управления, которое осуществляет полностью или частично электронное управление, при этом средство управления может изменять и/или согласовывать температуру средства для нагревания, работу средства для закачивания, предпочтительно давление и/или производительность этого средства для закачивания, расход горячей воды и/или давление горячей воды на выпускном отверстии и/или работу выпускного клапана для горячей воды.
Средство управления может быть настроено на любое заранее заданное или любое переменное значение, имеющее отношение ко всем соответствующим частям аппарата и средствам, и последовательностям процесса [получения горячей воды]. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения средство управления поддерживает постоянную заранее заданную температуру в средстве для нагревания, когда производительность средства для закачивания увеличивается.
При необходимости, возможно управление и регулирование производительностью(-и) средства для закачивания. Предпочтительно средство для закачивания может обеспечивать производительность от 0 г/мин до 400 г/мин, предпочтительно - от 50 г/мин до 200 г/мин, более предпочтительно - 120 г/мин.
При необходимости, возможно управление и регулирование давлением(-я) средства для закачивания. Предпочтительно давление, создаваемое средством для закачивания, составляет от 5 бар (0,5 МПа) до 20 бар (2 МПа), предпочтительно - от 7 бар (0,7 МПа) до 15 бар (1,5 МПа), более предпочтительно - 10 бар (1,0 МПа).
В предпочтительном аппарате температура внутри вместилища средства для нагревания может быть уменьшена с помощью водяного контура.
В еще одном из аспектов настоящее изобретение имеет отношение к способу получения горячей воды, включающему такие шаги: (i) закачивание жидкости внутрь вместилища для воды средства для нагревания, (ii) регулирование температуры и давления в средстве для нагревания для достижения требуемой температуры и давления ниже максимального требуемого значения давления, (iii) выпуск горячей воды из средства для нагревания через средство для выпуска.
Одно из преимуществ способа по настоящему изобретению заключается в возможности быстрого получения горячей воды, в которой "имеется потребность", без длительного времени, за которое все компоненты процесса придут в рабочее состояние. Горячая вода будет получена за очень короткий промежуток времени после запуска процесса.
В предпочтительном способе средство выпуска горячей воды представляет собой выпускное отверстие с подходящим диаметром, предпочтительно диаметр выходного отверстия составляет 0,1-50 мм.
В способе по настоящему изобретению средство для нагревания будет настраиваться, а изменения температуры будут регулироваться в соответствии с другими параметрам процесса. Температура средства для нагревания будет находиться в диапазоне от 20°С до 250°С, предпочтительно от 100°С до 250°С. Кроме того, давление в системе во время процесса и/или давление средства для закачивания будет устанавливаться и регулироваться в диапазоне, подходящем с точки зрения других условий и параметров процесса, а также в зависимости от заданного объема выхода горячей воды. В предпочтительном варианте осуществления способа по настоящему изобретению средство для нагревания нагревают до 250°С и регулируют так, чтобы достичь требуемой температуры 180°С и/или максимального давления от 5 бар (0,5 МПа) до 15 бар (1,5 МПа), предпочтительно - менее 13 бар (1,3 МПа).
В упомянутом способе средство для нагревания будет настроено так, чтобы достичь требуемой температуры, которая может изменяться, как описано выше. Преимущество предложенного способа заключается в том, что упомянутая требуемая температура будет достигнута за очень короткий промежуток времени. Соответственно, горячая вода преимущественно также будет доступна через очень короткий промежуток времени. Требуемая температура предпочтительно достигается за 0,5-5 с, предпочтительно - за 0,5-3 с, более предпочтительно - за 1-2 с.
Соответственно, горячая вода также готова к выпуску для использования через промежуток времени от 0,5 с до 5 с, предпочтительно - от 0,5 с до 3 с, более предпочтительно - от 1 с до 2 с.
Выпуск горячей воды может регулироваться любыми средствами, известными специалисту в этой области, и эти средства соответствуют конкретным настройкам и применениям аппарата. В предпочтительном способе выпуск горячей воды управляется выпускным клапаном.
В способе по настоящему изобретению жидкость, предпочтительно воду, закачивают внутрь вместилища или в камеру для воды, соединенную со средством для нагревания, или окружающую это средство для нагревания, или образующую часть этого средства для нагревания, или размещенную любым пригодным образом вместе с этим средством для нагревания. Вода будет закачиваться в таком объеме и/или под таким давлением, которые пригодны и будут регулироваться в соответствии с другими параметрами процесса. Для обеспечения непрерывной подачи горячей воды закачивание жидкости в упомянутую камеру для воды должно осуществляться в зависимости от выпуска горячей воды, включая, например, объем горячей воды, скорость и т.д. В предпочтительном способе средство для закачивания - после выпуска горячей воды - закачивает жидкость в упомянутое вместилище для воды средства для нагревания с заданной производительностью, которая регулируется в зависимости от температуры средства для нагревания.
В еще одном из аспектов способа по настоящему изобретению подача воды, подлежащей впуску в камеру для воды, и/или горячей воды, которая должна быть выпущена, будет регулироваться в соответствии с другими параметрами процесса, и предпочтительно подачу регулируют так, чтобы она находилась в диапазоне от 10 г/мин до 400 г/мин, предпочтительно - от 50 г/мин до 200 г/мин, более предпочтительно - 120 г/мин.
В еще одном из аспектов способа по настоящему изобретению устанавливают температуру, соответствующую требуемой температуре средства для нагревания, при этом требуемая температура может изменяться во время процесса получения горячей воды в зависимости от различных параметров и с учетом объема выпускаемой горячей воды. Предпочтительно, требуемую температуру в средстве для нагревания регулируют в диапазоне от 80°С до 250°С.
Одним из преимуществ предложенного способа является быстрая доступность горячей воды. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения горячая вода может выпускаться через менее чем 5 с, предпочтительно - через менее чем 3 с, более предпочтительно - через менее чем 1-2 с.
Аппарат и способ, описанные выше, могут использоваться и применяться в любом техническом, научно-исследовательском, промышленном, бытовом или любом другом применении, в котором требуется горячая вода.
Одним из возможных применений является применение аппарата для получения горячей воды и способа, которые описаны выше, в устройстве для раздачи горячей воды.
Такое устройство для раздачи горячей воды может быть использовано в любом применении, где требуется быстрое получение горячей воды, и быстрое обеспечение горячей водой представляет собой преимущество.
Другое возможное применение аппарата для получения горячей воды и способа, которые описаны выше, - применение в устройстве для приготовления горячих напитков, таких как чай, горячий шоколад или кофе, или таких блюд, как горячие супы быстрого приготовления и т.п.
Приведенные ниже примеры описывают предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения и не должны истолковываться как ограничивающие в каком-либо смысле настоящее изобретение. Специалистам в этой области техники следует принимать во внимание, что раскрытые в примерах признаки, все и любые из них, могут комбинироваться со всеми и любыми из признаков, описанных выше.
Примеры
Пример 1
В этом примере подробно описаны компоненты, которые могут быть использованы в устройстве по настоящему изобретению:
Насос:
Нагревательный элемент:
Вместилище:
Пример 2
В этом примере описано устройство по настоящему изобретению, шаги и последовательность шагов, выполняемых устройством в приведенном для примера режиме работы (Фиг. 2):
1. Горячая вода отсутствует:
Регулирование мощности нагревательного элемента (Фиг. 1:5) для регулирования температуры (Фиг. 1:6).
Соленоидный клапан закрыт (Фиг. 1:8).
2. Изменение от состояния "горячая вода отсутствует" до состояния "получение горячей воды":
Регулирование насоса (Фиг. 1:2).
Регулирование мощности нагревательного элемента (Фиг. 1:5).
Открывание соленоидного клапана (Фиг. 1:8).
3. Получение горячей воды:
Регулирование мощности нагревательного элемента (Фиг. 1:5).
Регулирование производительности насоса (Фиг. 1:2) для регулирования температуры (Фиг. 1:6) нагревательного элемента (Фиг. 1:5).
Соленоидный клапан открыт (Фиг. 1:8).
4. Изменение от состояния "получение горячей воды" до состояния "прекращение получения горячей воды":
Закрывание соленоидного клапана (Фиг. 1:8).
Регулирование мощности нагревательного элемента (Фиг. 1:5) для регулирования температуры (Фиг. 1:6).
Список обозначений
1. Резервуар для воды (подача жидкости для получения горячей воды)
2. Насос
3. Датчик вращения для насоса
4. Вода внутри вместилища / бака для кипячения
5. Средство для нагревания /нагревательный элемент
6. Измерительное средство для определения температуры нагревательного элемента
7. Вместилище / вместилище для воды аппарата для получения горячей воды / бак для кипячения
8. Датчик температуры
9. Электронный блок управления
10. Горячая вода
11. Управление мощностью нагревательного элемента
12. Регулирование насоса
13. Управление производительностью
14. Обратная связь датчика температуры с электронным блоком управления для регулирования температуры горячей воды на выходе
15. Вода
Группа изобретений относится к аппарату для быстрого получения горячей воды, способу быстрого получения горячей воды, устройству для кофемашины и устройству для раздачи горячей воды. Аппарат для быстрого получения горячей воды содержит средство для нагревания, которое представляет собой быстродействующий нагревательный элемент, средство для закачивания, средство управления, которое выполнено с возможностью управления средством для закачивания и средством для нагревания. Средство управления выполнено с возможностью изменения температуры средства для нагревания при изменении давления средства для закачивания. Максимальный объем воды, нагреваемой средством для нагревания, не превышает 20 мл. Упомянутые средство управления, средство для закачивания и средство для нагревания выполнены обеспечивающими возможность регулирования производительности средства для закачивания при выпускании горячей воды с учетом температуры быстродействующего нагревательного элемента, так чтобы поддерживать оптимальное соотношение между производительностью средства для закачивания и температурой быстродействующего нагревательного элемента, и обеспечивающими возможность, с использованием контура обратной связи, управления измеряемой температурой выпускаемой воды путем регулирования температуры нагревательного элемента. Средство для нагревания и средство управления выполнены обеспечивающими возможность настройки средства для нагревания на требуемую температуру. Упомянутый аппарат не имеет дополнительного вместилища для горячей воды. Технический результат - обеспечение наличия горячей воды за короткий промежуток времени с момента включения аппарата. 4 н. и 28 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.
1. Аппарат для быстрого получения горячей воды, содержащий:
(i) средство для нагревания, которое представляет собой быстродействующий нагревательный элемент, (ii) средство для закачивания, (iii) средство управления, которое выполнено с возможностью управления средством для закачивания и средством для нагревания, при этом средство управления выполнено с возможностью изменения температуры средства для нагревания при изменении давления средства для закачивания, при этом максимальный объем воды, нагреваемой средством для нагревания, не превышает 20 мл,
причем упомянутые средство управления, средство для закачивания и средство для нагревания выполнены обеспечивающими возможность регулирования производительности средства для закачивания при выпускании горячей воды с учетом температуры быстродействующего нагревательного элемента, так чтобы поддерживать оптимальное соотношение между производительностью средства для закачивания и температурой быстродействующего нагревательного элемента, и обеспечивающими возможность, с использованием контура обратной связи, управления измеряемой температурой выпускаемой воды путем регулирования температуры нагревательного элемента, причем средство для нагревания и средство управления выполнены обеспечивающими возможность настройки средства для нагревания на требуемую температуру, и при этом упомянутый аппарат не имеет дополнительного вместилища для горячей воды.
2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит резервуар для воды, датчик вращения для средства для закачивания, средство для измерения производительности средства для закачивания, средство для измерения температуры в средстве для нагревания, средство для измерения давления, вместилище для воды средства для нагревания, впускное отверстие для холодной воды и выпускное отверстие для горячей воды на средстве для нагревания и/или дополнительный водяной контур, проходящий через вместилище средства для нагревания.
3. Аппарат по п. 2, отличающийся тем, что средство для нагревания представляет собой быстродействующее средство для нагревания, имеющее вместилище для воды объемом от 5 мл, и/или
средство для нагревания и средство управления выполнены обеспечивающими возможность нагревания средства для нагревания до температуры от 20°С до 250°С, и/или
средство для нагревания и средство управления выполнены обеспечивающими возможность повышения температуры средства для нагревания до требуемой температуры за 0,5-5 с, и/или
средство для нагревания имеет мощность от 1300 Вт до 2500 Вт, и/или
расход горячей воды через выпускное отверстие для горячей воды на средстве для нагревания и/или давление являются регулируемыми.
4. Аппарат по п. 3, отличающийся тем, что быстродействующее средство для нагревания имеет вместилище для воды объемом от 10 мл.
5. Аппарат по п. 4, отличающийся тем, что быстродействующее средство для нагревания имеет вместилище для воды объемом 10 мл.
6. Аппарат по любому из пп. 3-5, отличающийся тем, что средство для нагревания и средство управления выполнены обеспечивающими возможность нагревания средства для нагревания до температуры от 80°С до 200°С.
7. Аппарат по любому из пп. 3-6, отличающийся тем, что средство для нагревания и средство управления выполнены обеспечивающими возможность повышения температуры средства для нагревания до требуемой температуры за 1-3 с.
8. Аппарат по любому из пп. 3-7, отличающийся тем, что средство для нагревания имеет мощность от 1400 Вт до 2000 Вт.
9. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что средство управления выполнено с возможностью обеспечения изменения и/или согласовывания температуры средства для нагревания, работы средства для закачивания, расхода горячей воды и/или давления горячей воды на выпускном отверстии.
10. Аппарат по п. 9, отличающийся тем, что средство управления выполнено с возможностью обеспечения изменения и/или согласовывания давления и/или производительности средства для закачивания.
11. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что средство управления выполнено с возможностью поддержания постоянной заранее заданной температуры в средстве для нагревания при увеличении производительности средства для закачивания.
12. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что средство для закачивания выполнено способным обеспечивать производительность от 0 г/мин до 400 г/мин.
13. Аппарат по п. 12, отличающийся тем, что средство для закачивания выполнено способным обеспечивать производительность от 50 г/мин до 200 г/мин.
14. Аппарат по п. 13, отличающийся тем, что средство для закачивания выполнено способным обеспечивать производительность 120 г/мин.
15. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что давление, создаваемое средством для закачивания, составляет от 0,5 МПа до 2 МПа.
16. Аппарат по п. 15, отличающийся тем, что давление, создаваемое средством для закачивания, составляет от 0,7 МПа до 1,5 МПа.
17. Аппарат по п. 16, отличающийся тем, что давление, создаваемое средством для закачивания, составляет 1 МПа.
18. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что вместилище средства для нагревания выполнено обеспечивающим возможность снижения температуры внутри него с помощью водяного контура.
19. Способ быстрого получения горячей воды, включающий такие шаги:
(i) закачивание жидкости внутрь вместилища для воды средства для нагревания, при этом максимальный объем воды в этом вместилище, нагреваемой нагревательным элементом, не превышает 20 мл,
(ii) регулирование температуры и давления в средстве для нагревания для достижения требуемой температуры и давления ниже максимального значения давления,
(iii) выпуск горячей воды из средства для нагревания через средство для выпуска, причем при выпускании горячей воды производительность средства для закачивания регулируют с учетом температуры быстродействующего нагревательного элемента так, чтобы поддерживать оптимальное соотношение между производительностью средства для закачивания и температурой быстродействующего нагревательного элемента, и измеряют температуру выпускаемой горячей воды, при этом контур обратной связи обеспечивает управление температурой выпускаемой воды путем регулирования температуры нагревательного элемента, причем средство для нагревания настраивают на требуемую температуру, причем в устройстве не используется дополнительное вместилище для горячей воды.
20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что средство для нагревания нагревают до температуры 250°С и регулируют так, чтобы достичь требуемой температуры 180°С и/или максимального давления от 0,5 МПа до 1,5 МПа.
21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что средство для нагревания регулируют так, чтобы достичь максимального давления менее 1,3 МПа.
22. Способ по любому из пп. 19-21, отличающийся тем, что требуемую температуру достигают за 0,5-5 с.
23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что требуемую температуру достигают за 0,5-3 с.
24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что требуемую температуру достигают за 1-2 с.
25. Способ по любому из пп. 19-24, отличающийся тем, что упомянутую производительность регулируют так, чтобы она находилась в диапазоне от 10 г/мин до 400 г/мин, и/или
в котором заданную температуру в средстве для нагревания регулируют в диапазоне от 80°С до 250°С.
26. Способ по п. 25, отличающийся тем, что упомянутую производительность регулируют так, чтобы она находилась в диапазоне от 50 г/мин до 200 г/мин.
27. Способ по п. 26, отличающийся тем, что упомянутую производительность регулируют так, чтобы она составляла 120 г/мин.
28. Способ по любому из пп. 19-27, отличающийся тем, что горячую воду выпускают через менее чем 5 с.
29. Способ по п. 28, отличающийся тем, что горячую воду выпускают через менее чем 3 с.
30. Способ по п. 29, отличающийся тем, что горячую воду выпускают через менее чем 1-2 с.
31. Устройство для кофемашины, содержащее аппарат по п. 1.
32. Устройство для раздачи горячей воды, содержащее аппарат по п. 1.
| US 2008041231 A1, 21.02.2008 | |||
| US 2006096465 A1, 11.05.2006 | |||
| УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ВКУСАМИ | 2011 |
|
RU2560251C2 |
| CN 102225007 A, 26.10.2011 | |||
| US 2010221394 A1, 02.09.2010 | |||
| WO 2014114935 A1, 31.07.2014 | |||
| US 2007151457 A1, 05.07.2007. | |||
