Устройство для нагревания жидкости

Устройство для нагревания жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству для нагревания жидкости для машины для приготовления горячих напитков, такой как, например, кофе-машина для приготовления кофе и/или кофе-эспрессо. Настоящее изобретение дополнительно относится к машине для приготовления горячих напитков, содержащей указанное устройство для нагревания жидкости, в частности к кофе-машине для приготовления кофе и/или кофе-эспрессо. Предпочтительно представленное устройство для нагревания жидкости может быть применено в однопорционных автоматических, полуавтоматических или ручных машинах для приготовления кофе и/или кофе-эспрессо. Представленное устройство для нагревания жидкости, однако, не ограничивается использованием в указанном оборудовании.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Одна из основных проблем в машинах для приготовления горячих напитков, таких как однопорционные машины для приготовления кофе и машины для кофе-эспрессо, состоит в вырабатывании горячей воды энергоэффективным способом при обеспечении достаточно высокого расхода. Для варки кофе или кофе-эспрессо необходима температура варки примерно 90-95°C. С учетом того факта, что в качестве входной жидкости обычно используется водопроводная вода, указанное устройство для нагревания жидкости в машине для приготовления кофе или кофе-эспрессо обычно должно нагреть воду от температуры на входе, равной примерно 15-20°C, до температуры на выходе, равной примерно 90-95°C.

[0003] Известны системы для нагрева жидкости двух различных типов для таких машин для приготовления горячих напитков. В машине с системой первого типа вода нагревается посредством бойлера. В машине с системой второго типа используются один или более проточных нагревателей или термоблоков. Машины, в которых используются бойлеры, являются наиболее подходящими для высоких расходов при низких давлениях и особенно подходят для приготовления "обычного" кофейного напитка, порция которого, как правило, имеет объем примерно 120 мл. С другой стороны, машины, в которых используются проточные нагреватели, являются самыми подходящими для пониженных расходов при высоком давлении и, в частности, являются подходящими для приготовления кофе-эспрессо, порция которого обычно имеет объем примерно 40-60 мл.

[0004] Возникают значительные сложности, если одно и то же устройство для нагревания жидкости должно использоваться в комбинированной машине, которая позволяет вырабатывать "обычные" кофейные напитки, а также кофе-эспрессо. Для "обычных" кофейных напитков должен быть обеспечен высокий расход и при низких давлениях, в то время как сравнительно низкий расход и высокое давление являются необходимыми для вырабатывания пенки, которая высоко ценится у кофе-эспрессо. Таким образом, ни известный бойлер, ни известная технология проточного нагревания по всей видимости не являются подходящими для использования в такой комбинированной машине для приготовления кофе и кофе-эспрессо.

[0005] Дополнительное различие между известными способами нагревания двух указанных типов состоит в их различных уровнях энергопотребления. В то время как бойлерные системы нагрева обычно имеют уровни мощности, составляющие примерно 1450 Вт, современные термоблоки по причине присущего им ограниченного расхода должны работать на уровнях мощности 2100 Вт для вырабатывания необходимых расходов, равных примерно 5-6 мл/сек, в частности 5,6 мл/сек. Даже при том, что термоблоки в целом являются предпочтительными благодаря своей способности работать при повышенном давлении воды, по причине вышеуказанных уровней мощности термоблоки не являются подходящими для использования в странах с низким напряжением электросети, таких как Бразилия и США.

[0006] С другой стороны, простое использование бойлерной установки высокого давления также не рекомендуется для массово выпускаемой продукции, поскольку такие бойлерные установки высокого давления являются весьма сложными и дорогими в изготовлении. Кроме этого, к безопасности таких установок предъявляются очень высокие требования, которые могут быть сравнительно легко удовлетворены при использовании проточных нагревателей вместо бойлерных установок высокого давления.

[0007] В EP 2 481 329 A1 описана попытка выработки высоких расходов посредством обычного проточного нагревателя. Для преодоления присущего проточному нагревателю ограничения расхода в EP 2 481 329 A1 предложено предварительное нагревание резервуара воды проточным нагревателем заранее таким образом, что вода на входе резервуара предварительно нагревается до температуры примерно 40°C. Когда должен быть приготовлен кофейный напиток, вода должна нагреваться, "только" начиная с 40°C до температуры выдачи, равной примерно 90-95°C. Это обеспечивает возможность сокращения времени, затраченного на нагревание воды до температуры выдачи по требованию. Однако постоянное нагревание резервуара с водой до температуры 40°C также, по всей видимости, является весьма неэффективным с точки зрения энергозатрат, особенно если горячая вода необходима только изредка, например, если кофе-машина используется только один или два раза в час. Эта система особенно неэффективна, если пользователь варит только небольшие объемы кофе, например, 1 или 2 чашки, в то время как предварительно нагреваться должен полный объем резервуара с водой.

Таким образом, существует потребность в усовершенствовании.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] Задача настоящего изобретения состоит в обеспечении альтернативного устройства для нагревания жидкости для машины для приготовления горячих напитков, которая обеспечивает возможность осуществлять подачу горячей жидкости с высоким уровнем расхода жидкости и, в случае необходимости, также под высоким давлением, причем указанное устройство для нагревания жидкости может эксплуатироваться при сравнительно низком уровне мощности.

[0009] Согласно первому аспекту настоящего изобретения эта задача решена устройством для нагревания жидкости для машины для приготовления горячих напитков, содержащим:

проточный нагреватель;

первый резервуар для приема предназначенной для нагревания жидкости;

второй резервуар для временного хранения предварительно нагретой жидкости;

выходное отверстие для жидкости для выпуска нагретой жидкости и

переключающий блок, выполненный с возможностью переключения цикла потока жидкости устройства для нагревания жидкости между циклом предварительного нагревания, в котором жидкость протекает из первого резервуара сквозь проточный нагреватель во второй резервуар для временного хранения предварительно нагретой жидкости во втором резервуаре, и циклом окончательного нагревания, в котором предварительно нагретая жидкость протекает из второго резервуара сквозь проточный нагреватель к выходному отверстию для жидкости.

[0010] Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения предложена машина для приготовления горячих напитков, которая содержит устройство вышеуказанного типа для нагревания жидкости.

[0011] Предпочтительные варианты реализации изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах формулы изобретения. Следует понимать, что заявленная машина для приготовления горячих напитков имеет подобные и/или идентичные предпочтительные варианты реализации, как и заявленное устройство для нагревания жидкости, как определено в зависимых пунктах формулы изобретения.

[0012] Как пояснено выше, расход проточного нагревателя в основном зависит от увеличения температуры жидкости, которое должно быть достигнуто, и уровня мощности, при которой работает проточный нагреватель. Идея настоящего изобретения состоит в использовании двух отдельных циклов нагревания: первый цикл нагревания для предварительного нагревания жидкости (называемый циклом предварительного нагревания), и второй цикл, в котором предварительно нагретую жидкость окончательно нагревают до необходимой конечной температуры (называемый циклом окончательного нагревания).

[0013] В отличие от системы, предложенной в EP 2 481 329 A1, это осуществлено не предварительным нагреванием всего резервуара для жидкости, что является достаточно неэффективным с точки зрения энергопотребления, а путем предварительного нагревания только части жидкости из основного резервуара (обозначенного как первый резервуар) и временного хранения этой части жидкости во втором резервуаре (обозначенном как второй резервуар). Представленное устройство для нагревания жидкости к тому же содержит переключающий блок, который обеспечивает возможность переключения потоков в устройстве для нагревания жидкости между двумя различными циклами нагревания.

[0014] В цикле предварительного нагревания части жидкости, хранящейся в первом резервуаре, извлекаются предпочтительно посредством насоса и перекачиваются сквозь проточный нагреватель во второй резервуар, который служит временным хранилищем. В этом цикле предварительного нагревания часть жидкости, которая извлечена из первого резервуара, предварительно нагревается предпочтительно до температуры примерно 35-40°C и затем временно хранится во втором резервуаре. В цикле окончательного нагревания предварительно нагретая жидкость может быть затем извлечена из второго резервуара для ее окончательного нагревания до необходимой конечной температуры посредством проточного нагревателя, после чего она подается к выходному отверстию для жидкости. Это выходное отверстие для жидкости может сообщаться по текучей среде с варочной камерой машины для приготовления кофе и/или кофе-эспрессо, в которой происходит окончательная варка кофе и/или кофе-эспрессо.

[0015] Таким образом, в устройстве для нагревания жидкости согласно настоящему изобретению используется двухступенчатая система нагрева жидкости. Такой подход имеет следующее существенное преимущество:

[0016] Предварительное нагревание воды до примерно 35-40°C может быть осуществлено на первом этапе нагревания (в цикле предварительного нагревания) при довольно высоком уровне расхода с низким энергопотреблением. Если затем жидкость нагревают до ее конечной температуры (примерно 90-95°C) во втором этапе нагревания (в цикле окончательного нагревания), при необходимом уровне расхода, равном примерно 5-6 мл/сек, потребляется намного меньше энергии по сравнению с ситуациями, в которых жидкость нагревают в единственном цикле нагревания от 15-20°C непосредственно до 90-95°C. Такой подход обеспечивает возможность использования проточных нагревателей, которые работают при пониженных уровнях мощности предпочтительно около 1400 Вт.

[0017] В отличие от проточного нагревательного устройства согласно EP 2 481 329 A1, в котором также используется, так сказать, принцип двухступенчатого нагревания, постоянно предварительно нагревается не весь основной резервуар (в настоящей заявке обозначенный как первый резервуар), а предварительно нагревается только небольшое количество жидкости, которое временно хранится во втором отдельном резервуаре. Практически целесообразно предварительно нагревать только типичный объем жидкости, достаточный для одной чашки горячего напитка, например, 40 мл для кофе-эспрессо или 120 мл для "обычного" кофе. Остальная часть жидкости может оставаться не нагретой в первом резервуаре.

[0018] Перед началом работы устройства для нагревания жидкости все предназначенное для нагревания количество жидкости принимается в первый резервуар, в то время как второй резервуар остается пустым. Поскольку в целом предусмотрено предварительное хранение некоторого количества предварительно нагретой жидкости, например, достаточной для чашки кофе или чая, по умолчанию во втором резервуаре (независимо от пользователя, заказывающего горячий напиток), согласно настоящему изобретению предпочтительно, чтобы первый цикл нагревания (цикл предварительного нагревания) зависел от требования пользователя, т.е. инициировался при выборе пользователем определенного типа горячего напитка.

[0019] Согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения переключающий блок содержит управляющее устройство, выполненное с возможностью переключения между циклом предварительного нагревания и циклом окончательного нагревания в зависимости от предварительно заданного количества жидкости, которое выпущено из первого резервуара.

[0020] Это означает, что управляющее устройство переключается от цикла предварительного нагревания к циклу окончательного нагревания, как только количество жидкости, выпущенное из первого резервуара, достигает количества жидкости, необходимого для горячего напитка, выбранного пользователем. Иными словами, предварительно нагревается только то количество жидкости, которое необходимо для выбранного горячего напитка, в то время как остальная часть жидкости может оставаться не нагретой в первом резервуаре. Таким образом, дополнительная энергия не расходуется для нагревания остального количества жидкости, которое в текущей ситуации не должно нагреваться. Следовательно, второй резервуар согласно этому варианту реализации заполняется только по запросу и вновь опустошается, как только достаточное количество жидкости было предварительно нагрето для выбранного горячего напитка.

[0021] Как пояснено выше, управляющее устройство переключающего блока переключается от цикла предварительного нагревания к циклу окончательного нагревания, как только количество жидкости, выпущенное из первого резервуара, достигает определенного порога (обозначенного как предварительно заданное количество жидкости). Это количество жидкости, выпущенное из первого резервуара, может быть измерено несколькими способами.

[0022] Согласно одному варианту реализации устройство для нагревания жидкости дополнительно содержит расходомер для измерения расхода жидкости, выпущенной из первого резервуара, и для вычисления общего количества выпущенной из него жидкости, причем управляющее устройство выполнено с возможностью переключения между циклом предварительного нагревания и циклом окончательного нагревания при достижении вычисленным общим количеством выпущенной жидкости предварительно заданного количества жидкости.

[0023] Согласно альтернативному варианту реализации устройство для нагревания жидкости может содержать датчик уровня текучей среды для измерения уровня текучей среды во втором резервуаре, причем управляющее устройство выполнено с возможностью переключения между циклом предварительного нагревания и циклом окончательного нагревания при достижении уровнем текучей среды во втором резервуаре предварительно заданного количества жидкости.

[0024] Согласно первой указанной альтернативе количество жидкости, выпущенное из первого резервуара, вычисляют интегрированием измеренного расхода жидкости по времени. Это может быть осуществлено очень точным образом. Согласно второй указанной альтернативе количество жидкости, выпущенное из первого резервуара, измеряется только косвенно путем проверки количества жидкости, которое достигает второго резервуара. Вторая альтернатива имеет то преимущество, что уровень текучей среды во втором резервуаре может быть измерен довольно простым способом посредством, например, электрического или механического датчика.

[0025] Следует отметить, что обе альтернативы также могут быть объединены, т.е. могут быть использованы расходомер для измерения расхода жидкости, извлеченной из первого резервуара, а также датчик уровня текучей среды для измерения уровня текучей среды во втором резервуаре. В этом случае значения, измеренные расходомером, даже могут сравниваться со значениями, измеренными датчиком уровня потока, так что можно отследить, имеется ли различие между количеством жидкости, которое покидает первый резервуар, и количеством жидкости, которое достигает второго резервуара после цикла предварительного нагревания. Это может облегчить обнаружение любых протечек в системе.

[0026] Тем не менее согласно вышеуказанным вариантам реализации вычисленное количество жидкости, выпущенное из первого резервуара, и/или уровень текучей среды во втором резервуаре могут быть использованы для запуска управляющего устройства для переключения от цикла предварительного нагревания к циклу окончательного нагревания, как только будет предварительно нагрето достаточное количество жидкости.

[0027] Согласно дополнительному варианту реализации устройство для нагревания жидкости может содержать интерфейс данных для приема предварительно заданного количества жидкости, которое представляет собой количество жидкости, необходимое для горячего напитка, выбранного пользователем, причем указанный интерфейс данных соединен с управляющим устройством.

[0028] Если пользователь выбирает горячий напиток некоторого типа, интерфейс данных может таким образом принять информацию о количестве жидкости, которое необходимо для выбранного горячего напитка, и может передать эту информацию управляющему устройству, которое затем инициирует цикл предварительного нагревания путем переключения переключающего блока в первое положение, и переключает переключающий блок во второе положение, как только заданное количество жидкости, необходимое для выбранного горячего напитка, будет выпущено из первого резервуара, предварительно нагрето и передано во второй резервуар, так что предварительно нагретая жидкость после этого может быть нагрета во втором цикле нагревания до необходимой конечной температуры.

[0029] Количество жидкости, необходимое для выбранного горячего напитка, может быть определено различными способами. Машина для приготовления горячих напитков может содержать несколько кнопок, причем каждая кнопка обеспечивает возможность выбора различных рецептов, например, первая кнопка может быть использована для "обычного" кофе, и вторая кнопка может быть использована для кофе-эспрессо. В этом случае сам рецепт (т.е. данные о количестве жидкости, необходимом для "обычного" кофе или кофе-эспрессо) может быть сохранен в системе в небольшом запоминающей устройстве. В случае, если пользователь, например выбирает кофе-эспрессо, управляющее устройство может принять информацию о том, что требуется порция кофе-эспрессо объемом 40 мл, так что управляющее устройство затем управляет переключающим блоком для запуска цикла предварительного нагревания, пока 40 мл не будут предварительно нагреты и перемещены во второй резервуар, после чего переключает переключающий блок в его второе положение для запуска второго цикла для нагревания предварительно нагретых 40 мл жидкости до необходимой конечной температуры.

[0030] С другой стороны, также может быть предусмотрено, что пользователь может вручную задать необходимое количество нагретой жидкости, которая должна быть использована для приготовления выбранного горячего напитка. В этом случае управляющее устройство переключает переключающий блок из первого положения во второе положение, как только будет предварительно нагрето количество жидкости, вручную выбранное пользователем.

[0031] Переключение между циклом предварительного нагревания и циклом окончательного нагревания может быть осуществлено в переключающем блоке различными техническими способами.

[0032] Согласно одному варианту реализации переключающий блок содержит один или более переключающих клапанов и управляющее устройство, которое выполнено с возможностью переключения положения одного или более переключающих клапанов между первым положением клапана и вторым положением клапана для переключения цикла потока жидкости в устройстве для нагревания жидкости между циклом предварительного нагревания и циклом окончательного нагревания.

[0033] В этом случае переключающий блок соединен с проточным нагревателем, первым резервуаром, вторым резервуаром и выходным отверстием для жидкости. Указанный один или более переключающих клапанов выполнены с возможностью выборочного соединения проточного нагревателя с первым резервуаром, вторым резервуаром и/или выходным отверстием для жидкости. В цикле предварительного нагревания проточный нагреватель сообщается по текучей среде посредством переключающего блока (посредством одного или более клапанов переключающего блока) на его впускной стороне с первым резервуаром и на его выпускной стороне - со вторым резервуаром. В цикле окончательного нагревания проточный нагреватель сообщается по текучей среде посредством переключающего блока (посредством одного или более клапанов переключающего блока) на его впускной стороне со вторым резервуаром, а на его выпускной стороне - с выходным отверстием для жидкости.

[0034] Согласно дополнительному варианту реализации переключающий блок содержит только одиночный переключающий клапан, который соединен с проточным нагревателем, первым резервуаром, вторым резервуаром и выходным отверстием для жидкости. Одиночный переключающий клапан имеет то преимущество, что занимает меньше пространства, чем множество клапанов. Кроме того, длительность переключения может быть сокращена для управления одиночным переключающим клапаном.

[0035] В частности предпочтительно указанный одиночный переключающий клапан реализован в виде электрического переключающего клапана, содержащего управляющее устройство. В отличие от механических переключающих клапанов такие электрические переключающие клапаны обеспечивают возможность изменения положения клапана значительно быстрее, и к тому же они могут быть легко откалиброваны. Управляющее устройство в этом случае может быть встроенным в электрический клапан таким образом, что отсутствует необходимость в отдельном блоке.

[0036] Согласно другому варианту реализации управляющее устройство выполнено с возможностью переключения положения одного или более переключающих клапанов также в третье положение, в котором предварительно нагретая жидкость может протекать из второго резервуара сквозь проточный нагреватель обратно во второй резервуар.

[0037] Таким образом, предварительное нагревание может иметь место на нескольких этапах при неоднократной перекачке жидкости сквозь проточный нагреватель. Практически это может работать следующим образом:

На первом этапе управляющее устройство переключающего блока переключает один или более переключающих клапанов в первое положение, в котором жидкость извлекается из первого резервуара, предварительно нагревается при протекании сквозь проточный нагреватель и затем временно хранится во втором резервуаре. После этого управляющее устройство переключает один или более переключающих клапанов в третье положение для перекачивания временно сохраненной предварительно нагретой жидкости из второго резервуара сквозь проточный нагреватель во второй раз снова обратно во второй резервуар. Этот третий цикл нагревания может повторяться, пока жидкость не будет нагрета до необходимой температуры предварительного нагревания. Как только данная температура предварительного нагревания будет достигнута, управляющее устройство переключающего блока может переключить один или более переключающих клапанов в их второе положение для извлечения предварительно нагретой воды из второго резервуара, перекачивания ее сквозь проточный нагреватель для ее нагревания до необходимой конечной температуры варки, и затем передать ее к выходному отверстию для жидкости, из которого она может протекать в варочную камеру. В отличие от вышеуказанных вариантов реализации, жидкость в этом случае проходит через цикл предварительного нагревания не только один раз, а несколько раз, прежде чем предварительно нагретая жидкость будет наконец нагрета во втором цикле нагревания до необходимой конечной температуры.

[0038] Если жидкость проходит цикл предварительного нагревания больше чем один раз, жидкость может быть предварительно нагрета даже больше, например, до температур выше 45°C, прежде чем будет сохранена во втором резервуаре. В идеальном случае увеличение температуры с каждым циклом (включая конечный цикл нагревания) минимизируется для обеспечения возможности использования маломощного проточного нагревателя. Потребление энергии системой остается тем же самым, поскольку то же самое количество жидкости нагревается до той же самой конечной температуры, как и в предыдущем варианте реализации. Однако мощность термоблока может быть уменьшена, поскольку каждый цикл нагревания требует для работы уменьшенной мощности.

[0039] Вместо использования клапанов, как указано выше, технический принцип настоящего изобретения также может быть реализован, если переключающий блок содержит по меньшей мере два насоса, которые могут управляться выборочно.

[0040] Согласно одному из вариантов реализации переключающий блок содержит:

первый насос, который на своей впускной стороне сообщается по текучей среде с первым резервуаром, а на своей выпускной стороне сообщается по текучей среде с проточным нагревателем;

второй насос, который на своей впускной стороне сообщается по текучей среде со вторым резервуаром, а на своей выпускной стороне сообщается по текучей среде с проточным нагревателем; и

управляющее устройство, которое выполнено с возможностью выборочного запуска первого насоса или второго насоса для переключения цикла потока жидкости устройства для нагревания жидкости между циклом предварительного нагревания и циклом окончательного нагревания.

[0041] Для инициирования цикла предварительного нагревания первый насос будет включен до тех пор, пока заданное количество жидкости не будет извлечено из первого резервуара (посредством первого насоса), предварительно нагрето в проточном нагревателе и передано во второй резервуар. Затем первый насос будет выключен, и будет включен второй насос. Это инициирует цикл окончательного нагревания, в котором предварительно нагретая жидкость извлекается из второго резервуара (посредством второго насоса), нагревается до окончательной температуры в проточном нагревателе и, наконец, передается к выходному отверстию для жидкости. Переключением между двумя насосами управляет управляющее устройство переключающего блока.

[0042] Согласно последнему указанному варианту реализации предпочтительно выпускная сторона первого насоса сообщается по текучей среде с первым входным отверстием проточного нагревателя, а выпускная сторона второго насоса сообщается по текучей среде со вторым входным отверстием проточного нагревателя, которое отличается от первого входного отверстия. Таким образом, жидкость в цикле предварительного нагревания протекает через первую часть проточного нагревателя, в то время как в цикле окончательного нагревания жидкость протекает сквозь вторую часть проточного нагревателя, которая отличается от первой части и не зависит от нее. Первая часть проточного нагревателя, например, может содержать более короткий нагревательный канал, чем вторая часть проточного нагревателя, так что жидкость нагревается до большей степени в цикле окончательного нагревания, чем в цикле предварительного нагревания. Однако первая часть проточного нагревателя также может иметь более низкую температуру нагрева, чем вторая часть. Кроме того, предусмотрено, что каналы в первой части проточного нагревателя в большей степени изолированы от нагревательной катушки проточного нагревателя, чем каналы во второй части проточного нагревателя.

[0043] Подобно вышеописанному варианту реализации, в котором используется переключающий блок с одним или более различными переключающими клапанами, в последнем указанном варианте реализации, имеющем два насоса, также используется предпочтительно один и тот же проточный нагреватель для цикла предварительного нагревания, а также для цикла окончательного нагревания. Единственное различие состоит в том, что предварительное нагревание, разделенное на различные этапы, как указано выше (посредством третьего положения клапана), невозможно в варианте реализации, в котором используются два насоса.

[0044] Согласно другому варианту реализации проточный нагреватель содержит термоблок. Помимо вышеуказанного преимущества, состоящего в способности выдерживать высокие давления воды, такие термоблоки готовы к работе после очень короткого периода разогрева.

[0045] Размер второго резервуара согласно настоящему изобретению предпочтительно выбран меньшим, чем размер первого резервуара. Для предотвращения перелива из второго резервуара, например, по причине неправильной работы системы, согласно другому варианту реализации предпочтительно второй резервуар содержит переливное отверстие, которое сообщается по текучей среде с первым резервуаром. Таким образом нарастание давления во втором резервуаре или перелив фактически могут быть предотвращены. Если по какой-либо причине предварительно подогревается слишком большое количество жидкости и передается во второй резервуар, лишняя предварительно нагретая жидкость может протекать через переливное отверстие обратно в первый резервуар.

[0046] Согласно другому варианту реализации представленное устройство для нагревания жидкости может дополнительно содержать второй нагревательный элемент для предварительного нагревания жидкости в первом резервуаре. В этом случае устройство для нагревания жидкости не только может содержать проточный нагреватель, но также и второй нагревательный элемент, который может нагревать жидкость в первом резервуаре на постоянной основе, изменяемым во времени способом или по требованию. Если жидкость в первом резервуаре уже предварительно нагрета, вышеуказанные различные циклы нагревания могут проходить еще быстрее, так что общий расход жидкости, поданной к выходному отверстию для жидкости, может быть дополнительно увеличен.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0047] Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны из подробного описания и пояснены со ссылкой на вариант (варианты) реализации, описанные ниже. На сопроводительных чертежах:

[0048] ФИГ. 1 показывает первый вариант реализации устройства для нагревания жидкости согласно настоящему изобретению;

[0049] ФИГ. 2 показывает второй вариант реализации устройства для нагревания жидкости согласно настоящему изобретению;

[0050] ФИГ. 3 показывает третий вариант реализации устройства для нагревания жидкости согласно настоящему изобретению; и

[0051] ФИГ. 4 показывает четвертый вариант реализации устройства для нагревания жидкости согласно настоящему изобретению.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0052] ФИГ. 1 показывает первый вариант реализации устройства для нагревания жидкости согласно настоящему изобретению. Устройство для нагревания жидкости в целом обозначено номером позиции 10. Устройство 10 для нагревания жидкости предпочтительно используется для нагревания жидкости в машине для приготовления горячих напитков, таких как машина для приготовления кофе, кофе-эспрессо и/или чая. Устройство 10 для нагревания жидкости может быть узлом такой машины и предпочтительно встроено во внутреннюю часть машины.

[0053] Устройство 10 для нагревания жидкости содержит два отдельных бака или резервуара для жидкости: первый резервуар 12 и второй резервуар 14. Кроме того, устройство 10 содержит насос 16, проточный нагреватель 18, переключающий блок 20 и выходное отверстие 22 для жидкости.

[0054] Первый резервуар 12, второй резервуар 14, проточный нагреватель 18 и выходное отверстие 22 для жидкости могут быть выборочно соединены друг с другом посредством переключающего блока 20. Согласно первому варианту реализации переключающий блок 20 содержит множество входных отверстий и множество выходных отверстий. В данном случае переключающий блок 20 содержит три входных отверстия I1-I3 и три выходных отверстия O1-O3. Первое входное отверстие I1 переключающего блока 20 сообщается по текучей среде с выходным отверстием O12 первого резервуара 12. Второе входное отверстие I2 переключающего блока 20 сообщается по текучей среде с выходным отверстием O14 второго резервуара 14. Третье входное отверстие I3 переключающего блока 20 сообщается по текучей среде с выходным отверстием O18 проточного нагревателя 18. Первое выходное отверстие O1 переключающего блока 20 сообщается по текучей среде посредством насоса 16 с входным отверстием I18 проточного нагревателя 18. Второе выходное отверстие O2 переключающего блока 20 сообщается по текучей среде с входным отверстием I14 второго резервуара 14. Третье выходное отверстие O3 переключающего блока 20 сообщается по текучей среде с выходным отверстием 22 для жидкости.

[0055] Основная функция переключающего блока 20 состоит в выборочном соединении первого резервуара 12, второго резервуара 14 и/или выходное отверстия 22 с проточным нагревателем 18. Это может быть выполнено путем выборочного соединения друг с другом различных входных отверстий I1-I3 с различными выходными отверстиями O1-O3 внутри переключающего блока 20. Такой подход обеспечивает возможность формирования различных потоков жидкости или циклов нагревания в системе 10.

[0056] Согласно настоящему изобретению предназначенная для нагревания жидкость 24 предпочтительно нагревается в двух отдельных циклах. В первом цикле, который схематично показан на ФИГ. 1A, жидкость 24 предварительно нагревают до промежуточной температуры, предпочтительно равной примерно 35-40°C. Этот первый цикл ниже также далее называется как цикл предварительного нагревания. Во втором цикле, который схематично показан на ФИГ. 1B, предварительно нагретую жидкость 24' нагревают до необходимой конечной температуры, равной примерно 90-95°C. Этот второй цикл ниже называется также как цикл окончательного нагревания или цикл варки.

[0057] Согласно первому варианту реализации, показанному на ФИГ. 1, переключающий блок 20 может переключаться между этими двумя циклами посредством множества клапанов 26.1-26.4.

[0058] При запуске машины для приготовления горячих напитков, в которую встроено устройство 10 для нагревания жидкости, обычно имеет место ситуация, показанная на ФИГ. 1A. Предназначенная для нагревания жидкость 24 поступает в первый резервуар 12 или заполняет его. Этот первый резервуар 12 является основным резервуаром для жидкости. В машинах для приготовления кофе, кофе-эспрессо или чая в качестве жидкости 24 обычно используют воду. Второй резервуар 14 на данном этапе является пустым. Проточный нагреватель 18 нагревают для готовности к использованию. При выполнении всех указанных требований может быть начат цикл предварительного нагревания, показанный на ФИГ. 1A. Затем насос 16 перекачивает некоторое количество жидкости 24 из первого резервуара 12. Клапан 26.1 для этого находится в открытом положении. Извлеченное количество жидкости 24 протекает из выходного отверстия O12 первого резервуара 12 к входному отверстию I1 переключающего блока 20, через клапан 26.1 к выходному отверстию O1 переключающего блока 20 и посредством насоса 16 к входному отверстию I18 проточного нагревателя 18. Затем это количество жидкости 24 предварительно нагревают путем пропускания через проточный нагреватель 18. Предварительно нагретая жидкость 24' вытекает из проточного нагревателя 18 через выходное отверстие O18, протекает к входному отверстию I3 переключающего блока 20 через клапан 26.3 к выходному отверстию O2 переключающего блока 20 и наконец достигает входного отверстия I14 второго резервуара 14. Затем предварительно нагретая жидкость 24' временно сохраняется во втором резервуаре 14. Следует отметить, что только определенное количество жидкости 24 предварительно нагревается и затем сохраняется во втором резервуаре 14. Это количество предварительно нагретой жидкости 24' предпочтительно является достаточным для одной чашки горячей жидкости, которая должна быть выработана машиной для приготовления горячих напитков. Это означает, что оно составляет, например, величину 40-60 мл для кофе-эспрессо, величину 100-140 мл для "обычного" кофе или например, до 200 мл для чая. Таким образом, второй резервуар 14 может иметь сравнительно меньший объем по сравнению с первым резервуаром 12.

[0059] В общем случае может быть предусмотрено, чтобы в запасе имелось предварительно заданное количество предварительно нагретой жидкости 24. Однако предпочтительно вышеуказанный цикл предвари