CN102595985A - 加热器 - Google Patents

Abstract

一种用于加热液体至沸腾的加热器，包括加热元件(48；106)，由所述加热元件(48；106)加热的第一加热区(18，20；100)，用于将通过其流动的液体加热至低于沸腾点的温度，以及第二加热区(22；102)，用于将所述液体加热至沸腾。该第二区允许蒸汽与被加热的水分开地从那里离开。

Description

加热器

技术领域

本发明涉及用于加热例如水的液体，尤其是使例如水的液体沸腾的加热器。

背景技术

已知为家用消费提供热的或沸腾的水的多种方法。传统地，电壶或罐用于使一定量的水沸腾，例如用于制作热饮料。

最近，已有允许非常迅速地提供少量热水的产品上市。它们并非均匀地加热水体，而是基于流加热器，该流加热器在水通过一侧上带有厚膜印刷元件的狭窄通路时加热这些水。然而这种技术具有显著的缺点，其中最重要的是它们不能用于如下文所解释的那样使水沸腾。

在使常规的壶中的水沸腾的过程中，水的主体处于大致相同的温度，其在加热进行时逐渐上升。仅靠近被加热表面的边界层显著较热。热量通过传导从被加热的表面传递至边界层，并且至少最初通过对流从边界层传递至主体。在具有高表面温度的加热器中，边界层中的水能够达到100℃并沸腾，而主体的水相对冷。蒸汽气泡由于与较冷的主体的水接触而开始冷凝并塌陷。

随着加热的继续，比周围的水轻的蒸汽气泡从加热器表面上升。随着气泡上升，它们将热量传导至周围较冷的水，并且所造成的冷凝最终导致该气泡塌陷。然而，随着水的主体接近沸腾温度，其不再导致上升的气泡的完全冷凝，并且它们上升至表面并自由破裂，这一般认为是指示水在沸腾。在实践中，在这个阶段，主体的水的温度并非真正在100℃。常规地，家用壶或罐会维持几秒钟的“滚沸(rolling boil)”，这使得主体的水液体能够均匀地达到非常靠近100℃的温度，但是其永远不会真正为100℃，此外，实际的沸腾点取决于其他因素，如大气压力和水中溶解的物质的存在。

相比之下，流加热器具有能够根据要求加热水，以及仅在只要必要时操作以传送所要求的量的水的益处。然而，消费者期望显现为几乎是瞬间的——当然不大于几秒钟的启动时间。鉴于小的家用产品，功率的量由可从墙上的插座获得的功率(通常1500W至3000W)确定，并且不能增大。在稳定的状态的条件下，根据热力学基本规律，水的流量将与加热器的输出功率相匹配(对于3kW的加热器，大约0.5升/分钟直至1升/分钟的流量会提供温度范围为从邻近沸腾向下至大约65℃的水)。加热器的类型以及热交换机制几乎没有影响。

当设计具有非常迅速的启动的流加热器时，将加热器本身的热质量以及其需要加热至的温度最小化是重要的。将水和加热器之间的接触面积最大化也是重要的。在近来的现有技术中，这些要求已通过使用经由中间电绝缘层结合至不锈钢热交换器的厚膜加热器而解决。该热交换器设计有朝向加热器的复杂的腔体，以将接触面积最大化。然而，申请人意识到必须注意水流在加热器表面上的配给。如果允许与表面接触的水的任何部分停滞，其会迅速沸腾，产生蒸汽包。蒸汽包不会再向元件表面提供冷却。此现象的效果是表面的快速局部加热，以及常常为加热器轨道和加热器基片表面之间的绝缘的失效。因此，为了避免此现象，将水约束为在蜿蜒的狭窄通道中流动以避免停滞点。

申请人还意识到，随着狭窄水通道的使用出现了另一个问题。当水接近加热器的端部时，其会处于最热——通常85℃。水通道尽管小，仍然包括边界层和主体水通道；边界层中的水会经常沸腾，产生蒸汽气泡。在此构造中，出现在该非常小的通道中的蒸汽气泡不能通过传导和冷凝而传递热量，因为其不能将其表面区域暴露至周围的水，替代地，膨胀的气泡会简单地推动其前方的剩余的水。可以看到，如果此气泡例如沿通道的路径的80％发生，其实际上会导致在通道的最后20％中的所有的水猛烈地排出。除了从使用者的角度不想要的“喷出”(spitting)效果之外，覆盖在加热器的端部部分的水的消耗经常能够引起过早的元件失效。尽管呈现给使用者如此景象，所排出的大部分水会显著低于沸腾点。

局部热点和喷出的问题意味着流加热器不能用于提供沸腾的水。实际上目标水温度越热，这些问题越严重。因此在实践中，流加热器限制在要求水温低于沸腾点的应用中，如淋浴加热器以及不使水沸腾的热水分配器。

发明内容

从第一方面来看，本发明提供了一种用于加热液体至沸腾的加热器，包括加热元件，由所述加热元件加热的第一加热区，用于将通过其流动的液体加热至低于沸腾点的温度，以及第二加热区，用于将所述液体加热至沸腾，所述第二区具有用于允许蒸汽与被加热的水分开地从其离开的装置。

从第二方面来看，本发明提供了一种流加热器，包括被加热的流导管，用于将其中的液体加热至低于沸腾点的温度，以及最终加热腔体，用于将所述液体加热至沸腾，其中所述加热腔体包括在液体表面之上的空间，用于允许蒸汽从该液体表面逸出。

由此本领域技术人员会看出，根据本发明，标准的流加热器能够通过提供第二加热区或最终加热腔体而修改，该第二加热区或最终加热腔体允许蒸汽从水的表面逸出而不会迫使被加热的水出去，即，减小或避免了喷出的现象。此外，用于蒸汽逸出的设施允许加热器的表面保持淹没在水中并且从而避免局部热点。标准的流加热器能够看做是在使用中在其中沿流动方向存在温度梯度的流加热器。当本发明在其优选的实施例中允许产生沸腾的水时，仅第二区中的水沸腾；并不必要像在壶或其他“批量”加热器的情况中那样，在产生出沸腾的水之前将加热器的全部内容物加热至沸腾。例如20℃的冷水温度在第一区中预加热至90℃，会具有仅55℃的平均温度。

根据本发明，该第二加热区或最终加热腔体将水从水离开该第一区(例如该第一区类似传统的流加热器)的温度继续加热至沸腾。为此目的可以设置分离的加热器。然而在一组优选的实施例中，设置有延伸至第二加热区或最终加热腔体中的单个加热器。

在下文中会分别地仅引用第一加热区和第二加热区。然而，这些引用应当理解为等同地应用至根据本发明的第二方面分别列举的被加热的流导管和最终加热腔体。这后两个术语的省略仅仅是为简明的原因，而不应当引出其他结论。

第一和第二加热区之间的过渡的形式对本发明并不认为是必要的，并且可以设想出几种可能性。例如该第一加热区可以在其下游端部逐渐打开以形成第二加热区。在这种情况下，第一和第二加热区之间的过渡点可以相对任意地限定。例如，该过渡可以从被加热的液体流动所通过的通道的尺寸方面来限定，例如此通道的横截面开始扩大或当其完全扩大的点，或中间点。替代地，可以设想从线性流速方面的限定，例如线性流速减小至第一区中的速度的一半的位置。从功能上来说，该过渡发生在蒸汽气泡能够从液体的表面逸出而不移置剩余的液体时。

在第一区中，受控的参数是水的速度(实现高速的良好热传递和可接受的水压下降之间的平衡)，而在第二区中受控的参数是水位，实现通过确保加热器被覆盖所得到的热传递和通过确保水位尽可能低所得到的最小化水体积之间的平衡。将第一和第二区中的水体积最小化将维持最快的启动时间。

根据本发明的第二方面，该被加热的流导管可以以多种方法加热。在一组实施例中，如根据本发明的第一方面，其设置有电加热元件，用于加热其中的液体。然而这不是必要的。可选地，其可以例如由热交换器的一侧提供，而较热的液体或气体通过该热交换器的另一侧。

用于该第一区或者在设置有加热元件的情况的被加热的流导管的加热元件可以采取任何便利的形式。在一组实施例中，该加热元件设置在形成第一加热区的通道或导管的外侧。该元件可以采取所谓的厚膜印刷元件的形式。这种元件常规地是平坦的，但是也能够以不平坦的基片生产。可选地，像在用于家用壶的所谓的底板下加热器中常见的，其可以包括具有或不具有中间金属的热扩散板的带有护套的电阻加热元件。在通道的外侧上具有元件的优点在于其相对容易制造，并且其允许过热保护与元件紧密热接触地设置，以在通道中没有水而元件通电的情况下切断元件。

在另一组实施例中，浸入元件设置在形成第一加热区的通道或导管中。因此，在优选的实施例中，该第一加热区包括用于运送液体的通道，该通道具有设置于其中的带有护套的加热元件，用于加热该液体。该元件可以装配至该通道的壁或与该通道的壁接触，但是在一组优选的实施例中，其设置于该通道中，使得液体始终围绕其***与其接触。在一组优选的实施例中，该第一加热区优选地包括围绕加热元件的管状套，以使得液体能够在元件和套之间流动。这在液体和加热器表面之间提供大的表面接触面积方面是有益处的，并且还有助于在形成气泡时将喷出的趋势最小化，因为单个的气泡不能占据通道的整个横截面。正常操作时，即主体的水温不超过85或90℃时，气泡的形成会在剩余的流中造成较高的水的速度，改善热传递，并且将气泡圆周地增长的可能性最小化。

该套可以在轮廓上与该加热元件一致(例如如果加热元件为圆形的横截面，则该套为圆形的横截面)，但是这不是必要的；其可以为块的形式，具有限定在其中以容纳该元件和围绕该元件的液体的通道。

任何适合的材料都可以用于该套。在一组优选的实施例中，该套包括不锈钢。这提供了整体的加热器坚固性并且尤其确保了其对例如因不接触液体而操作所导致的过热的耐受性。理想地，该套应当具有低的热质量，并且在不锈钢套的情况下，这意味着在优选的实施例中其应当相对薄。当提供不锈钢的或其他金属的套时，优选地其小于0.7mm厚，更优选地大概为0.5-0.6mm厚。申请人发现，与本领域的主流知识相反，实际上具有如上文所概述的薄不锈钢套的标准的带有护套的浸入元件(例如直径为6.6mm，操作于35W/cm²)，实际上具有比典型的对应厚膜加热元件装置低的热质量。

这种装置其自身被认为是有新颖性和创造性的，并且由此当从又一个方面来看，本发明提供了一种流加热器，包括运送液体的通道和带有护套的加热元件，该带有护套的加热元件置于该通道中，以使得在使用中该加热元件的表面至少部分地被液体包围。

优选地，该加热元件的表面被液体始终围绕地包围；由此，根据上述方面的流加热器优选包括上文所概述的套。

优选地，在本发明的任何前述方面，该加热元件具有圆形横截面。优选地，该通道或套(或至少其内部壁)具有圆形横截面。当该加热元件的横截面是非圆形时，优选地，该套或通道(或至少其内部壁)的横截面是相同的形状。

当在前文中该加热元件被周围的液体全部包围时，该元件和外部管道的端部装配能够维持管道之间的同心关系，然而已发现在一些实施例中，在元件和通道或套之间设置间隔装置以帮助确保其之间维持正确的间隔是有利的。该间隔装置可以由分离的、适当耐热的同轴***件来提供。然而，更便利地是其通过元件或套之一或两者上形成的适当的特征部来提供。

例如在一组便利的实施例中，该套可以是从外侧看凹进的，以形成与元件接触的突出部，以维持元件和套的剩余部分之间的间隔，同时仍允许液体流过元件的表面的大部分。该突出部可以在纵向方向上是离散的，但等同地可以为连续的纵向肋的形式，有效地形成围绕元件的圆周分布的多个离散的通道。当然，该突出部可以在元件上也在套上，或者替代地仅在元件上。

能够对根据本发明的流加热器的操作进行适当的控制是重要的。这样的一方面是防止在加热器不具有液体而意外操作时加热器的严重过热。当然有多种方法可以做到这一点。在一个特别便利的实施例中，采用了带有护套的浸入加热元件，其部分以与已知用于传统的浸入壶元件的方法全然相同的方法结合至金属“封头”(head)板，以形成热返回部。这样的优点在于，其允许例如申请人的极其受欢迎和成功的R7系列控制器的用于浸入元件的常规控制器用于为元件提供初级和二级过热保护。这种控制器的细节在GB-A-2181598中给出。更优选地，这种控制器还用于提供直接或间接地到元件的电接触。

有利地，该过热保护设置在水能够沸腾的第二区中。这解决了在包括置于通道中并由液体包围的带有护套的加热元件的流加热器中设置干接通(dry-switch-on)过热保护的基本问题；通道的存在物理上防止了与元件良好地热接触地放置传感器。

这种设置其自身是具有新颖性和创造性的，并且由此，当从又一个方面来看，本发明提供了一种流加热器，包括具有带有护套的加热元件的第一区，该带有护套的加热元件设置在通道中，从而被液体始终围绕地包围，所述元件延伸至第二区中，在该第二区中允许所述液体沸腾，该加热器进一步包括热传感器，该热传感器在所述第二区中与所述元件良好地热接触，以检测所述元件的过热。

该热传感器可以例如为热敏电阻、热电偶或其他电子传感器，或可以为热机械传感器，如形状记忆金属致动器或双金属致动器。其可以为直接物理接触，但是，良好的热接触优选通过第二区的导热壁(例如上文所说明的传统的封头和热返回装置)实现。

优选地，该元件与该热传感器良好热接触的部分高于该元件的其余被加热的部分。

附加地或可选地，可能需要测量加热器中或从加热器离开的液体的温度。这可以例如辅助过热检测，或者其可以用作反馈控制***的一部分，以控制通过加热器的水的流量。当需要沸腾的水时，有利的是能够进行对流量的控制，因为最佳的流量是通过精确的加热器功率、设置的任何泵的性能、电源电压和进入的环境水温度确定的。这些因素的前两个服从于制造公差，而后两个在使用中可以改变。

此外，虽然本发明有利地允许从流加热器供给沸腾的水，在一些情况下可能需要供给较低温度的水或允许使用者改变温度。事实上，在一组优选的实施例中，设置有用于控制由加热器所提供的液体的温度的装置。

申请人已经意识到液体的输出温度是加热器的功率和流量的函数。因此这两个参数中的任一个都可以改变。在一组实施例中，用于控制温度的装置包括用于改变通过加热器的液体的流量的装置。例如，对于典型的3千瓦的加热元件，申请人发现如果通过加热器的流量为大概每分钟520ml，则水能够以大概100℃(假设其在大概17℃开始)供给。如果流量进一步减小至大概475mL/min，则额外的能量加入至水中，以抵消由于蒸汽逸出而未将热量传导给周围的水所导致的能量损失。结果是所谓的滚沸，其中水的主体确保处于其额定的沸腾温度(典型地为100℃)。可选地，如果流量增大至900ml每分钟，则水以大概65℃的温度供给。

加热元件一通电，液体流动的启动(例如由泵的致动或阀的打开)就可以进行。然而在优选的实施例中，加热器设置为在相对于加热元件的通电的延迟间隔之后启动水的流动。申请人已经意识到通过引入蓄意的延迟，能够确保大致所有液体都在所需要的温度分配——即，在分配操作的开始也没有初始的一点较冷的液体。该延迟可以是固定的，但优选地确定为加热器中的液体的温度的函数，使得如果加热器中的液体是温的，该延迟减小，可能降至零(无延迟)或甚至负的——即，例如如果该***在短暂的“切断”时间后再启动，并且选择了较低的期望温度时，泵可以在加热器之前启动。

类似地，流动可以与加热元件同时切断，但是在一组优选的实施例中，加热元件在流动停止之前切断。这允许存储在元件和其他部件中的热量部分地回收以加热水。这不仅能量效率更高，而且意味着该加热器在那之后能够更快地用于分配较冷的液体。

液体分配时间的长度可以是固定的或不限的——例如只要使用者保持按下按钮。在一组优选的实施例中，液体以由使用者预设定的时间分配。该时间可以直接设定，但是其优选地借助于分配体积控制器而设定，在该情况下分配时间还将是流量的函数，如上文所解释的，其可能又是分配温度的函数。以预定的时间分配液体有益于允许加热元件在接近分配操作结束时关小或关闭，以如上文所概述的那样回收存储的热量。

申请人已经意识到当液体的供给处于或邻近沸腾时，精确地测量其温度是非常困难的，因为第二区中的液体会猛烈运动并会含有许多蒸汽气泡，使得诸如热敏电阻的任何点温度传感器都倾向于给出不精确并大幅波动的结果。然而，申请人设计出了允许精确并稳定得多的确定液体的输出温度的装置。

根据本发明的优选的实施例，温度传感装置设置在第一加热区中，用于确定液体的输出温度。由此，根据这些实施例，在液体最终分配的位置上游进行液体的温度测量，而不是测量液体的实际输出温度。这是由申请人意识到在第一加热区中的已知点的液体的温度和输出温度之间有强的相关性而得出的。若已知液体的容量和测量点下游的加热元件的加热功率，则能够计算输出温度。在第一区中测量温度的优点在于，因为在该区中液体不沸腾或大致不沸腾，所以能够进行精确得多的温度测量。

第二区中的水的温度的精确获知(例如由测量第一区中的温度获得)是有益于允许以多种方法控制该设备的。首先，当然其允许水的输出温度变化。然而，其还允许把设备之前操作引起的不平衡的形势考虑进来。例如，如果该设备用于分配沸腾的水，并且使用者随后要求了较冷的水，液体的流动可以相对于加热器的通电较早地起始，或者根据液体冷却的程度甚至可以根本不必要使加热器通电。

当在第一区中测量温度时，申请人意识到在一些情况下希望激发围绕通道或导管的纵向轴线的涡流流动分量，因为这确保了较可靠的单点温度测量。基于成本的理由，能够测量温度比要求多个传感器更优选。在一组实施例中，包括第一区的通道或导管包括入口，该入口设置为使得沿从通道或导管的中心轴线偏移的方向向其引入液体，以提供促进通道中液体的混合以及由此的更均匀的温度分布的期望涡流。例如入口可以设置为具有切向的流动分量地引入液体。

在不相互排斥的另一组实施例中，第一区中的通道或导管构造为促进涡流流动。有许多可能的方法可以实现这一点。在这些实施例的子集中，通道的一个或多个壁的内表面设置有螺旋特征部。例如，该表面可以设置有肋、槽、或激发涡流流动的任何其他形式的突出部或凹陷部。该特征部可以部分地或始终围绕内表面的周围延伸，并且可以沿通道的长度全部或部分地延伸。该特征部不需要是连续的；它们可以包括一系列的***部或其他突出部。

当通道设置有通道内的浸入元件时，螺旋特征部可以附加地或替代地设置在元件的外表面上。同样不与上文给出的选择相互排斥的另一个可选方式是将独立的流成形元件引入至通道中。在特别便利的一组实施例中，这种流成形元件包括围绕浸入在通道中的带有护套的加热元件缠绕的丝。这不仅生产较经济，组装也相对简单。类似的可选方式可以包括弹性线圈，该弹性线圈在制造过程中在元件***的同时围绕元件缠绕并随后释放，从而膨胀抵靠通道壁的内表面。在任一情况下，丝的粗细都优选地小于元件表面和通道壁之间的间隙的宽度；换句话说，该丝并不限定分离的单独螺旋状通道，而是简单地通过导致液体的边界层的涡流运动而激发涡流流动。在一些实施例中，丝的粗细小于该间隙的宽度的三分之一。

根据本发明的所有方面，液体流动可以通过静水压力驱动，该静水压力通过在出口上方设置液体蓄存器以及使用阀或水龙头而实现。然而，优选设置泵以驱动液体通过流加热器。可以使用任何适合的泵，但是在一组优选的实施例中，泵包括离心泵。它们比在一些已知设备中使用的往复泵小而安静。人们认为，之前使用典型地由从电力网得到的AC电源驱动的往复泵是由于其对跨过其的压力下降的波动的相对耐受性，即输出流量在宽的压力范围上保持大致恒定。相比之下，对于离心泵，流量较强地取决于压力下降。在诸如由静态蓄存器供给的独立热水分配器的应用中这是个问题，因为入口压力进而以及出口流量将取决于蓄存器中的水位。此问题能够通过用于调整泵速的反馈控制器的形式解决。然而申请人设计了如优选的尤其适用于具有水蓄存器的器具的又一个装置。

由此，根据一组优选的实施例，提供了一种器具，该器具包括所说明的类型的加热器、用于供给液体至该加热器的泵、以及用于存储液体的蓄存器，该器具进一步包括在蓄存器和泵之间的中间保持腔体，以及用于从该蓄存器向该保持腔体填充至预定的水位的装置。

根据这种实施例，该泵并不直接从该蓄存器而是从该中间保持腔体汲取液体水。因为其填充至预定的水位，泵的入口处的压力压差会是已知的，并且因此能够作为泵速、流量等计算的因素。尽管中间保持腔体中的水位可以在分配过程中减小，但是压力的变化是在较小的范围内的。

此装置的另一个优点在于，其意味着液体能够以比液体离开蓄存器的可期望速率快的速率通过泵汲取。这在当水过滤筒应用在蓄存器出口时是特别有意义的，因为例如像在申请人的Aqua Optima(RTM)过滤器中一样，当通过它们的流量被蓄意阻塞时，这些常常是最有效的。例如通过AquaOptima过滤器的典型流量是大概400mL/分钟，而如上文所讨论的，在一些情况下可能希望流量高达900mL/分钟。

这种装置被认为其自身是有新颖性和创造性的，并且由此，当从又一个方面来看，本发明提供了一种用于提供被加热的液体的器具，包括流加热器、用于供给液体至该加热器的泵、以及用于存储液体的蓄存器，其中该器具进一步包括在蓄存器和泵之间的中间保持腔体，所述中间保持腔体设置为从该蓄存器填充至预定的水位。

优选地，该蓄存器高于该中间保持腔体，从而在重力作用下将其填充。优选地，该中间保持腔体具有比该蓄存器小的容量。

在一些实施例中，该预定的水位可以是满的，即该中间保持腔体简单地填充至最大容量。在其他实施例中，该预定的水位对应于中间保持腔体仅部分地填充。可以设想几种将中间保持腔体仅部分地填充至预定的水位的方法，包括电子水位传感器或浮阀。在一组优选的实施例中，用于填充中间保持腔体的装置包括通风管道，该通风管道与蓄存器中液体上方的封闭的空气空间连通，并且向下延伸至保持腔体中的预定的水平，使得该蓄存器密封以除借助于该通风管道外防止其中的液体上方的空气逸出。通过这种设置，通过通风管道移置空气，保持腔体会被填充，直到液体水位达到该通风管道的底部。在该点空气不再能够进入该中间保持腔体，在蓄存器中产生部分真空，防止液体进一步从其流出而进入中间保持腔体。

虽然到目前为止，本发明从流加热器方面进行了说明，申请人进一步认识到能够用于使液体沸腾的第二区作为产生温度低于沸腾点的液体的其他形式的加热器的附加部也可以是有益的。由此，当从又一个方面来看，本发明提供了用于加热液体的设备，该设备包括第一加热区，用于将其中的液体加热至低于沸腾点的温度，以及最终加热腔体，用于所述液体加热至沸腾，其中所述加热腔体包括在液体表面之上的空间，用于允许蒸汽从该液体表面逸出。

根据本发明，有许多用于从第二区分配已加热的液体的可能的设置。一个可能性可以是简单的阀或水龙头，用于允许水从第二区/沸腾腔体排出。这种设置的问题在于通过这种阀或水龙头的流出必须与来自泵的流入准确协调。例如，如果流出量即使稍微大于流入量(或者如果过早地开始向外流动)，加热器也会干运行。如果流出量稍微低，则流出腔体会溢出，或者随着水位增高，腔体中的沸腾效果会导致水喷出。这之所以会发生，是因为由于在表面生成的蒸汽气泡现在必须行进通过垂直水体，它们会携带水滴并以高速度将它们输送至表面。如所讨论的，泵的流入可以不规则地开始和停止，并且响应于所有的输入变量(期望的出口温度、入口水温、电压波动以及可能发生在任何闭环控制***中的固有振荡)而不断变化。在启动时阻止流出直到已进入充分的水将***填充至其预期的工作水位的需要进一步加剧了控制流出的困难。

因此，在一组优选的实施例中，设置允许液体在液体达到预定的水位时自动流出的装置。这确保一定量的液体得以保留，并且因此能够确保加热器表面被充分覆盖以阻止其过热。这种功能可以通过电子地或由使用浮漂实现，但是优选地，设置堰以使得当第二区/沸腾腔体中的水位超过预定的高度(由堰的高度确定)时，液体逸过该堰和逸出第二区/沸腾腔体之外。

申请人进一步意识到此装置允许即使相对大的加热器表面也保持被相对薄的液体覆盖物覆盖，并从而避免过热。

在本发明的所有实施例中，从加热腔体离开的已加热的或沸腾的液体可以例如通过喷嘴直接分配至使用者的容器中，或者可以运送至器具的另一个部分用于进一步处理。

根据本发明的各种方面，允许蒸汽从第二区或沸腾腔体与被加热的液体分开地离开。蒸汽可以直接排放至大气，但是优选地，在正常使用中，蒸汽被引导以从器具的远离使用者的一部分离开。例如，其可以排放至器具的后部。在其他实施例中，可以将蒸汽捕获并冷凝在适合的捕集器、滴水盘等中。这可以是特殊的滴水盘，或者更便利地，可以使用位于喷嘴下方的滴水盘。在所有这些情况下，优选在本发明的一些实施例中将第二区/沸腾腔体和大气之间的蒸汽路径充分限制，以在使用中产生跨过其的在0.1和1巴之间的，优选地在0.2巴和0.5巴之间的压力差。通过允许第二区/沸腾腔体在使用中变得与大气相比稍微加压，水或其他液体的沸腾温度稍微增大，这有助于提高在使用者的容器中实际接收的液体的温度。

附图说明

现将仅通过示例的方式结合附图说明本发明的优选的实施例，在附图中：

图1是体现本发明的沸腾的水的分配设备的立体图；

图2是该设备的部分剖视图，示出了该设备的主要部件；

图3是通过水蓄存器和其他部件的截面图；

图4是通过水入口端部块和流加热器管的水平截面；

图5是示出了流加热器中的一个的内部的垂直截面；

图6是元件封头和控制单元的从前方看的分解图；

图7是元件封头和控制单元的从后方看的分解图；以及

图8是为了清楚移除了元件封头的沸腾腔体的视图；

图9是类似于图8的沸腾腔体的一个变型的视图；

图10是根据本发明的另一个实施例的元件和套的示意性部分平面图和放大截面图；

图11是本发明的又一个实施例的入口歧管装置的放大图；

图12是用于在本发明的又一个实施例中使用的加热元件的孤立视图；

图13是通过采用图12的元件的实施例的加热管道的大幅放大截面图；

图14和15是根据本发明的替代的流加热器的立体图；以及

图16是图14和15的加热器的部分的截面图。

具体实施方式

图1示出了本发明的一个实施例，其能够用于根据要求分配沸腾的水至杯2中以制作热饮料。水的温度也能够通过旋转旋钮4来调整。分配温度能够从65℃至刚好沸腾和超出其至“滚沸”变化，在滚沸情况下较多的能量进入水中以确保整个体积是完全沸腾的。要分配的水的量通过第二旋钮(未示出)控制。蒸汽出口6也是可视的。该设备的主要部分的上部上是水箱8，其必须由使用者定期填充。

图2示出了该设备的一些主要内部部件，为了清楚省略了其他部分。从这里可以看到水箱8，连接至低压离心泵12的入口侧的出口管10从该水箱8向下延伸。该泵12的出口侧经由管道14连接至水配给增压块16，其将进入该块的水在两个平行的流加热器段18、20之间配给，这会在下文结合图4和5更详细地解释。

在流加热器部分18、20的下游端部有沸腾池22。这是由深拉不锈钢杯23装配至近似圆形的不锈钢元件封头54形成的(见图3和5至7)。该沸腾池22具有从其向下凸出的出口喷嘴24，用于将已加热的水分配至使用者的杯2中。

流加热器部分18、20中的至少一个具有钻至其邻近沸腾池的外壳体的侧面中的小孔70，以容纳热敏电阻。替代地，其可以放置在壳体的外侧上。

图3的截面显示出了水箱8的内部。从这里可以看到该水箱8的底座具有圆形开孔26，该圆形开孔26设计为接收水过滤器，例如申请人的AquaOptima水过滤器。这由以附图标记28标记的部件非常示意性地表示。该水过滤器28具有受限制的出口开孔(典型地为4mm的量级)，这在本发明的情况下具有附加的益处，即其太小而不会在过滤器中有水时允许空气进入该过滤器；如果不这样，空气气泡会进入过滤器和蓄存器中从而允许水连续流动。水过滤器28的下部接收在另外的中间保持腔体30中，在该中间保持腔体30的中心是连接至管10的出口，该管10将该出口连接至泵12。

垂直管道32从保持腔体30的上部延伸至主水箱8中，并且正好在水箱8的顶部的凹进部分34中终止。这允许保持腔体30和水箱8之间的压力均衡。

图4示出了通过配给增压块16和两个平行的流加热器18、20的水平截面。泵(这里未示出)的出口侧经由管道14连接至该配给块16中的垂直入口通道36。在该块之内其连接至两个侧向延伸的管道38，该两个侧向延伸的管道38向外开口至与该侧向的管道38成直角的对应的较大口径的圆形截面的圆柱形腔体40、42中。该圆柱形腔体40、42分别接收两个流加热器段18、20的端部。如现在能看到的，每个流加热器段18、20包括外套44、46以及一定长度的带有护套的浸入型加热元件48，虽然没有描绘，该加热元件48包括不锈钢壳体和包裹在氧化镁绝缘粉末中的卷绕电阻丝。该浸入元件的不发热引线(cold tail)50、52通过设置在配给增压块16的后部中的孔中露出。

两个流加热器套筒44、46的直径大于对应的加热元件48，并且从而为每个流加热器段18、20在其之间限定对应的环形通道。如从此截面可以看到的，该套筒44、46与块16中的圆形通道40、42的前端部形成密封连接，但是在那些通道中在其与侧向通道38汇合的点之前停止，使得每个流加热器18、20中的前述的环形通道是开口至形成在配给块16中的圆柱形腔体40、42的，同时带有护套的元件48延伸通过该块并抵靠其密封。这样的结果是有从块入口36经由侧向通道38和圆柱形腔体40、42至两个流加热器18、20的内部环形通道的流体路径。

图5示出了流加热器18、20的全部长度。从这里能够看到，其各个外套筒44、46在另一个端部密封至沸腾腔体22。该加热元件48延伸至沸腾腔体22中并弯曲过来以形成两个伸长的臂，该两个伸长的臂分别形成两个流加热器18、20的一部分。这在图6和8中看得更清楚。

如从图5和6中能够看到的，元件48的弯曲部分钎焊至与在传统浸入元件的壶中看到的元件封头板非常相似的浸入元件封头板54。此结构已知为热返回部，如从图7中能够看到的，该封头板54的另一侧形成有半圆形凹进部56以接收标准浸入元件控制单元58的快动(snap-acting)双金属致动器57。图7还示出了从该热返回部延伸的铜带60，控制单元58的尼龙热熔断器59承靠该铜带60，以提供第二级别的过热保护。替代地，也如本领域中已知的，在镀镍的铜的浸入元件封头中不需要铜带。

本领域技术人员在看到图7时应当意识到，元件的不发热引线50、52并不像浸入壶元件常规的那样通过元件封头54凸出，而是其通过配给增压块16(在图7中为了清楚而省略)凸出。代替地，两个模拟(dummy)不发热引线部件62、64通过该元件封头54凸出，以与控制单元58电接触，并且又借助于飞线(未示出)连接至不发热引线50、52。这允许标准生产控制单元58不用修改即可采用，这比起需要设计并生产新的专用控制单元来说很大地节省成本。该元件封头设置有用于控制单元58的三个安装螺柱66。

从移除了元件封头54的图8中能最好地看到沸腾腔体22的内部。从这里能够看到腔体22大体上为短粗圆柱形形状，但是其内部体积由两个模拟的不发热引线62、64、元件48的弯曲部分以及由具有与出口喷嘴24连通的中心孔口68的垂直突出的凸台66限定。该凸台66的高度大致与该元件管道48的顶部齐平，或者稍稍为该元件管道48的顶部的水平。考虑到弯月面深度，这确保元件48保持刚好覆盖在水中，从而阻止在正常使用中过热。孔72形成在形成该沸腾腔体22的杯23的顶部壁部分中，以提供与该器具的顶部处的蒸汽出口6连通的蒸汽出口。

图9示出了此实施例的一个变型。在此实施例中，附加的U形挡板69设置在凸台66之上，并且其开口端面向远离环形加热通道20的端部的方向。这防止从通道出来的水直接流动通过出口68，由此确保其被适当地加热至沸腾。

现将说明该设备的操作。首先使用者通过移除该水箱8，将其倒置，移除水过滤器28并从水龙头填充而以水填充水箱8。然后放回过滤器28，再次倒置该箱并随后放回该设备上。如已知地，水立刻开始以由水过滤器的受限制的出口确定的速率通过其中的水过滤器28。随着水通过过滤器28，其开始填充连接管10以及随后填充下部保持腔体30，通过通风管道32将空气移置至水箱8的密封的顶部空间中。当保持腔体30中的水位达到通风管道32的底部时，空气不再能够从腔体排出，这样水停止流动。

当使用者希望分配水时，他/她在第一旋钮4上设定所需要的温度，然后从“关闭”位置旋转第二旋钮(未示出)至所需要的体积。最初，控制电路(未示出)触发加热元件48。在一或两秒钟的延迟(取决于已经在加热器中的水的温度)之后，泵12操作以从下部腔体30经由管10和14将水泵送至配给增压块16。在其他实施例中，该泵可以在加热之前启动。

当水通过增压块中的通道38时，水流在左和右通道之间平衡。这些通道38的口径选择为使得通过此部分的压力下降大于水压***的所有其余部分。这对于维持通过下游的环形通道18、20的正确流动是非常重要的。例如，如果在一个通道18、20中出现微小的限制而另一个中没有出现，在流量上几乎没有影响，因为显著的压力下降是通过增压通道38的。比如10∶1的压力下降比即给出所需要的效果。例如如果跨过该管状加热器18、20的压力下降相当于40mm的水压差，则跨过该增压通道38的压力下降将相当于400mm的压差。

一旦水已泵送至配给块16中，其被泵送通过此处并向下沿着加热元件48和对应的不锈钢外部套44、46之间的两个流加热器18、20的每一个的环形通道。随着水通过，这将水从配给块16中的环境温度(20℃的量级)至流加热器18、20的下游端部处的大约85℃快速地加热。

水的温度由凸出至流加热器18、20的邻近沸腾腔体22的侧面的孔70中的热敏电阻监测。这里该温度能够精确并可靠地监测，因为水没有沸腾并且因此其中没有大量蒸汽气泡。

然后，水排出流加热器18、20并且进入沸腾腔体22的内部，在这里其开始填充此腔体，由此覆盖元件48的凸出至沸腾腔体中的弯曲部分。在该沸腾腔体中，加热元件48的弯曲部分继续加热沸腾腔体中的水，现在产生出大量气泡，该气泡使腔体中的水池表面破裂并作为蒸汽逸出。然而，借助于该沸腾腔体的顶部处的蒸汽出口72，该蒸汽能够容易地从沸腾腔体中逸出。

特别地参考图8，能够看到当沸腾腔体22中的水位上升至与凸出凸台66的顶部齐平和高于凸出凸台的顶部时，其将开始通过开孔68并通过出口喷嘴24向外涌并进入使用者的杯2。所泵送的流量与元件48的功率匹配，使得当水通过开孔68和喷嘴24离开沸腾腔体时其是有效沸腾的。与将水温提升至100℃理论上需要的能量相比，这包括能量输入的“额外补助”，以确保滚沸以及由此水到达真正非常接近沸腾的温度。该凸台66的高度选择为确保不管流量如何，元件48保持覆盖在水中。

沸腾的水继续分配，直到使用者所设定的体积已经分配。在该点切断泵12。为增大该设备的能量效率，加热元件48在泵关闭之前大约2秒关闭。在元件和其他部件中有充分的存储的能量确保水继续沸腾。

返回参考图3，可以意识到，因为水是从中间保持腔体30汲取的，水能够以大于其通过过滤器28的速率汲取。该腔体30的容量设计为使得考虑到其在泵运行时再补充的程度，在流量变得过低(即受到通过过滤器的流量限制)并且因而该设备必须关闭以防止元件48过热之前，水能够填充普通的一大杯。举个示例，假设分配65℃的250ml的水(相当于一大杯)花费15秒钟，在此时间中仅有100ml会流过典型的Aqua Optima过滤器。然而，通过设置仅有150ml的中间保持腔体，就能够在元件不过热的情况下安全地填充一大杯。

还可以了解到，该中间保持腔体30意味着进入泵12的水的压力差至少最初是已知的，这意味着即使通过使用相对廉价且安静的离心泵也能够实现已知的流量。当然，一旦腔体再由来自箱8的水填充，就能够重新开始分配。

如果水箱8干涸，则加热元件48会开始过热。然而，这能够由通过开孔70凸出至流加热器18、20中的温度传感器感测。作为后备，控制单元58上的双金属致动器会感测元件48的过热，并且由此突变(snap)至其反向弧度，由此以众所周知的方式打开控制单元中的一组触点。二级后备保护是由控制单元58的热熔断器提供的，同样在本领域中是众所周知的。该元件设置为确保在干沸腾或干接通时，钎焊至封头53的热返回部分是首先变干的。这是通过确保第一加热器的双管道18、20中的流在所有不利条件(如前面所解释的)下都是平衡的，以及还通过确保该热返回部稍微高于元件48的其余部分而实现的，该热返回部稍微高于元件48的其余部分是通过将其和周围的管道18、20稍微倾斜而实现的。这在干启动时具有进一步的益处，即确保管道18、20是自由排放的，并且流动的水能够容易地将最初体积的空气推到其前方并推出至沸腾腔体22中而不形成气锁。

如果使用者希望以较低温度分配水，他或她可以使用在器具的顶部处的旋钮4以设定较低的温度，这会导致泵12以较高的速度操作，并由此提供较高流量的水通过该设备，这意味着在其分配之前其被加热至较低的温度。此外，具有进入泵的水的已知的压力压差允许对于给定速度可实现的实际流量得以计算，并且由此能够计算所分配的水的温度。凸出至开孔70中的温度传感器允许根据加热元件48在其上游的比例以及该元件48在其下游的对应比例(即在沸腾腔体中的弯曲部分)的信息预测通过出口喷嘴24分配的水的温度。该传感器还能够用于根据设备中的水的环境温度(例如作为前面操作的结果)、考虑使用者所要求的水的温度而在操作泵和接通元件48之间引入相对延迟。

由此可以看到，上文所说明的实施例提供了流加热器的益处，即能够根据要求分配可控体积的水，同时还具有能够提供沸腾的水的显著优点。该沸腾腔体和通过蒸汽出口72的蒸汽从水出口68、24分离是允许此优点的关键并且防止喷出和元件上的局部热点。

转至图10，此图示出了常规结构的带有护套的加热元件80的组件的两个视图，该加热元件80置于薄不锈钢套82中，从而水能够在该元件80的外表面和该套82的内表面之间流动。在这点上其与上文关于前述实施例所说明的特别是图4和图5的中的装置类似。然而，在此实施例中，该不锈钢套形成有沿纵向和圆周向均间隔开来的一系列凹进部84，该凹进部84在内表面上产生突出部，该突出部局部充分地减小套82的直径以使其接触带有护套的元件80的表面。这维持元件80中心同轴地置于套82中。凹进部84不具有对元件80和套82之间的水流的任何实质影响，因为水仍能够大致始终围绕元件80流动。

在此实施例的一个变型中，凹进部84可以沿纵向结合以形成连续的凹陷部，在内表面上的对应连续肋也会起到使元件80定位在中心的作用。在此变型中，用于水流的分离的通道会限定在各个肋之间。当然，凹陷部/突出部的数量和分布并不重要。此外，突出部也可以或代替地设置在元件的表面上。这些特征可以应用至本发明的其他实施例中。

图11示出了在前面的图中示出的实施例的变型，其用于水入口的装置稍有区别，该水入口通向形成在各个外套44、46和U形浸入元件48之间的环形通道。代替如图4中所示的配给增压块16，此实施例具有入口歧管装置，该装置包括与两个分别的分支管道88、90连通的公共入口86，该两个分别的分支管道88、90将水引导至各自的入口颈圈部(collar)92、94。如可以看到的，颈圈部94在一端提供至流加热器段的各自外套筒44、46的密封连接，并且在另一端提供抵靠带有护套的加热元件48的表面的密封连接。这可以设置使得元件的不发热引线50、52在元件48中延伸得足够远，以至于加热器表面的与入口密封处接触的部分不被加热。

应当进一步注意，分支通道88、90沿从入口颈圈部92、94的中心轴线偏移的方向接入各自的入口颈圈部92、94。这样的效果是，当水进入入口颈圈部92、94并且向下游进入至由套筒44、46限定的环形通道时，其被赋予了环绕位于中心的元件48的运动分量，即其具有涡流运动分量以及向前速度分量。随着这种流动形式顺着管道继续，该涡流运动会继续，这有助于管道中的水的混合并因此增进了进一步沿管道的更为均匀的温度分布，这便于精确的温度测量。

图12至14描绘了加热器的另一个实施例，其设计为激发在流加热器的环形通道中的水的涡流。图12在单独的视图中示出了与前面的实施例中的带有护套的加热元件类似的带有护套的加热元件48’。在此特别的实施例中所展现的区别在于该元件的两个臂的每个具有以螺旋形式围绕其紧密缠绕的细丝96、98。这是在制造过程中在元件48’的臂***至各个套筒44、46(例如见图4)以形成在使用中水沿其流动的环形通道之前完成的。该丝96、98由具有例如0.6mm直径的不锈钢便利地制成，但是可以选择该线的材料、尺寸和节距以适合特别的应用。然而，从图13中会注意到，在此特别的实施例中，至少围绕该元件48缠绕的丝96的宽度不足以完全填充在元件48和外套筒44之间形成的环形通道。例如，其可以小于该通道的高度的一半，例如大约该通道的高度的三分之一。在使用中，已发现丝96、98的存在会激发水在各自通道中的涡流运动，如上文所解释的，该涡流运动会给出更均匀的圆周温度分布，并且从而便于温度测量。在图12和13的实施例中示出的装置可以与在图11中示出的入口歧管装置结合使用，但是这不是必要的。

现将参考图14至16说明本发明的又一个实施例。首先转至图14，此实施例主要包括大体为S形的常规的流加热器段100和在该流加热器段100的下游端部处的沸腾池装置102。

现在附加地参考图15，可以看到流加热器段100包括大体为矩形截面的管道104，带有护套的加热元件106钎焊至其下面。由于水管道104和元件106弯曲以呈现上文提到的近似S形，其相互非常一致。铝的热扩散板108沿加热元件106的长度的各部分钎焊在加热元件106的下侧。该热扩散板108在其下侧上设置有三个安装凸台110(其中仅有两个可视)，该安装凸台110允许热机械过热保护控制单元112与该热扩散板108具有良好的热接触地安装。在这些图中描绘的该控制元件112是申请人的U11控制器，其包括一对快动的双金属致动器，该对快动的双金属致动器在检测到过热的情况下是可单独操作的，以打开各自组的触点，以中断供应至元件106的电力。当然，为此目的可以采用许多其他的热机械的和/或电子的控制装置。

现在转到图16，从那里示出的截面可以较清楚地看到沸腾池102的细节。沸腾池102的盖也为了清楚而省略了。

图16示出了沸腾池102的截面视图，为了清楚移除了其盖。在该沸腾池的上游端，为水管道104并为加热元件106设置有密封进口。如从图中可以看到的，该水管道104刚好在沸腾池102内部终止，同时元件106跨过沸腾池102的长度延伸以经由另一个密封的开孔从另一个端部凸出。这允许建立至另一个不发热引线114的电连接。

可以看到沸腾池102具有整体伸长的矩形形状，其中元件106在其内的部分占据下部，但是水能够始终围绕其经过。沸腾池的侧壁之一的上部中的开孔向外开口至蒸汽排放部116，该蒸汽排放部116允许蒸汽远离使用者排放至大气，或捕获并冷凝在适合的捕集器、滴水盘等中。邻近沸腾池102的下游端是热水出口管道118，该热水出口管道118垂直向上延伸至沸腾池中至刚好在元件106的高度之上的高度。该热水出口118偏移至元件106侧并且容纳在垂直壁的适合的侧向延伸部中。

本发明的此实施例的操作与前面说明的那些类似。首先，加热元件106通过经由至控制单元112的连接(未示出)施加跨过不发热引线107、114的电力而通电。水也借助于泵从蓄存器(二者都未示出)泵送至水通道管道104的上游端。如在前面的实施例的背景下所解释的，只要合适，泵送水可以与元件的通电同时、在其之前或之后开始。随着水流动通过管道104，其通过元件106加热，直到其以大致85℃的温度出现在沸腾池102中。沸腾池102中的水继续通过元件106加热，在此期间，元件表面发生局部沸腾，引起水的猛烈运动并生成大的蒸汽气泡。然而，此蒸汽能够容易地通过蒸汽排放部116排出，但是可以设置在蒸汽排放部116下游的蜿蜒的蒸汽路径，使得可以允许蒸汽池102内部的蒸汽压力升高为大气压力之上一点，例如0.25至0.5巴。这稍微提升了水沸腾的温度，使得水的离开温度最大化。

当沸腾池中的水达到热水出口管道118的顶部的水平时，随后其能够自由地顺着管道流动并流出器具的喷嘴(未示出)至使用者的容器中。因此可以看出，沸腾池内部的出口管道118的垂直壁起到作为维持沸腾池内的最低水位的堰的作用。因为此最低水位在元件106的顶部之上，可以确保在正常操作过程中，元件106保持被水覆盖并因此不会过热。然而，在蓄存器中的水用尽或该器具中没有任何水就接通的情况下，元件106的温度会非常快速地升高。此快速温度升高借助于铝的热扩散板108传达至控制单元112的双金属致动器，这导致它们操作，由此打开其各自的触点并中断供应至元件106的电源。由此防止了危险的过热和/或损坏。可以注意到，元件106在沸腾池中的部分不与热扩散板108直接热接触。这在该器具用尽蓄存器中的水的形势下具有积极的优点，因为在那些状况下，结合至管道104的元件会首先开始过热，同时元件106在沸腾池中的部分保持浸入在由出口管118形成的堰保留的最小的水池中。因此，即使在这些状况下，供应至元件的电力也可以快速中断以防止过热。

Claims (32)

1.一种用于加热液体至沸腾的加热器，包括加热元件，由所述加热元件加热的第一加热区，用于将通过其流动的液体加热至低于沸腾点的温度，以及第二加热区，用于将所述液体加热至沸腾，所述第二区具有用于允许蒸汽与被加热的水分开地从其离开的装置。

2.如权利要求1所述的加热器，其中所述加热元件延伸至所述第二加热区或者最终加热腔体中。

3.如权利要求1或2所述的加热器，其中所述加热元件包括带有护套的电阻加热元件。

4.如权利要求1、2或3所述的加热器，其中所述加热元件设置在形成所述第一加热区的通道的外侧上。

5.如任一项前述权利要求所述的加热器，其中所述第一加热区包括用于运送液体的通道，所述通道具有置于其中用于加热所述液体的带有护套的加热元件。

6.如权利要求5所述的加热器，其中所述加热元件置于所述通道中，使得液体始终围绕其***与其接触。

7.如权利要求6所述的加热器，其中所述第一加热区包括围绕所述加热元件的管状套，所述管状套形成所述通道，使得液体能够在所述元件和所述套之间流动。

8.如权利要求7所述的加热器，其中所述套包括不锈钢，优选地小于0.7mm厚。

9.如权利要求5至7中任一项所述的加热器，其中所述加热元件的部分结合至金属封头板以形成热返回部。

10.如任一项前述权利要求所述的加热器，其中所述第一区包括具有入口的通道，所述入口设置为沿从所述通道的中心轴线偏移的方向向其引入液体。

11.如任一项前述权利要求所述的加热器，其中所述第一区包括构造为促进涡流流动的通道。

12.如权利要求11所述的加热器，其包括围绕浸入在所述通道中的带有护套的加热元件缠绕的丝。

13.一种流加热器，包括被加热的流导管，用于将其中的液体加热至低于沸腾点的温度，以及最终加热腔体，用于将所述液体加热至沸腾，其中所述加热腔体包括在液体表面之上的空间，用于允许蒸汽从所述液体表面逸出。

14.如权利要求13所述的加热器，其中所述被加热的流导管包括热交换器的一侧。

15.如权利要求13所述的加热器，其中所述被加热的流导管包括电加热元件。

16.如权利要求15所述的加热器，其中所述加热元件延伸至所述最终加热腔体中。

17.如权利要求15所述的加热器，其中所述加热元件设置在所述导管的外侧上。

18.如任一项前述权利要求所述的加热器，包括用于控制由所述加热器供给的液体的温度的装置。

19.如权利要求18所述的加热器，其中所述用于控制温度的装置包括用于改变通过所述加热器的液体的流量的装置。

20.如任一项前述权利要求所述的加热器，其设置为在相对于所述加热元件的通电的延迟间隔之后导致水通过其流动。

21.如任一项前述权利要求所述的加热器，其设置为使得所述加热元件在液体通过其的流动停止之前切断。

22.如任一项前述权利要求所述的加热器，其设置为以由使用者预设定的时间分配液体。

23.如权利要求22所述的加热器，其中所述预设定的时间是借助于分配体积控制器而设定的。

24.如任一项前述权利要求所述的加热器，其包括在所述第一加热区或导管中的温度传感装置，用于确定液体的输出温度。

25.如任一项前述权利要求所述的加热器，其包括用于驱动液体通过所述流加热器的泵。

26.如任一项前述权利要求所述的加热器，其包括在所述第二区或沸腾腔体中的液体达到预定的水位时，允许液体从所述第二区或沸腾腔体自动流出的装置。

27.如权利要求26所述的加热器，其包括堰，所述堰设置为使得当所述第二区或沸腾腔体中的水位超过预定的高度时，所述液体逸过所述堰和逸出所述第二区或沸腾腔体之外。

28.一种用于根据要求提供被加热的水的器具，包括如任一项前述权利要求所述的加热器。

29.如权利要求28所述的器具，其构造为在所述第二区或沸腾腔体与大气之间提供蒸汽路径，所述蒸汽路径受到充分限制，以在使用中产生跨过其的在0.1和1巴之间、优选地在0.2巴和0.5巴之间的压力差。

30.一种流加热器，包括运送液体的通道和带有护套的加热元件，所述带有护套的加热元件设置于所述通道中，使得所述加热元件的表面在使用中至少部分地被液体包围。

31.如权利要求30所述的加热器，其中在使用中，所述加热元件的表面被液体始终围绕地包围。

32.如权利要求30或31所述的加热器，其中所述通道包括围绕所述加热元件的管状套，使得液体能够在所述元件和所述套之间流动。

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