DE602004007963T2

DE602004007963T2 - Wasserheizgeräte

Info

Publication number: DE602004007963T2
Application number: DE602004007963T
Authority: DE
Inventors: Michael James Scott
Original assignee: Strix Ltd
Current assignee: Strix Ltd
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2004-02-03
Publication date: 2008-04-24
Anticipated expiration: 2024-02-04
Also published as: EP1442688A1; GB2397744A; EP1442688B1; DE602004007963D1; CN100479719C; ATE369059T1; ES2290633T3; GB0302454D0; GB2397744B; CN1522650A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Wasserheizvorrichtungen und im Speziellen Wasserheizvorrichtungen, die Behandlungsmittel für Wasser enthalten, das in der Vorrichtung erhitzt werden soll.
Eine Wasserheizvorrichtung, die Wasserbehandlungsmittel zum Entfernen von Verunreinigungen, Gerüchen, Kalkstein oder dergleichen aus dem Wasser enthält, wurde beispielsweise in der internationalen Patentanmeldung WO 01/47399 der Anmelderin vorgeschlagen. Diese Vorrichtung umfasst eine Wasserheizkammer, eine Wasseraufnahmekammer zum Aufnehmen von zu erhitzendem Wasser und Wasserbehandlungsmittel, insbesondere eine Patrone, welche zwischen der Wasseraufnahmekammer und der Wasserheizkammer derart angeordnet sind, dass das Wasser durch die Behandlungsmittel in die Heizkammer zum Erhitzen fließen muss.
Eine Vorrichtung dieses Typs wurde auch kommerziell durch Brita unter dem Markennamen Acclario^® produziert und ist im US-Patent Nr. 6178290 beschrieben. Bei diesem Produkt wird der Auslass aus der Behandlungspatrone zur Wasserheizkammer selektiv geöffnet und geschlossen durch ein manuell betätigbares Flusssteuerventil. Wenn die Wasseraufnahmekammer zuerst mit Wasser gefüllt wird, kann dieses Ventil entweder offen oder geschlossen sein, aber um es dem Wasser zu ermöglichen, durch die Behandlungspatrone hindurch zu fließen, muss es geöffnet sein/werden. Sobald die gewünschte Wassermenge in die Wasserheizkammer geflossen ist, wird das Ventil manuell geschlossen, woraufhin die zur Heizkammer zugehörige Heizvorrichtung mit Strom versorgt werden kann, um das Wasser in dieser Kammer zu erhitzen. Eine Verriegelung verhindert es, dass die Heizmittel bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Flusssteuerventil geschlossen ist, mit Strom versorgt werden.
Die WO 96/22045 offenbart einen Kessel mit einer Filterpatrone, die in der Basis eines Einfülltrichters oberhalb einer Wasserkochkammer angebracht ist. Ein magnetischer Schwimmer in der Wasserkochkammer verhindert das Beginnen des Erhitzens, bis ein vorbestimmter Wasserpegel in der Kochkammer enthalten ist.
Der Grund dafür, dass die Heizmittel nicht mit Strom versorgt werden können, bevor die Wasserbehandlung abgeschlossen ist liegt darin, dass die Heizmittel relativ leistungsstark sind (typischerweise um 3 Kilowatt) und dass die Flussrate bzw. -geschwindigkeit durch die Behandlungspatrone relativ langsam ist. Sollten die Heizmittel bei keinem oder wenig Wasser in der Wasserheizkammer mit Strom versorgt werden, würde dieses Wasser beim Kochen verdampfen, was ein Überhitzen der Heizmittel hervorrufen würde, wodurch eine Überhitzungsschutzsteuerung, welche der Heizvorrichtung zugeordnet ist, aktiviert würde, wodurch die Heizvorrichtung außer Betrieb gesetzt würde.
Während das beim Acclario^® verwendete System dieses Problem löst, weist es allerdings den Nachteil auf, dass der Anwender warten muss, bis die Behandlung der gewünschten Wassermenge abgeschlossen ist, bevor das Erhitzen beginnen kann. Dies kann für den Anwender zeitraubend sein.
Entsprechend strebt die vorliegende Erfindung danach, eine Vorrichtung bereitzustellen, bei der das Heizen und die Behandlung gleichzeitig stattfinden können, wodurch es ermöglicht wird, dass das Wasser schneller gekocht wird.
Gemäß einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung daher eine Wasserheizvorrichtung bereit, umfassend:
eine Wasserheizkammer mit zugehörigen Wasserheizmitteln;
eine Wasseraufnahmekammer zum Aufnehmen von in der Wasserheizkammer zu erhitzendem Wasser;
ein Wasserbehandlungsmittel, das zwischen der Wasseraufnahmekammer und der Wasserheizkammer derart angeordnet ist, dass Wasser von der Wasseraufnahmekammer durch das Behandlungsmittel hindurch zur Wasserheizkammer fließt; wobei
die Wasserheizmittel zwischen einer Niedrigleistungseinstellung und einer Hochleistungseinstellung umschaltbar sind; und dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner Schaltmittel umfasst, die auf eine Wassermenge in der Wasseraufnahmekammer reagieren und, wenn die Wassermenge in dieser Kammer unter einen vorbestimmten Wert fällt, betätigbar sind, um die Wasserheizmittel von ihrer Niedrigleistungseinstellung in die Hochleistungseinstellung umzuschalten.
Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Behandeln und Erhitzen von Wasser vor, umfassend die Schritte:
Zuführen von zu behandelndem und zu erhitzendem Wasser in eine Wasseraufnahmekammer;
Durchlaufen des Wassers durch ein Wasserbehandlungsmittel hindurch zu einer Wasserheizkammer; und
Versorgen von der Wasserheizkammer zugeordneten Wasserheizmitteln mit Strom bei einer ersten, relativ geringen Leistung; gekennzeichnet durch:
Erfassen der in der Wasseraufnahmekammer vorhandenen Wassermenge;
und, wenn weniger als eine vorbestimmte Wassermenge als Rest in der Wasseraufnahmekammer erfasst wird, Erhitzen des Wassers in der Wasserheizkammer mit höherer Leistung.
Erfindungsgemäß werden daher die Wasserheizmittel bei einer Niedrigleistungseinstellung mit Strom versorgt bis zu einem Zeitpunkt, an dem eine vorbestimmte Wassermenge in der Wasseraufnahmekammer verbleibt, woraufhin die Heizmittel in ihre Hochleistungseinstellung umgeschaltet werden. Dies bedeutet, dass beim Füllen der Wasserheizkammer mit Wasser das Wasser bei Niedrigleistung erhitzt wird, wodurch die Gesamtzeit reduziert wird, welche erforderlich ist, um das Wasser in der Heizkammer zum Kochen zu bringen.
Vorzugsweise ist ein Sensor vorgesehen, um die in der Wasseraufnahmekammer verbleibende Flüssigkeitsmenge abzutasten, wobei der Sensor operativ mit den Schaltmitteln gekoppelt ist. Vorzugsweise erfasst der Sensor den Wasserpegel in der Kammer.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Sensor einen Schwimmer, der so funktioniert, dass die Heizmittel von ihrer Niedrigleistungseinstellung in ihre Hochleistungseinstellung umgeschaltet werden, wenn der Wasserpegel in der Wasseraufnahmekammer auf einen vorbestimmten Pegel fällt.
Der Schwimmer kann mechanisch mit den Schaltmitteln durch einen geeigneten Mechanismus verbunden sein. Beispielsweise kann der Schwimmer in einer Ausführungsform einen Schalter in der Art eines Kugelhahns betätigen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schwimmer allerdings magnetisch mit den Schaltmitteln gekoppelt. Die Vorrichtung kann daher einen magnetischen Flussschalter umfassen.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Sensor ein optischer Sensor sein, der das Vorhandensein oder das Nicht-Vorhandensein von Wasser an einem vorbestimmten Pegel in der Wasseraufnahmekammer abtastet.
In weiteren Ausführungsformen kann die Wassermenge in der Wasseraufnahmekammer bestimmt werden durch Gewicht anstatt durch den Pegel, wobei die Schaltmittel in einer weiteren Ausführungsform einen Gewichtssensor, wie beispielsweise eine Kraftmesszelle oder einen Dehnungsmesser umfassen, der die Heizvorrichtungsschaltung betätigt, wenn das Gewicht der Flüssigkeit in der Aufnahmekammer unter einen vorbestimmten Wert fällt.
Vorzugsweise wird das Umschalten durchgeführt, wenn die Wasseraufnahmekammer im Wesentlichen leer ist, so dass das Hochleistungserhitzen nur auftritt, nachdem im Wesentlichen alles Wasser von der Wasseraufnahmekammer in die Wasserheizkammer geflossen ist. Dies verhindert die Möglichkeit, dass das Wasser in der Heizkammer kocht, bevor alles behandelte Wasser in die Wasserheizkammer hineingeflossen ist. Dies verhindert, dass erhitztes Wasser abgekühlt wird durch kühleres Wasser, das in die Heizkammer hinzugefügt wird, nachdem das Erhitzen gestoppt worden ist.
Die Hochleistungs- und Niedrigleistungseinstellungen der Heizmittel können mit irgendwelchen geeigneten Werten ausgewählt werden. Die Niedrigleistungseinstellung wird vorzugsweise derart gewählt, dass sie unzureichend ist, um das in die Heizkammer eindringende Wasser zu kochen, wodurch das Risiko verringert wird, dass die Heizkammer ausgekocht wird. Die Niedrigleistungseinstellung der Heizmittel kann daher typischerweise bis etwa 1 Kilowatt betragen. Die Hochleistungseinstellung kann wesentlich höher sein, beispielsweise bis etwa 3 Kilowatt.
Besonders günstig ist es, wenn die Heizmittel zwei Heizvorrichtungen umfassen, welche selektiv parallel durch die Schaltmittel der Vorrichtung verbunden werden.
Die Heizvorrichtungen können konventionelle ummantelte Heizelemente, vorzugsweise Unterboden-ummantelte Heizelemente oder Heizelemente mit dicker Schutzschicht sein.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
2 ein Schaltungsdiagramm der in 1 dargestellten Vorrichtung zeigt.
Unter Bezugnahme auf die 1 umfasst eine erfindungsgemäße, schnurlose Wasserkochvorrichtung 2 eine Wasserheizkammer 4, eine Wasseraufnahmekammer 6 und einen Wasserbehandlungsfilter 8, welcher zwischen der Wasseraufnahmekammer 6 und der Wasserheizkammer 4 angeordnet ist. Die Wasseraufnahmekammer 6 kann geeigneterweise in oder auf der Wasserheizkammer 4 angebracht sein, und die Wasserbehandlungspatrone 8 hängt von der Wasseraufnahmekammer 6 in die Wasserkochkammer 4 herab.
Die Wasserbehandlungspatrone 8 kann in einem Sockel 10 aufgenommen sein, der in der Basis der Wasseraufnahmekammer bereitgestellt ist und in 1 gestrichelt dargestellt ist, oder sie kann in geeigneter Weise von der Wasseraufnahmekammer 6 abgestützt sein, so dass sie von dieser frei herab hängt.
Wasser in der Wasserheizkammer 4 wird durch Heizmittel 12 erhitzt. Die Heizmittel 12 umfassen erste und zweite Heizvorrichtungen 14, 16, die parallel miteinander verbunden werden können. Bei dieser speziellen Ausführungsform ist die Heizvorrichtung 14 auf 1 Kilowatt eingestellt und die Heizvorrichtung 16 auf 2 Kilowatt.
In der dargestellten Ausführungsform sind die Heizvorrichtungen 14, 16 ummantelte elektrische Heizelemente, welche in geeigneter Weise an der Unterseite der Basis der Wasserheizkammer 4 angebracht sind.
Strom wird den Heizvorrichtungen 14, 16 durch einen schnurlosen elektrischen Anschluss 18 zugeführt, welcher mit einem komplementären Stromversorgungsanschluss an einer Stromversorgungsbasis (nicht gezeigt) für die Vorrichtung in Eingriff steht.
Der Wasseraufnahmekammer 6 ist ein Schalter 20 zugeordnet, der in der Lage ist, selektiv die Heizvorrichtung 16 in Parallelverbindung mit der Heizvorrichtung 14 zu schalten. Bei dieser Ausführungsform ist der Schalter 20 ein magnetischer Schwimmerschalter der derart funktioniert, dass ein Satz von Kontakten innerhalb des Schalters 20 geschlossen wird, wenn ein Schwimmer 22 auf einen vorbestimmten Wasserpegel innerhalb der Wasseraufnahmekammer fällt.
Nun wird der Betrieb der oben beschriebenen Vorrichtung beschrieben.
Anfänglich wird die Wasserheizkammer 4 der Vorrichtung leer sein, und beide Heizvorrichtungen 14, 16 sind durch einen Schalter 24 ohne Strom. Der Schalter 24 ist vorzugsweise die dampf- oder kochsensitive Steuerung für die Vorrichtung, welche betätigt werden muss, wenn das Wasser am Ende kocht. Der Schalter 24 ist auch manuell betätigbar. Wenn es gewünscht ist, Wasser in der Kammer 4 zu kochen, wird Wasser in die Wasseraufnahmekammer 6 eingefüllt, woraufhin das Wasser beginnt, durch die Behandlungspatrone 8 in die Wasserheizkammer 4 zu fließen. Der Schalter 24 kann dann manuell geschlossen werden, um die Heizmittel 12 mit Strom zu versorgen.
Unter der Annahme, dass Wasser in die Aufnahmekammer 6 über einen vorbestimmten Pegel eingefüllt worden ist, ist der Schwimmerschalter 20 offen, was bedeutet, dass nur das Niedrigleistungsheizelement 14 mit Strom versorgt wird. Beim Filtern des Wassers durch die Behandlungspatrone 8 wird das sich in der Heizkammer 4 ansammelnde Wasser bei der relativ geringen Leistung von einem Kilowatt erhitzt. Dieses Heizniveau wird beibehalten, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Wasserpegel in der Wasseraufnahmekammer 6 auf einen vorbestimmten Pegel fällt (vorzugsweise wenn die Kammer 6 im Wesentlichen leer ist), wobei bei diesem Pegel der Schwimmerschalter 20 schließt, so dass das Heizelement 16 parallel mit dem Heizelement 14 verbunden wird. Dies verstärkt das Erhitzen des Wassers in der Heizkammer bei der relativ hohen Leistung von 3 Kilowatt.
Das Erhitzen des Wassers in der Heizkammer 4 wird fortgesetzt bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Wasser kocht. An diesem Punkt unterbricht die dampf- oder kochsensitive Steuerung 24 die Stromversorgung zu den Heizvorrichtungen 14, 16, wodurch das Kochen des Wassers unterbrochen wird.
Günstigerweise kann die Kochsteuerung von dem Typ sein, der in der WO 95/34187 der Anmelderin offenbart ist, bei welcher eine Dampf-Steuerung und eine Überhitzungsschutzsteuerung im schnurlosen elektrischen Anschluss 18 integriert sind. Ein solches System ist kommerziell als U1830-System der Anmelderin verfügbar. Alternativ kann die Kochsteuerung vom Anschluss und der Überhitzungsschutzsteuerung getrennt sein, beispielsweise wie bei einem R48-Schalter der Anmelderin oder dergleichen.
Es ist klar, dass an der oben beschriebenen Ausführungsform Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Bereich der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann der magnetische Schwimmerschalter 20 durch einen mechanischen Schalter ersetzt werden, beispielsweise einen Kugelhahn betätigten Schalter.

Claims

Wasserheizvorrichtung (2), umfassend: eine Wasserheizkammer (4) mit zugehörigen Wasserheizmitteln (12); eine Wasseraufnahmekammer (6) zum Aufnehmen von in der Wasserheizkammer (4) zu erhitzendem Wasser; ein Wasserbehandlungsmittel (8), das zwischen der Wasseraufnahmekammer (6) und der Wasserheizkammer (4) derart angeordnet ist, dass Wasser von der Wasseraufnahmekammer (6) durch das Behandlungsmittel (8) hindurch zur Wasserheizkammer (4) fließt; wobei die Wasserheizmittel (12) zwischen einer Niederigleistungseinstellung und einer Hochleistungseinstellung umschaltbar sind; und dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) ferner Schaltmittel (20) umfasst, die auf eine Wassermenge in der Wasseraufnahmekammer (6) reagieren und, wenn die Wassermenge in dieser Kammer (6) unter einen vorbestimmten Wert fällt, betätigbar sind, um die Wasserheizmittel (12) von ihrer Niedrigleistungseinstellung in die Hochleistungseinstellung umzuschalten.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Sensor bereitgestellt ist zum Erfassen der in der Wasseraufnahmekammer (6) restlichen Menge von Flüssigkeit, wobei der Sensor operativ mit den Schaltmitteln (20) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Sensor den Wasserpegel in der Kammer (6) erfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Sensor einen Schwimmer (22) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Schwimmer magnetisch mit den Schaltmitteln (20) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Sensor einen optischen Sensor umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Sensor einen Gewichtssensor umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei der Sensor derart eingerichtet ist, dass er die Schaltmittel (20) betätigt, wenn die Aufnahmekammer (6) im wesentlichen leer ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Niedrigleistungseinstellung derart gewählt ist, dass sie unzureichend ist, um das in die Heizkammer (4) einfließende Wasser zu kochen, beispielsweise bis zu etwa 1 Kilowatt beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hochleistungseinstellung bis etwa 3 Kilowatt beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Heizmittel (12) zwei Heizvorrichtungen (14, 16) umfassen, die durch die Schaltmittel (20) selektiv parallel verbunden werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Heizmittel (12) ummantelte Heizelemente, vorzugsweise unterboden-ummantelte Heizelemente oder Heizelemente mit dicker Schutzschicht umfassen.
Verfahren zum Behandeln und Erhitzen von Wasser, umfassend die Schritte: Zuführen von zu behandelndem und zu erhitzendem Wasser in eine Wasseraufnahmekammer (6); Durchlaufen des Wassers durch ein Wasserbehandlungsmittel (8) hindurch zu einer Wasserheizkammer (4); und Versorgen von der Wasserheizkammer (4) zugeordneten Wasserheizmitteln (12) mit Strom bei einer ersten, relativ geringen Leistung; gekennzeichnet durch Erfassen der in der Wasseraufnahmekammer (6) vorhandenen Wassermenge; und, wenn weniger als eine vorbestimmte Wassermenge als Rest in der Wasseraufnahmekammer (6) erfasst wird, Erhitzen des Wassers in der Wasserheizkammer (4) mit höherer Leistung.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Umschalten ausgeführt wird, wenn die Wasseraufnahmekammer (6) im wesentlichen leer ist.