专利名称：水流加热元件的制作方法图1示意性地表示本发明的水流加热元件，和图2示意性地表示本发明的咖啡壶。在第一加热段21的下游有一个第一温度传感器40，它可以在测量位置41测量流经管子10的水温。第二加热元件30位于第一加热段21和温度传感器40的下游，它用来加热流经管子10的第二加热段31的水。加热元件30由电源32供电。电源32与控制装置80连接并与之一起控制第二加热元件30，使该控制装置连接在加热元件的输出端，使其功率在最小备用功率到具有32个步骤的满功率之间。这里的每一个控制步骤最好表示使管子10流出的水温增加或降低约2℃。第二加热元件30最好也是薄膜式电阻器的形式。在第二加热元件30下游靠近出口12处有一个温度传感器50，它在第二加热元件30下游的第二测量位置51区域处测量流过管子10的水的温度，并且提供表示第二温度传感器50温度的信号。控制装置80连接到第一温度传感器40、第二温度传感器50、第一加热元件20的电源22和第二加热元件30的电源32上，并且通过连线64连接到开关63上，开关63用来控制泵60的控制连线62。控制装置80还为用户设有一个控制板70，该控制板比如可以包括一个通/断开关。运行时，控制装置80根据控制板比如通/断开关发出的信号使运行开关63接通，从而使泵60工作。由管线61提供的水被泵60泵送经过入口11流过管子10。提供的水可以是比如从咖啡壶的储水箱来的自来水，水温根据环境温度通常为10℃到30℃。控制装置也使加热元件20，30的电源22，32在满负荷下工作。流过管子的水因此被加热，直到温度传感器51处的热水温度达到预定的最大温度值为止，比如75℃到100℃。这时，第二电源32供给第二加热元件30的电功率逐渐减小。在本示例中，第二加热元件30的电源32的功率可以被控制在32个步骤中。温度控制分辨力最好是2℃。因此64℃的控制范围可以在32个步骤内实现。为了预热，根据接收到的来自控制板70的接通信号，控制装置80最好首先接通一个或两个加热元件。要求的预热周期过后，就使泵60工作。对于预热过的加热元件可以获得较好的控制。控制装置80还可以记录来自第一温度传感器40的温度信号。如果该温度突然升高或者降低，控制装置80通过减小或增加施加到第二加热元件30的功率而对此作出反应。泵60保证流过管子10的水流量在一个比较小的带宽内。结果是第一加热元件可以有比较大的功率，只对第二加热元件进行很小的功率控制即可。因此可以用相当简单的方式逐步控制该功率，如果需要的话可以采用高控制频率，而不会对装置产生不需要的干扰，因为其中非常小的干扰已经导致光输出产生波动，这种波动使肉眼感到不愉快。为了使功率被控制在限定范围内，第一加热元件20的固定功率最好至少是两个加热元件20，30最大功率之和的三分之二到四分之三。
由于在第二加热步骤之前测量热水的温度，而且也根据该测量结果控制该第二加热步骤，因此能够快速反应地控制水的终温。对于因供电电压波动引起的对第一加热元件热输出的变量补偿，以及在接通后快速实现第二加热元件功率的准确调节，这一点尤为重要。根据第二加热步骤后测量的温度而产生的反馈，也可以保证在较长周期内精确的控制终温。
与第一加热段21上游的水温检测相比，它有以下优点，即既可以探测第一加热元件20的热输出之差，也可以通过控制第二加热元件30的功率对此进行补偿。
由于加热段31至少部分地位于通道的第一加热段21的下游，加热段31内的可控制加热元件30是有源的，第一加热段21内提供的功率是固定的，因此控制第二加热元件30可以迅速对第一加热元件20的效率变化起反应。然而可选择地，可以将其中的可控制加热元件为有源的通道加热段放在其中加热元件功率为固定的加热段的上游，或者使这两部分全部或部分合并起来。
如果要将水加热到75℃到100℃，这里提出的控制尤为有益，因为在缓慢控制的情况下，水容易被局部加热到沸点，这将使加热元件上的热负荷过大并且加速形成水垢。
第二温度传感器50的位置非常靠近第二加热元件30，这样如果不供水的话，后者将变得极热。第二温度传感器50达到一个第二高温时，控制装置根据该温度断开供给两个加热元件的电流，直到通过接线64再次接收到接通信号为止。当需要加热并保存在供给水槽中的水经过水流加热元件时，水流加热元件可以自动接通-断开，从而防止水流加热元件过热。
图2示出一个根据本发明的用来制备饮料的咖啡壶100形式的装置。咖啡壶100有一个外壳110，外壳有一个放杯子102的支座101。外壳110内还有一个储水池103，储水池中装有水并且有一个出口61。外壳内有一个对应于上述加热装置的加热装置1。加热装置1设有一个如第一个实施例的控制系统。该控制装置80连接到第一温度传感器40、第二温度传感器50、第一加热元件20的电源22、第二加热元件30的电源32并且通过导线64连接到开关63上，该开关63切换泵60。电源22和32可以共同放在一个部件中。泵60与出口61连通从而泵送来自水池的水。控制装置80还为用户配备一个控制板，该板包括一个通/断开关71。加热装置1的出口12正好位于支座101上的杯子102的上方。挨着出口12的是咖啡分配器90的出口91，这样出口91也正好位于支座101上的杯子102的上方。咖啡分配器90与控制装置80连接，并且设计成可以配给一定数量的咖啡提取物。该分配器本身是日常生活中常见的。
操作时，使用者将杯子102放在支座101上并按下通/断开关71。然后控制装置80按照上述方式控制加热装置1和泵60，从而预定数量的热水经过出口12进入杯子102中。控制装置还启动分配器90以便将定量咖啡提取物送到杯子102内。杯子102中的热水和咖啡提取物混合成为咖啡。分配器90不限于分配咖啡提取物；分配器90可以为饮料制备装置供给其他提取物，比如茶，热巧克力和汤。
本领域技术人员应当清楚，咖啡壶可以是过滤系统型式和压力室系统(浓咖啡)型式，过滤系统式中的热水滴落到过滤器中的咖啡床上，压力室系统式中的水在流进杯子102之前在压力作用下先被迫经过封闭腔中的咖啡。
本领域技术人员从上面可以清楚，在本发明的范围内可以有更多的变形和实施例。也可以采用几个不可调的和/或可控制的加热元件。


一种水流加热元件，它有一个提供固定功率的第一加热元件(20)，一个可调的第二加热元件(30)，一个检测热水温度的温度传感器(40，50)，和一个控制单元(22，32，80)，所述控制单元根据温度传感器(40，50)检测的温度控制第二加热元件(30)的热输出。泵(60)产生经过通道(13)的水流，保证水流量在预定范围内，所述控制单元设计成根据泵(60)的启动来启动加热元件(20，30)。结果，有固定功率的第一加热元件(20)具有比较地高的功率比，因此不会有水过热的风险。