储存和分配加热的液体的装置和操作这种装置的方法与流程

本发明涉及一种储存和分配加热的液体的装置，该装置包括未加压的热液体罐，其中热液体罐包括用于加热储存在热液体罐内的液体的加热元件，并且热液体罐还包括补偿开口，通过该补偿开口能够实现与环境的压力平衡，该装置还包括从热液体罐朝向分配单元延伸的分配导管，所述装置还包括泵送装置，所述泵送装置用于将加热的液体从所述热液体罐通过所述分配导管朝向所述分配单元输送，并且所述分配导管包括止回器，所述止回器沿着所述分配导管布置在所述泵送装置的压力侧处且与所述泵送装置相距一定距离，由此所述止回器在所述泵送装置不操作以将加热的液体朝向所述分配单元输送时防止任何液体通过所述分配导管朝向所述泵送装置回流。

背景技术：

1、存在用于储存和分配加热的液体的这种装置的许多不同的实施例。这些装置已知并用于提供热水和冷水供人食用和家庭使用(例如，用于身体护理、用于清洁或用在厨房中)。对于提供热水或冷水的普通锅炉，分配单元连接到热液体罐以及连接到冷水供应源，由此分配单元提供控制元件，用于混合和分配从热液体罐提供的热水和从冷水供应源提供的冷水。这种装置的类似或其它实施例形成设备的整体部分，其在由用户做出的相应选择之后根据用户做出的相应选择分配热饮或冷饮。

2、对于许多目的和应用，认为有利的是热液体罐是不加压的，即包括提供与环境的流体连通的补偿开口。因此，热液体罐内的压力等于周围环境内的大气压力，这允许热液体罐的简单且成本有效的设计和制造以及在装置的长使用寿命期间装置的安全且可靠的操作。然而，由于热液体罐通常位于具有分配开口的分配单元下方，因此压力梯度和重力都不能用于使加热的液体从热液体罐流入分配单元并流出由分配单元控制或位于分配单元内的分配出口。

3、因此，在装置的操作期间，来自热液体罐的液体(通常是加热的水)借助于泵送装置从热液体罐朝向分配单元泵送。通过激活分配单元，即通过操作分配单元以从热液体罐分配热水，泵送装置操作以将加热的水从热液体罐通过分配导管泵送到分配单元中，直到加热的水从分配单元的分配出口分配到位于分配出口下方的例如杯子或玻璃杯或任何其他容器中。

4、分配导管可以设计成完全延伸到热液体罐的外部。为了节省热能并避免在分配导管中的液体在通过分配单元分配之前过早冷却，分配单元沿着热液体罐的一部段或主要在热液体罐内延伸，并且仅在流入到通常布置在热液体罐外部的分配单元内之前离开热液体罐。因此，至少分配导管在热液体罐内延伸的部段由加热元件和热液体罐内的加热的液体加热。

5、然而，热液体罐内的液体的加热导致热液体罐内以及分配导管内的加热液体的一些排气。此外，另外的活动如过滤加热液体或对加热液体除垢也可有助于加热液体内的气体吸收。另外的气体吸收源可以是泵送装置，该泵送装置用于将加热液体通过分配导管朝向分配单元泵送。这种气体将主要是来自环境的空气和溶解在填充到热液体罐中的液体内的空气。在泵送装置的操作终止之后残留在分配导管内的任何残留气体且特别是任何残留空气会干扰泵送装置的随后的操作。然而，分配导管的适当通气通常由止回器阻止，该止回器沿着分配导管布置在泵送装置和分配单元之间位于泵送装置的压力侧。对于还将冷水或未加热液体供给到分配单元的装置，这种止回器被认为是强制性的，冷水或未加热液体可能在相反的方向上(即从分配单元朝向泵送装置和热液体罐)流动通过分配导管。

6、遗憾的是，这种止回器不仅防止冷液体进入分配导管并朝向泵送装置回流，而且还防止分配导管的适当通气以允许加压侧内的任何残留气体从分配导管逸出。因此，残留气体积聚在分配单元内并可能干扰泵送装置的操作，并因此干扰用于通过分配单元分配至少部分来自热液体罐的加热液体或混合液体的装置的操作。

7、us 5 367 607 a公开了一种具有非加压锅炉容器蒸汽发生器管和公共加热元件的冲泡饮料制备机，该饮料制备机具有布置在分配导管内的双向阀。在第一位置设定中，所述阀允许借助于往复泵输送计量量的水，使得产生蒸汽而不会使锅炉容器中的水开始沸腾。在第二位置设定中，所述阀通过往复泵将热水输送到过滤装置，其温度可以保持在96℃和97℃之间的窄界限内，从而避免了过滤装置中咖啡粉的过热。总之，通过上述双通阀的两个位置设定，输送到分配导管的水可以特别用于产生蒸汽，或者备选地用于产生热水。

8、因此，需要一种如上所述的装置，以在来自热液体罐的加热液体的用户激活分配期间，在每次终止泵送装置的操作之后减少或消除残留在分配导管内的任何残留气体。

9、鉴于上述背景技术，本发明的目的被认为是提供一种装置和方法，其使得在来自热液体罐的加热液体的用户激活分配期间，在每次终止泵送装置的操作之后减少或消除残留在分配导管内的任何残留气体。

10、该目的通过根据独立权利要求1和8的主题来解决，并且在从属权利要求2至7中限定其优选实施例。

技术实现思路

1、本发明涉及一种如上所述的用于储存和分配加热的液体的装置，其中该装置还包括旁通管线，该旁通管线在泵送装置的压力侧从分配导管分支，并且通向热液体罐内未填充液体的上部区域，从而提供分配导管的开口，通过该开口能够实现与环境的压力平衡，这允许在泵送装置的操作停止之后泵送装置的压力侧处的液柱与泵送装置的入口侧处的液柱的压力平衡。已经发现，通过在泵送装置的压力侧处提供分配导管的这种开口，在泵送装置的每一侧处发生的液柱的所得压力平衡导致大部分保留气体从分配导管逸出，或者通过旁通管线逸出到热液体罐中，或者通过分配导管的入口侧向回移动回到热液体罐中。所有逸出分配导管的残留气体将不会对泵送装置造成任何干扰。因此，由于由旁通管线提供的分配单元的附加开口，泵送装置的操作将更可靠和更有效。

2、在泵送装置的操作期间，加热的液体将沿着分配导管的压力侧部段被泵送，并且因此也将被泵送到从分配导管分支的旁通管线中。然而，由于旁通管线的开口通向热液体罐，因此任何流动通过旁通管线的加热的液体将返回到热液体罐中，并且将不会被浪费或分配到环境中。因此，利用这种从分配管道的压力侧分支出来并返回到热液体罐中的旁通管线允许装置的安全和有效的操作，而不需要对用户进行任何额外的努力或限制。通过旁通管线进入热液体罐中的加热液体的返回确保了已经泵送通过分配导管的加热液体不会被浪费或必须被收集在单独的容器中。

3、取决于分配导管的布置和路线，保留在分配导管内的液体将不被热液体罐内的加热元件加热，而是将第一量的液体通过分配导管传递到分配单元。此外，已经被朝向分配单元泵送但尚未通过分配出口分配的至少一些加热液体的回流减少了在下次使用装置(即在泵送装置的后续操作之前将加热的水通过分配导管朝向分配单元泵送)之前被冷却的加热液体的量。

4、因此，由通向热液体罐内的上部区域内的旁通管线形成的分配导管内的开口允许压力平衡并且允许在泵送装置的每次操作终止之后显著减少残留在分配导管内的残留气体，并且还通过更快地向分配单元提供更好的加热液体来增强用户友好性。这种装置可以用作例如家庭或建筑物内的热水锅炉，加热的液体是加热的水，其可供人食用或用于卫生目的。

5、根据本发明的一个实施例，旁通分支位于热液体罐的外部并位于热液体罐的顶部上方。可以将旁通分支布置成靠近止回器，止回器通常位于热液体罐的外部，在泵送装置和分配单元之间位于分配导管的压力侧。止回器防止任何不希望的进入分配导管以及随后的其他液体(例如也可以用分配单元分配的冷水)的回流。然而，止回器还阻止已经通过分配导管朝向分配单元泵送但尚未通过止回器的加热液体的任何回流。因此，在泵送装置的操作终止之后，液柱保持在从止回器向下延伸的分配导管内。旁通分支朝向止回器定位得越近，保持在旁通分支和止回器之间的所述分配导管的部段内的加热液体的量越少。

6、可选地，旁通管线延伸通过热水罐的补偿开口。这允许容易且成本有效地安装进入热液体罐的旁通管线。因为已经存在的补偿开口用于将旁通管线引入热液体罐内，所以不需要将需要额外的密封装置的额外的开口。通过使用已经存在的补偿开口，额外的旁通管线不会影响装置操作的安全性和可靠性。

7、还可以将旁通管线改造为具有无压热液体罐的已经存在和使用的装置。由于旁通支路在热液体罐外部的布置与旁通管线通过已经存在的补偿开口引入到热液体罐中相结合，因此可以最小化改造旁通管线所需的努力。不需要移除或打开热液体罐以便在分配导管内提供开口，这导致泵送装置的更可靠和更有效的操作以及增加的用户友好性。

8、在本发明的又一个实施例中，分配导管在泵送装置的压力侧处的部段延伸通过热液体罐，并且所述旁通支路位于所述热液体罐的内部并靠近所述热液体罐的顶部。延伸通过所述热液体罐的分配导管带来以下几个优点。已经泵送到所述分配导管中但未由所述分配出口分配的加热液体保持在所述热液体罐中，并且将与保留在所述热液体罐中的液体或在所述泵送装置的先前操作之后再填充到所述热液体罐中的液体一起加热。此外，沿着延伸通过热液体罐的分配导管的部段的任何泄漏都保留在热液体罐内，而不会泄漏到环境中。通过将旁通分支布置在热液体罐的内部，通过旁通管线流出分配导管的加热液体不会离开热液体罐，这显著降低了例如在旁通分支处或沿着旁通管线的任何不希望的泄漏的风险。此外，装置不需要额外的空间，因为附加的旁通管线完全集成在热液体罐内。由于旁通管线通向热液体罐内的上部区域，该上部区域在热液体罐的正常操作期间未填充液体，因此旁通管线不会减少热液体罐内用于储存和加热液体的可用体积。

9、由于旁通管线形成分配导管的开口，因此在泵送装置的操作期间，通过分配导管泵送的加热液体的一部分将通过该开口逸出并通过旁通管线流回到热液体罐中。即使这部分加热液体没有被浪费，沿着分配导管朝向分配单元输送的加热液体的流量也减小。为了减少从所述分配导管分支出来的加热液体的量，认为本发明的一个有利方面是，旁通管线的流动直径小于分配导管在泵送装置的压力侧处的流动直径。因此，在任何进一步的构造努力中，可以减少由泵送装置泵送但返回到热液体罐中并因此没有到达分配单元的加热液体的部分。

10、对于许多应用，认为旁通管线的流动直径小于分配导管的流动直径的一半是有利的。优选地，旁通管线的流动直径小于分配导管的流动直径的三分之一或甚至小于四分之一。由于流动体积取决于流动直径的平方，因此旁通管线的较小的流动直径导致从分配导管分支并且通过旁通管线流回到热液体罐中的小得多的流动体积。

11、根据本发明的另一实施例，所述旁通管线包括止回器，所述止回器防止任何液体从所述旁通分支流向通向所述热液体罐的旁通管线的开口端。通过将止回器以防止任何液体流向所述旁通管线的开口端的这种方式布置到所述旁通管线中，这将防止在所述泵送装置的操作期间加热液体从所述分配导管的任何分支，导致通过分配导管泵送的全部流动体积被传递到分配单元。止回器防止任何加热液体从分配单元通过旁通管线返回到热液体罐中。然而，止回器不干扰由分配导管内的开口实现的压力平衡，因为分配导管内的加热液体返回到泵送装置的任何回流不会被旁通管线内的止回器阻止。

12、根据本发明的有利方面，泵送装置包括旋转泵。旋转泵能够沿着分配导管可靠且有效地泵送液体。由旋转泵产生的压力梯度对于这种装置例如在家庭等内的许多应用和实施方式是足够的。通常，当旋转泵不操作并且不将液体从热液体罐泵送到分配单元时，任何液体可以自由地流动通过旋转泵。这允许在压力侧和吸入侧的液柱的非常快速和有效的压力平衡，这显著地去除分配导管内和旋转泵内或附近的任何残留气体。

13、本发明还涉及一种操作这种储存和分配加热液体的装置的方法，该装置包括具有补偿开口的未加压热液体罐，通过该补偿开口能够实现与环境的压力平衡，该装置还包括从热液体罐朝向分配单元延伸的分配导管，该装置还包括泵送装置，该泵送装置用于将加热液体从热液体罐通过分配导管朝向分配单元输送，并且所述分配导管包括止回器，所述止回器沿着所述分配导管布置在所述泵送装置的压力侧处并且与所述泵送装置相距一定距离，由此所述止回器在所述泵送装置不操作以将加热液体朝向所述分配单元输送时防止任何液体通过所述分配导管朝向所述泵送装置向回流动。

14、通常，在这种装置的操作过程中，液体的加热以及加热液体的任何运动(特别是泵送加热液体)在加热液体内产生气泡和残留气体。这种气泡和残留气体的不希望的积聚可能不利地影响装置的操作，特别是可能干扰泵送装置的后续操作。

15、因此，还需要一种用于操作这种装置的方法，该方法将减少由加热液体内的气泡和残留气体引起的任何不利影响。

16、根据本发明的有利方面，在每次终止泵送装置的操作之后，建立分配导管的压力侧和吸入侧之间的压力平衡，导致所述分配导管的所述压力侧处的加热液体朝向所述泵送装置向回流动。在所述分配导管内在所述泵送装置的两侧处建立压力平衡使得一些加热的液体流动通过所述分配导管。如果使用在泵送装置不操作时允许液体通流的泵送装置，例如旋转泵，则加热的液体也流动通过泵送装置。已经发现，加热液体在分配导管内并且优选地通过泵送装置的这种流动运动减少了气泡和残留气体在分配导管内和泵送装置内的积聚，这提高了装置操作的效率和用户友好性。

17、在上述方法中，通过旁通管线建立压力平衡，该旁通管线从分配导管分支并通向热液体罐内部的未填充加热液体的上部区域，由此该上部区域中的压力与周围区域中的压力相同。