阅读说明：本技术 饮料制造装置 (Beverage making device ) 是由 朴相旭 于 2019-02-15 设计创作，主要内容包括：提供了一种饮料制造装置,其包括用于加热流体的热交换器,其中,所述热交换器包括：主体；加热器,其嵌入所述主体；第一管,其安装在所述主体上,并在从所述主体的第一端部朝向与所述第一端部相对的第二端部的第一方向上引导流体；以及第二管,其安装在所述主体上,接收从所述第一管流出的流体,并在与所述第一方向相反的第二方向上引导流体。(There is provided a beverage making apparatus comprising a heat exchanger for heating a fluid, wherein the heat exchanger comprises: a main body; a heater embedded in the body; a first pipe mounted on the body and guiding a fluid in a first direction from a first end of the body toward a second end opposite the first end; and a second pipe installed on the main body, receiving the fluid flowing out of the first pipe, and guiding the fluid in a second direction opposite to the first direction.)

饮料制造装置

技术领域

本公开涉及一种饮料制造装置，具体地，涉及一种包括热交换器的饮料制造装置。

背景技术

通常，可泡飲的各种饮料(例如，红茶、绿茶和咖啡等)是通过将天然状态的各种天然栽培植物干燥后，将其中包括的独特香味被提取成饮料形式而制成的，并成为被现代人广泛摄取及喜爱的饮料。

最近，随着对这种饮料的需求增加，正在开发用于制造如咖啡或茶的饮料的装置。例如，胶囊咖啡机是使用浓缩咖啡原理的装置，其通过将热水加压到胶囊中的咖啡豆来提取咖啡。咖啡提取过程方便且廉价，因此，最近已被广泛使用。

发明内容

本发明的技术构思所解决的技术问题在于提供一种包括能够有效加热流体的热交换器的饮料制造装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术构思提供一种包括用于加热流体的热交换器的饮料制造装置，其中，所述热交换器包括：主体；加热器，其嵌入所述主体；第一管，其安装在所述主体上，并在从所述主体的第一端部朝向与所述第一端部相对的第二端部的第一方向上引导流体；以及第二管，其安装在所述主体上，接收从所述第一管流出的流体，并在与所述第一方向相反的第二方向上引导流体。

在示例性实施例中，所述饮料制造装置还包括:连接管，其将所述第一管的出口和所述第二管的入口连接。

在示例性实施例中，所述第一管在所述第一端部和所述第二端部之间以螺旋形状延伸，并且所述第二管在所述第一端部和所述第二端部之间以螺旋形状延伸。

在示例性实施例中，所述加热器设置在所述第一管和所述第二管之间，并在所述第一端部和所述第二端部之间以螺旋形状延伸。

附图说明

图1是概略地示出根据本公开的一些实施例的饮料制造装置的结构图。

图2至图5分别是用于说明根据本公开的一些实施例的饮料制造装置的操作方法的图。

图6是示出根据本公开的一些实施例的热交换器的透视图。

图7是沿着图6的Ⅶ-Ⅶ'线截取的热交换器的剖面图。

图8是根据本公开的一些实施例的第二阀的透视图。

图9至图11分别是用于说明根据本公开的一些实施例的饮料制造装置的操作方法的图。

图12是示出根据本公开的一些实施例的饮料制造装置的一部分的框图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本公开的技术构思的实施例。在图中，对于相同的元件使用相同的标号，因此省略其重覆的解释。

图1是概略地示出根据本公开的一些实施例的饮料制造装置10的结构图。

参考图1，饮料制造装置10可以是能够排出具有预定温度和压力的水的设备。例如，饮料制造装置10可以是用高温水来提取液体咖啡的咖啡机，或者是能够通过排出高温水来泡茶的茶制造装置。

饮料制造装置10可包括可以储存水W的容器110、流量计120、第一阀130、泵140、热交换器150、第二阀170、止回阀180以及排出单元190。饮料制造装置10可包括将容器110、流量计120、第一阀130、泵140、热交换器150、第二阀170、止回阀180以及排出单元190连接的流路。例如，饮料制造装置10可包括将容器110的流出口、流量计120及第一阀130顺序连接的第一流路210、将第一阀130、泵140、热交换器150及第二阀170顺序连接的第二流路220、从第二阀170顺序连接到止回阀180及排出单元190的排出流路230以及连接第二阀170和容器110的循环流路250。

第一阀130通过第一流路210连接到容器110的流出口，并且可以通过连接到外部空气的空气流入流路240引入外部空气。第一阀130可以是流路转换阀，并可以构造成选择性地打开和关闭多个流入端。例如，所述第一阀130可以是电磁阀(solenoid valve)。第一阀130可选择性地引入水W或空气A中的任意一个。

具体而言，第一阀130可以选择性地打开和关闭连接到第一流路210的入口，并可以选择性地打开和关闭连接到空气流入流路240的入口。例如，当第一阀130处于打开与第一流路210连接的入口的第一位置时，水W可以流出到连接到第一阀130的出口的第二流路220。或者，当第一阀130处于打开与空气流入流路240连接的入口的第二位置时，空气A可以流出到连接到第一阀130的出口的第二流路220。

流量计120设置在将容器110和第一阀130连接的第一流路210上，并且可以检测从容器110流出的水W的流量。

泵140可以提供使饮料制造装置10的流路内的流体流动的动力。例如，随着泵140被驱动，水W或空气A沿着设置在饮料制造装置10的流路流动，并且可以通过排出单元190排出。例如，所述泵140可以被构成为通过调节驱动周期(即，开/关周期)来调节水W的流速或空气A的流速。

所述热交换器150可以以即时加热方法对沿第二流路220流动的流体进行加热。例如，所述热交换器150可以被构成为对通过第一阀130流出的水W进行加热并将其传递到第二阀170侧，或者对通过第一阀130流出的空气A进行加热并将其传递到第二阀170侧。

第二阀170可以通过第二流路220连接到第一阀130，通过排出流路230连接到排出单元190，并通过循环流路250连接到容器110的流入口。第二阀170可以是流路转换阀，并可以构造成选择性地打开和关闭多个流出端。例如，第二阀170可以是电磁阀。当流体通过第二阀170的入口流入时，第二阀170可以选择性地将流入的流体流出到排出流路230或所述循环流路250。

具体而言，第二阀170可以选择性地打开和关闭连接到排出流路230的出口，并可以选择性地打开和关闭连接到循环流路250的出口。例如，当第二阀170处于打开与排出流路230连接的出口的第一位置时，水W或空气A可以流出到排出流路230。或者，当第二阀170处于打开与循环流路250连接的出口的第二位置时，水W或空气A可以流出到循环流路250。

在示例性实施例中，饮料制造装置10可包括构成为检测流路内的压力的压力传感器。例如，所述压力传感器可用于检测排出流路230的压力。如图8所示，压力传感器可以设置在第二阀170上。或者，压力传感器可以设置在排出流路230上。所述压力传感器可以感测流路内的压力。由所述压力传感器感测的压力信息可用于辨别流路内的压力是否在正常压力范围内。

温度传感器160可以设置在将热交换器150和第二阀170连接的第二流路220上。温度传感器160可以感测从热交换器150流出的水W的温度。由温度传感器160感测的温度信息可用于辨别由热交换器150加热的水W的温度是否在正常温度范围内。

止回阀180可以设置在排出单元190附近的排出流路230上。止回阀180可以防止流体在排出流路230内回流。止回阀180可允许流体在从第二阀170朝向排出单元190的方向上流动，并阻止流体在从排出单元190朝向第二阀170的方向上流动。例如，当排出单元190由于异物等而堵塞进而在排出单元190形成高压时，止回阀180可以阻止流体通过排出流路230朝向第二阀170回流。

另一方面，尽管未在附图中具体示出，饮料制造装置10包括用于控制流量计120、第一阀130、泵140、热交换器150、温度传感器160及第二阀170等的控制单元(参考图12中的300)。例如，所述控制单元可包括微处理器及通信模块等。

图2至图5分别是用于说明根据本公开的一些实施例的饮料制造装置10的操作方法的图。

参考图2，饮料制造装置10可以通过排出单元190排出被加热的水W。

具体而言，在连接到第一流路210的第一阀130的第一入口打开并且连接到空气流入流路240的第一阀130的第二入口关闭的状态下驱动泵140。随着泵140被驱动，容纳在容器110内的水W可以被引导到第一流路210并流到第一阀130，并且经第一阀130的出口所流出的水W可以流到热交换器150。在热交换器150中，水W可以被加热到预定温度，然后被引入到第二阀170。第二阀170可打开连接到排出流路230的第一出口并关闭连接到循环流路250的第二出口，以将被加热的水W流出到排出流路230侧。然后，被加热的水W可以被引导到排出流路230进而流到排出单元190，并且可以通过排出单元190排出。

参考图3，饮料制造装置10可以将水W循环到容器110。

具体而言，在连接到第一流路210的第一阀130的第一入口打开并且连接到空气流入流路240的第一阀130的第二入口关闭的状态下，驱动泵140。随着泵140被驱动，容纳在容器110内的水W被引导到第一流路210并流到第一阀130，并且经第一阀130的出口所流出的水W可以被引导到第二流路220并流到热交换器150。在热交换器150中加热的水W被引导到第二流路220并流入第二阀170。第二阀170可以打开连接到循环流路250的第二出口，并关闭连接到排出流路230的第一出口，以将水W流出到循环流路250侧。水W可以被引导到循环流路250并且被回收到容器110。

在示例性实施例中，由温度传感器160检测的水W的温度信息可用于使用第二阀170确定水W的流出方向。也就是说，温度传感器160检测从热交换器150流出的水W的温度，并传送到控制单元(参见图12中的300)，当所述控制单元辨别出检测到的温度超出预设的正常温度范围时，连接到循环流路250的第二阀170的出口可以被打开，使得水W回收到容器110。

此外，在示例性实施例中，在第二阀170的压力传感器(参见图8中的171)检测到的压力信息可用于决定通过第二阀170的水W的流出方向。也就是说，所述压力传感器检测流路内的压力，并传送到所述控制单元，当所述控制单元辨别出检测到的压力超出预设的正常压力范围时，连接到循环流路250的第二阀170的出口可以被打开，使得水W可以回收到容器110。

参考图4，饮料制造装置10可以使空气A朝向排出单元190侧流动，以去除流路内的残留水。

具体而言，在连接到第一流路210的第一阀130的第一入口关闭并且连接到空气流入流路240的第一阀130的第二入口打开的状态下驱动泵140，以流入外部空气。当泵140被驱动时，空气A通过空气流入流路240流入第一阀130的第二入口，并且流出到第一阀130的出口的空气A可以经由热交换器150并引入到第二阀170。第二阀170打开连接到排出流路230的第一出口，并关闭连接到循环流路250的第二出口，使得空气A被引导到排出流路230并流动到排出单元190。

根据本公开的示例性实施例，由于在空气A通过第二流路220、排出流路230及排出单元190的流动过程中，流路内的所残留的水W及异物等可以通过排出单元190排出到外部，因此可以防止流路内的污染。此外，由于在通过排出单元190排出空气A的过程中可以除去吸附到排出单元190的异物，因此可以防止因排出单元190堵塞引起的流路的压力升高的问题及排出单元190被污染的问题。

参考图5，饮料制造装置10可以使空气A朝向循环流路250侧流动，以去除循环流路250内的残留水。

具体而言，在连接到第一流路210的第一阀130的第一入口关闭并且连接到空气流入流路240的第一阀130的第二入口打开的状态下驱动泵140，以流入外部空气。随着泵140被驱动，空气A可以经由热交换器150引入到第二阀170。第二阀170打开连接到循环流路250的第二出口，并关闭连接到排出流路230的第一出口，使得空气A通过循环流路250排放到容器110内。

根据本公开的示例性实施例，由于在空气A通过第二流路220和循环流路250的流动过程中，可以去除残留在流路内的水W及异物，可以防止流路内的污染。

另一方面，在示例性实施例中，如图4和图5中所示，在引入空气(A)以去除流路内的残留水的过程中，热交换器150可以将空气A加热到预定温度以增加空气A的流动性。

此外，根据本公开的示例性实施例，饮料制造装置10可顺序进行以下步骤：如参考图3所述的使水W循环直到从热交换器150流出的水W被加热到预设温度范围内的步骤、如参考图2所述的将加热到预设温度范围的水W排出到排出单元190以制造饮料的步骤、如参考图4所述的去除排出流路230和排出单元190的残留水的步骤以及如参考图5所述的去除循环流路250的残留水的步骤。

图6是示出根据本公开的一些实施例的热交换器150的透视图。图7是沿着图6的Ⅶ-Ⅶ'线截取的热交换器150的剖面图。

参考图6和图7，热交换器150可包括主体151、第一管152、第二管153、连接管154和加热器155。

第一管152和第二管153可以安装在主体151上，并且可以提供流体能够在热交换器150内流动的路径。第二管153连接到第一管152以流体连通，从而接收从第一管152流出的流体。如图所示，从第一阀(参考图1中的130)传送的流体流入到第一管152，并在顺序流过第一管152和第二管153的期间被加热，被加热的流体可以通过第二管153的出口排出。然而，在其他示例性实施例中，与附图所示不同，从第一阀(参考图1中的130)传送的流体也可流入到第二管153后，通过第一管152排出。

在第一管152和第二管153内的流体的流动方向可以彼此相反。即，第一管152可以在从主体151的第一端部151e1朝向与所述第一端部151e1相对的第二端部151e2的第一方向上引导流体，第二管153可以在与第一方向相反的第二方向(例如，从第二端部151e2朝向第一端部151e1的方向)上引导从第一管152传送的流体。

在示例性实施例中，第一管152和第二管153从主体151突出，第一管152的出口侧端部和第二管153的入口侧端部可以通过连接管154连接。然而，在其他示例性实施例中，与附图所示不同，第一管152和第二管153也可以在主体151内彼此直接连接，在这种情况下，可以省略连接管154。

在示例性实施例中，第一管152和第二管153可各自具有螺旋(helical)形状。螺旋形状的第一管152和第二管153可以通过增加流体在热交换器15内流动的时间来将流体加热更长的时间。第二管153可以设置成比第一管152更远离主体151的中心部，并且第二管153的螺旋直径153D可大于第一管152的螺旋直径152D。

加热器155的至少一部分可以嵌入主体151。例如，加热器155可以是管形加热器，并且可以具有以电阻加热方法加热的热线设置在保护管内的结构。当通过连接到所述热线两端部的端子156供电时，第一管152和第二管153内的流体可以通过从所述热线产生的热来加热。

加热器155可以设置在第一管152和第二管153之间。由于加热器155可设置成靠近第一管152和第二管153，因此可以有效地对第一管152内的流体和第二管153内的流体进行加热。

在示例性实施例中，加热器155可以具有螺旋形状。此时，加热器155的螺旋直径155D可以大于第一管152的螺旋直径152D，并且小于第二管153的螺旋直径153D。

热交换器150可包括安装在主体151上的温度传感器159。例如，温度传感器159可用于感测热交换器150的过热，或者辨别出热交换器150在热交换器150的预热操作期间是否已达到目标温度范围。

根据本公开的示例性实施例，由于热交换器150内的流体可以在沿着彼此相反的方向引导流体的第一管152和第二管153的流动期间被加热，因此可以提高热交换器150的加热效率。

图8是示出根据本公开的一些实施例的第二阀170的透视图。

参考图8，第二阀170可以是具有一个入口和三个出口的四通阀(four-wayvalve)。第二阀170可以具有与第二流路220连接的一个入口173、与排出流路230连接的第一出口175o1和分別与循环流路250连接的第二出口175o2及第三出口175o3。

第二阀170可包括压力传感器171。压力传感器171可以构成为检测排出流路230内的压力。所述第二出口175o2可以基于由温度传感器160检测到的水W的温度信息来决定打开还是关闭第二出口175o2，所述第三出口175o3可以基于由压力传感器171检测到的流路内的压力信息来确定打开还是关闭第三出口175o3。

图9至图11分别是用于说明根据本公开的一些实施例的饮料制造装置的操作方法的图。图12是示出根据本公开的一些实施例的饮料制造装置的一部分的框图。

参考图9及图12，当由热交换器150加热的水W的温度在正常温度范围内并且在流路内未检测到异常压力时，第二阀170可以将水W排出到排出单元190侧。

具体而言，温度传感器160和压力传感器171可以分別将由热交换器150加热的水W的温度信息Temp和流路内的压力信息Press传送到控制单元300。当辨别出由温度传感器160检测到的温度在正常温度范围内并且由压力传感器171检测到的压力在正常压力范围内时，所述控制单元300可以驱动第二阀170，使得第二阀170的第一出口175o1打开。当第一出口175ol被打开时，被加热到正常温度范围内的水W可以通过排出单元190排出。

参考图10及图12，当由热交换器150加热的水W的温度脱离正常温度范围时，第二阀170可以使水W流出到循环流路250侧。

具体而言，当辨别出在压力传感器171未检测到异常压力，但由温度传感器160检测到的温度脱离正常温度范围时，所述控制单元300可以驱动第二阀170，以使第二阀170的第二出口175o2打开。随着第二出口175o2被打开，水W不会流向排出流路230侧，但可以通过循环流路250回收到容器110中。

参考图11及图12，当检测到流路内的异常压力时，第二阀门170可以将水W排放到循环流路250侧。

具体而言，当由于排出单元190被异物堵塞等问题而导致流路内的压力过度增加时，可以辨别出由压力传感器171检测的压力脱离正常压力范围。在这种情况下，控制单元300可驱动第二阀170以关闭第一出口175o1来阻止水W朝向排出流路230侧的流动，并且可以打开第二阀170的第三出口175o3，使得水W被回收到容器110中。

根据本公开的示例性实施例，由于饮料制造装置可以排出被加热到预定温度范围内的水，可以制造具有均匀温度的饮料，如咖啡和茶等。此外，由于饮料制造装置可以基于检测到的压力信息来确定是否排出水，因此可以防止由于过压导致的装置损坏以及由于在过压状态下排出流体而发生的安全事故。

根据本公开的示例性实施例，由于热交换器内的流体可以在沿着彼此相反的方向引导流体的第一管和第二管的流动期间被加热，因此可以提高热交换器的加热效率。

如上所述，已经在附图和说明书中公开了示例性实施例。虽然本说明书已经使用特定术语描述了实施例，但在本公开使用的术语仅用于描述本公开的技术构思，并不意图限制记载在权利要求的本公开的范围。因此，本领域的普通技术人员将理解许多修改和等同替代是可能的。本公开的范围由所附权利要求的技术构思限定。