專利名稱：可自動檢測除垢需求的電咖啡壺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電咖啡壺，特別是一種可自動檢測除垢需求的電咖啡壺，其可在適當時機提醒使用者清除水垢。
背景技術：
一般電咖啡壺，通常是在一個底座內部預設有一個電熱元件，利用電熱元件通電時對一個由金屬材料制成可導熱的受熱管接觸加熱，使一個固定在底座上方的水箱內所容裝的水，在通過受熱管時被迅速加熱沸騰，并蒸發(fā)，輸送到一個裝設在水箱上端部處的承接座，使預先放置在該承接座內部的咖啡粉與受熱管所蒸發(fā)凝結的高溫水混合，便能沖泡出熱騰騰的咖啡。
由于受熱管將水加熱到沸騰的過程中，水中所含的碳酸鈣會逐漸累積凝結在受熱管的內壁，而生成水垢，當水垢累積厚度越來越厚時，會使加熱效率變差，因此，通常使用者都會在咖啡壺使用預定次數(shù)后，清除受熱管內的水垢，以維持較高的加熱效率。
雖然市面上已可見有咖啡壺，在沖泡咖啡的次數(shù)累計達預定次數(shù)后，便以指示燈發(fā)亮的方式，來提醒使用者清除受熱管內的水垢。清除水垢的作業(yè)，一般是將適當?shù)那鍧崉?，如醋酸倒入水箱中，使清潔劑流入受熱管內，并利用加熱元件對受熱管提供適當?shù)念A熱功率，緩慢地將清潔劑煮乾，這樣，便能借由清潔劑與受熱管內凝結的水垢產(chǎn)生化學變化，使水垢自管壁上脫落、分解，最后，以清水沖洗便可達到清除的目的。
但是上述水垢清除的時機可能與實際達除垢需求的時間存在甚大的差距，其原因在于不同國別、不同區(qū)域的水質會有所差異，造成受熱管內水垢的累積速度不同，更會隨使用者習慣飲用水的不同，造成水垢的凝結速度不同，例如自來水、礦泉水、逆滲透水或各種濾水器所產(chǎn)生的水，都會使受熱管內水垢的累積速度具有明顯差異，因此若以咖啡沖泡次數(shù)作為是否清除水垢的依據(jù)，可能會與實際需要進行清除水垢的時機有出入，例如，一般自來水在煮沸過程中，極容易在受熱管內凝結水垢，相反地逆滲透水在煮沸過程中，并不易在受熱管內凝結水垢。也就是說，若分別以一般自來水和逆滲透水作為咖啡壺沖泡用水時，在相同沖泡次數(shù)后，用自來水沖泡的咖啡壺內受熱管上的水垢，會遠比使用逆滲透水嚴重。因此，當使用自來水的咖啡壺有清除水垢需求時，使用逆滲透水的咖啡壺卻尚未達到清除水垢的需要。

發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種根據(jù)水垢積存狀態(tài)可自動檢測除垢需求的電咖啡壺。
為達到上述目的，本實用新型采取如下技術措施本實用新型的可自動檢測除垢需求的電咖啡壺，包括一個水箱、一個可引接水箱的水并加以煮沸的底座、一個位于底座上方用來容裝咖啡粉并承接底座所送出沸水的承接座及一個裝設在底座內的電路裝置；底座位于水箱的下方，具有一個外殼及裝設在外殼內部的一個電熱元件與一個用來引接水箱內的水的受熱管，受熱管受電熱元件加熱而將管內的水煮沸并送至承接座；電路裝置包括一個中央處理單元及分別與中央處理單元連接的一個感溫元件、一個用于設定相關設定值的輸入單元、一個用于控制電熱元件接通與切斷供電電源的電熱控制單元及一個警示單元；感溫元件用來感測受熱管的管壁外部的溫度，并輸出溫度信號至中央處理單元，中央處理單元預先設定一溫度區(qū)間，在感溫元件所感應的溫度達水沸點后，計算出一平均煮水溫度，并在平均煮水溫度落在該溫度區(qū)間以內時，輸出一個警示信號，警示單元具有一個警示元件，警示元件用來接收并顯示中央處理單元所輸出的警示信號。
其中，所述中央處理單元所計算的平均煮水溫度，是依據(jù)一預定時間內所拾取每次溫度波動的上、下峰值加以平均而得。
其中，所述警示元件為一個液晶顯示器，其露伸在所述外殼的表面；當所述警示元件接收到所述中央處理單元輸出的警示信號時，警示元件顯示相應警示信號的預定字樣。
其中，當所述警示元件接收到警示信號時，顯示出″Clean″字樣。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下效果由于本實用新型的咖啡壺可直接反應出受熱管內部水垢的厚度，因此，縱使咖啡壺添加使用水垢累積速度不同的各種水，其電路裝置都能在受熱管內壁的水垢累積到預定厚度時，較準確且適時地發(fā)出警示信號，提醒使用者清除水垢，與現(xiàn)有咖啡壺相比較，本實用新型確實能更為準確地自動檢測出需清除水垢的正確時機，實用性強。


圖1本實用新型可自動檢測除垢需求的電咖啡壺的一實施例的立體圖；圖2圖1所示實施例中底座的正視剖面圖；圖3圖1所示實施例中電路裝置的電路框圖；圖4圖1所示實施例中電路裝置的電路圖。
具體實施方式
結合附圖及實施例對本實用新型的結構特征詳細說明如下如圖1所示，本實用新型可自動檢測除垢需求的電咖啡壺包括一個用來裝水的水箱2、一個可引接水箱2的水并加以煮沸的底座3、一個位于底座3上方用來容裝咖啡粉并承接沸水的承接座4及一個裝設在底座2內用來檢測除垢需求的電路裝置5。由于水箱2與承接座4的結構及裝設位置，可視需要作不同設計，且非本實用新型的改良重點所在，因此以下不多作說明。
如圖2所示，其表示圖1所示實施例中底座的正視剖面圖；底座3位于水箱2的下方，具有一個外殼31、一裝設在外殼31后端部311的電熱元件32及一個連接至水箱2并受電熱元件32加熱的受熱管33。受熱管33水平地設立在外殼31的后端部311，其兩端分別借由底座3所另外設置的一個入水管34與一個出水管35，而能經(jīng)由入水管34止逆地引入水箱2所容裝的水，電熱元件32接觸于受熱管33的底部，而能在通電加熱時，將高溫傳遞至受熱管33，使受熱管33內的水快速地被加熱至沸騰狀態(tài)，并經(jīng)由出水管35將煮沸蒸發(fā)的高溫水蒸氣往上送抵到承接座4，而凝結成高溫水，以進行咖啡的沖泡。受熱管33在煮水過程中，一旦水被煮沸并送抵到承接座4后，由水箱2持續(xù)將待加熱的水補充至受熱管33內。
如圖3及圖4所示，電路裝置5裝設在底座3的外殼31內，包括有一個可受控而供應交流電源AC至電熱元件32的電熱控制單元51、一個用來感測受熱管33溫度而輸出溫度信號的感溫元件52、一個可供按壓操作而輸出沖泡咖啡的相關設定值的輸入單元53、一個可依據(jù)感溫元件52的溫度信號作預定流程控制的中央處理單元54，及一個可受中央處理單元54激發(fā)而發(fā)出預定警示信號的警示單元55。
其中，感溫元件52裝設在能感應到受熱管33溫度的位置，可接觸于受熱管33的管壁外部，并將所感測到受熱管33溫度的溫度信號送至中央處理單元54。
輸入單元53具有多個露在外殼31的前端部312表面的按鍵531，該等按鍵531通常用來控制電源、提供設定功能、選擇沖泡模式及用來配合上、下調整溫度、時間等功能。由于此等功能的控制與設定情形并非本實用新型的設計重點，在此不多作說明。
中央處理單元54預先以程序建立其所需的動作程序，可依據(jù)輸入單元53所輸入的數(shù)值作電源、溫度、時間、出水量…等相關控制。中央處理單元54與感溫元件52連接，能接收感溫元件52所輸出的溫度信號，中央處理單元54除可依據(jù)感溫元件52的溫度信號作比對，而經(jīng)由電熱控制單元51控制電熱元件32的加熱以外，更設定當感溫元件52感測到受熱管33溫度約達到水沸點(100℃)以后，接著在往后加熱過程中計算出一平均煮水溫度，此平均煮水溫度的計算方式，可依據(jù)不同的采樣方式計算，例如受熱管33將水煮沸并送出的同時，由水箱2持續(xù)將待加熱的水補充至受熱管33內，因此，感溫元件52所感測到受熱管33的溫度，呈現(xiàn)在沸點附近上下波動的狀態(tài)，依據(jù)此狀態(tài)變化，中央處理單元54所作的溫度取樣，便可在一預定時間內拾取每次溫度波動的上、下峰值并加以平均而得，此平均煮水溫度在受熱管33內未凝結水垢時，約等于水的沸點100℃，由于感溫元件52位于受熱管33的外部，因此，若考慮熱傳導效率，中央處理單元54所實際求得的平均煮水溫度會略高于100℃，例如105℃。當然，前述平均煮水溫度的計算方式，另可依據(jù)預定次數(shù)的時間所分別接收到的溫度值T1、T2～Tn加以平均而得。
若進一步分析，會影響熱傳導的因素，可知受熱管33內所凝結水垢的厚度，會直接影響熱傳導效率，也就是說當水垢越厚，會導致受熱管33的熱傳導越差。因此，當受熱管33的管壁內部逐漸凝結水垢后，隨水垢厚度增加所產(chǎn)生的阻隔效應，會使受熱管33的導熱效率逐漸變差，導致要將管內水加熱至沸騰時，管外的溫度會越來越高，且高于100℃。依此結果可知，當受熱管33隨沖泡次數(shù)逐漸累積增加時，將因其管壁內所凝結水垢越厚，使得中央處理單元54計算所得的平均煮水溫度便會越來越高，例如可能由105℃、106℃、107℃逐漸提升至115℃，甚至更高。本實施例中的中央處理單元54便是根據(jù)此特性，預先設定一溫度區(qū)間，例如110℃～115℃，并在平均煮水溫度落在該溫度區(qū)間時，由中央處理單元54輸出一警示信號，以表示受熱管33內所凝結的水垢已經(jīng)厚到必須清除的程度。
本實施例中借由上述以溫度區(qū)間的設定方式，來作為煮水溫度的比較基礎，可避免當水箱2內的水用完時，發(fā)生中央處理單元54也輸出警示信號的情況。因為當水箱2內沒水，會導致受熱管33溫度急劇上升，并很快超過溫度區(qū)間110℃～115℃，也就是說，在此情況下，中央處理單元54所檢測到的平均煮水溫度會遠高于115℃，而落在前述溫度區(qū)間以外，使得中央處理單元54不輸出警示信號。實際上，受熱管33的外部溫度上升超過前述溫度區(qū)間，通常是發(fā)生在水箱2內的水用完時，因此，在設定時，可在中央處理單元54計算平均煮水溫度所作的溫度取樣過程中，當檢測出有任一取樣溫度高于一設定值如120℃時，可由中央處理單元54設定，縱使所求得的平均煮水溫度落在溫度區(qū)間110℃～115℃內，也不輸出警示信號。通常在受熱管33溫度急劇上升達一溫度極限值時(例如140℃)，中央處理單元54會提供一種保護功能，也就是控制前述電熱控制單元51切斷電源，使電熱元件32停止加熱，以防止發(fā)生危險，由于一般咖啡壺都具備有此保護功能，因此不再多作說明。
警示單元55露在外殼31的前端部312表面，在本實施例中警示單元55具有一個警示元件551，警示元件551可采用一個液晶顯示器，但是并不以此為限。警示元件551可接收來自中央處理單元54的信號，而相應地顯示溫度、時間、出水量…等相關顯示內容，并在接收中央處理單元54所輸出的警示信號時，產(chǎn)生預設的顯示。
本實施例中由于警示元件551可顯示的溫度、時間、出水量等內容并非本實用新型的設計重點，因此，圖未示，也不作說明，只對警示元件551在接收警示信號所產(chǎn)生的顯示狀態(tài)加以說明，如圖1所示，當警示元件551接收到警示信號而受激發(fā)時，其產(chǎn)生相應的警示動作，是顯示出一個預定的字樣，本實施例中所顯示的字樣為″Clean(清除)″，但是并不以此為限，利用此顯示信號提醒使用者，受熱管33內部所凝結的水垢已太厚，應進行清除。
此外，在此值得一提的是，實際上警示元件551可采用其他類型的電子元件，例如可發(fā)出聲響或亮光的電子元件，可利用聲響或亮光信號提醒使用者清除水垢。就整體警示單元55而言，警示元件551的設置數(shù)量并不以一個為限，也就是說，整體警示單元55更可同時具有不同于前述液晶顯示器類型的其他警示元件，可同時產(chǎn)生聲響、亮光或其他警示信號，來提醒使用者進行受熱管33內部水垢的清除。但是就提醒效果而言，本實施例中的警示元件551采用液晶顯示器，并在接收到警示信號時顯示出″Clean″字樣，確實能經(jīng)達到提醒使用者進行清除水垢的目的。
權利要求1.一種可自動檢測除垢需求的電咖啡壺，包括一個水箱、一個可引接水箱的水并加以煮沸的底座、一個位于底座上方用來容裝咖啡粉并承接底座所送出沸水的承接座及一個裝設在底座內的電路裝置；底座位于水箱的下方，具有一個外殼及裝設在外殼內的一個電熱元件與一個用來引接水箱內的水的受熱管，受熱管受電熱元件加熱而將管內的水煮沸并送至承接座上；其特征在于電路裝置包括一個中央處理單元及分別與中央處理單元連接的一個感溫元件、一個用于設定相關設定值的輸入單元、一個用于控制電熱元件接通與切斷供電電源的電熱控制單元及一個警示單元；感溫元件用來感測受熱管的管壁外部的溫度，并輸出溫度信號至中央處理單元，中央處理單元預先設定一溫度區(qū)間，在感溫元件所感應的溫度達水沸點后，計算出一平均煮水溫度，并在平均煮水溫度落在該溫度區(qū)間以內時，輸出一個警示信號，警示單元具有一個警示元件，警示元件用來接收并顯示中央處理單元所輸出的警示信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的可自動檢測除垢需求的電咖啡壺，其特征在于，所述中央處理單元所計算的平均煮水溫度，是依據(jù)一預定時間內所拾取每次溫度波動的上、下峰值加以平均而得。
3.根據(jù)權利要求1所述的可自動檢測除垢需求的電咖啡壺，其特征在于，所述警示元件為一個液晶顯示器，其露伸在所述外殼的表面；當所述警示元件接收到所述中央處理單元輸出的警示信號時，警示元件顯示相應警示信號的預定字樣。
4.根據(jù)權利要求3所述的可自動檢測除垢需求的電咖啡壺，其特征在于，當所述警示元件接收到警示信號時，顯示出″Clean″字樣。
專利摘要一種可自動檢測除垢需求的電咖啡壺，包括一水箱、一位于水箱下方的底座、一位于底座上方的承接座及一個裝設在底座內的電路裝置；底座具有一外殼、設在外殼內的一電熱元件與一受熱管；電路裝置包括一中央處理單元及分別與中央處理單元連接的一感溫元件、一用于設定相關設定值的輸入單元、一用于控制電熱元件加熱狀態(tài)的電熱控制單元及一警示單元；感溫元件用來感測受熱管的溫度，并輸出溫度信號至中央處理單元，中央處理單元預先設定一溫度區(qū)間，在感溫元件所感應的溫度達沸點后，計算出一平均煮水溫度，在平均煮水溫度落在該溫度區(qū)間內時，輸出一警示信號，警示單元用于接收并顯示警示信號。本咖啡壺能準確地檢測出需清除水垢的時機。
文檔編號A47J31/00GK2537323SQ0220668
公開日2003年2月26日 申請日期2002年3月1日 優(yōu)先權日2002年3月1日
發(fā)明者吳燦坤 申請人:美國·燦坤公司