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1、(10)申请公布号 CN 102357003 A (43)申请公布日 2012.02.22 CN 102357003 A *CN102357003A* (21)申请号 201110255464.3 (22)申请日 2011.08.26 A47J 31/00(2006.01) A47J 31/56(2006.01) (71)申请人 陈晓明 地址 315000 浙江省宁波市马园路165弄11 号 1105 室 (72)发明人 陈晓明 陈成择 (74)专利代理机构 宁波天一专利代理有限公司 33207 代理人 张莉华 (54) 发明名称 泡茶水极速制备方法及装置 (57) 摘要 一种泡茶水极速制备方。
2、法及装置， 设定流量、 各级电功率， 管道加热器水体升温曲线被分成快 速升温的线性和慢速升温的非线性区， 通过主控 板使管道加热器工作在可控的非线性区， 避开线 性区， 水进入管道加热器内加热， 从出水口得到目 标水温的水， 出水口安装出水温度传感器， 由主控 板计算、 跟踪、 补偿管道加热器长时间加热工作特 性飘移和空气注入造成水温下降， 加热过程中发 热体传感器根据上述升温曲线自动调节电功率， 出水口水温控制精度达到 2， 使用此方法和 装置制作泡茶水， 彻底根除因发热体传感器响应 速度滞后引起升温过快、 过高把水烧老， 破坏水分 子团的现象， 此水能泡出清醇、 香甜、 色香味俱全 的茶，。
3、 是现有饮水机升级换代的替代品。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 4 页 CN 102357011 A1/2 页 2 1. 一种泡茶水极速制备方法， 其特征在于 ： 依据的升温曲线是所用管道加热器的加热 升温曲线， 电磁泵的流量设定值 L1， 纵坐标温度 T 为目标水温 Tm 与进水温度 TJ间的差值， 横坐标为加热时间 t， 绘出在不同电功率 P1、 P2、 P3、 P4时的升温曲线， 形成快速升温线 性加热区 S 区和慢速升温非线性加热区 K 区 ； K 区一直延伸到 t2，上 下两条相邻升温曲线。
4、也称电功率对在 K 区所围区域为目标水温的加热区域 ； 泡茶水极速制备方法的步骤 ： a)、 用进水温度传感器测量电磁泵进水的水温， 再根据设置目标水温和依据的升温曲 线， 主控板选择相应和目标水温区域的电功率对给加热作准备 ； b)、 启动进水前的加热， 用管道加热器上的发热体传感器测量管道加热器内发热体的 温度， 由主控板换算成管道加热器内水的温度并计算与目标水温间的差值， 确定设定电功 率加热的限时数值， 并且按上述数值打开管道加热器限时加热， 使管道加热器内的水体温 度达到目标水温 Tm 附近区域 ； c)、 主控板启动电磁泵， L1 流量的水从直饮水箱中流出， 并进入管道加热器， 同。
5、时主控 板用步骤1选定的电功率对中的一条升温曲线进行加热， 这时L1流量的水就在管道加热器 的非线性加热K区按照升温曲线进行缓慢升温， 从而避开了S区的快速升温线性加热区， 从 出水口就可得到接近目标水温的泡茶水 ； d)、 在加热过程中， 发热体传感器根据上述升温曲线提供自动调节电功率的信息， 若管 道加热器工作在步骤 1 选定的电功率对升温曲线间的目标水温， 管道加热器内的水温高于 目标水温， 主控板使升温曲线自动向电功率对中低的那条升温曲线方向切换， 若管道加热 器内的水温低于目标水温， 主控板使升温曲线自动向电功率对中高的那条升温曲线方向切 换， 使管道加热器出水口水温达到目标水温 T。
6、m ； e)、 主控板根据所需出水量计算电磁泵的电驱动脉冲数， 在出水时开始计数， 到达脉冲 数时停止加热， 并延时 2 秒后关闭电磁泵， 停止出水， 或在到达脉冲数前再按动运行键停止 加热， 并延时 2 秒后关闭电磁泵， 提前停止出水。 2. 根据权利要求 1 所述的泡茶水极速制备方法， 其特征在于所述的 在 K 区内的两相邻升温曲线之间 的温差变化范围在 3 7。 3. 根据权利要求 1 所述的泡茶水极速制备方法， 其特征在于所述的管道加热器出水经 水管流经磁化水处理器的磁场， 随后流入水管头， 在水管头内腔内和导气管送入的气体混 合改善水的鲜活度， 出水水温由出水温度传感器测得， 并由主。
7、控板计算、 跟踪、 补偿管道加 热器长时间加热工作特性飘移和新鲜空气注入造成水温下降。 4. 一种专用于泡茶水极速制备方法的装置， 包括安装在壳体 (15) 表面上的操作按钮 面板 (1)， 安装在壳体 (15) 内的主控板 (12)、 固定有发热体温度传感器 (5) 的管道加热器 (4)、 水管(14)、 电源(16)、 电磁泵(3)、 带有安全保护(11-1)的直饮水箱(11)组成， 其特征 在于 ： 所述的管道加热器 (4) 的入水口通过电磁泵 (3) 与安装有进水温度传感器 (2) 的水 管 (14) 连接， 水管 (14) 与直饮水箱 (11) 连接， 管道加热器 (4) 的出水口与。
8、安装有出水温 度传感器 (8) 的水管头 (7) 连接， 主控板 (12) 的信号输入端分别与所述的进、 出水温度传 权 利 要 求 书 CN 102357003 A CN 102357011 A2/2 页 3 感器(2、 8)、 发热体温度传感器(5)连接， 主控板(12)的电功率输出端分别与所述的电磁泵 (3)、 管道加热器 (4) 连接。 5. 根据权利要求 4 所述的极速制备泡茶水的装置， 其特征在于所述的水管头 (7) 的一 侧壁感应口(7-4)固定出水温度传感器(8)， 水管头(7)上端进气接口(7-1)处连接导气管 (9)， 导气管与微气泵(10)出口连接， 微气泵(10)与主控。
9、板的电功率输出端连接， 下端为出 水口 (7-2)， 水管头 (7) 另一侧壁上有进水接口 (7-3) 与磁化水处理器 (6) 出口端的水管 (14-4) 连接， 水管 (14) 由管接头 (14-1) 及水管 (14-2)、 (14-3)、 (14-4) 三段组成。 6. 根据权利要求 4 或 5 所述的极速制备泡茶水的装置， 其特征在于所述的磁化水处理 器 (6) 由中间有通孔 H 形骨架 (6-1) 的上、 下两凹槽内， 嵌放 N、 S 两钕铁硼磁块 (6-2) 构 成， 水管 (14-4) 从骨架中间的通孔穿过， 磁化水处理器 (6) 进口端水管 (14-4) 与管道加热 器 (4) 。
10、出水口接头 (18) 连成一体。 7.根据权利要求4所述的极速制备泡茶水的装置， 其特征在于所述主控板(12)上连接 有射频卡读写模块 (13) 与射频卡配合使用。 8.根据权利要求4或5所述的极速制备泡茶水的装置， 其特征在于所述水管(14-2)的 一端直接和管接头(14-1)弹性连接， 管接头用螺钉固定在直饮水箱(11)的侧壁上， 进水温 度传感器 (2) 安装在水管端的管接头 (14-1) 腔内。 权 利 要 求 书 CN 102357003 A CN 102357011 A1/5 页 4 泡茶水极速制备方法及装置 技术领域 0001 本发明涉及一种泡茶用水的制作方法及所用设备， 特别是。
11、一种适宜在家庭、 酒楼、 茶室、 养老院、 单位休息室等场所使用的泡茶水极速制备方法及装置。 背景技术 0002 随着人们生活水平的不断提高， 更多的人意识到要提高生活质量， 而茶艺是东方 饮食文化的一部分， 尤其在我国茶文化历史悠久， 并有着丰富的饮茶经验和方法及茶具， 同 时一批茶艺精堪的专业人士也应运而生， 对茶文化不断发扬光大。 0003 专利申请号 CN201010207530.5“管道电热极速开水机” 提供了一种在 3 5 秒钟 内就可烧出 95 99的热水， 并且需要多少就烧多少， 节能、 节时， 但此开水机还存在不足 之处， 因管道加热器用的反馈温度信息的NTC热敏电阻的热响应。
12、速度慢， 在大于1秒时会造 成信息滞后控温困难。水源进水温度还随着不同季节和不同地区环境变化有着很大的差 异， 由于控温环节的滞后， 从而造成极速开水机出水口水温不稳定， 甚至会发生水温过高喷 蒸汽的现象， 不仅易烫伤人还会影响设备的使用寿命。同时因烧过头的水源其小水分子团 遭破坏， 含氧量降低， 用此水是难于泡出优质醇香的茶。 0004 专利申请号 CN201110009740.8 “一种利用加热管道加热水的方法及使用该方法的 泡茶机” 就为解决加热管道中的水容易烧过头， 因沸腾产生过热汽化飞溅烫伤人和损坏设 备的问题， 满足在出水口处获得所要求温度的热水用的泡茶机， 但它仍是依据出水口出水。
13、 的温度为所述各段加热管道设置预定加热温度， 并由各段加热管道加热使水温度达到预定 的加热温度， 这个方法对 NTC 热敏电阻滞后性仍然没有补偿说明。 0005 要泡出一杯色香味俱全的好茶， 必须要在水的加热过程中不损伤原水体的分子团 结构， 但用上述两专利申请的开水机、 泡茶机所烧出来的水， 还不适宜作泡茶用水仅适宜作 一般的饮用水用。 发明内容 0006 本发明所要解决的技术问题是 ： 提供一种泡茶水极速制备方法及装置， 使管道加 热器工作在慢速升温的非线性加热区， 能彻底根除管道加热器升温过高而发生水烧过头的 现象， 从而不受进水水源的水温改变的影响， 始终保持出水口温度稳定在目标水温，。
14、 使原水 分子团结构少受破坏， 并且进一步改善泡茶水的鲜活度、 含氧量， 使优质茶配用优质泡茶 水， 大大提高茶叶的冲泡质量。 0007 本发明解决上述问题所采用的技术方案为 ： 泡茶水极速制备方法依据的升温曲线 是所用管道加热器的加热升温曲线， 电磁泵的流量设定值 L1， 纵坐标温度 T 为目标水温 Tm 与进水温度 TJ间的差值， 横坐标为加热时间 t， 绘出在不同电功率 P1、 P2、 P3、 P4时的升 温曲线， 形成快速升温线性加热区 S 区和慢速升温非线性加热区 K 区 ； K 区一直延伸到 t2， 上下两条相邻升温曲线也称电功率对在K区所围区域为目标水温的 说 明 书 CN 10。
15、2357003 A CN 102357011 A2/5 页 5 加热区域 ； 0008 泡茶水极速制备方法的步骤 ： 0009 a)、 用进水温度传感器测量电磁泵进水的水温， 再根据设置目标水温和依据的升 温曲线， 主控板选择相应的目标水温区域的电功率对给加热作准备 ； 0010 b)、 启动进水前的加热， 用管道加热器上的发热体传感器测量管道加热器内发热 体的温度， 由主控板换算成管道加热器内水的温度并计算与目标水温间的差值， 确定设定 电功率加热的限时数值， 并且按上述数值打开管道加热器限时加热， 使管道加热器内的水 体温度达到目标水温 Tm 附近区域 ； 0011 c)、 主控板启动电磁。
16、泵， L1 流量的水从直饮水箱中流出， 并进入管道加热器， 同时 主控板用步骤1选定的电功率对中的一条升温曲线进行加热， 这时L1流量的水就在管道加 热器的非线性加热 K 区按照升温曲线进行缓慢升温， 从而避开了 S 区的快速升温线性加热 区， 从出水口就可得到接近目标水温的泡茶水 ； 0012 d)、 在加热过程中， 发热体传感器根据上述升温曲线提供自动调节电功率的信息， 若管道加热器工作在步骤 1 选定的电功率对升温曲线间的目标水温， 管道加热器内的水温 高于目标水温， 主控板使升温曲线自动向电功率对中低的那条升温曲线方向切换， 若管道 加热器内的水温低于目标水温， 主控板使升温曲线自动向。
17、电功率对中高的那条升温曲线方 向切换， 使管道加热器出水口水温达到目标水温 Tm ； 0013 e)、 主控板根据所需出水量计算电磁泵的电驱动脉冲数， 在出水时开始计数， 到达 脉冲数时停止加热， 并延时 2 秒后关闭电磁泵， 停止出水， 或在到达脉冲数前再按动运行键 停止加热， 并延时 2 秒后关闭电磁泵， 提前停止出水 ； 0014 用上述方法生产泡茶水所用装置， 包括安装在壳体表面上的操作按钮面板， 安装 在壳体内的主控板、 固定有发热体温度传感器的管道加热器、 水管、 电源、 电磁泵、 带有安全 保护的直饮水箱组成， 所述的管道加热器的入水口通过电磁泵与安装有进水温度传感器的 水管连接。
18、， 水管与直饮水箱连接， 管道加热器的出水口与安装有出水温度传感器的水管头 连接， 主控板的信号输入端分别与所述的进、 出水温度传感器、 发热体温度传感器连接， 主 控板的电功率输出端分别与所述的电磁泵、 管道加热器连接。 0015 与现有技术相比， 本发明的优点在于 ： 使用此方法和装置加工的水， 能直接或加热 并且在 3 5 秒内达到室温 98 度的泡茶水， 满足人们用于泡制不同种类茶叶和其它用水 需求， 并且需要多少就烧多少， 立等可取即极速又不浪费水资源还节能， 彻底根除了管道加 热器因其所用的 NTC 传感器响应速度滞后而引起升温过高把水烧老， 将水体的水分子团破 坏的现象， 从而保。
19、证出水口水温稳定在所需的目标水温， 杜绝了产生汽化飞溅烫伤人的现 象。 使用此方法和装置制作泡茶水， 因管道加热器始终工作在可控制的非线性加热区， 从而 避免了原有一段工作在快速升温线性段带来的 NTC 响应滞后效应。同时选择控制不同的电 功率对加热， 可使极速出水口水温控制精度达到2。 并且管道加热器在K区工作可使加 热体表面温度和目标水温最接近。 此装置增装了磁化水处理器， 带微气泵的导气管， 从而进 一步改善了泡茶水的鲜活度和含氧量， 使优质茶配用原生态的泡茶水， 保证和提高了茶叶 的冲泡质量， 用此水泡茶使人们能真正品尝到各种茶叶的特殊品味和区别， 在紧张工作后 放松享受生活的乐趣， 。
20、此方法和装置还保证了不用烧过头的水泡茶， 即品尝到味道好的茶 水又保证身体健康。 泡茶水不使用此方法即使采用很好的水源， 如农夫山泉水、 虎跑水等也 说 明 书 CN 102357003 A CN 102357011 A3/5 页 6 会因原水体的分子团结构在水加热过程中遭到破坏， 也不能保证能泡出清醇、 香甜、 色香味 俱全的茶水， 用此方法制得的装置， 将是现有饮水机升级换代的优选替代品。 附图说明 0016 图 1、 本发明外形图。 0017 图 2、 磁化水处理器结构示意图。 0018 图 3、 本发明的结构示意图。 0019 图 4、 主控板控制电路框图。 0020 图 5、 管道加。
21、热器在不同电功率时的升温曲线 ( 流量 L1 的情况下 )。 具体实施方式 0021 下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。 0022 泡茶水极速制备方法依据的升温曲线是所用管道加热器 4 的加热升温曲线， 电磁 泵 3 的流量设定值为 L1 5.5ml/ 秒， 进水水温 TJ 10 度， 纵坐标温度 T 为目标水温 Tm 与 进水温度 TJ间的差值， 横坐标为加热时间 t， 绘出在不同电功率 P1、 P2、 P3、 P4时的升温 曲线， 形成快速升温的线性加热区S区和慢速升温的非线性加热区K区， K区一直延伸到t2， 上下两条相邻升温曲线也称电功率对在K区所围区域为目标水温的 加热区域 。
22、； 0023 0024 在 K 区内的上下两相邻升温曲线之间的温差变化范围在 3 7。 0025 泡茶水极速制备方法的步骤 ： 0026 a)、 用进水温度传感器 2 测量进水的水温， 再根据设置的目标水温和依据的升温 曲线， 主控板选择进水流量 L1 和相应的目标水温区域的电功率对给加热作准备 ； 0027 b)、 启动进水前的加热， 用管道加热器 4 上的发热体传感器 5 测量管道加热器 4 内 发热体的温度， 由主控板 12 换算成管道加热器内水的温度并计算与目标水温间的差值， 确 定设定电功率加热的限时数值， 并且按上述数值打开管道加热器 4 限时加热， 使管道加热 器内的水体温度达到。
23、目标水温 Tm 附近区域 ； 0028 c)、 主控板启动电磁泵 3， L1 流量的水从直饮水箱 1 中流出， 并进入管道加热器 4， 同时主控板用步骤 1 选定的电功率对中的一条升温曲线进行加热， 推动管道加热器内水 体出出水口， 这时 L1 流量的水就在管道加热器的非线性加热 K 区， 按照升温曲线进行缓慢 升温， 从而避开了 S 区的快速升温线性加热区， 从出水口就可得到接近目标水温 Tm 的泡茶 水 ； 0029 d)、 在加热过程中， 发热体传感器 5 根据上述升温曲线提供自动调节电功率的信 息， 若管道加热器工作在两电功率升温曲线区域 P1 和 P2 之间， 管道加热器 4 内的水。
24、温高于 目标水温 Tm， 主控板使升温曲线自动向电功率对中低的那条升温曲线 P2 的方向切换， 若管 道加热器 4 内的水温低于目标水温 Tm， 主控板在升温曲线自动向电功率对中高的那条升温 说 明 书 CN 102357003 A CN 102357011 A4/5 页 7 曲线 P1 方向切换， 使管道加器出水端水温达到目标水温 Tm ； 0030 e)、 主控板根据所需出水量计算电磁泵的电驱动脉冲数， 在出水时开始计数， 到达 脉冲数时停止加热， 并延时 2 秒后关闭电磁泵， 停止出水， 或在到达脉冲数前再按动运行键 停止加热， 并延时 2 秒后关闭电磁泵， 提前停止出水 ； 0031 。
25、f)、 管道加热器出水经水管流经磁化水处理器的磁场， 随后流入水管头， 在水管头 内腔内和导气管送入的气体混合改善水的鲜活度， 出水水温由出水温度传感器测得， 并由 主控板计算、 跟踪、 补偿管道加热器长时间加热工作特性飘移和新鲜空气注入造成水温下 降。 0032 用上述方法生产泡茶水所用装置， 包括连接操作按钮面板1的主控板12、 电源16、 管道加热器 4、 电磁泵 3、 直饮水箱 11 组成， 管道加热器 4 的入水口通过电磁泵 3 与安装有 进水温度传感器 2 的水管 14 连接， 水管与直饮水箱 11 连接， 管道加热器 4 的出水口与固定 有出水温度传感器 8 的水管头 7 连接 。
26、； 主控板 12 的信号输入端分别与进、 出水温度传感器 2、 8、 管道加热器上的发热体温度传感器5连接， 主控板12的电功率输出端分别与电磁泵3、 管道加热器 4 连接。 0033 管道加热器4为市售的管道极速加热器， 型号为HY-1功率2200W， 实测具有图5所 示电功率升温曲线特征， 发热体温度传感器 5 为 NTC 电阻传感器， 热响应速度 1 3 秒紧贴 管道加热器加热体安装， 管道加热器的安装保证进水端在出水端的下方， 进水温度传感器 2 安装在管接头 14-1 腔内， 管接头 14-1 用螺钉固定在直饮水箱的侧壁上， 主控板 12 采用的 CPU为STC12C5A32S2， 。
27、上面还连接有射频卡读写模块13， 直饮水箱11内安装有液位开关、 防 干烧等安全保护 11-1， 水管 14 为食用级硅胶管。 0034 为改善水质， 在管道加热器的出水口连接磁化水处理器 6， 磁化水处理器的出口端 与导气管 9 垂直安装。 0035 水管 14 由管接头 14-1 及水管 14-2、 14-3、 14-4 三段组成， 电磁泵、 管道加热器的 两端都有和水管 14 相接的接头 18。 0036 磁化水处理器 6 由中间有通孔、 H 形骨架 6-1 的上、 下两凹槽内， 嵌放 N、 S 两钕铁 硼磁块 6-2 构成， 如图 2 所示。 0037 水管头7的上端进气接口7-1连接。
28、导气管9， 导气管9与微气泵10出口连接， 微气 泵 10 与主控板 12 的电功率输出端连接。水管头 7 一侧壁感应口 7-4 处固定出水温度传感 器8， 下端为出水口7-2， 水管头7另一侧壁上有进水接口7-3与磁化水处理器6出口端的水 管 14-4 连接， 由导气管进入水管头的空气和磁化水处理器进入的磁化水在水管头中混合， 从下端出水口 7-2 流出供使用。 0038 水管 14-2 的一端直接和管接头 14-1 弹性连接， 另一端与电磁泵 3 的入水口接头 18 相连， 电磁泵 3 的出水口接头 18 和管道加热器入水口接头 18 用水管 14-3 弹性连接， 管 道加热器出水口接头 。
29、18 与水管 14-4 的一端弹性连接， 水管 14-4 另一端从骨架 6-1 中间通 孔穿出与安装有出水温度传感器 8 的水管头 7 连接 ； 主控板 12 的信号输入端分别与进、 出 水温度传感器2、 8， 管道加热器上的发热体温度传感器5连接， 主控板12的电功率输出端分 别与所述的电磁泵 3、 管道加热器 4 连接。 0039 根据茶艺要求， 最好使用玻璃杯用 70 85 度的泡茶水冲泡绿茶、 龙井茶。 0040 使用陶瓷壶或盖碗瓷杯用 90 98 度的泡茶水冲泡红茶和大红炮。 说 明 书 CN 102357003 A CN 102357011 A5/5 页 8 0041 将装有茶叶的。
30、水杯放置在此装置水管头 7 下端出水口 7-2 下方， 电源 16 接通后， 操作按钮面板 1 上的显示屏 1-1 显示所设置的水温和水量， 若显示屏显示水温为 80 度、 水 量为 100ml 不是所需的， 这时可按动温度键 1-6 直接改变设置水温， 按动模式键 1-2 改变水 量， 设变成水温95度和水量150ml， 若需要96度或94度的水温， 这时还可按动增加键1-3或 减少键 1-4， 将水温向大或小的方向作小范围调节， 再按动运行键 1-5， 这时主控板根据 a)、 b)、 c)、 d)、 e)、 f) 步骤工作， 从出水口 7-2 就流出水温 96 度或 94 度、 水量为 1。
31、50ml 的水供 泡茶用。 0042 或使用者将带有水温、 水量等辅助数据的个人射频卡 ( 图未画 )， 放在射频卡读写 模块 13 的射频感应区， 按动运行键 1-5， 这时主控板根据 a)、 b)、 c)、 d)、 e)、 f) 步骤工作， 从 出水口 7-2 就流出射频卡所提供的水温、 水量的水供泡茶用， 同时操作按钮面板显示屏 1-1 上还有温度、 水量数字显示。 0043 本装置的极速出水温度在室温和98度之间， 经加热制作出的水， 可用95度的水泡 咖啡， 65 度的水冲奶粉或不加热直接作饮用水使用， 但所述直饮水箱 11 的水应是高质量附 合国家标准的直饮水源或桶装水 17。 说 明 书 CN 102357003 A CN 102357011 A1/4 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102357003 A CN 102357011 A2/4 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 102357003 A CN 102357011 A3/4 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 102357003 A CN 102357011 A4/4 页 12 图 5 说 明 书 附 图 CN 102357003 A 。