瓶加温器的制作方法

1.本发明涉及瓶加温器，例如用于加温喂给婴儿的奶。


背景技术：

2.瓶加温器用于将奶快速加热到优选温度范围内的温度，例如在30和42度(摄氏)之间，更优选在35和39度之间。
3.一些现有的瓶加温器例如基于所谓的“水浴(bain-marie)”原理。根据该原理，通过将奶瓶放置在水中来加热奶，该水经由在瓶加温器底部的加热元件加热。水浴系统的基本优点之一是，对奶的加热相对均匀，即奶中只有很小的温度梯度。
4.在这种类型的市场上可买到的瓶加温器的一个例子中，水浴温度被控制为恒定值，但用户设定的值在70和92度之间。这具有的优点是，奶的加热非常迅速，但缺点是，当奶没有足够快地取出时，奶可能很快过热，因为对奶的加热将继续，直到奶达到水浴温度。
5.奶的过热是非常令人讨厌的，因为它具有烫伤婴儿的风险，需要时间来冷却下来，并且当奶温度变得太高时，母乳中有价值的营养会被破坏。
6.已知通过控制水温来提供控制，以防止奶温度变得过高。这种方法的缺点是，奶的加热可能很慢，因此需要很长时间来加热奶。
7.期望提供信号或实现定时器，以指示何时奶准备好。然而这并不简单，因为瓶子的加热时间是许多参数的函数，例如初始奶温度、奶体积和水浴温度。例如，与室温下半满的瓶子相比，加热在冰箱温度下满的瓶子需要更长的时间。因此，用于单个持续时间的定时器是不合适的，因为当它基于来自冰箱的最大的瓶子时，它将给出太热的奶，或者当它基于最小的瓶子时，它将给出太冷的奶。
8.用户可以知道不同使用情况下的预期加热时间，然后他们可以设置适当的定时器。然而，这需要用户输入，并且还需要用户设置定时器或仔细监控时间，这在同时照顾婴儿时可能不容易。
9.因此，需要一种简单且用户友好的方式来确定和指示何时瓶子被加温到期望的温度，而不会过度减慢加热过程或使用户与瓶加温器的交互复杂化。


技术实现要素：

10.本发明由权利要求限定。
11.根据按照本发明的一个方面的示例，提供了一种瓶加温器，该瓶加温器包括：
12.容器，该容器用于接纳有待加温的瓶子并且用于接纳水以便围绕并加热该瓶子；
13.加热器，该加热器用于加热水，进而加热瓶子；
14.恒温器，该恒温器用于在设定温度下进行切换，由此用于根据该恒温器来控制该加热器；
15.调节元件，该调节元件用于至少基于关于该瓶子内容物的体积信息从起始位置移位到希望的加热设定位置，
16.其中该调节元件被联接到该恒温器上，以用于设定该恒温器设定温度，其中该瓶加温器进一步包括：
17.机械定时器，其具有由所述调节元件的位置设定的定时值；以及
18.用于在所述定时值已经过去时提供输出的警报器。
19.当瓶子准备就绪时，即当奶已经达到期望的温度范围时，该瓶子加温器提供警报。通过将机械定时器与现有的调节元件(例如调节旋钮)组合，将定时器功能集成到水温控制中。这样，该功能对于用户来说保持简单；它们简单地将调节元件致动到期望的加热设定，然后根据该设定自动地设定定时器值。
20.本发明基于以下认识：有可能将加热时间与加热温度相关联，使得两者被一致地控制，以提供所需的加热。当奶准备好时警告用户，并且用户可以在正确的时刻取出奶瓶，并且可以防止奶太热或太冷，而不必仔细监视时间。
21.部件的共享限制了实现定时器功能以及制作简单用户界面的附加成本。这种布置还确保加热将在计时器开始倒计时的同时开始。
22.瓶加温器可适于在提供警报输出时关闭加热器。例如，警报的产生还可以操作开关，其指示加热时间完成。这样，防止了过热。当然，如果用户希望奶更热，则他们可以加热额外的时间。
23.机械定时器例如包括用于将调节元件返回到起始位置的返回机构，并且其中，当调节元件已经返回到起始位置时，警报器用于提供输出。因此，定时器是机械倒计时定时器，其具有由调节元件的位置设定的初始时间。
24.在这种情况下，优选地存在用于将恒温器设定保持在初始设定值的机构，使得当调节元件返回到开始位置时恒温器设定不随时间变化。
25.返回机构例如包括机械弹簧系统。
26.恒温器例如包括双金属开关。调节元件的位置设定双金属开关的偏压，使得开关在取决于调节元件位置的温度下触发。
27.警报器可以包括可听输出设备(例如铃或蜂鸣器)和/或可视输出设备(例如led输出)。
28.瓶加温器优选地包括沿着调节元件的一组可视加热设定指示器，其中每个加热设定指示器包括体积量的指示。
29.因此，用户简单地注意待加热的奶的体积，并将调节元件移动到合适的位置，该位置设定水温和时间。
30.可视加热设定指示器可以进一步包括初始奶温度的指示，使得期望的加热设定输入进一步基于关于瓶内容物的初始温度信息。因此，可以更精确地确保最终奶温度在不同初始奶温度(例如冰箱温度或室温)的期望温度范围内。
31.可视加热设定指示器可以包括用于第一初始奶温度的第一刻度和用于第二初始奶温度的第二刻度。因此，代替单行指示器，例如可以为室温和冰箱温度提供各自的刻度。
32.可视加热设定指示器还可包括剩余加热时间的指示。因此，对于调节元件返回到初始位置的示例，调节元件位置用作倒计时计时器。
33.例如，在恒温器设定温度和定时值之间存在线性对应关系。因此，在调节元件位移量和温度之间可以存在线性关系，并且在调节元件位移和定时值之间也可以存在线性关
系。
34.调节元件例如包括用于从起始位置旋转到期望的加热设定输入的旋转调节元件。旋转调节元件的位移于是为旋转角度。
35.参考下面描述的实施例，本发明的这些和其它方面将变得显而易见。
附图说明
36.为了更好地理解本发明，并且为了更清楚地表明如何实现本发明，现在将仅通过示例的方式参考附图，其中：
37.图1是已知的瓶加温器的透视图；
38.图2是图1的瓶加温器的剖视透视图；
39.图3是图1的瓶加温器的截面俯视图；
40.图4示出了可视指示器的示例；
41.图5示出了根据本发明的一个示例的旋转调节元件和提供对恒温器的旋转控制的轴；
42.图6示出了奶体积(x轴)与设定时间(右y轴)和水浴温度(左y轴)之间的关系的第一曲线图；
43.图7示出了奶体积(x轴)与设定时间(右y轴)和水浴温度(左y轴)之间的关系的第二曲线图；
44.图8示出了最初在冰箱中的奶和最初在室温下的奶的奶体积(x轴)与最终奶温度之间的关系曲线图。
具体实施方式
45.将参照附图描述本发明。
46.应当理解，详细描述和特定示例虽然指示了装置，系统和方法的示例性实施例，但是仅用于说明的目的，而不旨在限制本发明的范围。本发明的装置，系统和方法的这些和其它特征，方面和优点将从以下描述，所附权利要求和附图中变得更好理解。应当理解，附图仅仅是示意性的并且没有按比例绘制。还应当理解，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。
47.本发明提供一种采用水浴加热的瓶加温器。调节元件，例如控制旋钮，用来设定用于控制水浴的恒温器设定温度以及用于机械定时器的定时值。当计时值已经过去时产生警报。
48.在描述本发明之前，将说明可应用本发明的已知瓶加温器的设计。
49.参照图1至3，示出了已知的瓶加温器1。瓶加温器包括壳体2和恒温器3。该壳体限定了用于接纳待加温的瓶子和用于接纳水以便围绕和加热瓶子的容器。恒温器3安装在壳体2内，并包括可旋转的旋转输入件4，以调节瓶加温器1的温度。瓶加温器具有采用来自恒温器3的反馈来控制的加热器10。
50.瓶加温器1的壳体2包括第一壳体部分5和第二壳体部分6。第一半圆形壁部分5a从第一壳体部分5的外表面延伸，第二半圆形壁部分6a从第二壳体部分6的外表面延伸。第一壳体部分5和第二壳体部分6接合在一起，以形成壳体2，使得第一半圆形壁部分5a和第二半
圆形壁部分6a相遇，以形成圆形壁部分2a。
51.第一壳体部分5包括具有半圆形凹部7a的内壁7。第二壳体部分6包括内壁(未示出)，该内壁具有半圆形凹部(未示出)，当第一壳体部分5和第二壳体部分6接合在一起时，该半圆形凹部与第一壳体部分5的内壁7的半圆形凹部7a对准，以形成圆形孔(未示出)。
52.恒温器3包括控制机构1a，该控制机构由旋转调节元件8通过经由轴9联接到恒温器3的旋转输入件4而致动。
53.在第一壳体部分5和第二壳体部分6接合在一起之前，恒温器3在支架(未示出)上安装到第一壳体部分5的内部。恒温器3包括具有保持板3b的基座3a和从其延伸的控制板3c。螺旋致动器4a可旋转地安装在保持板3b上，并被推压在控制板3c上，以在其上施加弯曲力。施加在控制板3c上的弯曲力的大小控制着瓶加温器1的温度。
54.特别地，恒温器包括双金属片3d。双金属片的弯曲使得一对电触点3e闭合，这提供了对加热器10的电力供应的连接或中断。
55.因此，实现了低成本的机电加热器控制系统。
56.螺旋致动器4a联接到旋转输入件4，使得当旋转输入件4旋转时，螺旋致动器4a也旋转，并因此根据旋转输入件4的旋转方向，朝向或远离控制板3c轴向地移动，从而改变施加在控制板3c上的弯曲力，并因此改变瓶加温器1的温度。一般来说，螺旋致动器4a对恒温器设置偏压。
57.用于旋转地设置恒温器的其它布置当然也是可能的，并且这仅仅是一个已知的示例。
58.因此，瓶加温器1的温度可以通过旋转调节元件8的旋转来调节，该旋转调节元件通过轴9可旋转地联接到旋转输入件4，旋转调节元件8相对于壳体2的每个角位置表示瓶加温器1的不同温度。在旋转调节元件8相对于壳体2的旋转位置与瓶加温器1的温度之间的关系，通过在旋转调节元件8上的凹口(未示出)与设置在壳体2上的围绕圆形壁部分2a的可视指示器2b的对准，而以图形方式指示给用户。
59.图4示出了可视指示器2b的示例。它包括一组在起始位置p1处开始的指示器，并且提供一系列另外的设定位置p2至p6。
60.例如：
61.p1是无加热的起始(关闭)位置；
62.p2是除霜设定；
63.p3是保温设定；
64.p4用于加热少于半满(《180ml)的瓶子，并且用于70℃的水浴温度。
65.p5用于食物加温。
66.p6用于超过半满(》180ml)的瓶子，并且用于92℃的水浴温度。
67.p2至p6是期望的加热设定位置。
68.水浴温度从p1到p6逐渐增加。
69.然而，所需的加热时间取决于例如初始奶温度，而不仅仅取决于奶体积。
70.本发明基于这样的认识：可以通过相同的旋转调节元件(即，旋转输入旋钮或刻度盘)来设定定时值。因此，较长的时间可以与较高的水浴温度相关联，并且尽管在时间和温度之间产生了相关性(从而消除了选择持续时间的自由度)，但是对于奶体积和初始奶温度
的所有期望的组合都可以获得合适的设定。
71.图5示出了旋转调节元件8和提供对恒温器的旋转控制的轴9。
72.提供了机械定时器20，其具有由旋转调节元件8的位置设定的定时值。旋转调节元件例如具有驱动机械定时器的嵌齿22。当计时值已经过去时，警报提供输出。因此，机械定时器从设定的定时值开始倒计时，然后发出警报。机械定时器是公知的，例如蛋定时器。通常，它们与机械弹簧系统一起操作。
73.在一个示例中，机械定时器随着其倒计时时间而旋转，但是该旋转与旋转调节元件8分离。为此目的可以使用棘轮系统，使得旋转调节元件的顺时针旋转使定时器前进(在所示示例中为逆时针)，但是机械定时器的返回与旋转调节元件8分离，并且元件8因此保持设定的恒温器温度。
74.在另一示例中，机械定时器由旋转调节元件8直接驱动，从而当定时器倒计时时，元件自身往回旋转(逆时针)。在这种情况下，恒温器设定需要被固定。这也可以通过棘轮系统来实现。因此，旋转调节元件的顺时针旋转与恒温器耦联，但是返回旋转与恒温器分离，并且恒温器因此保持设定的恒温器温度。然后，当定时器到达倒计时结束时，恒温器将被复位到其起始位置。例如，位置p1可以与恒温器设定的复位相关联。
75.当瓶准备就绪时，即当奶已经达到期望的温度范围时，该瓶加温器提供警报。警报器可以包括可听输出设备(例如铃或蜂鸣器)和/或可视输出设备(例如led输出)。通过将机械的定时器与现有的旋转调节元件相结合，将定时器功能集成到水温控制中。这样，该功能对于用户来说保持简单；它们简单地将旋转调节元件旋转到期望的加热设定，然后根据该设定自动地设定定时器值。
76.当提供警报输出时，瓶加温器可关闭加热器。例如，加热器关闭功能可以与位置p1相关联。可以存在当旋转调节元件到达位置p1时由其触发的开关。
77.瓶加温器还具有可视指示器，该可视指示器具有围绕旋转调节元件的一组可视加热设定指示器，其中每个加热设定指示器至少包括体积量的指示。
78.例如，指示器可以表示出不同的体积：
79.60ml
80.125ml
81.180ml
82.260ml
83.330ml
84.因此，用户简单地注意待加热的奶的体积，并将旋转调节元件旋转到合适的位置，该位置设定水温和时间。
85.可视加热设定指示器可以进一步提供关于由此设定的水温的信息(所有度都是摄氏度)：
86.60ml，70度
87.125ml，75.3度
88.180ml，79.8度
89.260ml，86.3度
90.330ml，92度
91.可视加热设定指示器可以进一步包括初始奶温度的指示，使得期望的加热设定输入进一步基于关于瓶内容物的初始温度信息。因此，对于不同的初始奶温度(例如冰箱温度或室温，f＝冰箱温度，r＝室温)，可以更精确地确保最终奶温度在期望的温度范围内：
92.60ml，r
93.60ml，f
94.125ml，r
95.125ml，f
96.180ml，r
97.180ml，f
98.260ml，r
99.260ml，f
100.330ml，r
101.330ml，f
102.可视加热设定指示器可以包括用于第一初始奶温度(例如房间)的第一刻度和用于第二初始奶温度(例如冰箱)的第二刻度。因此，代替由上述列表表示的指示器环，例如可以为室温和冰箱温度提供各自的刻度。这些可以形成围绕旋转调节元件的两个同心环。它们然后可以以更直观的方式重叠(例如，冰箱温度下的180ml可以是比室温下的250ml更高的温度设定)。
103.可视加热设定指示器还可包括剩余加热时间的指示。因此，对于旋转调节元件返回到初始位置的示例，旋转调节元件位置用作倒计数计时器：
104.60ml，160s
105.125ml，200s
106.180ml，250s
107.260ml，305s
108.330ml，345s
109.这些不同的选项可以以不同的方式组合。
110.在最基本的实现方式中，可视加热设定指示器仅指示体积，因此与初始奶温度无关。由于奶的起始温度不同，在该时间段结束时奶温度仍然不同。然而，通过选择合适的时间和温度设定，可以确保奶在可接受的最终温度范围内。
111.表1示出了将奶加热到不同的规定最终温度(32、34、37、40度)的时间和对于不同的奶体积和起始温度以及不同的瓶子所需的时间的模型。然后示出了合适的设定时间。
112.表1
[0113][0114]
注意，1oz＝28.4ml。
[0115]
模型计算表明，对于主要的瓶类型，当对给定的奶体积应用单次时间设定时，奶的温度，包括所有的公差在内(例如，瓶壁变化)，在32和40℃之间。例如，对于125ml的体积，230秒的时间将导致室温奶刚好低于40度，而冰箱温度奶刚好低于34度。
[0116]
因此，当奶处于室温或冰箱温度时，最佳时间存在差异。因此结果是，对于固定的设定时间，室温下的奶通常将达到39至40度，而在冰箱温度下开始的奶通常将达到约34度。
[0117]
图6示出了奶体积(x轴)与设定时间(右y轴)和水浴温度(左y轴)之间的关系图。
[0118]
曲线60表示设定时间，曲线62表示水浴温度。
[0119]
可以看出，时间几乎与奶体积成线性增加，如曲线64所示。这使得能够实现简单的机械定时器原理(其以恒定速率倒计时)。
[0120]
当包括瓶的所有公差，尤其是瓶壁厚时，存在更多的变化。表2给出了95％群体的温度变化。注意，为了简单起见，将瓶壁厚度的变化转化为加热时间的变化。
[0121]
表2
[0122][0123]
在表1中，结果涉及瓶子，其中影响温度的所有重要参数都完全符合平均值。
[0124]
然而，达到37度的时间的标准偏差对于4盎司的瓶子通常是大约17秒，对于9至11盎司的瓶子是13至15秒。这是由于这样的事实，即对于4盎司的瓶子，壁厚的分布较大。为了使95％的群体满足要求，我们可以具有2个标准偏差的分布。因此，26到34秒的定时分布是可接受的。
[0125]
可以以简单的方式计算这些公差的影响。例如，取一个60ml、4盎司的瓶子，表1表明，在这种情况下的设定时间为180秒。20度的初始奶温度的平均情况将达到接近39度的温度(37度需要162秒，40度需要187秒)，而5度的初始奶温度将达到接近34度的温度(34度需要182秒)。
[0126]
在这种情况下，达到37度的时间的标准差约为17秒，因此95％的群体将有
±
35秒的时间。
[0127]
对于180s的设定时间，公差的影响反映在145至215秒的加热时间范围内。对于20度的奶温度，风险是瓶子太热，因此对于这种情况，在表2中对于平均215秒的加热时间计算最大温度，导致43度的奶温度。在物理上，这种情况反映在具有薄壁、更多加热功率等的瓶子中。
[0128]
注意，对于这种情况(即厚壁瓶子，较小的加热功率)，145秒的加热时间将不会产生问题，因为温度将在可接受的温度范围内。
[0129]
对于以冰箱温度开始的奶，现在的风险是瓶子太冷。因此，已经计算出平均加热时间为145秒的最低最终奶温度，导致最终奶温度为28℃。
[0130]
因此，表2可视为代表在2个标准偏差范围内的最差情况。最终温度范围现在为28至43度。
[0131]
这表明，优选在室温奶和冰箱温度奶之间存在分离。这解释了为什么可视指示器优选地表示不同的体积以及起始温度，例如在上面的一些例子中。
[0132]
如图7所示，在奶体积、水浴温度和计时器所需时间之间仍然存在非常线性的关系。
[0133]
图7示出了在奶体积(x轴)与设定时间(右y轴)和水浴温度(左y轴)之间的关系图。这些用于室温奶。
[0134]
曲线70表示设定时间，曲线72表示水浴温度。
[0135]
在图6中给出了作为瓶中奶体积的函数的设定时间和水浴温度，就像在表1中所用的那样。在此，对于设定时间以及水浴温度都可以看到近似线性关系。
[0136]
在图7中，目的是找到平均冰箱温度以及平均室温的奶温度，接近37度。于是，95％群体的温度在34至40度的可接受范围内。
[0137]
图7给出了从室温开始的平均情况的所需设定。可以看到水浴温度和设定时间的线性关系。
[0138]
图8示出了初始室温(区域82中的曲线)以及冰箱温度(区域80中的曲线)的最终温度。
[0139]
由于两种情况的平均值现在接近37度，因此可以以更好的方式处理公差。
[0140]
最大的温差将是针对在室温下的330ml奶体积和在冰箱温度下的260ml奶体积的(两者都需要345秒的设定时间)。这可以通过采用稍小的奶体积从而提高奶温度来改善，其缺点是，用户界面可能稍复杂。
[0141]
设定时间被设计成当平均情况的奶温度接近37度时发出警告信号。由于在警告信号和奶被取出的时刻之间花费一些时间，因此花费稍短的时间可能是有益的。典型地，当奶温度接近37度时，温度增加大约为每10秒1度。
[0142]
通过为不同的初始奶温度提供不同的输入，瓶的公差可以如上所述地被调节。计算瓶壁公差的影响导致95％的模拟情况获得32和40度之间的奶温度。
[0143]
上述示例中的调节元件包括用于从起始位置旋转到期望的加热设定输入的旋转调节元件。它于是是旋转控制旋钮。
[0144]
然而，也可以使用其它调节元件，例如滑块或杠杆。然后滑块或杠杆以与上述相同的方式控制恒温器设定以及设定倒计时定时器的时间值。
[0145]
通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实施所要求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他部件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。
[0146]
在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的单纯事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。
[0147]
如果在权利要求或说明书中使用术语“适于”，则应注意，术语“适于”旨在等同于术语“配置成”。
[0148]
权利要求中的任何附图标记不应解释为限制范围。