CN103025217B - 用于注入物制备、特别是用于爱斯普利索咖啡制备的供应组件、包括该组件的机器及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于注入机器、特别是用于爱斯普利索咖啡机的酿造组件，其包括设计用于注入物制备的注入装置(43、43b)、液压地连接到所述注入装置(43、43b)并包括使得液体得以输送的至少两个液体入口(411)的保持腔室(41)以及加热装置(46)，加热装置能够直接加热经由入口输送到保持腔室(41)的液体以便为注入装置(43、43b)提供液压供应从而进行注入物制备。本发明还涉及包括酿造组件的机器和操作该机器的方法。

Description

用于注入物制备、特别是用于爱斯普利索咖啡制备的供应组件、包括该组件的机器及其操作方法

技术领域

本发明总体涉及用于基于咖啡或大麦的注入物制备的机器的供应或酿造组件。本发明特别涉及用于爱斯普利索咖啡和类似注入物制备的机器，其中提供用于加热注入物制备所需的水或液体的一个或优选多个级，并且一个级包括酿造组件。

背景技术

通常，用于注入物制备的酿造组件和机器(例如用于爱斯普利索(espresso)咖啡制备的那些)已为人所知，此后为了便于描述将对此进行参照。

通常，已知机器包括煮器和用于将例如爱斯普利索咖啡分配到咖啡杯的酿造组件或注入腔室。

在爱斯普利索咖啡机的情况下，特别是已知了提供多个级以允许咖啡制备所需的水得到加热的机器。

例如，从本申请人名义的公开文献EP0465877A1已知了例如用于爱斯普利索咖啡制备的机器，其中设置煮器以作为第一加热级，从而将水的温度升高到95和98℃之间的值，并且作为第二加热级的加热元件包含在也包括注入腔室的壳体内并能够将注入腔室保持在恒温控制温度。

类似机器也从公开文献US-A-5551331已知，其中特别提到第二级能够在温度传感器检测到注入腔室中的温度降低到预定值以下时增加注入腔室的温度。

从公开文献EP2133011A1也已知一种用于爱斯普利索咖啡制备的机器，其中设置酿造组件，酿造组件包括作为第二级的水加热腔室和包括加热腔室基部的注入主体。

在已知机器中，水加热腔室设置成经由单个导管供应通过混合冷水和来自酿造组件上游的机器煮器的热水获得的水。

所有已知现有技术都有的问题在于由于热惯量现象，与所设置的注入腔室相关的第二加热级不能使其精密优化咖啡制备温度，该热惯量现象在注入腔室经由加热装置间接加热的情况下是常见的。

所有已知现有技术共有的另一问题在于包括第二加热级的已知机器在电和/或流体连接上存在更大复杂性，使得注入腔室或酿造组件更繁琐和难以适用于多样化或具有新颖功能的机器构型。

总的来说，申请人已经发现包括一个或多个加热级的用于爱斯普利索咖啡制备的机器都不能总是确保咖啡输送温度的有效控制。

申请人还观察到已知机器都不能提供在安装和操作上给出很大灵活性的第二加热级或酿造组件。

申请人最后观察到已知机器因为其内部部件的尺寸和构造都不能成功地完全优化其功能所需的电能。

发明内容

因此，本发明的第一目的在于克服以上提到的现有技术中的问题，特别是咖啡输送温度的瞬时控制的问题。

此目的通过要求保护的用于注入物(特别是爱斯普利索咖啡)制备的改进酿造组件来实现。

本发明还涉及用于注入物制备的机器和用于该机器本身的操作方法。

权利要求构成通过本发明提供的技术教导的整体部分。

根据一种优选实施方式，酿造组件包括保持腔室，保持腔室具有用于冷水或泉水或香味液体的至少一个入口和用于来自例如煮器的被加热水的至少一个入口。

根据变型实施方式，酿造组件包括保持腔室，保持腔室具有用于冷水或泉水的至少两个入口，这些入口彼此隔开一距离，以允许咖啡输送温度通过一个或多个阀和适当编程的加热装置瞬时控制。

根据本发明的另一特征，保持腔室被构造成在其中包括注入腔室。

根据本发明的另一特征，保持腔室包括大致等于注入物制备所需量的液体量。

根据本发明的另一特征，保持腔室包括用于加热液体的装置，其尺寸设置成使得在注入阶段过程中注入温度可以被动态控制在特定温度范围内。

附图说明

本发明的这些和其他特征和优点将在附图的帮助下从通过非限定例子提供的优选实施方式的以下描述中明白，附图中相同或类似的附图标记表示具有相同或类似功能和构造的元件，附图中：

图1a示出了根据本发明的爱斯普利索咖啡机的总体图；

图1b示出了根据本发明的爱斯普利索咖啡机的变型的总体图；

图1c示出了根据本发明的爱斯普利索咖啡机的另一变型的总体图；

图2示出了图1a或1b的机器中的酿造组件的示意透视图；

图3A和3B示出了图2中的酿造组件的截面示意图。

具体实施方式

参照图1a，根据第一实施方式的爱斯普利索咖啡机(机器)10包括煮器12、可以与在使用中容纳咖啡粉末层的相应过滤器保持器相关的一个或多个酿造组件14以及适用于爱斯普利索咖啡制备的相应喷口14a。

机器10还包括用于输送所谓服务(service，服务装置)15的一个或多个装置，例如输送热水或蒸汽服务的装置。

机器10还包括用于控制咖啡和服务的输送的用户装置或键盘11，以及将会看到在下面详细描述并被构造成控制煮器12、酿造组件14和服务装置15的操作的控制单元18。

已知类型的煮器12在优选实施方式中包括通过例如温度传感器的传感器23以已知方式从控制单元18控制的加热单元21，并且其例如能够为服务装置15直接供应热水或蒸汽。

煮器12优选地以已知方式被供应自来水，这种水通常具有5和25℃之间的温度。

在第一实施方式中，煮器12还包括通过例如计量泵的泵19供应自来水的热交换单元(热交换器)24；热交换器的尺寸被优选地设置成在预定温度和压力下容纳300和400cc之间的水或液体体积。

更为优选地，在机器具有四个酿造组件的情况下，热交换器24的尺寸被设置成容纳大约350cc的水体积；在从热交换器24到酿造组件14进行输送的情况下，热交换器24内的水在例如105和115℃之间的温度下离开热交换器24。

热交换器24通过已知类型的导管25(例如隔热铜管)连接到酿造组件14，其中的单个单元14将在下面说明和描述，因为这些单元在优选实施方式中是相同的。

优选地，通过控制单元18根据机器10设计阶段过程中开发程序控制的例如电控阀的阀A1设置在第一导管25的路径内。

在替代实施方式中，阀A1可通过限制部A2(例如已经校正、设计和根据经验检查的限制部)代替或补充。

在第一实施方式中，泵19也经由与第一导管25分开的第二导管29连接到酿造组件14。

优选地，通过控制单元18以类似于阀A1的方式控制的优选为电控阀的阀B1设置在第二导管29的路径内。

阀B1也可通过限制部B2(例如已经校正、设计和根据经验检查的限制部)代替或补充。

根据第二实施方式，阀B1(图1b)设置成例如能够分别为两个导管(第二导管29和第三导管29b)交替供应的三通阀。

根据第三实施方式，如图1C的例子所示，例如煮器12和第一导管25设置成不位于机器内，而只分别设置第二导管29和第三导管29b。

根据此实施方式，注入所需的液体的加热被设置成只在单个加热阶段内在每个酿造组件14附近执行。

根据又一实施方式，第二导管29被设置成例如连接到第二泵19a(图1a、图1b)和香味液体的容器，以允许为酿造组件供应香味液体。

在此说明书的其他部分内，出于简明目的，将参照认为是优选的第一实施方式和第二实施方式，其中除非另外指明，酿造组件设置成经由导管25和29或导管25和29或29b(图1a或1b)被供应水。

在所有实施方式中，酿造组件14优选地包括能够在其中容纳用于咖啡制备的例如水的液体的保持腔室41(图1a、图1b、图1c、图2、图3a和3b)，以及在需要咖啡制备时能够经由阀48从保持腔室41供应的注入腔室43，以经由导管43b将爱斯普利索咖啡输送到咖啡杯。在此实施方式中，注入腔室43提供用于注入物制备的注入装置。

根据其他实施方式，注入腔室可不存在，并可以通过导管43b代替，导管43b配置成结合在酿造组件14内，并能够提供在例如已知类型的电控阀的阀48的控制下进行注入物制备的注入装置。

如果具有注入腔室43，该腔室优选地容纳在保持腔室41内，并在电操作阀48的控制下以已知方式操作。

甚至更优选地，保持腔室41和注入腔室43形成酿造组件14，其中注入腔室43与保持腔室41同心或者结合在保持腔室41内。

认为是优选的这后两个实施方式设置成使得注入腔室43填充水以便在咖啡饮料制备过程中分配。

这使其可以通过将增加的压力施加到咖啡层来进行逐渐注入。

实际上，压力增加由下面的事实来确定，即被分配的水需要一定时间来填充注入腔室，因此在该时间过程中使得注入腔室内出现缓慢压力增加。

压力优选地增加到与连接到导管的泵19或多个泵产生的最大值相对应的值，例如9巴。

因此，针对具有注入腔室的情况提供的提取方法的优选之处在于它允许咖啡的特殊感觉的特性得到更好利用，另一方面注入腔室43存在于保持腔室41内或者与保持腔室41同心使其可以实现优化保持腔室和注入腔室之间的水循环中的能量效率的目的，并实现到达咖啡层的水温度的连续控制。保持腔室41包括温度检测器或传感器45和以已知方式连接到控制单元18的具有预定功率的加热元件46。

根据多种实施方式，加热元件可通常将输送到保持腔室41的水温度升高到用于爱斯普利索咖啡制备的最佳值，例如88和93℃之间的值。

优选地，加热元件46配置成使其在整个保持腔室41或其部分内分布；例如，如图3B所示，加热元件可具有部分闭合环的形状。

优选地，与加热元件(电阻)46可以提供的功率相比，保持腔室41具有小的内部体积，以允许水温度得到瞬时控制。

在多种实施方式中，保持腔室41经由来自腔室41的出口导管41a、电操作阀48和进入注入腔室43的入口导管43a以已知方式连接到注入腔室。

根据不具有注入腔室的其他实施方式，提供注入装置的导管43b直接连接到导管43a，并从中连接到电操作阀48，如多种实施方式中的那样。

在优选实施方式中，酿造组件14包括多个入口或入口连接件411，其可以分别连接到第一导管25和第二导管29，或者如果具有两个以上的入口连接件，其可以连接到第一导管25、第二导管29和第三导管29b。

具有多个入口连接件同样可以在导管25和29或导管25、29和29b与酿造组件14的连接中提供灵活性。

这种后述构型(提供多个入口411，这些入口可以在组装时随时选择以便单独或通过其他方式连接到第一导管和第二导管，或者在具有两个以上的入口连接件的情况下连接到第一导管、第二导管和第三导管)使其可以特别地实现：

-根据机器10的内部构型，随时优化与第一导管和第二导管的连接配置，或者在有两个以上的入口连接件的情况下，随时优化与第一导管、第二导管和第三导管的连接配置；

-选择在保持腔室41内混合冷水和热水的装置，以便根据连接件的配置和产量，影响咖啡的特定提取或注入形式的实现；实际上，被选择的混合装置将影响提取形式，因为保持腔室41内的水的温度以及随后与咖啡层的接触将根据连接件25、29和/或29b的配置和产量而不同。

如已经预料的，具有两个以上的入口连接件411将例如在第二和第三实施方式的情况下使其可以在彼此隔开一个距离的位置上将作为阀B1(优选为三通阀)的出口的第二导管29和第三导管29b连接到入口411，以允许热水和冷水以不同方式混合的可能性。

根据这些实施方式，三通阀也可通过双通阀或用于冷水的两个单独导管来代替。

但是第二和第三实施方式确保注入温度可以动态控制，如下面更具体描述的。

在所有情况下，在优选实施方式中，保持腔室41具有多个入口411，其中至少两个入口分别连接到导管25和29(图1a、图1b、图2、图3A、图3B)。

保持腔室41还优选地提供定位在保持腔室内(例如在其内部的顶部内)的出口412。

出口412在保持腔室41的顶部上的优选定位使其可以在输送阶段使得水混合最大化，并且在保持腔室41内保持瞬时一致性的温度。

根据第二实施方式，还可以在距出口412和第三导管29b一个距离处在接近出口412的位置上将第二导管29连接到保持腔室41。

以上描述的解决方法还优选地应用于第三实施方式。

此构型使其可以根据例如三通阀的阀B1的操作形式以不同方式影响保持腔室41内的水温度的变化。

在优选实施方式中，保持腔室41具有被构造成完全或部分形成注入腔室43的外壁的内壁42。

此优选构型使其可以最小化保持腔室内存在的水和制备咖啡阶段的过程中输送的水之间的温度变化，其中水将保持腔室和注入腔室之间的内壁或公共壁42保持在控制单元18控制的电阻46所确定的温度。

使用所描述的酿造组件14的并例如为保持腔室41提供等于制备两杯咖啡(大约100cc)所需的容量并提供具有200W功率的电阻46的构型，申请人通过试验发现在分配爱斯普利索咖啡的同时可以每5秒钟向上和向下控制至少1℃的温度变化。

例如，如本领域普通技术人员所已知的，将以下事实作为参照，即分配爱斯普利索咖啡的平均时间为大约25-30秒，且加热元件46在任何情况下具有最小的加热惯量，申请人通过试验发现所描述的酿造组件14的配置允许在分配咖啡的同时将温度差或变化动态控制在+/-4-5度的范围或温度场内。

这些温度变化可经由控制单元18和连接其上的电阻46通过如下方式来控制，即设定适当参数并将其存储在单元18内的存储器内，并将这些参数与键盘11上的一个或多个键相关，以便具有用于分配爱斯普利索咖啡或特定类型的注入物的不同特性。

特别地，要记住的是咖啡机领域中的专业文献将88和93℃之间的恒定温度确定为水在咖啡层上进行注入的最佳温度，也就是说为了实现此结果，下面的值应该优选地用作通过导管25(热水)和导管29和/或29b(冷水)输送到酿造组件14的水温度的参考值：

-冷水温度：110℃；

-热水或其他液体温度：20℃；

这些值用作在咖啡分配过程中将温度改变或变化动态控制在+/-4-5度的温度范围或场内(例如88和93℃之间)的参考参数。

根据第一实施方式，该参数影响分别通过阀A1和B1和/或限制部A2和B2确定的两个导管的每个导管中的流动。

根据第二实施方式，例如设置成保持腔室内的水温度同样通过适当控制阀B1的操作来控制。

特别是，水经过导管29的输送使其可以通过加热元件46以精密方式控制输送水的温度，同时经过导管29b的输送使其可以减小加热元件46对于水温度的影响。

这种温度控制效果可以通过第三实施方式实现，其中导管29使其可以通过加热元件46获得所输送的水温度的精密控制，而通过导管29b的输送使其可以减小加热元件46对水温度的影响。

申请人还观察到与总体设置成装备有定位在煮器内的单个加热级的机器相比，第一和第二实施方式中描述的机器的总体构型(设置成提供煮器12内的热交换器24和分开的酿造组件14，并设置相应或对应的保持腔室41)使其可以减小机器10操纵所需的总功率。

实际上，虽然具有单个加热级的已知机器需要大约700瓦的功率从酿造组件输送两杯爱斯普利索咖啡，根据本发明的机器10基本上需要加热元件46输送大约200瓦的功率来从酿造组件输送两杯。

申请人还观察到每个酿造组件14(独立于机器10内存在的其他酿造组件)可以有利地根据所需的活动体积来接通或关断，而不影响服务装置15或其他酿造组件的活动。

在第三实施方式的情况下，例如只保持一个酿造组件可以访问或待机就是足够的。

申请人还观察到为了将水输送到保持腔室41而设置多个入口411提供了决定相对于从热水源得到的那些将一个或多个冷水入口定位在何处的可能性。

所描述的优选实施方式实际上允许决定两种流体如何根据希望的提取形式和/或组装便利性来混合的可能性。

实际上，在优选地使用每个酿造组件14的保持腔室41的两个入口411时，该实施方式中提供的多个入口的事实允许在根据希望的提取形式和/或组装便利性的机器组装阶段的过程中使用多个入口或从多个入口选择最为优选的入口的可能性。

申请人最后观察到优选实施方式中至少两个入口的使用还带来进一步的优点，例如：

-对于到酿造组件14的每两个入口导管25和29或三个导管25、29和29b，分别使用不同的阀A1和B1的可能性。这种解决方案实际上允许经由特定软件根据咖啡提取形式中的继起即时变化来控制两个阀的可能性；除此之外，根据这些实施方式，导管中的水可以被控制，以便具有可以通过阀直接控制的最小体积；

-减少机器内的导管之间的液压连接件的可能性，结果是减少成本并增加其整体可靠性；

-使用不同液体的可能性，例如经由导管25来自于热交换器24的热水，和例如环境温度下的来自于导管29的香味类型的液体，导管29在这种情况下连接到香味液体容器。可以具有多个可用入口的此实施方式无疑有利于市场环境，其中可预见优选地处于环境温度下因此不损害其特性的香味液体可以在制备基于咖啡的注入物之前立即添加到水中。

根据本发明的机器10如下操作。

在机器10不活动时，酿造组件14被关断，或者替代地处于低消耗状态(待机)。

待机状态可配置成使得在所有实施方式中酿造组件内的水在预定压力下保持在中低温度，例如60℃，或者保持在接近制备爱斯普利索咖啡的最佳值的温度，例如88℃。

在酿造组件14的至少部分处于分配状态时，例如在键盘11上的适当键致动之后，如果需要，控制单元18继续接通与注入腔室43相关的保持腔室41的加热元件46，由此根据在机器的设计阶段过程中置于其存储器内的程序，从中分配所需爱斯普利索咖啡，并且一旦达到初始分配温度，操作电操作阀48，使得水经过保持腔室41到注入腔室43以及从这到咖啡杯。

当然，保持腔室的初始温度可以是注入所需的温度，如例如一种可能的待机状态中所提供那样，其中适当键的致动可引起电操作阀48的立即操作。

在分配过程中，控制单元18将根据置于其存储器内的程序通过在预定范围内改变温度来控制(如果如此设置的话)水的温度，从而获得爱斯普利索咖啡，其具有根据控制单元18通过多种提取形式进行编程而得到的特性。

这里指出的是在说明书中，术语“提取形式”指的是相对于分配时间提取咖啡的温度曲线。温度可以相对于时间是恒定、增加、减小的、等等，并且可控制咖啡提取的质量。

如果例如针对温度曲线使用减小提取形式，将获得不太苦涩的咖啡，因为增加这种味觉因素(通常是输送快要结束时通过咖啡粉末添加到水中)的元素没有被强力提取。

当然，如果针对温度曲线使用增加提取形式，将获得相反的效果。

由于多种实施方式中描述的酿造组件，因此可以获得可以通过控制单元18改变的提取形式。

实际上，由于所描述的酿造组件14的结构，可以对其进行控制，以便在咖啡分配过程中获得恒定的温度曲线或变化的温度曲线。

控制策略可经由控制单元以多种方式应用，例如：

-关断加热元件46，或使其保持接通以便分别具有减小或增加的输送温度；或者

-调控阀A1和B1(如果有的话)的操作，以便随意控制和调控热水和冷水在酿造组件的保持腔室内的流动，并因此控制和调控第一、第二或第三实施方式任意一个中的提取形式；或者

-组合地使用加热元件46和阀A1和B1(如果有的话)，以便控制和调控提取形式。

总的来说，由于设置对应于每个注入腔室43的保持腔室41，可以控制水分配时的温度，并因此经由不同的提取形式控制爱斯普利索咖啡的口味和品质等特征。

如果使用设置成将不同液体(例如水和香味液体)输送到保持腔室的实施方式，相应液体的输送可以通过阀A1和B1控制，以适当地计量多种液体的数量。

当然，在所描述的形式、材料、部件、连接和构造细节方面以及在操作方法方面，以上描述可以具有明显的改型和/或变型，而不偏离权利要求限定的本发明。

Claims (17)

1.连接到注入机器的煮器(12)的酿造组件，所述酿造组件包括：

-设置成用于注入物制备并包括注入腔室(43)的注入装置(43、43b)；

-液压地连接到所述注入装置(43、43b)并包括位于其中的所述注入腔室(43)的保持腔室(41)，

所述保持腔室(41)还包括：

-至少一个第一液体入口，其被设计成允许具有第一温度的液体进入保持腔室(41)；

-至少一个第二液体入口，其连接到煮器(12)并被设计成允许具有第二温度的液体进入保持腔室，所述第二温度远高于第一温度，以及

-加热装置(46)，其被设计成直接加热经由所述至少一个第一液体入口和所述至少一个第二液体入口输送到所述保持腔室(41)的液体，以便在液体在所述保持腔室内加热的情况下为所述注入装置(43、43b)提供液压供应，从而进行注入物制备。

2.根据权利要求1所述的酿造组件，其特征在于，所述注入腔室(43)与所述保持腔室(41)同心或结合到所述保持腔室(41)内。

3.根据权利要求1或2所述的酿造组件，其中，所述加热装置(46)配置成在所有或部分的所述保持腔室(41)内分布。

4.根据权利要求1所述的酿造组件，其中，所述保持腔室包括至少第三液体入口和定位在附近位置上的出口导管(41a)，所述第三液体入口通过液体入口阀(B1)控制，以便所述保持腔室内的液体温度得到动态控制。

5.根据权利要求2所述的酿造组件，其中，所述保持腔室包括至少第三液体入口和定位在近侧位置的出口导管(41a)，所述第三液体入口通过液体入口阀(B1)控制，以便动态控制所述保持腔室内的液体温度。

6.根据权利要求1所述的酿造组件，其中，所述至少一个第一液体入口被构造成输送所述第一温度的第一液体；以及

所述至少一个第二液体入口能够输送所述第二温度的第二液体。

7.根据权利要求2所述的酿造组件，其中，至少一个第一液体入口被构造成输送所述第一温度的第一液体；以及

所述至少一个第二液体入口能够输送所述第二温度的第二液体。

8.根据权利要求6-7任一项所述的酿造组件，其中，所述第一液体和所述第二液体是水。

9.根据权利要求1所述的酿造组件，其中，注入温度在所述第一温度和所述第二温度之间。

10.根据权利要求2所述的酿造组件，其中，注入温度在所述第一温度和所述第二温度之间。

11.根据权利要求1所述的酿造组件，其中：

-所述加热装置(46)能够得到动态控制，从而在注入物制备过程中在至少5度的范围内改变液体的温度。

12.根据权利要求2所述的酿造组件，其中，

－所述加热装置(46)能够被动态控制以便在注入物制备过程中在至少5度的范围内改变液体的温度。

13.用于注入物制备的机器，包括：

－至少一个供应装置，其能够将液体供应到所述机器(10)；

-煮器(12)，其具有配置成加热适用于注入物制备的液体的第一加热装置(21)，所述液体通过所述至少一个供应装置提供；

-至少一个酿造组件(14)，其包括第二加热装置并根据权利要求1-12任一项构造。

14.根据权利要求13所述的机器，其特征在于，包括：

-控制单元(18)，其连接到所述第二加热装置(46)，并能够动态控制所述第二加热装置(46)以便在注入物制备过程中动态地改变注入温度。

15.用于操作用于注入物制备的机器的方法，所述机器包括至少一个液体供应装置、具有第一加热级(21)的至少一个煮器(12)以及包括保持腔室(41)的至少一个酿造组件(14)，所述酿造组件(14)具有第二加热级(46)，所述方法包括如下步骤：

-通过所述第一加热级(21)加热第一液体；

-将所述第一液体在第一温度经由连接到所述煮器(12)的至少一个第一液体入口输送到所述保持腔室(41)；

-将第二液体在第二温度经由至少一个第二液体入口输送到所述保持腔室(41)，所述第一温度远高于所述第二温度；

－通过第二加热级(46)，将通过所述至少一个第一液体入口和所述至少一个第二液体入口输送的液体加热到对应于注入温度的温度值；

－将由第二加热级(46)加热的液体输送到注入装置(43、43b)从而进行注入物制备。

16.根据权利要求15所述的方法，包括进一步的如下步骤：

－提供控制装置(45、18)，用于在注入物制备的过程中，经由第二加热级(46)将注入温度动态控制在特定温度范围内，所述温度范围在所述第一温度和所述第二温度之间。

17.根据权利要求15-16任一项所述的方法，其中，所述第一液体和所述第二液体是水。