CN103637682B - 具有煮泡室的基于热块的饮料生产设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种煮泡式饮料生产设备，该设备包括：至少一个贮水器（1，2）；分别与所述至少一个贮水器（1，2）流体连接的至少两个热块（3，4）；至少两个煮泡室（5，6），每个煮泡室（5，6）从所述热块（3，4）之一供应热水，且适于容纳饮料成分，并连接到用于排出煮泡饮料的出口（7，8）；该设备（9）还包括适于选择性地与所述至少两个热块（3，4）流体连接的热水出口（14）。

Description

具有煮泡室的基于热块的饮料生产设备和方法

本申请是申请日为2006年9月20日、申请号为200610139250.9、发明名称为“具有煮泡室的基于热块的饮料生产设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种煮泡式饮料生产设备以及一种用于操作该煮泡式饮料生产设备的方法。

背景技术

一般而言，本发明涉及一种基于热块（thermoblock）的饮料生产设备，即其中水在所谓的热块内被加热以产生热水和/或蒸汽的设备。本发明的意义内的热块是其中水在抽吸进来时被加热（例如被电阻加热）的热交换器。

相反，在蒸煮器内，被加热的水或蒸汽仅在加热完成之后才流通到该蒸煮器外。通常，蒸煮器具有这样的缺陷，即当热惯性非常高时，所得到的系统的响应较慢。

另一方面，热块在操作时消耗大量的电力。

根据本发明的饮料生产设备具有几个煮泡室。煮泡室是容纳饮料成分的基本封闭的室。当热水（来自热块）被抽吸到煮泡室中时，热水与饮料成分相互作用，并且作为相互作用的结果而产生饮料即液体食物。注意，本发明包含饮料成分和水之间的各种不同的相互作用，例如提取、溶解、与浓缩物混合等。

同时，饮料成分可以以不同的形式提供，例如粉末、固体、半固体或液体形式。

EP577561公开了一种机器用于同时发送两份煮泡饮料（例如咖啡），或可选择地，发送一份煮泡饮料和蒸汽或者一份煮泡饮料和热水。这种已知的机器可以设置有三个分离的蒸煮器组件。可通过计算装置执行功率控制以向两个或三个蒸煮器选择性地输送功率。

发明内容

本发明的目的是提出一种向用户提供更灵活范围的制品的饮料生产设备，这些制品可在饮料生产设备的多于一个出口同时发送。

此目的可利用独立权利要求的特征实现。从属权利要求进一步发展了本发明的中心思想。

根据本发明的第一方面，煮泡式饮料生产设备包括至少一个贮水器。此外，该设备包括可选择性地与所述至少一个贮水器流体连接的至少两个热块。该设备还包括至少两个煮泡室，每个煮泡室从热块之一供给热水，且适于容纳饮料成分，并连接到用于从煮泡室排出煮泡饮料的出口。

根据本发明，该饮料生产设备还包括公共热水出口，即可选择性地与多于一个热块流体连接的热水出口。

由于该热水出口对于多于一个热块是公用的，所以本发明超出了若干独立和并行系统的简单综合。

该饮料生产设备可包括控制装置和阀装置，这些装置构造成当从对应的另一个热块向煮泡室之一供给热水时选择性地从第一热块向该热水出口供给热水。

为此，控制装置可监控该饮料生产设备的当前状态，以便确定所述至少两个热块中的哪一个将不被使用并从而可用于向热水出口提供热水。

该饮料生产设备可包括控制装置和阀装置，这些装置构造成当未从任何一个热块向煮泡室供给热水时选择性地同时从两个热块向该热水出口供给热水。

同样，为此，控制装置可监控该饮料生产设备的当前状态。当监控确定目前没有热块用于煮泡室时，可使用多于一个热块来向热水出口提供热水，从而增加（例如在两个热块的情况下加倍）热水流速。

该饮料生产设备可选地还包括至少一个另外的蒸汽产生热块，该蒸汽产生热块用于产生将供给可选的蒸汽出口的水蒸汽。该蒸汽出口可与该热水出口和用于排出煮泡饮料的出口分离地设置。

该饮料生产设备的控制装置和阀装置可以构造成在用户输入时，选择性地激活三个热块中的两个热块，从而将热水选择性地提供给：

－两个煮泡室，或

－一个煮泡室和热水出口，

可选地，可从热块向一个煮泡室和蒸汽出口提供热水。

作为另一个选择，可从热块向热水出口和蒸汽出口提供热水。

最后，可以生产流速增加的热水。

因此，此控制增加了饮料生产的灵活性，因为可选择性地生产至少以下制品：

－两种煮泡饮料，

－一种煮泡饮料和热水，以及

－流速增加的热水。

可选地，还可提供热水和蒸汽的组合。

根据另一个发展，可设置用于选择性地连接蒸汽产生热块和排空出口的装置。排空装置可以设置用于选择性地连接该蒸汽产生热块的入口侧和该排空出口。

根据另一个方面，可设置用于通过选择性地在具有热块排空出口的热块之间提供流体连接来排空至少两个与该煮泡室相关联的热块的装置。

用于至少两个热块的排空装置从而可设置成分别选择性地在热块的入口侧和排空出口之间提供流体连接。

换言之，根据本发明，热块——蒸汽产生热块或与煮泡室连接的热块——的排空优选地从热块的入口侧执行。

为了排空至少两个与煮泡室相连接的热块，可设置阀装置以选择性地通过热水出口将空气排放到热块内以便清空热块。

换言之，根据此具体的用于热块的排空过程，空气从出口侧被排放到热块，从而可在水入口侧从热块排空任何剩余的水。

根据本发明的另一方面，提出了一种煮泡式饮料生产设备，该设备包括至少一个贮水器、以及分别与所述至少一个贮水器流体连接的至少两个热块。设置至少两个煮泡室，每个煮泡室从热块之一供给热水，且适于容纳饮料成分，并连接到用于排出煮泡饮料的出口。根据本发明，该设备还包括热块排空装置，该热块排空装置设计成选择性地在每个热块的入口侧和对应的排空出口之间提供流体连接。

优选地，该排空装置可以设计和设置成从各个热块排空液体水。

本发明的另一方面涉及一种用于操作煮泡式饮料生产设备的方法。该设备可包括被供给水并通过加热所供给的水而产生蒸汽的热块。该方法包括以下步骤，即直到满足代表该蒸汽产生热块的启动操作之后蒸汽产生热块的正常功能的标准之前，选择性地连接蒸汽产生热块的入口侧和排空出口。

换言之，当启动蒸汽产生热块的操作时，最初，蒸汽产生热块的入口侧（即从贮水器供给水的一侧）与排空出口流体连通。一旦例如电子控制装置确定实现了指示热块稳态功能的标准，则蒸汽产生热块和排空出口之间的流体连通被阻断。

该标准可以是例如在启动热块之后的规定时间段和/或热块的预定阈值温度。因此，相关联的控制装置可具有计时器和/或来自热块的热敏元件的输入信号。

阀装置可设置成在打开时连接蒸汽产生热块的入口侧与排空出口。

一旦满足规定的标准，则阀装置可以转换到关闭状态，在该关闭状态下该阀装置用作过压安全阀。

换言之，根据本发明此方面的阀装置具有双重功能：在蒸汽产生热块的操作的开始阶段，这些阀装置用于排空热块的入口侧，而在此稳态的规则操作下，这些阀装置用作过压安全阀。

附图说明

本领域技术人员在结合附图阅读下文对实施例的详细说明时，可清楚地了解本发明的其它方面、优点和目的。

图1示出饮料生产设备的示意图；以及

图2示意性地示出这种设备内实现的控制。

具体实施方式

在图1内，标号9总体指示根据本发明的饮料生产设备。

饮料生产设备9具有至少两个贮水器（箱）1、2，这些贮水器分别在它们的出口侧具有过滤装置25、26。贮水器1、2可被拆除以便在远处进行补充，和/或可选择性地与自来水供应器27流体连接（仍保持在合适位置）。

应指出，设置分离的贮水器1、2对于用户更容易补充贮水器1、2是优选的（减小单个充满的贮水器的重量）。还可以只提供一个贮水器向饮料生产设备9的所有元件进行供应，这将在下文说明。

贮水器1、2通过管道28相互连接，使得仅重新充满一个贮水器1、2 就足够了，因为两个贮水器1、2的水位将通过连通的水管道28变平。

贮水器1、2的出口分别连接到泵装置29、30。可设置流量计31、32 用于监控分别从贮水器1、2到泵29、30的流量以及通过随后阶段（例如，稍后说明的热块）的水流量。

在任何情况下，通过检测提供给热块的水量，可以使规定量的水通过热块以便产生规定量的热水、饮料和/或蒸汽。

与第一贮水器1相关联的泵29向第一热块4的入口23提供加压水，而与第二贮水器2相关联的泵30向第二热块3的入口24提供加压水。

如开始部分中已经说明的，这种热块适于在水流过热块内的管道时使用电阻加热水。

热块4的出口与具有饮料出口8的第一煮泡室6流体连接。热块3可选择性地与具有饮料出口7的第二煮泡室5流体连接。

在热块3、4和煮泡室5、6之间，分别设置被偏压的止回阀39、40。这些止回阀39、40阻止从煮泡室5、6朝热块3、4的任何流动。从热块3、 4到煮泡室5、6的液体流优选地仅在压力超过规定阈值之后发生，该阈值由止回阀39、40的弹簧偏压力设定。

每个煮泡室设计成容纳可生产饮料例如液体食物的成分。

通过在控制阀装置16、17各自的打开状态下主动控制该装置，热块4 的入口侧23和热块3的入口侧24可选择性地分别与排空出口13、12流体连接。

此控制可例如通过电控制装置（微处理器）等执行，下文将参照图2 说明该电控制装置。排空可在例如经过规定的一段时间之后自动周期性地执行。

来自贮水器1的水也可被另一个泵33加压，该泵向可选的蒸汽产生热块10提供加压水。

当在蒸汽阀34的打开状态下主动控制该蒸汽阀时，蒸汽产生热块10 的出口侧可选择性地与蒸汽出口11流体连接。

另外，热块10的入口侧22可选择性地与（可选的）冷凝装置15流体连接，使得蒸汽产生热块10的入口侧22与排空出口21流体连通。

为此，排空阀18可被主动打开并保持在打开状态下。

如上文已说明的，各个热块3和4可用于分别向煮泡室5和6（相互独立地）提供热的加压水。另外，热块3、4的出口可选择性地与公共热水出口1 4流体连接，为此，分别在热块3和4的出口侧与公共热水出口14 之间设置阀控制装置19、20。

如图2所示，电控制装置例如微处理器控制如图1所示的热块（加热）、泵和不同的阀的操作。

控制装置35可具有例如由合适的检测装置检测的状态监控信号37，该信号指示如图1所示的饮料生产设备9的不同元件的当前状态。这些状态监控信号37可以是例如热块的温度、来自流量计的流量指示信号、在泵的二次侧的压力以及贮水器1、2内的水位。

图1所示的饮料生产设备9的操作可通过用户接口36执行，用户可通过该接口选择饮料生产设备的操作。用户接口36还可以包括将饮料生产设备9的当前状态用信号通知用户的装置。

如图1所示的饮料生产设备9关于可在不同出口获得的制品具有有利的灵活性。

当两个独立的热块3、4分别与煮泡室5、6相连接时，可同时在饮料出口7、8获得两份煮泡饮料。

此外，当每个热块3、4可选择性地连接到公共热水出口14时，可在饮料出口7、8之一处获得煮泡饮料，而同时在热水出口14获得热水。

为此，图2所示的控制装置35确定热块3、4之一是否当前未操作来向煮泡室提供热的加压水，并随后通过分别主动控制热水阀装置19和20 将任何未使用的热块3、4连接到公共热水出口14。在当前热块3、4都不用于产生煮泡饮料的情况下，热块3、4两者都可与公共热水出口14流体连接，从而提高出口14处的热水流速。

如上文简要说明的，用于产生饮料制品的热块3和4以及用于产生蒸汽的热块10中的每一个都可以——优选地分别在入口侧22、23和24 处——被排空。

通常，热块的排空用于减小热块的盘管内的积垢。例如一旦热块在规定的一段时间内没有使用则可开始排空。

根据本发明，优选地通过分别打开阀16、17和18而分别在入口侧22、 23和24处执行排空。为了在入口侧提供适当的排空水流，可通过打开出口侧的相关联阀即阀19和20中的至少一个而分别使热块3、4的出口侧通风。于是，空气将从热水出口14被吸入热块3、4。发明人已发现，从入口侧清空热块并同时将空气排放到对应热块的出口侧实际上更有效。

在任何情况下，排空流将由重力产生。为此，排空出口开口（以及承滴盘41、42）位于比将被排空的热块的入口侧更低的位置处。

本发明的另一个方面涉及可选的蒸汽产生热块10执行的蒸汽产生。当开始蒸汽产生操作时，首先，如图2所示的控制装置35将主动打开阀18，使得热块10的入口侧22与可选的冷凝器15和用于将蒸汽产生热块10的入口侧22排空的承滴盘21流体连接。只有在满足预定的标准之后，控制装置才允许阀18关闭，并且同时主动打开阀34，从而可开始进行合适的蒸汽产生，并且最终蒸汽在蒸汽出口11处可用。

应指出，规定的标准可以例如是在开始蒸汽产生操作之后预定的时间段和/或温度阈值。只要此时间段没有到期和/或热块10没有达到它的操作温度阈值，入口侧将保持处于排空状态，并且出口侧即阀34将关闭。于是，在蒸汽产生热块10暖机期间，不会从蒸汽出口11排出水等。只有在蒸汽产生热块10暖机完成之后，才会在蒸汽出口11处获得规定温度下的合适量（容积）的蒸汽。

典型的阈值温度可以是例如100到105℃，并且只有在热块10达到这种阈值温度之后，阀18才会关闭而可以使用蒸汽系统。可使用例如NTC 元件检测该温度。

从上文可清楚地看到，阀18用作蒸汽产生热块10的排空阀。在此暖机操作期间，此阀18在打开状态下被主动控制。另一方面，一旦热块10 处于正常的蒸汽产生功能，则阀18处于关闭状态。在此状态下它可用作过压保护阀，该阀可在热块10内的压力超过阈值时被动地打开，使得过压可释放到承滴盘14。

在该操作期间，热块10将不会被通风或排空（同与煮泡室相关联的热块相反）。热蒸汽总是残留在热块10内，从而在需要时总是有热蒸汽可用。

热块10将仅在它的操作开始时通风。这可避免一旦热块10被断开，在冷却降温之后被吸入热块10内并冷凝的任何液体会产生不希望的过多蒸汽。

原则上，可与通过激活热块4执行的任何热水或饮料产生操作无关地经由热块10产生蒸汽。因此，原则上，除了任何饮料/饮料、饮料/热水或热水（双倍流速）操作之外，还可执行蒸汽产生。

另一方面，热块10的功耗较高（例如1100瓦），从而能源供应的限制可能导致这样的要求，即图1所示的三个热块3、4和10中只有两个可同时操作。

在有这种来自能源供应的限制的情况下，在用户输入时于是可以执行以下操作：

－使用两个煮泡室生产两份饮料，

－生产一份饮料和热水，

－生产一份饮料和蒸汽，

－生产热水且流速增加，以及

－生产热水和蒸汽。

标号

1 贮水器

2 贮水器

3 用于煮泡室的热块（即流式热水器，其中水在通道内被加热）

4 用于煮泡室的热块

5 煮泡室

6 煮泡室

7 饮料出口

8 饮料出口

9 饮料煮泡机器（例如咖啡机）

10 蒸汽热块

11 蒸汽出口

12 排空出口

13 排空出口

14 热水出口

15 冷凝器

16 排空装置（阀2）

17 排空装置（阀5）

18 阀6

19 阀1

20 阀4

21 蒸汽产生热块的排空出口

22 蒸汽产生热块的入口侧

23 热块3的入口侧

24 热块4的入口侧

25 过滤器

26 过滤器

27 自来水供应器

28 水管道

29 泵装置

30 泵装置

31 流量计

32 流量计

33 用于蒸汽产生热块的泵

34 用于蒸汽产生热块的排空/过压阀

35 控制装置

36 用户接口

37 提供给控制装置的监控信号

38 控制装置生成的控制信号

39 被偏压的止回阀

40 被偏压的止回阀

41 承滴盘

42 承滴盘

Claims (18)

1.一种煮泡式饮料生产设备，该设备包括：

至少一个贮水器(1，2)，

分别与所述至少一个贮水器(1，2)流体连接的至少两个热块(3，4)，

至少两个煮泡室(5，6)，所述煮泡室(5，6)中的每个从所述热块(3，4)之一供应热水，且适于容纳饮料成分，并连接到用于排出煮泡饮料的出口(7，8)，

该设备(9)还包括适于选择性地与所述至少两个热块(3，4)流体连接的热水出口(14)，

该设备还包括控制装置和阀装置，所述控制装置构造成确定所述热块(3，4)之一是否当前未操作成向煮泡室提供热水，并随后通过分别主动控制所述阀装置将未使用的热块(3，4)连接到所述热水出口(14)。

2.根据权利要求1所述的煮泡式饮料生产设备，其特征在于，所述控制装置和所述阀装置构造成当从对应的另一个热块(4，3)向煮泡室(5，6)之一供给热水时选择性地从第一热块(3，4)向该热水出口(14)供给热水。

3.根据权利要求1或2所述的煮泡式饮料生产设备，其特征在于，所述控制装置和所述阀装置构造成当未从任何一个热块(3，4)向煮泡室(5，6)供给热水时选择性地同时从两个热块(3，4)向该热水出口(14)供给热水。

4.根据权利要求1或2所述的煮泡式饮料生产设备，其特征在于，该设备还包括至少一个用于产生供给蒸汽出口(11)的水蒸汽的另外的蒸汽产生热块(10)。

5.根据权利要求4所述的煮泡式饮料生产设备，其特征在于，所述控制装置和所述阀装置构造成在用户从接口(36)输入时，选择性地激活三个热块(3，4，10)中的两个热块，从而将热水选择性地提供给：

a.两个煮泡室(5，6)，或

b.一个煮泡室(5，6)和热水出口(14)。

6.根据权利要求4所述的煮泡式饮料生产设备，其特征在于，设置用于通过选择性地连接所述另外的蒸汽产生热块(10)与对应的排空出口(21)以排空所述另外的蒸汽产生热块的排空装置(18)。

7.根据权利要求6所述的煮泡式饮料生产设备，其特征在于，该排空装置(18)设置成用于选择性地连接所述另外的蒸汽产生热块(10)的入口侧(22)与对应的排空出口(21)。

8.根据权利要求4所述的煮泡式饮料生产设备，其特征在于，所述控制装置和所述阀装置构造成在用户从接口(36)输入时，选择性地激活三个热块(3，4，10)中的两个热块，从而将热水选择性地提供给：

a.两个煮泡室(5，6)，或

b.一个煮泡室(5，6)和热水出口(14)，或

c.一个煮泡室(5，6)和蒸汽出口(11)。

9.根据权利要求8所述的煮泡式饮料生产设备，其特征在于，热水能够被另外供给热水出口(14)和蒸汽出口(11)。

10.根据权利要求1或2所述的煮泡式饮料生产设备，其特征在于，设置用于通过选择性地在所述至少两个热块(3，4)和对应的排空出口(12，13)之间提供流体连接来排空所述至少两个热块(3，4)的热块排空装置(16，17)。

11.根据权利要求10所述的煮泡式饮料生产设备，其特征在于，用于所述至少两个热块(3，4)的热块排空装置(16，17)设置成分别选择性地在所述至少两个热块(3，4)的入口侧(23，24)和对应的排空出口(12，13)之间提供流体连接。

12.根据权利要求10所述的煮泡式饮料生产设备，其特征在于，为了排空所述至少两个热块(3，4)，设有选择性地通过该热水出口(14)通风并将空气送入所述至少两个热块(3，4)以便清空所述至少两个热块的阀装置(19，20)。

13.根据权利要求1所述的煮泡式饮料生产设备，其特征在于，该设备还包括热块排空装置(16，17)，所述热块排空装置设计成选择性地在每个热块(3，4)的入口侧和对应的排空出口(12，13)之间提供流体连接。

14.根据权利要求13所述的煮泡式饮料生产设备，其特征在于，所述热块排空装置(16，17)设计和设置成从各个热块(3，4)排空液体水。

15.一种用于操作如权利要求4所述的煮泡式饮料生产设备的方法，

其中，该方法包括以下步骤：

利用控制装置确定分别与至少一个贮水器(1，2)流体连接的至少两个热块(3，4)之一是否当前未操作成向煮泡室提供热水，并随后通过分别主动控制阀装置将未使用的热块(3，4)连接到热水出口(14)；以及

在蒸汽产生热块(10)的启动操作之后，直到满足代表该蒸汽产生热块(10)的正常功能的标准之前，连接该蒸汽产生热块(10)的入口侧(22)和对应的排空出口(21)。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，该标准是在启动蒸汽产生热块(10)之后的规定时间段和/或蒸汽产生热块(10)的预定阈值温度。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述煮泡式饮料生产设备设有通过选择性地连接蒸汽产生热块(10)与对应的排空出口(21)以排空蒸汽产生热块的排空装置(18)，所述排空蒸汽产生热块的排空装置(18)包括阀，该阀在打开时连接蒸汽产生热块(10)的入口侧(22)与对应的排空出口(21)。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，一旦满足该标准，则所述阀主动转换到关闭状态，在该关闭状态下该阀用作过压安全阀。