CN107405020A - 用于向制造浓咖啡等的机器供应热水的组件和相关机器 - Google Patents

Abstract

一种用于在制备和分配饮料的机器中供应热水的组件(6)，所述饮料例如是浓咖啡，所述组件包括：水积聚室(14)，所述积聚室具有接收水的入口(11)和出口(12)；和加热路径(9，13)。该加热路径包括从积聚室(14)的出口(12)接收水的入口和用于将被加热的水分配到冲泡室(16)以制备饮料的出口(15)。该加热路径包括由可加热的外表面(13)和内芯部(9)界定的路径。该内芯部(9)包括温度探针(8)，所述温度探针位于用于分配加热的水的出口(15)附近。

Description

用于向制造浓咖啡等的机器供应热水的组件和相关机器

技术领域

本发明整体涉及一种用于制备饮料的机器门类。更加特别地，本发明涉及用于向制造浓咖啡(或者其它饮料)的机器供应热水的组件。本发明还涉及制造浓咖啡(或者其它饮料)的机器，所述机器包括这种热水供应组件。

背景技术

EP 2 070 457涉及一种制备咖啡等的机器，所述机器包括：用于受控地供应水流的液压泵送设备；用于制备和分配咖啡等的至少一个组件，所述至少一个组件具有至少一个分配座部，所述组件包括电加热器，所述电加热器位于所述座部上游并且设计成将通过其的水流加热到预定温度；液压回路，所述液压回路将泵送设备连接到所述加热器的入口并且包括电磁阀设备，所述电磁阀设备能够采用：静止配置，在所述静止配置中，所述加热器基本排空水；和工作配置，在所述工作配置中，加热器能够接收由泵送设备运送的水流并且使得该水流通过所述加热器，以制备咖啡等；和控制设备，所述控制设备设计成致动加热器并且仅仅在发出制备和分配咖啡等的命令时致使所述电磁阀设备切换成工作配置，其中，位于加热器的液压上游的所述组件包含室，所述室与加热器成换热关系并且设计成预加热被引导向所述加热器的水流。该机器还包括热蒸汽产生组件。电磁阀设备设计成采用另一个工作配置，在所述另一个工作配置中，所述加热器失去接收由泵送设备运送的水流的能力并且所述室连接到蒸汽产生组件的入口，使得蒸汽产生组件能够接收由泵送设备供应并且通过所述室的水流。

本申请的目的是提供一种在制造浓咖啡(或者其它饮料)的机器中供应热水的组件，所述组件能够快速并且以稳定和可预期的方式供应加热到所需温度的水。

发明内容

根据本发明，提供了一种在制造浓咖啡(或者其它饮料)的机器中供应热水的组件，其中，水被强制沿着能够被加热的曲折路径流动，直到位于分配部位附近的温度探针为止。

根据第一方面，本发明涉及在制备和分配饮料(例如，浓咖啡)的机器中供应热水的组件，所述组件包括：

水积聚室，其中，所述积聚室包括接收水的入口和出口；和

加热路径，

其中，所述加热路径包括从所述积聚室的出口接收水的入口、和用于将被加热的水分配到冲泡室以制备饮料的出口，

其中，所述加热路径包括由可加热的外表面和内芯部界定的路径，

其中，所述内芯部包括温度探针，以检测被加热的水的温度，并且

其中，内芯部包括：纵向轴线、位于加热路径的入口处的第一端部和相对的第二端部；温度探针容纳在座部中，所述座部在芯部内从第二端部朝向第一端部纵向延伸，以使得温度探针检测出口附近的水的温度。

探针插入在芯部中的位置和方式提供了多种优势。

首先，由于温度探针插入在芯部内，所以温度探针不会修改或者影响沿着曲折路径的水流。

其次，温度探针没有与水直接接触并且因此不受任何水垢硬壳等影响。因此，温度探针的效率和耐用性随着时间大幅增加。基本上，加热的水继而加热芯部的外表面和座部之间的壁(所述壁相对较薄)，在所述座部处容纳有温度传感器。以这种方式，这个壁的热量被转移到其座部中的温度传感器。

第三，温度探针能够检测曲折路径出口附近中的水的温度。因此，由于本发明，在水抵达冲泡室之前立即感测并且检查水的温度。

加热路径优选地为曲折路径，所述曲折路径可以至少部分由螺旋表面形成。

在一个实施例中，螺旋表面至少部分形成在内芯部的外表面上。

优选地，加热路径完全在芯部外部延伸而没有通过芯部。另一方面，在已知的解决方案中，在开始沿着加热路径流动之前的水通过芯部中的横向孔进入。这连同其它负面方面防止在没有使用机器时完全排空供应路径。

优选地，加热路径包括围绕所述螺旋表面的大体圆筒表面，其中，所述大体圆筒表面是实心体中的孔的表面。

在一个实施例中，组件还在积聚室的出口和曲折路径的入口之间包括电磁阀。

积聚室的入口优选地位于与出口不同的高度处，和/或所述积聚室的入口的轴线基本垂直于积聚室的出口的轴线。

组件还可以包括扩散器，所述扩散器能够被移除并且能够与具有不同形式的其它扩散器互换，从而使所述组件模块化并且能够从粉末、饮料包、胶囊等提取不同类型的饮料。

组件还可以包括操作杆，所述操作杆能够沿着第一方向旋转以便开始饮料提取周期，并且能够沿着第二方向旋转以便停止饮料提取周期。

根据第二方面，本发明涉及一种制备和分配饮料(例如，浓咖啡)的机器，所述机器包括：上述类型供应热水的组件和将水给送到所述组件的泵。

在一个实施例中，机器还包括蒸汽锅炉和预热器，所述预热器用于通过所述蒸汽锅炉产生的热量预先加热由所述泵供应的水并且用于将预加热的水给送到所述组件。

机器还可以包括从曲折路径排放水的设备。

在一个实施例中，机器还可以包括处理组件、CPU，所述CPU从探针接收温度信息并且以对应方式控制组件的加热元件。

例如PID(比例-积分-微分)类型的CPU凭借控制系统管理并且电子控制控制设置在组件6内部的加热元件7的致动，以获得处于所需温度值条件的水的温度。

处理组件还可以编程，以使得当用户致动热水的分配以进行冲泡时，延迟一特定时间段打开泵；在所述特定时间段期间，仅仅打开电磁阀的负荷通道。

附图说明

从参照附图阅读的由非限制性示例提供的以下描述本发明将变得更加显而易见，在所述附图中：

图1以示意形式示出了根据本发明的实施例的制备和分配饮料的机器的液压回路；

图2和图3示出根据本发明的实施例的供应热水的组件的两张不同示意图；

图4示出了根据图2和图3的组件的截面图；

图5是制备和分配饮料的机器的一部分的示意图；

图6示出了图5的放大比例的一部分；和

图7示出了CPU和连接到特定部件的连接件。

具体实施方式

图1以示意形式示出了根据本发明实施例的制备和分配饮料的机器的液压回路。所使用的符号由表示冷水的点划线、表示被加热的水的实线、表示混合水的双点划线、表示处于分配温度条件下的水的虚线和表示排放水的点线构成。

为了方便起见，下文的描述具体参照浓咖啡机，但是本发明并不局限于这种机器并且可应用于分配其它饮料的机器。

参照图1中示出的简图，机器包括泵1，所述泵1接收水。通常，泵1接收没有加热的水。通常，泵1从管接收冷水并且在压力条件下将所述冷水运送到下游部件。

预热器2优选地设置在泵1的下游处。预热器2接收冷水并且将其加热至第一温度。根据一个实施例，预热器2插入在蒸汽锅炉3中，所述蒸汽锅炉3构造成产生蒸汽和/或热水(例如，为了制备卡布奇诺等、茶和注入物)。这种布置方案特别有利于利用能量，原因在于预热器(至少部分)使用蒸汽锅炉3的热量。

混合装置4优选地设置在预热器2的下游处。在混合装置4中，从预热器2输出的热水与由分支部位10供应的冷水混合，所述分支部位10位于泵1的下游处。以这种方式，使得咖啡组件6的入口处的温度稳定，从而防止水在过高或者过低的温度条件下进入。因此，根据本发明的有利方面，预热器2被动利用蒸汽锅炉3的热量来预先加热进入到咖啡组件6的水，所述水在混合装置4中适当地混合。

在离开预热器2的出口处，水在第一温度条件下离开，所述第一温度高于100℃并且可变，而在泵1的出口处，水在大约20℃的温度条件下离开或者在任何情况中在室温条件下离开。通过泵1的水的温度通常受到环境温度的影响并且在任何情况中受到外部环境的影响。

图2、3和4示出了咖啡组件6。组件6包括块体19，所述块体19由金属(例如不锈钢)制成。金属块体19具有形成在其内部的积聚室14，由盖20经由螺丝20’(优选地具有内六角凹头)或者其它已知设备封闭所述积聚室14的顶部。积聚室14产生了热水储备，以在由用户设置的温度下进行分配。金属块体19优选地在靠近积聚室14的底部处设有加热元件7，所述加热元件容纳在座部内部。例如，加热元件7可以为电阻器的形式。

组件6包括一个或者多个入口孔11，以将水供应到积聚室14。通常，从混合器4、预热器2、或者从分支部位10(在存在的情况中)供应给送至积聚室的水。

组件6包括一个或者多个出口孔12，以从积聚室14排放水。

入口孔和出口孔11、12优选地位于相对于积聚室14的底部的不同高度处。优选地，入口和出口孔11、12的轴线11’和12’基本相互成直角。由于这些布置方案，消除了可能在积聚室14内部发生的温度分层效应。

水从出口孔12抵达电磁阀5并且再次通过孔13进入到组件6中，其中，水以精确可控方式沿着曲折路径流动并且水的温度进一步升高接近所需温度。

电磁阀、液压配件和软管用于操作组件6。电磁阀、液压配件和软管中的一些没有在图1中示出，而是在图6和图7中示出。

水一旦已经沿着温度调节曲折路径通过，便流经孔15并且抵达冲泡室16，所述冲泡室16包括待提取的咖啡粉末(等)。在图1中未示出粉末。

可以以不同方式形成曲折路径。根据第一优选实施例(图4)，块体19中的孔13基本为具有环形截面的圆筒孔，具有螺旋外表面(其面向孔13的表面)的芯部9插入在所述孔13中。根据第二实施例，块体19中的孔13是螺纹孔，并且具有大体圆筒外表面(其面向孔13的螺纹)的芯部9插入在所述螺纹孔13内。根据第三实施例，块体19中的孔13也具有螺纹，并且同样具有带螺纹(是不同的螺纹，例如在螺距或者螺纹类型上)外表面(其面向孔13的螺纹)的芯部9插入螺纹孔13的内部，以便使得孔13的螺纹和芯部9的螺纹之间留有间隙。换言之，曲折路径可以形成具有螺旋表面(孔13或者芯部9的螺旋表面)和圆筒表面、或者具有两个螺旋表面，前提条件是上述表面具有不同的特征，以便在它们之间留有空间。

如上所述并且如在附图中示出的曲折路径的形式提供了这样的优势，即，其在小尺寸体积内具有高接触表面面积。这允许优化流动路径并且减小装置内被占据的空间。

形成曲折路径的螺纹可以具有固定或者可变螺距。

根据第一实施例，孔13的直径为大约15mm，芯部9的螺纹顶和螺纹槽直径分别为14.9mm和11.4mm，其中，螺距为3.5mm。

而且，有利地，以螺旋螺丝方式成形的芯部9的形式允许产生压头损失，从而能够消除具有遭受水垢形成的通孔直径的喷嘴。

优选地，芯部9包括温度探针8。优选地，温度探针8容纳在芯部9的一个端部处的专用座部9’内。优选地，用于探针的座部9’位于与水进入到积聚室14中的端部相对的端部附近。以这种方式，优势为可以在最靠近冲泡室16的部位处检测所分配的水的温度。

如图4所示，内芯部9包括：纵向轴线A-A、位于加热路径13的入口IN处的第一端部91和相对的第二端部92；温度探针8容纳在座部9’中，所述座部9’在芯部9内部从第二端部92朝向第一端部91纵向延伸，使得温度探针8检测出口OUT附近的水温。优选地，座部9’向外敞开并且探针可以以塞的方式插入在座部内部。可以通过干涉或者螺纹的方式将探针固定就位。同时，可以以简单以及可以实践的方式从座部抽出所述探针，使得可以实施测试或者使得可以根据需要替换探针。

优选地，温度探针8是直径为大约6.5mm的由不锈钢制成的负热敏电阻器(负温度系数)类型的温度探针。

温度探针8在水抵达冲泡室16之前检测水的准确温度并且优选地将信号发送到CPU，所述CPU管理和以电子方式控制组件6内的加热元件7的操作。由于芯部9的特定形式和温度探针8的特征位置，该机器能够确保用户设定的准确温度值和冲泡水的高热稳定性。探针通过将信号发送到CPU迅速响应温度的任何变化，所述CPU致动加热元件7。

有利地，温度探针8能够轻易且精确地检测供应到冲泡室的水温，这是因为温度探针通过薄壁与芯部9的外表面分离开，如图3的截面图清晰所示。以这种方式，探针仅仅受到热惯性的轻微影响。

有利地，根据本发明的组件包括从曲折路径排放水的设备。这个特征大幅减少(并且基本消除)沿着曲折路径形成水垢。一旦已经终止提取饮料，则微型开关18等的操作致使通过芯部9然后从三通电磁阀5排放咖啡流。因此，在分配期间，芯部9被水包围，而在静止阶段芯部被排空。

通过已知设备(例如，微型开关或者按钮18)可以启动和停止饮料提取周期。优选地，通过使得操作杆17沿着第一方向旋转而启动提取周期，所述操作杆17基本连接到组件6。优选地，通过使得同一操作杆17沿着与周期的初始方向相反的方向旋转使得提取周期停止。

根据本发明的优选实施例，CPU编程以实施预先冲泡，以更好地提取存在于咖啡中的香气。当用户致动以分配热水冲泡(例如，通过移动操作杆17来操作微型开关18)时，CPU仅仅在一开始若干时刻打开电磁阀5的负荷通道，而同时没有致动泵1。紧随其后，一旦经历了适当的限定时间，CPU便致动泵1。以这种方式，由于在积聚室14中产生过压，因此灌注水在压力条件下抵达冲泡室16，使得其不会“袭击”待提取的咖啡，但是以这种方式实施预先冲泡，这是提取咖啡中香气的最佳方式。有利地，可以由一个或者多个压力测量装置21检测积聚室内的过压。

图7以示意形式示出了连接到由操作杆17操作的微型开关18的CPU。还示出了连接到泵1、三通阀5、加热器7和温度探针8的连接件。在其它实施例中，CPU可以仅仅连接到上述部件中的一个或者多个。连接件为可以单向或者双向。

根据优选实施例，根据本发明的组件还可以包括扩散器22，所述扩散器22可被移除(例如通过螺丝等)并且能够与具有不同形式的其它扩散器互换，从而使得咖啡组件模块化并且能够从粉末、饮料包、胶囊等提取不同类型的饮料。

因为本发明的组件的曲折路径利用芯部的整个长度，所以所述曲折路径非常有效。举例说明，对于具有大约10cm的长度的螺旋芯部而言，产生了大约80cm的路径。

根据本发明的解决方案非常有利之处还在于可以以简单可靠的方式排放水。这是因为水不必通过小孔横向穿过芯部，而是替代地在芯部自身周围流动。压力损失减小，并且结果，粉末(咖啡)球更好干燥，并在由孔13和芯部9形成的曲折加热路径中较少积聚停滞的排放水。

Claims (13)

1.一种用于在制备和分配饮料的机器中供应热水的组件(6)，所述组件包括：

水的积聚室(14)，其中，所述积聚室(14)包括接收水的入口(11)、以及出口(12)；和

加热路径(9，13)，

其中，所述加热路径(9，13)包括从所述积聚室(14)的出口(12)接收水的入口和用于将加热的水分配到冲泡室(16)以制备饮料的出口(15)，

其中，所述加热路径(9，13)包括由可加热的外表面(13)和内芯部(9)界定的路径，和

其中，所述内芯部(9)包括温度探针(8)，以检测加热的水的温度，并且

其中，所述内芯部(9)包括：纵向轴线(A-S)、位于所述加热路径(9，13)的入口(IN)处的第一端部(91)和相对的第二端部(92)，并且其中，所述温度探针(8)容纳在座部(9’)中，所述座部在所述芯部内从所述第二端部(92)朝向所述第一端部(91)纵向延伸，以使得所述温度探针(8)检测所述出口(15)附近的水的温度。

2.根据权利要求1所述的组件(6)，其中，所述加热路径(9，13)为至少部分由螺旋表面形成的曲折路径。

3.根据权利要求2所述的组件(6)，其中，所述螺旋表面至少部分形成在所述内芯部(9)的外表面上。

4.根据权利要求1、2或者3所述的组件(6)，其中，所述加热路径(9，13)完全在所述内芯部(9)外延伸而没有穿过所述内芯部。

5.根据前述权利要求中的任意一项所述的组件(6)，其还在所述积聚室(14)的出口(12)和所述曲折路径的入口(13)之间包括电磁阀(5)。

6.根据前述权利要求中的任意一项所述的组件(6)，其中，所述积聚室的入口(11)位于与所述积聚室的出口(12)不同的高度处，和/或所述积聚室(14)的入口(11)的轴线(11’)基本垂直于所述积聚室(14)的出口(12)的轴线(12’)。

7.根据前述权利要求中的任意一项所述的组件(6)，其还包括扩散器(22)，所述扩散器能够被移除并且能够与具有多种形式的其它扩散器互换，从而使所述组件(6)模块化并且能够从粉末、饮料包、胶囊等提取不同类型的饮料。

8.根据前述权利要求中的任意一项所述的组件(6)，其还包括操作杆(17)，所述操作杆能够沿着第一方向旋转以便开始饮料提取周期,并且能够沿着第二方向旋转以便停止所述饮料提取周期。

9.一种制备和分配饮料的机器，所述机器包括：根据前述权利要求中的任意一项所述的供给热水的组件(6)、和用于将水给送到所述组件(6)的泵。

10.根据权利要求9所述的机器，其还包括蒸汽锅炉(3)和预热器(2)，所述预热器用于通过所述蒸汽锅炉(3)产生的热量预先加热由所述泵(1)供应的水、并且用于将预加热的水给送到所述组件(6)。

11.根据权利要求9或者10所述的机器，其还包括从所述曲折路径排放所述水的排放设备，所述排放设备包括电磁阀、液压软管和配件。

12.根据权利要求9至11中的任意一项所述的机器，其还包括处理组件(CPU)，所述处理组件从所述温度探针(8)接收温度信息并且以相应方式控制所述组件(6)的加热元件(7)。

13.根据权利要求12所述的机器，其中，所述处理组件(CPU)编程，以使得当用户致动热水的分配以进行冲泡时，延迟一特定时间段打开所述泵(1)，并且在所述特定时间段期间仅仅打开所述电磁阀(5)的负荷通道。