CN108366695A - 用于制备饮料的方法和机器 - Google Patents

Abstract

用于制备饮料的方法和机器，饮料特别是诸如咖啡或茶的冲泡液，该机器具有供给液体特别是水的液体供给源(2)、冲泡室(4)和冲泡回路(5)，该冲泡回路将供给源(2)连接到冲泡室(4)；机器具有冲泡回路(5)，该冲泡回路具有热交换器和分配组件(3；3')，其构造为在液体自身在冲泡室(4)的内部冲泡之前将液体加热到低于液体的沸腾温度的预定温度(例如，大约90°)。

Description

用于制备饮料的方法和机器

技术领域

本申请涉及用于制备饮料，特别是冲泡液(诸如咖啡或茶)的方法和机器。

背景技术

为了制备诸如咖啡或茶的热饮，使用包括冲泡回路的机器，冲泡液体(特别是水)沿着冲泡回路被加热至大约90℃或比那更高的温度，并且被注入到冲泡产品所在的冲泡室中。例如，冲泡产品可以以粉末或叶子的形式获得，或者其可以保含在胶囊或荚膜中。

特别是用于专业目的的上述类型的机器(诸如在酒吧中使用的机器)具有利用锅炉来加热液体(特别是水)以制备需要不同量热液体的多种不同饮料的缺点。例如，已知专业机器的锅炉加热水来制备茶和咖啡；由此，为了确保机器即使以满负荷和长时间也可靠的操作，从而避免必须处理的不期望的等待时间，使用构造为加热不同升水的箱式锅炉。由于锅炉需要一直保持活动状态，以便防止容纳在其中的液体变冷，这不可避免地导致较大的能量损失。在一些情形中，上述类型的专业机器即使在夜晚期间不使用时也保持开启，从而防止水变冷并且避免必须在早上处理长时间的开启。

在已知机器中，在借助于分配组件进行分配期间，液体变冷并且达到通常低于分配温度的温度，所述分配温度对于获得从感官角度来说可能被认为是最佳的饮料是期望的。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制备饮料的机器，特别是专业机器，其能够显著地降低管理成本以及降低专业机器的能量消耗，同时保持反应速度。

本发明的目的是提供一种没有优先出口和/或具有较大液体压力的出口的分配组件。这样，有利地，液体与冲泡产品之间的交换表面增加，由此在分配期间允许液体(即，饮料)的温度保持稳定且均匀。

本发明的目的特别是提供一种包括热交换器和分配组件的机器，其在分配期间允许水温保持在期望值，从而优化咖啡的感官品质。

本发明的目的是提供一种机器，其能够高精度地供给给定温度的液体，换句话说，使得液体的实际温度与期望温度之间的差值被限定，以便确保咖啡的期望感官品质。

本发明的目的是提供一种用于制备饮料(特别是咖啡)的机器，其中冲泡液体(特别是水)均匀地分布在冲泡室内，从而影响容纳在冲泡室内的全部咖啡，由此提高了正在制备的咖啡的质量。

本发明的目的是提供一种用于制备咖啡的机器，其能够在冲泡时刻减少用于制备咖啡的冲泡液体的射流的冷却，从而提高制作的咖啡的最终质量。

根据本发明，提供了根据所附权利要求的用于制备饮料的热交换器、冲泡组件、机器和方法。

附图说明

现在将参照附图描述本发明，附图示出了本发明的非限定实施方式，其中：

图1是根据本发明的机器的主视图的截面图，其中为了更清楚起见移除了一些部件；

图2以较大比例示出了图1的第一细节；

图3是图1的第二细节的较大比例的平面图；

图4示出了根据图3的线IV-IV的截面图；

图5与图4类似并且以截面图示出了图1的第二细节的变型；

图6以平面图并且以较大比例示出了图1的第二细节的另一个变型；以及

图7是根据图6的线VII-VII的截面图。

具体实施方式

在图1中，附图标记1整体上表示用于制备饮料B(特别是咖啡)的机器，其包括用于供给液体L(特别是水)的供给源2、具有冲泡室4的分配组件3、以及将供给源2连接到冲泡室4的冲泡回路5。冲泡回路5继而包括用于液体L的热交换器6，该热交换器适于在液体L在冲泡室4内冲泡之前将液体L加热到预定温度，例如大约90°。

图2详细地示出了机器1的热交换器6。

图2详细地示出了机器的热交换器6。

热交换器6特别地包括内部加热系统7、布置在加热系统7周围的热交换芯部8以及外部保护本体9。特别地，热交换器6具有凹槽10，该凹槽沿着芯部8的外周制造并且构造为使液体L流过。

特别地，外部本体9是具有纵向轴线X和纵向内部贯通腔体h的圆柱形本体。优选地，内部腔体h是圆锥形的。芯部插入外部本体9的内部腔体h中。

芯部8是圆锥形本体，其与轴线X同轴并且由导热材料制成。芯部的倾角与外部本体9的倾角互补，以便通过纵向地滑动而插入外部本体9中。优选地，芯部8具有小于1°的倾角α。优选地，内部腔体具有小于1°的倾角β。

有利地，芯部8由导热金属制成。例如，芯部8由铝制成以便优化传导。替换地或除此以外，芯部8由铜制成。

此外，热交换器6包括覆盖件11，该覆盖件装配在芯部8周围并且布置在芯部8与外部本体9之间。覆盖件11构造为与芯部8的凹槽10共同界定用于液体L的流动导管12。覆盖件11适于紧密地闭合流动导管12，从而防止液体L向外泄漏。

有利地，热交换器6构造为使大约9巴压力下的液体L流过。有利地，外部本体9由金属制成。

有利地，覆盖件11由热绝缘材料制成。特别地，覆盖件11构造为使外部本体9与芯部8热屏蔽。有利地，覆盖件11构造为防止传导热量在芯部8与外部本体9之间传递。有利地，覆盖件11由可以在食品行业中使用的与食品接触的材料制成；特别地，覆盖件11由食品安全硅胶制成。

有利地，覆盖件11构造为补偿在制造芯部8和外部本体9时的可能尺寸误差。特别地，覆盖件11构造为防止液体在芯部8的齿与外部本体9之间泄漏。有利地，覆盖件11构造为使芯部8热绝缘。特别地，覆盖件11构造为阻止传导热量在芯部8与外部本体9之间的交换。

有利地，内部腔体h和芯部8的锥形形状允许包括芯部8和装配在其上的覆盖件11的组件正确地装配在内部腔体h内。换句话说，内部腔体h和芯部8的锥形形状防止了在热交换器6的装配期间卡住和/或损坏覆盖件11。

有利地，芯部8和/或内部腔体h的倾角小于1°；这样，包括装配在芯部8周围的覆盖件11的组件可以在不施加可能使覆盖件11损坏或塑性变形的轴向力的情况下几乎完全插入内部腔体h中。换句话说，利用小于1°的倾角，当芯部8几乎完全插入内部腔体h内时覆盖件11与外部本体9接触；通过这种方式，为了完成引入，需要将小的轴向力施加到包括装配在芯部8上的覆盖件11的组件，以便使组件到达其止动极限。这种小的轴向力(其可以手动地施加并且预计达到最多100N)用于使覆盖件11压紧在芯部8与外部本体9之间，而不会损坏覆盖件11自身。

热交换器6具有用于液体L的入口13和出口14，入口和出口构造为与外部交换流入以及相应地流出热交换器6的液体L。在下文中，热交换器6的入口端15是液体入口13所在的端部，并且类似地，出口端16是液体出口14所在的端部。

芯部8具有圆形横截面的纵向内部贯通腔体17。内部腔体17在芯部8的入口端15和出口端16的区域中面向芯部8的外部。内部腔体17与芯部8的本体是同心的。

芯部8被纵向地分成邻近入口端15的入口部分18和邻近出口端16的出口部分19。

有利地，芯部8的入口部分18和出口部分19彼此至少部分地热绝缘。根据图2，芯部8具有在入口部分18与出口部分19之间制造的环形腔体20。芯部8具有内部颈部21，该内部颈部径向地界定环形腔体20并且将入口部分18连接到出口部分19。

有利地，在环形腔体20内，热绝缘材料的环22装配在芯部8的颈部21上。有利地，在内部腔体17内，环形覆盖件23径向地装配在环22的外侧上，以便防止液体L泄漏到环形腔体20的凹槽中。特别地，环形覆盖件23和环22构造为防止液体L与芯部8的颈部21接触，从而在使用中防止沸腾的液体L与颈部21接触。

入口部分18沿着纵向轴线X具有的延伸长度比出口部分19的延伸长度更大。

根据图2，加热系统7包括两个电阻器，在下文中称为入口电阻器24和出口电阻器25。布置在入口端15的区域中的电阻器是入口电阻器24，而布置在出口端16的区域中的电阻器是出口电阻器25。

每个电阻器24、25具有基本上圆柱形形状。电阻器24、25彼此同轴。每个电阻器24、25包括从相应端部突出的连接缆线。

加热系统7的电阻器24、25容纳在芯部8的内部腔体17内。特别地，入口电阻器24在芯部8的入口部分18的区域中插入芯部8的内部腔体17内。类似地，出口电阻器25在芯部8的出口部分19的区域中插入芯部8的内部腔体17内。

有利地，入口电阻器24的纵向延伸长度大约等于入口部分18的纵向延伸长度。类似地，出口电阻器25的纵向延伸长度大约等于出口部分19的纵向延伸长度。有利地，加热系统7包括绝缘元件26，该绝缘元件在芯部8的内部腔体内纵向地介于入口电阻器24与出口电阻器25之间。

有利地，绝缘元件26在内部腔体17内布置在环形腔体20的区域中。腔体20和绝缘元件26的存在适于使从入口部分18到出口部分19的热量通过最小化。绝缘元件26允许热量仅以非常少的量在电阻器24和25与环形腔体20之间传送。这样，由入口电阻器24释放的热量不会影响液体L在出口部分19的区域中的加热，并且反之亦然，由出口电阻器释放的热量不会影响液体L沿着入口部分18的加热。

有利地，覆盖件11在环形腔体20的区域中使外部本体9与液体L遮蔽，从而避免液体L在环形腔体20的区域中的热量损失。

根据图2，入口电阻器24的缆线在入口端15的区域中突出到芯部8之外。类似地，出口电阻器25的缆线在出口端16的区域中突出到芯部8之外。

根据图2，芯部8具有在芯部8的径向外壁上制造的螺旋凹槽19。凹槽10沿着整个芯部8延伸，并且具有在芯部8的入口端15的区域中制造的口部27以及在芯部8的出口端16的区域中制造的排放口28。凹槽10在芯部8的径向外表面上侧向地界定小齿29。有利地，覆盖件11介于小齿29与外部本体9之间，并且构造为阻止热负荷在芯部8的小齿29与外部本体9之间的损失。

凹槽10分成入口部段30和出口部段31。凹槽10的入口部段30是沿着芯部8的入口部分18制造的部段。凹槽10的出口部段31是沿着芯部8的出口部分19制造的部段。

有利地，凹槽10的入口部段30和出口部段31流体地连接到环形腔体20。特别地，凹槽10制造成确保液体L在芯部8的径向外壁上从入口端15流动到出口端16。

此外，热交换器6包括一个或多个温度传感器，每个温度传感器构造为在相应位置确定芯部8的温度。根据图2，热交换器6包括入口传感器32，该入口传感器构造为确定芯部8的入口部分18的温度。此外，热交换器6包括出口传感器33，该出口传感器构造为确定芯部8的出口部分19的温度。

有利地，入口传感器32和出口传感器33是PID(比例-积分-微分)传感器。有利地，入口传感器32位于入口部分18的相应小齿29内。入口传感器32构造为检测芯部8的入口部分18的温度。类似地，出口传感器33位于芯部8的出口部分19的相应小齿29内。入口传感器32和出口传感器33不与液体接触；这样，可以避免由于与液体接触造成的测量误差。此外，直接检测芯部8的温度防止了芯部8加热超过预定温度阈值，从而防止流过凹槽的液体过热或超过阈值。特别地，防止液体达到沸点。

此外，热交换器6包括入口柱塞34和出口柱塞35，入口柱塞和出口柱塞每个构造为相应地闭合热交换器6的入口端15和出口端14。有利地，柱塞34和35由热绝缘材料制成。特别地，柱塞34和35由塑料材料制成，从而使热交换器6的端部15和16热绝缘，并且从而避免在端部15和16的区域中的热损失。

有利地，热交换器6包括流量传感器36，其构造为确定流入热交换器6中的液体L的流量。根据图1，流量传感器36沿着液体L的供给方向v介于供给源2与入口13之间。流量传感器36是已知的传感器并且以示意方式示出。

有利地，热交换器6包括压力传感器37，该压力传感器构造为确定流出流动导管12的液体的压力。根据图2，压力传感器37构造为确定排放口28的区域中的液体L的压力。

有利地，热交换器6包括控制单元38，该控制单元以已知方式连接到流量传感器36、入口传感器32、出口传感器33以及压力传感器37。

有利地，入口电阻器24具有大约700瓦的功率。有利地，入口电阻器24比出口电阻器25大三倍或四倍。

有利地，入口电阻器24和出口电阻器25具有可变功率，从而沿着芯部8的纵向轴线X调节加热温度。特别地，入口电阻器24和出口电阻器25具有沿着液体L的供给方向v减小的功率。

有利地，控制单元38构造为基于由流量传感器36检测的液体L的流量来调节入口电阻器24和/或出口电阻器25的功率。基于流量的调节可以由使用者设定并且影响分配模式。

图3详细地示出了机器1的分配组件3。

有利地，分配组件3包括分配头7B和加热单元8B。有利地，加热单元8B包括电阻器8Ba。

根据图3至图7，分配头7B包括上过滤器托架9B，该上过滤器托架构造为与下过滤器托架10B接合，下过滤器托架是已知的并且以示意方式示出。下过滤器托架10B构造为容纳下过滤器11B。冲泡室4在下侧上由下过滤器11B界定。根据附图，下过滤器托架10B是轴对称本体。

有利地，分配头7B，特别是上过滤器托架9B，具有与下过滤器托架10B的外周基本上对应的圆形外周。

在下文中，术语“上”和“下”参照流出分配组件3的液体L的方向使用。

有利地，加热单元，特别是电阻器8Ba，沿着分配头7B(特别是上过滤器托架9B)的整个圆形外周延伸，从而均匀地加热整个分配头7B。

电阻器8B构造为在外侧上基本上环绕上过滤器托架9B的整个外周，电阻器8B的大致圆形形状允许分配头7B的温度保持基本上恒定在期望温度(特别是在受液体L的流动影响的区域中)。这防止了流出热交换器6B的液体L变冷。由此，分配头7B的加热单元8B(特别是电阻器8Ba)使得能够提高饮料B的感官品质。

有利地，分配头7B具有分配导管12B，该分配导管以已知方式连接到加热系统并且构造为接收待分配到冲泡室4中的热液体L。

此外，分配头7B具有分配导管引入其中的汇流区域或室13B以及多个分布导管14B，这些分布导管流体地连接到汇流区域或室13B并且构造为将液体L注入冲泡室4中。有利地，分布导管以径向模式布置在汇流区域或室13B周围。如可以在下面更加详细阅读的，有利地，分布导管14B均匀地分布在汇流区域或室13B周围并且构造为将液体L均匀地注入冲泡室4中。

有利地，上过滤器托架9B包括支撑本体15B、闭合本体16B和喷头17B。支撑本体15B介于闭合本体16B与喷头17B之间。喷头17B在下侧上从支撑本体15B突出。

有利地，喷头17B具有基本上圆柱形形状并且具有纵向轴线。喷头17B构造为在使用中布置在下过滤器11B内并且构造为在上侧上界定冲泡室4(图1)。

优选地，喷头17B继而包括分布器18B、壳体19B和上过滤器20B。如可以在下面更详细阅读的，喷头17B构造为至少部分地插入下过滤器托架10B中。优选地，喷头17B具有的形状和尺寸与下过滤器11B的形状和尺寸相对应。根据图1，喷头17B是轴对称的。

根据图3至图7，分布器18B特别地具有上壁21B、下壁22B和侧壁23B。有利地，分布器18B由具有等于或大于100B W/(mK)的热传导系数k的材料制成。例如，分布器18B由黄铜制成。壳体19B是管状本体。特别地，壳体19B具有环形部段并且在其纵向端部由上表面24B和下表面25B界定，而在径向上由内表面26B和外表面27B界定。壳体19B的尺寸使得在内部容纳分布器18B。有利地，壳体19B由具有等于或大于100B W/(mK)的热传导系数的材料制成。例如，壳体19B由黄铜制成。

壳体19B具有内部腔体29B。分布器插入壳体19B的内部腔体29B中。有利地，壳体19B和分布器18B在下侧上从支撑本体15B突出。换句话说，分布器18B的上壁21B和壳体19B的上表面24B与支撑本体15B接触。有利地，支撑本体15B与分布器18B以及相应地与壳体19B之间的大接触面积允许热量更好地传递并且使温度更均匀且更容易地保持在预定值。

根据图3至图7，上过滤器20B靠近下表面25B连接到壳体19B，以便与壳体19B一起形成容纳分布器18B的杯状本体28B。上过滤器20B以已知方式(例如借助于粘接/或焊接和/或互锁和/或螺纹等)连接到壳体19B。有利地，上过滤器20B(是已知的并以示意方式示出)具有尺寸约为零点几毫米的均匀分布的多个孔。

具体地，根据图3至图7，汇流室13B形成在分布器18B与支撑本体15B之间。

有利地，在分布器18B中获得分布导管14B。特别地，分布导管14B是围绕纵向轴线AA均匀分布的径向导管。特别地，靠近上壁21B获得导管并且这些导管面向支撑本体15B。这样，优化了支撑本体15B与分布器18B之间的热量交换，从而使分布导管14B与支撑本体15B之间的温度保持尽可能均匀。

有利地，分布器18B以一定间隙插入壳体19B中。换句话说，在分布器18B的侧壁23B与壳体19B的内表面26B之间具有小的通行区域。换句话说，在分布器18B与壳体19B的内表面26B之间具有小的过道30B。

有利地，过道30B具有与分布器18B同心的圆形冠部的形状。有利地，过道30B的厚度是可变的，特别是沿着液体L的流动方向减小。过道30B的厚度测量值大约是1/10mm。

有利地，喷头17B具有分配室31B，该分配室沿着液体L的供给方向布置在上过滤器20B的上游。特别地，过道30B通向分配室31B中。分配室31B介于各分布导管与上过滤器20B之间。

有利地，壳体19B具有导流器31B，该导流器突出到内部腔体29B中并且构造为使流出过道30B的液体L的流动朝向纵向轴线偏转，即朝向内部腔体29B的中心偏转。

根据图4，导流器31B包括相对于纵向轴线的倾斜壁33B，该倾斜壁从壳体19B的内表面26B突出到内部腔体29B中。倾斜壁33B基本上布置在下表面25B的区域中。根据图4，倾斜壁33B沿着纵向轴线A介于分布器18B与上过滤器20B之间。

根据图4，倾斜壁33B形成径向地突出到内部腔体29B中的环形对接部34B。上过滤器20B插入内部腔体29B中并且撞击环形邻接部34B。

根据图4中示出的实例，分配室31B在侧向上由壳体19B的倾斜壁33B界定以及沿着纵向轴线由分布器18B的下壁22B及由上过滤器20B界定。

汇流室13B、分布导管14B、过道30B和分配室31B的尺寸设计为具有用于液体L的沿着其供给方向增大的通行截面。换句话说，分布导管14B的通行截面的总和等于或大于分配导管12B的通行截面。类似地，过道30B的通行截面(其围绕分布器18B的整个外周延伸)大于分布导管14B的通行截面的总和。最终，分配室31B的入口截面等于或大于过道30B的截面。因此，液体L在流过喷头17B时不会增加其内部压力。

此外，这样，可以增加并且最大化液体L与喷头17B之间的接触面积；由此，液体L与喷头17B之间的热量交换被最大化。通过这种方式，可以确保流出分配头7B的液体L的温度的最大稳定性。特别地，可以确保液体L以期望温度分配到冲泡室4中。

此外，分配室31B和导流器31B的存在允许液体L以均匀方式分布在分配室31B中，从而获得液体L通过上过滤器20B的均匀渗滤。换句话说，由于分配室31B，可以获得流出分配组件3的液体L的均匀渗滤。

喷头17B借助于已知连接装置(诸如例如，可释放连接装置(诸如螺钉))连接到支撑本体15B。根据图5，喷头17B在分布器18B与壳体19B之间包括几何耦接系统，从而允许分布器18B与壳体19B之间的形状连接。

有利地，分配头7B包括对中元件35B，从而确保喷头17B的正确装配；特别地，从而确保分布器18B与壳体19B之间的正确相互定位。

根据图4，支撑本体15B具有凹入部，其构造为定位壳体19B并且容纳环形垫圈37B，环形垫圈装配在壳体19B周围并且布置在壳体19B与支撑本体15B之间，以便在使用期间防止液体L泄漏。

有利地，分配组件3包括垫圈38B，该垫圈介于支撑本体15B与闭合本体16B之间，从而围绕分配导管12B并且在使用期间防止液体L泄漏。

有利地，分配组件3包括构造为检测分配组件3的温度的温度传感器39B。优选地，温度传感器39B布置在支撑本体15B中并且沿着纵向轴线A同分布器18B的侧壁23B与壳体19B的内表面26B之间的接触区域对准，因为在这个位置检测的温度是分配组件3的最具代表性样本。

在图6和图7中，附图标记3'整体上表示分配组件3的变型。在下文中并且在图6和图7中，分配组件3'的同样存在于分配组件3中的部件以相同的附图标记表示。通常来说，分配组件3'包括上述分配组件3的大部分部件并且在下面描述的特征方面与后者不同。

特别地，分配组件3'具有替代分配组件3的分布导管14B的分布室114B以及替代过道30B的连接导管130B。根据图7，分布器18B和壳体19B作为一个单体制造。

根据图7，汇流室13B直接地面向分布室114B的内部。分布室114B具有的形状在其平面图中基本上与分布器18B的形状相对应。分布室114B的高度由分布器18B与支撑本体15B之间的沿着轴线A的距离限定。

有利地，分配组件3'具有构造为将分布室114B连接到分配室31B的一个或多个连接导管130B。根据图7，分配组件3'具有围绕分布室114B的外周均匀分布的多个连接导管130B。

根据图7，分配组件3'不包括导流器32B。根据这里未示出的变型，分配组件3'还包括导流器32B。

有利地，分配组件3'包括由铁磁材料制成的上过滤器20B。有利地，分配组件3'包括一个或多个磁体41B，这些磁体构造为将上过滤器20B以可释放方式固定到壳体19B。根据图7，壳体19B具有三个腔体42B，并且每个腔体42B在内部容纳相应的磁体41B。每个磁体41B构造为在使用中使上过滤器20B保持附接到壳体19B。根据图6，磁体41B均匀地分布在分布器18B周围。

用于将上过滤器20B固定到壳体19B的磁体41B的存在，使得使用者更容易安装和移除上过滤器20B。事实上，使用者可以例如借助于刀片通过在壳体19B与上过滤器20B之间简单地施加力来移除过滤器20B。这允许使用者容易地移除上过滤器20B，即使其达到高温(通常大约90℃)并且不能徒手触碰它。此外，为了安装上过滤器20B，使用者仅需要将其放置在正确位置，使得磁体41B被激活并且使其保持附接到壳体19B。由此，上过滤器20B的较容易移除与安装允许使用者频繁地且容易地清洗上过滤器20B，由此确保饮料B的更高品质。此外，频繁清洗过滤器20B导致机器1的更高清洁度，以及去除聚集在上过滤器20B上并且潜在地致癌的烧焦咖啡颗粒。

根据这里未示出的变型，分配组件3包括用于上过滤器20B的固定系统，其与针对分配组件3'示出的那个类似。换句话说，根据这里未示出的变型，分配组件3包括用于将由铁磁材料制成的上过滤器20B以可释放方式固定到壳体19B的一个或多个磁体41B。

有利地，机器1包括控制单元38，该控制单元以已知方式连接到加热单元8B以及连接到分配组件3或3'的温度传感器39B。有利地，控制单元38构造为基于由温度传感器39B检测的温度来调节加热单元8B的功率。特别地，控制单元38构造为在检测到的温度低于期望温度的情况下增加加热单元8B的功率，并且反之，在检测到的温度高于期望温度的情况下减小功率。

由于上述原因，上面描述的分配组件3或3'允许冲泡室4接收最佳期望温度的液体L。此外，上述分配组件3或3'具有即使在来自加热系统的液体L的温度低于标准值的情形中也确保分配液体L的温度稳定性的优点。

此外，在分配组件3或3'内部获得的专用导管系统允许液体L通过上过滤器20B分配并且以稳定且均匀的方式进入冲泡室4中。此外，分配组件3或3'的专用导管系统允许与加热单元8B的热量交换最大化。

此外，分配组件3或3'的专用导管系统允许在液体流动通过喷头17B时不增加液体L的压力。这样，使用者避免了形成用于流出上过滤器20B并且进入冲泡室4中的液体L的优选导管或通道。由此，流动通过冲泡室4的液体L是均匀的，从而使流出冲泡室4的饮料B的质量和感官品质最大化。

在使用中，在通常与大约15-30℃(根据季节通常范围从19℃到22℃)的室温相对应的初始温度下，将用于制备饮料B(诸如咖啡)的液体L(尤其是水)从供给源通过流量传感器36传送到热交换器6。流量传感器36检测流入热交换器6中的液体L的流量，并且以已知方式与控制单元38交换检测到的数据。

液体L通过芯部8的口部27供给到热交换器6的流动导管12中。然后，液体L沿着整个流动导管12从口部27流动到排放口28。当液体流动通过流动导管12时，液体L主要以传导方式与芯部8交换热量并且得到加热。例如，流出热交换器6的液体L应具有范围从90℃到96℃的温度，从而优化咖啡的感官品质以及由此质量。

压力传感器37检测流出热交换器6的液体L的压力。

入口传感器32和出口传感器33检测芯部8的相应地靠近入口13和出口14的温度。

控制单元38基于由入口传感器32、由出口传感器33和/或由流量传感器36获得的数据来调节入口电阻器24和出口电阻器25的操作。

有利地，热交换器6的入口电阻器24操作为在入口端13的区域中以最大功率加热芯部8。入口电阻器24和出口电阻器25被沿着芯部8的轴线从入口13到出口14特别地以减小的功率调节，从而在靠近出口端16处以最小功率加热芯部8的出口部分19。

通过在热交换器6内部流动，液体L在其穿过入口部分18时其温度大幅增加。特别地，液体L从初始温度变成大约82-88℃的中间温度。这意味着，液体L在其流动通过入口部分18中制造的入口部段30时其温度增加大约60-70℃。

也就是说，芯部8的入口部分18适于使液体L达到前述温度。

在另一方面，当液体L流动通过出口部分19中制造的出口部段31时，液体L被加热几摄氏度，大约在5-10摄氏度的范围内，从而使液体L的温度稳定在期望的最终温度。

换句话说，热交换器6的出口部分19是能够对流出热交换器6的液体L的温度进行微调的部分。

有利地，芯部8的出口部分19保持在基本上恒定的温度。有利地，芯部8的出口部分19允许使用者获得基本上稳定且等于期望温度的出口14的液体L的最终温度。换句话说，由于芯部8的出口部分19的存在，流出热交换器6的出口14的液体L达到的最终温度的精度基本上保持在1℃以下。

有利地，入口传感器32和出口传感器33连接到控制单元38，控制单元构造为调节入口电阻器13和出口电阻器14的加热。入口传感器32和出口传感器33构造为确定芯部8的相应地入口部分18以及出口部分14的温度，这基本上取决于流动通过热交换器6的液体L的速度和温度。在由入口传感器32和出口传感器33检测的温度值与设定参考值不同的情形中，控制单元38作用在入口电阻器24和出口电阻器25上，改变它们的操作。

上述热交换器6构造为以用于生产饮料的液体L的速度(范围可以大约从80到350cc每分钟)执行多次连续的分配处理。

与传统锅炉相比，上述热交换器6具有小型的优点。上述热交换器6具有将凹槽10的口部27直接地液压连接到传统水网的优点；换句话说，上述热交换器6具有消除了用于液体L的供给箱的存在的优点，由此显著减小了用于制备饮料的机器1占据的空间。

此外，上述热交换器6具有利用流动液体的优点；这样，与在已知机器的水箱中发生的相反，机器1不具有液体L滞留的区域(即具有静止水的区域)。通过这种方式，机器1具有消除了由于液体L的滞留而在其内部部分中滋生细菌风险的优点。

在以关闭的机器1开始的第一分配周期期间，上述热交换器6允许使用者在开启机器1之后的5分钟内以92℃的平均温度并且在达到期望温度时以大约1℃的精度获得用于制备饮料的大量液体。

上述热交换器6具有以非常短的时间(即在几分钟内)调节的优点，分配液体L的最终温度取决于消费者的需要。

上述热交换器6具有使能量浪费最小化的优点，并且电能的消耗限于每种单份咖啡的制作。

上述热交换器6具有允许持续操作的优点，始终确保每次制作的咖啡的最佳质量。特别地，与已知系统相比，在制作许多或少量咖啡的情形中，上述热交换器6不会受到冲泡水的温度突然变化的缺点。

上述热交换器6，由于其小型尺寸和减小的重量，具有直接连接到单个相应的分配组件3的优点，从而形成供给单元；这样，用于制备饮料的机器1可以是模块化的并且包括多个供给单元的组合。有利地，供给单元可以彼此单独地使用，以便根据酒吧的特定需要定位在酒吧的不同位置处。

Claims (37)

1.一种用于制备饮料(B)的机器(1)的热交换器，所述饮料特别是诸如咖啡或茶的冲泡液，所述热交换器包括用于制备饮料(B)的液体(L)的流动导管(12)和加热系统(7)，所述加热系统构造为加热并保持：所述流动导管(12)的入口部段(30)在第一预定温度范围内，并且所述流动导管(12)的出口部段(31)在第二预定温度范围内。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述加热系统(7)包括：入口电阻器装置(24)，其用于加热所述热交换器(6)的入口部分(18)，所述入口部分中具有所述流动导管(12)的入口部段(30)；以及出口电阻器装置(25)，其用于加热所述热交换器(6)的出口部分(19)，所述出口部分中具有所述流动导管(12)的出口部段(31)。

3.根据权利要求2所述的热交换器，其中，所述入口电阻器装置(24)和/或所述出口电阻器装置(19)具有可变功率，以便沿着它们的纵向延伸长度调节加热温度。

4.根据权利要求2或3所述的热交换器，其中，所述入口电阻器装置(24)和所述出口电阻器装置(25)在所述流动导管(12)内的液体(L)的供给方向(v)上以减小的功率被调节。

5.根据上述权利要求中任一项所述的热交换器，其中，所述入口电阻器装置(24)构造为将液体(L)加热大约60-70℃；其中，所述出口电阻器装置(25)构造为将液体(L)加热大约5-10℃。

6.根据上述权利要求中任一项所述的热交换器，并且包括：芯部(8)，其具有纵向轴线(X)和内部腔体(17)，所述内部腔体装配在所述加热系统(7)周围，特别地装配在所述入口电阻器装置(24)和所述出口电阻器装置(25)周围；以及外部本体(9)；其中所述外部本体(9)继而装配在所述芯部(8)周围；其中所述芯部(8)在其面向所述外部本体(9)的外表面上具有凹槽(10)；所述热交换器(6)包括介于所述芯部(8)与所述外部本体(9)之间的弹性热绝缘覆盖件(11)；其中所述凹槽(10)和所述覆盖件(11)在侧向上界定所述流动导管(12)。

7.根据权利要求6所述的热交换器，其中，所述覆盖件(11)在所述芯部(8)的整个外表面上纵向地延伸。

8.根据权利要求6或7所述的热交换器，其中，所述加热系统(7)、所述芯部(8)、所述覆盖件(11)和所述外部本体(9)是锥形的并且相对于所述纵向轴线(X)彼此同轴。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的热交换器，其中，所述凹槽(10)是螺旋形的。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的热交换器，其中，所述覆盖件(11)由能够在食品行业中使用的与食品接触的产品制成；特别地，所述覆盖件由食品安全硅胶制成。

11.根据权利要求6至10中任一项所述的热交换器，并且包括布置在所述芯部(8)的所述内部腔体(17)内的热绝缘装置(26)，其中，所述热绝缘装置(26)沿着所述纵向轴线(X)介于所述入口电阻器装置(24)与所述出口电阻器装置(25)之间。

12.根据权利要求6至11中任一项所述的热交换器，其中，所述芯部(8)具有在其外表面上获得的环形腔体(20)，并且所述环形腔体构造为沿着所述芯部(8)的本体使所述入口部分(18)和所述流动导管(12)的相应入口部段(30)与所述出口部分(19)和相应出口部段(31)隔开。

13.根据上述权利要求中任一项所述的热交换器，并且包括构造为检测所述第一部分(18)的至少一部分的温度的第一温度传感器(32)，以及构造为检测所述第二部分(19)的至少一部分的温度的第二温度传感器(33)；其中所述第一温度传感器和所述第二温度传感器(32；33)与所述流动导管(12)绝缘，特别地它们布置在所述芯部(8)内。

14.根据上述权利要求中任一项所述的热交换器，并且包括控制单元(38)、用于检测液体(L)的流量的流量检测装置(36)、用于检测液体(L)的压力的压力检测装置(37)；其中所述流量检测装置(36)、所述压力检测装置(37)、所述第一温度传感器(32)和所述第二温度传感器(33)构造为与所述控制单元交换所检测到的数据；其中所述控制单元(38)构造为调节所述入口电阻器装置(24)和/或所述出口电阻器装置(25)的功率。

15.一种用于制备饮料(B)的机器(1)的分配组件，包括加热单元(8B；8Ba)和喷头(17B)，所述喷头构造为在使用中将液体(L)分配到机器(1)的冲泡室(4)中以便制备饮料(B)；其中所述加热单元(8B；8Ba)构造为将所述喷头(17B)加热到预定温度。

16.根据权利要求15所述的分配组件，其中，所述加热单元(8B；8Ba)是电阻器(8Ba)，所述电阻器至少部分地围绕所述喷头(17B)的外周延伸。

17.根据权利要求16所述的分配组件，并且包括支撑本体(15B)；其中，所述喷头(17B)从所述支撑本体(15B)突出；所述电阻器(8Ba)安装在所述支撑本体(15B)上。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的分配组件，并且具有在使用中冲泡液体(L)流入其中的汇流室(13B)，以及用于将所述液体(L)供给到冲泡室(4)的分配室(31B)；所述汇流室(13B)沿着液体(L)的供给方向在所述分配室(31B)的上游；所述分配组件(3)包括介于所述汇流室(13B)与所述分配室(31B)之间的分布器(18B)。

19.根据权利要求18所述的分配室，其中，所述分布器(18B)具有多个导管(14B；130B)，所述导管直接地或者借助于分布室(114B)连接到所述汇流室(13B)；其中所述导管(14B；130B)构造为在所述汇流室(13B)与所述分配室(31B)之间建立流体连通。

20.根据权利要求19所述的分配组件，并且包括具有内部腔体(29B)的壳体(19B)；其中所述分布器(18B)插入到所述壳体(19B)的所述腔体(29B)中；其中在所述分布器(18B)与所述壳体(19B)之间具有过道(30B)；每个分布导管(14B)通向所述过道(30B)中。

21.根据权利要求20所述的分配组件，其中，所述过道(30B)的通行截面等于或大于所有所述分布导管(14B)的通行截面的总和。

22.根据权利要求20或21所述的分配组件，其中，所述过道(30B)通向所述分配室(31B)中。

23.根据权利要求22所述的分配组件，并且包括介于所述过道(30B)与所述冲泡室(4)之间的导流器(31B)；其中所述导流器(31B)构造为朝向所述分配室(31B)的中心传送液体(L)。

24.根据权利要求15至23中任一项所述的分配组件，其中，所述上过滤器由铁磁材料制成，其中所述分配组件(3；3')包括一个或多个磁体(41B)，所述磁体构造为将所述上过滤器(20B)以可释放方式固定到所述壳体(19B)。

25.根据权利要求15至24中任一项所述的分配组件，并且包括温度传感器(39B)；优选地，所述温度传感器(39B)构造为特别是在所述过道(30B)的区域中检测所述分布器(18B)的温度。

26.一种用于制备饮料的机器，所述饮料特别是诸如咖啡或茶的冲泡液，所述机器包括供给液体(L)特别是水的液体供给源(2)、冲泡室(4)以及冲泡回路(5)，所述冲泡回路将所述供给源(2)连接到所述冲泡室(4)；所述机器(1)的特征在于，其包括根据权利要求1至14中任一项所述的热交换器(6)。

27.根据权利要求26所述的机器，其中，所述冲泡回路(5B)至少部分地制造在所述分配组件(3)内部，所述机器(1)的特征在于，其包括根据上述权利要求中任一项所述的分配组件(3)。

28.根据权利要求27所述的机器，并且包括控制单元(38)，所述控制单元连接到所述温度传感器(39B)以及连接到所述加热单元(8B)；其中所述控制单元(38)构造为根据所述温度传感器(39B)检测到的温度来调节所述加热单元(8B)。

29.一种借助于机器制备饮料(B)的方法，所述饮料特别是诸如咖啡或茶的冲泡液，所述机器包括供给液体(L)特别是水的液体供给源(2)、冲泡室(4)以及将所述供给源(2)连接到所述冲泡室(4)的冲泡回路(5)；其中所述冲泡回路(5)继而包括根据权利要求1至9中任一项的热交换器(6)，并且包括用于制备饮料(B)的液体(L)的流动导管(12)和加热系统(7)；所述方法包括以下步骤：借助于所述供给源(2)将液体(L)供给到所述冲泡回路(4)；

加热液体(L)；

将液体(L)供给到所述冲泡室(5)中以便制备饮料(B)；

所述方法的特征在于，加热液体(L)的步骤包括以下子步骤：将液体(L)在所述流动导管(12)的入口处供给到所述热交换器(6)；

当液体沿着所述流动导管(12)的入口部段(30)流动时在第一预定温度范围内加热液体(L)；以及

当液体沿着所述流动导管(12)的出口部段(31)流动时在第二预定温度范围内加热液体(L)。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，液体(L)在其沿着所述入口部段(30)流动时在所述入口部分(18)中被加热大约60-70℃。

31.根据权利要求29或30所述的方法，其中，液体(L)在其沿着所述出口部段(31)流动时在所述出口部分(19)中被加热大约5-10℃。

32.根据权利要求29至31中任一项所述的方法，其中，当液体沿着所述入口部段(30)流动时，液体(L)从室温变成接近期望最终温度的中间温度；其中，当液体沿着所述出口部段(31)流动时，液体(L)从所述中间温度变成所述期望最终温度。

33.根据权利要求29至32中任一项所述的方法，其中，借助于具有可变功率的入口电阻器装置(24)加热所述流动导管(12)的所述入口部段(30)；其中所述入口电阻器装置(24)被调节，使得液体(L)与所述入口部分(18)之间的热降在所述流动导管(12)的入口(13)的区域中最大。

34.根据权利要求29至33中任一项所述的方法，其中，借助于出口电阻器装置(15)加热所述出口部分(19)，所述出口部分中具有所述流动导管(12)的出口部段(31)，其中所述出口电阻器装置(25)的加热功率是恒定的，从而以基本上等于液体(L)所需的最终温度的温度加热所述出口部分(19)。

35.根据权利要求29至34中任一项所述的方法，其中，所述机器包括控制单元(38)、用于检测流入所述流动导管(12)中的液体(L)的流量的流量检测装置(36)、以及用于检测流出所述流动导管(12)的液体(L)的压力的压力检测装置(37)；其中所述流量检测装置(36)和所述压力检测装置(37)构造为与所述控制单元交换所检测的数据；其中所述控制单元(38)构造为调节所述入口电阻器装置(24)和所述出口电阻器装置(25)的操作功率；其中，在加热步骤期间，所述方法包括基于所述流量检测装置(36)检测到的数据来调节所述入口电阻器装置(24)和/或所述出口电阻器装置(25)的操作功率的子步骤。

36.根据权利要求29至35中任一项所述的方法，其中，所述机器(1)包括控制单元(38)以及第一温度传感器和第二温度传感器(32，33)；其中所述第一温度传感器(32)构造为检测所述入口部分(18)的至少一部分的温度，并且所述第二温度传感器(33)构造为检测所述出口部分(19)的至少一部分的温度；其中所述第一温度传感器和第二温度传感器(32，33)构造为与所述控制单元交换所检测的数据；其中所述控制单元(38)构造为基于与所述第一温度传感器和/或所述第二温度传感器(32；33)交换的数据来调节所述入口电阻器装置(24)和所述出口电阻器装置(25)的操作功率。

37.根据权利要求29至36中任一项所述的并且借助于用于制备饮料(B)的机器制备饮料的方法，所述饮料特别是诸如咖啡或茶的冲泡液，所述机器包括供给液体(L)特别是水的液体供给源(2B)、冲泡室(4)以及将所述供给源(2B)连接到所述冲泡室(4)的冲泡回路(5B)；其中所述冲泡回路(5B)至少部分地制造在分配组件(3)内部；所述方法的特征在于，其基于流出所述分配组件(3)的液体(L)的期望温度以所述期望温度加热所述分配组件(3)。