CN109328021B - 咖啡机 - Google Patents

Abstract

提供了一种咖啡机(1)，该咖啡机包括：贮水器(3)，该贮水器被安排用于提供冲泡咖啡的水；容器(5)，该容器被安排用于接纳该水并且容纳咖啡物质；泵(7)，该泵被安排用于将该水从该贮水器(3)泵送到该容器(5)；以及测量装置(9)，该测量装置被安排用于测量该贮水器(3)中的待冲泡水量。该咖啡机(1)被安排用于测量水从该贮水器(3)到该容器(5)的实际流速。该咖啡机(1)包括控制单元(11)，该控制单元被安排用于基于以下各项来控制该泵(7)以产生水的期望流速：该待冲泡水量、预定时间段、以及该实际流速。在该预定时间段期间向该容器(5)提供该水量。

Description

咖啡机

技术领域

本文的实施例涉及一种咖啡机。

背景技术

现今，当在咖啡机中冲泡滴漏咖啡时，使用者根据其希望冲泡多少咖啡而在水容器中倒入一定量的水。测量水量的常用方法是使用例如印刷在水容器上的刻度。刻度示出了水容器中的水量相当于多少杯咖啡。此类咖啡机的一个问题是，冲泡时间根据倒入水容器中的水量而不同。更多的水导致更长的冲泡时间。

US 3570390披露了一种咖啡机，该咖啡机包括控制装置，该控制装置被安排用于控制恒温器以调节加热器的热量输出，用于改变泵送水的泵的泵送率。泵送率随着水体积(即，将要冲泡多少杯咖啡)变化而调节。使用者可以手动地将手柄、并且由此将恒温器调整到与杯数相对应的位置上。US 3570390中的咖啡机的一个问题是，使用者可能不正确地读取水的体积并且由此不正确地调整恒温器。另一个问题是使用者可能忘记将恒温器调整到正确的待冲泡杯数。

发明内容

本文的实施例的目的是提供一种咖啡机，该咖啡机被安排用于自动地控制该咖啡机的泵以在预定时间段期间泵送水量。

根据本披露的一个方面，该目的通过咖啡机实现，该咖啡机包括：贮水器，该贮水器被安排用于提供冲泡咖啡的水；容器，该容器被安排用于接纳该水并且容纳咖啡物质；泵，该泵被安排用于将该水从该贮水器泵送到该容器；以及测量装置，该测量装置被安排用于测量贮水器中的待冲泡水量。因而，该待冲泡水量通过该测量装置自动地测出。由此，该咖啡机的使用者不需要检查已经将多少水倒入该贮水器中，这在已知的咖啡机中需要完成。以这种方式，该使用者忘记读取该水量或不正确地读取该水量的风险被消除或至少降低。进一步地，由于无需人工干预，与已知的咖啡机相比，该水量得以更准确地确定。概括地说，提供了一种更加可靠的并且用户友好的咖啡机。

该咖啡机被安排用于测量水从该贮水器到该容器的实际流速。由此，水从该贮水器到该容器的实际流速(例如目前流速、当前流速等)被监控并且在该咖啡机的操作期间可知。

该咖啡机进一步包括控制单元，该控制单元被安排用于基于以下各项来控制该泵以产生水的期望流速：该待冲泡水量、预定时间段、以及该实际流速，其中，在该预定时间段期间向该容器提供该水量。由此，即在该控制单元管理的自动控制循环中控制该泵以基于几个输入量产生水的所述期望流速。这些输入量包括该待冲泡水量、该预定时间段、以及在该预定时间段期间将所述水量提供(即输送)到该容器中的实际流速。换言之，根据该自动控制循环控制该泵，在该自动控制循环中，该水的期望流速基于除其他之外的通过该咖啡机测出的实际流速来计算。由此，实现改进该泵的控制，提高在所述预定时间段期间将该水量输送到该容器的能力。进一步地，自动地(即不需该使用者手动干预地)控制该泵。因此，提供了一种咖啡机，该咖啡机被安排用于自动地控制该泵以在该预定时间段期间泵送该水量。

由此实现了上述目的。

根据一些实施例，该测量装置进一步被安排用于测量水的实际流速。因而，该实际流速可以通过该测量装置以简单的方式测出而不需要用于测量该实际流速的任何附加装置。由此，实现了稳健的咖啡机，该咖啡机使得能够改进该泵的控制以将该水从该贮水器泵送到该容器。

该咖啡机可以包括流量计，该流量计被安排用于测量该水的实际流速。由此，该水的实际流速可以通过该流量计测出，该流量计可以安装在该贮水器与该容器之间的期望位置上。该流量计在该咖啡机内的期望位置可以改进该水的实际流速的测量结果。因此，该泵的控制还可以通过将该流量计安排在该咖啡机内的合适的位置上来改进。因而，提供了可适配的(即灵活的)具有改进该泵的控制的咖啡机。

根据一些实施例，该控制单元被安排用于通过控制电动机产生的该泵的速度来控制该泵，该电动机被安排用于驱动该泵。因而，可以用简单且有效的方式控制该泵。

该泵被连续地控制。换言之，在循环中控制该泵，在该循环中连续地测量关于该实际流速的数据。接着将该数据在所述预定时间期间连续地(例如不间断地、重复地、有规律地等)发送到用于控制该泵的控制单元。因而，该流速的任何改变可以或多或少地立即检测到。一旦检测到流速的这些变化，就可以将其作为该数据发送到该控制单元，该控制单元基于所述实际流速来控制该泵以产生新的且正确的水的期望流速。由此，实现改进该泵的控制，使得能够在所述预定时间段期间通过该泵将所述水量运输到该容器。

根据一些实施例，该预定时间段包括第一子时间段和在该第一子时间段之后的第二子时间段，其中，该控制单元被安排用于控制该泵以在该第一子时间段期间产生水的第一期望流速并且在该第二子时间段期间产生水的第二期望流速，其中，该第一期望流速大于该第二期望流速。以这种方式，该水在该第一子时间段期间比在该第二子时间段期间泵送得更快。由于该第一期望流速大于该第二期望流速，所以达到冲泡温度的时间可以缩短。进一步地，该咖啡物质潮湿得更快，使得可以适当地调整水与咖啡物质之间的所谓的接触时间。结果是，可以实现咖啡品质的提高。

在一些实施例中，该咖啡机被安排用于制作滴漏咖啡。

在学习所附权利要求和以下详细说明时，本文中的实施例的进一步特征和优点将变得明显。本领域技术人员将认识到，可以在不脱离如所附权利要求所定义的实施例的范围的情况下将所描述的不同特征进行组合以得到下面所描述的实施例之外的实施例。

附图说明

从以下详细说明和附图中将容易理解本文中的实施例的不同方面，包括其具体特征和优点，在附图中：

图1是展示了示例性咖啡机的侧视图，

图2是展示了另一个示例性咖啡机的侧视图，

图3.1是展示了示例性过滤器保持组件的平面图，

图3.2是展示了图3.1中的示例性过滤器保持组件的另一个平面图，并且

图4是用于控制液体流量的方法的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图对本文中的实施例进行更全面的描述，在附图中示出了多个示例性实施例。这些示例性实施例的披露特征可以进行组合。贯穿全文，相同的数字指代相同的元件。为简洁和/或清晰起见，众所周知的功能或构造将不必进行详细描述。

图1展示了咖啡机1，该咖啡机包括：贮水器3，该贮水器被安排用于提供冲泡咖啡的水；容器5，该容器被安排用于接纳水并且用于容纳咖啡物质；泵7，该泵被安排用于将水从贮水器3泵送到容器5；以及测量装置9，该测量装置被安排用于测量贮水器3中的待冲泡水量。换言之，测量装置9被安排用于测量贮水器3中的水位。如在图1中可以看到的，贮水器3包括出口2，水通过泵7从贮水器3穿过该出口泵出。进一步地，水经过泵7并且流向排放器4，该排放器被安排用于将水排放到容器5中。在水从贮存器3通到容器5的过程中，水以常规方式加热。

测量装置9可以包括任何已知类型的用于测量贮存器3中的水位(即水量或水体积)的传感器，例如电容传感器、浮子传感器等。

测量装置9还可以被安排用于测量水从贮水器3到容器5的实际流速。为了测量水的实际流速，测量装置9可以重复地测量水量，同时记录这些测量之间的时间。因此，例如通过控制单元11中的计算可以实现测量水的实际流速，该控制单元的进一步目的和功能在下文中更详细地描述。

因此，如在图1中展示的，咖啡机1包括控制单元11，该控制单元被安排用于控制泵7以产生水的期望流速。上文描述的期望流速和实际流速指的是每时间单位的水的体积，例如按照ml/s。控制单元11可以被安排成通过控制泵7的速度来控制泵7。泵7的速度(例如转数或频率)可以通过电动机(未示出)产生，该电动机被安排用于驱动泵7。电动机可以设置成泵7的组成部分、或是泵7的外部部分。水泵7的速度使咖啡机中的水有一定流动。基于以下各项来控制泵7以产生水的期望流速：测量装置9测出的待冲泡水量、预定时间段、以及测量装置9测出的实际流速。待冲泡水量指的是例如在水已经穿过容器5中的咖啡物质之后待冲泡成咖啡的水量。控制泵7以在预定时间段期间向容器5提供水量。泵7可以是活塞泵、热驱动泵、锅炉泵等。预定时间段是在控制单元中可以编写成程序的时间范围。通常，预定时间段在2-5分钟的范围内。

如在图1中展示的，控制单元11连接(例如电连接)至测量装置9和泵7。因而，控制单元11可以电测量贮存器3中的水量和水从贮存器3到容器5的实际流速。例如，控制单元11可以从测量装置9接收关于水量和实际流速的信号。关于水量和关于水的实际流速的信息与已知预定时间值一起用于计算泵7需要实现或产生的水的期望流速，使得在所述预定时间段期间将会泵送水量。

现在将更详细地描述咖啡机1的操作。

当按下开始按钮(未示出)时，控制单元11检查贮存器3中的水位，即贮存器3中的水量通过测量装置9测出并且由连接到测量装置9的控制单元11接收。控制单元11计算水的初始期望流速以能够在所述预定时间段期间泵送水量。为了计算初始期望流速，预定时间段例如根据待冲泡成咖啡的水量通常设置为4-6分钟。举例来讲，在泵7的初始操作阶段，泵7可以大约以4.8ml/s运转。初始阶段可以是大约15秒或类似时间。控制单元11在初始时间段期间接收关于水在贮存器3与容器5之间流动的实际流速的信息，该实际流速可以通过所述测量装置9测出，该测量装置包括上文描述的流量传感器。因而，根据所述实际流速，控制单元使泵减速(即降低泵7的速度)、或提高速度以实现在预定时间段期间将所述水量泵送到容器5。因而，根据咖啡机1的上述操作，可以认为咖啡机1的泵7在预定时间段期间被连续地(例如频繁地重复)控制。

在一个实例中，如在自动控制工程中众所周知的，通过比例积分调节(PI调节)调整泵7上的电压来控制泵7。当测量装置9产生指示水的实际流速为零的信号时，泵7停止。

根据一些实施例，预定时间段可以包括第一子时间段和在第一子时间段之后的第二子时间段。接着控制单元11可以被安排用于控制泵7以在第一子时间段期间产生水的第一期望流速并且在第二子时间段期间产生水的第二期望流速，其中第一期望流速可以大于第二期望流速。

在如上文描述的类似方法中，为了计算初始期望流速，预定时间段例如根据待冲泡成咖啡的水量可以设置为4-6分钟。进一步地，在例如第一时间段的大约第一个15秒期间，泵7可以大约以4.8ml/s运转。在此期间(例如15秒)，控制单元11接收关于在贮存器3与容器5之间流动的水的实际流速的信息以在第一子时间段期间计算水的第一期望流速并且在第二子时间段期间计算水的第二期望流速。

图2展示了在图1中示出的咖啡机1的进一步实施例，在该实施例中流量计13已经安装在咖啡机1中。如在图2中展示的，流量计13安排在贮水器3的出口2与泵7之间。但是，流量计13可以安排在其他位置上、例如在泵7与排放器4之间。流量计13连接到控制单元11，因而控制单元11可以从流量计13接收关于水的实际流速的信号。因此，通过在图2中展示的实施例，测量装置9无需如图1的实施例一样用于测量水容器3中的水量。流量计13可以是用于测量液体流动的任何合适的流量计。例如，流量计13可以包括霍尔传感器(霍尔效应传感器)和包括磁体的叶轮，其中叶轮由流量计接纳的水流驱动。在叶轮旋转期间，传感器和磁体产生与水流相对应的信号。信号被发送到控制单元。

期望在图1和/或图2的咖啡机1中冲泡的不同杯数的咖啡需要不同水量。容器5(如图1和图2所示)中的不同水量意味着水与容器5中的咖啡物质接触以冲泡咖啡的时间可以是不同的。这种时间通常被称为接触时间。在咖啡机中冲泡的咖啡的品质可以取决于接触时间。为了提高在咖啡机中冲泡的咖啡的品质，可以提供过滤器保持组件以及用于控制咖啡机中液体从过滤器保持组件流出的流量的方法。下文更详细地描述了过滤器保持组件和方法。

图3.1展示了用于咖啡机的示例性过滤器保持组件15。过滤器保持组件15可以包括如图1和图2所示的容器5。过滤器保持组件15包括：接纳用于过滤咖啡机中液体的过滤器(未示出)的过滤器漏斗17、以及被安排用于接纳过滤器漏斗17的固持器19。通常，液体是水。固持器19包括第一开口21并且过滤器漏斗17包括第二开口23。根据图3.1和图3.2中的实施例，第一开口和第二开口21、23是圆形的，例如呈相应圆形的形状。但是，开口21和23可以具有其他形式，例如方形、矩形、三角形、长椭圆形等。开口21、23可以具有相同的尺寸或可以具有不同的尺寸。图3.1中的过滤器漏斗17在相对于固持器19的第一位置上插入固持器19中。第一开口21和第二开口23在第一位置上被安排用于形成第一通路25(从上方看)，该第一通路用于将液体从过滤器保持组件15输送出去。第一通路25具有第一截面面积A1。第一截面面积A1可以例如是大约2mm²。

图3.2展示了图3.1中展示的过滤器保持组件15。图3.2中的过滤器漏斗17在相对于固持器19的第二位置上插入固持器19中。根据如图3.2所示的实施例，第二位置相当于过滤器漏斗17相对于如图3.1所示的第一位置旋转180度。在一些实施例中，第二位置相当于过滤器漏斗17相对于固持器19旋转另一个角度(与180度不同)。第一开口21和第二开口23在第二位置上被安排用于形成第二通路27，该第二通路用于将液体从过滤器保持组件15输送出去。第二通路27具有第二截面面积A2。第二截面面积A2可以例如是大约9mm²。如可以看到的，图3.1中的第一截面面积A1小于图3.2中的第二截面面积A2。第一截面面积A1与第二截面面积A2之间的关系可以例如是1:4，即第二截面面积A2可以是第一截面面积A1的四倍大。

过滤器保持组件15可以包括密封件(未示出)，该密封件安排成当过滤器漏斗17已经插入固持器19中时在过滤器漏斗17与固持器19之间，该密封件被安排用于保障通路25和27无泄漏。

由于具有第一截面面积A1的第一通路25在相对于固持器19的所述第一位置上实现并且具有第二截面面积A2的第二通路27在过滤器漏斗17相对于固持器19的所述第二位置上实现，因此第一截面面积A1与第二截面面积A2之间的变换例如由使用者通过在将过滤器漏斗17插入固持器19中时改变过滤器漏斗17相对于固持器19的第一位置与第二位置而容易执行。过滤器漏斗17可以例如是绕轴线a转动以改变相对于固持器19的所述位置。当过滤器漏斗17已经从固持器19中移除时，过滤器漏斗17可以绕轴线a转动。轴线a可以是过滤器漏斗17的对称轴。根据一些实施例，过滤器漏斗17和固持器19被安排成使漏斗17能够在固持器19内旋转以改变过滤器漏斗17相对于固持器19的位置。

为了更好地解释本文的实施例，引入了通道。通道包括第一通路25和/或第二通路27，液体穿过这些通路。因而由于通道的截面面积可以改变，因为穿过时间与截面成反比例，所以可以用简单的方式调整液体(通常是水与咖啡物质)穿过通道从过滤器保持组件15流出所花费的时间。因而，当期望使用较少水量冲泡咖啡时，通过改变过滤器漏斗17相对于固持器19的位置可以减小截面面积以减少液体穿过所述通道从过滤器保持组件15流出的流量。当期望使用较多水量冲泡咖啡时，通过改变过滤器漏斗17相对于固持器19的位置可以简单地增大截面面积以增加液体穿过所述通道从过滤器保持组件15流出的流量。结果是，可以用简单的方式调节、或控制水与咖啡物质在过滤器漏斗17中接触的时间。进一步地，可以实现冲泡出高品质咖啡，而与用来冲泡的水量无关。

上文描述的流量和流速指的是每时间单位的水或液体的体积，例如按照ml/s。

图4展示了用于控制液体从如图3.1和图3.2所示的过滤器保持组件15流出的流量的方法100。咖啡机的使用者、或甚至使用咖啡机的人形机器人可以执行该方法。方法100包括以下步骤：-使过滤器漏斗17在相对于固持器19的第一位置上插入101固持器19中，固持器19的第一开口21和过滤器漏斗17的第二开口23在该第一位置上被安排形成用于输送液体的第一通路25，第一通路25具有第一截面面积A1，并且-使过滤器漏斗17在相对于固持器19的第二位置上插入103固持器19中，第一开口21和第二开口23在该第二位置上被安排形成用于输送液体的第二通路27，第二通路27具有第二截面面积A2，其中，第二截面面积A2与第一截面面积A1不同。由此，实现用于控制液体从过滤器保持流出的流量的改进方法。

实例的逐项列表：

1.一种用于控制咖啡机中液体从过滤器保持组件15流出的流量的方法100，该咖啡机包括所述过滤器保持组件15，其中，所述过滤器保持组件15包括接纳用于过滤液体的过滤器的过滤器漏斗17、以及被安排用于接纳所述过滤器漏斗17的固持器19，其中所述固持器19包括第一开口21并且所述过滤器漏斗17包括第二开口23，所述方法包括：

-使所述过滤器漏斗17在相对于所述固持器19的第一位置上插入101所述固持器19中，所述第一开口21和所述第二开口23在该第一位置上被安排形成用于输送所述液体的第一通路25，第一通路25具有第一截面面积A1，其特征在于，

-使所述过滤器漏斗17在相对于所述固持器19的第二位置上插入103所述固持器19中，所述第一开口21和所述第二开口23在该第二位置上被安排形成用于输送所述液体的第二通路27，第二通路27具有第二截面面积A2，其中，第二截面面积A2与第一截面面积A1不同。

2.根据实例1所述的方法，其中所述过滤器漏斗17包括至少两个开口，这两个开口包括所述第二开口23，其中，所述第一开口21和所述至少两个开口中的一个形成所述第一通路25，并且其中所述第一开口21和所述至少两个开口中的至少两个形成所述第二通路27。

3.根据实例1或2所述的方法，其中，所述第一截面面积A1小于所述第二截面面积A2。

4.根据前述实例中任一项所述的方法，其中，所述第二位置相当于所述过滤器漏斗17相对于所述第一位置旋转180度。

5.一种用于咖啡机的过滤器保持组件15，该过滤器保持组件包括：

-接纳用于过滤咖啡机中液体的过滤器的过滤器漏斗17，以及

-被安排用于接纳所述过滤器漏斗的固持器19，

其中，所述固持器19包括第一开口21并且所述过滤器漏斗17包括第二开口23，

其中，所述过滤器漏斗17被安排成在相对于所述固持器19的第一位置上插入所述固持器19中，所述第一开口21和所述第二开口23在该第一位置上被安排用于形成第一通路25，该第一通路用于将所述液体从所述过滤器保持组件15输送出去，第一通路25具有第一截面面积A1，其特征在于，

所述过滤器漏斗17被安排成在相对于所述固持器19的第二位置上插入所述固持器19中，所述第一开口21和所述第二开口23在该第二位置上被安排用于形成第二通路27，该第二通路用于将所述液体从所述过滤器保持组件15输送出去，第二通路具有第二截面面积A2，其中，第二截面面积A2与第一截面面积A1不同。

Claims (6)

1.一种咖啡机(1)，包括：

贮水器(3)，该贮水器被安排用于提供冲泡咖啡的水，

容器(5)，该容器被安排用于接纳该水并且容纳咖啡物质，

泵(7)，该泵被安排用于将该水从所述贮水器(3)泵送到所述容器(5)，以及

测量装置(9)，该测量装置被安排用于测量所述贮水器(3)中的待冲泡水量，其中

所述咖啡机(1)被安排用于测量水从所述贮水器(3)到所述容器(5)的实际流速，

并且其中，所述咖啡机(1)包括控制单元(11)，该控制单元被安排用于基于以下各项来控制所述泵(7)以产生水的期望流速：

-所述待冲泡水量，

-预定时间段，以及

-所述实际流速，

其中，在所述预定时间段期间向所述容器(5)提供所述水量，所述预定时间段包括第一子时间段和在该第一子时间段之后的第二子时间段，其中，所述控制单元(11)被安排用于控制所述泵(7)以在所述第一子时间段期间产生水的第一期望流速并且在所述第二子时间段期间产生水的第二期望流速，其中，所述第一期望流速大于所述第二期望流速。

2.根据权利要求1所述的咖啡机(1)，其中，所述测量装置(9)被安排用于测量水的所述实际流速。

3.根据权利要求1所述的咖啡机(1)，包括流量计(13)，该流量计被安排用于测量水的所述实际流速。

4.根据前述权利要求中任一项所述的咖啡机(1)，其中，所述控制单元(11)被安排成通过控制由电动机产生的该泵(7)的速度来控制所述泵(7)，该电动机被安排用于驱动所述泵(7)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的咖啡机(1)，其中，所述泵(7)被连续地控制。

6.根据前述权利要求中任一项所述的咖啡机(1)，其中，所述咖啡机(1)被安排用于制作滴漏咖啡。

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