CN110831447A - 用于烘焙咖啡豆的设备 - Google Patents

Abstract

用于烘焙咖啡豆的设备，该设备包括：外壳，其限定内部空隙；挡板，其用于将所述内部空隙划分成彼此处于流体连通的第一区和第二区；加热器，其用于将空气加热到适合于烘焙咖啡豆的温度，所述加热器被定位在所述第二区中；用于控制该设备的控制系统，所述控制系统被定位在所述第一区中；以及风扇，其是可操作的以将环境空气吸入所述第一区中，并且将所述空气从所述第一区驱动经过所述挡板进入所述第二区中，以便由所述加热器加热，该布置结构使得在使用中所述第一区比所述第二区冷。

Description

用于烘焙咖啡豆的设备

技术领域

在一个实施例中，本发明涉及用于烘焙咖啡豆的设备。

背景技术

咖啡遍及世界被广泛消费，并且虽然咖啡供应业务通常被认为是相当有利可图的，但是通常是如下情况：并非供应链中的所有各方都获得相同的经济利益。

在典型的供应链中，农民（通常在第三世界国家中）种植和收获咖啡果实（咖啡樱桃）。然后，这些果实经过去除果肉和纸状表皮（被称为“羊皮纸”）的多个加工操作，以留下原始咖啡豆（也被称为“生”咖啡豆）。然后，这些咖啡豆以相对少量的金额出售给加工机构（通常在欧洲或北美中），这些加工机构基于商业规模来烘焙和研磨这些豆。加工机构然后以上涨得多的价格向零售商出售经烘焙的豆和经研磨的豆，并且零售商然后再以高得多的价格向公众出售。

这种安排的问题在于，农民的努力通常没有公平地得到回报，因为农民将通常仅仅收到最终销售价格的小百分比。这种安排不仅对农民不利，而且其对消费者也不利，因为他们将通常不得不支付与如果他们已能够直接从农民、或者甚至从加工者获得他们的咖啡相比高得多的价格。

这种安排的另一问题在于，经烘焙的咖啡豆趋向于不如生咖啡豆那样保鲜得久，并且因此消费者的一杯咖啡的新鲜度不如所述豆被保持在其未被烘焙的“生的”状态下直到被使用的情况下所将具有的新鲜度。当经烘焙的咖啡豆被研磨时，该问题会加剧，并且为了抵消该问题，许多制造商在将他们经研磨的咖啡供应给消费者之前将所述咖啡真空包装。虽然将经研磨的咖啡真空包装确实有助于使咖啡保持新鲜，但是消费者可以发现，一旦真空密封被打破，咖啡将快速变质。

为了向消费者提供一杯更新鲜的咖啡，我们先前已经提出（例如，在我们的欧洲专利No.EP2635141中）提供烘焙设备，使得消费者可以烘焙他们自己的生咖啡豆。

虽然我们先前已经提出的烘焙器充分地操作，并且解决了与其它早期装置（例如，诸如美国专利No.5185171中所公开的装置）相关联的问题，但是烘焙豆所处的相对高的温度（在几百摄氏度的范围内-通常c.300摄氏度）可能是有问题的。在这样的温度下，控制所述装置所需的电子器件将要么必须是相对弹性的（这增加了制造成本），要么必须与加热器充分间隔开（这增加了器具的大小）。还重要的是，要考虑与被设计成在相对高的温度下操作的桌面器具相关联的安全问题。其他需要考虑的因素是组装的容易性，以及使烘焙器内的部件互连所需的布线的复杂性。

在已经考虑到上述问题的情况下设计了本发明。

发明内容

根据本发明的当前优选实施例，提供了一种用于烘焙咖啡豆的设备，该设备包括：外壳，其限定内部空隙；挡板，用于将所述内部空隙划分成彼此处于流体连通的第一区和第二区；用于将空气加热到适合于烘焙咖啡豆的温度的加热器，所述加热器被定位在所述第二区中；用于控制该设备的控制系统，所述控制系统被定位在所述第一区中；以及风扇，其是可操作的以将环境空气吸入所述第一区中，并且将所述空气从所述第一区驱动经过所述挡板进入所述第二区中，以便由所述加热器加热，该布置结构使得在使用中所述第一区比所述第二区冷。

这样的布置结构的优点在于，通过将控制系统定位在“较冷”的第一区中，使得这样的部件不必是耐热的，并且可以减小设备的整体大小。

在一个实施例中，风扇是可操作的以驱动空气通过所述控制系统以冷却所述控制系统，并且由此进入所述第二区中，以便由所述加热器加热。该布置结构进一步增强了控制系统的冷却。

优选地，所述设备的被定位在所述第二区中的一个或多个较热部件借助于低热导率的间隔体与所述外壳分离。优选地，外壳由具有高热导率的材料制成，使得热量将趋向于从所述第二区被吸到所述第一区，从而降低所述外壳的外部温度。这些措施均有助于降低设备的外部温度，并且因此有助于减少在设备处于操作中时可能接触外壳的任何人受伤的风险。

在优选实施例中，控制系统包括多个电子部件。挡板可以包括印刷电路板，该印刷电路板具有位于所述第一区中的第一面以及位于所述第二区中的第二面。在本发明教导的一个实现方式中，电子部件可以耦合到所述印刷电路板的所述第一面。加热器可以耦合到所述印刷电路板的所述第二面。

在优选实施例中，在设备正用于烘焙咖啡豆时，所述第一区中的温度是60摄氏度或更低。优选地，在设备正用于烘焙咖啡豆时，所述第二区中的温度是几百摄氏度，通常高达大约300摄氏度。

优选地，风扇是可操作的以将挡板与外壳之间的空气从第一区驱动到第二区中。风扇可以是可操作的以驱动空气通过从所述第一区到所述第二区的迂回路径，以从而在气流中引入扰动，其促进经加热的空气在所述第二区中的混合。

在优选实施方式中，该设备包括混合器，该混合器是可操作的以混合经加热的空气。混合器可以包括与所述加热器相关联、例如被提供在所述加热器上的多个叶片。

下文阐述了本发明的其他优选特征。

附图说明

下文将参考附图、借助于说明性示例来描述本发明的教导的各个方面以及体现这些教导的布置结构，在附图中：

图1是根据本发明的教导的优选实现方式的设备的图解性x射线视图的示意图；

图2是在图1的设备处于使用中时其内的温度区的示意图；

图3是优选实施例的部件的示意性透视图；以及

图4是用于图1至图3中所描绘的设备的加热部件的部分的放大视图。

具体实施方式

现在参考附图，图1是根据本发明的当前优选实施例的设备1的图解性x射线视图。图1中所描绘的设备以与我们的欧洲专利No.EP2635141（其全部内容通过引用被结合于本文）中所公开的设备类似的方式操作，并且因此该设备操作所用的方式将不在本文中进一步描述。

设备1包括外壳3，外壳3限定了内部空隙，设备的部件被定位在该内部空隙内。内部空隙被挡板5细分成第一区7和第二区9。挡板具有小于内部空隙的横向横截面面积的面积，以从而提供间隙，空气可以从第一区穿过该间隙到达第二区。在特别优选的实施例中，间隙围绕挡板的基本上整个外围延伸。

风扇11被提供在第一区7内，并且是可操作的以通过外壳中的通风口（未示出）将环境空气吸入设备的第一区7中。风扇驱动已经被吸入第一区中的空气通过在挡板和外壳之间的间隙并且进入内部空隙的第二区9中。优选地，在挡板和外壳之间的间隙相对小，使得空气在其从第一区被驱动到第二区中时被加速。

加热器13被提供在第二区内，并且是可操作的以在经加热的空气穿过烘焙室中的一系列通风口15以循环和烘焙被提供在烘焙室中的豆（如在我们先前提及的欧洲专利中所教导的）之前，来加热已经被驱动进入第二区中的空气（优选加热到高达大约300摄氏度的温度）。在优选的布置结构中，风扇是可操作的以将空气以第一速率驱动到第二区中，以在烘焙豆的同时使豆循环，并且一旦豆已经被烘焙，就以第二更高的速率将经烘焙的豆提起来并且带出烘焙室。

该设备包括控制系统（通常由附图标记17标示），该控制系统包括被配置用于操作该设备的多个电子部件（诸如微控制器、用于风扇11的马达、用于为该设备（特别是加热器13）供电的电子部件、电子开关等）。

有利地，根据本发明的教导，控制系统（或至少该系统的那些热敏部件）被定位在设备的第一区内，第一区在设备的操作中比加热器被定位所在的第二区冷。凭借该布置结构并且另外凭借被驱动通过控制系统的气流，控制系统的部件在设备的操作中保持足够冷，使得它们不需要耐热并且可以更靠近加热器，这有助于减小设备的大小。

在本发明的该特定实施例中，控制系统部件被安装在印刷电路板的第一面上，该印刷电路板另外充当前述挡板，并且加热器被安装在同一印刷电路板的相对的第二面上。在对设备进行内部布线的情境中，该布置结构特别方便，因为加热器可以通过印刷电路板容易地耦合到控制系统。

虽然前述布置结构是附图中描绘的唯一布置结构，但是对于本领域普通技术人员来说将显而易见的是，挡板不需要包括控制系统和/或加热器所耦合到的印刷电路板。例如，控制系统可以在第一区中耦合到第一电路板，挡板可以被提供在第一和第二区之间，并且加热器可以在第二区中安装到挡板的一侧或者安装到第二区中的另一支架。所有这样的实施例提供的优点是，控制系统可以被定位在在使用中比其中加热器被定位所在的区域冷的外壳区域中，并且因此控制系统不需要包括更贵的温度硬化部件。

现在参考附图的图2，在优选实施例中，外壳由诸如金属的材料制成，所述材料是相对良好的热导体。利用这样的布置结构，在前述较热的第二区中生成的热量趋向于通过外壳朝向前述较冷的第一区传导（即，沿图2中所示的箭头方向）；并且作为结果，设备的外壳作为整体趋向于保持在这种温度下：如果有人在设备正在操作时触摸它，该温度不太可能引起问题。

为了进一步增强本发明的该方面，提出当设备正在操作时将不可避免地是相对热的第二区内的部件（诸如前述烘焙室）借助于被插入在内部“热”部件与外壳之间的间隔体19来与外壳热断开。在本发明的教导的一个说明性实现方式中，内部“热”部件借助于包括尼龙间隔体的耦合器被耦合到外壳（在必要时），该间隔体起到减小到达外壳的热量的热传导的作用。

现在参考图3，描绘了包括挡板（呈印刷电路板5的形式）的加热器组装件，该挡板具有：第一面，控制系统17被安装在所述第一面上；以及相对的第二面，加热器13被安装到所述第二面。

加热器13优选地是空气可以流动通过的开口线圈加热器。加热器包括被定位在烘焙室下方的温度传感器21（例如，诸如热敏电阻），并且为了改善给定的豆烘焙的再现性，优选的是，经由通风口15进入所述室的空气处于基本相同的温度。为此，在特别优选的实施例中，加热器包括多个叶片23，叶片23用于混合由风扇11驱动的经加热的空气，使得进入烘焙室的空气具有大致恒定的温度。

将理解的是，虽然到此为止已经描述了本发明的各个方面和实施例，但是本发明的范围不限于本文中所阐述的特定布置结构，而是替代地，延伸以涵盖落入所附权利要求书范围内的所有布置结构以及对其的修改和变更。

例如，虽然前面的描述提及了温度敏感的控制系统部件定位在前述第一区中，但是对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，任何温度敏感的部件都可以被定位在第一区内（不管该部件对于设备的控制是否重要）。同样的情况是，虽然优选地围绕挡板的外围驱动空气（因为这样的布置结构将扰动引入气流中以增强混合），但是空气可以被驱动（可替换地或另外地）通过挡板从第一区到第二区。

还应当注意到，虽然所附权利要求书阐述了本文中所描述的特征的特定组合，但是本发明的范围不限于后文要求保护的特定组合，而是替代地，延伸以涵盖本文中所公开的特征的任何组合。

最后，应当注意到，权利要求中没有明确声明用于执行特定功能的“装置”或用于执行特定功能的“步骤”的任何元素不要被解释为如《美国法典》第35卷第112条第6款中所指定的“装置”或“步骤”条款。特别地，在本文所附权利要求书中对“…的步骤”的使用不旨在援引《美国法典》第35卷第112条第6款的规定。

Claims (14)

1.用于烘焙咖啡豆的设备，所述设备包括：

外壳，其限定内部空隙；

挡板，其用于将所述内部空隙划分成彼此处于流体连通的第一区和第二区；

加热器，其用于将空气加热到适合于烘焙咖啡豆的温度，所述加热器被定位在所述第二区中；

用于控制所述设备的控制系统，所述控制系统被定位在所述第一区中；以及

风扇，其是可操作的以将环境空气吸入所述第一区中，并且将所述空气从所述第一区驱动经过所述挡板进入所述第二区中，以便由所述加热器加热，该布置结构使得在使用中所述第一区比所述第二区冷。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述风扇是可操作的以驱动空气通过所述控制系统以冷却所述控制系统，并且由此进入所述第二区中，以便由所述加热器加热。

3.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述设备的被定位在所述第二区中的一个或多个较热部件借助于低热导率的间隔体与所述外壳分离。

4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述外壳由具有高热导率的材料制成，使得热量将趋向于从所述第二区被吸入到所述第一区，从而减小所述外壳的外部温度。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述控制系统包括多个电子部件。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述挡板包括印刷电路板，所述印刷电路板具有位于所述第一区中的第一面以及位于所述第二区中的第二面。

7.根据权利要求5和6所述的设备，其中所述电子部件被耦合到所述印刷电路板的所述第一面。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述加热器被耦合到所述印刷电路板的所述第二面。

9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中在所述设备正用于烘焙咖啡豆时，所述第一区中的温度是60摄氏度或更低。

10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中在所述设备正用于烘焙咖啡豆时，所述第二区中的温度是几百摄氏度，通常高达大约300摄氏度。

11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述风扇是可操作的以将在所述挡板与所述外壳之间的空气从所述第一区驱动到所述第二区中。

12.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述风扇是可操作的以驱动空气通过从所述第一区到所述第二区的迂回路径，以从而在气流中引入扰动，所述扰动促进经加热的空气在所述第二区中的混合。

13.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其包括混合器，所述混合器是可操作的以混合经加热的空气。

14.根据权利要求13所述的设备，其中所述混合器包括被提供在所述加热器上的多个叶片。

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