CN113453597A - 咖啡机 - Google Patents

Abstract

一种咖啡机用于在冲泡腔室中冲泡咖啡，并且具有用于收集冲泡后的咖啡研磨物的废物桶和用于收集废水的承滴盘。提供传感器系统用于检测废物桶和/或承滴盘的手动移除，并且对自上次移除废物桶和/或承滴盘以来的冲泡次数进行计数。然后显示的信息显示自上次移除以来的冲泡次数或与标称最大冲泡次数相比的冲泡分数。

Description

咖啡机

技术领域

本发明涉及咖啡机，具体地(但不排他地)涉及全自动豆至杯式(bean-to cup)浓缩咖啡机。

背景技术

浓缩咖啡机通常包括冲泡腔室，在该冲泡腔室中，提供咖啡研磨物，可选地预先包装在胶囊、软包或类似的一次性料筒中。机器将加压热水通过咖啡研磨物以制成浓缩咖啡饮品。

全自动(豆至杯式)浓缩咖啡机还包括研磨机，以使机器执行咖啡豆研磨和浓缩咖啡饮品形成的全部功能。

在咖啡冲泡后，剩余咖啡(即，研磨物或胶囊)以及一些废水被丢弃到器具内部的废物桶中。废物桶需要定期清空，但并非每次冲泡后都清空。取而代之的是，废物桶通常能够容纳来自一定冲泡次数的剩余咖啡和废水，尽管废物桶的大小并不与确切冲泡次数或实际恒定次数相对应。

咖啡冲泡循环还导致废水提供给承滴盘。例如，在一些咖啡机设计中，在启动冲洗循环期间(以清洁和加热冲泡腔室)和关闭冲洗(以清洁冲泡腔室)期间向承滴盘提供水。

如果废物桶或承滴盘装得太满，则会导致用户需要清理的混乱。

提供承滴盘何时满的指示是已知的。存在提供视觉指示的机械漂浮设备，并且存在基于感测水位的途径，例如，如US 2014/0263432中所公开的。这需要附加水平传感器。

然而，由于废物不是液体，所以浓缩咖啡机中废物桶的水平感测不太简单。

已知咖啡机从废物桶(或承滴盘)清空的最后一刻开始对冲泡次数进行计数。已知当冲泡次数达到特定阈值时提供指示桶已满的警告信号。

然而，这对于用户而言可能出现不方便的情形。

发明内容

本发明由权利要求限定。

根据按照本发明的一个方面的示例，提供了一种咖啡机，包括：

水供给；

水加热器，用于加热水；

泵，用于泵送加热后的水；

冲泡腔室，用于接纳咖啡研磨物并且使用泵所输送的热水冲泡咖啡；

废物桶，用于收集冲泡后的咖啡研磨物；

承滴盘；

传感器系统，用于检测废物桶和/或承滴盘的手动移除；

用户接口，包括显示器；以及

控制器，

其中控制器适于确定冲泡次数并且控制显示器显示与自上次移除废物桶和/或承滴盘以来的冲泡次数或与标称最大冲泡次数相比的冲泡分数有关的信息。

该咖啡机优选地用于基于使用冲泡腔室来制作浓缩咖啡，冲泡腔室接纳(可选地以一次性胶囊、软包等预先包装的)咖啡研磨物。用过的咖啡或咖啡废物(研磨物或胶囊)提供给废物桶，而废水或溢出的水提供给承滴盘。为了帮助用户决定何时清空并清洁废物桶和/或承滴盘，无论是在它们装满时还是提前，都会显示与冲泡次数有关的信息。因为该信息已经可供控制冲泡循环的控制器使用，所以该信息可以以简单方式收集而无需附加传感器。该信息使得用户能够判断距离废物桶和/或承滴盘多久需要清空。

应当指出，冲泡次数可能会显示为倒计时。例如，如果最大冲泡次数为10，则第一次冲泡可能会显示为10，第二次冲泡可能会显示为9，以此类推。输出仍可以被视为显示冲泡次数(因为每个显示的输出以用户已知的一对一方式与冲泡次数相对应)。

对于每个冲泡循环，废物桶通常填充已知量，以使冲泡循环的计数提供了废物桶已经变得多满的合理估计。由于每个冲泡循环都会向承滴盘贡献典型量的废水，所以承滴盘也以作为冲泡循环次数的函数的速率被填充。为填充承滴盘贡献最大部分的例如是在启动冲洗循环期间、关闭冲洗循环期间、以及蒸汽生成后的可选冷却循环期间(在咖啡机配备有蒸汽供应功能用于加热和/或发泡牛奶的情况下)。因此，承滴盘中的水量很大程度上也取决于冲泡循环次数。因此，还可以估计承滴盘的填充量，而无需花费水平传感器(levelsensor)。仍然可以提供充满指示符，由于还可以给出承滴盘充满警告，所以这意味着估计中的任何错误都无关紧要。充满指示器可以是低成本的机械部件，诸如浮子。

优选地，传感器系统至少用于检测废物桶的手动移除，并且显示信息显示自上次移除废物桶以来的冲泡次数或与标称最大冲泡次数相比的冲泡分数。这为废物桶提供了低成本的水平感测解决方案。

废物桶和承滴盘可以作为单个单元从咖啡机上移除，以使仅需一个感测系统。然而，如果该废物桶和承滴盘是单独可移除容器，则可能存在用于感测承滴盘移除的单独传感器。

承滴盘和废物桶可以被设计为一起或单独清空。

废物桶优选地具有容积，该容积适合于收集来自多次冲泡步骤的用过的咖啡。因此，每几次冲泡步骤才需要清空和清洁。

例如，废物桶可以具有容积，该容积适合于收集来自至少五次冲泡步骤的用过的咖啡。

咖啡机优选地包括豆至杯式浓缩咖啡机，包括豆研磨机。然后，还可以为冲泡腔室提供加压系统以压缩咖啡研磨物。

咖啡机还可以包括外部输水喷嘴，用于输送来自泵的未流到冲泡腔室的水。这可以用于提供用于制作其他饮品的热水。

水加热器优选地还能够被控制以生成蒸汽。蒸汽输出使得能够加热并发泡牛奶，从而使得能够制作卡布奇诺咖啡(或拿铁咖啡或其他饮品)。

为此，咖啡机还包括蒸汽出口。蒸汽出口可以与外部输水喷嘴分开，或它可以是外部输水喷嘴(其因此可以输送蒸汽或热水)。

咖啡机优选地还包括牛奶起泡单元，用于联接到蒸汽出口。

附图说明

现在，参考附图对本发明的示例进行详细描述，其中

图1A和图1B示出了全功能浓缩咖啡机；

图2示出咖啡机的液压系统的示例；以及

图3至图7示出了显示与废物桶和/或承滴盘的填充水平有关的信息的各种可能方式。

具体实施方式

应当理解，具体实施方式和具体示例虽然指示了装置、系统和方法的示例性实施例，但仅用于说明的目的，并不旨在限制本发明的范围。本发明的装置、系统和方法的这些和其他特征、方面和优点根据以下描述、所附权利要求和附图中得到更好的理解。应当理解，这些图仅仅是示意性的，并非按比例绘制。还应当理解，贯穿附图使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。

本发明提供一种在冲泡腔室中冲泡咖啡的咖啡机，具有用于收集冲泡后用过的咖啡的废物桶和用于收集废水的承滴盘。提供传感器系统用于检测废物桶和/或承滴盘的手动移除，并且对自上次移除废物桶和/或承滴盘以来的冲泡次数进行计数。然后显示的信息，以示出自上次移除废物桶和/或承滴盘以来的冲泡次数或与标称最大冲泡次数相比的冲泡分数。

图1A和图1B示出了形式为浓缩咖啡机的饮品机10。图1A示出了透视图，图1B示出了从前面看的视图。所图示的咖啡机是豆至杯式系统。

机器包括主体12，该主体12容纳水储器、水加热器和用于接纳咖啡豆的储器。存在用于产生咖啡研磨物的内部研磨机构、用于接纳咖啡研磨物的冲泡腔室或冲泡组、用于压缩研磨物的加压系统、以及用于将加热后的水泵送通过(压缩)咖啡研磨物的泵系统。

该机器包括咖啡输出14，在热水已经被泵送通过咖啡研磨物之后，浓缩咖啡饮品从该咖啡输出14中输出。咖啡输出14面朝下并且位于承滴盘16上方。图1A和图1B还示出了用于接收用户选择(诸如用于水选择和其他饮品选择)的用户接口18。还存在外部输水喷嘴20，用于输送来自泵的未流入冲泡腔室的水(或蒸汽)。

咖啡机具有废物桶22，在所图示的实施例中，可以从机器的前面以拉出式抽屉的形式访问该废物桶22。冲泡过程结束后，用过的咖啡研磨物和一些多余的水一起排放到废物桶中。

除了用于从咖啡输出14输送咖啡的浓缩咖啡模式之外，输出喷嘴20可以启用热水模式和/或蒸汽模式。饮品选择中的一些饮品选择与饮品配方有关，该饮品配方包括热牛奶和/或发泡牛奶，因此需要生成蒸汽。为该目的，可以从输出喷嘴20提供蒸汽。还可以是用于生成蒸汽的选项(而非饮品选择的一部分)，例如，以使得用户能够而与要由机器制作的任何饮品无关地生成加热后的牛奶和/或发泡牛奶。

机器在生成浓缩咖啡饮品时的操作完全符合惯例，并且不再对咖啡机的一般操作进行进一步描述。

除了机器所进行的自动化操作外，还需要一些用户动作：

在一定冲泡数之后，重新填充水；

在一定冲泡数之后，重新填充咖啡豆(但由于该数取决于冲泡类型，所以它并非常数)；

在一定冲泡数之后，清空废物桶(但由于该数取决于冲泡类型，所以它也并非常数)；以及

在一定冲泡数之后，清空承滴盘。用户可以在清空废物桶时清空承滴盘，但情况并非一定如此。

对于不可见部件，如废物桶，就用户而言，需要清空的时间就用户而言实质上是随机时间，并且该时间可能是不便时间。

本发明提供了一种输出系统，该输出系统显示自上次移除废物桶和/或承滴盘(并因此暗示清空)以来的冲泡次数或与标称最大冲泡次数相比的冲泡分数。该输出系统是用户接口18的一部分，用户接口18包括显示器。然后，用户能够决定何时执行清空和清洁功能以使该过程对用户最方便。例如，如果用户可以看到废物桶或承滴盘的中一个可能需要在不方便的时间(例如，当招待客人时)清空，则用户可以更早地清空该废物桶或承滴盘。

废物桶例如位于承滴盘上方。它们作为单个单元一起移除，但随后它们可被单独清空。如果可以合理假设两个器皿总是一起排空，则仅提供两个容器中的一个器皿(优选地，首先装满的器皿)的填充水平指示就已足够。可替代地，如果两个器皿很可能作为独立操作被清空，则可能需要为两个器皿提供单独的填充水平信息。

图2示出了全功能浓缩咖啡机的内部部件，具体示出了系统中的流体路径以及用户接口和实现本发明所需的零件。

咖啡机10包括水容器42、用于加热水以生成热水和可选地生成蒸汽的水加热器44、以及用于泵送加热后的水和蒸汽的水泵48。附加地，还存在给水流量计47。

泵将水输送到加热器44。另外，从加热器到承滴盘16可能存在用于收集或排放废水的过压阀50。

加热后的蒸汽通过第一电子阀56提供给输出喷嘴20。

咖啡输出14可以具有在线咖啡豆油脂(crema)阀。加热后的水通过第二阀60并且还通过控制单元62提供给冲泡腔室58。控制单元62允许例如在冷却加热器期间将水排放到承滴盘16或废物桶22，以将加热器从蒸汽温度降至咖啡冲泡温度并且确保加热器完全充满水而非蒸汽。

在启动冲洗循环(以清洁和加热冲泡腔室)和关闭冲洗循环(以清洁冲泡腔室)期间，废水还可能进入承滴盘。这种废水是填充承滴盘的主要贡献者，而非用户预期的人为溢出量，后者也流入承滴盘。因此，可以基于自上次清空以来的冲泡循环次数来对清空承滴盘的需要进行准确预测。

冲泡腔室58可以由电机64驱动，用于在不同位置(例如，咖啡研磨物接纳位置和咖啡冲泡位置)之间驱动冲泡腔室。

依据用户所设置的模式，咖啡机利用单个加热器44选择性地向输出喷嘴20供应约100℃的热水用于冲泡咖啡、向输出喷嘴20供应约140℃(或更高)的蒸汽用于加热和/或发泡牛奶、以及向输出喷嘴20供应约90℃的水用于其他饮品制备(例如，茶或热巧克力)。当机器制备基于牛奶的饮品项(例如，卡布奇诺)时，加热器44可以首先加热到约140℃(或更高)以供应蒸汽以加热和/或发泡牛奶。然后，加热器可以冷却到约100℃以提供热水用于冲泡咖啡。在从140℃至100℃的冷却阶段期间，来自加热器的水可能仍然太热，无法冲泡咖啡。如上文所提及的，这些水排放到承滴盘(或废物桶，依据机器的设计)。对于无需热牛奶和/或发泡牛奶的咖啡饮品，加热器只能加热到100℃，然后冲泡会立即开始，而没有延迟。

控制单元62是阀60与冲泡腔室58之间的联接件，但取决于冲泡腔室位置。因此，该单元不在流动路径之间进行选择，而是取而代之，用作允许或中断阀60与冲泡腔室58之间的连接的物理中断单元。

当冲泡腔室处于其起始位置时(其为静止位置，在该位置处，该冲泡腔室被定位为用于例如从研磨机接纳咖啡)，阀60没有连接到冲泡腔室58，使得冲泡腔室没有连接到供水系统。

当冲泡腔室从起始位置移动到冲泡位置时，存在与控制单元62接口的控制销，这使阀60移动并且配置阀60以允许流体连通。

浓缩咖啡通常通过迫使加压水流过一定量的咖啡研磨物而制成。

在浓缩咖啡制作过程期间，咖啡研磨物被压缩。为此，机器可以例如包括活塞，该活塞可移动地布置在柱形冲泡腔室中并且能够密封冲泡腔室的敞开顶侧。

活塞的移动控制咖啡研磨物的压缩程度。当咖啡研磨物被越来越多地压缩时，咖啡研磨物的流通阻力增加。在浓缩咖啡制作过程中，执行该过程的冲泡压力(即，水通过咖啡研磨物的压力)由咖啡研磨物的流通阻力决定。

冲泡压力是浓缩咖啡饮品重要特点的决定因素，这些特点包括味道和泡沫层的质地。因此，冲泡压力例如通过使活塞的位置和/或水流发生变化来控制。

在咖啡冲泡之后，用过的咖啡研磨物排放到废物桶22。冲泡腔室可以可移除地布置以便于清空和清洁冲泡腔室。

废物桶具有传感器24，该传感器24使得能够检测从咖啡机主体移除废物桶。可能存在开关(按钮开关或磁控开关，诸如霍尔传感器或任何其他接触或接近传感器)，当插入和/或取出废物桶抽屉时该开关激活。

承滴盘16还可以具有传感器17，该传感器17使得能够检测从咖啡机主体移除承滴盘。这对于其中承滴盘和废物桶可独立移除的设计特别有利。

因此，可以检测到手动移除废物桶和/或承滴盘。这包括检测移除本身，或检测废物桶和/或承滴盘的后续重新插入(其因此必须在移除之前)或单独检测这两种操作。

咖啡机具有控制器11，该控制器11从每次检测到移除开始对冲泡循环次数进行计数。假设每次移除都与清空废物桶或承滴盘相对应(视情况而定)。因此，废物桶当重新插入时假设为空置，同样，承滴盘当重新插入时假设为空置。

对所执行的冲泡步骤次数的计数是例行的，由于控制器在冲泡过程期间参与控制各种部件，即，冲泡腔室位置和任何主动阀。

假设标称最大次数的冲泡步骤与对废物桶的填充相对应。该最大次数的范围例如为5至20，例如，5至15。仅作为示例，在以下示例中冲泡步骤的最大次数被认为是8。

同样，假设标称最大次数的冲泡步骤与对承滴盘的填充相对应。该最大次数可以与废物桶的移除次数相同或不同。例如，该移除次数的范围可以为5至24，例如，10至20。

参考废物桶对操作进行描述，但相同程序可以应用于承滴盘。

控制器适于控制用户接口18的显示，以显示示出自上次移除废物桶以来的冲泡次数或与标称最大冲泡次数相比的冲泡分数的信息。

图3至图7示出了显示输出的一些可能格式以示出废物桶中的水平。

在图3中，冲泡次数表示为八个元素70的堆叠。底部三个72被照亮或被赋予一种颜色(例如，红色)，而顶部五个74未被照亮或被赋予不同颜色(例如，绿色)。因此，该显示显示自上次移除废物桶以来的冲泡次数(在该示例中为3)。它还示出了最大冲泡次数(在该示例中为八)，并且因此示出了需要清空前的剩余冲泡次数(在该示例中为五)。

在图4中，冲泡次数表示为模拟填充水平。底部八分之三80被照亮或被赋予一种颜色(例如，红色)，并且顶部八分之五82未被照亮或被赋予不同颜色(例如，绿色)。因此，该显示示出了与标称最大冲泡次数相比的冲泡分数(八分之三)。

图5示出了结合图3和图4的信息的显示。因此，它以容易可见方式示出了分数以及已经执行的冲泡步骤的实际次数和实际剩余次数。

图6示出了结合了图4的信息和分数数量的值的数字指示的显示。这样，还可以通过数字指示器而非图5的图形指示器来查看在废物桶装满(或更准确地说，可能装满)之前还剩下多少冲泡次数。

图7示出了交通灯系统，其中每个灯标识四分之一的填充状态。四盏灯中的第三盏灯亮起(并且它可能具有特定颜色，诸如逐渐变红)指示3/4充满状态。

可以为承滴盘提供类似显示信息。如上文所提及的，承滴盘和废物桶可能存在单独水平信息。可替代地，一级输出就足够了，尤其是在承滴盘和废物桶同时清空的情况下。事实上，承滴盘和废物桶可以被设计为使得只有一个共同清空步骤。

咖啡机可以包括用于加热水的任何合适类型的水加热器，例如，加热模块(thermoblock)或通流加热器。它可以包括用于生成蒸汽或辅助第一加热器生成蒸汽的附加加热器。

本发明对如上所述的全自动咖啡机特别感兴趣，这些全自动咖啡机通过自动研磨咖啡豆、压缩咖啡和将热加压水泵送通过咖啡来制造咖啡饮品。更进一步地，这种咖啡机有可能通过借助于蒸汽加热和/或发泡牛奶来制造基于牛奶的饮品。这些机器被称为全功能豆至杯式浓缩咖啡机。

然而，本发明通常可以应用于具有内部咖啡冲泡腔室以及用于在冲泡之后收集用过的咖啡的废物桶的任何饮品机。只要废物桶容纳的废物多于单次冲泡产生废物(由于在这种情况下用户会在每次冲泡后简单清空和清洁)，本发明就令人感兴趣。

例如，本发明可以应用于接纳预研磨的咖啡的咖啡机或使用胶囊、软包等的咖啡机，并且其中用过的胶囊、软包等排放到布置在机器内部的废物桶中。

机器可能存在内部或外部水储器，或可能是接水管式的。

在上述示例中，承滴盘具有用于检测承滴盘的移除的传感器17。如果承滴盘和废物桶作为联接的单个单元移除，则当然仅需一个传感器。

取而代之的是，承滴盘可以具有液位传感器，使得承滴盘水位还可以在显示器上作为测量的输出而非基于冲泡循环次数的估计输出。因为废物桶没有装满液体，所以用于承滴盘的液位传感器比用于废物桶的水平传感器成本更低，并且因此水平测量会更复杂，例如，需要重量传感器。因此，对废物桶进行计数是一种成本特别低的解决方案，从而避免需要附加传感器。

可以例如基于重量传感器来感测水供给42中的水位并且可选地感测咖啡豆的数量。

通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践要求保护的发明时可以理解和实现对所公开的实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的仅仅事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

Claims (13)

1.一种咖啡机，包括：

水供给(42)；

水加热器(44)，用于加热水；

泵(48)，用于泵送加热后的水；

冲泡腔室(58)，用于接纳咖啡研磨物并且使用所述泵所输送的热水冲泡咖啡；

废物桶(22)，用于收集冲泡后的咖啡研磨物；

承滴盘(16)；

传感器系统(24)，用于检测所述废物桶和/或所述承滴盘的手动移除；

用户接口(18)，包括显示器；以及

控制器(11)，

其中所述控制器适于确定冲泡次数并且控制所述显示器显示与以下有关的信息：自上次移除所述废物桶和/或所述承滴盘以来的冲泡次数或与标称最大冲泡次数相比的冲泡分数。

2.根据权利要求1所述的咖啡机，其中所述传感器系统至少用于检测所述废物桶的手动移除，并且所述显示信息显示自上次移除所述废物桶以来的冲泡次数、或与标称最大冲泡次数相比的冲泡分数。

3.根据权利要求1或2所述的咖啡机，其中所述废物桶(22)具有容积，所述容积适合于收集来自多个冲泡步骤的咖啡废物。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的咖啡机，其中所述废物桶(22)具有容积，所述容积适合于收集来自至少五次冲泡步骤的咖啡废物。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的咖啡机，其中所述废物桶和所述承滴盘能够作为单个单元从所述咖啡机的其余部分移除。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的咖啡机，其中所述废物桶和所述承滴盘适于一起或分别清空。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的咖啡机，包括豆至杯式浓缩咖啡机，所述豆至杯式浓缩咖啡机包括豆研磨机。

8.根据权利要求7所述的咖啡机，还包括用于所述冲泡腔室的加压系统。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的咖啡机，还包括外部输水喷嘴(20)，用于输送来自所述泵的未流入所述冲泡腔室的水。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的咖啡机，其中所述水加热器(44)还能够被控制以生成蒸汽。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的咖啡机，还包括蒸汽出口。

12.根据从属于权利要求9的权利要求11所述的咖啡机，其中所述蒸汽出口与所述外部输水喷嘴分开，或是所述外部输水喷嘴(20)。

13.根据权利要求11或12所述的咖啡机，还包括牛奶起泡单元，所述牛奶起泡单元用于联接到所述蒸汽出口。

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