DE112004002302B4

DE112004002302B4 - Kaffeeröster mit Vorrichtung zur Verstärkung des Luftstroms in einer Röstkammer

Info

Publication number: DE112004002302B4
Application number: DE112004002302T
Authority: DE
Inventors: Jung S. Buffalo Grove Moon; Rong Gurnee Liu; Kitak Chae; Jongrok Kim
Original assignee: Hearthware Home Products Inc Gurnee; Hearthware Home Products Inc
Current assignee: Hearthware Home Products Inc Gurnee; Hearthware Home Products Inc
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2008-10-30
Anticipated expiration: 2024-11-25
Also published as: DE112004002302T5; US7360481B2; US20040105922A1; WO2005053484A2; WO2005053484A3; JP2007514418A

Abstract

Röster (10) zum Rösten von Kaffeebohnen, umfassend:
eine Röstkammer (14) mit einer Oberseite und einem Boden (56);
eine Abdeckung (16), die auf der Oberseite der Röstkammer (14) sitzt; eine Basis (12), auf der der Boden (56) der Röstkammer (14) sitzt;
eine Einrichtung (36) in der Basis (12), die einen Warmluftstrom in die Röstkammer (14) liefert, um die Kaffeebohnen zu erhitzen;
mindestens eine Luftöffnung (107) im Boden (56) durch die der Luftstrom (116) in die Röstkammer (14) eintritt; und
einen Windkanal (106) über der mindestens einen Luftöffnung (107), der einen Einlass und einen Auslass aufweist, um die Geschwindigkeit des Luftstroms (116) in der Röstkammer (14) zu erhöhen, während der Luftstrom (116) den Windkanal (106) passiert; und
einen Deflektor (110), der oberhalb des Auslasses des Windkanals (106) positioniert ist, um die Kaffeebohnen, die von dem Luftstrom (116), der den Windkanal (106) verlässt, mitgerissen werden, abzulenken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Röster für Kaffeebohnen mit einem Windkanal und einen Röster mit Entrauchungsaufsatz nach dem Anspruch 1 und dem Anspruch 6.
Die Nachfrage nach Kaffeeröstern für den Hausgebrauch steigt mit der wachsenden Zahl an leidenschaftlichen Kaffeetrinkern, die den Geschmack von frisch geröstetem Kaffee wollen. Diese Heim-Kaffeeröster weisen in der Regel ein Heizelement und ein Gebläse zum Leiten von heißer Luft in eine Röstkammer auf, wo die Kaffeebohnen geröstet werden, während sie von einem Heißluftstrom umhergeblasen werden. Die Steuereinrichtungen an diesen Röstern schließen in der Regel eine variable Zeiteinstellung ein, die es erlaubt, die Bohnen bei konstanter Temperatur über einen vorgegebenen Zeitraum zu rösten. Kaffeebohnen werden mit verschiedenen Dichten erhalten und weisen unterschiedliche Feuchtigkeitsgehalte auf. Infolgedessen führt das Rösten von Kaffeebohnen bei konstanter Temperatur über einen vorgegebenen Zeitraum, wie bei herkömmlichen Kaffeeröstern, nicht immer zu einem konsistenten und voll entwickelten Geschmack, wie ihn Kaffeeliebhaber wollen.
Aus der US 5 960 561 A ist ein Röster zum Rösten von Kaffeebohnen bekannt, der eine Röstkammer mit einer Oberseite und einem Boden, ferner eine Abdeckung, eine Basis, auf der der Boden der Röstkammer aufsitzt, und eine Einrichtung aufweist, die einen Warmluftstrom in die Röstkammer liefert, um die Kaffeebohnen zu erhitzen. In dem Boden ist eine Öffnung ausgebildet, durch die der Luftstrom in die Röstkammer eintreten kann, wobei ferner auch ein Windkanal über der einen Öffnung vorgesehen ist, der einen Einlass und einen Auslass aufweist und die Geschwindigkeit des Luftstroms in der Röstkammer erhöht, während der Luftstrom den Windkanal passiert.
Es gibt Kaffeeröster, die mehr als eine Röststufe aufweisen, wobei Kaffeebohnen beispielsweise über eine gewisse Zeit bei der einen Temperatur geröstet werden und über eine gewisse andere Zeit bei einer anderen Temperatur. Diese Röster weisen jedoch keine Einrichtung auf, um die gewünschte Rösttemperatur aufrechtzuerhalten, wenn die Umgebungstemperatur sich ändert. Abhängig von der Umgebungstemperatur, bei der der Röster betrieben wird, könnte in der Röstkammer eine erhebliche Temperaturabweichung von der gewünschten Temperatur bestehen. Außerdem bringen manche An wender den Kaffeeröster während der Verwendung beispielsweise nach draußen, damit der Rauch vom Röster sich nicht im Haus ausbreitet. In dieser Lage entspricht die Temperatur in der Röstkammer möglicherweise nicht den gewünschten Temperaturen, was dazu führt, dass die Bohnen zu stark oder zu schwach geröstet werden.
Bekannte Kaffeeröster weisen Motoren auf, die das Gebläse bei relativ hohen UpM antreiben. Infolgedessen kann der Lärmpegel, der von dem Kaffeeröster bewirkt wird, eine Belästigung darstellen. Dagegen weisen Kaffeeröster mit Motoren, die bei niedrigen UpM laufen, einen geringen Lärmpegel auf und können die Lebensdauer des Motors verlängern. Jedoch reicht der Luftstrom, der von diesen Röstern erzeugt wird, nur aus, eine kleine Menge an Kaffeebohnen zu rösten. Auch sind Kaffeeröster, die für den Hausgebrauch gedacht sind, relativ klein, um für den Verbraucher attraktiv zu sein. Infolgedessen wird die Menge an Kaffeebohnen, die geröstet werden können, auch durch die Größe der Röstkammer des Rösters beschränkt. Ein weiterer Nachteil bekannter Röster besteht darin, dass sie eine unangenehm große Menge an Rauch erzeugen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Röster zum Rösten von Kaffeebohnen zu schaffen, bei dem die Luftströmung in dem Röster wesentlich verbessert ist, um auch eine größere Menge an Kaffeebohnen mit Hilfe eines vergleichsweise klein ausgebildeten Rösters rösten zu können.
Gemäß einem ersten Lösungsvorschlag wird die genannte Aufgabe durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Rösters gemäß dem ersten Lösungsvorschlag ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 5.
Gemäß einem zweiten Lösungsvorschlag wird die genannte Aufgabe durch die im Anspruch 6 aufgeführten Merkmale gelöst.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Rösters gemäß dem zweiten Lösungsvorschlag ergeben sich aus den Ansprüchen 7 bis 9.
Somit schafft die vorliegende Erfindung einen Röster zum Rösten von Kaffeebohnen mit einer Röstkammer mit Oberseite und mit einem Boden.
Eine Abdeckung sitzt auf der Oberseite der Röstkammer und der Boden der Röstkammer sitzt auf einer Basis. Eine Heißluftzufuhr ist in der Basis bereitgestellt, um einen Heißluftstrom in die Röstkammer zu liefern, um die Kaffeebohnen zu erhitzen. Mindestens eine Luftöffnung ist im Boden ausgebildet, damit der Luftstrom in die Röstkammer gelangen kann. Ein Windkanal ist über der Luftöffnung bereitgestellt, um den Luftstrom in der Röstkammer zu beschleunigen, während die Luft durch den Windkanal strömt.
Weitere Ziele, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
1 ist eine perspektivische Darstellung eines Kaffeerösters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Querschnittsdarstellung des Kaffeerösters von 1 entlang der Linie 2-2;
3 ist eine Querschnittsdarstellung des Kaffeerösters von 1 entlang der Linie 2-2, die eine alternative Anordnung der Temperatursensoren zeigt;
4 ist eine Querschnittsdarstellung eines Kaffeerösters von 1 entlang der Linie 2-2, die eine weitere alternative Ausführungsform der Temperatursensoren zeigt;
5 ist eine vereinfachte Plandarstellung eines Lufteinlasses des Kaffeerösters von 1;
6 ist eine Plandarstellung einer Abdeckung zum Steuern des Luftstroms durch den in 5 dargestellten Lufteinlass;
7 ist eine Plandarstellung einer Einlassluftstrom-Steueranordnung, welche den Lufteinlass und die Abdeckung einschließt, die in den 5 bzw. 6 dargestellt sind;
8 ist ein elektrisches Blockdiagramm des Kaffeerösters von 1;
9 ist ein elektrisches Blockdiagramm des Kaffeerösters von 1 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 ist eine Darstellung der Nebenheizung, die in 9 gezeigt ist;
11 ist eine Skizze, welche die Beziehung zwischen der Temperatur von Luft innerhalb einer Röstkammer des Kaffeerösters von 1 und den röstenden Kaffeebohnen zeigt;
12 ist eine Querschnittsdarstellung eines Kaffeerösters, der mit einem Windkanal gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
13 ist eine Draufsicht auf die Abdeckung des Kaffeerösters von 12 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
14 ist eine Querschnittsdarstellung, die einen Entrauchungsaufsatz zeigt, der an eine Rauchleitung angeschlossen ist, um Rauch abzuleiten.
1 zeigt einen bekannten Röster 10 und schließt eine Basis 12, eine im Wesentlichen zylindrische Röstkammer 14, die in der Basis 12 sitzt, und eine abnehmbare Abdeckung 16, welche die Röstkammer 14 am der Basis 12 gegenüber liegenden Ende verschließt, ein. Ein Griff 18 ist an der Röstkammer 14 angebracht, um die Röstkammer 14 von der Basis 12 abnehmen zu können und die Röstkammer 14 festzuhalten, während die Abdeckung 16 von der Röstkammer 14 entfernt wird oder auf die Röstkammer 14 aufgesetzt wird.
Die Basis 12 schließt ein Gehäuse 20 ein, das vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial mit geringem Gewicht hergestellt ist. Ein Steuerungsfeld 22 ist an einer Seite 24 des Gehäuses 20 bereitgestellt und schließt eine Zeiteinstellungsanzeige 26 ein, welche die Zeit bis zum Ende des Röstvorgangs anzeigt.
Die Zeit kann durch einen HOCH-Schalter 28, um die Röstzeit zu verlängern, und einen RUNTER-Schalter 30, um die Röstzeit zu verkürzen, eingestellt werden. Zu Anfang ist die Zeit jedoch automatisch auf eine vorgegebene Zeit gesetzt, wenn der Kaffeeröster 10 eingeschaltet wird. Die Steuerungstafel 22 schließt auch einen RÖSTEN-Schalter 32 ein, der den Röstvorgang über den in der Zeiteinstellung 26 angezeigten Zeitraum aktiviert. Ein KÜHLEN-Schalter 34 ist bereitgestellt, um den Röstvorgang vor der in der Zeiteinstellung 26 angezeigten Zeit zu beenden. Der Röster 10 arbeitet über einen vorgegebenen Zeitraum ohne Wärme, bevor er ausgeschaltet wird, wenn der KÜHLEN-Schalter 34 aktiviert ist.
Wie in 2 dargestellt, ist eine Heizanordnung 36 im Gehäuse 20 bereitgestellt und auf mindestens einem Paar aufrecht stehender Säulen 37 montiert, welche von einem Boden 38 der Basis 12 nach oben ragen. Die Heizanordnung 36 schließt ein Gehäuse 40 ein, das eine primäre elektrische Widerstandsheizung 42 enthält, die direkt über einem Gebläse 44 angeordnet ist. Ein Gebläsemotor 45 ist außerhalb des Gehäuses 40 angebracht, um das Gebläse 44 zu drehen, welches einen Luftstrom (angezeigt von gekrümmten Pfeilen) erzeugt, der durch eine Öffnung 46 an der Oberseite des Heizanordnungsgehäuses 40 durch die primäre Heizung 42 und in die Röstkammer 14 strömt. Eine Einlassluftstrom-Steueranordnung 47 ist generell am Boden 38 der Basis 12 bereitgestellt, um das Volumen der Außen- oder Umgebungsluft, die in das Gehäuse 20 gesaugt wird, um den Luftstrom durch das Gebläse 44 zu erzeugen, zu steuern.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Einlassluft-Temperatursensor 48 an einer Steuertafel 49 (die an den Säulen 37 angebracht ist) nahe der Einlassluft-Steueranordnung 47 montiert, um die Temperatur der Umgebungsluft, die durch die Luftstrom-Steueranordnung 47 angesaugt wird, zu erfassen. Der Einlassluft-Temperatursensor 48 ist vorzugsweise ein Thermistor. Zusätzlich zum Einlassluft-Temperatursensor 48 ist ein Auslassluft-Temperatursensor 50 in der Heizanordnung 36 stromaufwärts von der primären Heizung 42 angeordnet, um die Temperatur der Luft, welche in die Röstkammer 14 gelangt, zu erfassen. Vorzugsweise ist der Rösttemperatursensor 50 ebenfalls ein Thermistor.
Die Röstkammer 14 schließt eine im Wesentlichen zylindrische Wand 52 ein, die vorzugsweise aus wärmebeständigem, durchsichtigem Glas oder einem ähnlichen Material besteht, damit der Anwender zusehen kann, wie die Kaffeebohnen geröstet werden. Die Wand 52 ist an ihrer unteren Öffnung an einem Becher 54 befestigt, der im Wesentlichen konisch mit einem flachen Boden 56 geformt ist. Der Boden 56 des Bechers 54 weist eine Vielzahl von Schlitzen oder Löchern (nicht dargestellt) auf, die den Luftstrom von der Heizanordnung 36 in die Röstkammer 14 gelangen lassen, während sie verhindern, dass Kaffeebohnen in die Heizanordnung 36 fallen. Der Griff 18 ist an der Wand 52 der Röstkammer 14 angebracht.
Die Abdeckung 16 ist so ausgelegt, dass sie abnehmbar mit der oberen Öffnung der Röstkammerwand 52 verbunden werden kann. Die Abdeckung 16 besteht aus wärmebeständigem Kunststoff oder einem ähnlichen Material und schließt eine Aufnahme 58 zum Sammeln der Schalen (nicht dargestellt), die während des Röstens von den Kaffeebohnen abblättern und die vom Luftstrom, der vom Gebläse 46 erzeugt wird, durch eine Öffnung 60 im Boden der Abdeckung 16 nach oben gerissen werden, ein. Eine weitere Öffnung 62 ist an der Oberseite der Abdeckung 16 bereitgestellt, damit der Luftstrom aus der Abdeckung 16 abgeführt werden kann. In der vorliegenden Ausführungsform ist die obere Öffnung 62 mit einem feinmaschigen Gitter 64 bedeckt, um die Schalen in der Aufnahme 58 der Abdeckung 16 zurückzuhalten.
Wie in 3 dargestellt und gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist der Auslassluft-Temperatursensor 50 in der Schalenaufnahme 58 nahe der oberen Öffnung 62 angeordnet, wo die Luft den Kaffeeröster 10 verlässt. Diese Anordnung ermöglicht es, dass der Sensor 50 die Temperatur der Luft, welche die Röstkammer 14 verlässt, erfasst. Der Kaffeeröster 10 ist auch mit einer Abdeckungshalterung 63 versehen, die an der Basis 12 befestigt und mit der Abdeckung 16 verbunden ist, um zu ermöglichen, dass die Abdeckung 16 drehend um eine Achse 65 geöffnet werden kann und sich nicht vom Röster 10 löst. Die Abdeckungshalterung 63 ist hohl, damit der Temperatursensor 50 elektrisch mit der Steuertafel 49 verbunden werden kann.
Wie in 4 dargestellt, ist in einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Auslassluft-Temperatursensor 50 in der Schalenaufnahme 58 nahe der oberen Öffnung 62 angeordnet, wie in der in 3 dargestellten Ausführungsform. Jedoch ist der Einlassluft-Temperatursensor 48 in der Heizanordnung 36 stromaufwärts von der primären Heizung 42 angeordnet und nicht nahe der Einlassluft-Steueranordnung 47, wie in der in 2 dargestellten Ausführungsform. Diese Anordnung ermöglicht die Erfassung des Temperaturunterschieds der Luft, die in die Röstkammer 14 gelangt und die die Röstkammer 14 verlässt. Wie in der in 3 dargestellten Ausführungsform ist der Kaffeeröster 10 dieser Ausführungsform ebenfalls mit einer Abdeckungshalterung 63 versehen, die an der Basis 12 befestigt ist, und ist mit der Abdeckung 16 verbunden, damit die Abdeckung 16 drehend um eine Achse 65 geöffnet werden kann und sich nicht vom Röster 10 löst. Die Abdeckungshalterung 63 ist hohl, damit der Temperatursensor 50 elektrisch mit der Steuertafel 49 verbunden werden kann.
Wie in den 5–7 dargestellt, schließt die Einlassluft-Steueranordnung 47 einen Lufteinlass 66 ein, der eine Vielzahl länglicher Öffnungen 68, die generell parallel zueinander angeordnet sind, einschließt (am besten in 5 zu sehen). Der Lufteinlass 66 ist am Boden 38 der Basis 12 ausgebildet. Die Luftstrom-Steueranordnung 47 schließt auch eine Abdeckung 70 (am besten in 6 zu sehen) mit länglichen Öffnungen 72 ein, die generell entsprechend den Öffnungen 68 am Lufteinlass 66 angeordnet sind. Die Öffnungen 72 verlaufen von nahe einem Ende der Abdeckung 70 bis etwa zur Mitte der Abdeckung 70. Die Abdeckung 70 weist auch einen länglichen Führungskanal 74 auf, der sich im Wesentlichen über die Länge der Abdeckung 70 erstreckt. Ein Schiebehebel 76 ist an der Abdeckung 70 etwa in der Mitte der Abdeckung 70 angebracht.
Zusammengesetzt, wie in 7 dargestellt, sind die Öffnungen 68 am Lufteinlass 66 und die Öffnungen 72 an der Abdeckung 70 im Wesentlichen miteinander in Deckung gebracht. Ein Paar beabstandeter Anschläge 78, 79, die vom Boden des Gehäuses 12 überstehen, ist in den Führungskanal 74 eingefügt. Die Anschlage 78, 79 halten die Abdeckung 70 in gleitendem Kontakt mit dem Lufteinlass 66 und dienen als Begrenzung, um die Gleitbewegung der Abdeckung 70 an der Oberfläche des Lufteinlasses 66 zu beschränken.
Im Betrieb werden die Öffnungen 68 des Lufteinlasses stärker offengelegt, wenn der Hebel 76 nach rechts oder entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt wird, bis sie vollkommen offen liegen, wenn das linke Ende des Kanals 74 den nächstgelegenen Anschlag 78 berührt. Dagegen werden die Öffnungen 68 weniger offengelegt, wenn der Hebel 76 nach rechts, im Uhrzeigersinn, bewegt wird, bis sie von der Hälfte der Abdeckung 70, die keine Öffnungen aufweist, vollständig abgedeckt werden, wenn das rechte Ende des Kanals 74 den nächstgelegenen Anschlag 79 erreicht.
Auf diese Weise ermöglicht es die Einlassluft-Steueranordnung 47 dem Anwender, das Volumen der Luft, die in dem Luftstrom, der vom Gebläse 46 erzeugt wird, in die Basis 12 des Rösters 10 und somit in die Röstkammer 14 eingelassen wird, zu steuern. Eine Zunahme des Luftvolumens in der Röstkammer 14 erniedrigt generell die Temperatur in der Kammer, und eine Abnahme des Luftvolumens führt generell zu einem Temperaturanstieg in der Kammer. Somit bietet die Luftstrom-Steueranordnung 47 dem Anwender eine bessere Steuerungsmöglichkeit für die Rösttemperatur.
Wie in 8 dargestellt, ist der Kaffeeröster 10 mit einem Wärmeschutz 84 versehen, bei dem es sich um eine Wärmesicherung oder einen Thermostat handeln kann, die bzw. der aktiviert wird, um die Energiezufuhr von einer Netzwechselspannung 86 zum Röster 10 zu unterbrechen, falls die Wärmesicherung über ihre Nenntemperatur hinaus erwärmt wird. Ein Leistungstransformator 88 ist ebenfalls bereitgestellt, um die Netzeingangsspannung 86 auf einen Betriebspegel für den Röster 10, etwa 15 VAC, zu senken. Eine Gleichstrom-Versorgungsschaltung 90 wandelt die abgeschwächte Wechselspannung vom Wandler 88 in Gleichspannung um, die über einen Rauschfilter zu einer System-Steuerschaltung 92 und zu einer Motordrehzahl-Steuerschaltung 94 geliefert wird. Die System-Steuerschaltung 92 empfängt Eingangssignale von Einlass- und Auslasstemperatursensoren 48, 50, einem Netzschalter 98 und den Steuerschaltern 28, 30, 32, 34 am Steuerfeld 22 und gibt über ein Leistungsrelais 100 Ausgangssignale an die primäre Heizung 42, an die Motordrehzahl-Steuerschaltung 94 und an die Zeitanzeige 26 aus. Die Motordrehzahl-Steuerschaltung 94 steuert die Drehzahl des Gebläsemotors 45 aufgrund von Signalen, die sie von der System-Steuerschaltung 92 erhält, indem sie die Spannung, die an den Motor angelegt wird, beispielsweise im Bereich von etwa 4,5 V bis 15 V, variiert. Der Netzschalter 98 ist als Sicherheitsschalter bereitgestellt, um die Stromzufuhr 86 zur primären Heizung 42 zu unterbrechen, wenn die Röstkammer 14 von der Basis 12 abgenommen wird.
Wie in den 9 und 10 dargestellt und gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist eine Nebenheizung 102 zwischen die Netzwechselspannung 86 und die Gleichstrom-Versorgungsschaltung 88, um die Netzwechselspannung 86 auf eine niedrigere Betriebsspannung von beispielsweise etwa 15 VAC zu senken, geschaltet. Diese gesenkte Wechselspannung wird dann von der Gleichstrom-Versorgungsschaltung 88 in Gleichspannung umgewandelt, wie in 8 dargestellt. Die Nebenheizung 102 ist im Gehäuse 40 der Heizanordnung 36 zusammen mit der primären Heizung 42 bereitgestellt (am besten in 10 zu sehen).
Wie in 11 dargestellt und gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist der Kaffeeröster so ausgelegt, dass er mindestens zwei Röststufen aufweist, wobei die Temperatur der nachfolgenden Röststufe höher ist als die der vorausgehenden Röststufe. In der bevorzugten Ausführungsform gibt es zwei Röststufen, gefolgt von einer Kühlstufe. In der ersten Stufe folgt die Luft innerhalb der Röstkammer 14 eng der in 11 dargestellten vorgegebenen Temperaturkurve bis zu einer Temperatur von etwa 200°C über eine vorgegebene Zeit t1 von etwa 3 Minuten. In der zweiten Stufe folgt die Temperatur in der Röstkammer 14 schnell und eng der Lufttemperaturkurve auf eine vorgegebene T2 von etwa 220°C, was höher ist als T1. Diese Temperatur wird etwa 3 Minuten lang beibehalten bis zur Zeit t2, zu welchem Zeitpunkt die Temperatur der Röstkammer wiederum schnell angehoben wird und der Lufttemperaturkurve eng auf eine vorgegebene Temperatur T3 von etwa 240°C folgt und etwa 2 Minuten gehalten wird bis zur Zeit t3, zu welchem Zeitpunkt die Temperatur in der Röstkammer 14 schnell innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne abkühlen gelassen wird, wie von dem Abschnitt der Lufttemperaturkurve in der Kühlstufe, etwa 3 Minuten, dargestellt. Auf diese Weise folgt die Temperatur der Bohnen eng der vorgegebenen Temperaturkurve und durchläuft eine Reihe von vorhersagbaren Röstzyklen, bis sie gleichmäßig geröstet sind. Es sei darauf hingewiesen, dass die oben genannten Temperaturen T1, T2, T3 und die Zeiten t1, t2, t3 nur Beispiele darstellen und dass andere Temperaturen und Zeiten in Betracht kommen.
Im Betrieb beginnt der Kaffeeröster 10 automatisch mit den oben beschriebenen und in der System-Steuerschaltung 92 programmierten Dreistufen-Röststufen, wenn der RÖSTEN-Schalter 32 (am besten in 1 dargestellt) vom Anwender gedrückt wird.
Wenn die Zeitschalter 28, 30 vom Anwender aktiviert werden, um die Röstzeit einzustellen, durchläuft der Röster 10 die programmierten Röststufen, hält den Röstvorgang jedoch bei der aktuellen Röststufe an, d. h. nachdem die eingestellte Zeit vergangen ist, und geht automatisch für eine vorgegebene Zeit zur Kühlstufe über.
Während jeder Röststufe messen der Einlasstemperatursensor 48 und der Auslasstemperatursensor 50 die Lufttemperatur an ihren jeweiligen Standorten, damit die System-Steuerschaltung 92 sich während jeder Röststufe eng an die vorgegebene Temperaturkurve halten kann. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Einlasstemperatursensor 48 nahe der Einlassluft-Steueranordnung 47 angeordnet, um die Temperatur der Umgebungsluft, die in den Kaffeeröster 10 gelangt, zu messen (am besten in 2 zu sehen). Der Auslasstemperatursensor 50 ist in der Nähe und stromabwärts von der Heizung 42 angeordnet, um die Temperatur der Luft, welche in die Röstkammer 14 gelangt, zu messen.
Wie wiederum in 8 dargestellt und gemäß der vorliegenden Erfindung, schickt die System-Steuerschaltung 92 ein Signal an die Motordrehzahl-Steuerschaltung 94, um die Energieversorgung des Gebläsemotors 45 zu senken, um den Luftstrom in die Röstkammer 14 abzuschwächen, wodurch die Temperatur in der Röstkammer steigt. Dagegen schickt die System-Steuerschaltung 92 ein Signal an die Motordrehzahl-Steuerschaltung 94, um die Energieversorgung des Gebläsemotors 45 zu erhöhen, um den Luftstrom in die Röstkammer 14 zu verstärken, wodurch die Temperatur in der Röstkammer 14 sinkt.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die System-Steuerschaltung 92 mit einer Rösttemperatur-Einstellungstabelle 104 programmiert, die Informationen hinsichtlich der Energie, die dem Gebläsemotor 45 zugeführt werden sollte (über die Motordrehzahl- Steuerschaltung 94), um der vorgegebenen Lufttemperaturkurve folgen zu können (am besten in 11 dargestellt) bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturbereichen, wie sie vom Einlasstemperatursensor 48 erfasst werden, liefert. Abhängig von der Umgebungstemperatur variiert die Temperatur der Luft, die in die Röstkammer 14 gelangt, erheblich, auch wenn die Energiezufuhr zum Gebläsemotor 45 konstant ist. Wenn die Umgebungstemperatur deutlich unter Raumtemperatur liegt (beispielsweise wenn der Röster 10 an einem Wintertag im Freien betätigt wird), liegt die Temperatur der Luft, die in die Röstkammer 14 gelangt, beispielsweise deutlich unter den Temperaturen, die von der Heizanordnung 36 erzeugt werden, wenn diese mit der gleichen Gebläsemotorleistung, aber bei Raumtemperatur betrieben wird. Außerdem dauert es länger, bis die gewünschte Temperatur erreicht ist, wenn die Umgebungstemperatur deutlich unter Raumtemperatur liegt, und möglicherweise ist es bei gewissen Umgebungstemperaturen nicht möglich, diese zu erreichen. Die Rösttemperatur-Einstellungstabelle 104 und die Einlass- und Auslasstemperatursensoren 48, 50 liefern Informationen, die die System-Steuerschaltung 92 braucht, um die Leistung, die an den Getriebemotor 45 angelegt wird, zu steuern, so dass der vorgegebenen Temperaturkurve eng gefolgt werden kann, auch wenn die Umgebungstemperatur variiert.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird nur ein Temperatursensor, der in 2 dargestellte Auslasstemperatursensor 50, verwendet, um die gewünschte Temperatur in der Röstkammer 14 zu erreichen. Bei dieser Anordnung empfängt die System-Steuerschaltung 92 die Temperatur des Luftstroms, der in die Röstkammer 14 eintritt, welche periodisch (z. B. alle 5 Sekunden) vom Temperatursensor 50 gemessen wird. Falls die gemessene Temperatur von der vorgegebenen Temperaturkurve abweicht, gibt die System-Steuerschaltung 92 ein Signal an die Motordrehzahl-Steuerschaltung 94 aus, um die Energiezufuhr zum Gebläsemotor 45 zu verringern, wodurch die Lufttemperatur steigt. Wenn die gemessene Temperatur höher ist als die gewünschte Temperatur, wird andererseits die Energiezufuhr zum Gebläsemotor 45 erhöht, um die Lufttemperatur innerhalb der Röstkammer 14 zu senken.
In der oben beschriebenen Ausführungsform, in der der Einlassluft-Temperatursensor 48 in der Nähe der Einlassluftstrom-Steueranordnung 47 bereitgestellt ist und der Auslassluft-Temperatursensor 50 in der Abdeckung 16 bereitgestellt ist, wie in 3 dargestellt, ähnelt die Steuerung der Temperatur in der Röstkammer 14 der oben beschriebenen Ausführungsform mit den beiden Sensoren 48, 50. Anders ausgedrückt, die System-Steuerschaltung 92 steuert die Energie, die dem Gebläsemotor 45 zugeführt wird, um die vorgegebene Lufttemperaturkurve in der Röstkammer 14 bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturbereichen zu erreichen.
In der oben beschriebenen Ausführungsform, wo der Einlasstemperatursensor 48 in der Nähe und stromabwärts von der Heizung 42 bereitgestellt ist und der Auslasstemperatursensor 50 in der Abdeckung 16 bereitgestellt ist, wie in 4 dargestellt, steuert die System-Steuerschaltung 92 die Energiezufuhr zum Gebläsemotor 45 (über die Motordrehzahl-Steuerschaltung 94), so dass die Temperatur innerhalb der Röstkammer 14 der vorgegebenen Temperaturkurve folgt, indem sie den Durchschnitt der Temperaturen an den beiden Standorten der Sensoren 48, 50 nimmt.
Wie in 12 dargestellt und gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist ein im Wesentlichen zylindrischer Windkanal 106 oberhalb der Öffnungen 107 im Boden 56 des Bechers 54 positioniert. Der Durchmesser des Windkanals 106 ist so, dass er die Öffnungen 107 im Wesentlichen umschließt. Der Windkanal 106 ist durch vier Tragarme 108 (von denen zwei in 12 dargestellt sind), welche von der Oberseite des Windkanals 106 ausgehen und im Wesentlichen gleichmäßig um dessen Umfang beabstandet sind, über dem Boden 56 aufgehängt. Die Arme 108 sind im Wesentlichen steif, um den Windkanal 106 in einer Position oberhalb der Öffnungen 107 festzuhalten. Die Arme 108 können aus dem gleichen dünnen Metallblech gebildet sein wie der Windkanal 106 und am Windkanal 106 befestigt sein, oder sie können einstückig mit dem Windkanal 106 ausgebildet sein.
Die Tragarme 108 an dem Ende, das dem Windkanal 106 gegenüber liegt, sind am Umfang eines pilz- oder kegelförmigen Deflektors 110 befestigt. Der Durchmesser des Deflektors 110 ist in seinem breitesten Abschnitt im Wesentlichen der gleiche wie der Durchmesser des Windkanals 106. Der Deflektor 110 weist eine generell abgerundete Kuppel 112 auf, um zu verhindern, dass die Kaffeebohnen an der Oberseite des Deflektors 110 hängen bleiben. Der Boden des Deflektors 110 ist fest mit einem Ende einer Säule 114 verbunden, die an ihrem anderen Ende am Boden 56 des Bechers 54 befestigt ist. Die Enden der Säule 114 können auf herkömmliche Weise am Deflektor 110 und am Boden 56 befestigt sein, beispielsweise durch Verschweißen, Vernieten, Verschrauben, usw. Die Tragarme 108 können auf die gleiche beliebige Weise am Deflektor 110 und am Windkanal 106 befestigt sein.
Im Betrieb wird der erwärmte Luftstrom 116 (der vom Gebläse 44 erzeugt wird), wenn er in die Röstkammer 14 eintritt, durch den Windkanal 106 geführt, was wegen des verringerten Strömungsdurchmessers des Luftwegs in der Röstkammer 14 die Geschwindigkeit des Luftstroms 116 erhöht. Wenn der Luftstrom 116 aus dem Windkanal 106 austritt, wird er von der Seite des Deflektors 110 abgelenkt und verlässt schließlich die Röstkammer 14 durch die obere Öffnung 62 in der Abdeckung 16 (am besten in 13 dargestellt).
Der Windkanal 106 ist ausreichend vom Boden 56 des Bechers 54 beabstandet, damit die Kaffeebohnen (nicht dargestellt) vom Luftstrom 116 ungehindert vom Boden 56 des Bechers 54 nach oben transportiert werden können. Zwischen dem Windkanal 106 und dem Deflektor 110 besteht ebenfalls eine ausreichende Lücke, damit die Kaffeebohnen, die im Luftstrom 116 mitgeführt werden, den Windkanal 106 ungehindert verlassen können und vom Deflektor 110 abgelenkt werden.
Der Windkanal 106 erhöht die Geschwindigkeit des erwärmten Luftstroms 116, wodurch die gleiche Menge an Bohnen bei wesentlich niedrigeren UpM geröstet werden kann, was dazu führt, dass der Kaffeeröster 10 leiser und mit längerer Motorstandzeit betrieben werden kann. Der Windkanal 106 ermöglicht auch die Erhöhung der Röstleistung des Kaffeerösters 10. Der schnellere Luftstrom 116, der sich aus der Passage durch den Windkanal 106 ergibt, verstärkt die Blas-/Transportleistung des heißen Luft stroms 116, wodurch die Menge der Bohnen, die in dem heißen Luftstrom 116 durchgeblasen und geröstet werden, steigt.
Während die Kaffeebohnen geröstet werden, geben sie Rauch ab, der durch zwei Öffnungen 62 in der Abdeckung 16 austritt. Wie in 13 dargestellt, sind die Öffnungen 62, die denen der oben gezeigten Ausführungsformen gleichen, mit feinmaschigen Gittern 64 abgedeckt, um die Schalen der gerösteten Bohnen in der Aufnahme der Abdeckung 16 zurückzuhalten. Das Gitter 64 sollte ein Drahtgitter sein, um der Wärme aus der Röstkammer 14 standhalten zu können. In der in 12 dargestellten Ausführungsform des Kaffeerösters 10 schließt die Abdeckung 16 einen zylindrischen Ring 120 ein, der aus dünnem Metallblech mit einer Vielzahl von Löchern zum Sammeln der Schalen in der Abdeckung 16 gefertigt ist.
Die Abdeckung 16 schließt darüber hinaus eine Vielzahl von Befestigungslöchern 122 ein, um einen Entrauchungsaufsatz 124 abnehmbar daran zu befestigen. Der Entrauchungsaufsatz 124 ist so konstruiert, dass er auf eine Entrauchungsleitung 126, die aus flexiblem Aluminium besteht, oder eine andere wärmebeständige Leitung, wie diejenigen, die verwendet werden, um Warmluft aus einem Kleidertrockner abzuleiten, wie in 14 dargestellt, passt und lösbar mit dieser verbunden werden kann. Der Entrauchungsaufsatz 124 schließt einen zylindrischen Ringabschnitt 128 ein, dessen Durchmesser ausreichend groß ist, um die Öffnungen 62 an der Abdeckung 16 zu umschließen. Die Höhe des Ringabschnitts 128 sollte so sein, dass er einen Abschnitt der Entrauchungsleitung 126 passgenau aufnehmen kann, um eine Dichtung zu bilden, die ausreichend dicht ist, um zu verhindern, dass Rauch zwischen dem Ringabschnitt 128 und der Entrauchungsleitung 126 austritt.
Der Ringabschnitt 128 ist aus Metallblech oder einem anderen Material gebildet, das ausreichend dick ist, um seine zylindrische Form beizubehalten und der Wärme aus der Röstkammer 14 standzuhalten. An der Innenseite des Ringabschnitts 128 sind eine Reihe von im Wesentlichen steifen Metalldrähten 130a in etwa gleichmäßig voneinander beabstandet. Vier Drähte 130a sind in einer Ausführungsform. Die Drähte 130a (130b) verlaufen über ein unteres Ende 132 des Ringabschnitts 128 hinaus und werden passgenau in die Befestigungslöcher 122 an der Abdeckung 16 eingepasst, so dass der Entrauchungsaufsatz 124 fest an der Abdeckung 16 angebracht wird. Die Drähte 130a verlaufen auch über ein oberes Ende 134 des Ringabschnitts 128 hinaus. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Abschnitte der Drähte 130a am oberen Ende 134 des Ringabschnitts 128 im Wesentlichen in die Form eines S gebogen, so dass ein gekrümmter Abschnitt 136 etwas über den Umfang des Ringabschnitts 128 hinaus verläuft, so dass die Drähte 130a gegen die Entrauchungsleitung 126 gedrückt werden, um zu verhindern, dass diese sich vom Entrauchungsaufsatz 124 löst (am besten in 14 zu sehen).

Claims

Röster (10) zum Rösten von Kaffeebohnen, umfassend: eine Röstkammer (14) mit einer Oberseite und einem Boden (56); eine Abdeckung (16), die auf der Oberseite der Röstkammer (14) sitzt; eine Basis (12), auf der der Boden (56) der Röstkammer (14) sitzt; eine Einrichtung (36) in der Basis (12), die einen Warmluftstrom in die Röstkammer (14) liefert, um die Kaffeebohnen zu erhitzen; mindestens eine Luftöffnung (107) im Boden (56) durch die der Luftstrom (116) in die Röstkammer (14) eintritt; und einen Windkanal (106) über der mindestens einen Luftöffnung (107), der einen Einlass und einen Auslass aufweist, um die Geschwindigkeit des Luftstroms (116) in der Röstkammer (14) zu erhöhen, während der Luftstrom (116) den Windkanal (106) passiert; und einen Deflektor (110), der oberhalb des Auslasses des Windkanals (106) positioniert ist, um die Kaffeebohnen, die von dem Luftstrom (116), der den Windkanal (106) verlässt, mitgerissen werden, abzulenken.
Röster nach Anspruch 1, wobei der Deflektor (110) am Boden (56) der Röstkammer (14) durch eine längliche Säule (114) befestigt ist, und der Windkanal (106) durch eine Vielzahl von Tragarmen (108) aufgehängt ist.
Röster nach Anspruch 2, wobei der Windkanal (106) über der mindestens einen Öffnung (107) beabstandet ist.
Röster nach Anspruch 3, wobei der Windkanal (106) im Wesentlichen zylindrisch aufgebaut ist und einen Durchmesser aufweist, der im Wesentlichen die mindestens eine Öffnung (107) im Boden (56) der Röstkammer (14) umschließt.
Röster nach Anspruch 2, wobei der Deflektor (110) eine abgerundete Kuppel (112) aufweist.
Röster zum Rösten von Kaffeebohnen, umfassend: eine Röstkammer (14); eine Einrichtung (36) zum Zuführen eines erwärmten Luftstroms in die Röstkammer (14); eine Abdeckung (16), die auf der Oberseite der Röstkammer (14) sitzt; mindestens eine Öffnung (62) in der Abdeckung (16), damit Rauch aus der Röstkammer (14) dort hindurch entweichen kann; und einen Entrauchungsaufsatz (124), der abnehmbar an der Abdeckung (16) befestigt ist, um Rauch, der durch die mindestens eine Öffnung (62) in der Abdeckung (16) entweicht, aufzunehmen; wobei am Entrauchungsaufsatz (124) eine längliche Entrauchungsleitung (126) abnehmbar angebracht ist.
Röster nach Anspruch 6, wobei der Entrauchungsaufsatz (124) einen im Wesentlichen zylindrischen Ringabschnitt (128) aufweist, der einen Durchmesser aufweist, der die mindestens eine Öffnung (62) in der Abdeckung (16) umschließt.
Röster nach Anspruch 7, wobei der Entrauchungsaufsatz (124) eine Vielzahl von Armen (130a) einschließt, die an einem oberen Ende (134) des Ringabschnitts (128) befestigt sind und von dort ausgehen, wobei die Arme (130a) so konstruiert sind, dass sie über den Umfang des Ringabschnitts (128) hinaus reichen, um die Entrauchungsleitung (126) abnehmbar am Ringabschnitt (128) zu befestigen.
Röster nach Anspruch 7, wobei der Entrauchungsaufsatz (124) eine Vielzahl von Füßen (130b) aufweist, die an einem unteren Ende (132) des Ringabschnitts (128) befestigt sind und von diesem ausgehen, um in eine entsprechende Vielzahl von Befestigungslöchern (122), die in der Abdeckung (16) ausgebildet sind, einzugreifen.