TW201804941A - 咖啡機及其出水溫控方法 - Google Patents
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Abstract
一種咖啡機的出水溫控方法，包含以下步驟：步驟(A)微處理器令加熱器啟動以加熱第二出水段內的清水；步驟(B)微處理器判斷第二出水段的清水溫度值是否大於一代表清水處於沸騰狀態的第一溫度門檻值，若判斷結果為是，則執行步驟(C)；步驟(C)微處理器令加熱器關閉，並啟動一計時器以記錄一關於該加熱器停止加熱的加熱停止持續時間；步驟(D)微處理器判斷加熱停止持續時間是否等於一第一時間門檻值，若判斷結果為是，則執行步驟(E)；及步驟(E)微處理器判斷第二出水段的該清水溫度值是否大於一第二溫度門檻值，以判定第二出水段的清水補充狀態。
Description
本發明是有關於一種咖啡機
及其控制方法，特別是指一種咖啡機
及其出水溫控方法。
咖啡是目前最普遍的飲料之一，近年來因自動化技術的發展，人們常會使用咖啡機進行咖啡之沖泡。一般的咖啡機可分為美式咖啡機、義式咖啡機等類型，其共同原理是透過咖啡機將冷水加熱至適當溫度後，將熱水流經咖啡粉以萃取出咖啡液。在咖啡萃取過程中，咖啡機對熱水的溫度控制與流量供應控制是影響咖啡美味程度的重要因素，一般咖啡機會設置眾多複雜的加熱器、感溫器、電磁閥門、控制器等零組件以實現熱水之穩定供應，然而現有技術無論是在熱水之溫度控制、供應控制、出水量偵測等各方面都還有不小的進步空間。
因此，本發明之其中一目的，即在提供一種具有良好溫度控制、出水控制的咖啡機
及其出水溫控方法。
於是，本發明咖啡機，包含一儲水容器、一出水管路、一加熱器、一感溫器及一控制單元。該儲水容器用於儲存清水。該出水管路包括一第一出水段、一第二出水段及一逆止閥。該第一出水段一端連通於該儲水容器以供清水流通。該第二出水段的一端連通於該第一出水段以供清水流通，且另一端向上彎折延伸並可於該第二出水段受加熱後供清水流出。該逆止閥裝設於該第一出水段與該第二出水段的銜接處，該逆止閥於該第二出水段受加熱以致壓力大於該第一出水段時限制清水不能在該第一出水段與該第二出水段之間流動，且該逆止閥於該第二出水段的壓力小於該第一出水段時允許清水自該第一出水段流向該第二出水段。該加熱器設置於該第二出水段，用於加熱該第二出水段內的清水。該感溫器設置於該第二出水段，用於偵測該第二出水段內的清水溫度以產生一清水溫度值。該控制單元包括一微處理器，該微處理器能接收該感溫器回傳的清水溫度值，並根據該清水溫度資訊控制該加熱器之啟閉。
本發明咖啡機的出水溫控方法，由前述咖啡機執行，包含以下步驟：步驟(A)該微處理器令該加熱器啟動以加熱該第二出水段內的清水；步驟(B) 該微處理器判斷該第二出水段的該清水溫度值是否大於一代表清水處於沸騰狀態的第一溫度門檻值，若判斷結果為是，則執行步驟(C)；步驟(C)該微處理器令該加熱器關閉，並啟動一計時器以記錄一關於該加熱器停止加熱的加熱停止持續時間；該步驟(D)該微處理器判斷該加熱停止持續時間是否等於一第一時間門檻值，若判斷結果為是，則執行步驟(E)；及步驟(E)該微處理器判斷該第二出水段的該清水溫度值是否大於一第二溫度門檻值，以判定該第二出水段的清水補充狀態，該第二溫度門檻值係低於該第一溫度門檻值。
在一些實施態樣中，若該步驟(E)的判斷結果為否，則執行：步驟(F) 該微處理器判斷該加熱停止持續時間是否大於一第二時間門檻值，該第二時間門檻值係大於該第一時間門檻值；若判斷結果為是，則重新執行步驟(A)。
在一些實施態樣中，於該步驟(F)後至重新執行該步驟(A)之前，還包含：步驟(G)該微處理器更新一出水累計次數，該出水累計次數代表完整執行該步驟(A)至該步驟(F)之累積次數。
在一些實施態樣中，若該步驟(E)的判斷結果為是，則執行：步驟(H) 該微處理器判斷該出水累計次數是否大於一正常出水次數門檻值，以判斷該出水管路的出水狀態。
在一些實施態樣中，於該步驟(H)若該微處理器判斷該出水累計次數大於該正常出水次數門檻值，則執行：步驟(I) 該微處理器令該控制單元的一提示模組顯示一異常訊息。
在一些實施態樣中，於步驟(H)若該微處理器判斷該出水累計次數不大於該正常出水次數門檻值，則執行：步驟(J) 該微處理器令該控制單元的一提示模組顯示一代表咖啡淬取完成的完成訊息
本發明至少具有以下功效：本發明咖啡機藉由逆止閥的設置，能夠簡便有效地透過對清水的加熱與否控制熱水的供應。此外，藉由加熱器、感溫器、控制單元之間的配合，得以藉由本發明的出水溫控方法進行熱水溫度控制、供應控制、出水量偵測。
參閱圖1，為本發明咖啡機100的一實施例，該咖啡機100包含一殼體1及裝設於該殼體1的一儲水容器2、一出水管路3、一加熱器4、一感溫器5、一控制單元6、一濾杯7及一咖啡容器8。
該儲水容器2係用於儲存清水，以提供沖泡咖啡之所需。該出水管路3包括一第一出水段31、一第二出水段32、一出水頭33以及一逆止閥34。該第一出水段31的一端與該儲水容器2連通，以供清水流通。該第二出水段32的一端連通於該第一出水段31以供清水流通，另一端向上彎折延伸並可於該第二出水段32受加熱後供清水流出。該出水頭33連通於該第二出水段32的另一端，可供清水從該出水頭33的一出水口331流出。該逆止閥34裝設於該第一出水段31與該第二出水段32的銜接處，可於該第二出水段32受該加熱器4加熱產生水蒸氣以致壓力大於該第一出水段31時，限制清水不能在該第一出水段31與該第二出水段32之間流動，以免熱水往該第一出水段31流出。此外，該逆止閥34於該第二出水段32的壓力小於該第一出水段31時，允許清水自該第一出水段31流向該第二出水段32，以補充該第二出水段32的清水量。如此，藉由該逆止閥34的設置，當該第二出水段32內的清水被該加熱器4加熱至足夠的溫度後，會從該出水頭33處流出並滴入裝有咖啡粉的該濾杯7中以進行咖啡液的萃取，咖啡液最終由該咖啡容器8所收集，在此期間該逆止閥34會阻擋清水流入以確保該第二出水段32的清水溫度。當該第二出水段32內的水量逐漸減少以致壓力降低後，該加熱器4會關閉且該逆止閥34再度恢復開啟狀態，因此可對該第二出水段32補充清水。
該加熱器4設置於該第二出水段32，例如可採用一個U型的加熱管並焊接在該第二出水段32處，以對該第二出水段32內的清水進行加熱。該感溫器5設置於該第二出水段32，用於偵測該第二出水段32內的清水溫度以產生一清水溫度值，並將該清水溫度值回傳至該控制單元6以進行溫度控制。
該控制單元6包括一微處理器61、一加熱控制模組62、一溫度感知模組63及一提示模組64。該微處理器61能接收該感溫器5回傳的清水溫度值，並根據該清水溫度資訊控制該加熱器4之啟閉，藉以進行該咖啡機的出水溫控及狀態偵測。該加熱控制模組62電連接於該微處理器61與該加熱器4之間，受該微處理器61控制以開啟或關閉該加熱器4。該溫度感知模組63電連接於該微處理器61與該感溫器5之間，能夠將該感溫器5測得之清水溫度轉換為數位訊號類型的清水溫度值以回傳至該微處理器61進行回授控制。該提示模組64可設置圖未示的指示燈、蜂鳴器、揚聲器、顯示面板等各種模組，藉以提供訊息供使用者所參考。
參閱圖1至圖3，以下說明本發明出水溫控方法的執行流程。
於步驟(A)，當使用者欲操作咖啡機100以沖泡咖啡時，可透過操作介面(圖未示)啟動沖泡程序，此時該微處理器61令該加熱器4啟動以加熱該第二出水段32內的清水。
於步驟(B)，在該加熱器4持續對該第二出水段32內的清水進行加熱的過程中，該微處理器61會判斷該第二出水段32的該清水溫度值是否大於一代表清水處於沸騰狀態的第一溫度門檻值T1(如圖3標示a處)，若該第二出水段32的該清水溫度值未達該第一溫度門檻值T1則持續加熱程序，若該第二出水段32的該清水溫度值已達該第一溫度門檻值T1則表示水溫已達標準，此時可續行步驟(C)。
於步驟(C)，步驟(C1)該微處理器61會命令該加熱器4關閉，步驟(C2)該微處理器61會啟動一計時器以記錄一關於該加熱器4停止加熱的加熱停止持續時間。例如，於圖3中該加熱停止持續時間是從a處起算。
於步驟(D)，該加熱器4關閉後，該微處理器61會持續判斷該加熱停止持續時間是否等於一第一時間門檻值t1，也就是說該微處理器61會根據計時器的記錄判斷該加熱器4關閉後是否已經經過一特定時間(第一時間門檻值t1)。在圖3中，該第一時間門檻值t1相當於a處與b處之間的時間，屬於一個系統的預設值。
於步驟(E)，當步驟(D)的判斷結果為｢是｣，表示該加熱器4關閉已經過預設的第一時間門檻值t1，在加熱器4關閉後該第二出水段32內的水溫、壓力下降會開始有清水流入，此時該微處理器61會判斷該第二出水段32的該清水溫度值是否大於一第二溫度門檻值T2，以判定該第二出水段32的清水補充狀態，該第二溫度門檻值T2係低於該第一溫度門檻值T1。若該第二出水段32的該清水溫度值小於該第二溫度門檻值T2(如圖3之b處)，代表該第二出水段32內有充分的清水流入與原本殘存的熱水混合補充，因此水溫的下降程度會較大。若該第二出水段32的該清水溫度值大於該第二溫度門檻值T2(如圖3之c處)，表示加熱器4關閉後時間經過該第一時間門檻值t1後，該第二出水段32沒有獲得充分的清水補充，因此整體的水溫會高於第二溫度門檻值T2而與b處不同。
於步驟(F)，若步驟(E)的判斷結果為｢否｣，代表該第二出水段32已有清水補入，該微處理器61接著會判斷該加熱停止持續時間是否大於一第二時間門檻值t2。該第二時間門檻值t2係大於該第一時間門檻值t1，於圖3中相當於a處與c處之間的時間，屬於一系統的預設值。此步驟的執行，是要確保該第二出水段32在該加熱器4停止加熱後能夠獲得充分的清水補充。
於步驟(G)，若步驟(F)的判斷結果為｢是｣，表示該第二出水段32已補充充分的清水，此時該微處理器更新一出水累計次數，該出水累計次數代表完整執行該步驟(A)至該步驟(F)之累積次數，例如在第一次從步驟(A)執行至步驟(F)後該出水累計次數會設定為1次，第二次從步驟(A)執行至步驟(B)後該出水累計次數會設定為2次。
於步驟(G)更新出水累計次數後，該控制流程會從頭由步驟(A)開始執行類似的過程，以透過上述溫控過程對濾杯7中的咖啡粉滴入熱水以進行下一次咖啡液的萃取。
當沖泡咖啡的總出水量已達到預設值或者清水補充發生異常時，於該步驟(E)該判斷結果為｢是｣會執行步驟(H)，由該微處理器61判斷該出水累計次數是否大於一正常出水次數門檻值，藉以判斷該出水管路3的出水狀態。
於步驟(H)若該微處理器判斷該出水累計次數大於該正常出水次數門檻值，表示該咖啡機100進行多次的清水補充程序但都未充分供應清水，則會執行步驟(I)，由該微處理器61命令該控制單元6的該提示模組64顯示一異常訊息，提醒使用者咖啡萃取出現異常，此問題有可能是該出水管路3發生阻塞導致清水無法順利流通，因此使用者可透過例如檸檬酸清洗出水管路3以解決此異常狀態。
於步驟(H)若該微處理器61判斷該出水累計次數不大於該正常出水次數門檻值，則會執行步驟(J)，由該微處理器61命令該控制單元6的該提示模組64顯示一代表咖啡淬取完成的完成訊息，如此便完成所有的控制程序。
綜合前述說明，本發明咖啡機100藉由逆止閥34的設置，能夠簡便有效地透過對清水的加熱與否控制熱水的供應。此外，藉由加熱器4、感溫器5、控制單元6之間的配合，得以藉由本發明的出水溫控方法進行熱水溫度控制、供應控制、出水量偵測。故本發明咖啡機100及其出水溫控方法確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
100‧‧‧咖啡機
1‧‧‧殼體
2‧‧‧儲水容器
3‧‧‧出水管路
31‧‧‧第一出水段
32‧‧‧第二出水段
33‧‧‧出水頭
331‧‧‧出水口
34‧‧‧逆止閥
4‧‧‧加熱器
5‧‧‧感溫器
6‧‧‧控制單元
61‧‧‧微處理器
62‧‧‧加熱控制模組
63‧‧‧溫度感知模組
64‧‧‧提示模組
7‧‧‧濾杯
8‧‧‧咖啡容器
A~J‧‧‧執行步驟
T1‧‧‧第一溫度門檻值
T2‧‧‧第二溫度門檻值
t1‧‧‧第一時間門檻值
t2‧‧‧第二時間門檻值
1‧‧‧殼體
2‧‧‧儲水容器
3‧‧‧出水管路
31‧‧‧第一出水段
32‧‧‧第二出水段
33‧‧‧出水頭
331‧‧‧出水口
34‧‧‧逆止閥
4‧‧‧加熱器
5‧‧‧感溫器
6‧‧‧控制單元
61‧‧‧微處理器
62‧‧‧加熱控制模組
63‧‧‧溫度感知模組
64‧‧‧提示模組
7‧‧‧濾杯
8‧‧‧咖啡容器
A~J‧‧‧執行步驟
T1‧‧‧第一溫度門檻值
T2‧‧‧第二溫度門檻值
t1‧‧‧第一時間門檻值
t2‧‧‧第二時間門檻值
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一示意圖，說明本發明咖啡機的一實施例； 圖2是一流程圖，說明本發明咖啡機的出水溫控方法的執行流程；及 圖3是一曲線圖，說明本發明咖啡機之出水水溫變化趨勢。
A~J‧‧‧執行步驟
Claims (7)
- 一種咖啡機，包含： 一儲水容器，用於儲存清水； 一出水管路，包括 一第一出水段，一端連通於該儲水容器以供清水流通， 一第二出水段，一端連通於該第一出水段以供清水流通，另一端向上彎折延伸並可於該第二出水段受加熱後供清水流出，及 一逆止閥，裝設於該第一出水段與該第二出水段的銜接處，該逆止閥於該第二出水段受加熱以致壓力大於該第一出水段時限制清水不能在該第一出水段與該第二出水段之間流動，且該逆止閥於該第二出水段的壓力小於該第一出水段時允許清水自該第一出水段流向該第二出水段； 一加熱器，設置於該第二出水段，用於加熱該第二出水段內的清水； 一感溫器，設置於該第二出水段，用於偵測該第二出水段內的清水溫度以產生一清水溫度值；及 一控制單元，包括一微處理器，該微處理器能接收該感溫器回傳的清水溫度值，並根據該清水溫度資訊控制該加熱器之啟閉。
- 一種咖啡機的出水溫控方法，由一如請求項1所述之咖啡機執行，該出水溫控方法包含以下步驟： 步驟(A) 該微處理器令該加熱器啟動以加熱該第二出水段內的清水； 步驟(B) 該微處理器判斷該第二出水段的該清水溫度值是否大於一代表清水處於沸騰狀態的第一溫度門檻值，若判斷結果為是，則執行步驟(C)； 步驟(C) 該微處理器令該加熱器關閉，並啟動一計時器以記錄一關於該加熱器停止加熱的加熱停止持續時間； 步驟(D) 該微處理器判斷該加熱停止持續時間是否等於一第一時間門檻值，若判斷結果為是，則執行步驟(E)；及 步驟(E) 該微處理器判斷該第二出水段的該清水溫度值是否大於一第二溫度門檻值，以判定該第二出水段的清水補充狀態，該第二溫度門檻值係低於該第一溫度門檻值。
- 如請求項2所述之咖啡機的出水溫控方法，其中，若該步驟(E)的判斷結果為否，則執行：步驟(F) 該微處理器判斷該加熱停止持續時間是否大於一第二時間門檻值，該第二時間門檻值係大於該第一時間門檻值；若判斷結果為是，則重新執行步驟(A)。
- 如請求項3所述之咖啡機的出水溫控方法，其中，於該步驟(F)後至重新執行該步驟(A)之前，還包含：步驟(G)該微處理器更新一出水累計次數，該出水累計次數代表完整執行該步驟(A)至該步驟(F)之累積次數。
- 如請求項4所述之咖啡機的出水溫控方法，其中，若該步驟(E)的判斷結果為是，則執行：步驟(H) 該微處理器判斷該出水累計次數是否大於一正常出水次數門檻值，以判斷該出水管路的出水狀態。
- 如請求項5所述之咖啡機的出水溫控方法，其中，於該步驟(H)若該微處理器判斷該出水累計次數大於該正常出水次數門檻值，則執行：步驟(I) 該微處理器令該控制單元的一提示模組顯示一異常訊息。
- 如請求項5所述之咖啡機的出水溫控方法，其中，於步驟(H)若該微處理器判斷該出水累計次數不大於該正常出水次數門檻值，則執行：步驟(J) 該微處理器令該控制單元的一提示模組顯示一代表咖啡淬取完成的完成訊息。
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