Мобильное или переносное устройство с подачей сжатого газа для приготовления напитков или аналогичных продуктов
Мобильное или переносное устройство для приготовления напитков содержит модуль для выдачи напитка посредством подачи жидкости под давлением, бак подачи жидкости достаточной емкости для снабжения модуля несколькими объемами жидкости для повторной выдачи более одного напитка, средство сжатия, подходящее для снабжения модуля жидкостью под давлением, камеру подачи жидкости, емкость которой в несколько раз меньше емкости бака. Указанная камера выполнена с возможностью соединения, в состоянии заполнения модуля, со средством сжатия для сжимания жидкости в камере и для впрыска сжатой жидкости в модуль и тем самым для обеспечения подачи жидкости через модуль. Изобретение обеспечивает безопасность использования устройства. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 4 ил.
Данное изобретение относится к устройству для приготовления напитков или других аналогичных продуктов с использованием пищевого продукта. В частности, изобретение относится к дозировочным машинам, таким как мобильные или переносные кофейные машины.
Устройства для приготовления напитков типа кофейной машины, в которых используются предварительно упакованные или не упакованные порции пищевого продукта, широко используются в муниципалитетах, торговых центрах и фирмах. Принцип приготовления основывается на экстракции порций продукта посредством пропускания через этот продукт некоторого количества холодной или горячей жидкости под высоким давлением, обычно выше атмосферного давления. Предварительно упакованные порции могут быть частично жесткими капсулами или же гибкими пакетиками, которые герметично закрыты или частично открыты, или же дозой для фильтрации.
Пример капсулы описан в патенте ЕР 0512468 В1. Пример пакетика описан в патенте ЕР 0602203 В1.
Такие системы экстракции имеют много преимуществ. С другой стороны, отдельные упаковки просто использовать, и они не требуют дозирования кофе или других веществ в машине. Пользователь помещает капсулу, дозу размолотого кофе или другие порции в машину, затем нажимает кнопку для запуска экстракции. С другой стороны, отдельные упаковки дозированы для приготовления напитка, такого как кофе, имеющего желаемые характеристики, такие как достаточная крепость, аромат, пена или другие важные атрибуты. Когда упаковки являются непроницаемыми, то они обычно лучше сохраняют свежесть вещества до наступления времени экстракции. Наконец, условия приготовления, такие как температура, давление и время экстракции, можно лучше контролировать, что гарантирует относительно управляемое и постоянное качество для потребителя.
Пример способа экстракции описан в патенте ЕР 0512470 В1.
Для экстракции под давлением напитка из этих порций, капсулы или другого типа, необходимо использовать относительно мощный водяной насос, такой как электрический компрессор. Эти насосы используют сеть электропитания. Кроме того, они обычно довольно шумны во время экстракции.
Поэтому эти устройства для приготовления напитков трудно перемещать, например, на тележке или просто переносить их. Действительно, это было бы преимуществом, если сделать эти устройства более мобильными, так чтобы можно было предлагать напитки в подвижных средствах, таких как поезд, самолет, или в определенных местах, таких как кинотеатры, театры, а также в общественных местах, таких как пляжи, парки, бассейны и другие общественные или частные места.
В заявке на патент WO 99/02801 предлагается кофейная машина, а именно мобильная машина, в которой давление, необходимое для экстракции размолотого кофе, создается сжатым воздухом. Вода для приготовления кофе содержится в теплоизолированной емкости. Воду можно нагревать с помощью электронагревательных элементов. Это решение обеспечивает преимущество создания давления экстракции с помощью самодостаточного средства, такого как газовый цилиндр, установленный под машиной. Машина может быть установлена на тележке, при этом цилиндр устанавливается в отделение тележки, предусмотренное для этой цели.
Однако такое устройство имеет ряд недостатков. Действительно, газ из цилиндра непосредственно соединен с баком для горячей воды. Это означает, что весь объем газа удерживается под постоянным давлением порядка нескольких бар.
Поэтому необходимо предусматривать бак большой емкости, который выдерживает давление; это неизбежно вызывает проблемы при конструировании и изготовлении с целью гарантии достаточной безопасности. Если бак случайно трескается, то он может взорваться и причинить вред. В случае утечки могут вырываться струи воды и вызывать несчастные случаи, такие как ожоги. Кроме того, конструкция бака ограничивается выбором материала, и нельзя использовать хрупкие материалы с низкой удельной теплоемкостью, такие как, например, стекло. Наконец, длительный контакт газа с большим запасом воды под высоким давлением может также приводить к неуправляемому растворению газа в воде; это может изменять вкус напитка, делая его, например, слегка шипучим или кисловатым.
Поэтому задачей данного изобретения является создание устройства для приготовления напитков, которое пригодно для мобильного или переносного использования при исключении недостатков решения согласно заявке на патент WO 99/02081.
WO 02/080743 относится к работающей с экраном системе нагревания и дозирования жидкости для устройства приготовления единственного напитка. Такая система не является автономной от энергии. Поэтому эта система практически не может быть переносной и/или мобильной. В частности, давление жидкости обеспечивается с помощью электрического воздушного насоса, что требует соединения машины с внешней сетью электропитания во время экстракции.
В частности, одной из задач данного изобретения является создание устройства, обеспечивающего достаточную самодостаточность в отношении жидкости, но в котором лишь небольшой объем жидкости находится под давлением, так что уменьшаются риски и недостатки, связанные с удерживанием бака большого объема под постоянным давлением.
Другой задачей изобретения является создание устройства, в котором бак для воды можно изготавливать из более широкого спектра теплоизолирующих материалов.
Другой задачей является возможность лучшего управления газообменом с жидкостью, например, для уменьшения опасности ухудшения вкуса напитка за счет газа. В определенных случаях газификация действительно является нежелательной, например при приготовлении кофе или какао.
Таким образом, изобретение относится к мобильному или переносному устройству для приготовления напитков. Оно может содержать модуль экстракции, подходящий для размещения порции пищевого продукта для приготовления напитка посредством подачи сжатой жидкости через указанный продукт. Однако в некоторых применениях этот модуль может быть заменен простым модулем подачи сжатой жидкости. Он содержит независимый бак подачи жидкости достаточной емкости для снабжения модуля несколькими объемами жидкости для экстракции более чем одной порции продукта. Он содержит средство для сжатия газа для снабжения модуля жидкостью под давлением. Эти средства предпочтительно являются подвижными средствами с возможностью повторного наполнения газом, которые делают снабжение газом устройства самодостаточным. Они могут быть запасом сжатого газа. Газ может быть любым газом. Устройство характеризуется тем, что оно содержит камеру подачи жидкости, емкость которой в несколько раз меньше емкости бака. Камера выполнена с возможностью соединения в положении заполнения с баком с целью заполнения жидкостью. Камера выполнена с возможностью соединения в положении заполнения со средством сжатого газа с целью сжатия жидкости в камере, а также с возможностью соединения с модулем экстракции для нагнетания сжатой жидкости в модуль и обеспечения тем самым экстракции части продукта. Соединение между газовым средством и камерой обеспечивается так, что газ входит в непосредственный контакт с имеющейся в камере жидкостью, так что бак остается изолированным от давления в камере, т.е. на жидкость, присутствующую в баке, не может воздействовать давление газа, действующего в камере.
Устройство дополнительно содержит клапаны, которые выполнены с возможностью перемещения, по меньшей мере, в два рабочих положения:
a) в положение наполнения камеры для перевода камеры в конфигурацию наполнения и
b) в положение питания модуля из камеры для обеспечения экстракции порции в модуле экстракции.
Поэтому в соответствии с изобретением бак не должен больше находиться под давлением средства сжатого газа, а наоборот, предусмотрена питающая камера с меньшим объемом, чем объем бака, в которой создается давление газа, необходимое для частичного или полного опустошения камеры и направления сжатой жидкости в модуль экстракции. Таким образом, в небольшом объеме, независимом от бака, создается давление с помощью средства сжатого газа, что делает систему более безопасной. Кроме того, нет необходимости в постоянном удерживании этого небольшого объема под постоянным давлением за счет клапанов, которые позволяют переключать устройство из состояния наполнения, когда экстракция закончена. Поэтому давление газа воздействует на камеру, лишь когда клапаны приводятся в действие для приведения камеры в конфигурацию питания модуля экстракции. Поэтому время сжатия является относительно коротким, что уменьшает риски, связанные с созданием давления в камере, а также уменьшает контакт газа с жидкостью, который может изменять вкус напитка.
В предпочтительном режиме камера снабжается водой из бака под действием гидростатического давления. С этой целью камера может быть расположена, по меньшей мере, ниже половины бака, так чтобы обеспечивать подачу жидкости из бака, когда приводятся в действие клапаны. Более предпочтительно, камера расположена на уровне, близком ко дну бака, при этом отверстие камеры расположено как можно ближе ко дну. При приведении в действие клапаны восстанавливают в камере атмосферное давление или по существу эквивалентное давление. Это восстановление по существу атмосферного давления приводит к заполнению камеры жидкостью.
Таким образом, камеру легко заполнять без необходимости насоса и подвода внешней энергии. Во время заполнения жидкостью камера находится под низким давлением, и поэтому не представляет опасности. После заполнения камера остается под тем же давлением, пока не наступит время, когда необходимо подавать жидкость в модуль для экстракции напитка. Поэтому понятно, что большую часть времени камера остается под низким давлением заполнения, что уменьшает риски, связанные с высоким давлением, а также уменьшает время контакта с газом.
В предпочтительном варианте выполнения камера соединена с баком входом для жидкости, который приводится в действие однопутевым клапаном; таким образом, этот клапан открыт во время заполнения камеры из бака за счет гидростатического давления жидкости и удерживается закрытым напором жидкости, присутствующей в камере под давлением, создаваемым газом. Такой клапан имеет простую конструкцию и особенно эффективен для удерживания разделения между камерой и баком в положении заполнения модуля; т.е. когда газ вводится в камеру, в баке не действует внутреннее давление камеры, создаваемое подачей в нее газа. Например, такой клапан может состоять из подвижной иглы, или шарика, или другого эквивалентного средства, расположенного внутри камеры противоположно отверстию камеры, соединенному с баком. В качестве альтернативного решения клапан может быть электромеханическим клапаном.
Камера предпочтительно изготовлена из стойкого к давлению и ударостойкого материала (материалов), таких как металлы и/или пластмассы. Поэтому камера является более просто защищаемой частью, и за счет ее меньшего по сравнению с баком объема ее легче защищать в устройстве.
В предпочтительном варианте выполнения бак является узлом, содержащим теплоизоляционные стенки. Он дополнительно содержит съемную крышку или пробку для простоты заполнения. Это обеспечивает возможность удерживания жидкости в течение определенного интервала времени при температуре, необходимой для экстракции напитка. За счет этого жидкость можно сохранять при температуре между 65 и 95°С в течение нескольких минут. Жидкость можно наливать горячей или кипящей в бак и/или нагревать в баке с помощью нагревательных средств. Изолирующие стенки предпочтительно содержат, по меньшей мере, одну внутреннюю стенку, выполненную из материала с низкой удельной теплоемкостью, и, по меньшей мере, один слой изоляции, окружающий внутреннюю стенку. Это могут быть, например, стенки типа «термос», которые обычно содержат, по меньшей мере, одну внутреннюю стенку из стекла или металла и, по меньшей мере, один слой изоляции. Более предпочтительно, стенки являются двойными стенками из стекла или металла, разделенными изоляционным слоем из газа или частичного или полного вакуума с или без пены.
Таким образом, в предпочтительном варианте выполнения камера расположена внутри бака. В этом случае камера защищена баком, и жидкость в баке, окружающая камеру, находится под более низким давлением, чем давление в камере. Такая конфигурация упрощает устройство, поскольку камера может быть соединена с баком единственным отверстием.
Камера предпочтительно расположена у дна бака, при этом наполнительное отверстие расположено как можно более низко в баке.
Такая конфигурация обеспечивает также большую компактность устройства. Наконец, когда бак содержит горячую жидкость и поэтому изолирован, то потеря энергии в баке и/или камере меньше, поскольку возможен перенос тепла между двумя емкостями.
Когда камера расположена внутри бака, то камера предпочтительно изолируется от ударов со стенками бака. С этой целью камера может быть соединена с помощью одного или нескольких элементов с крышкой или пробкой бака. Камера может быть выполнена из прочного и устойчивого материала, такого как пластмасса или металл. Камера может быть также соединена со стенками бака с помощью демпфирующих средств, таких как эластомер или другие буферы. Изоляция камеры от ударов имеет преимущество ограничения опасности разрыва при создании в камере давления, а также возможности изготовления стенок бака из любого подходящего материала, включая хрупкий материал, такой как ломкий, образующий трещины и/или перфорируемый материал.
В другом варианте выполнения камера расположена снаружи бака. Эта конфигурация имеет преимущество нагревания жидкости вне бака, т.е., например, нагревания жидкости в камере или нагревания ее между камерой и модулем экстракции. Поэтому бак не нуждается в изоляции и может содержать не нагретую жидкость. Устройство может быть избавлено от необходимости использования электричества посредством использования неэлектрических нагревательных средств, таких как нагревательные средства сгорания, такие как горелка, расположенная с возможностью нагревания камеры и/или части магистрали между камерой и модулем экстракции. За счет этого устройство может работать без электропитания.
Клапаны предпочтительно содержат двухпутевой клапан, который можно приводить в действие вручную или электрически. Такой клапан может быть, например, электромагнитным клапаном, или поворотным клапаном трехпутевого типа, или эквивалентным средством. В целом клапан можно приводить в действие вручную или с помощью электрического сигнала.
Крышка или пробка бака может быть интегральной частью опорной структуры, на которую опираются различные существенные компоненты устройства, включая магистрали, которые соединяют камеру. Основными магистралями являются линия подачи газа, труба для вентилирования камеры до атмосферного давления и линия подачи из камеры в модуль экстракции. Полезной является также линия ввода воздуха в бак.
Например, опорная структура может нести модуль экстракции. Она предназначена также для размещения соединительного устройства с запасом газа. В ней могут быть размещены также клапаны и их ручные (такие как рычаг) или электрические (нажимные кнопки) средства управления. Она может также содержать различные электрические соединения и/или элементы контроля и управления.
Опорную структуру можно интегрировать или комбинировать с транспортировочными средствами, такими как рукоятка, ремни, обвязка и/или в качестве альтернативного решения ролики, поддон на роликах или тележка и т.д., для облегчения ношения и/или качения устройства.
Средство сжатого газа предпочтительно должно обеспечивать подачу газа с давлением между 2 и 25 бар. Это давление необходимо для частичного или полного опустошения камеры, для транспортировки жидкости через питающую линию в модуль экстракции и для экстракции напитка через пищевой продукт при достаточном давлении экстракции с учетом падения давления в контуре.
Давлением подачи предпочтительно управляет элемент управления давлением, такой как редуктор давления, установленный на давление подачи. Потоком газа также можно управлять независимо посредством ограничения с целью обеспечения постепенного нарастания давления в модуле экстракции. При определенных условиях это ограничение необходимо для предотвращения слишком резкого нарастания давления, когда открывается клапан. Чрезмерно резкое нарастание давления может преждевременно открывать, разрывать или прорывать упаковку порции продукта.
Используемый газ может быть сжатым воздухом, СО2, NaO, N2, O2, аргоном или их смесями и/или любым другим газом подходящего типа. Запас газа предпочтительно является цилиндром или усиленным баком с емкостью между 0,1 и 20 литров, предпочтительно между 0,5 и 5 литрами.
Устройство согласно изобретению предпочтительно дополнительно содержит средства для нагревания жидкости перед подачей в модуль экстракции. Эти средства могут быть предусмотрены для нагревания бака и/или камеры и/или линии подачи между камерой и модулем экстракции. Однако эти средства не являются обязательно необходимыми, но могут быть важными для нагревания жидкости от заданной температуры или просто для компенсации потерь тепла жидкостью, когда ее вводят в бак горячей или кипящей.
Нагревательные средства могут быть электрическими средствами резистивного типа, или термоблоком, или средствами типа горелки с использованием твердого и/или газообразного и/или жидкого топлива. Например, нагревательное средство может быть электрическим резистором или элементом, помещенным внутри, на или даже с частичным или полным окружением питающей камеры и/или внутри, на или даже с частичным или полным окружением подающей линии, транспортирующей жидкость в модуль экстракции. Электрический резистивный элемент (элементы) может быть любого типа, таким как металлический резистивный элемент, керамический кассетный нагреватель или даже печатные резистивные схемы на электрически изолированной подложке.
Устройство предпочтительно содержит встроенный источник электрической энергии, который предусмотрен для снабжения электрических нагревательных средств, если они имеются. Этот источник электрической энергии может содержать, по меньшей мере, одну электрическую батарею. Эта батарея может быть повторно заряжаемой батареей электрического или солнечного типа или комбинированного электрического/солнечного типа. Это может быть также батарея, которую можно заменять, но нельзя повторно заряжать. Если батарея является повторно заряжаемой, то она может быть установлена с возможностью отделения или без возможности отделения от устройства. Если батарея не является съемной, то она предпочтительно пригодна для повторного заряжения посредством соединения через подходящие соединительные элементы с зарядным устройством, которое содержит трансформатор, соединяемый с сетью. Такое зарядное устройство может быть предусмотрено в виде основания, на котором стоит все устройство, для заряда батареи вне рабочих периодов.
Согласно другому варианту выполнения предусмотрены электрические соединительные средства для периодического снабжения нагревательных средств во время соединения электрических соединительных средств с внешним источником электропитания. Например, эти электрические соединительные средства содержат электрический соединитель с сетью переменного тока и/или электрический соединитель с мобильным или неподвижным источником электропитания типа прикуривателя и/или электрического терминала или устройства, подающего энергию низкого напряжения.
Согласно другому аспекту изобретения устройство согласно изобретению содержит:
- модуль для выдачи напитка посредством подачи жидкости под давлением;
- бак подачи жидкости достаточной емкости для снабжения модуля несколькими объемами жидкости для повторной выдачи более одного напитка;
- средство сжатия, подходящее для снабжения модуля жидкостью под давлением;
- камеру подачи жидкости, емкость которой в несколько раз меньше емкости бака;
при этом камера выполнена с возможностью соединения в состоянии наполнения с баком с целью заполнения жидкостью, и
при этом камера выполнена с возможностью соединения в конфигурации питания модуля со средством сжатия для сжимания жидкости в камере и для впрыска сжатой жидкости в модуль и тем самым для обеспечения подачи жидкости через модуль,
отличается тем, что устройство выполнено мобильным или переносным для работы без электрического соединения с выходом источника электропитания во время работы,
при этом средство сжатия является не электрическим и содержит, по меньшей мере, один автономный запас сжатого газа, и
при этом бак содержит теплоизолированные стенки для уменьшения потери тепла жидкостью во время транспортировки.
Кроме того, изобретение относится к способу подачи сжатой жидкости в мобильное или переносное устройство выдачи напитков, содержащему следующие стадии: камера подачи жидкости заполняется под действием разницы давлений между камерой и питающим баком устройства, имеющим больший объем жидкости, чем камера, и при этом камера опустошается после заполнения камеры под давлением газа, подаваемого из автономного запаса газа устройства; при этом газ входит в камеру для создания давления в камере, в то время как камера герметизирована относительно питающего бака, так что в питающем баке нет давления газа.
Камера подачи жидкости предпочтительно заполняется под действием гидростатического давления между камерой и баком. Можно использовать однопутевой клапан для подачи в камеру жидкости, приходящей из бака.
В способе согласно изобретению бак перед транспортировкой заполняют жидкостью с температурой свыше окружающей температуры или нагревают ее в баке до температуры выше окружающей температуры, и бак теплоизолирован для компенсации потери тепла во время транспортировки. Жидкость необходимо заливать в бак или нагревать до температуры, по меньшей мере, 90°С для обеспечения достаточной температуры для экстракции ингредиентов для образования напитка.
«Порция» пищевого продукта означает предварительно упакованную или не упакованную порцию. Предварительно упакованная порция может быть дозой пищевого продукта в контейнере, таком как кассета, пакетик или другие подходящие упаковки. Не упакованная порция может быть дозой пищевого продукта, такого как молотый кофе, вводимый непосредственно в камеру модуля экстракции.
«Жидкость» означает воду или съедобную жидкость в соответствии с применением.
«Выход источника электропитания» означает домашнюю или промышленную электрическую сеть, поставляющую обычно электричество с напряжением 110, 220-230 или 380 В.
Эти и другие цели, признаки и преимущества изобретения следуют из приведенного ниже подробного описания предпочтительных вариантов выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг.1 - разрез устройства согласно изобретению в конфигурации создания давления сжатым газом в камере и тем самым в модуле экстракции;
фиг.2 - разрез устройства согласно фиг.1 в конфигурации заполнения камеры;
фиг.3 - вариант выполнения устройства, в котором камера расположена вне бака для воды;
фиг.4 - схема электропитания устройства согласно данному изобретению.
Устройство согласно изобретению является устройством 1, способным выдавать холодные или горячие напитки посредством экстракции под давлением продукта, содержащегося в предварительно упакованной порции 5 типа капсулы или пакетика. Сжатую жидкость, обычно воду, пропускают через продукт, и экстрагируемый при этом напиток собирают в расходуемую тару, такую как чашка 2. Для этого устройство согласно изобретению содержит модуль 10 экстракции, предназначенный для размещения одной или нескольких порций 5 частного типа. Модуль содержит обычно опору 11 для капсулы, возможно, средство 12 для открывания капсулы, действующее под действием давления внутри капсулы, для выпускания экстракта при заданном давлении экстракции, средство 13 для распыления или впрыска жидкости в капсулу, содержащее иглы или ножи для открывания капсулы в комбинации с одним или несколькими отверстиями для впрыска жидкости.
Модуль обычно содержит средство закрывания для прочного удерживания капсулы. Это средство закрывания может содержать шарнирные элементы 11, 12 в виде челюстей, которые можно открывать/закрывать посредством приведения в действие элементом с помощью рычага (не изображен).
Модуль может быть частью несущего корпуса 4, в котором скомбинированы существенные компоненты устройства с образованием компактного и легко перемещаемого и/или переносного узла.
В предпочтительном варианте выполнения бак 7 для жидкости может быть частью несущей структуры 4. Бак 7 имеет емкость, согласованную с потребностями устройства и его использованием; в принципе устройство должно выдавать достаточное число напитков во время работы. Поэтому бак 7 рассчитан на снабжение модуля 10 экстракции самодостаточным образом, т.е. без постоянного ввода воды из источника вне устройства. Бак содержит корпус, ограничивающий сосуд 6, который закрыт крышкой или пробкой 70, которая соединена с корпусом бака с помощью любых разъемных соединительных средств, таких как зажимы, резьба или другие.
Сосуд бака предпочтительно изолирован от внешнего окружения с помощью изолирующих стенок 71. Эти стенки могут образовывать адиабатный изолирующий узел, известный как «колба термоса». Это название может включать большое число возможных конфигураций изоляции. Наиболее известной является комбинация, по меньшей мере, одного внутреннего слоя 72 материала с низкой удельной теплоемкостью, такого как стекло или металл (меди, алюминия, стали и т.д.), и, по меньшей мере, одного теплоизоляционного слоя 73, окружающего внутренний слой. Изолирующий слой может быть газом, таким как воздух или аргон, вакуумом или материалом на основе пены или на основе волокна. Эффективный теплоизоляционный узел более предпочтительно содержит, по меньшей мере, два слоя 72, 74 стекла или металла, разделенные изолирующим слоем 73, предпочтительно вакуума или газа.
Бак 7 устройства дополнительно содержит ударопрочную оболочку 75, такую как сформированная из пластмассы часть, окружающая изоляционный узел бака. Часть 75 может образовывать цельную часть корпуса бака или часть, дополняемую к другим частям для образования наружной части бака 7.
Согласно одному существенному аспекту изобретения предусмотрена питающая камера 8, которая отделяет бак 7 от модуля 10. Камера 8 соединена с модулем 10 через питающую линию 92. Эта линия свободно соединена с камерой. Питающая камера 8 в показанном на фиг.1 примере расположена внутри бака 7. Камера расположена в нижней половине бака и содержит отверстие 80, выполненное с возможностью соединения с баком. Отверстие ориентировано в направлении дна камеры, предпочтительно расположено в самом дне камеры 8. Это отверстие 80 избирательно ограничивается однопутевым клапаном 81, содержащим иглу или шарик, седло для шарика и сдерживающее средство. Шарик или игла расположены внутри камеры с целью вызывания закрывания отверстия изнутри камеры под действием внутреннего давления в камере и для вызывания открывания под действием давления снаружи камеры.
Герметизацию между шариком или иглой можно улучшить с помощью кольцевого уплотнения или другого эквивалентного элемента, который взаимодействует с элементом вокруг отверстия.
В соответствии с расположением камеры 8 и ее отверстия 80 ниже среднего уровня заполнения камеры камера предназначена для заполнения лишь под действием гидростатического давления в сосуде 6 бака. Заполнение достигается за счет толкания однопутевого клапана 81 жидкостью, содержащейся в баке.
Объем камеры 8 можно при необходимости изменять. Объем может служить для экстракции, по меньшей мере, одной порции продукта (одной капсулы или одного пакетика или же не упакованной дозы). Можно получать несколько порций, например две, три или даже четыре последовательных порции. Например, камера может иметь объем между 40 мл и 500 мл. Камера предпочтительно имеет объем около 110 мл, это соответствует объему большой чашки кофе, чая или какао.
Питающая камера 8 избирательно соединяется через средства 90, 901 транспортировки газа со средством 65 сжатого газа. Это средство предпочтительно содержит сменный баллон 650 газа в виде цилиндра или т.п., соединенного с регулятором 651 давления на выходе сменного баллона, таким как редуктор давления. Предусмотрено также средство регулирования потока газа, такое как ограничитель 652, на линии между редуктором давления и камерой с целью регулирования скорости нарастания давления жидкости в модуле 10 экстракции. Средство 90 транспортировки заканчивается в камере в любом подходящем месте, таком как верх 82 камеры.
Основная линия 90 разделена клапаном 15, который может быть расположен между камерой 8 и средством 65 сжатого газа.
Бак соединен с окружением через линию 910 входа воздуха, позволяющую заменять объем потери воздуха в баке за счет заполнения камеры жидкостью. Клапан 15 действует по принципу двухпутевого движения. В первом положении согласно фиг.2 клапан соединяет питающую камеру 8 с линией 900, открытой для атмосферного давления. Во втором положении клапан 15 соединяет камеру 8 с линией 901 подачи газа.
Такой клапан 15 можно приводить в действие вручную, например с помощью рычага, нажимной кнопки или другого эквивалентного элемента. Его можно также приводить в действие с помощью электрического импульса (в случае электромагнитного клапана). В этом случае клапан 15 остается в положении равновесия в камере при атмосферном давлении или же в положении покоя при отсутствии импульса (фиг.2). Во время электрического импульса на клапане электромагнитный клапан переключается в положение для подачи газа в камеру (фиг.1). Возвращение электромагнитного клапана в положение заполнения (фиг.2) затем осуществляется с помощью таймера, или с помощью измерения падения давления в контуре ниже определенного порогового значения, или с помощью любого другого подходящего средства измерения и контроля.
Может быть также предусмотрено нагревательное средство 45 для нагревания воды перед ее входом в модуль 10 экстракции. Это нагревательное средство может быть, например, по меньшей мере, одним резистивным нагревательным элементом, который окружает камеру с целью ее нагревания. Это нагревательное средство может также окружать питающую линию 92 или же может быть размещено внутри линии. Эти резистивные элементы могут быть заменены любым эквивалентным нагревательным средством. Это средство соединено с источником 46 электропитания.
Устройство согласно изобретению работает в соответствии со следующими принципами.
В положении заполнения, которое показано на фиг.2, клапан 15 находится в открытом положении. В этом случае камера 8 постоянно находится в равновесии с атмосферным давлением. Когда камера частично или полностью опустошается после экстракции, то, при достаточном уровне воды в баке, гидростатическое давление жидкости в баке толкает подвижный элемент однопутевого клапана 81 в камеру. Это позволяет воде из бака полностью заполнять камеру. Когда уровень воды в баке ниже верха камеры, то происходит частичное заполнение до уровня в баке. Однако в сосуде бака 7 можно создавать слегка повышенное давление посредством добавления сжатого газа с целью продолжения снабжения камеры, когда вода в камере достигает низкого уровня. Газ можно добавлять из сменного газового баллона, газа, вытесняемого из камеры при ее наполнении или посредством нагнетания воздуха в бак с помощью приводимого в действие вручную или электрически насоса.
Когда питающая камера 8 заполнена, то устройство снова готово к работе для экстракции напитка.
Для приготовления напитка, такого как кофе, пользователь вставляет порцию 5 кофе в модуль 10 экстракции. Модуль закрывается вокруг порции.
Затем пользователь приводит в действие управляющее средство (не изображено) для перемещения клапана в положение подачи. Затем основная линия 90 соединяется с линией 901 ввода газа, которая создает в камере давление и затем закрывает однопутевой клапан (фиг.1).
При продолжении поступления газа, управляемого ограничителем 652, в камере постепенно увеличивается давление, и жидкость разгружается в питающую линию 92 и в модуль экстракции. Затем сжатая вода принудительно пропускается через порцию кофе для экстракции кофе. Капсула открывается под действием давления экстракции, и жидкий экстракт протекает через порцию в чашку.
Поток жидкого экстракта останавливается, когда камера полностью опустошена и может выходить лишь газ или когда клапан 15 возвращается в закрытое положение согласно фиг.1. Это закрывание можно осуществлять вручную или автоматически.
Во время восстановления атмосферного давления камера снова заполняется водой (фиг.2). Затем устройство готово для экстракции следующего напитка.
На фиг.3 показан вариант выполнения, в котором камера находится вне бака, а нагревательное средство расположено между камерой и модулем экстракции.
А именно, устройство согласно фиг.3 содержит бак 7b, содержащий не нагретую воду. Бак соединен с питающей камерой 8b, расположенной вне бака и предпочтительно на уровне ниже бака с целью заполнения камеры под действием силы тяжести, пока бак не будет полностью пустым.
Камера соединена со средством 65b сжатого газа через линии 90b, 901b, которые разделены клапаном 15b. Клапан 15b может быть трехпутевым клапаном. Поворот клапана 15b вручную или электрически обеспечивает соединение линий 90b, 901b друг с другом в положении создания давления в камере и соединение линий 90b, 901b друг с другом в положении наполнения камеры и повторного выравнивания давления.
Создание давления в камере вызывает опустошение камеры 8b и направление жидкости под давлением через питающую линию 92b в модуль 10b экстракции. Предусмотрено нагревательное средство 45b, которое может быть, например, горелкой, установленной вдоль линии 92b для нагревания жидкости до температуры экстракции. Горелка содержит средство 450 сжигания твердого, жидкого или газообразного топлива. В зависимости от газа в средстве поставки газа этот газ может служить для снабжения горелки с помощью шунтирующего средства подачи и через специальный редуктор давления.
Это устройство имеет преимущество самодостаточности относительно энергии, т.е. его можно перемещать без необходимости соединения с внешним источником энергии.
На фиг.4 показана схема примера снабжения устройства согласно изобретению электропитанием в переносной или мобильной конфигурации.
Например, устройство может содержать встроенный в несущую структуру источник электропитания, такой как батарея 20. Батарея электрически соединена со средством 45 нагревания жидкости. Она может также снабжать сложный электрический контур, содержащий электромагнитный клапан 15, контроллер 28 в соединении с панелью управления, контрольные диоды, таймеры и т.д.
В зависимости от способа нагревания, объема подлежащей нагреванию воды и условий изоляции может изменяться энергия, необходимая для последовательного нагревания нескольких напитков. Однако в среднем батарея выбирается так, чтобы иметь емкость электрической энергии, по меньшей мере, 50 кДж, предпочтительно между 100 и 1000 кДж.
Электрическая энергия батареи может пополняться за счет солнечной энергии или за счет периодического соединения с электрической сетью.
В состоянии при использовании солнечной энергии на устройстве расположена панель 21 солнечных элементов, которая преобразует солнечную энергию в электрическую энергию с целью снабжения батареи 20. Панель 20 может быть вспомогательной или главной панелью в зависимости от использования. В состоянии подключения к электрической сети батарея соединена с низковольтным электрическим трансформатором 22, выполненным с возможностью соединения с сетью через соединитель 23. Предпочтительно предусмотрено зарядное устройство или основание 24 для размещения устройства для подзарядки, когда батарея соединяется непосредственно с трансформатором 22 с помощью подходящих соединительных средств 25. Могут быть предусмотрены другие средства обеспечения электропитания, такие как вспомогательные или главные средства в зависимости от потребностей и использования, такие как шнур 27 электропитания типа прикуривателя или другое стандартное или специальное электрическое соединение.
Изобретение применимо к другим устройствам приготовления напитков, таким как устройства, использующие не упакованные порции пищевого продукта, такие как используемые в обычных машинах типа кофеварки эспрессо. Принципы его работы можно распространить на другие устройства дозирования напитков, такие как, например, пивной кран. В этом случае модуль экстракции можно заменить простым модулем дозирования жидкости под давлением, таким как, например, распределительное сопло или канал с управляемым вручную или электрически клапаном. Число модулей не имеет значения, и устройство может быть снабжено несколькими модулями, в частности, если желательно выдавать одновременно более одного напитка.
1. Мобильное или переносное устройство для приготовления напитков, содержащее
модуль (10) для выдачи напитка посредством подачи жидкости под давлением;
бак (7) подачи жидкости, имеющий достаточную емкость, для снабжения модуля несколькими объемами жидкости для неоднократной выдачи более одного напитка,
нагнетательное устройство, пригодное для снабжения модуля жидкостью под давлением;
камеру (8) подачи жидкости, емкость которой в несколько раз меньше емкости бака;
при этом указанная камера смонтирована таким образом, чтобы в конфигурации наполнения соединяться с баком для заполнения жидкостью,
и таким образом, чтобы в конфигурации заполнения модуля соединяться с нагнетательным устройством для сжатия жидкости в камере и впрыскивания в модуль жидкости под давлением, обеспечивая тем самым подачу жидкости через модуль,
отличающееся тем, что нагнетательное устройство (65) содержит по меньшей мере один автономный запас сжатого газа (650) из автономного запаса сжатого газа (650),
при этом в конфигурации заполнения модуля газ вступает в непосредственный контакт с находящейся в камере жидкостью, в то время бак по отношению к камере остается в отсоединенном от действия давления состоянии, то есть находящаяся в баке жидкость не подвергается действующему в камере давлению газа,
и тем, что оно содержит клапан (15), который выполнен с возможностью перемещения по меньшей мере в два рабочих положения:
a) в положение наполнения камеры для перевода камеры в конфигурацию заполнения, и
b) в положение питания модуля из камеры для обеспечения экстрагирования порции в модуле экстракции, при котором камера (8) подключается к линии (901) подачи газа из автономного запаса сжатого газа (650).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что модуль является модулем экстракции, подходящим для размещения порции пищевого продукта для приготовления напитка посредством подачи жидкости под давлением из камеры через указанный продукт.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что камера расположена ниже половины бака, так чтобы обеспечивать подачу жидкости из бака под действием гидростатического давления бака, когда клапаны приводятся в действие для восстановления в баке давления, по существу равного атмосферному давлению.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что камера соединена с баком входом для жидкости, приводимым в действие с помощью однопутевого клапана; клапан открыт во время наполнения под действием гидростатического напора жидкости из бака в камеру и удерживается закрытым напором жидкости, находящейся в питающей камере под давлением, оказываемым газом.
5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что камера выполнена из стойкого к давлению и ударопрочного материала (материалов), такого как металлы и/или пластмассы.
6. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что бак содержит теплоизолирующие стенки.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что изолирующие стенки содержат по меньшей мере одну внутреннюю стенку из материала с низкой удельной теплоемкостью и по меньшей мере один изоляционный слой, окружающий внутреннюю стенку.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что внутренняя стенка выполнена из стекла или металла.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что камера расположена внутри бака.
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что камера механически изолирована от ударов относительно внутренней поверхности изолирующих стенок бака.
11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что камера расположена снаружи бака.
12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что клапаны содержат двухпутевой клапан, который приводится в действие вручную или электрически.
13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что давление подачи газа составляет между 2 и 25 бар.
14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что газ является сжатым воздухом, CO2, N2O, N2, O2, аргоном или их смесью.
15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что оно содержит средства для нагревания жидкости перед ее введением в модуль экстракции.
16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что нагревательные средства являются электрическими средствами резистивного типа, или термоблоком, или средством типа горелки с использованием твердого, газообразного и/или жидкого топлива.
17. Устройство по п.15, отличающееся тем, что предусмотрен встроенный источник электропитания для снабжения электрического нагревательного средства; средство электропитания содержит по меньшей мере одну электрическую батарею.
18. Устройство по любому из п.15 или 16, отличающееся тем, что предусмотрен встроенный источник электропитания для периодического снабжения нагревательного средства во время соединения электрического соединительного средства с внешним источником электропитания.
19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что электрическое соединительное средство содержит электрический соединитель с сетью переменного тока и/или электрический соединитель для временного соединения с мобильным или неподвижным источником энергии типа прикуривателя, или электрическим терминалом, или устройством, поставляющим энергию низкого напряжения.
20. Устройство по п.1, отличающееся тем, что модуль является модулем выдачи жидкости под давлением.
21. Устройство для приготовления напитков, содержащее
модуль (10) для выдачи напитка посредством подачи жидкости под давлением;
бак (7) подачи жидкости, имеющий достаточную емкость, для снабжения модуля несколькими объемами жидкости для неоднократной выдачи более одного напитка,
нагнетательное устройство, пригодное для снабжения модуля жидкостью под давлением;
камеру (8) подачи жидкости, емкость которой в несколько раз меньше емкости бака;
при этом камера смонтирована так, чтобы в конфигурации наполнения соединяться с баком для заполнения жидкостью,
и так, чтобы в конфигурации заполнения модуля соединяться с нагнетательным устройством (65) для сжатия жидкости в камере и впрыскивания жидкости под давлением в модуль, обеспечивая тем самым подачу жидкости через модуль,
отличающееся тем, что данное устройство выполнено в мобильном или переносном виде, не требуя при эксплуатации подключения к розетке электропитания,
при этом нагнетательное устройство (65) не является электрическим и содержит по меньшей мере один автономный запас сжатого газа (650), причем бак (7) содержит теплоизолированные стенки для снижения потерь тепла жидкостью во время транспортировки,
при этом устройство содержит клапан (15) для соединения камеры (8) с атмосферным давлением в первом положении клапана и для соединения камеры (8) со сжатым газом во втором положении клапана (15).
22. Способ подачи сжатой жидкости в устройство выдачи напитков, содержащий следующие стадии:
камера подачи жидкости заполняется под действием разницы давлений между камерой и питающим баком устройства, имеющим больший объем жидкости, чем камера; камера опустошается после заполнения камеры под давлением газа, подаваемого из автономного запаса газа устройства; газ входит в камеру для создания давления в камере, в то время как камера герметизирована относительно питающего бака, так что в питающем баке нет давления газа.
23. Способ по п.22, в котором камера подачи жидкости заполняется под действием гидростатического давления между камерой и баком.
24. Способ по п.23, в котором бак перед транспортировкой заполняют жидкостью с температурой выше окружающей температуры или нагревают в баке до температуры выше окружающей температуры, и бак теплоизолирован.
25. Способ по п.24, в котором бак перед транспортировкой нагревают с жидкостью до температуры выше окружающей температуры, и бак теплоизолирован.
26. Способ по любому из п.24 или 25, в котором перед транспортировкой жидкость заполняют или нагревают до температуры по меньшей мере 90°С.
27. Способ по любому из пп.24, 25 или 26, в котором жидкость в баке нагревают для компенсации по меньшей мере частично потери тепла во время работы.
28. Способ по п.25, в котором жидкость нагревают в устройстве с помощью нагревателя, снабжаемого электропитанием от батареи или горелки.
