Набор расходных материалов и устройство для раздачи напитка
Настоящее изобретение относится к набору расходных материалов, содержащему по меньшей мере два расходных материала для использования в устройстве для раздачи напитка для приготовления напитка. Для обеспечения возможности распознавания местоположения и/или типа расходного материала простым, надежным и просто реализуемым способом каждый расходный материал (4, 40, 50, 60) из такого набора содержит фильтрующее тело (41), задающее пространство, содержащее пищевой продукт, из которого получают напиток путем использования жидкости, а также содержит распознающий элемент (42), представляющий поверхность фильтрующего тела, обращенную к множеству выпускных отверстий устройства для раздачи напитка, для распознавания типа расходного материала, причем указанное множество выпускных отверстий выполнено для обеспечения потока жидкости через расходный материал. Распознающий элемент (42) имеет механическое свойство, которое может быть распознано и/или интерпретировано устройством для раздачи напитка путем получения сигнала датчика путем определения характеристики расхода потока жидкости после запуска этого потока жидкости через расходный материал посредством множества выпускных отверстий. Механическое свойство различается для каждого типа расходного материала из набора расходных материалов, так что характеристика сигнала датчика зависит от механического свойства распознающего элемента (42). 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к набору расходных материалов, содержащему по меньшей мере два расходных материала для использования в устройстве для раздачи напитка для приготовления напитка. Настоящее изобретение дополнительно относится к устройству для раздачи напитка, предназначенному для приготовления напитка путем использования расходного материала, содержащего пищевой продукт, из которого получают напиток путем использования жидкости, а также к системе приготовления напитка для приготовления напитка.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к области приспособлений (обычно называемых в настоящей заявке как устройства для раздачи напитка), которые приготавливают напиток путем экстрагирования пищевых продуктов путем пропускания под давлением экстрагирующей текучей среды, такой как горячая или холодная вода. Пищевой продукт, такой как кофе или чай, содержится в расходных материалах, которые вводят в этих приспособления. Таким образом, напиток может в целом представлять собой кофе, чай, суп, горячий или холодный шоколад, молоко или детское питание. Такое устройство для изготовления напитка раскрыто, например, в международной публикации WO 2005/053485 A1. Устройство для изготовления напитка содержит камеру для заваривания (также называемую в настоящей заявке как «камера»), включающую один или более пакетов, содержащих продукт, из которого следует заварить напиток, а также средства для подачи воды в камеру для заваривания и средства для вывода заваренного напитка из камеры для заваривания.
В употребление вводят все больше и больше типов и разновидностей этих напитков, что создает новую возможность для инноваций. Когда распознан тип напитка или ингредиент, приспособление может автоматически оптимизировать параметры заваривания, включающие один или более из следующих параметров: время, температура, давление, расход и объем чашки в отношении расходного материала, предоставленного приспособлению. Такая система для изготовления напитков раскрыта, например, в международной публикации WO 2013/046149 Al, причем эта система содержит устройство для раздачи напитка и контейнер, который следует вставлять в устройство для раздачи напитка для пропускания жидкости (иногда также называемой как экстрагирующая жидкость) напитка. Контейнер имеет фильтрующее тело (также называемое как тело для размещения в нем продукта), которое задает пространство, содержащее пищевой продукт, из которого получают напиток. Фильтрующее тело имеется на внешней стороне выступа. Имеется распознающий элемент, который связан с фильтрующим телом и который может быть распознан и/или интерпретирован посредством распознающего устройства устройства для раздачи напитка.
Используемые в настоящее время расходные материалы (также называемые как одноразовые изделия) обычно имеют два типа. Один тип расходного материала обычно называют капсулой, и он обычно представляет собой изделие с жесткими стенками, которое содержит пищевой продукт и которое имеет два основания, через которые проходит экстрагирующая вода. Капсулы размещены в камерах, ограниченных двумя телами, одно из которых имеет форму, подходящую для приема большей части капсулы, и закрывающий орган, который герметично уплотняет камеру. Вводу вводят в камеру, а затем она проходит через капсулу. Благодаря жесткой форме капсулы, гидравлические уплотнения камеры обеспечивают по существу возможность прохождения воды через капсулу без рециркуляции экстрагированного продукта через камеру.
Второй тип расходного материала плоской формы в целом называют как «контейнер» (или «пакет»), и он состоит из двух частей, выполненных из тонкого мягкого материала, снабженных отверстиями, спаренных для задания полости, в которой размещают пищевой продукт. Материал может представлять собой, например, бумагу, сукно или нетканую ткань с фильтрующими свойствами. Две секции в целом выполнены круглыми и соединены вдоль своих внешних кромок, что образует внешний кольцевой выступ. Машины, которые используют контейнеры, имеют две полуоболочки, которые уплотнены для образования камеры, в которой размещают контейнер. В частности, кольцевой выступ контейнера сжимают для обеспечения уплотнения между противолежащими поверхностями полуоболочек.
Для большинства приспособлений, параметры заваривания являются постоянными и, таким образом, являются теми же самыми для каждого напитка. Другие приспособления могут иметь ручные настройки, но они должны быть отрегулированы пользователем для каждого типа напитка. После автоматического распознавания расходного материала (в частности его типа, то есть какой тип пищевого продукта удерживают в расходном материале, например представляет ли он собой кофе, кофе без кофеина, кофе, отличающееся по крупности помола, обжарке, смеси, аромату и т.д.) приспособлением, настройки могут быть автоматически отрегулированы. Это улучшает удобство для пользователя. Кроме того, процесс заваривания правильно регулируют для каждого типа расходного материала таким образом, что создают идеальный напиток.
В международной публикации WO 2013/080073 A1 раскрыт пакет (называемый в настоящей заявке как расходный материал) для приготовления напитков. Пакет содержит впускную сторону, через которую вода попадает в этот пакет, и выпускную сторону, через которую напиток выходит из этого пакета. Выпускная сторона пакета по меньшей мере частично образована проницаемой для жидкости стенкой, при этом снабженная отверстиями пленка нанесена с возможностью удаления на выпускную сторону пакета.
Датчик выполнен с возможностью обнаружения наличия или отсутствия ярлыка пакета и, таким образом, можно выявлять ситуацию, в которой снабженная отверстиями пленка была удалена с контейнера или была сохранена на нем (то есть на пакете). Если снабженная отверстиями пленка была сохранена, то в зависимости от вида информации, имеющейся на ярлыке, а также от типа используемого датчика, машина может быть выполнена с возможностью сбора дополнительной информации о типе и сущности контейнера.
Эта информация может быть использована для управления насосом такой машины. Например, нанос может быть реализован для обеспечения более высокого давления и меньшего расхода при наличии снабженной отверстиями пленки, а также более высокого расхода при пониженном давлении после удаления снабженной отверстиями пленки. В некоторых вариантах реализации насос 19 может быть выполнен саморегулируемым, то есть насос будет подавать воду при более высоком давлении или более низком давлении в зависимости от противодавления, создаваемого вдоль пути потока, проходящего от насоса до выхода из горлышка для подачи напитка. Наличие снабженной отверстиями пленки существенно увеличивает потерю напора вдоль пути потока, то есть увеличивает противодавление. Таким образом, при наличии снабженной отверстиями пленки насос будет обеспечивать пониженный расход воды при более высоком давлении. Напиток будет заварен при более высоком давлении и пониженном расходе. После удаления снабженной отверстиями пленки, насос будет автоматически регулироваться для работы в другой точке характеристической кривой напор-расход, подавая при этом большее количество воды за единицу времени при более низком давлении.
В US 2005/183578 A1 раскрыта система для приготовления напитка для выборочной выдачи, в том же самом устройстве для экстрагирования кофе, жидких экстрактов «длинного» кофе и жидких экстрактов «короткого» кофе, содержащая: картриджы, содержащие молотый кофе; приемное устройство для приема одного картриджа за раз и накачивающие средства или введения воды под давлением в картридж; средства для открытия картриджа, которые содержат удерживающие средства для удержания жидкости под давлением в картридже и средства взаимодействия, которые взаимодействуют с удерживающими средствами для открытия картриджа и доставки жидкого экстракта «длинного» кофе; причем система содержит по меньшей мере первый картридж, выполненный с возможностью доставки жидкого экстракта «короткого» кофе, и по меньшей мере второй картридж, который имеет по существу ту же самую внешнюю конфигурацию и форму, что и первый картридж, с тем, чтобы обеспечить возможность его приема в том же самом приемном устройстве, которое принимает первый картридж, и который выполнен с возможностью доставки жидкого экстракта «длинного» кофе в результате обеспечения возможности протекания через него большего количества воды, причем второй картридж для жидкого экстракта «длинного» кофе выполнен таким образом, что во время экстрагирования вода протекает через него с более высокой скоростью по сравнению с первым картриджем.
В DE 202006014317 U1 раскрыта кофеварка, содержащая блок для заваривания, соединенный с впускным отверстием для нагретой воды и с камерой для заваривания, принимающей порошок из молотого кофе во время процесса просачивания порошка из молотого кофе. Клапан приводят в действие в выпускной линии для выпуска кофе. Насос выпускает нагретую воду, которую подают в блок для заваривания. Выпускное отверстие насоса выполнено для приготовления кофе «экспрессо». Измерительное устройство для измерения расхода измеряет противодавление, противодействующее нагретой воде, подаваемой в камеру для заваривания посредством кофейного порошка, представленного в камере.
В WO 2005/053485 A1 раскрыто устройство для изготовления напитка, содержащее камеру для заваривания, включающую один или более пакетов, содержащих продукт, из которого следует заварить напиток, средства для подачи воды в камеру для заваривания и средства для вывода заваренного напитка из камеры для заваривания. Кроме того, имеются средства для сжатия пакета после завершения процесса заваривания, но до открытия камеры для заваривания для удаления пакета.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача настоящего изобретения состоит в создании набора расходных материалов, содержащего по меньшей мере два расходных материала для использования в устройстве для раздачи напитка для приготовления напитка, причем расходные материалы обеспечивают возможность распознавания типа расходного материала простым, надежным и просто реализуемым способом посредством соответствующего устройства для раздачи напитка. Еще одна задача настоящего изобретения состоит в создании соответствующего устройства для раздачи напитка и соответствующей системы приготовления напитка для приготовления напитка.
В первом аспекте настоящего изобретения предложен набор расходных материалов, содержащий по меньшей мере два расходных материала для использования в устройстве для раздачи напитка для приготовления напитка, причем каждый расходный материал содержит:
- фильтрующее тело, задающее пространство, содержащее пищевой продукт, из которого получают напиток путем использования жидкости, и
- распознающий элемент, представляющий поверхность фильтрующего тела, обращенную к множеству выпускных отверстий устройства для раздачи напитка, для распознавания типа расходного материала, причем
указанное множество выпускных отверстий выполнено для обеспечения потока жидкости через расходный материал,
распознающий элемент имеет механическое свойство, распознаваемое и/или интерпретируемое устройством для раздачи напитка путем получения сигнала датчика путем определения характеристики расхода потока жидкости после запуска потока жидкости через расходный материал посредством указанного множества выпускных отверстий,
механическое свойство различается для каждого типа расходного материала из указанного набора расходных материалов, так что характеристика сигнала датчика зависит от механического свойства распознающего элемента,
распознающий элемент содержит множество распознающих подэлементов, каждый из которых обращен к предварительно определенному количеству выпускных отверстий из указанного множества выпускных отверстий, а
механические свойства указанного по меньшей мере одного распознающего подэлемента различаются для каждого типа расходного материала из указанного набора расходных материалов.
В дополнительном аспекте настоящего изобретения предложено устройство для раздачи напитка, содержащее:
- камеру для приема расходного материала и для пропускания через него жидкости,
- множество выпускных отверстий для обеспечения потока жидкости через расходный материал,
- датчик для получения сигнала датчика путем определения характеристики расхода потока жидкости после запуска потока жидкости через расходный материал посредством указанного множества выпускных отверстий, причем сигнал датчика зависит от механического свойства распознающего элемента, представляющего поверхность фильтрующего тела расходного материала, обращенную к указанному множеству выпускных отверстий, а механическое свойство различается для каждого типа расходного материала из указанного набора расходных материалов,
- устройство обработки сигналов для распознавания типа расходного материала на основании указанного сигнала датчика,
- устройство управления выпускными отверстиями для управления указанным множеством выпускных отверстий для обеспечения необходимого потока жидкости через расходный материал для приготовления напитка путем механического приложения усилия или давления к распознающему элементу и
- устройство управления напитком для управления одним или более параметров устройства для раздачи напитка в соответствии с распознанным типом расходного материала.
Еще в одном аспекте настоящего изобретения предложена система приготовления напитка, содержащая:
- устройство для раздачи напитка, раскрытое в настоящей заявке, и
- расходный материал из раскрытого в настоящей заявке набора расходных материалов, расположенный в камере устройства для раздачи напитка.
Предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах формулы. Следует понимать, что устройство для раздачи напитка и система приготовления напитка имеют предпочтительные варианты реализации, схожие и/или идентичные предпочтительным вариантам реализации заявленного набора расходных материалов и предпочтительным вариантам реализации, охарактеризованным в зависимых пунктах формулы.
Настоящее изобретение основано на той идее, что расходный материал блокирует поток текучей среды (частично или полностью, временно или бессрочно) и что блокирование потока обнаруживают посредством устройства для раздачи напитка, в связи с этим данную информацию затем используют для регулировки процесса приготовления напитка. Это измерение предпочтительно может осуществлено путем измерения давления, путем измерения расхода и/или путем изменения расхода и/или давления за раз, все эти показатели следует понимать как результат измерения характеристики потока. Измерения могут быть осуществлены для каждого канала (то есть для каждого выпускного отверстия), но и для всех каналов вместе.
Обычно обеспечена возможность протекания текучей среды через выпускное отверстие. Настоящее изобретение обеспечивает несколько вариантов реализации для распознавания расходного материала с использованием блокирующего агента для блокирования выпускного отверстия на верхней части расходного материала, в частности с использованием механического свойства, которое может быть распознано и/или интерпретировано устройством для раздачи напитка, например системой распознавания расходного материала устройства для раздачи напитка. В момент времени, в который начинается процесс заваривания напитка, текучую среду (например горячую воду) закачивают в верхнюю часть расходного материала. Устройство для раздачи напитка имеет несколько выпускных отверстий, которые наносят жидкость на расходный материал. Во время первого этапа заваривания, также называемого этапом предварительного смачивания, небольшое количество жидкости закачивают в расходный материал. В момент времени, когда вода достигает расходного материала, поток может быть остановлен на одном или более выпускных отверстий. Это, например, определяют датчиком, поскольку давление жидкости будет увеличиваться. Другая возможность состоит в том, что измеряют расход воды в целом или для каждого канала с выпускным отверстием и/или это изменение расхода может быть определено путем изменения давления и/или расхода во времени. В целом определяют характеристику расхода потока жидкости. Некоторое количество выпускных отверстий, которые частично или полностью блокированы, характеризует уровень различия расхода. Различные выпускные отверстия могут иметь различную форму, в силу чего пропускаемость воды не обязательно является той же самой для каждого из этих выпускных отверстий. Результаты изменения расхода или давления характеризуют конкретный тип расходного материала, что обеспечивает возможность выделения или распознавания расходного материала из набора расходных материалов, имеющих различные типы.
В данном контексте выявление типа расходного материала означает не только распознавание того, представляет ли расходный материал собой капсулу или пакет (или контейнер), но в основном означает выявление типа имеющегося пищевого продукта (например представляет ли он собой кофе, кофе без кофеина, кофе, отличающееся по крупности помола, обжарке, смеси, аромату и т.д.) и/или количество продукта.
На основании распознанного типа, устройство для раздачи напитка, возможно в сочетании с командами, выбранными пользователем, задает правильные параметры обработки, такие как, например, температуру воды, количество используемой воды, давление и/или скорость подачи воды, длительность нагнетания и т.д. Например, если распознан тип расходного материала, то виды напитков, которые могут (предпочтительно) приготовлены, могут быть показаны пользователю на дисплее для выбора пользователем.
Следует отметить, что информация, полученная посредством распознающего элемента расходного материала, может также касаться других аспектов, которые не связаны с приготовлением напитка, например статистических данных. Например, устройство для раздачи напитка может запоминать количество различных типов используемых расходных материалов, или другие данные, которые могут быть полезны для управления обслуживанием машины, или заказы новых расходных материалов на основании фактического потребления и т.д.
В отличие от расходного материала и устройства для раздачи напитка, раскрытых в международной публикации WO 2013/080073 A1, все типы расходных материалов, представленных согласно настоящему изобретению, являются различными без взаимодействия с пользователем, которое требуется согласно международной публикации WO 2013/080073 A1, в соответствии с которой пользователь должен удалить снабженную отверстиями пленку, если он в действительности хочет, чтобы машина работала в другой точке характеристической кривой напор-расход. В отличие от этого, в соответствии с настоящим изобретением, типы расходных материалов отличаются друг от друга, при этом нет необходимости в совершении пользователем действия с тем, чтобы сделать их различимыми, а также с тем, чтобы автоматически отрегулировать какой-либо параметр или какие-либо параметры процесса приготовления напитка.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением распознающий элемент расходного материала обращен к выпускным отверстиям устройства для раздачи напитка, причем в соответствии с международной публикацией WO 2013/080073 A1 снабженная отверстиями пленка выполнена на нижнем слое расходного материала, обращенном в направлении от выпускных отверстий. Кроме того, удаление или неудаление снабженной отверстиями пленки просто обеспечивает возможность выявления различных состояний, при этом настоящее изобретение обеспечивает возможность выявления множества расходных материалов.
Распознающий элемент содержит множество распознающих подэлементов, каждый из которых обращен к предварительно определенному количеству выпускных отверстий из множества выпускных отверстий, каждое из которых, в частности, обращено к одиночному выпускному отверстию, причем механические свойства по меньшей мере одного распознающего подэлемента отличается для каждого типа расходного материала из набора расходных материалов. Таким образом, первоначальным сопротивлением потоку жидкости можно просто управлять путем выбора определенного количества подэлементов, которые могут препятствовать первоначальному потоку (то есть которые выполнены с возможностью предотвращения протекания через них жидкости на первоначальном этапе, например благодаря использованию более толстого и/или менее проницаемого для жидкости материала) и определенного количества подэлементов, которые не могут противодействовать первоначальному потоку (то есть которые выполнены с возможностью предотвращения протекания через них жидкости на первоначальном этапе, например благодаря использованию более тонкого и/или проницаемого для жидкости материала). Чем больше количество подэлементов, которые противодействуют первоначальному потоку, тем меньший общий первоначальный поток может быть измерен и использован для выявления различных типов расходных материалов.
В предпочтительном варианте реализации набора расходных материалов распознающий элемент представляет собой покрытие расходного материала, а механическое свойство распознающего элемента представляет собой одно или более из следующих: толщина, размер, материал, масса, плотность, пластичность, сопротивление, коэффициент пропускания и коэффициент отражения. Эти варианты обеспечивают простые и недорогие способы для обеспечения возможности выявления расходных материалов.
В другом варианте реализации набора расходных материалов механическое свойство распознающего элемента обеспечивает необходимый поток жидкости через расходный материал после получения сигнала датчика. Следовательно, за конкретное время и/или вплоть до конкретного давления (жидкости или выпускного отверстия) не прилагают необходимый поток (для приготовления напитка). В частности, как предложено в соответствии с другим вариантом реализации, необходимый поток жидкости через расходный материал получают посредством механического усилия, прикладываемого посредством повышенного расхода и/или давления жидкости или посредством механического давления, прикладываемого посредством множества выпускных отверстий или путем автоматического изменения механического свойства, вызванного смачиванием расходного материала.
Например, в варианте реализации по меньшей мере один распознающий подэлемент имеет другой материал, имеет другую толщину и/или различное расстояние до выпускного отверстия, к которому он обращен. Все эти возможные варианты воздействуют на сопротивление первоначальному потоку жидкости и могут быть реализованы простым и дешевым образом.
В другом варианте реализации по меньшей мере один распознающий подэлемент содержит материал, который оказывает сопротивление потоку жидкости в течение предварительно заданного периода времени, по истечению которого обеспечена возможность протекания через него жидкости, причем указанный предварительно заданный период времени отличается для каждого типа расходного материала. Такой материал может представлять собой по меньшей мере один из следующих материалов: растворимый гель, аэрозольный материал и пена на белковой основе. Таким образом, через некоторое время один или более распознающих подэлементов автоматически утрачивают свое сопротивление к потоку жидкости, например вследствие химической реакции материала распознающих подэлементов с жидкостью, так что затем «нормальная» работа устройства для раздачи напитка и приготовление напитка начинается автоматически с дальнейшего управления устройством управления выпускными отверстиями для увеличения проходимости потока через распознающие подэлементы.
Для распознавания типа расходного материала обрабатывают и оценивают сигнал датчика. В целом, по меньшей мере одна характеристика сигнала датчика зависит от механического свойства расходного материала, по которому различают различные типы расходных материалов, и будет обеспечивать возможность выявления различных типов путем оценки указанной по меньшей мере одной характеристики. Характеристика сигнала датчика (например сигнала напряжения или сигнала тока) или электрического сигнала, полученного из сигнала датчика, может представлять собой амплитуду и/или фазу электрического сигнала или сигнала датчика, потенциально как функцию от частоты. Следовательно, в варианте реализации для выявления различных типов расходных материалов оценивают амплитуду сигнала датчика при конкретной (предварительно определенной) частоте.
В предпочтительном варианте реализации устройства для раздачи напитка датчик выполнен с возможностью определения расхода жидкости, давления жидкости и/или изменений потока жидкости и/или давления жидкости со временем. Это предоставляет данные о типе расходного материала, как пояснено выше.
Кроме того, в варианте реализации датчик выполнен с возможностью получения сигнала датчика для каждого выпускного отверстия путем определения характеристики расхода потока жидкости для каждого выпускного отверстия, а устройство обработки сигналов выполнено с возможностью распознавания типа расходного материала на основании сигналов датчика в сочетании с информацией о соответствующем выпускном отверстии. Таким образом, могут быть измерены не только общий расход или давление, однако также обеспечена возможность обнаружения того, какие выпускные отверстия препятствуют первоначальному потоку, а какие выпускные отверстия не препятствуют первоначальному потоку, так что местоположения соответствующих выпускных отверстий, которые препятствуют первоначальному потоку, могут быть дополнительно использованы как (дополнительно или исключительно) указание на тип расходного материала. Данный вариант реализации, однако, требует того, чтобы расходный материал мог быть вставлен только в соответствующую камеру в устройстве для раздачи напитка в одиночном предварительно определенном положении и ориентации.
Предпочтительно, устройство для раздачи напитка дополнительно содержит привод для перемещения выпускных отверстий в направлении, по существу перпендикулярном распознающему элементу расходного материала, причем управляющее устройство для управления выпускными отверстиями выполнено с возможностью управления работой привода. Таким образом выпускные отверстия могут быть приведены в контакт с расходным материалом, в частности с покрытием, обращенным к выпускным отверстиям, для протыкания этого покрытия для обеспечения необходимого потока жидкости через расходный материал для приготовления напитка после распознавания типа расходного материала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны из варианта реализации или вариантов реализации, описанных в настоящей заявке, или пояснены со ссылкой на этот вариант реализации или эти варианты реализации.
На фиг. 1 показаны разные виды варианта реализации устройства для раздачи напитка в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 2 показан вид сверху первого варианта реализации расходного материала в соответствии с настоящим изобретением и перспективный вид части соответствующего устройства для раздачи напитка.
На фиг. 3 показан вид в разрезе второго варианта реализации расходного материала в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 4 показан перспективный вид третьего варианта реализации расходного материала в соответствии с настоящим изобретением.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 показаны разные виды варианта реализации устройства 25 для раздачи напитка, выполненного в виде кофеварки, которая вместе с расходным материалом 4 в целом образует систему приготовления напитка. Кофеварка (то есть устройство 25 для раздачи напитка) использует мягкие пакеты в качестве расходных материалов, однако следует отметить, что настоящее изобретение не ограничено использованием ни пакетов, ни кофеварок. В других вариантах реализации устройство для раздачи напитка выполнено с возможностью его использования для приготовления напитков, отличных от кофе, например чая, горячего или холодного молока, супа, детского питания и т.д. Кроме того, контейнеры или капсулы могут быть использованы в качестве расходных материалов, при этом расходные материалы обычно содержат пищевой продукт для приготовления соответствующего напитка путем использования устройства для раздачи напитка.
Кофеварка содержит неподвижную часть 1 и шарнирную часть (также называемую крышкой) 2. Неподвижная часть 1 имеет нижнюю стенку 8, 9 камеры 19 для заваривания, а шарнирная часть 2 имеет верхнюю стенку 3 камеры 19 для заваривания. Неподвижная часть 1 дополнительно содержит контейнер для воды и средства для нагрева воды (или более конкретно экстрагирующей жидкости) и накачивания предварительно определенного количества нагретой воды в камеру 19 для заваривания, при этом части кофеварки показаны только схематически в виде обрабатывающего блока 20 для обработки жидкости для пропускания экстрагирующей жидкости через пакет 4.
На фиг. 1A показан вид сверху наивысшей части кофеварки, иллюстрирующий неподвижную часть 1 и шарнирную часть (или крышку) 2 кофеварки. Крышка 2 представлена в открытом положении, то есть в положении, в котором доступна камера 19 для заваривания, например, для замены пакета 4. В данном случае верхняя стенка 3 камеры для заваривания расположена по существу в вертикальном положении.
На фиг. 1B и 1C показаны виды в разрезе с крышкой 2, показанной соответственно в открытом положении (см фиг. 1B) и в закрытом положении (см фиг. 1C). Крышка 2 шарнирно закреплена вокруг оси 5, так что она может совершать поворотное перемещение. Верхняя стенка 3 камеры для заваривания снабжена шарообразным выступом 6 в ее центральной части, то есть имеется купол, выполненный в стенке 3. Гибкое уплотняющее кольцо 7 прикреплено к шарнирной крышке 2 вокруг верхней стенки 3.
Первая съемная часть, образующая нижнюю стенку камеры для заваривания, образована из металлической части 8, с прикрепленным к ней пластиковым элементом 9, имеющим выпускное отверстие 10. На своей верхней стороне пластиковый элемент 9 снабжен некоторым количеством выступов для удержания пакета 4 и для создания пространства для вывода заваренного напитка между этими выступами. Первая съемная часть 8, 9 выполнена таким образом, что она содержит один пакет 4. Эта первая съемная часть может быть заменена на другую съемную часть, выполненную таким образом, что она содержит два пакета 4, которые в таком случае охватывают большее пространство.
Первая съемная часть 8, 9 снабжена рукояткой 11 для облегчения ее удаления из неподвижной части 1 устройства. Первая съемная часть 8, 9 может быть удалена для ее замены или очистки. Ниже первой съемной части 8, 9 имеется вторая съемная часть 12, ограничивающая камеру 13 для сбора напитка и снабженная выпускной трубой 14 для выпуска напитка, которая выходит за пределы неподвижной части 1 устройства. Заваренный напиток, собранный в приемной камере 13, выходит из устройства через выпускную трубку 14 и может попадать в чашку или т.п.
Когда крышка 2 закрыта, уплотняющее кольцо 7 упирается в верхнюю стенку 3, а также в указанную часть 8 первой съемной части 8, 9, так что камера 19 для заваривания закрыта, за исключением выпускных отверстий 15, выполненных в верхней стенке 3 для подачи нагретой воды в камеру 19 для заваривания, а также за исключением выпускного отверстия 10. Камера 19 для заваривания может охватывать пакет 4, как показано на фиг. 1C. Нагретую воду подают через выпускные отверстия 15, выполненные в верхней стенке 3, причем она проходит через пакет 4 для экстрагирования кофе. Заваренный кофе выходит из камеры для заваривания через выпускное отверстие 10. Затем заваренный кофе будет собран в камере 13 для сбора напитка, и в последствии он выйдет из устройства через выпускную трубку 14.
Как показано на фиг. 1C, крышку 2 сохраняют закрытой посредством шарнирной защелки 16, взаимодействующей с проходящим книзу краем 17 неподвижной части 1 устройства. Защелка 16 может быть высвобождена только тогда, когда крышку 2 перемещают в направлении книзу. Верхнюю стенку 3 камеры для заваривания перемещают по направлению к нижней части 8, 9 таким образом, что купол 6 вжимают в пакет 4. Данное перемещение сжимает пакет 4 таким образом, что лишняя остаточная жидкость будет выходить из пакета 4, а также будет выходить из камеры для заваривания через выпускное отверстие 10.
Для распознавания типа пакета 4 устройство 25 для раздачи напитка дополнительно содержит (показан схематически) датчик 21 для получения сигнала датчика путем определения характеристики расхода потока жидкости после запуска потока жидкости через расходный материал посредством множества выпускных отверстий 15. Полученный сигнал датчика зависит от механического свойства распознающего элемента 42 пакета 4. Распознающий элемент 42 в целом представляет поверхность фильтрующего тела 41 (также называемого как тело для размещения в нем продукта) пакета 4, обращенную к указанному множеству выпускных отверстий 15.
Расходный материал (в данном варианте реализации пакет 4) в целом содержит фильтрующее тело 41, которое может быть снабжено твердым покрытием (в случае капсул) или мягкой оболочкой, задающее пространство, содержащее пищевой продукт, из которого получают напиток. Кроме того, расходный материал в целом содержит распознающий элемент 42 (также называемый как идентифицирующий элемент), имеющий механическое свойство, которое может быть распознано и/или интерпретировано устройством 24 для раздачи напитка на основании полученного сигнала датчика, определяющего характеристику расхода потока жидкости после запуска потока жидкости через расходный материал посредством множества выпускных отверстий 15. Для выявления различных типов расходных материалов распознающий элемент 42 имеет другое механическое свойство для каждого типа расходного материала из набора расходных материалов, так что сигнал датчика зависит от механического свойства расходного материала.
Устройство 25 для раздачи напитка дополнительно содержит устройство 22 обработки сигналов для распознавания типа расходного материала на основании сигнала датчика. Устройство 22 обработки сигналов оценивает по меньшей мере одну характеристику сигнала датчика, который зависит от механического свойства расходного материала. Например, амплитуда сигнала датчика и/или фаза (и/или амплитуда и/или фаза электрического сигнала, полученного из сигнала датчика), потенциально как функция от частоты, может быть оценена, предпочтительно в предварительно определенном диапазоне частот.
Устройство 23 управления выпускными отверстиями обеспечено для управления множеством выпускных отверстий 15 для обеспечения необходимого потока жидкости через расходный материал для приготовления напитка путем механического приложения усилия или давления к распознающему элементу 42 после распознавания типа расходного материала.
После того, как был распознан тип расходного материала, одним или более параметров устройства 25 для раздачи напитка управляют посредством устройства 24 управления напитком, которое предпочтительно обеспечено как часть обрабатывающего блока 20 для обработки жидкости, в соответствии с распознанным типом расходного материала. Например, только для приведения простого примера, если выявлено, что расходный материал содержит кофе мелкого помола (которое предпочтительно используют для изготовления экспрессо), то жидкость продавливают с более высоким давлением через контейнер по сравнению со случаем, в котором расходный материал содержит кофе обычного помола (которое предпочтительно используют для получения кофе). Параметры, которыми можно в целом управлять, могут представлять собой один или более из следующих параметров: температура воды, количество используемой воды, давление и/или скорость подачи воды, длительность нагнетания, расход и объем чашки и т.д.
Основная идея распознавания типа расходного материала и управления одним или более параметров устройства для раздачи напитка на основании распознанного типа расходного материала также может быть использована в других типах устройств для раздачи напитка с использованием, например, капсул в качестве расходных материалов. Такие устройства для раздачи напитка являются широко известными и используемыми. Пример такого устройства для раздачи напитка описан, например, в международной публикации WO 2012/123440 A1, при этом указанное устройство также содержит измерительное приспособление для регистрации события, связанного со вставкой капсулы и/или наличием капсулы, а также типом капсулы, для автоматизации приготовления напитка. Следовательно, даже если различные варианты реализации расходных материалов и пути распознавания типа расходного материала, поясненных в приведенном далее описании, относятся к конкретному типу расходного материала и, таким образом, к конкретному типу устройства для раздачи напитка, соответствующие варианты реализации не следует толковать, что они ограничены только этим типом расходного материала и/или данным типом устройства для раздачи напитка.
Далее будут пояснены несколько вариантов реализации расходного материала в соответствии с настоящим изобретением и соответствующие способы распознавания типа расходного материала. Для расходного материала будет пояснено то, как могут быть выявлены различные типы расходных материалов из набора расходных материалов, содержащего расходные материалы различных типов, и то, как устройство для раздачи напитка может быть создано в соответствии с этим.
На фиг. 2 показан вид сверху (см фиг. 2A) первого варианта реализации расходного материала 40 в соответствии с настоящим изобретением и перспективный вид (см фиг. 2B) части соответствующего устройства 250 для раздачи напитка, в которое был вставлен расходный материал 40. В крышке 2 устройства 25 для раздачи напитка выпускные отверстия 15a-15e (в данном примере пять выпускных отверстий) показаны в виде точек. Соответствующие участки 43a-43e на поверхности (крышке) 42 расходного материала 40 также показаны в виде точек, каждая из которых представляет собой часть соответствующего распознающего подэлемента 44a-44e. Когда крышка 2 устройства 25 для раздачи напитка закрыта, выпускные отверстия 15 будут контактировать с распознающими подэлементами 44a-44e в положениях 43a-43e на расходном материале 40.
Как указано на фиг. 2A, два из пяти распознающих подэлементов 44a, 44c отличаются от других трех распознающих подэлементов 44b, 44d, 44e. Например, когда запускают поток жидкости после вставки расходного материала, распознающие подэлементы 44a, 44c могут быть выполнены таким образом, что они блокируют соответствующие выпускные отверстия 15a, 15c, так что жидкость не может протекать через расходный материал, а другие распознающие подэлементы 44b, 44d, 44e выполнены таким образом, что они не блокируют соответствующие выпускные отверстия 15b, 15d, 15e, так что жидкость может протекать через расходный материал. Это приведет к образованию (общего) потока жидкости и к конкретному увеличению давления, каждое из которых или они оба могут быть измерены датчиком (например датчиком давления или расходомером). Результат измерения указывает на тип расходного материала, поскольку другие типы расходных материалов имеют меньшее или большее количество распознающих подэлементов, которые отличаются от других распознающих подэлементов.
На фиг. 2 показано пять одинаковых выпускных отверстий 15. Однако, данное количество выпускных отверстий, а также тот факт, что они имеют одинаковый размер, не являются постоянными. На расходном материале 40 показаны пять положений 43a-43e и пять распознающих подэлементов 44a-44e. Эти распознающие подэлементы могут представлять собой маленькие круги или треугольники, но и могут также представлять собой сегменты, как показано на фиг. 2A. Если используют сегменты, то расположение расходного материала 40 может быть произвольным. Использование пяти выпускных отверстий с равными размерами 15 означает, что общее количество различных расходных материалов ограничено восемью. Если расходный материал 40 расположен с конкретной ориентацией, то общее количество различных расходных материалов, которое может быть идентифицировано, увеличивается до 52. Другой способ увеличения общего количества идентифицируемых расходных материалов состоит в использовании выпускных отверстий с различными размерами в одном устройстве для раздачи напитка и/или в обеспечении того, что некоторые распознающие подэлементы или они все не только имеют два различных состояния (то есть полностью открыты или полностью блокированы), но и три или более состояний (например полностью открыты, открыты на половину или полностью блокированы).
Путем закрытия крышки 2 устройства 25 для раздачи напитка выпускные отверстия 15 расположены для этапа предварительного смачивания. Во время этого короткого периода времени определяют увеличение давления, что указывает на тип расходного материала 40. Сразу после этого выпускные отверстия 15 проталкивают немного ниже, например соответствующим приводом 251. Во время этого действия, выпускные отверстия 15, которые ранее были заблокированы, открыты для текущего этапа заваривания.
Описанные механические свойства различных распознающих подэлементов предпочтительно достигают путем использования различных материалов для различных распознающих подэлементов, однако в других вариантах реализации достигают путем использования более толстого материала покрытия, более сжатого пищевого продукта (например размола для получения напитка), размера, материала, массы, плотности, пластичности и/или сопротивления. Путем использования тех же самых материалов, которые в настоящее время уже используют для известных расходных материалов, расходный материал остается биоразлагаемым как и раньше.
Другая возможность открытия заблокированных выпускных отверстий состоит в том, что сила потока жидкости во время этапа предварительного смачивания намного меньше силы окончательного потока. Во время предварительного смачивания некоторые из выпускных отверстий будут заблокированы, что само по себе будет указывать на тип расходного материала. После этого, намного большее давление, созданное окончательным потоком, откроет все выпускные отверстия.
На фиг. 3 показан вид в разрезе второго варианта реализации расходного материала 50 в соответствии с настоящим изобретением, причем показано по существу покрытие 51 расходного материала 50. В соответствии с данным вариантом реализации, в дополнение к материалу конкретного типа, распознающий элемент (также называемый как блокирующий элемент для блокирования выпускного отверстия) снабжен покрытием 51 (которое также может представлять собой тонкий и/или мягкий фильтрующий материал), которое поднимают в конкретных сегментах (то есть распознающих подэлементах). Как показано на фиг. 3, распознающий подэлемент 52a поднят, то есть имеет меньшее расстояние до соответствующего выпускного отверстия 15a, чем распознающий подэлемент 52b, который имеет большее расстояние до соответствующего выпускного отверстия 15b. В первоначальном местоположении выпускных отверстий (так называется этапом предварительного смачивания), которое показано на фиг. 3, выпускное отверстие 15a входят в контакт с распознающим подэлементом 52a и открыли (разрушили) его таким образом, что текучая среда может протекать через данный сегмент. В отличие от этого, выпускное отверстие 15b все еще расположено на расстоянии от распознающего подэлемента 52b, так что (неразрушенный) распознающий подэлемент 52b блокирует поток текучей среды через данный сегмент. На следующем этапе приготовления напитка выпускные отверстия 15 перемещают по направлению вниз (то есть в направлении расходного материала 50) таким образом, что все распознающие подэлементы, содержащие распознающий подэлемент 52b, оказываются открыты для обеспечения возможности протекания текучей среды через все распознающие подэлементы.
Блокирование выпускных отверстий может быть также осуществлено с использованием материала, который противодействует давлению экстрагирующей жидкости, например горячей воды, только в течение очень короткого периода времени. Например, может быть использован материал, который может быть растворен в горячей воде или который утрачивает свою жесткость благодаря наличию горячей воды. Также можно использовать растворимый в горячей воде материал в виде сетчатой структуры с расположенным внутри размолом для получения напитка внутри. Это показано на фиг. 4, иллюстрирующей перспективный вид третьего варианта реализации расходного материала 60 в соответствии с настоящим изобретением, при этом по существу показано покрытие 61 расходного материала 60. Как показано, между различными сегментами 62, 63, 64, 65, 66, 67 покрытие 61 выполнено более тонким в виде некоторого типа канавок 70 для ослабления там материала таким образом, что распознающие подэлементы 63, 64, 66, 67 ломаются в ответ на первоначальный поток текучей среды, а другие распознающие подэлементы 63, 65, 68, 69, которые не разделены канавками, будут блокировать первоначальный поток текучей среды и могут быть разрушены или разломаны только за счет более высокого давления или посредством механического усилия.
Помимо других материалов, различные механические свойства другого распознающего подэлемента могут быть достигнуты посредством размола для получения напитка, который вжимают в фильтрующий материал (то есть в покрытие) и, таким образом, он блокирует выпускное отверстие на некоторое время, а в других распознающих подэлементах никакой помол не вжимают в фильтрующий материал (то есть в покрытие).
Блокирование выпускных отверстий может быть также осуществлено с использованием материала, который противодействует давлению жидкости только в течение очень короткого периода времени. В другом варианте реализации в некоторых распознающих подэлементах может быть использован, например, материал, который химически реагирует с горячей водой или жидкостью или с растворимым в воде материалом.
Это означает, что используемый материал станет частью напитка. Это может действовать для очень небольшого объема при использовании только небольшой кромки распознающего подэлемента. В зависимости от типа и количества используемого материала, расходный материал может все еще оставаться биоразлагаемым. В данном варианте реализации предпочтительно используют растворимые в горячей воде гели, аэрозольные материалы или материалы на основе пены на белковой основе.
В итоге, в соответствии с настоящим изобретением множество различных типов расходных материалов могут быть точно и надежно выявлены простым способом. Первоначальным сопротивлением потоку жидкости, то есть когда поток жидкости запускают, в момент чего должно происходить быстрое распознавание, можно легко управлять, и его можно легко распознавать. Это может быть достигнуто путем выбора определенного количества подэлементов, которые могут препятствовать первоначальному потоку, то есть которые выполнены с возможностью предотвращения протекания через них жидкости на первоначальном этапе, например, благодаря использованию более толстого и/или менее проницаемого для жидкости материала, и определенного количества подэлементов, которые не могут препятствовать первоначальному потоку, то есть которые выполнены с возможностью предотвращения протекания через них жидкости на первоначальном этапе, например, благодаря использованию более тонкого и/или проницаемого для жидкости материала. Чем больше количество подэлементов, которые препятствуют первоначальному потоку, тем меньший общий первоначальный поток может быть измерен и использован для выявления различных типов расходных материалов. Кроме того, путем использования множества выпускных отверстий отдельные сигналы, при необходимости, могут быть зарегистрированы в каждом выпускном отверстии, что дополнительно увеличивает точность и надежность.
Несмотря на то, что настоящее изобретение было показано и описано подробно на чертежах и приведенном выше описании, такие изображения и описания следует рассматривать как иллюстрацию или пример, а не как ограничение; настоящее изобретение не ограничено раскрытыми вариантами реализации. Другие модификации в отношении раскрытых вариантов реализации могут быть понятны и реализованы специалистами в данной области техники при реализации настоящего изобретения в результате изучения чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения.
В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает другие элементы или этапы, а формы в единственном числе не ислючают возможность множества. Одиночный элемент или другой блок могут выполнять функции нескольких объектов, охарактеризованных в формуле изобретения. Тот факт, что в отличных друг от друга зависимых пунктах формулы изобретения охарактеризованы конкретные средства измерения не указывает на то, что сочетание этих средств измерения не может быть использовано для обеспечения преимущества.
Любые ссылочные номера, приведенные в формуле изобретения, не следует толковать как ограничение объема защиты.
1. Набор расходных материалов, содержащий по меньшей мере два расходных материала для использования в устройстве для раздачи напитка для приготовления напитка, причем каждый расходный материал (4, 40, 50, 60) из указанного набора содержит:
- фильтрующее тело (41), задающее пространство, содержащее пищевой продукт, из которого получают напиток путем использования жидкости, и
- распознающий элемент (42), представляющий поверхность фильтрующего тела, обращенную к множеству выпускных отверстий устройства для раздачи напитка, для распознавания типа расходного материала, причем
указанное множество выпускных отверстий выполнено для обеспечения потока жидкости через расходный материал, распознающий элемент (42) имеет механическое свойство, распознаваемое и/или интерпретируемое устройством для раздачи напитка путем получения сигнала датчика путем определения характеристики расхода потока жидкости после запуска этого потока жидкости через расходный материал посредством указанного множества выпускных отверстий,
механическое свойство различно для каждого типа расходного материала из указанного набора расходных материалов, так что характеристика сигнала датчика зависит от механического свойства распознающего элемента (42),
распознающий элемент содержит множество распознающих подэлементов (44a-44e), каждый из которых обращен к предварительно определенному количеству выпускных отверстий из указанного множества выпускных отверстий (15a-15e), а
механические свойства указанного по меньшей мере одного распознающего подэлемента различаются для каждого типа расходного материала из указанного набора расходных материалов.
2. Набор расходных материалов по п. 1, в котором распознающий элемент представляет собой покрытие (42) расходного материала (4, 40), причем механическое свойство распознающего элемента представляет собой одно или более из следующего: толщина, размер, материал, масса, плотность, пластичность и механическое сопротивление.
3. Набор расходных материалов по п. 1, в котором механическое свойство распознающего элемента обеспечивает необходимый поток жидкости через расходный материал после получения сигнала датчика.
4. Набор расходных материалов по п. 3, в котором необходимый поток жидкости через расходный материал получают посредством механического усилия, прикладываемого за счет повышенного расхода, и/или давления жидкости, или посредством механического давления, прикладываемого указанным множеством выпускных отверстий, или путем автоматического изменения механического свойства, вызванного смачиванием расходного материала.
5. Набор расходных материалов по п. 1, в котором каждый распознающий элемент обращен к одиночному выпускному отверстию.
6. Набор расходных материалов по п. 1, в котором указанный по меньшей мере один распознающий подэлемент (44a-44e) содержит различный материал, а также имеет различную толщину и/или различное расстояние до выпускного отверстия, к которому он обращен.
7. Набор расходных материалов по п. 1, в котором указанный по меньшей мере один распознающий подэлемент (44a-44e) содержит материал, который противодействует потоку жидкости в течение предварительно заданного периода времени, по истечении которого он обеспечивает возможность протекания через него потока жидкости, при этом указанный предварительно заданный период времени различен для каждого типа расходного материала.
8. Набор расходных материалов по п. 7, в котором материал представляет собой по меньшей мере один из следующих материалов: растворимый гель, аэрозольный материал и пена на белковой основе.
9. Устройство (25) для раздачи напитка, предназначенное для приготовления напитка путем использования расходного материала (4), содержащего пищевой продукт, из которого получают напиток путем использования жидкости, содержащее:
- камеру (19) для приема расходного материала и для пропускания через него жидкости,
- множество выпускных отверстий (15) для обеспечения потока жидкости через расходный материал,
- датчик (21) для получения сигнала датчика путем определения характеристики расхода потока жидкости после запуска этого потока жидкости через расходный материал посредством указанного множества выпускных отверстий, причем сигнал датчика зависит от механического свойства распознающего элемента (42), представляющего поверхность фильтрующего тела расходного материала, обращенную к указанному множеству выпускных отверстий (15), а механическое свойство различается для каждого типа расходного материала из указанного набора расходных материалов,
- устройство (22) обработки сигналов для распознавания типа расходного материала на основании указанного сигнала датчика,
- устройство (23) управления выпускными отверстиями для управления указанным множеством выпускных отверстий (15) для обеспечения необходимого потока жидкости через расходный материал для приготовления напитка путем механического приложения усилия или давления к распознающему элементу, и
- устройство (24) управления напитком для управления одним или более параметрами устройства для раздачи напитка в соответствии с распознанным типом расходного материала.
10. Устройство для раздачи напитка по п. 9, в котором датчик (21) выполнен с возможностью определения расхода жидкости, давления жидкости и/или изменений потока жидкости и/или давления жидкости со временем.
11. Устройство для раздачи напитка по п. 9, в котором датчик (21) выполнен с возможностью получения сигнала датчика для каждого выпускного отверстия путем определения характеристики расхода потока жидкости для каждого выпускного отверстия, а устройство (22) обработки сигналов предназначено для распознавания типа расходного материала на основании сигналов датчика в сочетании с информацией о соответствующем выпускном отверстии.
12. Устройство для раздачи напитка по п. 9, дополнительно содержащее привод (251) для перемещения выпускных отверстий в направлении, по существу перпендикулярном распознающему элементу расходного материала, причем устройство (23) управления выпускными отверстиями выполнено с возможностью управления работой привода.
13. Система приготовления напитка, предназначенная для приготовления напитка, содержащая:
- устройство (25, 250) для раздачи напитка по п. 9 и
- расходный материал (4, 40, 50, 60) из набора расходных материалов в камере (19) устройства для раздачи напитка, причем указанный набор расходных материалов содержит по меньшей мере два расходных материала для использования в устройстве для раздачи напитка для приготовления напитка, а каждый расходный материал (4, 40, 50, 60) из указанного набора содержит:
- фильтрующее тело (41), задающее пространство, содержащее пищевой продукт, из которого получают напиток путем использования жидкости, и
- распознающий элемент (42), представляющий поверхность фильтрующего тела, обращенную к множеству выпускных отверстий устройства для раздачи напитка, для распознавания типа расходного материала, причем
указанное множество выпускных отверстий выполнено для обеспечения потока жидкости через расходный материал,
распознающий элемент (42) имеет механическое свойство, распознаваемое и/или интерпретируемое устройством для раздачи напитка путем получения сигнала датчика посредствоим определения характеристики расхода потока жидкости после запуска этого потока жидкости через расходный материал посредством указанного множества выпускных отверстий, а
механическое свойство различается для каждого типа расходного материала из указанного набора расходных материалов, так что характеристика сигнала датчика зависит от механического свойства распознающего элемента (42).
