Устройство для смачивания порции молотого кофе в кофейных машинах, содержащих нагревательный элемент на узле дозирования, и способ смачивания

Устройство для смачивания порции молотого кофе в кофейных машинах, предпочтительно машинах для приготовления кофе эспрессо, в частности, без ограничения, профессиональных машинах для приготовления кофе эспрессо. Устройство содержит источник (4) воды под давлением, по меньшей мере один узел (13) дозирования напитка, держатель (15) фильтра, прикрепленный к вышеуказанному дозатору (13) с возможностью разборки, нагреватель (12) воды, расположенный на узле дозирования, систему (3, 11) подачи воды, соединяющую вышеуказанный источник (4) воды под давлением с вышеуказанным нагревателем (12) воды, трубопровод (23) для дозирования, соединяющий нагреватель (12) с узлом (13) дозирования, а также дозирующее клапанное устройство (26), вставленное в вышеуказанный трубопровод (23) для дозирования с целью закрывания и открывания трубопровода и для подачи нагретой воды в держатель (15) фильтра и ее принудительного распространения в порцию молотого кофе, содержащегося в держателе капсулы, а также электронный блок (22) управления и программирования, соединенный, по меньшей мере, с вышеуказанным источником (4) воды под давлением, с вышеуказанным нагревателем (12) и с вышеуказанным дозирующим клапанным устройством (26). Устройство также содержит дополнительное клапанное устройство (28), расположенное в вышеуказанной системе (3, 11) подачи воды, которая соединяет вышеуказанный источник (4) воды под давлением с вышеуказанным нагревателем (12) воды, при этом дополнительное клапанное устройство (28) соединено с вышеуказанным блоком управления и программирования. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к устройству для смачивания порции молотого кофе в кофейных машинах, предпочтительно машинах для приготовления кофе эспрессо, содержащих источник воды под давлением, по меньшей мере, один узел дозирования напитка, держатель фильтра, съемно прикрепленный к вышеуказанному дозатору, нагреватель воды, расположенный на узле дозирования, систему подачи воды, соединяющую вышеуказанный источник воды под давлением с вышеуказанным нагревателем, трубопровод для дозирования, соединяющий нагреватель с узлом дозирования, а также дозирующее клапанное устройство, вставленное в вышеуказанный трубопровод для дозирования с целью закрывания и открывания трубопровода и для подачи нагретой воды в держатель фильтра и ее принудительного распространения в порцию молотого кофе, содержащегося в держателе капсулы, а также электронный блок управления и программирования, соединенный, по меньшей мере, с вышеуказанным источником воды под давлением, с вышеуказанным нагревателем и с вышеуказанным дозирующим клапанным устройством.

Как вариант, машина также может содержать бойлер для нагрева воды, расположенный в системе подачи воды между источником воды под давлением и нагревателем, расположенным на узле дозирования, при этом бойлер предпочтительно оборудован традиционным теплообменником.

Предпочтительно, машина имеет некоторое количество узлов дозирования.

Машины для приготовления кофе эспрессо, упомянутые выше, известны из существующего уровня техники, как описано, например, в документах ЕР-А-1 360 918, ЕР-А-2 314 183, ЕР-А-2 314 182, ЕР-А-2 133 011.

Изобретение также относится к способу варки.

В практическом использовании кофейные машины, описанные выше, имеют недостаток, состоящий в укороченном времени смачивания порции молотого кофе по сравнению с традиционными машинами, в которых время смачивания составляет 5-7 секунд от времени открывания дозирующего клапана, которое, как считается, является оптимальным временем для обеспечения в кофейных машинах дисперсии воды в порции молотого кофе.

Как известно, время варки или смачивания является временем, считая от момента открывания дозирующего клапанного устройства, необходимым для увеличения давления горячей воды от низкого значения, в общем, немного выше 1 бар, до традиционного рабочего значения примерно 8-9 бар.

Кофейные машины, имеющие отдельный нагреватель на каждом узле дозирования, который является объектом изобретения, благодаря их конструкции могут обеспечить вышеуказанное регулирование времени для повышения давления от начального значения 1 бар до рабочего значения 8-9 бар, при котором осуществляется фактическое дозирование кофе.

Это связано с тем, что в начале процедуры дозирования порции кофе нагреватель воды, расположенный на дозаторе, фактически наполнен водой и сообщается с источником воды под давлением, традиционно представленным в виде насоса, в результате чего он практически мгновенно подвергается воздействию рабочего давления, которое составляет примерно 8-9 бар. Таким образом, вода вытесняется из камеры нагревателя и используется для варки кофе в держателе фильтра, когда она фактически уже находится под максимальным рабочим давлением 8-9 бар.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы устранить вышеуказанный недостаток с помощью технического решения, которое обеспечивает, что в машинах, оборудованных нагревателем, установленным на узле дозирования, можно регулировать периоды времени смачивания порции молотого кофе в держателе фильтра, считая от времени открывания дозирующего клапанного устройства, при этом вышеуказанные периоды времени будут соответствовать периодам времени, которые, как установлено из существующего уровня техники, являются оптимальными.

Такая задача решается с помощью устройства, как оно охарактеризовано в п. 1 формулы изобретения далее.

Ниже приводится подробное описание изобретения со ссылкой на приложенный чертеж, на котором схематично показан гидравлический контур кофейной машины, внедряющей изобретение.

На этой фигуре поз. 1 обозначает традиционный бойлер для производства горячей воды или пара. Этот бойлер получает холодную воду, что известно из существующего уровня техники, от источника холодной воды, обозначенного поз. 2, который расположен снаружи машины.

Такой источник 2 воды подает воду с помощью трубопровода 3 и насоса 4 в теплообменник 5, также известный из существующего уровня техники, в машину для приготовления кофе эспрессо, т.е. в ее бойлер.

Нагретая вода подается из выпуска такого теплообменника 5 по трубопроводу 6 на пост 7 смешивания, который также сообщается с трубопроводом 8 холодной воды, соединенным с трубопроводом 3.

Выше поста 7 смешивания по технологическому потоку в трубопроводе 6 горячей воды и трубопроводе 8 холодной воды установлены соответствующие регуляторы расхода, обозначенные поз. 9 и 10.

Эти регуляторы расхода обеспечивают добавление холодной воды к горячей воде для получения потока теплой воды с заданной температурой Т1, например, 40-50°С, в трубопроводе 11; такой поток воды проходит через пост 7 смешивания и достигает нагревателя 12, который имеет форму небольшой камеры, установленной на устройстве или узле дозирования кофе, в общем, обозначенном поз. 13.

Как вариант, источник 2 воды может быть напрямую соединен с нагревателем 12 с помощью системы подачи воды, которая содержит трубопровод 6 горячей воды, который может быть напрямую соединен с нагревателем 12 без наличия бойлера 1 и теплообменника 5.

Вышеуказанный узел 13 дозирования содержит, что известно из существующего уровня техники, основную часть 14 варочного узла, которая в показанном примере состоит из основания камеры нагревателя 12, и варочный узел, состоящий из держателя 15 фильтра с фильтром 16 и соплом 17 для дозирования кофе, под которым устанавливается чашка 18, что также известно из существующего уровня техники.

На основной части 14 варочного узла предусмотрено соединительное средство 19 для съемного присоединения держателя 15 фильтра.

Внутри камеры нагревателя 12 установлено электрическое сопротивление 20 для нагрева воды с переменной мощностью в течение короткого времени в нагревателе 12, как будет описано ниже, до температуры Т3 воды, которая превышает рабочую температуру Т2, составляющую 60-110°С, и которая является наилучшей температурой для приготовления кофе с использованием вышеуказанной системы.

Действие электрического сопротивления 20 управляется датчиком 21 температуры и центральным процессором, схематично обозначенным как поз. 22.

Вода из камеры нагревателя 12 транспортируется в варочный узел, т.е. держатель 15 фильтра, по трубопроводу 23, который соединяет выпуск 24 камеры нагревателя с каналом 25, который образован в главной части 14 дозатора и заканчивается непосредственно перед фильтром 16.

В трубопроводе 23 установлено дозирующее клапанное устройство 26, например, электромагнитный клапан, которое также управляется блоком 22 управления.

Вышеуказанное дозирующее клапанное устройство 26 имеет одно положение, в котором оно вынуждает воду протекать в держатель фильтра для приготовления напитка, и другое положение, в котором оно прекращает подачу воды и сообщается со сливом 27 снаружи машины.

По изобретению в канале 11 горячей воды или канале 3 устанавливается дополнительное клапанное устройство 28, если нагреватель 12 соединяется напрямую с источником 2 воды.

Клапанное устройство 28, которое также предпочтительно является электромагнитным клапаном, соединяется с процессором 22 с возможностью открывания и закрывания, как описано ниже.

Клапанное устройство 28 открыто в исходном состоянии, когда устройство 12 нагревателя сообщается с насосом 4, независимо от того, оборудована ли машина для приготовления кофе бойлером 1, возможно содержащим теплообменник 5, в добавление к устройству 12 нагревателя на каждом дозаторе 13, или каждый насос 4 напрямую соединен с устройством 12 нагревателя без наличия регуляторов 9 и 10 расхода или бойлера 1. В соответствии со способом варки по изобретению всякий раз, когда оператор выбирает операцию дозирования кофе, дозирующее клапанное устройство 26 приводится в действие и достигает открытого состояния, тем самым, вынуждая клапанное устройство закрываться или одновременно или с задержкой 0-5 секунд и удерживаться в таком закрытом положении в течение запрограммированного периода времени.

До тех пор, пока клапанное устройство 28 закрыто, т.е. в течение времени, которое предпочтительно может выбираться в интервале от 0 секунд максимум до 10 секунд, камера нагревателя 12 больше не сообщается с остальным контуром выше клапанного устройства 28 по технологическому потоку, и горячая вода, которая достигает держателя 15 фильтра, поступает только из устройства 12 нагревателя в узел дозирования.

С момента открывания клапанного устройства 26 и пока клапанное устройство 28 закрыто, нагревательный элемент 20 включается с помощью блока 22 управления с такой мощностью, которая вызывает повышение температуры воды независимо от значения Т2 рабочей температуры, которое было достигнуто в нагревательном устройстве 12, без отслеживания блоком 22 управления с помощью датчика 21 температуры в нагревательном устройстве 12 и без какой-либо угрозы безопасности.

Температура воды в нагревательном устройстве 12 повышается от рабочего значения Т2 до значения Т3 с увеличением 1-5°С, предпочтительно 2°С.

Поскольку температура повышается, давление также повышается, и горячая вода вытесняется из нагревательного устройства в держатель фильтра для начала смачивания молотого кофе при давлении немного выше 1 бар.

По истечении времени закрывания клапанного устройства 28 это устройство снова принимает открытое положение, тем самым, восстанавливая сообщение между камерой нагревательного устройства 12 и насосом 4 и мгновенно увеличивая давление воды, дозируемой в держатель 15 фильтра до рабочего давления примерно 9±1 бар.

Выбор времени закрывания для клапанного устройства 28 позволяет задать конкретное значение времени, в течение которого горячая вода будет распространяться по молотому кофе перед достижением рабочего давления примерно 9±1 бар.

Например, такое время закрывания может быть установлено на значение 5-7 секунд для достижения оптимальных характеристик дозирования напитка и высокого качества напитка.

Сразу же по возвращении клапанного устройства в открытое положение, центральный процессор 22 возобновляет отслеживание нагревательного устройства 20 узла дозирования, так чтобы при необходимости оно могло быть включено для поддержания значения температуры, запрограммированного пользователем на весь период времени дозирования напитка.

1. Устройство для смачивания порции молотого кофе в кофейных машинах, предпочтительно машинах для приготовления кофе эспрессо, в частности, без ограничения, профессиональных машинах для приготовления кофе эспрессо, содержащих источник (4) воды под давлением, по меньшей мере один узел (13) дозирования напитка, держатель (15) фильтра, съемно прикрепленный к вышеуказанному дозатору (13), нагреватель (12) воды, расположенный на узле дозирования, нагревательный элемент (20) для нагрева воды до температуры, запрограммированной для дозирования напитка в вышеуказанном нагревателе (12) воды, систему (3, 11) подачи воды, соединяющую вышеуказанный источник (4) воды под давлением с вышеуказанным нагревателем (12) воды, трубопровод (23) для дозирования, соединяющий нагреватель (12) с узлом (13) дозирования, а также дозирующее клапанное устройство (26), вставленное в вышеуказанный трубопровод (23) для дозирования с целью закрывания и открывания трубопровода и для подачи нагретой воды в держатель (15) фильтра и ее принудительного распространения в порцию молотого кофе, содержащегося в вышеуказанном держателе капсулы, а также электронный блок (22) управления и программирования, соединенный, по меньшей мере, с вышеуказанным источником (4) воды под давлением, с вышеуказанным нагревательным элементом (20) и с вышеуказанным дозирующим клапанным устройством (26), отличающееся тем, что оно содержит дополнительное клапанное устройство (28), расположенное в вышеуказанной системе (3, 11) подачи воды, которая соединяет вышеуказанный источник (4) воды под давлением с вышеуказанным нагревателем (12) воды, при этом дополнительное клапанное устройство (28) соединено с вышеуказанным блоком управления и программирования, и вышеуказанный блок (22) выполнен с возможностью открывания вышеуказанного дозирующего клапанного устройства (26), закрывания вышеуказанного дополнительного клапанного устройства (28) и поддержания вышеуказанного дополнительного клапанного устройства (28) в закрытом состоянии до тех пор, пока вышеуказанное дозирующее клапанное устройство (26) находится в открытом состоянии в течение времени, необходимого для смачивания водой порции молотого кофе в держателе (15) фильтра, которая вытекает из вышеуказанного нагревателя (12) воды.

2. Устройство по п. 1, в котором вышеуказанный блок (22) управления и программирования также выполнен с возможностью закрывания вышеуказанного дополнительного клапанного устройства (28) одновременно с открыванием вышеуказанного дозирующего клапанного устройства (26).

3. Устройство по п. 1, в котором вышеуказанный блок (22) управления и программирования также выполнен с возможностью закрывания вышеуказанного дополнительного клапанного устройства (28) с задержкой по времени 0-5 с после момента открывания вышеуказанного дозирующего клапанного устройства (26).

4. Устройство по п. 1, в котором вышеуказанный блок (22) управления и программирования также выполнен с возможностью увеличения температуры вышеуказанного нагревательного элемента (20) выше запрограммированной температуры дозирования напитка, когда вышеуказанное дополнительное клапанное устройство (28) закрыто и вышеуказанное дозирующее клапанное устройство (26) открыто.

5. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что оно содержит нагреватель (1) воды, расположенный между вышеуказанным источником воды под давлением и вышеуказанным дополнительным клапанным устройством (28).

6. Устройство по п. 5, в котором вышеуказанный нагреватель (1) воды содержит теплообменник (5).

7. Устройство по любому из пп. 1-4, 6, в котором вышеуказанный источник воды под давлением содержит насос (4).

8. Устройство по п. 5, в котором вышеуказанный источник воды под давлением содержит насос (4).

9. Способ дозирования кофе эспрессо с запрограммированной температурой дозирования после смачивания порции молотого кофе в держателе фильтра узла дозирования машины для приготовления эспрессо, при этом машина содержит нагреватель (12) воды, расположенный в узле (13) дозировании, нагревательный элемент (20) для нагрева воды в нагревателе (12) воды, создающий запрограммированную температуру дозирования кофе, источник (4) воды под давлением для нагревателя (12) воды, отличающийся тем, что после начала этапа дозирования кофе он включает в себя следующие этапы:

- открывание подачи нагретой воды из вышеуказанного нагревателя (12) воды в держатель фильтра;

- закрывание подачи воды под давлением из источника в нагреватель (12) воды на узле дозирования;

- увеличение температуры нагревательного элемента (20) нагревателя (12) воды выше температуры, запрограммированной для нагревания воды, до температуры дозирования кофе;

- поддержание подачи воды под давлением в нагреватель (12) воды в закрытом состоянии и поддержание увеличенной температуры вышеуказанного нагревательного элемента до тех пор, пока порция молотого кофе в держателе фильтра не будет смочена водой, которая вытекает из нагревателя (12) воды;

- открывание подачи воды под давлением из источника в нагреватель (12) воды.

10. Способ по п. 9, в котором вышеуказанную подачу воды под давлением в нагреватель (12) воды поддерживают в закрытом состоянии в течение периода времени, который составляет 0-10 с.