Кофемашина со встроенной выработкой пара и горячей воды

В кофемашине использовано клапанное устройство для выборочного управления соединением выходного отверстия водонагревателя с одним из двух или более выходных отверстий, таких как сопло для доставки пара, варочная камера и блок сбора воды (например, поддон). Клапанное устройство содержит поворотный элемент выбора направления, причем угловое положение элемента выбора направления управляет соединением входного канала с одним из выходных отверстий. Вращение обеспечено вращательным соединением с двигателем варочной камеры. В кофемашине такой конструкции использовано одиночное клапанное устройство для обеспечения управления потоком из водонагревателя. Это обеспечивает компактную конструкцию с малым количеством компонентов и простым механизмом управления. 14 з.п. ф-лы, 18 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к кофемашинам и, в частности, кофемашинам, которые вырабатывают горячую воду для варки кофе и пар для использования при вспенивании молока.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Обычно полностью автоматическое оборудование для получения кофе эспрессо обеспечивает выполнение автоматизированной варки кофе с молочной пенкой. В большей части случаев пар используют для нагрева и вспенивания молока подобно тому, как это делает бариста.

[0003] В устройстве первого типа блок вспенивания молока соединен снаружи указанного оборудования с узлом сопряжения, который подает пар из оборудования в блок вспенивания молока. Блок вспенивания молока расположен в этом случае снаружи основного оборудования и, таким образом, выполнен с возможностью отсоединения от основного оборудования для улучшения удобства очистки. В частности, все части, находящиеся в контакте с молоком, должны быть очищены.

[0004] Вход в блок вспенивания молока принимает пар и подает его к молоку, хранящемуся в блоке вспенивания молока. Это предотвращает загрязнение парового узла сопряжения молоком, так что после каждого использования необходимо очищать только блок вспенивания молока, а не все части самого оборудования. Выходное отверстие для пара в этом случае обычно встроено в подобный гнезду узел сопряжения в корпусе устройства, и блок вспенивания молока вставляют в этот узел сопряжения.

[0005] В устройстве второго типа вспенивание молока обеспечено так называемым капучинатором, который представляет собой вспенивающую трубку, вставляемую потребителем в резервуар для молока.

[0006] Во всех этих кофемашинах имеется одиночный водонагреватель, выполненный с возможностью нагрева воды до достаточной температуры для выработки пара для функции нагрева и вспенивания молока и для функции варки кофе. Для сочетания различных функций необходимы различные клапаны и проточные каналы, такие как клапан для управления потоком к варочной камере, клапан для управления выпуском потока и клапан для управления потоком пара. Эти соединения проточных каналов и регулирующие клапаны обуславливают значительную стоимость. Обычно системы подачи воды и пара образованы с использованием стандартных имеющихся в продаже компонентов, таких как электронные клапаны, пассивные клапаны избыточного давления, разветвители, шланги и шланговые соединители. Таким образом, степень интеграции функций ограничена, и гидравлические схемы являются весьма протяженными.

[0007] Такой подход приводит к относительно высокой сложности гидравлической схемы.

[0008] В EP 2 062 512 раскрыта кофемашина, в которой три основные клапанные функции осуществлены клапанным блоком, который по существу содержит параллельное сочетание трех независимых клапанов. Такая конструкция уменьшает количество необходимых трубопроводов и обеспечивает более компактную систему, но все еще включает дублирование частей и множество различных компонентов, образующих клапанную систему.

[0009] В DE 195 45 112 раскрыта эспрессо-кофемашина, а также многофункциональная машина для различных напитков для чая, кофе, пара и кофе эспрессо. В многофункциональной машине используют клапан для подачи нагретой воды к различным частям машины в зависимости от изготавливаемого напитка.

[0010] Существует потребность в конструкции кофемашины, которая обеспечивает дешевое и компактное клапанное устройство для управления различными путями потоков горячей воды и пара в машине.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011] Изобретение определено формулой изобретения.

[0012] Согласно различным вариантам реализации в соответствии с одним аспектом изобретения обеспечена кофемашина, содержащая:

источник подачи воды;

водонагреватель для нагрева воды для выработки пара и горячей воды, имеющий выходное отверстие водонагревателя;

водяной насос для перекачивания нагретой воды и пара;

сопло для доставки пара;

варочную камеру для варки кофе с горячей водой;

двигатель для перевода варочной камеры между различными положениями, включающими в себя по меньшей мере положение приема молотого кофе и положение варки;

блок сбора воды для сбора или выпуска сточной воды; и

клапанное устройство для управления выборочным соединением выходного отверстия водонагревателя с соплом для доставки пара, варочной камерой и блоком сбора воды,

причем клапанное устройство содержит:

входной канал, соединенный с выходным отверстием водонагревателя;

по меньшей мере два выходных отверстия;

поворотный элемент выбора направления, причем угловое положение элемента выбора направления управляет соединением входного канала с одним из выходных отверстий; и

вращательное соединение между двигателем и поворотным элементом выбора направления.

[0013] В кофемашине такой конструкции использовано одиночное клапанное устройство для обеспечения управления потоком от водонагревателя. Одиночный входной канал (для пара и горячей воды) соединяется с возможными выходными отверстиями с использованием поворотного элемента выбора направления. Это обеспечивает компактное расположение с малым количеством компонентов. Переключение клапана достигнуто простым вращением элемента выбора направления, и затем вода или пар во входном канале направляются к желательному выходному отверстию. Вращение элемента выбора направления может быть осуществлено посредством того же самого двигателя, который переводит варочную камеру между ее различными положениями. Таким образом, отсутствует потребность в дополнительном приводном средстве. Это опять же обеспечивает компактную конструкцию с малым количество компонентов, которая может легко вписаться в ограниченный объем кофемашины.

[0014] Указанные два или более выходных отверстий, например, могут быть выбраны из выходного отверстия для пара, выходного отверстия для варочной камеры и выходного отверстия для сбора воды.

[0015] Двигатель, например, имеет выходной вал, соединенный (прямо или косвенно) с основным зубчатым колесом, которое управляет перемещением варочной камеры, например, между исходным положением (в котором она принимает молотый кофе, и которое, таким образом, ниже также названо положением приема молотого кофе), промежуточным положением и положением варки. Переключением клапана также может управлять соединение с указанным основным зубчатым колесом, несмотря на то, что возможны другие соединения.

[0016] Выходной вал двигателя варочной камеры или любого редуктора, являющегося частью трансмиссии двигателя, может использоваться для управления переключением клапана.

[0017] В исходном положении или положении приема молотого кофе клапаном управляют, например, для соединения входного канала с выходным отверстием для сбора воды. В положении варки клапаном управляют, например, для соединения входного канала с выходным отверстием для варочной камеры. Между исходным положением и положением варки клапаном управляют, например, для соединения входного канала с выходным отверстием для пара для обеспечения нагрева и/или вспенивания молока.

[0018] Входной канал может содержать проход, выровненный вдоль оси вращения поворотного элемента выбора направления. Это обеспечивает компактную конструкцию.

[0019] В другом расположении входной канал содержит проход, выровненный перпендикулярно оси вращения поворотного элемента выбора направления с входным отверстием и выходным отверстием, сообщающимися по текучей среде в одной и той же плоскости.

[0020] Клапанное устройство может содержать обратный клапан вдоль входного канала или одного из выходных каналов. Он может быть использован для предотвращения обратного потока во входной канал клапана, что может вызвать загрязнение между различными путями потока. Он также может обеспечивать противодавление для нагревателя для предотвращения преждевременного выхода воды из нагревателя из-за расширения воды во время нагрева. Таким образом, поток предотвращен, пока не активирован насос, который преодолевает противодавление.

[0021] Обратный клапан, например, содержит мембранный клапан, в котором мембрана смещена пружиной к выходному отверстию входного канала.

[0022] Гибкость мембранного клапана при использовании способствует предотвращению его обызвествления, а также делает его фактически нечувствительным к явлениям слипания между элементами клапана.

[0023] Согласно еще одному варианту реализации может быть использован шариковый пружинный клапан.

[0024] В первом наборе вариантов реализации поворотный элемент выбора направления содержит поворотный кулачок, причем каждое из выходного отверстия для пара, выходного отверстия для варочной камеры и выходного отверстия для сбора воды имеет соответствующий встроенный клапан, а кулачок выполнен с возможностью открытия выбранного из встроенных клапанов согласно его местоположению в окружном направлении.

[0025] Это обеспечивает конструкцию, которая может иметь низкий профиль с входным каналом и выходными отверстиями, образующими радиальные пути.

[0026] Встроенный клапан, связанный с выходным отверстием для сбора воды, например, выполнен с возможностью открытия, когда достигнуто пороговое давление (например, от 15 бар до 20 бар). Это обеспечивает безопасный путь к блоку сбора воды. Другие встроенные клапаны, например, имеют более высокое пороговое давление.

[0027] Клапанное устройство может содержать обратный клапан (как указано выше) в конце входного канала, в котором поток отклоняется к выходному отверстию для пара, выходному отверстию для варочной камеры и выходному отверстию для сбора воды.

[0028] Во втором наборе вариантов реализации поворотный элемент выбора направления содержит диск, в котором образован соединительный канал, причем каждое из выходного отверстия для пара, выходного отверстия для варочной камеры и выходного отверстия для сбора воды соединено с подающим каналом, при этом диск выполнен с возможностью соединения с входным каналом выбранного из подающих каналов согласно его местоположению в окружном направлении.

[0029] Это образует дисковую систему. Она имеет меньшее количество движущихся частей за счет того, что одиночный диск функционирует в качестве элемента, блокирующего поток, для всех выходных отверстий клапана.

[0030] Клапанное устройство может содержать неподвижный диск, расположенный возле поворотного диска элемента выбора направления, причем неподвижный диск содержит набор каналов, которые выровнены с подающими каналами. Таким образом, имеется пакетированная конструкция с двумя дисками.

[0031] Это обеспечивает конструкцию, которая может иметь малую площадь основания, например, с выходными отверстиями, образующими осевые пути, параллельные оси вращения.

[0032] Клапанное устройство может содержать обратный клапан (как указано выше) вдоль входного канала для управления соединением между первой и второй частями входного канала.

[0033] Поворотный элемент выбора направления (и второй, неподвижный диск, если имеется), например, содержит керамический диск.

[0034] Во всех вариантах реализации блок сбора воды может содержать поддон. Также может иметься дополнительный клапан избыточного давления, встроенный во входной канал.

[0035] Клапанное устройство может быть установлено на водонагревателе или в непосредственной близости к нему с его входным каналом, непосредственно соединенным с выходным отверстием водонагревателя без промежуточных шлангов.

[0036] Кофемашина может содержать эспрессо-кофемашину с помолом зерен, которая в этом случае также содержит измельчающее зерна устройство и устройство для сжатия измельченных зерен.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0037] Варианты реализации изобретения будут подробно описаны ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

[0038] на ФИГ. 1 показаны компоненты известной полнофункциональной кофемашины кофе-эспрессо и, в частности, показаны пути текучей среды в системе;

[0039] на ФИГ. 2 показано расположение в соответствии с одним вариантом реализации изобретения;

[0040] на ФИГ. 3 показан первый вариант реализации клапанного устройства на перспективном виде;

[0041] на ФИГ. 4 показан первый вариант реализации на виде в разрезе;

[0042] на ФИГ. 5 показан первый вариант реализации на перспективном виде в разрезе;

[0043] на ФИГ. 6 показан первый вариант реализации на виде сверху в разрезе;

[0044] на ФИГ. 7 показан второй вариант реализации клапанного устройства на первом перспективном виде;

[0045] на ФИГ. 8 показан второй вариант реализации клапанного устройства на втором перспективном виде;

[0046] на ФИГ. 9 показан второй вариант реализации на виде в разрезе;

[0047] на ФИГ. 10 показан второй вариант реализации на перспективном виде в разрезе;

[0048] на ФИГ. 11 показана возможная форма пазов в дисках;

[0049] на ФИГ. 12 показана модификация первого варианта реализации;

[0050] на ФИГ. 13 показано, что для конструкции типа второго варианта реализации также может быть обеспечен клапан избыточного давления;

[0051] на ФИГ. 14 схематично показан еще один вариант реализации клапанного устройства; и

[0052] на ФИГ. 15 схематично показаны положения варочной камеры;

[0053] на ФИГ. 16 показан один вариант реализации расположения двигателя на виде сбоку;

[0054] на ФИГ. 17 показано расположение двигателя по ФИГ. 16 на виде с торца; и

[0055] на ФИГ. 18 показано сочетание управления клапаном с зубчатой передачей привода варочной камеры.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0056] Следует понимать, что несмотря на то, что подробное описание и конкретные примеры представляют приведенные в качестве примера варианты реализации устройства, систем и способов, предназначены для использования только в целях иллюстрации и не предназначены для ограничения объема охраны изобретения. Эти и другие признаки, аспекты и преимущества устройства, систем и способов согласно настоящему изобретению будут лучше поняты из следующего описания, приложенной формулы и сопроводительных чертежей. Следует понимать, что чертежи являются только схематическими и не вычерчены в масштабе. Также следует понимать, что одинаковые ссылочные номера используются на всех чертежах для указания одинаковых или подобных частей.

[0057] Изобретение обеспечивает кофемашину, в которой использовано клапанное устройство для управления выборочным соединением выходного отверстия водонагревателя с одним из двух или более выходных отверстий, таких как сопло для доставки пара, варочной камерой и узлом сбора воды (например, поддоном). Клапанное устройство содержит поворотный элемент выбора направления, причем угловое положение элемента выбора направления управляет соединением входного канала с одним из выходных отверстий. Вращением управляет вращательное соединение с двигателем варочной камеры.

[0058] В данной конструкции кофемашины использовано одиночное клапанное устройство для обеспечения управления потоком от водонагревателя. Оно обеспечивает компактное расположение, малое количество компонентов и простой механизм управления.

[0059] На ФИГ. 1 показаны компоненты известной полнофункциональной эспрессо-кофемашины и, в частности, показаны пути текучей среды в системе.

[0060] Кофемашина 10 содержит резервуар 12 для воды, водонагреватель 14 для нагрева воды для выработки пара и горячей воды, имеющий выходное отверстие водонагревателя, и водяной насос 18 для перекачивания нагретой воды и пара. Кроме того, имеется дозирующий воду расходомер 17.

[0061] Насос подает воду в нагреватель 14. Кроме того, имеется клапан 20 избыточного давления между нагревателем и узлом 22 сбора воды для сбора или выпуска сточной воды в форме поддона.

[0062] Нагретый пар подают к соплу 24 для доставки пара через первый электронный клапан 26. Имеется сопло 25 для доставки кофе встроенным клапаном для кремы. Нагретую воду подают к варочной камере 28 через второй клапан 30 и затем через блок 32 управления. Блок 32 управления обеспечивает возможность выпуска воды в узел 22 сбора воды, например во время охлаждения нагревателя. Его работа подробно описана ниже.

[0063] Варочная камера 28 приводится в действие двигателем 34 для перевода варочной камеры между различными положениями. Эти положения включают в себя по меньшей мере положение приема молотого кофе и положение варки кофе.

[0064] В кофемашине используется одиночный нагреватель 14 для выборочной подачи горячей воды с температурой примерно 100°C для варки кофе и пара с температурой примерно 140°C (или больше) для нагрева и/или вспенивания молока.

[0065] Машина может иметь систему для поддержания давления в варочной камере. Она также может иметь резервуар для размещения кофейных зерен и измельчающее устройство, так что обеспечена полная функция помола зерен. Согласно еще одному варианту реализации молотый кофе может поставляться в капсулах, таблетках или тому подобной порционной форме. Эти элементы не показаны, поскольку они не относятся к гидравлическим компонентам.

[0066] Кофе эспрессо обычно приготовляют, принуждая воду под давлением протекать сквозь количество молотого кофе. Варочная камера, например, расположена с возможностью отсоединения для способствования опорожнению и чистке варочной камеры.

[0067] В течение процесса приготовления кофе эспрессо молотый кофе может быть сжат до некоторой степени. С этой целью машина может содержать, например, поршень, который с возможностью перемещения расположен в цилиндрической варочной камере и выполнен с возможностью уплотнения открытой верхней стороны варочной камеры.

[0068] Перемещение поршня управляет степенью сжатия молотого кофе. Когда молотый кофе сжимают все больше и больше, поток, преодолевающий сопротивление молотого кофе, увеличивается. В течение процесса приготовления кофе эспрессо давления варки, при котором осуществляют процесс, т.е. давление, при котором воду пропускают через молотый кофе, определено потоком, преодолевающим сопротивление молотого кофе.

[0069] Давление варки является определяющим фактором для важных характеристик напитка кофе эспрессо, включая вкус и структуру слоя пены. Таким образом, давлением варки, например, управляет изменение положения поршня и/или потока воды.

[0070] Работа машины при выработке напитка кофе эспрессо полностью традиционна, и общая работа кофемашины не будет описана подробно. Вместо этого, будут описаны только подробности, касающиеся управления потоком, протекающим через машину. Кроме того, эта полнофункциональная машина кофе эспрессо представляет собой только один вариант реализации типа кофемашины, к которой может быть применено настоящее изобретение.

[0071] Когда машина должна приготовить кофе, нагреватель 14 сначала нагревают до примерно 140°C (или больше) для подачи пара для нагрева и/или вспенивания молока. Затем нагреватель охлаждают до примерно 100°C для обеспечения горячей воды для варки кофе. Во время фазы охлаждения от 140°C до 100°C вода, поступающая из нагревателя, может быть все еще слишком горячей для варки кофе. Эту воду посредством блока 32 управления выпускают в узел 22 сбора воды.

[0072] Блок 32 управления является соединением между клапаном 30 и варочной камерой 28, но в зависимости от положения варочной камеры. Таким образом, этот блок не выбирает между путями потока, но вместо этого он функционирует в качестве физического блока прерывания, который обеспечивает или прерывает соединение между клапаном 30 и варочной камерой 28.

[0073] Когда варочная камера находится в своем исходном положении (которое является нейтральным положением, в котором она расположена для приема кофе, например, от измельчающего устройства), клапан 30 не соединен с варочной камерой 28, так что варочная камера не соединена с системой подачи воды.

[0074] Когда варочная камера переключена из исходного положения в положение варки, управляющий штифт нагревателя, который взаимодействует с блоком 32 управления, переключает клапан 30 и конфигурирует его для обеспечения возможности сообщения по текучей среде.

[0075] Различные клапаны, используемые в системе, являются дорогими и сложными.

[0076] Вместо этого, изобретение обеспечивает многоклапанную конструкцию для замены указанных трех клапанов 20, 26, 30, описанных выше.

[0077] На ФИГ. 2 показано расположение согласно одному варианту реализации настоящего изобретения. Для одинаковых компонентов используются те же позиционные номера, как и на ФИГ. 1. Можно заметить, что указанные выше три клапана заменены клапанным устройством 40 для выборочного управления соединением выходного отверстия водонагревателя с соплом 24 для доставки пара, варочной камерой 28 и узлом 22 сбора воды.

[0078] Клапанное устройство содержит входной канал 42, соединенный с выходным отверстием водонагревателя, выходное отверстие 44 для пара, выходное отверстие 46 для варочной камеры и выходное отверстие 48 для сбора воды.

[0079] В клапанном устройстве расположен поворотный элемент выбора направления, причем угловое положение элемента выбора направления управляет соединением входного канала с одним из выходного отверстия для пара, выходного отверстия для варочной камеры и выходного отверстия для сбора воды. Между двигателем и поворотным элементом выбора направления обеспечено вращательное соединение 50.

[0080] Конкретное преимущество этого устройства, в дополнение к тому, что оно является менее дорогим и сложным, состоит в том, что им могут управлять те же самые двигатель и/или зубчатая передача, которые используются для перевода варочной камеры между ее различными положениями, т.е. ее исходным положением, когда варочная камера расположена для приема кофе, и ее закрытым положением для варки.

[0081] Могут быть определены три различных положения варочной камеры:

Исходное положение, в котором клапанное устройство установлено для выпуска воды в узел 22 сбора воды;

Положение варки, в котором клапанное устройство установлено для направления воды в варочную камеру; и

Промежуточное положение, в котором клапанное устройство установлено для направления пара к соплу 24 для доставки пара.

[0082] На ФИГ. 3-6 показан первый вариант реализации клапанного устройства.

[0083] На ФИГ. 3 показан перспективный вид. В этой конструкции входной канал 42 находится на одной высоте, а выходное отверстие 44 для пара, выходное отверстие 46 для варочной камеры и выходное отверстие 48 для сбора воды лежат в различной плоскости. Они лежат в плоскости, перпендикулярной оси 60 вращения.

[0084] На ФИГ. 4 показан вид в разрезе. Входной канал 42 проходит к центру корпуса 62 клапана, затем образует канал 64, выровненный вдоль оси 60 вращения.

[0085] В верхней части канала 64 находится обратный клапан 66. Он используется для предотвращения обратного потока во входной канал 42 клапана, что может вызвать загрязнение различных путей потока. Он также может обеспечить противодавление (например, 0,4 бара) для нагревателя для предотвращения преждевременного выхода воды из нагревателя из-за расширения воды во время нагрева. Таким образом, поток предотвращен, пока не активирован насос, который преодолевает противодавление.

[0086] В показанном варианте реализации обратный клапан 66 содержит мембранный клапан, в котором мембрана 68 смещена пружиной к выходному отверстию 70 входного канала, в частности, канала 64.

[0087] Гибкость мембранного клапана способствует предотвращению его обызвествления, а также фактической невосприимчивости к явлениям слипания между элементами клапана.

[0088] Поворотный элемент выбора направления содержит поворотный кулачок 72. Каждое из выходного отверстия для пара, выходного отверстия для варочной камеры и выходное отверстие для сбора воды имеет соответствующий встроенный клапан. На ФИГ. 4 показан встроенный клапан 74 для выходного отверстия 46 для варочной камеры. Кулачок 72 открывает выбранный из встроенных клапанов согласно его местоположению в окружном направлении. Кулачок приводится в движение соединением вращательного входа (от трансмиссии двигателя варочной камеры) с его основанием.

[0089] На ФИГ. 4 показана поверхность 76 кулачка в контакте со встроенным клапаном 74 и, таким образом, показано положение, в котором клапан открыт.

[0090] Эта конструкция имеет низкий профиль с входным каналом и выходными отверстиями, образующими радиальные пути.

[0091] Встроенный клапан перед выходным отверстием для сбора воды (не показан на ФИГ. 4) предпочтительно выполнен с возможностью открытия, когда достигнуто пороговое давление (например, от 15 бар до 20 бар, такое как, например, 17 бар), так что он может функционировать в качестве предохранительного выпускного отверстия. Это обеспечивает предохранительный путь к блоку 22 сбора воды. Таким образом, когда давление превышает пороговое значение давления, выпускное отверстие открывается, обеспечивая возможность выпуска воды/пара.

[0092] На ФИГ. 5 показан перспективный вид в разрезе вдоль плоскости, проходящей через выходное отверстие 44 для пара и выходное отверстие 48 для сбора воды.

[0093] На ФИГ. 6 показывает вид сверху в разрезе. Он показывает форму кулачка 72 и показывает, как указанный кулачок вызывает открытие выбранного из встроенных клапанов 74. Эти клапаны смещены пружиной в закрытое положение.

[0094] Таким образом, такая конструкция в целом использует эксцентричный кулачок на валу, который вращается двигателем варочной камеры.

[0095] На ФИГ. 7-11 показан второй вариант реализации клапанного устройства.

[0096] На ФИГ. 7 и 8 показаны перспективные виды. В этой конструкции входной канал 42 является радиальным каналом, а выходное отверстие 44 для пара, выходное отверстие 46 для варочной камеры и выходное отверстие 48 для сбора воды лежат вдоль осевого направления, параллельного оси 60 вращения.

[0097] На ФИГ. 9 показан вид в разрезе. Входной канал 42 проходит по направлению к центру корпуса 62 клапана, затем образует первый канал 80, выровненный кольцеобразно вокруг оси 60 вращения, и затем второй канал 82 вдоль оси. Мембранный клапан 66 управляет потоком между указанными двумя каналами 80, 82 и выполняет ту же функцию, что и в варианте реализации, описанном выше. Это обеспечивает возможность соединения или предотвращает соединение между первым и вторым каналами, расположенными на угловом расстоянии 180° относительно друг друга (которые являются параллельными частями входного канала).

[0098] В этом втором наборе вариантов реализации поворотный элемент выбора направления содержит поворотный диск 84, в котором образован соединительный канал 86, причем каждое из выходного отверстия для пара, выходного отверстия для варочной камеры и выходного отверстия для сбора воды соединено с подающим каналом 88. Поворотный диск соединяет выбранный канал из подающих каналов 88 согласно его местоположению в окружном направлении с входным каналом 42.

[0099] Такая конструкция образует дисковую систему. Она имеет меньшее количество движущихся частей при том, что одиночный диск функционирует в качестве элемента, блокирующего поток, для всех выходных отверстий клапана. Поворотный диск может быть керамическим диском.

[00100] Неподвижный диск 90 расположен вплотную к выполненному с возможностью вращения диску 84 и имеет ряд каналов 92, которые выровнены с подающими каналами 88. Таким образом, образована пакетированная конструкция с двумя дисками. Неподвижный диск может быть керамическим диском.

[00101] На ФИГ. 10 показан перспективный вид в разрезе.

[00102] На ФИГ. 11 показана возможная форма различных пазов, каналов и проходов в указанных дисках.

[00103] Соединительный канал 86 может иметь радиальный путь, как показано. В конце радиального пути имеется дугообразный путь 100. Во время вращения два выходных отверстия первоначально будут соединены с каналом 86 и, следовательно, входным каналом 42 прежде, чем диск достигнет своего конечного положения. Благодаря дугообразному пути 100 позиционирование диска в конечном положении может быть менее точным. Во время регулирования вторым выходным отверстием, которое дополнительно присоединяется перед тем, как диск достигнет своего конечного положения, для безопасности является выходное отверстие для сбора воды. Однако, во время такой регулировки насос не активирован в любом случае.

[00104] На ФИГ. 11 показаны выемки 102, используемые для привода диска. Одна из выемок 102 также может быть видна на ФИГ. 10. К этим выемкам можно получить доступ через отверстия в основании корпуса клапана, одно из которых может быть видно на ФИГ. 9.

[00105] На ФИГ. 12 показано видоизменение варианта реализации по ФИГ. 3-6, в котором входной канал 42 и указанные три выходных отверстия 44, 46, 48 лежат в одной и той же плоскости для обеспечения более компактной конструкции. Таким образом, входной канал больше не является выровненным вдоль оси вращения поворотного элемента выбора направления, но, вместо этого, выровнен перпендикулярно оси вращения поворотного элемента выбора направления с входным отверстием и выходным отверстием, сообщающимся по текучей среде в той же плоскости.

[00106] На ФИГ. 13 показано, что в конструкции типа по ФИГ. 7-11 (где уже нет внутренних регулировочных клапанов в качестве части конструкции) также может быть обеспечен клапан 110 избыточного давления в данном варианте реализации во входном канале.

[00107] На ФИГ. 14 также схематично показан вариант реализации, в котором вращение части выбора направления клапанного устройства вызывает открытие и закрытие клапанов. Например, клапан может быть открыт отжатием вверх седла клапана для клапана в соответствующем выходном отверстии 44, 46, 48. Может быть обеспечен дополнительный клапан избыточного давления, который либо связан с одним из существующих выходных отверстий, либо с выделенным отдельным выходным отверстием. В этом варианте реализации использован, например, объемно профилированный диск для взаимодействия с седлом клапана.

[00108] На ФИГ. 15 схематично показаны различные положения варочной камеры. Варочная камера 28 показана в исходном положении, в котором она может принять молотый кофе 150, например, в форме таблетки или в капсуле, или, как изображено на чертеже, от измельчающего устройства. Таким образом, это положение является положением, в котором осуществлена подача молотого кофе. Это положение варочной камеры 28 обнаружено выключателем 166.

[00109] Варочную камеру переводят в промежуточное положение 152 и, наконец, в положение 154 варки. В этом положении 154 варки осуществляется сжатие молотого кофе в качестве части процесса варки, и экстрагированный кофе подается к соплу 25 для доставки кофе.

[00110] На ФИГ. 16 показан двигатель 34, имеющий выходной вал 160 в форме червячного колеса. Оно взаимодействует с первым зубчатым колесом 162, которое затем приводит в движение основное зубчатое колесо 164, которое управляет перемещением варочной камеры 28 между указанными двумя конечными положениями (исходным положением и положением варки). Основное зубчатое колесо связано с выключателем 166 обнаружения, который обнаруживает конкретные угловые ориентации основного зубчатого колеса. Они соответствуют конкретным положениям варочной камеры.

[00111] На ФИГ. 17 показано расположение по ФИГ. 16 на виде с торца. Основное зубчатое колесо 164 приводит во вращение основной приводной вал 170, который проходит вдоль оси вращения и управляет перемещением варочной камеры.

[00112] Переключатель 166 также используют для обнаружения, когда варочная камера находится в положении варки. Таким образом, существует обратная связь для подтверждения того, что варочная камера следует известному диапазону перемещения. Также имеется обнаружение промежуточного положения, которое, как описано выше, используют для задания положения клапанного устройства, в котором оно направляет пар к соплу для доставки пара.

[00113] Обнаружение этого промежуточного положения может быть достигнуто, например, посредством синхронизации. При необходимости эту синхронизацию можно калибровать каждый раз при включении машины путем измерения времени, которое требуется для перевода между этими двумя крайними положениями и усреднением этого значения по последним 3 измерениям или около того. Согласно еще одному варианту реализации можно использовать второй выключатель обнаружения положения. Согласно еще одному варианту реализации можно использовать маркер среднего положения, который управляет существующим одиночным выключателем.

[00114] Клапанным устройством можно управлять на основании вращения основного зубчатого колеса 164. Действительно, клапанное устройство 40 может быть установлено над основным зубчатым колесом 164, как схематично показано на ФИГ. 18. Таким образом, существует соединение между клапаном и трансмиссией варочной камеры непосредственно от основного (вращающегося) приводного вала 170 варочной камеры и связанного с ним основного зубчатого колеса. Вместо этого может быть использована зубчатая передача между приводным валом 170 варочной камеры и контроллером клапана. Вместо этого клапаном может управлять отдельное вращательное соединение с червячной передачей 160 двигателя.

[00115] Из различных вариантов реализации, описанных выше, может быть видно, что возможны различные конструкции клапана. В каждом из них использован поворотный элемент выбора направления для обеспечения выборочного соединения между совместно используемым входным каналом и набором из трех (или больше) выходных отверстий с вращением под управлением выходного вала двигателя варочной камеры или редукторов, являющихся частью трансмиссии выходного вала двигателя варочной камеры. Такой подход экономит свободное место и сокращает количество компонентов в машине.

[00116] Как описано выше, выходной пар обычно используют для нагрева и/или вспенивания молока. Блок вспенивания молока может быть частью общей машины. Такой блок может содержать резервуар для размещения в нем молока, вход для пара для приема пара и выход для вспененного молока. Блок вспенивания молока также может содержать паропровод, который принимает поток пара, и молокопровод, который может вытягивать молоко из резервуара за счет разностей давления на основании эффекта Вентури, создаваемого паропроводом. Кроме того, может быть обеспечена смесительная камера для смешивания пара, молока и при необходимости воздуха, который может быть втянут в смесительную камеру под действием эффекта Вентури. Конструкция и работа блока вспенивания молока являются обычными. Таким образом, другие подробности блока вспенивания молока не приведены.

[00117] Кофемашина может содержать водонагреватель любого подходящего типа для нагрева воды, например, термоблок или нагреватель сквозного потока.

[00118] Изобретение представляет особый интерес в применении к полнофункциональной эспрессо-кофемашине с помолом зерен, как описано выше, но настоящее изобретение в целом может быть применено к любой машине для розлива напитков, которая имеет функцию выработки как горячей воды, так и пара, посредством совместно используемого нагревателя, и, например, с паром, используемым для вспенивания молока.

[00119] Например, изобретение может быть применено к системе на основе капсул или таблеток, которая принимает капсулы или предварительно сжатые таблетки кофе, или машине, которая принимает предварительно смолотый кофе.

[00120] Машина может иметь внутренний или внешний резервуар для воды или может быть подключена к магистрали водоснабжения.

[00121] Другие изменения в описанных выше вариантах реализации могут быть понятны специалистам в данной области техники и использованы ими при практическом осуществлении заявленного изобретения на основании изучения чертежей, описания и приложенной формулы. В приложенной формуле слово "содержащий" не исключает другие элементы или этапы, и неопределенная форма единственного числе не исключает множественного числа. Тот факт, что в отличающихся друг от друга зависимых пунктах приложенной формулы приведены определенные размеры, не указывает на то, что сочетание этих размеров не может быть использовано для получения преимущества. Никакие позиционные номера в приложенной формуле не должны рассматриваться как ограничение объема охраны.

1. Кофемашина, содержащая:

источник (12) подачи воды;

водонагреватель (14) для нагрева воды для выработки пара и горячей воды, имеющий выходное отверстие (16) водонагревателя;

насос (18) для перекачивания нагретой воды и пара;

сопло (24) для доставки пара;

варочную камеру (28) для варки кофе с горячей водой;

двигатель (34) для перевода варочной камеры между различными положениями, включающими в себя по меньшей мере положение приема молотого кофе и положение варки;

блок (22) сбора воды для сбора или выпуска сточной воды; и

клапанное устройство (40) для управления выборочным соединением выходного отверстия водонагревателя с соплом (24) для доставки пара, варочной камерой (28) и блоком (22) сбора воды,

причем клапанное устройство (40) содержит:

входной канал (42), соединенный с выходным отверстием (16) водонагревателя;

два или более выходных отверстий (44,46,48);

поворотный элемент (72; 84) выбора направления, причем угловое положение элемента выбора направления управляет соединением входного канала (42) с одним из выходных отверстий; и

вращательное соединение (50) между двигателем (34) и поворотным элементом (72; 84) выбора направления.

2. Кофемашина по п. 1, в которой два или более выходных отверстий выбраны из следующих выходных отверстий: выходного отверстия (44) для пара, выходного отверстия (46) для варочной камеры и выходного отверстия (48) для сбора воды.

3. Кофемашина по любому предшествующему пункту, в которой входной канал (42) содержит:

проход (64; 82), выровненный вдоль оси вращения (60) поворотного элемента выбора направления; или

проход, выровненный перпендикулярно оси вращения поворотного элемента выбора направления, с входным отверстием и выходным отверстием, сообщающимися по текучей среде в одной и той же плоскости.

4. Кофемашина по любому предшествующему пункту, в которой клапанное устройство содержит обратный клапан (66) вдоль входного канала или одного из выходных отверстий.

5. Кофемашина по п. 4, в которой обратный клапан (66) содержит:

мембранный клапан, в котором мембрана (68) смещена пружиной к выходному отверстию входного канала; или

шариковый пружинный клапан.

6. Кофемашина по любому предшествующему пункту, в которой поворотный элемент выбора направления содержит поворотный кулачок (72),

причем каждое из выходных отверстий имеет соответствующий встроенный клапан (74), а кулачок выполнен с возможностью открытия выбранного из встроенных клапанов (74) согласно его местоположению в окружном направлении.

7. Кофемашина по п. 6, в которой один встроенный клапан (74) связан с выходным отверстием (48) для сбора воды и выполнен с возможностью открытия, когда достигнуто пороговое давление.

8. Кофемашина по п. 6 или 7, в которой клапанное устройство содержит обратный клапан (66) вдоль входного канала, в котором поток отклонен к выходным отверстиям.

9. Кофемашина по любому из пп. 1-5, в которой поворотный элемент выбора направления содержит диск (84), в котором образован соединительный канал (86),

причем каждое из выходных отверстий соединено с подающим каналом (88), а диск выполнен с возможностью соединения с входным каналом одного выбранного из подающих каналов (88) согласно его местоположению в окружном направлении.

10. Кофемашина по п. 9, в которой клапанное устройство содержит неподвижный диск (90), расположенный возле поворотного диска элемента выбора направления, причем неподвижный диск содержит набор каналов (92), которые выровнены с подающими каналами.

11. Кофемашина по п. 9 или 10, в которой клапанное устройство содержит обратный клапан (66) вдоль входного канала для управления соединением между первой и второй частями (80,82) входного канала.

12. Кофемашина по п. 9, 10 или 11, в которой поворотный элемент выбора направления содержит керамический диск (84).

13. Кофемашина по любому предшествующему пункту, также содержащая клапан (110) избыточного давления, встроенный во входной канал или выходное отверстие для сбора воды.

14. Кофемашина по любому предшествующему пункту, в которой входной канал непосредственно соединен с выходным отверстием водонагревателя.

15. Кофемашина по любому предшествующему пункту, содержащая эспрессо-кофемашину с помолом зерен, содержащую измельчающее зерна устройство, и устройство для сжатия измельченных зерен.