CN101489447A - 为了获得一定量的热液而控制使用的水量的方法 - Google Patents
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Abstract
一种饮料机(1),包括:用于盛水和对水进行加热的煮水器(30);以及一般为打开的调温器(63),该调温器(63)具有用于感应水温的传感部件(63a),其中传感部件(63a)位于相对于煮水器(30)的进水口(34)的特定距离。在水被加热并且水温超过了调温器(63)的设定点时,调温器(63)关闭。结果,泵送动作开始,其中迫使热水流出煮水器(30),并且其中迫使冷水流进煮水器(30)。当冷水的前部达到调温器(63)的传感部件(63a)时,调温器(63)被触发再次打开,并且泵送动作终止。借助于调温器(63),用于制作饮料的热水量得以精确控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于为了获得一定量的热液而控制使用的水量的方法,以及涉及适于执行该方法的设备。除其他之外,根据本发明的方法适用于控制在制备热饮的过程中使用的水量的领域。
背景技术
在制备热饮的过程中,与可萃取材料的量相关的水量和水温二者是重要的因素。在根据磨碎的咖啡豆和热水的量来制备咖啡的过程的情况中,尤为如此。在这种情况下,磨碎的咖啡豆的量与引导通过磨碎的咖啡豆的热水量之间的比例决定了咖啡的浓度和香味。
通常,咖啡是使用咖啡机来制备的。一种特定类型的咖啡机是适用于根据咖啡包(coffee pad)(也即,装有磨碎的咖啡豆的封袋)来制备大量咖啡的咖啡机,其中封包是可渗液的。一般地,这种咖啡机包括可密封的浸泡室,其适于接收一个或者多个咖啡包。在咖啡机操作期间,迫使一定量的热水流过至少一个咖啡包。在该过程中,咖啡包的封袋充当了过滤器。以此方式,在浸泡室内的热水和咖啡包之间相互作用的基础上,获得期望量的咖啡。
为了将水加热到预定的温度(通常在90℃到96℃之间),咖啡机包括具有用于盛水的内部空间的煮水器,以及用于对水进行加热的加热装置。为了实现水流动的目的,咖啡机包括泵。泵、煮水器和浸泡室借助于用于传送水的管子互连。
通过使用咖啡机获得的咖啡的量是由咖啡机操作期间引导通过咖啡包的热水的量决定的。鉴于期望使咖啡机提供预定量(其适合用于从咖啡机接取咖啡的咖啡杯或者咖啡壶的尺寸)的咖啡这一事实,以及期望使咖啡机提供预定浓度和香味的咖啡这一事实,对咖啡机操作期间引导通过咖啡包的热水的量进行精确控制是重要的。
用于根据预定量的可萃取材料来控制用于制备热饮的热水的量的方法是已知的。在很多情况下,饮料机配备有控制电路,其适于按照如下方式来操作泵:泵进行操作的总时段对应于表示预定水量的预定时段。
例如,US 6 000 317公开了一种咖啡机,其具有:用于盛放冷水的贮水室,用于加热一定量的水的加热室,以及用于将水从贮水室通过加热室泵送到过滤器设备的泵。在该咖啡机操作期间,泵的驱动由控制设备来控制。在US 6 000 317中提到,如果要浸泡贮水室的全部内容物,可以应用对缺水进行响应的传感器,其中,该传感器的信号导致泵的操作终止。此外,在US 6 000 317中提到,在期望通过仅使用贮水室的部分水将该咖啡机用于制备咖啡的情况下,可以为咖啡机配备控制选择器,用于把将要浸泡的所希望的咖啡量输入到控制设备。在这种情况下,可以在贮水室与过滤器设备之间的水流通路中提供流检测器,用以测量制备咖啡的过程期间水的总流量。当达到期望的流量时,控制设备将解激活泵。备选地,可以根据期望浸泡的咖啡量来控制泵的操作时间。
发明内容
一方面,上面描述的控制在制备咖啡过程中使用的水量的已知方法可以得到良好的结果,但是另一方面,这些方法需要在咖啡机中应用相当昂贵的组件。因此,本发明的目标是提供一种控制为了获得一定量的热液而使用的水量的方法,其提供了避免应用昂贵组件的可能性。该目的是通过如下方法实现的,该方法包括以下步骤:
-加热煮水器中的水,其中煮水器具有用于盛水的内部空间以及用于向水提供热量的加热装置;
-迫使热水通过煮水器的出水口流出煮水器,并且同时迫使冷水通过煮水器的进水口流进煮水器;
-在相对于煮水器的进水口的预定位置处测量这样获得的水流中水的温度;以及
-在水温出现为低于预定值的时候,使水流停止。
根据本发明,根据对水温的测量来限制从煮水器流出的热水的量,其中测量是在相对于煮水器的进水口的预定位置处执行的。可以通过使用任何适当的温度传感设备来执行测量,例如所谓的负温度系数热敏电阻,其是阻抗随着温度升高而降低的电阻器。
在当热水从煮水器泵出时冷水通过煮水器的进水口进入煮水器的情况下,可以应用根据本发明的方法。在这种情况下,由于冷水的密度高于热水的密度这一事实,存在一个隔离层将冷水与热水隔开。当隔离层达到测量水温的位置时,检测到温度的骤降,其中温度从高于预定值的值变为低于该预定值。此时或者在预定的时段之后,停止水流,并且从煮水器泵出的热水量与泵送动作期间已经进入煮水器的冷水量相对应。假设对水温的测量是在相对于煮水器进水口的相同水平执行的,则该量具有恒定的值。鉴于冷水的温度和热水的温度之间存在显著差异(甚至可能大于70℃)这一事实,可以准确地确定需要停止水流的时刻。
无需应用昂贵的组件来执行根据本发明的方法。有益地,如下来执行该方法:应用泵,以用于迫使水流动,其中泵由激励电路来激励;以及应用开关设备和传感部件的组合,以用于感应水温,以及当水温出现为低于开关设备的设定点时,在当时或者预定时段之后使激励电路中断。例如,开关设备和传感部件的组合可以是商品级的机械调温器,其是相对便宜的组件。在任何情况下,无需应用流量计或者流量装置来控制泵送操作的持续时间。
优选地,为了确保在将热水泵出煮水器的时候通过进水口进入煮水器的冷水流是层流(lamina flow),应用分流装置,其可以是任何本身已知的适当分流装置。
在实践中,将通过诸如饮料机的设备来执行根据本发明的方法。根据本发明,提供一种设备,其适于通过应用上文描述的方法来控制为了获得一定量的热液而使用的水量,该设备包括以下组件:
-煮水器,其具有用于盛水的内部空间以及用于向水提供热量的加热装置;
-泵,其用于将水泵入和泵出煮水器;
-激励电路,具有用于激励泵的泵送电路;以及
-开关设备和传感部件的组合,其中开关设备布置在泵送电路中,并且能够中断或者闭合泵送电路,并且其中传感部件能够感应煮水器内存在的水的温度;
其中,开关设备适于在水温低于预定值的情况下中断泵送电路,并且其中,传感部件位于相对于煮水器的进水口的预定距离处。
在该设备中,无需复杂的控制设备来精确地控制为了获得一定量的热液而使用的水量。相反,仅需要用于激励该设备的泵的激励电路,以及用于在水温下降到预定值之下时中断对泵供电的开关设备和传感部件的组合。通过应用这种开关设备和传感部件的组合,当冷水和热水之间的隔离层达到了测量温度的点时,泵的操作自动终止。
传感部件位于相对于煮水器的进水口的预定位置处,并且为了终止泵的操作而通过使用开关设备来测量的水量与传感部件相对于煮水器进水口的位置直接相关。由于在泵的操作期间从煮水器泵出的热水量等于泵入煮水器的冷水量,因此传感部件相对于煮水器的进水口的距离越大,泵入煮水器的冷水量越大,并且从煮水器泵出的热水量越大。
注意,开关设备和传感部件的组合可以是相对便宜的机械调温器,或者任何其他商业上可获得的适当组件。
在根据本发明的设备的优选实施方式中,将开关设备和传感部件的第二组合用于在水温出现为高于预定值时终止煮水器的加热装置操作的目的。在这种实施方式中,除了泵送电路之外,激励电路包括加热电路,其中第二开关设备布置在该加热电路中。在实际实施方式中,可以布置第二传感部件,从而以间接的方式来检测水温,也就是说,通过检测煮水器的加热装置的温度来检测水温。
类似于与布置在泵送电路中的开关设备相关联的传感部件,与布置在加热电路中的开关设备相关联的传感部件布置在相对于煮水器的进水口的预定距离处。优选地,与布置在泵送电路中的开关设备相关联的传感部件与煮水器的进水口之间的距离大于与布置在加热电路中的开关设备相关联的传感部件与煮水器的进水口之间的距离。以此方式,实现了在泵送动作期间,冷水和热水之间的隔离层首先达到与布置在加热电路中的开关设备相关联的传感部件,从而确保冷水达到该传感部件,并且对用于提供热液的连续过程的加热装置的控制是基于煮水器中冷水的存在。
类似于布置在泵送电路中的开关设备和传感部件的组合,布置在加热电路中的开关设备和传感部件的组合可以是机械调温器或者另一相对便宜的组件。开关设备可以仅可手动设置为用于闭合加热电路的状态,使得根据本发明的设备的用户确定对水进行加热以及转移一定量的水通过煮水器的过程的启动,在该过程中,将热水泵出煮水器并将冷水泵入煮水器。激励电路还可能包括用于闭合泵送电路或者加热电路的开关设备。在这种情况下,在已经进行了对水加热的过程之后,泵送动作并不启动,直到用户通过改变开关设备的位置从而闭合泵送电路来指示可以启动泵送动作。
在一个具体实施方式中,根据本发明的设备包括用于临时闭合泵送电路的按钮开关,以及布置在泵送电路中的继电器。该继电器例如可以是机电继电器。在设备的该实施方式中,用户确定启动泵送动作的时刻,即通过操作按钮开关。可以这样将继电器布置在设备的激励电路中,使得继电器的线圈是自激励的,从而使泵即使在用户松开按钮开关的按钮时也保持运行。当泵送动作终止时,中断对继电器线圈的供电。在此实施方式中,当煮水器内部水的温度低于预定水平时,加热电路可以自动闭合,并且激励煮水器的加热装置的过程可以自动恢复,而无需用户干预。
优选地,根据本发明的设备包括分流器,其安装在煮水器的进水口中,并且适于在泵的泵送动作期间对实现层流有所贡献。以此方式,由于获得了冷水和热水之间的良好限定的隔离层,确保了对强制流出煮水器的热水量进行控制的过程的高精度。
注意,本发明可以在适于分发不同预定量的液体的设备中应用。例如,设备可以配备有两个泵送电路,其中与这些泵送电路的开关设备相关联的传感部件位于相对于设备的煮水器进水口的不同预定距离处。在设备操作期间,取决于用户提供的输入,仅仅闭合泵送电路中的一个,并且在感应煮水器中的水温以及使相关联的开关设备在温度出现为下降到预定最小值之下时终止泵送动作的过程中,使用仅与开关设备中的一个相关联的传感部件。在这方面,注意,设备例如可以包括用于闭合任一泵送电路的可人工操作的开关设备。
参考此后描述的根据本发明的设备的四个实施方式,本发明的上述方面和其他方面将是易见的。
附图说明
现在将参考附图更为详细的描述本发明,其中通过相同的参考标号来表示相同或者相似的部分,其中:
图1图示出了根据本发明第一优选实施方式的饮料机的组件和电子电路;
图2图示出了根据本发明第二优选实施方式的饮料机的组件和电子电路;
图3图示出了根据本发明第三优选实施方式的饮料机的组件和电子电路;以及
图4图示出了根据本发明第四优选实施方式的饮料机的组件和电子电路。
具体实施方式
图1图示出了根据本发明第一优选实施方式的饮料机1(此后将称之为第一饮料机1)的组件20、30、40、50以及电子电路60。该饮料机1适于根据热水和填充有磨碎的咖啡豆的咖啡包(未示出)来制作咖啡,但是这没有改变饮料机1同样可以适用于制备其他热饮这一事实。除了第一饮料机1的组件20、30、40、50以及电子电路60之外,图1还示出了用于从饮料机1接取咖啡的容器10,例如杯子。
第一饮料机1包括:用于盛水的水箱20;煮水器30,其具有用于盛水的内部空间31,以及用于向水提供热量的加热元件32;用于将水从水箱20泵到煮水器30中的电泵40;以及用于接收和容纳咖啡包的可密封浸泡室50。
当用户期望通过使用第一饮料机1来制作一定量的咖啡时,用户将咖啡包***浸泡室50,并且激活饮料机1。在煮水器30为空的情况下,用户首先激活泵40,以便通过将水从水箱20泵送到煮水器30中来填充煮水器30。作为制作咖啡过程的第一步,借助于加热元件32来加热煮水器30内部的水。当水温已经达到预定水平时,泵40自动激活,从而将冷水从水箱20传送到煮水器30,并且将热水从煮水器30传送到浸泡室50。在该过程中,作为制作咖啡过程的第二步,在浸泡室50内部,热水与包含在咖啡包中的一定量的磨碎的咖啡豆之间发生相互作用。由此获得了热咖啡,其从浸泡室50流到杯子10。在制作咖啡过程中使用的水量与所使用的磨碎的咖啡豆的量相适应。在图1中,将水通过第一饮料机1的路径图示为虚线。
第一饮料机1的电子电路60包括多个组件,将在下文描述如何对饮料机1的上述操作进行控制时标识这些组件。
电子电路60包括电源开关61,其在煮水器30的加热元件32激活之前、需要向煮水器30装水时由用户激活。电源开关61适于打开或者闭合泵送电路41,泵送电路41是电子电路60的一部分,其用于向泵40供电。
此外,电子电路60包括限热器62,其仅可手动设置为闭合状态,并且与用于感应煮水器30内部水温的传感部件62a相关联。限热器62适于打开或者闭合加热电路33,加热电路33是电子电路60的一部分,并且其用于向煮水器30的加热元件32供电。当用户已经闭合了限热器62时,对煮水器30内部的水进行加热,直到水温已经达到了与限热器62的设定点相对应的水平。此时,限热器62自动切换到打开位置,其中加热电路33中断,并且向加热元件32的供电停止。
除了上面描述的电源开关61和限热器62之外,第一饮料机1的电子电路60包括一般为打开的调温器63,也即,当由调温器63的传感部件63a检测到的温度超过了调温器63的设定点时切换至闭合位置的调温器63。一般为打开的调温器63布置在泵送电路41中,并且调温器63的传感部件63a布置在煮水器30中的某个位置,该位置比布置与限热器62相关联的传感部件62a的位置距离煮水器30的进水口34要远。
当煮水器30内部的水温已经达到了一般为打开的调温器63的设定点时,调温器63切换至闭合位置,作为其结果,泵送电路41闭合,并且泵40被激活。在泵40的作用下,水转移通过第一饮料机1,其中冷水从水箱20传送至煮水器30,并且其中热水从煮水器30传送至浸泡室50。
在煮水器30的进水口34处,布置有分流器35,在其作用下,在泵送动作期间产生层流。以此方式,确保了得到良好限定的隔离层,其将冷水和热水隔开。当冷水前端达到了调温器63的传感部件63a、并且检测到的温度骤降到调温器63的设定点之下时,一般为打开的调温器63切换回打开位置。由此,泵40的操作停止。
从前文可知,泵40为了将冷水泵入煮水器30并将热水泵出煮水器30而进行操作的时间是由一般为打开的调温器63的传感部件63a相对于煮水器30的进水口34的位置决定的。因此,在泵送动作期间转移的水量是由一般为打开的调温器63的传感部件63a相对于煮水器30的进水口34的位置确定的。由此,在第一咖啡机1操作期间制作的咖啡的量是在应用一般为打开的调温器63的基础上进行精确控制的。
选择与限热器62相关联的传感部件62a的位置以及限热器62的设定点,使得在冷水达到传感部件62a之前获得限热器62的打开位置。以此方式,避免了维持限热器62的闭合位置的情况。选择一般为打开的调温器63的传感部件63a的位置以及调温器63的设定点,使得在限热器62切换为打开位置之前或者这之后不久获得调温器63的闭合位置。
为了在第一饮料机1的操作期间确保安全,电子电路60包括热熔丝64,其与煮水器30的加热元件32串联。此外,电子电路60包括一般为闭合的调温器65,也即,当调温器65的传感部件65a检测到的温度超过了调温器65的设定点时切换到打开位置的调温器65。一般为闭合的调温器65布置在加热电路33中,并且布置调温器65的传感部件65a,从而检测煮水器30的加热元件32的温度。只要加热元件32的温度超过了一般为闭合的调温器65的设定点,调温器65便切换到打开位置,并且对加热元件32的供电中断。借助于一般为闭合的调温器65,避免了加热元件32的温度危险地过高(这可能发生在煮水器30中没有水的情况下)的情况。
在泵40的操作期间水箱20为空的情况下,无法获得去往浸泡室50的水流,从而使饮料机1停止供应新浸泡的热咖啡。此外,在泵40的操作期间所产生的声音要比平时大。在空水箱20的这两个效应的基础上,用户获知该情况。因此,无需应用额外的传感器等来检查水箱20中的水位以及在水箱20为空时警示用户。以此方式,保持了电子电路60的简单,并且将成本维持在低水平。尽管优选地是避免应用额外的传感器等,但是这种应用并不排除在本发明的范围外。
从上文描述中可知,对于第一饮料机1,用户为了获得咖啡所要做的仅仅是将限热器62置于闭合位置。从那时起,制作咖啡以及将咖啡提供给杯子10的过程自动执行。在该过程中,当煮水器30内部的水温已经达到了预定水平时,限热器62切换回打开位置;当煮水器30内部的水温已经达到了预定水平时,一般为打开的调温器63切换到闭合位置;并且当煮水器30内部的水温下降到预定水平之下时,一般为打开的调温器63切换回打开位置。后一种情况在冷水和热水之间的隔离层(其在泵送动作期间移动通过煮水器30)达到一般为打开的调温器63的传感部件63a的时候发生。
图2图示出了根据本发明第二优选实施方式的饮料机2(此后将称之为第二饮料机2)的组件20、30、40、50以及电子电路60。
第二饮料机2在很大程度上类似于第一饮料机1。具体地,第二饮料机2的电子电路60具有加热电路33和泵送电路41,并且包括电源开关61、一般为打开的调温器63、热熔丝64以及一般为闭合的调温器65,这些关于第一饮料机1已经进行了描述。然而,第二饮料机2的电子电路60没有包括限热器62。反之,第二饮料机2包括用于闭合加热电路33或者泵送电路41的电源开关66。电源开关66可以是单刀双掷的电源开关,类似于图2中图示出的开关66。开关66可以在加热位置(其是用于闭合加热电路33的位置)与组合的泵送/关闭位置(其是用于闭合泵送电路41的位置)之间切换。在本发明的范围之内,还可以将另一多刀开关用于另一用户接口。例如,电源开关66可以包括3位置滑动开关,以便具有关闭位置、加热位置和泵送位置。
在第二饮料机2中,一般为闭合的调温器65用于检测煮水器30的加热元件32的温度,其中该温度充当煮水器30内部的水温测量。当第二饮料机2的用户将电源开关66切换至加热位置时,煮水器30的加热元件32被激活,并且煮水器30内部存在的水被加热。加热过程持续,直到加热元件32的温度超过了一般为闭合的调温器65的设定点。
第二饮料机2可以包括用于在水温已经达到期望水平时警示用户的任何适当装置。例如,第二饮料机2可以包括灯,只要一般为闭合的调温器65切换到打开位置,灯就被激活。
一般为打开的调温器63的设定点略低于一般为闭合的调温器65的设定点。以此方式,确保了一般为打开的调温器63总是在一般为闭合的调温器65切换到打开位置之前切换到闭合位置。当第二饮料机2的用户将电源开关66从加热位置切换到泵送位置时,泵送电路41闭合,并且热水从煮水器30被泵到浸泡室50,而在浸泡室50中获得的热咖啡从浸泡室50泵到杯子10。在该过程中,煮水器30填充由水箱20提供的冷水。当热水和冷水之间的隔离层与一般为打开的调温器63的传感部件63a处于同一水平时,一般为打开的调温器63切换回打开位置,并且泵送动作终止。此时,第二饮料机2位于关闭状态。
在用户在一般为打开的调温器63切换到闭合位置之前将电源开关66置于泵送位置的情况下,第二饮料机2将处于关闭状态。
从上文描述可知,对于第二饮料机2,用户为了获得咖啡所要做的仅仅是首先将电源开关66置于加热位置,并且稍后在接收到指明水温已经达到恰当水平的信号时将电源开关66置于泵送位置。在该过程中,当煮水器30的加热元件32的温度已经达到预定水平时,一般为闭合的调温器65切换到打开位置;当煮水器30内部的水温已经达到预定水平时,一般为打开的调温器63切换到闭合位置;并且当煮水器30内部的水温下降到预定水平之下时,一般为打开的调温器63切换回打开位置。后一种情况在冷水和热水之间隔离层(其在泵送动作过程中移动通过煮水器30)达到一般为打开的调温器63的传感部件63a的时候发生。
图3示出了根据本发明第三优选实施方式的饮料机3(此后称之为第三饮料机3)的组件15、32、36、40以及电子电路60。与第一饮料机1和第二饮料机2相似,第三饮料机3包括水箱20、具有内部空间31和加热元件32的煮水器30、电泵40以及可密封的浸泡室50。在图3中,仅示出了煮水器30的加热元件32和泵40。
当用户期望通过使用第三饮料机3来制作一定量的咖啡时,用户将咖啡包***浸泡室50,并且激活饮料机3。在煮水器30出现为空的情况下,用户首先激活泵40,以便通过将水从水箱20泵送到煮水器30来填入煮水器30。作为制作咖啡过程的第一步,借助于加热元件32来加热煮水器30内部的水。当水温已经达到了预定水平时,向用户提供警示信号。当用户通过激活泵40来响应于该信号时,冷水从水箱20传送至煮水器30,而热水从煮水器30传送到浸泡室50。在该过程中,作为制作咖啡过程的第二步,在浸泡室50内,热水和咖啡包所包含的一定量的磨碎的咖啡豆之间发生相互作用。结果,获得了热咖啡。在制作咖啡过程中使用的水量与所使用的磨碎的咖啡豆的量相适应。
当泵送动作已经结束时,加热煮水器30内部的水的过程自动恢复。在用户尝试在加热过程结束之前激活泵40的情况下,泵40将不会启动,并且加热过程将继续。
将在对饮料机3的电子电路60的下文描述的基础上进一步说明第三饮料机3进行操作的方式。
类似于第一饮料机1和第二饮料机2的电子电路60,第三饮料机3的电子电路60具有加热电路33和泵送电路41,并且包括:电源开关61,其用于在煮水器30为空并且需要从水箱20填充水时闭合泵送电路41;一般为打开的调温器63,其用于在煮水器30内的水已经加热到预定温度时关闭泵送电路41;热熔丝64,其用于防止煮水器30过热;以及一般为闭合的调温器65,其用于在煮水器30的加热元件32的温度超过预定水平时打开加热电路33。
此外,第三饮料机3的电子电路60包括电源开关67和灯15,电源开关67充当饮料机3的主开关,灯15与主开关67串联连接,并且充当饮料机3的开/关状态的指示器。
在加热电路33中,布置了另一灯36,其与一般为闭合的调温器65并联,并且当一般为闭合的调温器65置于打开位置时,灯36被激活。由于后一种情况在煮水器30内的水温已经达到预定水平时发生,因此灯36用来向饮料机3的用户指明泵送动作是否可以开始。
在泵送电路41中,布置了继电器68和按钮开关69二者,按钮开关69用于触发泵40和继电器68。在此示例中,继电器68是用于建立电接触的、具有磁性线圈的高电流机电继电器。
当第三饮料机3的用户将主开关67置于闭合位置时,灯15被激活,并且加热电路33闭合。煮水器30的加热元件32加热煮水器30的内容物,直到加热元件32的温度超过了一般为闭合的调温器65的设定点。此时,用于指示加热水的过程已经完成的灯36被激活。如果需要,一般为闭合的调温器65交替地置于打开位置和闭合位置,以便将煮水器30内部的水温维持在期望水平。
当煮水器30内的水温超过了调温器63的设定点时,一般为打开的调温器63切换到闭合位置。选择一般为打开的调温器63的传感部件63a的位置以及调温器63的设定点,使得在一般为闭合的调温器65切换到打开状态之前或之后不久获得调温器63的闭合位置。
当第三饮料机3的用户操作按钮开关69时,泵送电路41短时间闭合。继电器68用来提供机械记忆功能,并且继电器68的线圈通过图3中的虚线所描述的连接进行自激励,从而使得即使在用户已经松开了按钮开关69的按钮并且该开关再次位于打开位置时,泵40仍然保持运行。
当煮水器30内部的水温低于一般为打开的调温器63的设定点时,泵送动作停止。这是当将热水推出煮水器30之外的冷水前部在某种程度上达到一般为打开的调温器63的传感部件63a的水平时的情况。当一般为打开的调温器63切换回打开位置时,对继电器68的线圈的供电中断。此外,除非用户将主开关67置于打开位置,否则再次激活煮水器30的加热元件32以加热煮水器30内的水。
在上文描述和示出的所有饮料机1、2、3中,泵送动作取决于一般为打开的调温器63的位置,其方式是:泵送动作可以仅在调温器63位于闭合位置时发生。当煮水器30内部的水温超过了该调温器63的设定点时,调温器63闭合。此时,泵送动作开始,在此期间,热水从煮水器30转移到浸泡室50,而冷水从水箱20转移到煮水器30。在位于煮水器30的进水口34的分流器35的作用下,水流是层流,并且获得了冷水和热水之间的良好限定的隔离层。每次执行泵送动作时,该隔离层都具有实践上相同的特性。当隔离层到达一般为打开的调温器63的传感部件63a在煮水器30内的所在水平时,传感部件63a骤冷,其中温度下降到设定点之下,并且调温器63打开。
在一般为打开的调温器63切换回打开位置的时刻,泵送动作停止,并且已经强制通过煮水器30的出水口37流出煮水器30的热水量等于通过煮水器30的进水口34进入煮水器30的冷水量。通过煮水器30转移了的水量与一般为打开的调温器63的传感部件63a相对于煮水器30的进水口34的位置直接相关。因此,在制作咖啡过程中使用的水量是根据一般为打开的调温器63的功能来精确控制的。
在关于本发明而已经执行的测试中可见,当一般为打开的调温器63具有78±3℃的设定点以用于切换到闭合位置、并且应用了10℃的滞后时,可以获得满意的效果。当需要提高在泵送动作的作用下所转移的水量时,可以通过应用具有较大滞后的调温器63来延长泵送动作的持续时间,其中滞后例如可以是20℃。
在上文中,公开了包括煮水器30的饮料机1、2、3,其中煮水器30具有用于加热冷水的加热装置32和一般为打开的调温器63。调温器63具有用于感应煮水器30内水温的传感部件63a,其中传感部件63a位于相对于煮水器30的进水口34的特定距离处。
在对水进行加热过程中的某个时刻,水温超过调温器63的设定点,并且调温器63关闭。结果,泵送动作开始,其中迫使热水通过煮水器30的出水口37流出煮水器30,并且其中迫使冷水通过煮水器30的进水口34流进煮水器30。当冷水的前部达到调温器63的传感部件63a时,调温器63被触发以切换回打开位置,并且泵送动作终止。在调温器63的动作的基础上,为了制作饮料而使用的热水量得以精确控制。
图4图示出了根据本发明第四优选实施方式的饮料机4(此后称之为第四饮料机4)的组件20、30、40、50和电子电路60。
第四饮料机4在很大程度上类似于第一饮料机1。然而,第四饮料机4和第一饮料机1之间的主要差别在于以下事实:第四饮料机4为第四饮料机4的用户提供了两个预定的饮料量之间的选择,其中用户可以决定是要相对少量的饮料还是相对大量的饮料。为此,第四饮料机4包括:两个泵送电路41、45,二者都是饮料机4的电子电路60的部分,并且被并联配置;以及可人工操作的选择开关75,其用于闭合泵送电路41、45之一。
每个泵送电路41、45包括一般为打开的调温器63、70,其具有被布置用于检测煮水器30内存在的水的温度的传感部件63a、70a,其中调温器63、70的传感部件63a、70a被布置在关于煮水器30的进水口34的不同位置。第一泵送电路41的调温器63的传感部件63a比第二泵送电路45的调温器70的传感部件70a距离煮水器30的进水口34要远。由于泵送动作终止的时刻与热水和冷水之间的隔离层达到传感部件63a、70a的水平的时刻相关,因此很明显,在将第一泵送电路41用于激励泵40时,强制流出煮水器30的水量比使用第二泵送电路45时要大。
由此,在第四饮料机4中,允许用户在两个预定的饮料量之间进行选择。除此之外,第四饮料机4按照与第一饮料机1相同的方式运转。注意,类似于第一饮料机1,第四饮料机4还可以配备有电源开关61,其与一般为打开的调温器63、70之一并联布置,用于允许饮料机4的用户在任何需要和/或期望时向煮水器30注水。
对于本领域的技术人员而言易见的是,本发明的范围不限于上文讨论的示例,相反,在不脱离如所附权利要求书限定的本发明范围的情况下,可以对其进行各种修正或者修改。尽管已经在附图和说明书中详细地示出和描述了本发明,这些图示和描述仅仅是示范性或者示例性的,而不是限制性的。本发明不限于所公开的实施方式。
本发明可以应用于任何咖啡机,包括适于按照与通过使用至少一个咖啡包不同的方式来制作咖啡的咖啡机。此外,应当理解,尽管将上文描述和示出的饮料机1、2、3、4描述为适合于制作咖啡,但是本发明可以在适于制作热饮的任何饮料机中应用,其中这种饮料并不一定是咖啡。本发明甚至可以应用于适于分发一定量热水的设备中,也即,电水壶等,其中该设备仅适于执行对水加热的过程,并且不执行将水引导通过一定量的可萃取材料以制备饮料的过程。
根据对附图、说明书以及所附权利要求书的研究,在实践所要求的发明中,本领域的技术人员可以理解和实现对所公开实施方式的其他变形。在权利要求书中,词语“包括”并不排除其他步骤或者元素,并且不定冠词“一个”并不排除多数。基本的事实是,在相互不同的从属权利要求中记载的某些措施并不表明不能使用这些措施的结合来实现优点。权利要求书中的任何参考标号并不构建为限制本发明的范围。
Claims (11)
1.一种用于为了获得一定量的热液而控制使用的水量的方法,包括以下步骤:
-加热煮水器(30)中的水,所述煮水器(30)具有用于盛水的内部空间(31)以及用于向水提供热量的加热装置(32);
-迫使热水通过所述煮水器(30)的出水口(37)流出所述煮水器(30),以及同时迫使冷水通过所述煮水器(30)的进水口(34)流进所述煮水器(30);
-在相对于所述煮水器(30)的所述进水口(34)的预定位置处测量这样获得的水流中的水温;以及
-在所述水温出现为低于预定值的时候,使所述水流停止。
2.根据权利要求1所述的方法,其中应用泵(40)来迫使水流动,所述泵(40)由激励电路(41,45)来激励,并且其中应用开关设备(63,70)与传感部件(63a,70a)的组合来感应所述水温,并且在所述水温出现为低于所述开关设备(63,70)的设定点时使所述激励电路(41,45)中断。
3.根据权利要求1或者2所述的方法,其中应用分流器(35)来使得所述水流是层流。
4.一种设备(1,2,3,4),其适于通过应用根据权利要求1所述的方法来控制为了获得一定量的热液而使用的水量,所述设备包括:
-煮水器(30),其具有用于盛水的内部空间(31)以及用于向水提供热量的加热装置(32);
-泵(40),其用于将水泵入和泵出所述煮水器(30);
-激励电路(60),具有用于激励所述泵(40)的泵送电路(41);以及
-开关设备(63)和传感部件(63a)的组合,其中所述开关设备(63)布置在所述泵送电路(41)中,并且能够中断或者闭合所述泵送电路(41),并且其中所述传感部件(63a)能够感应所述煮水器(30)内存在的水的温度;
其中所述开关设备(63)适于在所述水温低于预定值的情况下中断所述泵送电路(41),并且其中所述传感部件(63a)位于相对于所述煮水器(30)的进水口(34)的预定距离处。
5.根据权利要求4所述的设备(1,2,3,4),其中所述激励电路(60)还具有加热电路(33),其用于激励所述煮水器(30)的所述加热装置(32);并且其中所述加热电路(33)中布置有另一开关设备(62,65),其能够中断或者闭合所述加热电路(33);
其中所述开关设备(62,65)与用于感应所述煮水器(30)内存在的水的温度的传感部件(62a,65a)相关联,并且其中所述开关设备(62,65)适于在所述水温高于预定值的情况下中断所述加热电路(33),其中所述传感部件(62a,65a)位于相对于所述煮水器(30)的所述进水口(34)的预定距离处。
6.根据权利要求5所述的设备(1,2,3,4),其中布置在所述泵送电路(41)中的所述开关设备(63)所关联的所述传感部件(63a)与所述煮水器(30)的所述进水口(34)之间的距离大于布置在所述加热电路(33)中的所述开关设备(62,65)所关联的所述传感部件(62a,65a)与所述煮水器(30)的所述进水口(34)之间的距离。
7.根据权利要求5或6所述的设备(1),其中布置在所述加热电路(33)中的所述开关设备(62)仅可人工设置为用于闭合所述加热电路(33)的状态。
8.根据权利要求5或6所述的设备(2),其中所述激励电路(60)还包括开关设备(66),其用于闭合所述加热电路(33)或者所述泵送电路(41)。
9.根据权利要求4-6中任一权利要求所述的设备(3),还包括用于暂时闭合所述泵送电路(41)的按钮开关(69),以及布置在所述泵送电路(41)中的继电器(68)。
10.根据权利要求4-6中任一权利要求所述的设备(4),包括:用于激励所述泵(40)的第二泵送电路(45),其与第一泵送电路(41)并联配置;可人工操作的开关设备(75),其用于闭合所述泵送电路(41,45)之一;以及布置在第二泵送电路(45)中的第二开关设备(70),其能够中断或者闭合所述第二泵送电路(45),并且与所述第一开关设备(63)类似,其与用于感应所述煮水器(30)内存在的水的温度的传感部件(70a)相关联,其中所述第二开关设备(70)适于在所述水温低于预定值的情况下中断所述第二泵送电路(45),并且其中与所述第二开关设备(70)相关联的所述传感部件(70a)位于相对于所述煮水器(30)的所述进水口(34)的预定距离处,该预定距离不同于与所述第一开关设备(63)相关联的所述传感部件(63a)相对于所述煮水器(30)的所述进水口(34)所位于的所述预定距离。
11.根据权利要求4-10中任一权利要求所述的设备(1,2,3,4),还包括安装在所述煮水器(30)的所述进水口(34)中的分流器(35),其适于在所述泵(40)的泵送动作期间对实现水的层流有所贡献。
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