CN110300536B - 用于在与饮料制备机配对时制备冷却饮料的饮料冷却设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于在从设备中的饮料制备机(100)分配饮料后快速冷却饮料并在冷却后供应饮料的饮料冷却设备(2)，该饮料冷却设备包括热交换容器(3)，该热交换容器包括容纳能够积聚和回收冷却能量的相变冷却剂的封闭室(4)以及具有开放上端(6)以用于接收饮料的饮料腔(5)；封闭室(4)和腔(5)由至少一个导热内壁(8)隔开。该设备被布置成与饮料制备机分开处理并且包括控制单元(13)，该控制单元包括通信模块(14)，该通信模块被布置用于向饮料制备机传送信息，该信息表示在饮料制备机附近存在设备和/或表示室中的冷却剂的冷却状态。本发明还涉及包括饮料制备设备和冷却设备的***。

Description

用于在与饮料制备机配对时制备冷却饮料的饮料冷却设备

技术领域：

本发明涉及使用饮料制备机诸如饮料胶囊机来制备冷饮料的领域。

背景技术：

在存在水的情况下使用加工饮料配料的机器制备饮料已变得非常流行。饮料配料可作为粉末、液体或凝胶储存在一次性胶囊、多用途容器或其它种类的储存器中。通常将水与饮料配料混合以冲泡、溶解和/或稀释配料。最常见的是，水以热或温的状态与配料一起进料，使得水和配料之间发生良好的相互作用。

例如，对于咖啡，通常在机器中通过加热器在通常接近沸点的高温下加热水，并将水立即与胶囊或冲泡室内(例如，烘焙并且研磨)的咖啡粉混合。传统上，咖啡在冷却之前也会趁热供应。咖啡也可与其它配料混合，诸如发泡或非发泡的奶，以制作咖啡特饮，诸如卡布奇诺或拿铁玛奇朵。鲜奶可在单独的发泡设备中发泡，并且发泡的奶可与咖啡饮料混合。然而，某些饮料在冷藏时是优选的，诸如冰卡布奇诺、冰拿铁玛奇朵、鲜奶、冰茶等。通常，饮料制备机配备有制冷回路或与制冷回路相关联，以用于在供应之前冷却饮料。通常，这需要沉重且体积大的制冷单元，例如具有压缩机和蒸发器的冷却回路，该制冷单元具有足够的能力以快速冷却饮料。

WO2013087996涉及用于提取胶囊的饮料机，该饮料机包括用于容纳胶囊的腔，具有至少一种加压流体的腔进料设备，该腔进料设备包括向腔进料的流体的加热设备以及定位在胶囊的腔之前或之后的流体的至少一个制冷设备。

WO2015173113涉及冷饮料制备设备，该冷饮料制备设备包括开放式贮存器、与贮存器相关联的冷却装置，并且另外包括贮存器中的旋转搅拌构件和旋转刮擦构件。其还涉及包括冷饮料制备设备和热提取模块的***，该热提取模块包括冲泡单元和连接到冲泡单元的热饮料出口；热饮料出口和开放式冷却贮存器被布置成可相对于彼此移动，以使得热提取饮料可在热饮料出口和冷却模块的至少一个相对位置中从热饮料出口选择性地分配到开放式冷却贮存器中。

WO2015173100还涉及用于制备热饮料和冷饮料的饮料制备设备，该饮料制备设备包括具有冲泡单元的热提取模块和包括冷却贮存器的冷却模块，该冲泡单元和该冷却模块被布置成可相对于彼此移动。

集成有制冷单元的这些现有技术机器解决方案的优点在于它们方便且相对快速地提供热饮料和冷饮料。然而，缺点主要在于它们仍然相对复杂、体积大、耗能并且生产成本相对较高。此外，它们不能提供足够的模块性以在需要时添加或移除冷饮料模式。

发明内容：

本发明的目的是提出用于除了热饮料之外还制备冷饮料的机器解决方案，其更简单、不笨重、耗能更少并且在热饮料和冷饮料的选择方面提供更大的灵活性和模块性。

为此，在第一方面，本发明涉及用于在从设备中的饮料制备机分配饮料后快速冷却饮料并在冷却后供应饮料的饮料冷却设备，该饮料冷却设备包括热交换容器，该热交换容器包括容纳能够积聚和回收热能的相变冷却剂的封闭室以及具有开放上端以用于接收饮料的饮料腔；封闭室和腔由至少一个导热内壁隔开；该室进一步由外壁封闭；其中设备被布置为与饮料制备机分开处理。设备还包括控制单元，该控制单元包括通信模块，该通信模块被布置用于向饮料制备机传送信息，该信息表示在饮料制备机附近存在设备和/或表示室中的冷却剂的温度状态。

因此，饮料冷却设备可作为独立设备处理，以从饮料制备机及其容器移开以放置在冷冻机(例如，家用冷冻机)中，以使冷却剂通过相变(例如，从液体变为冰)积聚冷却能量。饮料冷却设备然后可被处理为与饮料制备机相关联，以便与饮料制备机通信。所传送的信息可使冷却设备能够与饮料制备机配对并且可能调整机器中饮料的操作(例如参数)，以在对冷却设备中的后续冷却的预期下制备饮料(例如，在饮料制备机中设置“冷饮料配方”)。该信息还可触发冷却设备中饮料的自动分配。

具体地，在使饮料能够从饮料制备机转移到冷却设备以便适当和快速冷却例如到冷藏温度之前，可建立设备的存在和/或温度状态的通信。具体地，冷却状态可指设备中的冷却剂的基于温度的信息或相变信息。基于温度的信息或相变信息可通过放置在冷却设备中的热电模块或通过其它装置诸如温度传感器获得。

通信模块可以是无线的或有线连接到饮料制备设备的通信模块。模块可被布置用于与饮料制备设备通信。优选地，其被布置用于双向通信。有线模块可以是诸如选自RS-232、USB、I2C、有线局域网接口或另一种合适的有线模块中的至少一者。优选地，通信模块是优选地使用无线电波的无线通信模块。模块可与布置在饮料生产机器中的兼容无线通信模块配对。最优选地，通信模块是近场双向通信模块，诸如无线局域网(WLAN)、蓝牙、WiFi或近场通信网络接口。最优选地，通信模块使用低功率无线电蓝牙。

在优选模式中，设备包括电能管理***，该电能管理***包括热电模块，该热电模块被布置成与室的外壁热接触，以用于根据与室的外壁接触的模块的第一导热壁与远离第一壁的模块的第二导热壁之间的温差来向控制单元生成电能；此类电能至少部分地用于为通信模块供电以生成一个或多个通信信号。

热电模块可以是具有这两个导热壁的珀耳帖模块。只要在其传导面之间施加温差，模块就生成电流。电流还可用于为其它电子装置诸如设备上的用户界面和/或可充电电池供电。

具体地，电能管理单元包括与电能积聚器相关联的热电模块，诸如至少一个电容器、超级电容器和/或可充电电池，其被布置用于储存电能；此类能量被选择性地供应给控制单元，具体地，供应给通信模块。

电能管理单元还可包括电力中断器，该电力中断器布置有电能积聚器，以选择性地为控制单元具体地为通信模块供电，并且优选地在电力中断器上的饮料制备机的机械输入、磁性输入和/或电输入的情况下。在优选示例中，中断器可以是簧片式开关，其根据从饮料制备机接收的例如来自磁体的磁输入而磁性闭合，以用于建立从能量积聚器到控制单元特别是到通信模块的电力供应。优点是仅在冷却设备与饮料制备机相关联时通过适当地使用(例如，储存在电容器中的)可用电能来获得可用电能的智能使用。

设备还可包括散热器元件，该散热器元件连接到热电模块的第二壁。散热器元件确保热电模块在第二传导壁处生成的热量的适当耗散，以提高模块的效率。

除此之外或作为另外一种选择，设备可包括至少一个温度传感器，该温度传感器被布置用于感测容器表面的温度。温度传感器可被放置成与室的外壁或内壁接触，以提供室中的冷却剂温度的接近值。温度传感器可放置在腔的表面上，以提供与腔中的饮料接触的温度的指示。

除此之外或作为另外一种选择，电能管理单元可包括用于为通信模块供电的电池。如上所述，通信模块可通过电力中断器选择性地供电。电池可以是由热电模块供电的可充电电池。电池可被布置成为不同的电子装置供电，诸如冷却设备上的用户界面或搅打/发泡装置的马达。

电池可被布置成由外部电源充电，例如通过DC电转换器和连接器。在这种情况下，热电模块可被省略并用一个或多个温度传感器代替。一个或多个温度传感器将温度输入提供给控制单元，并且控制单元选择性地为通信模块供电以生成一个或多个通信信号。设备可包括被布置用于显示信息的用户界面。根据信息的类型，用户可选择信息，以向控制单元提供关于冷却设备和/或饮料制备机的操作的指令。具体地，该信息可以是可选择的配方或者温度相关或设备状态相关的信息、标识数据(例如，用户ID数据，诸如姓名)或它们的组合。具体地，用户界面可被布置用于显示以下各项中的任一项或组合：a)与热电模块或一个或多个温度传感器相关的温度信息、b)饮料体积、c)饮料制备设备和/或冷却设备的一种或多种可选择配方、d)标识数据。

用户界面可包括视觉指示器或显示器或多个显示器。温度可在显示器上以温度数值(例如，以摄氏度为单位)的形式被指示，或者是可变颜色指示器，诸如LED(例如，绿色-橙色-红色)。温度可以由热电模块提供的电流给出，或者由来自一个或多个温度传感器的输入提供。

饮料体积可表示容器的腔中存在的饮料的体积。为此，设备可包括例如布置在容器底部处或下方的压力传感器。作为另外一种选择，设备可包括薄膜电容传感器，以用于检测容器的腔中的液体填充液位(从而推断设备中的饮料体积)，诸如共同未决的欧洲专利申请No.16158378.6中所述。薄膜电容传感器可附接到容器的内壁。

一种或多种可选择配方可由显示器上的象形图或一个或多个名称表示。显示器可与选择装置诸如按钮相关联或者是触敏显示器。配方可由用户选择。配方可涉及冷饮料并且可设置饮料制备设备的对应参数，诸如水温、离心冲泡单元的一个或多个旋转速度、水流速、水体积以及它们的组合。配方可以互补地或替代地涉及通过发泡装置在冷却设备中发泡的冷饮料。发泡装置还可包括饮料的简单混合。配方可以显示为根据配方是否与饮料制备设备的一个或多个参数或与冷却设备的一个或多个参数相关而不同的象形图。

冷却设备可包括可移除地布置的封盖，以用于优选地以液密方式封闭容器的开放上端。用户界面可定位在封盖上。例如，用户界面由至少若干触敏显示器构成，该显示器显示信息(例如，温度和/或饮料体积)或可选择的配方(冰卡布奇诺、拿铁玛奇朵，奶泡等)。

设备可包括连接到封盖的液体发泡组件。发泡组件可包括对饮料不具有发泡效果或具有低发泡效果的混合或搅动。优点还在于均匀且快速地冷却设备中的饮料。发泡组件可定位在封盖中，或容器的底部中。当在封盖中时，其可包括马达、旋转轴以及在旋转轴的自由端处的发泡构件，诸如搅拌器或叶轮。当在热交换容器的底部中时，发泡组件可包括旋转发泡构件，例如叶轮或搅拌器，该旋转发泡构件包括可移除地定位在腔中的磁体以及用于旋转发泡构件的定位在容器外部的磁驱动装置。液体发泡组件可由热电模块和/或电池(优选地为可充电电池)供电。当发泡构件在封盖中时，电池可被放置在封盖中。电池可为附加的电子装置供电，特别是也可为封盖的一部分的用户界面。

设备可包括隔热护套，以防止与热交换容器直接手接触。隔离护套没有与容器的永久连接装置以便优选地可移除地与容器一起布置，使得在容器被放置在冷冻机中之前可被移除，以确保室中的冷却剂的更快相变(即，从液体到冰)。隔离护套可具有底部和管状侧壁，其尺寸均设计成以型面配合的方式接收容器。隔离护套可基本上由轻质聚合物泡沫或橡胶材料制成，诸如硅橡胶或它们的组合。

优选地，控制单元定位在护套的底部中，或者作为另外一种选择在护套的底部上，并且在护套和热交换容器之间。控制单元可连接到护套底部的内表面或嵌入其中。当容器被移除时，诸如放置在冷冻机或其它零下冷却装置中以便重新冷冻时，控制单元保持在护套中，从而防止冷却到负温度。当冷冻容器重新放置在护套中时，热电模块直接处于环境温度，从而确保热电模块产生电能而没有回火延迟。

管状侧壁的底部和/或下部部分可具有通气通孔，以用于耗散来自控制单元的热量，例如包括热电模块。通气孔可对应于散热器元件定位，从而确保更快的热耗散。

容器的导热内壁和外壁优选地形成为两个单独的部件，其成形为相对较高的接收器，其间具有用于储存冷却剂的封闭室。可通过焊接或钎焊来组装部件。例如由橡胶或其它密封聚合物制成的环形密封环被布置成在内壁和外壁的上环形边缘处液密地封闭室。

为了促进室中的饮料和相变冷却剂之间的热交换，热交换容器的内壁的饮料接触表面具有波纹形状或皱纹形状。每个波纹或皱纹基本上沿容器的轴向方向延伸。每个波纹或皱纹可相对较大，例如为2至10mm，并且可基本上沿着内壁的整个高度延伸。

为了更快地传递由冷却剂熔化产生的冷却能量，内壁的冷却剂接触表面优选地具有多个冷却翅片。冷却翅片浸没在冷却剂中，并且由于翅片材料的导热率远高于冷冻冷却剂的导热率，因此加速了从冷却剂到饮料的热传递。翅片的数量可以在外表面从10到50变化。翅片可沿着侧壁轴向延伸，并且任选地可进一步在内壁的底壁处延伸。

容器的内壁优选地由导热率为至少30W.m^-1.K^-1，优选地为高于50W.m^-1.K^-1的金属制成。最优选地，内壁由不锈钢或铝合金制成。容器的外壁也优选地由导热材料(优选地导热率为至少30W.m^-1.K^-1，优选地高于50W.m^-1.K^-1的金属)制成。最优选地，内壁由不锈钢或铝合金制成。

相变冷却剂优选地为液体冷却剂，其在低于零摄氏度的温度值下冻结。优选冷却剂是盐水。添加盐使得能够提高冷却剂的冷却速度，同时在减少冷却能量方面不会妥协太多。按重量计，水中盐的百分比可从5％变为20％。

冷却剂的体积优选地至少等于或高于设备的饮料储存容量。更优选地，冷却剂的体积与饮料储存容量之比介于1.1:1和1.6:1之间。例如，对于腔中230ml的饮料储存容量，冷却剂的体积优选地包含在150ml和350ml之间。更优选地，冷却剂的体积介于250和300ml之间。

冷却设备还可以用作用于使液体保持热状态或用于在腔中加热液体的设备。热交换容器可被储存在烘箱中以便重新加热，以允许腔中冷却剂的温度充分升高到环境温度以上，例如60至95℃。热电模块可在功能上布置用于从热交换容器接收热能(而不是冷却能量)，并且用于通过该热传递产生电能。为此，热电模块不一定需要物理反转，但是控制单元被简单地布置用于反转热电模块的极性。由热电模块生成的电能被供应给冷却设备的通信模块，该冷却设备变为“加温设备”。因此，设备被布置用于在与饮料制备机相关联时向饮料制备机指示温度状态，并且用于使得能够选择与所传送的状态相对应的一个或多个饮料配方。

冷却设备可包括控制和能量管理单元，该控制和能量管理单元包括控制单元和电能管理单元，其定位在隔热护套的底部中或者作为另外一种选择定位在护套的底部上以及护套和容器之间。在优选模式中，设备包括可移除地彼此连接的下部控制子组件和上部冷却子组件；下部控制子组件包括控制和能量管理单元以及隔热护套的下部部分，并且上部冷却子组件包括热交换容器以及隔热护套的上部部分。

本发明还涉及饮料制备***，该饮料制备***包括本发明的饮料冷却设备以及饮料制备机。冷却设备和饮料制备机可由通信网络配对，优选地为无线通信网络，诸如蓝牙。建立的通信使得能够从冷却设备向饮料制备设备提供关于冷却设备的存在和/或冷却能力或温度状态的信息。该信息使得能够以适于将制备的饮料分配在冷却设备中的方式配置饮料制备机。在优选示例中，该信息使得能够将饮料制备机配置为设置饮料的制备参数，该参数最适于制备要在冷却设备中冷却的饮料(例如，冷饮料制备配方)。例如，作为对由饮料冷却设备传送的信息的响应，可以调节与机器中的饮料配料混合的水的温度和/或水的体积。

***的通信网络还优选地被布置用于将多于一个冷却设备配对到饮料制备机。

无线通信网络也可以是双向的，从而使得能够将信息从饮料制备机传递到冷却设备，诸如配方相关信息以及任选地显示的信息，诸如关于冷却设备的信息。

无线通信网络还可被布置用于配对其它电子设备，特别是便携式计算机、平板电脑或智能电话。

饮料制备机还可被布置成经由第二通信接口与远程数据服务器诸如“云”通信，以使得能够传递与机器和/或冷却设备中饮料的制备相关的信息。该信息可以是与配方、标识、安全性、维护、产品订购等相关的软件和/或数据。第二通信接口可以是WiFi或以太网或其它接口装置。

饮料制备机可包括：

-饮料制备单元，该饮料制备单元被布置用于接收容纳饮料配料的饮料胶囊或荚包，

-水进料单元，该水进料单元用于在饮料胶囊中供应热水以与容纳在其中的饮料配料混合，

-饮料出口，该饮料出口被布置成与饮料制备单元液体连通以在冷却设备中分配饮料，

-控制单元，该控制单元用于控制水进料单元以及任选地饮料制备单元，其包括被布置用于与饮料冷却设备的控制单元的通信模块通信的通信模块，并且其中控制单元被布置用于通过由饮料冷却设备的通信模块接收的或与其交换的一个或多个信号调节水进料单元或饮料制备单元的至少一个制备参数。

更具体地，控制单元被布置用于通过所接收的关于冷却设备的温度状态的一个或多个信号调节水进料装置的水温和/或水体积。在一种模式中，控制单元被布置用于在从冷却设备接收的一个或多个信号表示冷却设备的温度状态时，将水进料装置的水温调节到低于为制备热饮料而设置的温度的水温。例如，水进料装置的水温可被设置为40+/-5℃。机器由此被配置成通过在合理的时间量(例如，80秒或更短)内在与将饮料冷却到饮料的冷藏温度兼容的温度(例如，4至8℃)下将饮料配料与水混合(例如，用水冲泡经烘焙并且研磨的咖啡)来制备饮料。

附图说明：

结合附图，通过阅读本发明的实施方案的以下详细描述，本发明的特征、优点和目的对于技术人员而言将变得显而易见。

图1示出根据本发明的第一模式的饮料制备***；

图2示出根据本发明的饮料冷却设备的侧视图；

图3示出图2的饮料冷却设备的剖视图；

图4示出图2的饮料冷却设备的透视分解图；

图5示出图2的饮料冷却设备的细节的侧视图；

图6示出用于本发明的饮料冷却设备的热电模块的侧视图；

图7示出图6的热电模块的顶视图；

图8为示出图1的饮料制备***的实施方案的框图；

图9示出图8的***的饮料制备设备的细节；

图10示出根据本发明的第二模式的饮料制备***；

图11为示出图10的饮料制备***的实施方案的框图；

图12示出根据本发明的第三模式的饮料制备***；

图13为示出图12的饮料制备***的实施方案的框图；

图14示出冷却设备的用户界面的示例的顶视图；

图15示出饮料制备机和冷却设备的用户界面的示例的顶视图；

图16为示出饮料制备***的另一个实施方案的框图；

图17示出根据图16的框图的饮料冷却设备的剖视图；

图18示出当与饮料制备机的表面接触时图17的饮料冷却设备的细节的剖视图。

具体实施方式：

图1是本发明的***1的一个实施方案的示意图，该***包括饮料制备机100和饮料冷却设备2。饮料冷却设备2被布置为可由用户处理的独立设备。饮料制备机100可以是使用容纳饮料配料的胶囊或荚包的台式饮料制备机。饮料冷却设备2和饮料制备机100可经由通信网络配对。优选地，网络使用诸如蓝牙之类的近无线电场，从而在冷却设备位于机器旁边时能够建立用于信息传递的直接连接。作为另外一种选择，可以建立其它种类的网络，诸如通过有线连接，例如USB电缆连接等。机器可进一步被布置用于经由互联网，诸如通过WiFi或以太网与远程服务器通信。

如图1和图8所示，饮料制备机100通常包括被布置用于接收胶囊或荚包的饮料制备单元101，用于将水进料到饮料制备单元101的水进料装置102，以及用于分配在机器外部的制备单元中制备的饮料的饮料出口103。饮料可被收集在放置在出口下方的冷却设备2中以便冷却。机器还包括控制单元104，该控制单元包括被布置用于与冷却设备通信的通信模块105。机器可包括用于显示信息的用户界面106并且/或者可被设置有一个或多个控制按钮。

饮料制备单元101可以是不同种类的，这取决于要接收的胶囊或荚包。饮料制备单元通常被布置成接收包装和/或未包装的饮料配料并将它们与加热或未加热的水混合以提供饮料。饮料配料与水的混合物包括烘焙并且研磨的咖啡或叶茶提取物、可溶性配料诸如咖啡、奶或茶的溶解物、饮料液体、粘性或凝胶型浓缩物的稀释物，以及它们的组合。饮料可以在饮料制备单元中发泡或不发泡。该发泡可由许多剪切应力发生装置或其它装置产生，诸如冲泡压力、饮料限流阀、饮料流速、旋转设备以及它们的组合。

在如EP2000062B1和WO2015173123A1中进一步所述的示例中，饮料制备单元包括被布置用于接收饮料胶囊的离心冲泡单元。冲泡单元由旋转马达107以高速旋转驱动，以生成离心力，该离心力经由饮料收集装置将饮料输送到饮料出口。饮料制备单元可以是诸如EP0512470中所述的其它饮料制备单元，其中胶囊被包封在胶囊笼和胶囊支架之间，该胶囊笼被布置用于在胶囊中引入水，该胶囊支架被布置用于将饮料排放到饮料出口。饮料制备单元的类型不是限制性的，并且其可被布置用于接收荚包，诸如过滤垫，如EP0904718或WO2001015582A1中所述。饮料制备单元也可以是例如具有手柄的室，以用于接收未包装的饮料配料，诸如研磨咖啡，如例如WO2013117362A1中所述。该单元还可包括与咖啡研磨机相关联的咖啡贮存器以及用于在冲泡室中投配新研磨的粉末的粉末投配装置，诸如WO2010064902A1中所述。

通常，饮料制备机包括水进料单元，该水进料单元包括连接到水泵109的淡水的可再装贮存器108以及用于在被进料到饮料制备单元101之前在由控制单元控制的一个或多个温度下加热水的水加热器110。

如图1至图5所示，饮料冷却设备2被设计用于将从饮料制备机100分配的饮料快速冷却至优选2至12度，更优选4至8度之间的冷藏温度。设备通常包括热交换容器3，该热交换容器包括容纳相变冷却剂的封闭室4。冷却剂在环境温度下优选地为液体，并在冷却至零摄氏度以下时变为固体。冷却剂优选地为盐水。在冷却剂始终保留在室中并且不考虑制冷回路的意义上来说，室是封闭的。室中的冷却剂在冷冻时积聚能量并且基本上通过由冰融化产生的潜热来回收此类能量。在优选模式中，冷却剂基本上包括水，最优选地基本上是盐水，但也可以是另一种类型的冷却剂。

容器3优选地包括饮料腔5，该饮料腔具有被布置用于接收饮料的开口端。腔优选地具有使得能够储存供应饮料的饮料储存容量，例如150至350ml，优选地为约280ml。饮料腔优选地由可移除封盖7封闭。

室4和腔5由导热内壁8隔开，该导热内壁优选地由具有高导热率和抗氧化性的金属制成。室具有杯状形状，如由内壁8和外壁9的杯状形状所限定。它进一步由外壁9和环形密封环10封闭，该环形密封环连接内壁的上自由端和外壁。密封环可由弹性聚合物诸如橡胶或有机硅制成。

如图3和图4中清楚可见，在腔内部或与饮料接触的导热内壁的表面优选地包括不平滑布置，以用于增加与饮料接触的区域并加速冷却。优选地，表面包括一系列波纹或起伏部11。除此之外或作为另外一种选择，在冷却剂的室的侧面上，内壁的相对表面包括多个径向突起的结构，诸如冷却翅片12。这些突起在容纳冷却剂的室中突出。冷却翅片的这种设计促进了从冰状态的冷却剂到饮料的热传递，从而有效地增加了冷却。

根据本发明的可能方面，饮料冷却设备2包括控制和能量管理单元70，该控制和能量管理单元包括通信模块14。通信模块被布置用于与饮料制备机100的通信模块105通信。通信可以是单向的，以使得能够将信息从冷却设备传递到机器，或者可以是双向的，以使得能够在冷却设备和机器之间交换信息。优选地，通信模块14、105形成无线通信网络，诸如低功率无线电场网络，诸如蓝牙。然而，可以设想到其它通信网络，包括诸如利用USB电缆连接的有线网络。冷却设备的通信模块优选地由热电模块15供电。热电模块15被布置成与容器3，更具体地与外壁9导热接触，以便接收冷却能量并且由其产生电能。通信模块14可被设置为在由热电模块15供电时开始发射通信信号，以便只要正确地放置在与机器的接收通信距离范围或相对于机器的预定位置，就对饮料制备机识别其存在和温度状态，例如冷却状态。

控制和能量管理单元70作为示例在图5中示出。单元70优选地定位在热交换容器3与隔热护套30之间，该隔热护套除了容器的开口端之外覆盖容器的外壁。隔热护套优选地可移除地与容器一起布置，使得容器可被单独处理以便在例如冷冻机或其它冷冻装置中冷却。优选地，隔热护套30包括底部31和管状侧壁32，该管状侧壁覆盖热交换容器3的壁。然而，隔热护套可以是两个或多个彼此不连接的单独件。隔热护套优选地基本上由隔热和弹性材料制成，诸如泡沫聚合物或硅橡胶。材料的弹性使得能够通过型面配合将容器***隔热护套中。

控制和能量管理单元70可包括诸如由两个架16、17形成的壳体，以便于组装不同的元件。通信模块14可以是控制单元13的一部分，该控制单元包括电子控制板18，该电子控制板包括控制电路，该控制电路被布置用于经由模块的电连接器19由热电模块15供电。热电模块也在图6和图7中示出。它优选地为珀耳帖型模块，该珀耳帖型模块包括用于与容器接触的第一壁或冷壁20以及第二相对壁或热壁21，并且在两个壁之间包括半导体。作为示例，热电模块可具有以下特性(在300K下，除R_ac之外)：在295K下，I_MAX＝6.1安培，U_MAX＝32伏特，ΔT＝70℃，Q_MAX＝120瓦特，R_ac＝4.3欧姆。热电模块优选地与散热器元件22相关联，该散热器元件被定位成与模块的热壁21导热接触。散热器元件可与多个热翅片23一起布置，该热翅片横穿控制板18以散热，如图3所示。

隔热护套的底部可包括通气通孔33。这使得能够排出来自控制单元以及具体地来自散热器元件的热量。控制和能量管理单元70可作为可能可移除地定位的部件或永久固定的部件放置在隔热护套中。

图1和图8示出本发明的饮料制备***的第一可能模式。饮料冷却设备可包括诸如定位在设备的封盖7的顶部上的用户界面24。用户界面可向用户指示信息，诸如由热电模块提供的或例如来自一个或多个温度传感器的温度相关信息。控制单元13可包括处理器和数据存储装置以用于存储数据和/或指令46，诸如动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)和/或其它类型的存储器。

一个或多个温度传感器(未标记)可被放置成与容器接触，例如，在外壁或内壁的表面上，以向控制单元指示设备的腔中的冷却剂和/或饮料的温度。温度传感器可以是例如NTC传感器或其它类型的传感器。温度传感器可由热电模块或者由单独电池(未示出)供电。在电池的情况下，可以省略热电模块。

在饮料制备机100上，控制单元104优选地包括通信模块105和配方模块111，其能够通过根据饮料的选择设置机器的不同参数来在机器中制备饮料。饮料的选择可通过机器的用户界面106和/或通过胶囊或荚包识别***进行。为了实现模块的运行，控制单元104包括处理器和数据存储装置以用于存储数据和/或指令，诸如动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)和/或其它类型的存储器。

例如，制备方法以及被布置用于进行该方法的控制单元可诸如WO2014090965中所述，以用于通过饮料制备机中胶囊的离心来制备饮料。在第一步骤中，确定与胶囊类型相关的识别信息，在第二步骤中，根据识别信息选择配方，该识别信息包括用于离心冲泡设备的参数的至少两组目标值；每组与特定条件相关联，并且在第三步骤中，控制装置控制离心冲泡设备的参数，以便达到与当前满足的特定条件相关联的组的目标值。该组目标值可与机器中制备的完整循环和/或制备的冲泡阶段相关。饮料制备单元或离心冲泡单元的参数的目标值可与以下参数中的至少一个或组合相关：用以在制备或制备过程的一个或多个特定阶段期间引入胶囊中的水的体积、水的流速、在制备过程的特定阶段之后的等待时间、在冲泡的特定阶段期间或在特定阶段之间的过渡期间冲泡单元的旋转速度的加速或减速函数、在完整制备期间或在冲泡过程的特定阶段期间水的温度、在完整制备期间或在特定阶段期间饮料出口的目标温度、在完整制备期间或在冲泡过程的特定阶段期间冲泡的最小旋转速度等。

在冷却模块的可能的操作模式中，首先准备冷却模块以能够冷却从饮料制备机分配的饮料。为此，容器与隔热护套分开以便储存在冷冻机中，诸如厨房冷冻机，直到冷却剂变成冰或冰和液体的组合。当需要凉饮料时，将冷冻后的容器从冷冻机移除并***隔热护套30中。应该注意的是，整个设备也可储存在冷冻机中。一旦容器与控制单元，具体地与热电模块15进行热交换接触，模块15便提供电能，该电能由控制板接收并传输到通信模块14以及任选地用户接口24。当通信模块14变为通电时，它可以发射冷却设备处于潜在冷却模式的一个或多个信号。当冷却模块靠近饮料制备设备放置在例如饮料出口下方时，与机器的通信模块105建立通信。响应于接收到的一个或多个通信信号，机器的控制单元104诸如通过配方模块111设置饮料制备机的制备的合适参数。配方模块可被布置为一个或多个程序以及包含一组不同饮料配方的存储器，诸如热饮料配方和冷饮料配方。例如，饮料配方包含与水温相关的参数，以用于控制机器的加热器。水温相关的参数可以根据其与热饮料还是与冷饮料相关而不同。具体地，对于热饮料配方，加热器110可被设置为在高于75℃，例如介于80和95℃之间的温度下将热水递送到饮料制备单元，并且对于冷配方，该温度低于70℃，例如介于35和50℃之间，例如40+/-5℃。饮料配方可包括与饮料制备相关的附加参数，一些特定于冷饮，诸如驱动离心饮料制备单元101的旋转马达107的一个或多个旋转速度的值或范围和/或通过泵109递送到制备单元中的胶囊或荚包的水的体积。因此，当机器检测到冷却模块2的存在时，选择合适的饮料配方并且可以自动地或者在用户对机器进行验证动作时(例如，在按下用户界面106处的开始按钮时)启动饮料制备。例如，在图9中，机器的用户界面可显示冷饮料象形图112，其标识冷饮料配方的选择。象形图可与开始按钮相关联，使得只要这样的象形图被点亮，用户就可以开始制备。

图10和图11示出了本发明***的可能的第二模式。与先前模式的不同之处在于通过专用饮料发泡组件40和包括电池的能量管理单元60将容器中的饮料发泡或混合的附加功能。优点可以是可通过饮料冷却模块2和/或饮料制备机100可控地操作发泡或混合。具体地，发泡可经由通信模块105、14由机器100控制。机器可在主从基础上控制设备，使得发泡可与饮料的至少一种组分的分配时间协调。例如，为了制备冰卡布奇诺，可以开始发泡，诸如在从胶囊分配咖啡提取物之前使冷却设备中的液体奶发泡，并且可以在将咖啡提取物在冷却设备中分配时停止发泡。在替代方案中，发泡可仅由冷却设备控制。

发泡组件40可以是封盖的一部分。其可包括在设备的腔中延伸的旋转发泡构件41，其轴在其驱动端处旋转连接到放置在封盖7中的马达42，并且在其自由端处连接到搅拌器43的叶轮。

发泡组件40可由能量管理单元60的至少一个电池44供电，该能量管理单元可容纳在封盖中或设备的底部中。电池44可以是可再充电的。其可被布置用于通过外部电源再充电，例如，经由合适的连接器、电源转换器和电源线，例如USB充电组件，并且/或者被布置用于至少部分地通过热电模块15充电。

在替代方案中，冷却设备的控制单元13可以与通信模块14一起放置在封盖中以减小模块之间的通信距离。热电模块15保持在底部中并且可经由特定连接器19连接到通信模块。

图12和图13示出了本发明的第三可能模式。与先前模式的不同之处在于测量冷却设备中存在的饮料体积的附加功能。为此，冷却设备可包括压力传感器45，该压力传感器放置在装置的底部中，优选地在隔热护套的底部中或下面。压力传感器向控制单元13提供压力输入。

在替代方案中，控制单元13可与通信模块物理地放置在封盖中，以节省压力传感器底部的空间并且/或者减小模块之间的通信距离。单元的热电模块15可物理地保持在底部并且诸如经由容器和封盖之间的适当的无线连接器连接到封盖中的控制单元的其它部分，例如通信模块14。

在替代方案中，压力传感器45可被定位在饮料制备机的支撑件50上。

图14示出了饮料冷却模块2的用户界面24的状态。例如，用户界面可包括不同的象形图作为可选择或不可选择的显示器的一部分。第一象形图25可以指示设备的传热温度。如前所述，该温度可取自热电模块或由一个或多个温度传感器获得。第二象形图26可显示可选择的液体发泡功能。当该象形图被显示(例如，发光)时，该象形图可以与可选择按钮相关联。当按下按钮时，可以选择发泡功能。选择可保持在冷却设备的局部，在这种情况下，发泡组件开始运行。作为另外一种选择，选择可经由通信网络非定域化为饮料制备机；机器由此成为冷却设备上的主设备，以用于通过由机器和设备制备饮料以更全面和协调的方式启动。第三象形图27可与包含在冷却设备的腔中的饮料的体积指示相关，并且由压力传感器获得。体积可以不同的可能方式表示，例如以体积值表示，例如以毫升表示，或者由一个或多个视觉象形图表示。

图15示出了饮料冷却模块2的用户界面24的状态和饮料制备机100的用户界面106的状态。当冷却设备通过通信网络与饮料制备机相关联时，饮料制备机的用户界面可显示配方象形图106。该象形图可与可选择的按钮相关联，该按钮可以被按下以选择机器中的配方，诸如冷饮料配方。作为另外一种选择，可以通过正由饮料制备机识别的冷却设备自动选择该象形图。冷却设备的配方象形图26可以相应地显示。它可以示意性地表示所选饮料的最终外观。第三象形图27可以表示当饮料由机器分配在设备中时由压力传感器45测量的饮料的体积。

如图14所示，封盖可包括与腔连通的分配孔29，以用于在进行混合或发泡操作的同时使饮料能够分配在腔内。通常以低于发泡的旋转速度运行的混合促进设备中分配的饮料的快速冷却。孔29可以选择性地封闭，诸如通过插塞或铰接盖。孔也可方便地用于***饮料吸管。

图16至图18示出可能的变型形式。在该变型形式中，电能管理单元60被布置成为控制单元13选择性地供电，作为对饮料制备机旁边的冷却设备之间的机械、电、磁或组合相互作用的响应。具体地，***包括电能管理单元60，其包括能量积聚器，诸如至少一个电容器或超级电容器48，以用于积聚来自热电模块的能量。电容器或超级电容器可与热电模块串联放置，以便只要在模块中生成电势就充电。电能管理单元60还包括积聚器控制构件，诸如电力中断器49，其被布置成在冷却设备远离饮料制备机时保持能量积聚器充电并且在积聚器控制装置与饮料制备机的致动中断器构件115选择性相互作用时递送电力。

在优选的构造中，能量管理单元的积聚器控制构件可以是簧片开关，并且致动中断器构件可以是一个或多个磁体。在不存在由一个或多个磁体产生的磁场的情况下，簧片开关打开。磁体可以例如放置在支撑冷却设备的机器的承滴盘上或者放置在前面板后面或饮料出口中，这取决于冷却设备中的簧片开关的位置。当通过从饮料制备构件接近冷却设备来将簧片开关放置在一个或多个磁体的场中时，开关闭合能量管理单元和控制单元之间的电线，从而允许电容器将电力释放到控制单元13，具体地释放到通信模块14。当通信模块通电时，在冷却设备和饮料制备机之间同时建立通信。

在图18中，致动中断器构件是磁片115，当设备静置在饮料制备机的托盘上时，该磁片接触冷却设备的下侧。簧片传感器49可被定位在散热器元件22的腔中。积聚器控制构件和致动构件也可以是机械开关组件，诸如可伸缩弹簧偏置开关或者任何电或电磁等效装置。可以使用其它能量积聚器，诸如可充电电池。

图17和图18中的冷却设备2包括两部分隔热护套30，其具有覆盖控制和能量管理单元70的下部部分116和覆盖热交换容器3的侧壁的上部部分117。下部部分116以及控制和能量管理单元70一起形成下部控制子组件120，该下部控制子组件可移除地附接到上部部分117和热交换容器，从而形成上部冷却子组件121。上部子组件和下部子组件之间的可移除连接可以是磁性的或型面配合的布置。在图示(非限制性)示例中，定位在容器底部中的一系列磁体118与跟热电模块15相关联的导热和铁磁元件119形成可逆磁性连接。该变型形式的优点在于，将控制子组件120与上部冷却子组件121与热交换容器3分离变得更容易且更方便。由分离的控制装置占据的空间变得更小并且更容易存储。下部控制子组件120可以更容易地与特定用户相关联，因此若干子组件120可以与单个上部冷却子组件121一起使用。下部控制子组件120的控制单元13的存储器可以可执行程序和/或参数设置的形式存储饮料偏好，诸如特定配方。

本发明可涵盖落入所附权利要求书范围内的许多其它变型形式。

Claims (16)

1.一种用于在从饮料制备机(100)分配饮料后快速冷却所述饮料并在冷却后供应所述饮料的饮料冷却设备(2)，包括热交换容器(3)，所述热交换容器包括容纳能够积聚和回收热能的相变冷却剂的封闭室(4)以及具有开放上端(6)以用于接收饮料的饮料腔(5)；所述封闭室(4)和所述饮料腔(5)由至少一个导热内壁(8)隔开；所述封闭室进一步由外壁(9)封闭；其中所述饮料冷却设备被布置为与所述饮料制备机分开处理，其中所述饮料冷却设备包括控制单元(13)，所述控制单元包括通信模块(14)，所述通信模块被布置用于向所述饮料制备机传送信息，所述信息表示在所述饮料制备机附近存在所述饮料冷却设备和/或表示所述封闭室中的所述冷却剂的温度状态，

其特征在于，所述饮料冷却设备包括电能管理单元(60)，所述电能管理单元包括热电模块(15)，所述热电模块被布置成与所述封闭室(4)的外壁(9)热接触，以用于根据与所述封闭室的所述外壁接触的所述热电 模块的第一导热壁(20)与远离所述第一导热壁(20)的所述热电模块的第二导热壁(21)之间的温差来向所述控制单元(13)生成电能；此类电能至少部分地用于为所述通信模块(14)供电以生成一个或多个通信信号。

2.根据权利要求1所述的饮料冷却设备，其中所述通信模块(14)是无线通信模块。

3.根据权利要求1所述的饮料冷却设备，其中所述通信模块(14)是蓝牙。

4.根据权利要求1所述的饮料冷却设备，其中所述电能管理单元(60)包括至少一个电能积聚器，和/或由所述热电模块(15)供电的至少一个电容器或超级电容器(48)。

5.根据权利要求4所述的饮料冷却设备，其中所述电能积聚器是可充电电池(44)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的饮料冷却设备，其中散热器元件(22)连接到所述热电模块(15)的第二面(21)。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的饮料冷却设备，其中所述饮料冷却设备包括：

-至少一个温度传感器，所述至少一个温度传感器被布置用于感测所述热交换容器的表面温度，和/或

-电池，所述电池用于为所述通信模块供电。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的饮料冷却设备，其中所述饮料冷却设备包括用户界面(24)，所述用户界面被布置用于显示以下各项中的任一项或任何组合：a)与所述热电模块(15)或一个或多个温度传感器相关的温度信息、b)饮料体积、c)所述饮料制备机的可选择配方、d)标识数据。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的饮料冷却设备，其中所述饮料冷却设备包括封盖(7)，所述封盖被可移除地布置用于液密地封闭所述热交换容器(3)的所述开放上端(6)。

10.根据权利要求9所述的饮料冷却设备，其中用户界面(24)被布置在所述封盖(7)上。

11.根据权利要求9所述的饮料冷却设备，其中所述饮料冷却设备包括所述封盖(7)中或所述热交换容器的底部中的液体发泡组件(42)。

12.根据权利要求1至5中任一项所述的饮料冷却设备，其中所述饮料冷却设备包括隔热护套(30)，所述隔热护套至少部分地覆盖所述热交换容器的所述外壁(9)。

13.根据权利要求12所述的饮料冷却设备，其中所述隔热护套(30)不具有与所述热交换容器(3)的永久连接装置以便可移除地与所述热交换容器一起布置，使得能够在冷冻所述热交换容器之前移除所述热交换容器。

14.根据权利要求12所述的饮料冷却设备，其中所述饮料冷却设备包括控制和能量管理单元(70)，所述控制和能量管理单元包括所述控制单元(13)和所述电能管理单元(60)，其定位在所述隔热护套(30)的底部中或者作为另外一种选择定位在所述隔热护套(30)的底部上以及所述隔热护套和所述热交换容器(3)之间。

15.根据权利要求14所述的饮料冷却设备，其中所述饮料冷却设备包括可移除地彼此连接的下部控制子组件(120)和上部冷却子组件(121)；所述下部控制子组件(120)包括所述控制和能量管理单元(70)和所述隔热护套的下部部分(116)，并且所述上部冷却子组件(121)包括所述热交换容器(3)和所述隔热护套的上部部分(117)。

16.一种饮料制备***(1)，所述饮料制备***(1)包括饮料制备机(100)和根据权利要求1至15中任一项所述的饮料冷却设备(2)，其中所述饮料制备机包括：

-饮料制备单元(101)，所述饮料制备单元被布置用于接收容纳饮料配料的饮料胶囊或荚包，

-水进料单元(102)，所述水进料单元用于在所述饮料胶囊或荚包中供应热水以与容纳在其中的所述饮料配料混合，

-饮料出口(103)，所述饮料出口被布置成与所述饮料制备单元(101)液体连通以在所述饮料冷却设备(2)中分配饮料，

-控制单元(104)，所述控制单元用于控制所述水进料单元(102)以及任选地所述饮料制备单元(101)，所述控制单元包括通信模块(105)，所述通信模块被布置用于与所述饮料冷却设备(2)的所述控制单元的所述通信模块通信以建立通信网络，并且

其中所述控制单元被布置用于通过由所述饮料冷却设备(2)的所述通信模块(14)接收的或与其交换的一个或多个信号调节所述水进料单元(102)或饮料制备单元(101)的至少一个制备参数。

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