DE112004002302T5 - Kaffeeröster mit Vorrichtung zur Verstärkung des Luftstroms in einer Röstkammer - Google Patents
Kaffeeröster mit Vorrichtung zur Verstärkung des Luftstroms in einer Röstkammer Download PDFInfo
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Abstract
Röster zum
Rösten
von Kaffeebohnen, umfassend:
eine Röstkammer mit einer Oberseite und einem Boden;
eine Abdeckung, die auf der Oberseite der Röstkammer sitzt;
eine Basis, auf der der Boden der Röstkammer sitzt;
eine Einrichtung, die in der Basis bereitgestellt ist, um einen Warmluftstrom in die Röstkammer zu liefern, um Kaffeebohnen zu erhitzen;
mindestens eine Luftöffnung, die in dem Boden ausgebildet ist, um zu ermöglichen, dass der Luftstrom in die Röstkammer eintritt; und
einen Windkanal, der über der mindestens einen Öffnung bereitgestellt ist und der einen Einlass und einen Auslass aufweist, um die Geschwindigkeit des Luftstroms in der Röstkammer zu erhöhen, während der Luftstrom den Windkanal passiert.
eine Röstkammer mit einer Oberseite und einem Boden;
eine Abdeckung, die auf der Oberseite der Röstkammer sitzt;
eine Basis, auf der der Boden der Röstkammer sitzt;
eine Einrichtung, die in der Basis bereitgestellt ist, um einen Warmluftstrom in die Röstkammer zu liefern, um Kaffeebohnen zu erhitzen;
mindestens eine Luftöffnung, die in dem Boden ausgebildet ist, um zu ermöglichen, dass der Luftstrom in die Röstkammer eintritt; und
einen Windkanal, der über der mindestens einen Öffnung bereitgestellt ist und der einen Einlass und einen Auslass aufweist, um die Geschwindigkeit des Luftstroms in der Röstkammer zu erhöhen, während der Luftstrom den Windkanal passiert.
Description
- Diese Anmeldung ist eine Continuation in Part der früheren Anmeldung Nr. 10/137,671, eingereicht am 2. Mai 2002.
- Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kaffeeröstvorrichtungen und genauer einen Kaffeeröster, der einen Windkanal zur Beschleunigung eines Luftstroms in der Röstkammer ohne eine entsprechende UpM-Erhöhung im Motor, der den Luftstrom erzeugt, sowie einen Entrauchungsaufsatz, um Rauch von den röstenden Kaffeebohnen vom Röster wegzuleiten, aufweist.
- HINTERGRUND
- Die Nachfrage nach Kaffeeröstern für den Hausgebrauch steigt mit der wachsenden Zahl an leidenschaftlichen Kaffeetrinkern, die den Geschmack von frisch geröstetem Kaffee wollen. Diese Heim-Kaffeeröster weisen in der Regel ein Heizelement und ein Gebläse zum Leiten von heißer Luft in eine Röstkammer auf, wo die Kaffeebohnen geröstet werden, während sie von einem Heißluftstrom umhergeblasen werden. Die Steuereinrichtungen an diesen Röstern schließen in der Regel eine variable Zeiteinstellung ein, die es erlaubt, die Bohnen bei konstanter Temperatur über einen vorgegebenen Zeitraum zu rösten. Kaffeebohnen werden mit verschiedenen Dichten erhalten und weisen unterschiedliche Feuchtigkeitsgehalte auf. Infolgedessen führt das Rösten von Kaffeebohnen bei konstanter Temperatur über einen vorgegebenen Zeitraum, wie bei herkömmlichen Kaffeeröstern, nicht immer zu einem konsistenten und voll entwickelten Geschmack, wie ihn Kaffeeliebhaber wollen.
- Es gibt Kaffeeröster, die mehr als eine Röststufe aufweisen, wo Kaffeebohnen beispielsweise über eine gewisse Zeit bei der einen Temperatur geröstet werden und über eine gewisse andere Zeit bei einer anderen Temperatur. Diese Röster weisen jedoch keine Einrichtung auf, um die gewünschte Rösttemperatur aufrechtzuerhalten, wenn die Umgebungstemperatur sich ändert. Abhängig von der Umgebungstemperatur, bei der der Röster betrieben wird, könnte in der Röstkammer eine erhebliche Temperaturabweichung von der gewünschten Temperatur bestehen. Bekanntlich bringen manche Anwender den Kaffeeröster während der Verwendung beispielsweise nach draußen, damit der Rauch vom Röster sich nicht im Haus ausbreitet.
- In dieser Lage entspricht die Temperatur in der Röstkammer möglicherweise nicht den gewünschten Temperaturen, was dazu führt, dass die Bohnen zu stark oder zu schwach geröstet werden.
- Bekannte Kaffeeröster weisen Motoren auf, die das Gebläse bei relativ hohen UpM antreiben. Infolgedessen kann der Lärmpegel, der von dem Kaffeeröster bewirkt wird, eine Belästigung darstellen. Dagegen weisen Kaffeeröster mit Motoren, die bei niedrigen UpM laufen, einen geringen Lärmpegel auf und können die Lebensdauer des Motors verlängern. Jedoch reicht der Luftstrom, der von diesen Röstern erzeugt wird, nur aus, eine kleine Menge an Kaffeebohnen zu rösten. Auch sind Kaffeeröster, die für den Hausgebrauch gedacht sind, relativ klein, um für den Verbraucher attraktiv zu sein. Infolgedessen wird die Menge an Kaffeebohnen, die geröstet werden können, auch durch die Größe der Röstkammer des Rösters beschränkt. Ein weiterer Nachteil bekannter Röster besteht darin, dass sie eine unangenehm große Menge an Rauch erzeugen.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung ist auf einen Röster zum Rösten von Kaffeebohnen gerichtet und schließt eine Röstkammer mit einer Oberseite und einem Boden ein. Eine Abdeckung sitzt auf der Oberseite der Röstkammer und der Boden der Röstkammer sitzt auf einer Basis. Eine Heißluftzufuhr ist in der Basis bereitgestellt, um einen Heiß luftstrom in die Röstkammer zu liefern, um die Kaffeebohnen zu erhitzen. Mindestens eine Luftöffnung ist im Boden ausgebildet, damit der Luftstrom in die Röstkammer gelangen kann. Ein Windkanal ist über der Luftöffnung bereitgestellt, um den Luftstrom in der Röstkammer zu beschleunigen, während die Luft durch den Windkanal strömt.
- BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
1 ist eine perspektivische Darstellung eines Kaffeerösters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
2 ist eine Querschnittsdarstellung des Kaffeerösters von1 entlang der Linie 2-2; -
3 ist eine Querschnittsdarstellung des Kaffeerösters von1 entlang der Linie 2-2, die eine alternative Anordnung der Temperatursensoren zeigt; -
4 ist eine Querschnittsdarstellung eines Kaffeerösters von1 entlang der Linie 2-2, die eine weitere alternative Ausführungsform der Temperatursensoren zeigt; -
5 ist eine vereinfachte Plandarstellung eines Lufteinlasses des Kaffeerösters von1 ; -
6 ist eine Plandarstellung einer Abdeckung zum Steuern des Luftstroms durch den in5 dargestellten Lufteinlass; -
7 ist eine Plandarstellung einer Einlassluftstrom-Steueranordnung, welche den Lufteinlass und die Abdeckung einschließt, die in den5 bzw.6 dargestellt sind; -
8 ist ein elektrisches Blockdiagramm des Kaffeerösters von1 ; -
9 ist ein elektrisches Blockdiagramm des Kaffeerösters von1 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
10 ist ein Diagramm einer Nebenheizung, die in9 dargestellt ist; -
11 ist eine Skizze, welche die Beziehung zwischen der Temperatur von Luft innerhalb einer Röstkammer des Kaffeerösters von1 und den röstenden Kaffeebohnen zeigt; -
12 ist eine Querschnittsdarstellung eines Kaffeerösters, der mit einem Windkanal gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist; -
13 ist eine Draufsicht auf die Abdeckung des Kaffeerösters von12 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und -
14 ist eine Querschnittsdarstellung, die einen Entrauchungsaufsatz zeigt, der an eine Rauchleitung angeschlossen ist, um Rauch abzuleiten. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- In
1 ist ein Kaffeeröster gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung allgemein mit10 bezeichnet und schließt eine Basis12 , eine generell zylindrische Röstkammer14 , die in der Basis12 sitzt, und eine abnehmbare Abdeckung16 , welche die Röstkammer am der Basis gegenüber liegenden Ende verschließt, ein. Ein Griff18 ist an der Röstkammer14 angebracht, um die Röstkammer von der Basis12 abnehmen zu können und die Röstkammer festzuhalten, während die Abdeckung16 von der Röstkammer entfernt wird oder auf die Röstkammer aufgesetzt wird. - Die Basis
12 schließt ein Gehäuse20 ein, das vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial mit geringem Gewicht hergestellt ist. Ein Steuerungsfeld22 ist an einer Seite24 des Gehäuses bereitgestellt und schließt eine Zeiteinstellungsanzeige26 ein, welche die Zeit bis zum Ende des Röstvorgangs anzeigt. - Die Zeit kann durch einen HOCH-Schalter
28 , um die Röstzeit zu verlängern, und einen RUNTER-Schalter30 , um die Röstzeit zu verkürzen, eingestellt werden. Zu Anfang ist die Zeit jedoch automatisch auf eine vorgegebene Zeit gesetzt, wenn der Kaffeeröster10 EIN-geschaltet wird. Die Steuerungstafel22 schließt auch einen RÖSTEN-Schalter32 ein, der den Röstvorgang über den in der Zeiteinstellung26 angezeigten Zeitraum aktiviert. Ein KÜHLEN-Schalter34 ist bereitgestellt, um den Röstvorgang vor der in der Zeiteinstellung26 angezeigten Zeit zu beenden. Der Röster10 arbeitet über einen vorgegebenen Zeitraum ohne Wärme, bevor er ausgeschaltet wird, wenn der KÜHLEN-Schalter34 aktiviert ist. - Wie in
2 dargestellt, ist eine Heizanordnung36 im Gehäuse12 bereitgestellt und auf mindestens einem Paar aufrecht stehender Säulen22 montiert, welche von einem Boden38 der Basis12 nach oben ragen. Die Heizanordnung36 schließt ein Gehäuse40 ein, das eine primäre elektrische Widerstandsheizung42 enthält, die direkt über einem Gebläse44 angeordnet ist. Ein Gebläsemotor45 ist außerhalb des Gehäuses40 angebracht, um das Gebläse44 zu drehen, welches einen Luftstrom (angezeigt von gekrümmten Pfeilen) erzeugt, der durch eine Öffnung46 an der Oberseite des Heizanordnungsgehäuses40 durch die primäre Heizung42 und in die Röstkammer14 strömt. Eine Einlassluftstrom-Steueranordnung47 ist generell am Boden38 der Basis12 bereitgestellt, um das Volumen der Außen- oder Umgebungsluft, die in das Gehäuse20 gesaugt wird, um den Luftstrom durch das Gebläse44 zu erzeugen, zu steuern. - Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Einlassluft-Temperatursensor
48 an einer Steuertafel49 (die an den Säulen22 angebracht ist) nahe der Einlassluft-Steueranordnung47 montiert, um die Temperatur der Umgebungsluft, die durch die Luftstrom-Steueranordnung angesaugt wird, zu erfassen. Der Einlassluft-Temperatursensor48 ist vorzugsweise ein Thermistor. Zusätzlich zum Einlassluft-Temperatursensor48 ist ein Auslassluft-Temperatursensor50 in der Heizanordnung stromaufwärts von der primären Heizung42 angeordnet, um die Temperatur der Luft, welche in die Röstkammer14 gelangt, zu erfassen. Vorzugsweise ist der Rösttemperatursensor50 ebenfalls ein Thermistor. - Die Röstkammer
14 schließt eine generell zylindrische Wand52 ein, die vorzugsweise aus wärmebeständigem, durchsichtigem Glas oder einem ähnlichen Material besteht, damit der Anwender zusehen kann, wie die Kaffeebohnen geröstet werden. Die Wand52 ist an ihrer unteren Öffnung an einem Becher54 befestigt, der generell konisch mit einem flachen Boden56 geformt ist. Der Boden56 des Bechers54 weist eine Vielzahl von Schlitzen oder Löchern (nicht dargestellt) auf, die den Luftstrom von der Heizanordnung36 in die Röstkammer14 gelangen lassen, während sie verhindern, dass Kaffeebohnen in die Heizanordnung fallen. Der Griff18 ist an der Wand52 der Röstkammer angebracht. - Die Abdeckung
16 ist so ausgelegt, dass sie abnehmbar mit der oberen Öffnung der Röstkammerwand52 verbunden werden kann. Die Abdeckung16 besteht aus wärmebeständigem Kunststoff oder einem ähnlichen Material und schließt eine Aufnahme58 zum Sammeln der Schalen (nicht dargestellt), die während des Röstens von den Kaffeebohnen abblättern und die vom Luftstrom, der vom Gebläse46 erzeugt wird, durch eine Öffnung60 im Boden der Abdeckung nach oben gerissen werden, ein. Eine weitere Öffnung62 ist an der Oberseite der Abdeckung16 bereitgestellt, damit der Luftstrom aus der Abdeckung abgeführt werden kann. In der vorliegenden Ausführungsform ist die obere Öffnung62 mit einem feinmaschigen Gitter64 bedeckt, um die Schalen in der Aufnahme58 der Abdeckung16 zurückzuhalten. - Wie in
3 dargestellt und gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist der Auslassluft-Temperatursensor50 in der Schalenaufnahme58 nahe der oberen Öffnung62 angeordnet, wo die Luft den Kaffeeröster10 verlässt. Diese Anordnung ermöglicht es, dass der Sensor50 die Temperatur der Luft, welche die Röstkammer14 verlässt, erfasst. Der Kaffeeröster ist auch mit einer Abdeckungshalterung63 versehen, die an der Basis12 befestigt und mit der Abdeckung16 verbunden ist, um zu ermöglichen, dass die Abdeckung drehend um eine Achse65 geöffnet werden kann und sich nicht vom Röster10 löst. Die Abdeckungshalterung63 ist hohl, damit der Temperatursensor50 elektrisch mit der Steuertafel49 verbunden werden kann. - Wie in
4 dargestellt, ist in einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Auslassluft-Temperatursensor50 in der Schalenaufnahme58 nahe der oberen Öffnung62 angeordnet, wie in der in3 dargestellten Ausführungsform. Jedoch ist der Einlassluft-Temperatursensor48 in der Heizanordnung36 stromaufwärts von der primären Heizung42 angeordnet und nicht nahe der Einlassluft-Steueranordnung47 , wie in der in2 dargestellten Ausführungsform. Diese Anordnung ermöglicht die Erfassung des Temperaturunterschieds der Luft, die in die Röstkammer14 gelangt und die die Röstkammer14 verlässt. Wie in der in3 dargestellten Ausführungsform ist der Kaffeeröster10 dieser Ausführungsform ebenfalls mit einer Abdeckungshalterung63 versehen, die an der Basis12 befestigt ist, und ist mit der Abdeckung16 verbunden, damit die Abdeckung drehend um eine Achse65 geöffnet werden kann und sich nicht vom Röster10 löst. Die Abdeckungshalterung63 ist hohl, damit der Temperatursensor50 elektrisch mit der Steuertafel49 verbunden werden kann. - Wie in den
5 –7 dargestellt, schließt die Einlassluft-Steueranordnung47 einen Lufteinlass66 ein, der eine Vielzahl länglicher Öffnungen68 , die generell parallel zueinander angeordnet sind, einschließt (am besten in5 zu sehen). Der Lufteinlass66 ist am Boden38 der Basis12 ausgebildet. Die Luftstrom-Steueranordnung47 schließt auch eine Abdeckung70 (am besten in6 zu sehen) mit länglichen Öffnungen72 ein, die generell entsprechend den Öffnungen68 am Lufteinlass66 angeordnet sind. Die Öffnungen72 verlaufen von nahe einem Ende der Abdeckung70 bis etwa zur Mitte der Abdeckung70 . Die Abdeckung70 weist auch einen länglichen Führungskanal74 auf, der sich im Wesentlichen über die Länge der Abdeckung70 erstreckt. Ein Schiebehebel76 ist an der Abdeckung70 etwa in der Mitte der Abdeckung70 angebracht. - Zusammengesetzt, wie in
7 dargestellt, sind die Öffnungen68 am Lufteinlass66 und die Öffnungen72 an der Abdeckung70 im Wesentlichen miteinander in Deckung gebracht. Ein Paar beabstandeter Anschläge78 ,79 , die vom Boden des Gehäuses12 überstehen, ist in den Führungskanal74 eingefügt. Die Anschläge78 ,79 halten die Abdeckung70 in gleitendem Kontakt mit dem Lufteinlass66 und dienen als Begrenzung, um die Gleitbewegung der Abdeckung an der Oberfläche des Lufteinlasses66 zu beschränken. - Im Betrieb werden die Öffnungen
68 des Lufteinlasses stärker offengelegt, wenn der Hebel76 nach rechts oder entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt wird, bis sie vollkommen offen liegen, wenn das linke Ende des Kanals74 den nächstgelegenen Anschlag78 berührt. Dagegen werden die Öffnungen68 weniger offengelegt, wenn der Hebel76 nach rechts, im Uhrzeigersinn, bewegt wird, bis sie von der Hälfte der Abdeckung70 , die keine Öffnungen aufweist, vollständig abgedeckt werden, wenn das rechte Ende des Kanals74 den nächstgelegenen Anschlag79 erreicht. - Auf diese Weise ermöglicht es die Einlassluft-Steueranordnung
47 dem Anwender, das Volumen der Luft, die in dem Luftstrom, der vom Gebläse46 erzeugt wird, in die Basis12 des Rösters10 und somit in die Röstkammer14 eingelassen wird, zu steuern. Eine Zunahme des Luftvolumens in der Röstkammer14 erniedrigt generell die Temperatur in der Kammer, und eine Abnahme des Luftvolumens führt generell zu einem Temperaturanstieg in der Kammer. Somit bietet die Luftstrom-Steueranordnung47 dem Anwender eine bessere Steuerungsmöglichkeit für die Rösttemperatur. - Wie in
8 dargestellt, ist der Kaffeeröster10 mit einem Wärmeschutz84 versehen, bei dem es sich um eine Wärmesicherung oder einen Thermostat handeln kann, die bzw. der aktiviert wird, um die Energiezufuhr von einer Netzwechselspannung86 zum Röster zu unterbrechen, falls die Wärmesicherung über ihre Nenntemperatur hinaus erwärmt wird. Ein Leistungstransformator88 ist ebenfalls bereitgestellt, um die Netzeingangsspannung86 auf einen Betriebspegel für den Röster10 , etwa 15 VAC, zu senken. Eine Gleichstrom-Versorgungsschaltung90 wandelt die abgeschwächte Wechselspannung vom Wandler88 in Gleichspannung um, die über einen Rauschfilter zu einer System-Steuerschaltung92 und zu einer Motordrehzahl-Steuerschaltung94 geliefert wird. Die System-Steuerschaltung92 empfängt Eingangssignale von Einlass- und Auslasstemperatursensoren48 ,50 , einem Netzschalter98 und den Steuerschaltern28 ,30 ,32 ,34 am Steuerfeld22 und gibt über ein Leistungsrelais100 Ausgangssignale an die primäre Heizung42 , an die Motordrehzahl-Steuerschaltung94 und an die Zeitanzeige26 aus. Die Motordrehzahl-Steuerschaltung94 steuert die Drehzahl des Gebläsemotors45 aufgrund von Signalen, die sie von der System-Steuerschaltung92 erhält, indem sie die Spannung, die an den Motor angelegt wird, beispielsweise im Bereich von etwa 4,5 V bis 15 V, variiert. Der Netzschalter98 ist als Sicherheitsschalter bereitgestellt, um die Stromzufuhr86 zur primären Heizung42 zu unterbrechen, wenn die Röstkammer14 von der Basis12 abgenommen wird. - Wie in den
9 und10 dargestellt und gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist eine Nebenheizung102 zwischen die Netzwechselspannung86 und die Gleichstrom-Versorgungsschaltung88 , um die Netzwechselspannung auf eine niedrigere Betriebsspannung von beispielsweise etwa 15 VAC zu senken, geschaltet. Diese gesenkte Wechselspannung wird dann von der Gleichstrom-Versorgungsschaltung88 in Gleichspannung umgewandelt, wie in8 dargestellt. Die Nebenheizung102 ist im Gehäuse40 der Heizanordnung36 zusammen mit der primären Heizung42 bereitgestellt (am besten in10 zu sehen). - Wie in
11 dargestellt und gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist der Kaffeeröster so ausgelegt, dass er mindestens zwei Röststufen aufweist, wobei die Temperatur der nachfolgenden Röststufe höher ist als die der vorausgehenden Röststufe. In der bevorzugten Ausführungsform gibt es zwei Röststufen, gefolgt von einer Kühlstufe. In der ersten Stufe folgt die Luft innerhalb der Röstkammer14 eng der in11 dargestellten vorgegebenen Temperaturkurve bis zu einer Temperatur von etwa 200 °C über eine vorgegebene Zeit t1 von etwa 3 Minuten. In der zweiten Stufe folgt die Temperatur in der Röstkammer14 schnell und eng der Lufttemperaturkurve auf eine vorgegebene T2 von etwa 220 °C, was höher ist als T1. Diese Temperatur wird etwa 3 Minuten lang beibehalten bis zur Zeit t2, zu welchem Zeitpunkt die Temperatur der Röstkammer wiederum schnell angehoben wird und der Lufttemperaturkurve eng auf eine vorgegebene Temperatur T3 von etwa 240 °C folgt und etwa 2 Minuten gehalten wird bis zur Zeit t3, zu welchem Zeitpunkt die Temperatur in der Röstkammer schnell innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne abkühlen gelassen wird, wie von dem Abschnitt der Lufttemperaturkurve in der Kühlstufe, etwa 3 Minuten, dargestellt. Auf diese Weise folgt die Temperatur der Bohnen eng der vorgegebenen Temperaturkurve und durchläuft eine Reihe von vorhersagbaren Röstzyklen, bis sie gleichmäßig geröstet sind. Es sei darauf hingewiesen, dass die oben genannten Temperaturen T1, T2, T3 und die Zeiten t2, t3 nur Beispiele darstellen und dass andere Temperaturen und Zeiten in Betracht kommen. - Im Betrieb beginnt der Kaffeeröster
10 automatisch mit den oben beschriebenen und in der System-Steuerschaltung92 programmierten Dreistufen-Röststufen, wenn der RÖSTEN-Schalter32 (am besten in1 dargestellt) vom Anwender gedrückt wird. - Wenn die Zeitschalter
28 ,30 vom Anwender aktiviert werden, um die Röstzeit einzustellen, durchläuft der Röster10 die programmierten Röststufen, hält den Röstvorgang jedoch bei der aktuellen Röststufe an, d.h. nachdem die eingestellte Zeit vergangen ist, und geht automatisch für eine vorgegebene Zeit zur Kühlstufe über. - Während jeder Röststufe messen der Einlasstemperatursensor
48 und der Auslasstemperatursensor50 die Lufttemperatur an ihren jeweiligen Standorten, damit die System-Steuerschaltung92 sich während jeder Röststufe eng an die vorgegebene Temperaturkurve halten kann. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Einlasstemperatursensor48 nahe der Einlassluft-Steueranordnung47 angeordnet, um die Temperatur der Umgebungsluft, die in den Kaffeeröster10 gelangt, zu messen (am besten in2 zu sehen). Der Auslasstemperatursensor50 ist in der Nähe und stromabwärts von der Heizung42 angeordnet, um die Temperatur der Luft, welche in die Röstkammer14 gelangt, zu messen. - Wie wiederum in
8 dargestellt und gemäß der vorliegenden Erfindung, schickt die System-Steuerschaltung92 ein Signal an die Motordrehzahl-Steuerschaltung94 , um die Energieversorgung des Gebläsemotors45 zu senken, um den Luftstrom in die Röstkammer14 abzuschwächen, wodurch die Temperatur in der Röstkammer steigt. - Dagegen schickt die System-Steuerschaltung
92 ein Signal an die Motordrehzahl-Steuerschaltung94 , um die Energieversorgung des Gebläsemotors45 zu senken, um den Luftstrom in die Röstkammer14 zu verstärken, wodurch die Temperatur in der Röstkammer14 sinkt. - In der bevorzugten Ausführungsform ist die System-Steuerschaltung
92 mit einer Rösttemperatur-Einstellungstabelle104 programmiert, die Informationen hinsichtlich der Energie, die dem Gebläsemotor45 zugeführt werden sollte (über die Motordrehzahl-Steuerschaltung94 ), um der vorgegebenen Lufttemperaturkurve folgen zu können (am besten in11 dargestellt) bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturbereichen, wie sie vom Einlasstemperatursensor48 erfasst werden, liefert. Abhängig von der Umgebungstemperatur variiert die Temperatur der Luft, die in die Röstkammer14 gelangt, erheblich, auch wenn die Energiezufuhr zum Gebläsemotor45 konstant ist. Wenn die Umgebungstemperatur deutlich unter Raumtemperatur liegt (beispielsweise wenn der Röster10 an einem Wintertag im Freien betätigt wird), liegt die Temperatur der Luft, die in die Röstkammer14 gelangt, beispielsweise deutlich unter den Temperaturen, die von der Heizanordnung36 erzeugt werden, wenn diese mit der gleichen Gebläsemotorleistung, aber bei Raumtemperatur betrieben wird. Außerdem dauert es länger, bis die gewünschte Temperatur erreicht ist, wenn die Umgebungstemperatur deutlich unter Raumtemperatur liegt, und möglicherweise ist es bei gewissen Umgebungstemperaturen nicht möglich, diese zu erreichen. Die Rösttemperatur-Einstellungstabelle104 und die Einlass- und Auslasstemperatursensoren48 ,50 liefern Informationen, die die System-Steuerschaltung92 braucht, um die Leistung, die an den Getriebemotor45 angelegt wird, zu steuern, so dass der vorgegebenen Temperaturkurve eng gefolgt werden kann, auch wenn die Umgebungstemperatur variiert. - Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird nur ein Temperatursensor, der in
2 dargestellte Auslasstemperatursensor50 , verwendet, um die gewünschte Temperatur in der Röstkammer14 zu erreichen. Bei dieser Anordnung empfängt die System-Steuerschaltung92 die Temperatur des Luftstroms, der in die Röstkammer14 eintritt, welche periodisch (z.B. alle 5 Sekunden) vom Temperatursensor50 gemessen wird. Falls die gemessene Temperatur von der vorgegebenen Temperaturkurve abweicht, gibt die System-Steuerschaltung92 ein Signal an die Motordrehzahl-Steuerschaltung94 aus, um die Energiezufuhr zum Gebläsemotor45 zu verringern, wodurch die Lufttemperatur steigt. Wenn die gemessene Temperatur höher ist als die gewünschte Temperatur, wird andererseits die Energiezufuhr zum Gebläsemotor45 erhöht, um die Lufttemperatur innerhalb der Röstkammer14 zu senken. - In der oben beschriebenen Ausführungsform, in der der Einlassluft-Temperatursensor
48 in der Nähe der Einlassluftstrom-Steueranordnung47 bereitgestellt ist und der Auslassluft-Temperatursensor50 in der Abdeckung16 bereitgestellt ist, wie in3 dargestellt, ähnelt die Steuerung der Temperatur in der Röstkammer14 der oben beschriebenen Ausführungsform mit den beiden Sensoren48 ,50 . Anders ausgedrückt, die System-Steuerschaltung92 steuert die Energie, die dem Gebläsemotor45 zugeführt wird, um die vorgegebene Lufttemperaturkurve in der Röstkammer14 bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturbereichen zu erreichen. - In der oben beschriebenen Ausführungsform, wo der Einlasstemperatursensor
48 in der Nähe und stromabwärts von der Heizung42 bereitgestellt ist und der Auslasstemperatursensor50 in der Abdeckung16 bereitgestellt ist, wie in4 dargestellt, steuert die System-Steuerschaltung92 die Energiezufuhr zum Gebläsemotor45 (über die Motordrehzahl-Steuerschaltung94 ), so dass die Temperatur innerhalb der Röstkammer14 der vorgegebenen Temperaturkurve folgt, indem sie den Durchschnitt der Temperaturen an den beiden Standorten der Sensoren48 ,50 nimmt. - Wie in
12 dargestellt und gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist ein generell zylindrischer Windkanal106 oberhalb der Öffnungen107 im Boden56 des Bechers54 positioniert. Der Durchmesser des Windkanals ist so, dass er die Öffnungen107 im Wesentlichen umschließt. Der Windkanal106 ist durch vier Tragarme108 (von denen zwei in12 dargestellt sind), welche von der Oberseite des Windkanals ausgehen und im Wesentlichen gleichmäßig um dessen Umfang beabstandet sind, über dem Boden56 aufgehängt. Die Arme108 sind im Wesentlichen steif, um den Windkanal106 in einer Position oberhalb der Öffnungen107 festzuhalten. Die Arme108 können aus dem gleichen dünnen Metallblech gebildet sein wie der Windkanal106 und am Windkanal befestigt sein, oder sie können einstückig mit dem Windkanal ausgebildet sein. - Die Tragarme
108 an dem Ende, das dem Windkanal106 gegenüber liegt, sind am Umfang eines pilz- oder kegelförmigen Deflektors110 befestigt. Der Durchmesser des Deflektors110 ist in seinem breitesten Abschnitt im Wesentlichen der gleiche wie der Durchmesser des Windkanals106 . Der Deflektor110 weist eine generell abgerundete Kuppel112 auf, um zu verhindern, dass die Kaffeebohnen an der Oberseite des Deflektors hängen bleiben. Der Boden des Deflektors ist fest mit einem Ende einer Säule114 verbunden, die an ihrem anderen Ende am Boden56 des Bechers54 befestigt ist. Die Enden der Säule114 können auf herkömmliche Weise am Deflektor110 und am Boden56 befestigt sein, beispielsweise durch Verschweißen, Vernieten, Verschrauben, usw. Die Tragarme108 können auf die gleiche beliebige Weise am Deflektor110 und am Windkanal106 befestigt sein. - Im Betrieb wird der erwärmte Luftstrom
116 (der vom Gebläse44 erzeugt wird), wenn er in die Röstkammer14 eintritt, durch den Windkanal106 geführt, was wegen des verringerten Strömungsdurchmessers des Luftwegs in der Röstkammer die Geschwindigkeit des Luftstroms erhöht. Wenn der Luftstrom aus dem Windkanal106 austritt, wird er von der Seite des Deflektors110 abgelenkt und verlässt schließlich die Röstkammer14 durch die obere Öffnung62 in der Abdeckung16 (am besten in13 dargestellt). - Der Windkanal
106 ist ausreichend vom Boden56 des Bechers54 beabstandet, damit die Kaffeebohnen (nicht dargestellt) vom Luftstrom116 ungehindert vom Boden des Bechers nach oben transportiert werden können. Zwischen dem Windkanal116 und dem Deflektor110 besteht ebenfalls eine ausreichende Lücke, damit die Kaffeebohnen, die im Luftstrom116 mitgeführt werden, den Windkanal ungehindert verlassen können und vom Deflektor110 abgelenkt werden. - Der Windkanal
106 erhöht die Geschwindigkeit des erwärmten Luftstroms116 , wodurch die gleiche Menge an Bohnen bei wesentlich niedrigeren UpM geröstet werden kann, was dazu führt, dass der Kaffeeröster10 leiser und mit längerer Motorstandzeit betrieben werden kann. Der Windkanal106 ermöglicht auch die Erhöhung der Röstleistung des Kaffeerösters10 . Der schnellere Luftstrom116 , der sich aus der Passage durch den Windkanal106 ergibt, verstärkt die Blas-/Transportleistung des heißen Luftstroms, wodurch die Menge der Bohnen, die in dem heißen Luftstrom durchgeblasen und geröstet werden, steigt. - Während die Kaffeebohnen geröstet werden, geben sie Rauch ab, der durch zwei Öffnungen
62 in der Abdeckung16 austritt. Wie in13 dargestellt, sind die Öffnungen62 , die denen der oben gezeigten Ausführungsformen gleichen, mit feinmaschigen Gittern64 abgedeckt, um die Schalen der gerösteten Bohnen in der Aufnahme der Abdeckung16 zurückzuhalten. Das Gitter64 sollte ein Drahtgitter sein, um der Wärme aus der Röstkammer14 standhalten zu können. In der in12 dargestellten Ausführungsform des Kaffeerösters10 schließt die Abdeckung einen zylindrischen Ring120 ein, der aus dünnem Metallblech mit einer Vielzahl von Löchern zum Sammeln der Schalen in der Abdeckung16 gefertigt ist. - Die Abdeckung
16 schließt darüber hinaus eine Vielzahl von Befestigungslöchern122 ein, um einen Entrauchungsaufsatz124 abnehmbar daran zu befestigen. Der Entrauchungsaufsatz124 ist so konstruiert, dass er auf eine Entrauchungsleitung126 , die aus flexiblem Aluminium besteht, oder eine andere wärmebeständige Leitung, wie diejenigen, die verwendet werden, um Warmluft aus einem Kleidertrockner abzuleiten, wie in14 dargestellt, passt und lösbar mit dieser verbunden werden kann. Der Entrauchungsaufsatz124 schließt einen zylindrischen Ringabschnitt128 ein, dessen Durchmesser ausreichend groß ist, um die Öffnungen62 an der Abdeckung16 zu umschließen. Die Höhe des Ringabschnitts sollte so sein, dass er einen Abschnitt der Entrauchungsleitung126 passgenau aufnehmen kann, um eine Dichtung zu bilden, die aus reichend dicht ist, um zu verhindern, dass Rauch zwischen dem Ringabschnitt und der Entrauchungsleitung austritt. - Der Ringabschnitt
128 ist aus Metallblech oder einem anderen Material gebildet, das ausreichend dick ist, um seine zylindrische Form beizubehalten und der Wärme aus der Röstkammer14 standzuhalten. An der Innenseite des Ringabschnitts128 sind eine Reihe von im Wesentlichen steifen Metalldrähten130 generell gleichmäßig voneinander beabstandet. Vier Drähte130 sind in einer Ausführungsform. Die Drähte130 verlaufen über ein unteres Ende132 des Ringabschnitts128 hinaus und werden passgenau in die Befestigungslöcher122 an der Abdeckung16 eingepasst, so dass der Entrauchungsaufsatz124 fest an der Abdeckung angebracht wird. Die Drähte130 verlaufen auch über ein oberes Ende134 des Ringabschnitts128 hinaus. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Abschnitte der Drähte130 am oberen Ende134 des Ringabschnitts128 allgemein in die Form eines S gebogen, so dass ein gekrümmter Abschnitt136 etwas über den Umfang des Ringabschnitts hinaus verläuft, so dass die Drähte gegen die Entrauchungsleitung126 gedrückt werden, um zu verhindern, dass diese sich vom Entrauchungsaufsatz124 löst (am besten in14 zu sehen). - Obwohl verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, sei darauf hingewiesen, dass auch andere Modifizierungen, Ersetzungen und Alternativen für einen Fachmann naheliegen. Diese Modifizierungen, Ersetzungen und Alternativen können durchgeführt werden, ohne vom Gedanken und Bereich der Erfindung abzuweichen, der anhand der beigefügten Ansprüche bestimmt werden soll.
- Verschiedene Merkmale der Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt.
- ZUSAMMENFASSUNG
- Ein Röster zum Rösten von Kaffeebohnen schließt eine Röstkammer mit einer Oberseite und einem Boden ein. Eine Abdeckung sitzt auf der Oberseite der Röstkammer und der Boden der Röstkammer sitzt auf einer Basis. Eine Heißluftzufuhr ist in der Basis bereitgestellt, um einen Heißluftstrom in die Röstkammer zu liefern, um die Kaffeebohnen zu erhitzen. Mindestens eine Luftöffnung ist im Boden ausgebildet, damit der Luftstrom in die Röstkammer gelangen kann. Ein Windkanal ist über der Luftöffnung bereitgestellt, um den Luftstrom in der Röstkammer zu beschleunigen, während die Luft durch den Windkanal strömt.
Claims (18)
- Röster zum Rösten von Kaffeebohnen, umfassend: eine Röstkammer mit einer Oberseite und einem Boden; eine Abdeckung, die auf der Oberseite der Röstkammer sitzt; eine Basis, auf der der Boden der Röstkammer sitzt; eine Einrichtung, die in der Basis bereitgestellt ist, um einen Warmluftstrom in die Röstkammer zu liefern, um Kaffeebohnen zu erhitzen; mindestens eine Luftöffnung, die in dem Boden ausgebildet ist, um zu ermöglichen, dass der Luftstrom in die Röstkammer eintritt; und einen Windkanal, der über der mindestens einen Öffnung bereitgestellt ist und der einen Einlass und einen Auslass aufweist, um die Geschwindigkeit des Luftstroms in der Röstkammer zu erhöhen, während der Luftstrom den Windkanal passiert.
- Röster nach Anspruch 1, der ferner einen Deflektor einschließt, der oberhalb des Auslasses des Windkanals positioniert ist, um die Kaffeebohnen, die von dem Luftstrom, der den Windkanal verlässt, mitgerissen werden, abzulenken.
- Röster nach Anspruch 2, wobei der Deflektor am Boden der Röstkammer durch eine längliche Säule befestigt ist, und der Windkanal von dem Deflektor durch eine Vielzahl von Tragarmen aufgehängt ist.
- Röster nach Anspruch 3, wobei der Windkanal über der mindestens einen Öffnung beabstandet ist, um zu ermöglichen, dass die Kaffeebohnen vom Boden der Röstkammer durch den Luftstrom in den Windkanal mitgerissen werden können.
- Röster nach Anspruch 4, wobei der Windkanal generell zylindrisch aufgebaut ist und einen Durchmesser aufweist, der im Wesentlichen die mindestens eine Öffnung im Boden der Röstkammer umschließt.
- Röster nach Anspruch 2, wobei der Deflektor eine abgerundete Oberseite aufweist, um zu verhindern, dass Kaffeebohnen an der Oberseite des Deflektors hängen bleiben.
- Röster nach Anspruch 1, wobei der Windkanal über den Öffnungen beabstandet ist, um zu ermöglichen, dass die Kaffeebohnen vom Boden der Röstkammer durch den Luftstrom in den Windkanal getragen werden können.
- Röster nach Anspruch 7, wobei der Windkanal generell zylindrisch aufgebaut ist und einen Durchmesser aufweist, der im Wesentlichen die mindestens eine Öffnung im Boden der Röstkammer umschließt.
- Vorrichtung zur Verstärkung des Luftstroms in einem Kaffeebohnenröster, der eine Röstkammer mit einer Oberseite und einem Boden, eine Abdeckung, die auf der Oberseite der Röstkammer sitzt, eine Basis, auf der der Boden der Röstkammer sitzt, und mindestens eine Luftöffnung, die im Boden der Röstkammer ausgebildet ist, um zu ermöglichen, dass ein Luftstrom von einem Gebläse, das in der Basis bereitgestellt ist, in die Röstkammer gelangt, einschließt, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: einen Windkanal, der über der Luftöffnung bereitgestellt ist und der einen Einlass und einen Auslass aufweist, um die Geschwindigkeit des Luftstroms in der Röstkammer zu erhöhen, während der Luftstrom durch den Windkanal strömt; und eine Vielzahl von Tragarmen zum Aufhängen des Windkanals über der mindestens einen Luftöffnung im Boden der Röstkammer.
- Vorrichtung nach Anspruch 9, die ferner einen Deflektor aufweist, der im Wesentlichen über dem Auslass des Windkanals positioniert ist, um die Kaffeebohnen, die von dem Luftstrom, der den Windkanal verlässt, mitgerissen werden, abzulenken.
- Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Deflektor am Boden der Röstkammer durch eine längliche Säule befestigt ist, und der Windkanal von dem Deflektor durch eine Vielzahl von Tragarmen aufgehängt ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Windkanal über den Öffnungen zu diesen beabstandet ist, um zu ermöglichen, dass die Kaffeebohnen vom Boden der Röstkammer durch den Luftstrom in den Windkanal getragen werden können.
- Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Windkanal einen Durchmesser aufweist, der die Öffnung im Boden der Röstkammer im Wesentlichen umschließt.
- Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Deflektor eine abgerundete Oberseite aufweist, um zu verhindern, dass Kaffeebohnen an der Oberseite des Deflektors hängen bleiben.
- Röster zum Rösten von Kaffeebohnen, umfassend: eine Röstkammer; eine Einrichtung zum Zuführen eines erwärmten Luftstroms in die Röstkammer; eine Abdeckung, die auf der Oberseite der Röstkammer sitzt; mindestens eine Öffnung, die in der Abdeckung bereitgestellt ist, damit Rauch aus der Röstkammer dort hindurch entweichen kann; und einen Entrauchungsaufsatz, der abnehmbar an der Abdeckung befestigt ist, um Rauch, der durch die mindestens eine Öffnung in der Abdeckung entweicht, aufzunehmen; wobei der Entrauchungsaufsatz so konstruiert und ausgelegt ist, dass er abnehmbar an einer länglichen Entrauchungsleitung, um den Rauch vom Röster wegzuführen, angebracht ist.
- Röster nach Anspruch 15, wobei der Entrauchungsaufsatz einen im Wesentlichen zylindrischen Ringabschnitt aufweist, der einen Durchmesser aufweist, der die mindestens eine Öffnung in der Abdeckung umschließt.
- Röster nach Anspruch 16, wobei der Entrauchungsaufsatz eine Vielzahl von Armen einschließt, die an einem ersten Ende des Ringabschnitts befestigt sind und von dort ausgehen, wobei die Arme so konstruiert sind, dass sie über den Umfang des Ringabschnitts hinaus reichen, um die Entrauchungsleitung abnehmbar am Ringabschnitt zu befestigen.
- Röster nach Anspruch 16, wobei die Entrauchung eine Vielzahl von Füßen aufweist, die an einem zweiten Ende des Ringabschnitts befestigt sind und von diesem ausgehen, um in eine entsprechende Vielzahl von Befestigungslöchern, die in der Abdeckung ausgebildet sind, einzugreifen.
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