NL1030235C2

NL1030235C2 - Inrichting voor het bereiden van heet water alsmede koffiezetapparaat voorzien van een dergelijke inrichting.

Info

Publication number: NL1030235C2
Application number: NL1030235A
Authority: NL
Inventors: Johannes Theodorus Em Huiberts
Original assignee: Bravilor Holding Bv
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2007-04-23
Also published as: DE602006016460D1; AU2006304996A1; EP1937121A2; PL1937121T3; NZ567541A; DK1937121T3; RU2008119838A; RU2401041C2; US8375845B2; CA2626210C; PT1937121E; JP2009512493A; JP5059769B2; WO2007046702A2; IL190894A; AU2006304996B2; CN101316536B; ZA200803456B; NO20082015L; CA2626210A1

Description

I 1

Inrichting voor het bereiden van heet water alsmede koffiezetapparaat voorzien van een dergelijke inrichting.

5 De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het bereiden van heet water, voorzien van een drukpomp met een toevoerleiding voor toevoer van relatief koud water aan de drukpomp en een afvoer verbonden met een verwarmingsleiding die in warmtewisselend contact staat met een verwarmingsorgaan, met een afvoerklep in de verwarmingsleiding en een met de verwarmingsleiding verbonden kofïïehouder voor 10 het opnemen van een koffiebed.

Een dergelijke inrichting is bekend in bijvoorbeeld een espresso zeteenheid. In een dergelijke eenheid wordt koffie-extract verkregen door niet kokend water bij een temperatuur van ca. 85°C a 105 °C onder een druk van ca. 10 bar door een bed van gemalen koffie te persen waarbij de gewenste smaakstoffen en aromatische stoffen in 15 het water terecht komen. Op deze wijze wordt met ca. 15 g gemalen koffie tussen 25 ml en 130 ml koffie-extract gemaakt.

Bij het zetten van koffie wordt een speciaal ontworpen toestel toegepast dat de zetprocedure in meer of mindere mate zelfstandig uitvoert. In de meeste van deze toestellen wordt koud water met een pomp op druk gebracht om vervolgens door een 20 verwarmingselement te worden gevoerd waar het tot de gewenste temperatuur wordt verwarmd. De gewenste druk wordt bereikt door het bed van gemalen koffie samen te persen tot een min of meer compacte massa waardoor de doorstroming van het water wordt beperkt en een drukopbouw wordt bereikt.

Om na afloop van het zetproces de druk van het systeem te verkleinen wordt de 25 waterstroom naar een open uitloop geleid waarna het nog resterende water over het algemeen naar een afvoer wordt geleid. Het afvoeren van het nog in het systeem aanwezige water voorkomt tevens dat dit achterblijvende water door oververhitting gaat koken en er stoom ontstaat of dat nog aanwezig koud water uitzet, hetgeen in beide gevallen tot onacceptabele drukverhoging zou kunnen leiden waardoor 30 beschadigingen in het systeem zouden kunnen optreden. Het nadeel van het afvoeren van heet water is echter dat het bekende systeem weinig efficiënt is in heet watergebruik. Verder dient een speciale afVoer te worden aangebracht die aansluit of een centrale waterafvoer, of dient het water te worden opgevangen in een reservoir dat regelmatig moet worden geleegd.

1 0.3 02 3 5 - 2

Het doel van de uitvinding is te voorzien in een inrichting van de hierboven genoemde soort, waarbij op efficiënte wijze met heet water koffie wordt geproduceerd.

Het is een verder doel van de uitvinding om te voorzien in een inrichting voor het bereiden van heet water, waarbij het aantal bedienings- en/of onderhoudshandelingen is 5 verkleind. Tevens is het een doel om te voorzien in een veelzijdige inrichting voor het bereiden van heet water.

Hiertoe is de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de afvoerklep j i tijdens gebruik in vloeistofverbinding staat met de koffiehouder en waarbij het i verwarmingsorgaan een reservoir omvat dat in open verbinding staat met de omgeving, 10 met in het reservoir een verwarmingelement en water als warmteoverdrachtmedium.

Doordat de verwarmingsleiding in warmtewisselend contact staat met het water in het naar de atmosfeer open reservoir, bijvoorbeeld doordat de verwarmingsleiding door het reservoir is geleid, kan de temperatuur van het water in de verwarmingsleiding nooit hoger worden dan het kookpunt van water. Ongewenste dampvorming en 15 drukopbouw in de verwarmingsleiding wordt hierdoor voorkomen.

Bij het zetten van koffie zal de drukpomp water onder druk door de verwarmingsleiding naar het koffiebed persen. Door de juiste dimensionering van de verwarmingsleiding wordt daarbij de juiste temperatuur bereikt. Na sluiting van de afgifteklep wordt de druk in het leidingdeel dat stroomafwaarts van de afvoerklep is 20 gelegen gelijk aan atmosferische druk.

In een uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding is het reservoir verbonden met een water-toevoerleiding en met een heet water afgifteleiding voor afgifte van heet water uit het reservoir. Het hete water in het reservoir kan naast voor warmte-overdracht, worden toegepast voor heet water bereiding, met welk heet water 25 een andere drank dan koffie kan worden bereid, zoals thee, chocolade, oplossoep en dergelijke.

Een tweede pomp kan zijn verbonden met de water-toevoerleiding, welke is ingericht om water bij geringe druk naar het reservoir te voeren, terwijl de drukpomp geen functie heeft indien geen koffie wordt gezet. De tweede pomp kan zijn 30 opgenomen in de toevoerleiding van de drukpomp, waarbij deze toevoerleiding via een aftakleiding is verbonden met het reservoir. In een alternatieve uitvoeringsvorm is de 1030235-

I J

3 tweede pomp verbonden met een parallelle toevoerleiding die direct uitmondt in het heet water reservoir.

Bij voorkeur is in de toevoerleiding van de drukpomp een debietmeter opgenomen die is verbonden met een regeleenheid voor besturing van de ten minste 5 ene pomp op basis van het door de debietmeter gemeten doorstroomde volume per tijdseenheid. Door de debietmeter kan nauwkeurig de aan het reservoir toegevoerde hoeveelheid water worden bepaald, waarbij de tweede pomp door de regeleenheid wordt bestuurd op basis van een van de debietmeter afkomstig ingangssignaal.

Op alternatieve wijze wordt de tweede pomp via die parallelle toevoerleiding 10 verbonden met het reservoir en wordt de aan het reservoir toegevoerde waterhoeveelheid bepaald door de werkingstijd en het toerental van de tweede pomp.

De regeleenheid is bij voorkeur, verbonden met een door een gebruiker te bedienen selectie-unit voor selecteren van de afvoerklep of van de klep in de heet water afgifteleiding.

15 Ter beveiliging zijn bij voorkeur via een kortsluitleiding de ingang en uitgang van de drukpomp onderling verbonden, met in de kortsluitleiding een door druk bediende klep. Hierdoor kan een druktoename ten gevolge van het uitzetten van koud water bij opwarming worden voorkomen doordat dit water via de drukklep kan terugstromen naar de aanvoerzijde van de drukpomp.

20 Een uitvoeringsvorm van de uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de bijgevoegde tekeningen. In de tekeningen toont:

Fig. 1 een schematisch weergegeven inrichting volgens de stand van de techniek;

Fig. 2 een schematisch overzicht van een eerste uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding; en 25 Fig. 3 een schematisch overzicht van een uitvoeringsvorm waarin tussen het koud waterreservoir en het warm waterreservoir is voorzien een extra toevoerleiding.

Fig. 1 toont een koffiezetinrichting volgens de stand van de techniek met een koudwaterreservoir 10 waaraan via een kraan 20, koud water wordt toegevoerd, bijvoorbeeld afkomstig van een waterleiding. Een niveausensor 18 in het reservoir 10 is 30 verbonden met een regelaar 19 die de kraan 20 bedient. Via een pomp 15 wordt water vanuit het reservoir naar verwarmingseenheid 11 geleid, die in het algemeen is gevuld met water, dat door het verwarmingselement 17 op bijvoorbeeld een temperatuur van 1030235- 4 100°C wordt gehouden. Het verwarmingelement wordt bestuurd door een regelaar 21 die tevens de pomp 15 aanstuurt op basis van meetwaarden, afkomstig van debietmeter 22. Via de verwarmingsleiding 14 kan heet water naar houder 13 stromen, waarin een koffiebed 16 in geperste vorm aanwezig is. Bij een drukopbouw van ca 10 bar, kan het 5 koffie-extract naar een kopje 18 stromen. Een dergelijke inrichting is beschreven in NL 1023023 ten name van aanvraagster.

Via een klep 8, die wordt bediend door de regelaar 21, wordt na het zetten van koffie water uit de leiding 14 afgevoerd naar een afVoerleiding 9, en van daaruit naar een opvangreservoir of naar een afvoer.

10 Figuur 2 toont een inrichting 30 volgens de uitvinding, met een koud water reservoir 31 dat via een pomp 32 is verbonden met een toevoerleiding 33. De toevoerleiding 33 mondt uit in een drukpomp 34 die met zijn uitlaatzijde 35 is verbonden met een warm waterreservoir 36. De verwarmingsleiding strekt zich uit langs een meanderend pad in het warm waterreservoir 36, bijvoorbeeld in de vorm van 15 een spoel 37, en is via een leiding 38 verbonden met een afvoerklep 39. Via de afvoerklep 39 kan water onder druk worden toegevoerd aan een koffiehouder 42 met daarin opgesloten een gecomprimeerd bed 43 van gemalen koffie.

Via een aftakleiding 45 is de pomp 32 verbonden met de watertoevoerleiding 46 van het warmwaterreservoir 36. Het reservoir 36 omvat een verwarmingselement 40 en 20 staat in open verbinding met de atmosfeer. Het warme water kan via een heet waterafgifteleiding 47 vanuit het reservoir 36 worden toegevoerd aan een afgiftekop 48 voor het afgeven van heet water aan een gebruiker. i

Het koud waterreservoir 31 is verbonden met een toevoerleiding 50 die via een klep 51 water levert aan het reservoir 31. In de leiding 33 is een debietmeter 52 25 geplaatst die is verbonden met een besturingseenheid 55.

Een drukgeregelde klep 56 verbindt de uitlaatzijde 35 van de drukpomp 34 met de inlaatzijde 57’.

Verder is voorzien in een regeleenheid 55 die met een uitgang 59 is verbonden (in de figuur zijn de elektrische contacten schematisch aangegeven door een stippellijn) 30 met de tweede pomp 32 en met de drukpomp 34 voor het in en uitschakelen van deze pompen. Verder is de regeleenheid 55 met een uitgang 61 verbonden met het verwarmingselement 40, met een uitgang 62 met de afvoerklep 39, met een uitgang 63 1030235- 5 de klep 51 en met een uitgang 64 met de afgiftekop 48. Verder ontvangt de regeleenheid 55 aan een ingang 57 een debietmeetwaarde, afkomstig van de debietmeter 52, en aan een ingang 58 een inputwaarde van selectie-eenheid 60.

Bij het zetten van koffie wordt door de gebruiker via de selectie-eenheid 60 de 5 keuze aan de regeleenheid 55 doorgegeven, zodat deze de inrichting 30 in de juiste gebruikstoestand brengt. Door de regeleenheid 55 wordt (bij selectie door de gebruiker van het zetten van koffie) de drukpomp 34 ingeschakeld en wordt de afgifteklep 39 geopend. Het verwarmingselement 40 wordt door de regeleenheid 55, die is verbonden met een temperatuursensor in het reservoir 36, zodanig bekrachtigd dat het water in het 10 reservoir 36 op een constante temperatuur wordt gehouden. Koud water dat door de drukpomp 34 door de spoel 37 wordt gepompt, wordt opgewarmd tot een temperatuur van ca. 97°C. Via de geopende klep 39 wordt het hete water door het koffiebed 43 geperst bij een druk van ca. 10 bar.

Na afgifte van een vooraf bepaalde hoeveelheid water, die in de regeleenheid 55 15 op nauwkeurige wijze wordt vastgesteld op basis van de waarden afkomstig van de debietmeter 52, wordt de afgifteklep 39 gesloten, zodat de druk in het koffiebed 43 en in de leiding tussen de houder 42 en de afgifteklep 39 weer kan terugkeren tot atmosferische druk.

Om de druk in de leidingen 35, 38 te begrenzen en een druktoename tegen te 20 gaan, bijvoorbeeld ten gevolge van uitzetting van het koude water dat in deze leidingen wordt opgewarmd, is de uitlaatzijde 35 van de drukpomp 34 via kortsluitleiding 54 en veerbelaste klep 56 verbonden met de inlaatzijde 57’ van de drukpomp 34.

Bij het afgeven van heet water via de afgiftekop 48, wordt wederom de keuze hiervoor door de gebruiker aan de regeleenheid 55 doorgegeven via de selectie-eenheid 25 60, bijvoorbeeld door het indrukken of het verdraaien van een knop. Vervolgens wordt door de regeleenheid 55, bij gesloten klep 39, de tweede pomp 32 ingeschakeld en wordt koud water vanuit de leiding 46 naar het reservoir 36 gepompt, en wordt warm water, bij voorkeur bij een temperatuur tussen 85°C en 97°C, vanuit het reservoir 36, via de leiding 47 naar de afgiftekop 48 getransporteerd.

30 In de uitvoeringsvorm volgens figuur 3 is een parallelle toevoerleiding 33’ opgenomen tussen het koud waterreservoir 31 en het warm waterreservoir 36. Dit is voordelig in die gevallen wanneer de pomp 32 hetzij onvoldoende debiet kan leveren 1,030235- • * 6 aan de drukpomp 34 ofwel teveel turbulentie veroorzaakt in de debietmeter 52 zodat de werking daarvan wordt benadeeld. Door de parallelle leiding 33’wordt het water aan het warmwaterreservoir 36 toegevoerd, terwijl alleen de hoeveelheid van het aan de drukpomp 34 toegevoerde water via de debietmeter 52 wordt gemeten. De hoeveelheid 5 aan het warm waterreservoir 36 afgegeven water wordt bepaald door de bekende pompopbrengst van pomp 32, vermenigvuldigd met de tijdsduur gedurende welke de pomp 32 actief is.

10 1030235 "

Claims

1. Inrichting (30) voor het bereiden van heet water, voorzien van een drukpomp (34) met een toevoerleiding (33) voor toevoer van relatief koud water aan de drukpomp, en 5 een afvoer (35) verbonden met een verwarmingsleiding (37, 38) die in warmtewisselend contact staat met een verwarmingsorgaan, een afvoerklep (39) in de verwarmingsleiding (37, 38) en een met de verwarmingsleiding (37, 38) verbonden | koffiehouder (42) voor het opnemen van een koffiebed (43), met het kenmerk, dat 10 de afVoerklep (39) tijdens gebruik in open vloeistofverbinding staat met de koffiehouder (42) en waarbij het verwarmingsorgaan een reservoir (36) omvat dat in open verbinding staat met de omgeving, met in het reservoir een verwarmingelement (40) en water als warmte-overdrachtmedium.

2. Inrichting (30) volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het reservoir (36) is verbonden met een water-toevoerleiding (46) en met een heet water afgifteleiding (47) voor afgifte van heet water uit het reservoir.

3. Inrichting (30) volgens conclusie 2, waarbij een tweede pomp (32) is verbonden 20 met de water-toevoerleiding (46).

4. Inrichting (30) volgens conclusie 3, waarbij de tweede pomp (32) is opgenomen in de toevoerleiding (33) van de drukpomp (34), waarbij de toevoerleiding (35) via een aftakleiding (45) is verbonden met het reservoir (36). 25

5. Inrichting (30) volgens conclusie 2 of 3, waarbij in de toevoerleiding (33) van de drukpomp (34) een debietmeter (52) is opgenomen die is verbonden met een regel eenheid (55) voor besturing van de ten minste ene pomp (32, 34) op basis van het door de debietmeter (52) gemeten debiet. 30 103 0235 " t ι - Λ

6. Inrichting (30) volgens conclusie 5 en conclusie 2, waarbij de afvoerklep (39) een elektrisch bediende klep omvat, waarbij een elektrisch bediende afgifte-inrichting (48) is opgenomen in de heet water afgifteleiding (47), waarbij de regelinrichting (55) is verbonden met de elektrisch bediende klep en met de afgifte-inrichting (48) voor 5 bediening daarvan en waarbij de regelinrichting (55) tevens is verbonden met een door een gebruiker te bedienen selectie-eenheid (60) voor selecteren van de bediening van de afvoerklep (39) of van de afgifte-inrichting (48) in de heet water afgifteleiding (47).

7. Inrichting (30) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij een 10 kortsluitleiding (54) de ingang (57) en uitgang (35) van de drukpomp (34) onderling verbindt, met in de kortsluitleiding een door druk bediende klep (56).

8. Inrichting (30) volgens conclusie 3, waarbij een parallelle toevoerleiding (33’) enerzijds is verbonden met de tweede pomp (32) en anderzijds met het reservoir (36). 15

9. Koffiezet apparaat voorzien van een inrichting (30) volgens een der voorgaande conclusies. ] i 1030235'