NL193817C - Koffiezetapparaat. - Google Patents

Description

1 193817

Koffiezetapparaat

De uitvinding heeft betrekking op een koffiezetapparaat, omvattende een waterreservoir, een eerste verwarmingsorgaan voor het toevoeren van warmte aan het water in het waterreservoir, middelen om het 5 verwarmde water te voeren naar een houder voor koffiepoeder, een pot voor het ontvangen van water dat het koffiepoeder is gepasseerd en een tweede verwarmingsorgaan voor het toevoeren van warmte naar de genoemde pot, alsmede instelmiddelen voor het instellen van het verwarmingsvermogen van het tweede verwarmingsorgaan.

Een dergelijk koffiezetapparaat is bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage NL-A-8 101 609. In dit 10 octrooischrift wordt een koffiezetapparaat beschreven, waarbij door middel van een regelbare weerstand de temperatuur van het tweede verwarmingsorgaan continu regelbaar is.

Bij het zetten van koffie is het gewenst dat de koffie na het zetten een temperatuur heeft tussen ongeveer 80 en 85°C. Hoewel afhankelijk van specifieke gebruikerswensen, de werkelijk gewenste temperatuur zich hoger of lager in genoemd temperatuurgebied kan bevinden, en een geringe afwijking van 15 de daadwerkelijk bereikte temperatuur ten opzichte van de gewenste waarde toelaatbaar is, geldt in het algemeen dat een afwijking naar beneden leidt tot koude koffie hetgeen als onaangenaam wordt ervaren, terwijl een afwijking naar boven leidt tot het tot ontwikkeling komen van ongewenste smaakcomponenten van de koffie en dus beslist moet worden vermeden.

Door een geschikte keuze van het vermogen van het tweede verwarmingsorgaan, in het hiernavolgende 20 ook aangeduid al "warmhoudorgaan", is het mogelijk gebleken koffiezetapparaten te vervaardigen die, wanneer hun maximale capaciteit wordt gebruikt, voldoen aan bovengenoemd criterium. De specifieke waarde van het vermogen van het warmhoudorgaan is dan onder meer afhankelijk van de maximale capaciteit en van de exacte waarde van de gewenste temperatuur. Met de uitdrukking "maximale capaciteit” wordt hier bedoeld de maximale hoeveelheid water, uitgedrukt in "aantal koppen koffie”, die het koffiezetap-25 paraat tijdens een zetcydus kan verwerken.

Veelal wordt in een gebruikssituatie een koffiezetapparaat gebruikt voor minder dan de maximale capaciteit. Dit komt vooral voor bij huishoudelijk gebruik van het koffiezetapparaat in een één· of tweeper· soons huishouden en/of kleine gezinnen. In een tweepersoons huishouden kan bijvoorbeeld een koffiezetap· paraat worden gebruikt met een maximale capaciteit van twaalf koppen, maar normaliter wordt voor eigen 30 gebruik het koffiezetapparaat gebruikt voor het zetten van bijvoorbeeld vier of zes koppen koffie. Gebleken is, dat dan in de praktijk de gezette koffie niet de gewenste, optimale temperatuur heeft. Dit komt voornamelijk omdat aan het begin van het zetproces de koffiepot koud is en deze dus moet worden opgewarmd door het tweede verwarmingsorgaan. Bij het zetten van minder koppen koffie dan de maximale capaciteit is het zetproces eerder voltooid, zodat het tweede verwarmingsorgaan minder tijd heeft gehad de koffiepot te 35 verwarmen. Daarbij komt, dat de relatief koude koffiepot in aanraking is met relatief weinig koffiedrank, en dus een relatief grote invloed heeft op de koffietemperatuur.

Op zich zou dit probleem verminderd kunnen worden door het tweede verwarmingsorgaan een hoger vermogen te geven. Dit leidt echter in de praktijk, bijvoorbeeld wanneer het koffiezetapparaat wordt gebruikt voor zijn maximale capaciteit, maar ook wanneer het genoemde verwarmingsorgaan wordt gebruikt om 40 reeds gezette koffie warm te houden tot koffie met een te hoge temperatuur, hetgeen, zoals in het voorgaande is vermeld, bijzonder ongewenst is.

De uitvinding beoogt de bovengenoemde problemen op te lossen. Meer In het bijzonder beoogt de uitvinding een koffiezetapparaat te verschaffen dat in staat is de koffie de gewenste temperatuur te geven, zowel wanneer het koffiezetapparaat wordt gebruikt voor zijn maximale capaciteit als wanneer het 45 koffiezetapparaat wordt gebruik voor minder dan zijn maximale capaciteit

Daartoe is een koffiezetapparaat van de bovengenoemde soort volgens de uitvinding zodanig uitgevoerd, dat het koffiezetapparaat een elektronisch circuit omvat voor het in afhankelijkheid van de bedrijfèfase regelen van het verwarmingsvermogen van het tweede verwarmingsorgaan.

50 In het hiernavolgende zal de uitvinding nader worden verduidelijkt door beschrijving van voorkeursuitvoeringsvormen van het koffiezetapparaat volgens de uitvinding, onder verwijzing naar de tekening. Hierin toont: figuur 1 schematisch de opbouw van een koffiezetapparaat; figuur 2 een elektrisch schakelschema van een bekend koffiezetapparaat; 55 figuur 3 een elektrisch principeschema van een koffiezetapparaat volgens de uitvinding; en de figuren 4-9 voorkeursuitvoeringsvormen van éen koffiezetapparaat volgens de uitvinding.

193817 2

In figuur 1 is een koffiezetapparaat in zijn algemeenheid aangeduid met het verwljzingscijfer 1. Het koffiezetapparaat 1 omvat een behuizing 2 waarin de diverse elektrische componenten zijn opgenomen, en die een waterreservoir 3 omvat voor het opnemen van water. Het reservoir 3 is doorzichtig, en kan zijn voorzien van een schaalverdeling 4 om de in het reservoir 3 te brengen hoeveelheid water af te meten.

5 Voorts is aan de behuizing 2 een tafel 5 bevestigd voor het daarop plaatsen van een koffiepot 6. In de behuizing bevindt zich een eerste verwarmingsorgaan 21 om water te verhitten, ook wel aangeduid als "kookorgaan”, en in de tafel 5 bevindt zich een tweede verwarmingsorgaan 22 om warmte toe te voeren naar de pot 6. Voorts is aan de behuizing 2 een bedieningspaneel 7 bevestigd, dat is voorzien van onder meer een hoofdschakelaar 8.

10 Tijdens het bedrijf van het koffiezetapparaat 1 plaatst een gebruiker een lege pot 6 op de tafel 5, en op de pot 6 wordt een filterhouder 9 geplaatst waarin zich een koffiefilter, doorgaans van papier, en een afgemeten hoeveelheid koffiepoeder bevindt. In het reservoir 3 wordt een hoeveelheid water gebracht die correspondeert met de hoeveelheid te zetten koffiedrank, en door de aansluitingen 20 (figuur 2) te verbinden met een elektrische spanningsbron, bijvoorbeeld 220 V AC, en het inschakelen van de hoofd-15 schakelaar 8, wordt het koffiezetapparaat 1 in bedrijf gesteld. Daardoor zal het in de tafel 5 aanwezige warmhoudorgaan 22 worden voorzien van elektrische energie om de pot 6 te verwarmen, en het eerste verwarmingsorgaan 21 zal water uit het reservoir 3 verwarmen, waarbij stoombellen ontstaan die het hete water door een pijp 10 tot boven het koffiefilter 9 stuwen, waar het hete water uit een uitstroomopening 11 op de koffiepoeder stroomt en uiteindelijk als koffiedrank in de pot 6 terechtkomt.

20 Wanneer al het water uit het reservoir 3 is verbruikt, wordt dit gedetecteerd door een water- aanwezigheidsdetector 23, bijvoorbeeld een vlotter, welke wateraanwezigheidsdetector 23 in respons op het detecteren van de afwezigheid van water het kookorgaan 21 uitschakelt. Het in de tafel 5 aanwezige warmhoudorgaan 22 blijft ingeschakeld om de in de pot 6 aanwezige koffiedrank warm te houden (warmhoud-functie).

25 Bij een bepaald vermogen van het kookorgaan duurt het zetproces, dat wil zeggen het water uit het reservoir 3 koken en tot koffiedrank vormen, een bepaalde tijd die afhangt van de hoeveelheid water die initieel in het reservoir 3 was gebracht. Wanneer de maximale capaciteit van het koffiezetapparaat 1 wordt aangeduid met M, waarbij M in een praktisch voorbeeld bijvoorbeeld de waarde van 12 koppen heeft, kan de genoemde zetproces-tijd voor het zetten van M koppen koffie worden aangeduid met tM. De zetproces-30 tijd voor het zetten van N koppen koffie, met 1 < N < M, kan worden aangeduid met tN, waarbij bij benadering zal gelden tN = t^N/M.

De temperatuur T die de koffiedrank direct na afloop van het zetproces heeft, wordt voornamelijk bepaald door de volgende factoren: 1. de temperatuur van het uit de uitstroomopening 11 stromende water. Deze temperatuur zal in het 35 hiernavolgende als constant worden beschouwd, waarbij de precieze waarde gekozen is in afhankelijkheid van de samenstelling van het te gebruiken koffiepoeder, en bijvoorbeeld 95°C bedraagt 2. de initiële temperatuur van de filterhouder 9. Hoe kouder de filterhouder 9, des te meer zal het water worden afgekoeld.

3. de initiële temperatuur van de koffiepot 6. Hoe kouder de koffiepot 6, des te meer zal het water worden 40 afgekoeld.

4. de hoeveelheid door het warmhoudorgaan 22 aan de koffiepot 6 toegevoerde warmte Q, welke benaderd kan worden door QN = t^P, waarbij met P het thermisch vermogen van het warmhoudorgaan 22 is aangeduid, dat in het hiernavolgende ter wille van de eenvoud wordt verondersteld gelijk te zijn aan het elektrisch opgenomen vermogen.

45 5. de initiële temperatuur van het water in het reservoir 3. Hoe kouder het water, des te langer duurt het voordat het door het kookorgaan 21 in voldoende mate is opgewarmd, en dus heeft het warmhoudorgaan 22 meer warmte kunnen toevoeren aan de koffiepot 6.

Uitgaande van een bepaalde te verwachten initiële temperatuur van de filterhouder 9 en de koffiepot 6 (kamertemperatuur, ongeveer 20°C), en van een bepaalde te verwachten initiële temperatuur van het water 50 in het reservoir 3 (ongeveer 10°C), is bij een bekend koffiezetapparaat het vermogen P zodanig gekozen, dat TM een gewenste temperatuur zo goed mogelijk benadert. In een uitvoeringsvorm is dit vermogen P ongeveer 64 W.

Het zal duidelijk zijn dat in de bovengeschetste situatie de bij het zetten van N koppen koffie bereikte temperatuur TN lager zal zijn dan T„, omdat enerzijds QN minder zal zijn dan QM volgens de benaderende 55 formule Q,g/QM = tfA/ι. terwijl anderzijds de initiële temperatuur van de filterhouder 9 en de koffiepot 6 een grotere invloed heeft op de geringere hoeveelheid water.

Voorts zal het duidelijk zijn dat, zolang het koffiezetapparaat 1 is ingeschakeld, het door het warmhoud- 3 193817 orgaan 22 ten behoeve van de warmhoud-functie afgegeven vermogen gelijk is aan P, welk vermogen geschikt is om de maximale hoeveelheid koffiedrank van het koffiezetapparaat 1 op de gewenste temperatuur te houden. Wanneer echter de gezette hoeveelheid koffiedrank minder is dan de maximale hoeveelheid, is het vermogen P groter dan nodig is om deze hoeveelheid op de gewenste temperatuur te houden, 5 en bestaat het gevaar dat de warm te houden koffiedrank te heet wordt, hetgeen bijzonder ongewenst is, zoals reeds is vermeld.

Wanneer de te zetten hoeveelheid koffie minder is dan de maximale capaciteit van het koffiezetapparaat, kan derhalve samenvattend gesteld worden, dat er tijdens de zetfase behoefte bestaat aan een verwarmingsvermogen groter dan P, en dat er tijdens de warmhoudfase een behoefte bestaat aan een 10 verwarmingsvermogen kleiner dan P.

Figuur 3 toont een voorbeeld van een elektrisch schakelschema van een koffiezetapparaat volgens de uitvinding, waarin aan de bovenstaande behoefte tegemoet is gekomen. Daarbij wordt het door het tweede verwarmingsorgaan 22 afgegeven vermogen gekozen in afhankelijkheid van enerzijds de bedrijfsfase van het koffiezetapparaat, en anderzijds de bedrijfshoeveelheid van het koffiezetapparaat, zodanig dat direct na 15 het zetten de koffie steeds de gewenste temperatuur heeft. Hierbij wordt met de uitdrukking ’’bedrijfsfase” de zet-fase respectievelijk de warmhoudfase bedoeld, en wordt met de uitdrukking "bedrijfshoeveelheid” de hoeveelheid te zetten koffiedrank bedoeld.

Daartoe is het tweede verwarmingsorgaan 22 gekoppeld met een schakelketen 32 die is ingericht om het vermogen van het tweede verwarmingsorgaan 22 te schakelen. De schakelketen 32 is gekoppeld met de 20 wateraanwezigheidsdetector 23 om informatie met betrekking tot de bedrijfstoestand te ontvangen. Voorts is de schakelketen 32 gekoppeld met een keuzeorgaan 31 waardoor de gebruiker aan de schakelketen 32 informatie met betrekking tot het aantal te zetten koppen koffie verschaft

Desgewenst kan het keuzeorgaan 31 door de gebruiker worden ingesteld met een nauwkeurigheid van één kop, dat wil zeggen de gebruiker geeft nauwkeurig aan voor hoeveel koppen koffie hij water in het 25 reservoir 3 heeft gedaan. Het keuzeorgaan 31 kan daartoe een toetsenbord omvatten, of een schuifweer-stand waarvan de loper langs een schaalverdeling wordt ingesteld. De schakelketen 32 kan dan zijn ingericht om het tweede verwarmingsorgaan 22 te bedrijven bij 2M afzonderlijke vermogenstoestanden, waarbij M het maximaal aantal te zetten koppen koffie is. Het bedrijfsvermogen van het tweede verwarmingsorgaan 22 wordt daarbij in elk van de M mogelijke vermogenstoestanden in de zetfase zodanig 30 ingesteld door de schakelketen 32, dat steeds direct na afloop van de zetfase de koffie zo goed mogelijk de gewenste temperatuur heeft, terwijl het bedrijfsvermogen van het tweede verwarmingsorgaan 22 in elk van de M mogelijke vermogenstoestanden in de warmhoudfase door de schakelketen 32 zodanig ingesteld wordt, dat steeds dit vermogen zo goed mogelijk geschikt is voor het warmhouden van de betreffende hoeveelheid koffie, zodanig dat enerzijds de koffie niet of nauwelijks afkoelt, terwijl anderzijds de koffie 35 beslist niet te heet wordt

In een uitvoeringsvorm bevat de schakelketen 32 een regeleenheid, bijvoorbeeld voorzien van een microprocessor, welke regeleenheid is ingericht voor het sturen van het vermogen van het tweede verwarmingsorgaan 22, bijvooibeeld met behulp van een met fase-aansnijding werkende thyristoreenheid, zoals op zich bekend. Het tweede verwarmingsorgaan 22 kan daarbij één enkel verwarmingselement 40 omvatten met een, bij een bepaald voedingsspanning, nominaal vermogen P^, en de regeleenheid kan daarbij zijn ingericht om het daadwerkelijk door het tweede verwarmingsorgaan 22 te leveren vermogen Pr door regeling van de aan het tweede verwarmingsorgaan 22 te verschaffen spanning en/of stroom. Aangezien de details voor een dergelijke vermogensregeling voor een deskundige op zich bekend zijn, zullen deze hier niet nader worden beschreven. Volstaan wordt met op te merken, dat de relatie tussen de 45 ingangsgrootheden voor de regeleenheid (bedrijfsfase, bedrijfshoeveelheid) en de uitgangsgrootheid van de regeleenheid (het te leveren vermogen, respectievelijk de te leveren voedingsspanning of stuurspanning voor een thyristor) als tabel kan zijn opgeslagen in een niet-vluchtig geheugen zoals een ROM of een EPROM.

Figuur 4 toont een voorbeeld van een uitvoeringsvariant waarbij de bovengenoemde regeleenheid is 50 vervangen door een schakeleenheid. In de in figuur 4 weergegeven uitvoeringsvariant omvat het tweede verwarmingsorgaan 22 één enkel verwarmingselement met een, bij een bepaalde voedingsspanning, nominaal vermogen P^, terwijl het daadwerkelijk te leveren vermogen wordt geregeld door de spanning over het tweede verwarmingsorgaan 22 in te stellen door het kiezen van voorschakelweerstanden. Hat keuzeorgaan 31 is in de weergegeven uitvoeringsvorm een tweepolige meerstandenschakelaar, waarbij het 55 aantal standen overeenkomt met het aantal vermogenstoestanden in de zetfase respectievelijk in de warmhoudfase. Dit aantal is in het weergegeven voorbeeld gelijk aan 5, maar het zal duidelijk zijn dat de uitvinding niet tot dit aantal is beperkt 193817 4

Het tweede verwarmingsorgaan 22 is gekoppeld tussen een eerste voedingslijn 24 en de twee met elkaar verbonden schakelpolen 43 en 44 van de tweepolige meerstandenschakelaar 31. Een reeks voorschakelweerstanden 41,,... 41 s is in serie met elkaar verbonden, waarbij één uiteinde van deze reeks via de wateraanwezigheidsdetector 23 is gekoppeld met de andere voedingslijn 25. Tussen twee naburige 5 voorschakelweerstanden 41 is steeds een schakelcontact 45,,... 45s van de meerstandenschakelaar 31 gekoppeld, welke schakelcontacten 45 selectief kunnen worden verbonden met de schakelpool 43. Voorts is een reeks voorschakelweerstanden 42„ ... 42s in serie met elkaar verbonden, waarbij één uiteinde van deze reeks is verbonden met de andere voedingslijn 25. Tussen twee naburige voorschakelweerstanden 42 is steeds een schakelcontact 46„ ... 46s van de meerstandenschakelaar 31 gekoppeld, welke schakel* 10 contacten 46 selectief kunnen worden verbonden met de schakelpool 44. Opgemerkt wordt nog, dat de meerstandenschakelaar 31 van het type is waarbij de schakelpolen 43 en 44 synchroon met elkaar worden verplaatst, zodat, wanneer de schakelpool 43 is verbonden met een bepaald schakelcontact 45,, de schakelpool 44 is verbonden met het corresponderende schakelcontact 46,.

Tijdens de zetfase is het contact 23 gesloten. Uitgaande van de eerste voedingslijn 24 wordt dan voor de 15 stroom door het tweede verwarmingsorgaan 22 een eerste stromingsbaan verschaft via de pool 43, het daarmee gekoppelde schakelcontact 45„ en de tussen dit schakelcontact 45, en de tweede voedingslijn 25 gekoppelde voorschakelweerstanden 41, en een tweede stromingsbaan is verschaft via de pool 44, het daarmee gekoppelde schakelcontact 46,. en de tussen dit schakelcontact 46, en de tweede voedingslijn 25 gekoppelde voorschakelweerstanden 42. De door het tweede verwarmingsorgaan 22 vloeiende stroom is 20 gelijk aan de som van de stromen die vloeien door de beide genoemde stromingsbanen.

Tijdens de warmhoudfase is het contact 23 geopend, zodat alleen door de tweede stromingsbaan stroom vloeit

De precieze waarden van de voorschakelweerstanden 41 en 42 zijn afhankelijk van de voedingsspanning, het nominaal vermogen van het tweede verwarmingsorgaan 22, en het In elke bedrijfssituatie 25 gewenste vermogen, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn.

Figuur 5 toont een voorbeeld van een uitvoeringsvariant waarbij eveneens een schakeleenheid aanwezig is, maar waarbij geen voorschakelweerstanden aanwezig zijn, zodat geen vermogensverties optreedt Daarbij is het tweede verwarmingsorgaan 22 opgebouwd uit een aantal afzonderlijke verwarmingselementen 51 en 52 die door de schakeleenheid afzonderlijk kunnen worden ingeschakeld.

30 In de in figuur 5 weergegeven uitvoeringsvorm is het keuzeorgaan 31 gelijk aan de onder verwijzing naar figuur 4 besproken tweepolige meerstandenschakelaar, en is het aantal standen van deze schakelaar gelijk aan vijf. Het zal echter duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot dit aantal. In de praktijk kan dit aantal gelijk zijn aan een willekeurig gekozen getal tussen 2 en M, bij voorkeur een deler van M.

In de in figuur 5 weergegeven situatie zijn de schakelpolen 43 en 44 respectievelijk in contact gebracht 35 met de schakelcontacten 45, en 46,, zodat de verwarmingselementen 51, en 52, met één aansluiting daarvan via de schakelaar 31 zijn verbonden met de eerste voedingslijn 24. Het verwarmingselement 52, is, evenals al de andere verwarmingselementen 52, met zijn andere aansluiting vast verbonden met de tweede voedingslijn 25, terwijl het verwarmingselement 51 „ evenals al de andere verwarmingselementen 51, met zijn andere aansluiting via de wateraanwezigheidsdetector 23 is gekoppeld met de tweede voedingslijn 25.

40 Tijdens de zetfase is het contact 23 gesloten, en wordt door zowel het verwarmingselement 51, als het verwarmingselement 52, warmte aan de pot 6 overgedragen. Daarbij is het aan de pot 6 overgedragen verwarmingsvermogen gelijk aan de som van de verwarmingsvermogens van de verwarmingselementen 51, en 52,. Tijdens de warmhoudfase is het contact 23 geopend, zodat alleen door het verwarmingselement 52, warmte aan de pot 6 overgedragen wordt.

45 De precieze waarden van de vermogens van de verwarmingselementen 51 en 52 zijn afhankelijk van het in elke bedrijfssituatie gewenste vermogen, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn.

Hoewel bij de in het bovenstaande besproken schakelingen de voor warmhouden bestemde voorschakelweerstanden 42 respectievelijk verwarmingselementen 52 ook in de zetfase werkzaam zijn, is het ook mogelijk dat zij tijdens de zetfase zijn uitgeschakeld. Dit kan op eenvoudige wijze worden gerealiseerd door 50 voor de wateraanwezigheidsdetector 23 een om-schakelaar te kiezen, waarbij de vaste pool is verbonden met de tweede voedingslijn 25, één van de keuzepolen is verbonden met het kookorgaan 21 en de voorschakelweerstanden 41 respectievelijk de verwarmingselementen 51, en de andere van de keuzepolen is verbonden met de voorschakelweerstanden 42 respectievelijk de verwarmingselementen 52.

Hoewel de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvormen van het koffiezetapparaat volgens de 55 uitvinding uitstekend voldoen, dat wil zeggen ten aanzien van de bekende techniek een verbetering verschaffen met betrekking tot de temperatuur van de koffiedrank in een situatie dat het koffiezetapparaat niet voor zijn maximale capaciteit wordt gebruikt, bestaat er behoefte aan een uitvoeringsvorm die minder 5 193817 gecompliceerd en goedkoper is. Voorts blijkt het in de praktijk niet nodig te zijn dat een aparte vermogenstoestand wordt verschaft voor elke kop koffie apart, maar blijkt het voldoende te zijn wanneer de keuzescha-kelaar een beperkt aantal standen heeft, waarbij elke stand wordt toegepast voor meerdere gebruikssituaties. Bij wijze van voorbeeld kan bij een koffiezetapparaat met een maximale capaciteit van twaalf 5 koppen koffie een eerste keuzestand van de keuzeschakelaar aanwezig zijn voor de gebruikssituaties 1, 2 en 3 koppen koffie, een tweede keuzestand voor de gebruikssituaties 4,5 en 6 koppen koffie, een derde keuzestand voor de gebruikssituaties 7, 8 en 9 koppen koffie, en een vierde keuzestand voor de gebruikssituaties 10,11 en 12 koppen koffie. Voor elke gebruikssituatie is dan de het verschil tussen de daadwerke-lijk bereikte temperatuur en de gewenste, optimale temperatuur aanvaardbaar klein.

10 Meer in het bijzonder is het vanwege het aanvaardbaarheidstemperatuurgebied van ongeveer 80°C tot ongeveer 85°C mogelijk gebleken om te volstaan met een uitvoeringsvorm waarin de keuzeschakelaar slechts twee standen heeft, namelijk een eerste stand "VOL” en een tweede stand "HALFVOL”. In het genoemde voorbeeld van een koffiezetapparaat met een maximale capaciteit van twaalf koppen koffie is dan de stand "HALFVOL” geschikt voor het zetten van 1 tot 6 koppen koffie, terwijl de stand "VOL” 15 geschikt is voor het zetten van 7 tot 12 koppen koffie. Enerzijds heeft deze uitvoeringsvorm het voordeel, dat het gebruiksgemak toeneemt, omdat het voor een groter scala van gebruikssituaties mogelijk is om dezelfde stand van de keuzeschakelaar te gebruiken. Anderzijds heeft deze uitvoeringsvorm het voordeel, dat slechts vier vermogenstoestanden bereikt hoeven te worden, en dat de benodigde onderdelen eenvoudiger en daardoor goedkoper kunnen zijn, terwijl toch het verschil tussen de daadwerkelijk bereikte 20 temperatuur en de gewenste, optimale temperatuur aanvaardbaar klein is, althans bij gebruik in de tweede stand "HALFVOL” kleiner is dan bereikt wordt bij de bekende koffiezetapparaten. Een dergelijke uitvoeringsvorm heeft derhalve de voorkeur.

Gebleken Is, dat een geschikte waarde voor het vermogen van het warmhoudorgaan tijdens de warmhoud-fase in de stand "HALFVOL” ongeveer 3/4 bedraagt van het vermogen van het warmhoudorgaan 25 tijdens de warmhoud-fase in de stand "VOL”.

In een uitvoeringsvorm van de in figuur 5 geïllustreerde variant waarbij het aantal keuzestanden van het keuzeorgaan 31 gelijk is aan twee, kunnen bij wijze van voorbeeld slechts drie verwarmingselementen 512, 521( en 522 aanwezig zijn, en zijn de vermogens van de verwarmingselementen 512, 521( en 522 respectievelijk gelijk aan 64 W, 64 W en 48 W. In dat geval is het verwarmingsvermogen in de eerste stand ”VOL" 30 tijdens de zetfase en tijdens de warmhoudfase gelijk aan 64 W (verwarmingselement 52,), terwijl het verwarmingsvermogen in de tweede stand "HALFVOL” tijdens de zetfase gelijk is aan 64 + 48 = 112 W (verwarmingselementen 512 en 52J, en tijdens de warmhoudfase gelijk is aan 48 W (verwarmingselement 52a).

Een aanzienlijke kostenbesparing kan worden bereikt door het koffiezetapparaat volgens de uitvinding te 35 voorzien van een uit slechts twee verwarmingselementen bestaand warmhoudorgaan 22. Een reden hiervoor is, dat het warmhoudorgaan 22 bij het bekende koffiezetapparaat vanwege constructie-overwegingen in feite reeds bestaat uit twee in serie met elkaar verbonden verwarmingselementen. Dit wordt geïllustreerd door figuur 6A, welke een basis 61 toont waarop twee halvemaanvormige dragers 62 en 63 zijn bevestigd door middel van ter wille van de eenvoud niet weergegeven klinknagels. Op elke drager 40 62,63 is een wikkeling 64, 65 aangebracht van weerstandsdraad. Bij hun respectieve eerste uiteinden zijn de wikkelingen 64 en 65 verbonden met een aansluitdraad 66 en 67, terwijl de wikkelingen 64 en 65 zich bij hun respectieve tweede uiteinden continu in elkaar voortzetten bij 68. De dragers 62 en 63 laten een centrale opening 60 van de basis 61 vrij, bestemd om een bevestigingsorgaan door te laten om het warmhoudorgaan 22 te monteren onder de tafel 5. Weliswaar is het, door de vorm van de dragers te 45 veranderen, mogelijk om meerdere wikkelingen te monteren om een basis, maar het is het voordeligst om zoveel mogelijk gebruik te maken van de reeds bestaande structuur. Een bijzonder eenvoudige uitvoeringsvorm onderscheidt zich derhalve, zoals figuur 6B illustreert, van de in figuur 6A weergegeven constructie doordat een aansluitdraad 69 aanwezig is bij de verbinding 68 tussen de twee wikkelingen 64 en 65. Desgewenst bestaan de wikkelingen 64 en 65 nog steeds uit één continue draad, maar het is ook mogelijk 50 de wikkelingen 64 en 65 te vervaardigen van afzonderlijke weerstandsdraden, die dan verschillende specifieke weerstanden (Ohm/cm) kunnen hebben, en de tweede uiteinden van deze afzonderlijke weerstandsdraden te verbinden met de aansluitdraad 69.

Een bijzondere opgave van de uitvinding is derhalve een schakelketen te verschaffen die het mogelijk maakt om de bovenvermelde doelstellingen te bereiken met een uit slechts twee verwarmingselementen 55 bestaand warmhoudorgaan 22. Figuur 7 toont een dergelijk schakelschema. Hierbij zijn de water- aanwezigheidsdetector 23 en het keuzeorgaan 31 respectievelijk uitgevoerd als tweepolige schakelaars 71 en 72.

193817 6

In de in figuur 7 geïllustreerde uitvoeringsvorm is de gemeenschappelijke aansluitdraad 69 van de warmhoudelementen 64 en 65 verbonden met de tweede voedingslijn 25. De aansluitdraad 66 van het warmhoudelement 64 is verbonden met een vast contact 71a van de schakelaar 71 en met een keuze-contact 72d van de schakelaar 72. De aansluitdraad 67 van het warmhoudelement 65 is verbonden met het 5 keuzecontact 72f van de schakelaar 72. De vaste contacten 72a en 72b van de schakelaar 72 zijn verbonden met de eerste voedingslijn 24, en het keuzecontact 72e van de schakelaar 72 is verbonden met het keuzecontact 71c van de schakelaar 71.

In de keuzestand ”VOL” van het keuzeorgaan 31 is het vaste contact 72b van de schakelaar 72 verbonden met het keuzecontact 72d. Ongeacht de stand van de wateraanwezigheidsdetector 23 is dan 10 alleen het warmhoudelement 64 aangesloten tussen de voedingslijnen 24 en 25 via de schakelcontacten 72b en 72d. Ter vergelijking met het onder verwijzing naar figuur 5 besproken voorbeeld kan het vermogen van het warmhoudelement 64 64W bedragen.

In de keuzestand ’’HALFVOL” van het keuzeorgaan 31 zijn de vaste contacten 72a en 72b van de schakelaar 72 respectievelijk verbonden met de keuzecontacten 72e en 72f. Tijdens de warmhoudfase is de 15 schakelaar 71 geopend, en is alleen het warmhoudelement 65 aangesloten tussen de voedingslijnen 24 en 25 via de schakelcontacten 72b en 72f. Ter vergelijking met het onder verwijzing naar figuur 5 besproken voorbeeld kan het vermogen van het warmhoudelement 65 48W bedragen. Tijdens de zetfase, dat wil zeggen wanneer de wateraanwezigheidsdetector 23 de aanwezigheid van water in het reservoir 3 detecteert, is het vaste contact 71a van de schakelaar 71 verbonden met het keuzecontact 71c, en is 20 tevens het warmhoudelement 64 aangesloten tussen de voedingslijnen 24 en 25 via de schakelcontacten 71a, 71c en 72a, 72e. Bij de bovengenoemde vermogenswaarden is het ingeschakelde warmhoudvermogen dan 112 W.

Een verdergaande vereenvoudiging wordt geïllustreerd in figuur 8. Hierbij is de wateraanwezigheids-detector 23 een enkelpolig maakcontact 81; aangezien de reeds bekende uitvoering van de water* 25 aanwezigheidsdetector 23 ook een enkelpolig maakcontact is, betekent het gebruik hiervan een verdere kostenbesparing. Ook het keuzeorgaan 31 bestaat in de geïllustreerde uitvoeringsvorm uit een enkelvoudig maakcontact 82, hetgeen een verdere kostenbesparing betekent ten aanzien van de tweepolige schakelaar 72 van het in figuur 7 geïllustreerde uitvoeringsvoorbeeld. Parallel aan het schakelorgaan 82 is een diode 83 geschakeld.

30 In het hiernavolgende zal de werking van deze schakeling worden verduidelijkt, waarbij bij wijze van voorbeeld de nominale vermogens van de elementen 64 en 65 beide gelijk aan 64 W zijn gekozen.

In de eerste keuzestand van het keuzeorgaan 31 is de schakelaar 82 gesloten, zodat tijdens de zetfase door beide elementen 64 en 65 stroom vloeit. Het geleverde verwarmingsvermogen is dan gelijk aan de som van de nominale vermogens van de elementen 64 en 65, oftewel in dit voorbeeld 128 W.

35 Tijdens de warmhoudfase is de schakelaar 81 geopend, en vloeit alleen stroom door het element 65, en is het geleverde verwarmingsvermogen gelijk aan het nominale vermogen van het element 65, oftewel in dit voorbeeld 64 W.

In de tweede keuzestand van het keuzeorgaan 31 is de schakelaar 82 geopend. Tijdens de zetfase vloeit door beide elementen 64 en 65 stroom, maar slechts tijdens die halve periode van de wisselspanning 40 waarbij de voedingslijn 24 positief is ten opzichte van de voedingslijn 25. Tijdens die halve periode is namelijk de diode 83 geleidend, terwijl tijdens de halve periode van de wisselspanning waarbij de voedingslijn 25 positief is ten opzichte van de voedingslijn 24, de diode 83 spert. Het geleverde verwarmingsvermogen Is dan gemiddeld gelijk aan de helft van de som van de nominale vermogens van de elementen 64 en 65, oftewel in dit voorbeeld 64 W.

45 Tijdens de warmhoudfase in de tweede keuzestand, waarbij dus de schakelaar 81 geopend is, vloeit tijdens de halve periode waarin de voedingslijn 24 positief is ten opzichte van de voedingslijn 25, en dus de diode 83 geleidt, alleen stroom door het element 65. Tijdens de halve periode waarin de voedingslijn 25 positief is ten opzichte vem de voedingslijn 24, en dus de diode 83 spert, vloeit de stroom vanaf de voedingslijn 25 door de elementen 65 en 64, en via het eerste verwarmingsorgaan 21 naar de voedingslijn 50 24. Daarbij zijn de elementen 64 en 65 dus iri serie geschakeld, en fungeren zij dus als het ware ten opzichte van elkaar als voorschakelweerstand. Het ontwikkelde vermogen kan dan in het gegeven getalvoorbeeld als volgt worden uitgerekend, waarbij met U de nominale voedingsspanning en met I de door een element vloeiende stroom wordt aangeduid, terwijl bij wijze van voorbeeld het nominale vermogen van het kookorgaan 21 gelijk aan 1450 W wordt gekozen.

55 Volgens de formule P = V2/R bedragen, met U = 220 V, de weerstandswaarden van de elementen 21,64 en 65 respectievelijk 33,38 Ω, 756,25 Ω en 756,25 Ω. De totale serieweerstand van deze elementen bedraagt dus 1545,88 Ω, zodat de stroom in de serieketen gelijk is aan I = V/R = 142,31 mA.

7 193817

Volgens de formule P = l2R bedragen de in elementen 64 en 65 ontwikkelde vermogens respectievelijk 15.32 W. Gemiddeld bedraagt het in de beide elementen 64 en 65 tezamen ontwikkelde vermogen dus 15.32 W gedurende de halve periode waarin de voedingslijn 25 positief is ten opzichte van de voedingslijn 24. Tijdens de andere halve periode wordt in het element 65 gemiddeld 32 W ontwikkeld. Het totaal in het 5 warmhoudorgaan 22 ontwikkelde vermogen bedraagt derhalve 32 + 15,32 = 47,32 W.

In de bovenbesproken uitvoeringsvorm wordt tijdens de warmhoudfase in de tweede keuzestand in het kookorgaan een vermogen ontwikkeld van 0,338 W. Hoewel dit (verlies)vermogen betrekkelijk klein en derhalve acceptabel is, kan dit verlies worden voorkomen door de wateraanwezigheidsdetector 23 uit te voeren als een omschakelaar, waarbij het tijdens de warmhoudfase met het vaste contact verbonden 10 keuzecontact via een geleider 84 is verbonden met de eerste voedingslijn 24, zoals in figuur 8 gestippeld is geïllustreerd.

Het zal duidelijk zijn, dat met de in het voorgaande besproken eenvoudige inrichting de doelstellingen van de uitvinding worden bereikt wanneer de gebruiker de volgende handelingen verricht 1. Bij het zetten van een halfvolle pot: aan het begin van de zetcyclus het keuzeorgaan in de eerste 15 keuzestand zetten (in het voorbeeld: 128 W), en aan het eind van de zetcyclus het keuzeorgaan in de tweede keuzestand zetten (47,32 W).

2. Bij een volle pot: aan het begin van de zetcyclus het keuzeorgaan in de tweede keuzestand zetten (64 W), en aan het eind van de zetcyclus het keuzeorgaan in de eerste keuzestand zetten (64 W). Desgewenst kan de gebruiker echter het keuzeorgaan ook tijdens de zetcyclus in de eerste keuzestand 20 laten staan indien dan de temperatuur van de koffiedrank niet onaanvaardbaar hoog wordt, bijvoorbeeld in een zeer koude omgeving.

3. Een veel voorkomende gebruikssituatie is die, waarbij de gebruiker een volle pot koffie zet, om dan in een eerste schenkronde de helft uit te schenken en de andere helft te bewaren voor een tweede schenk· ronde. In een dergelijke gebruikssituatie kan de gebruiker het keuzeorgaan 31 voordeligerwijze in de tweede 25 keuzestand laten staan, zowel tijdens de zetfase als tijdens de warmhoudfase.

Indien het gewenst is het bedieningsgemak te verhogen door de gebruiker in staat te stellen aan het begin van de zetcyclus de keuze "VOL” dan wel "HALFVOL” te maken, kan de in figuur 8 getoonde uitvoeringsvorm eenvoudig worden aangepast door het toevoegen van enkele relatief goedkope elektronische onderdelen, zoals in figuur 9 bij wijze van voorbeeld is geïllustreerd. Deze schakeling onderscheidt 30 zich van de in figuur 8 geïllustreerde schakeling, doordat de wateraanwezigheidsdetector 23 is uitgevoerd als een enkelvoudige omschakelaar 91, en doordat de schakelaar 82 is vervangen door de combinatie van een thyristor 92, een triggerketen 93 en een enkelvoudige omschakelaar 94. De triggerketen 93 kan in een eenvoudige uitvoering bestaan uit drie weerstanden R1, R2 en R3 die als spanningsdeler zijn geschakeld op de wijze zoals getoond in figuur 9, en die respectievelijk de waarden 15 kft, 1 kD en 220Ω kunnen 35 hebben. In het hiernavolgende zal de werking van deze schakeling worden verduidelijkt, waarbij bij wijze van voorbeeld de nominale vermogens van de elementen 64 en 65 beide gelijk aan 64 W zijn gekozen, ter vergelijking met het uitvoeringsvoorbeeld van figuur 8.

In de eerste stand "VOL” van de omschakelaar 94 is het vaste contact 94a verbonden met het keuzecontact 94c. Tijdens de zetfase is het vaste contact 91a van de omschakelaar 91 verbonden met het 40 keuzecontact 91b. De triggerketen 93 is dan onwerkzaam, zodat door beide elementen 64 en 65 slechts stroom vloeit tijdens de halve periode waarin de voedingslijn 24 positief is ten opzichte van de voedingslijn 25. Het geleverde verwarmingsvermogen is dan gemiddeld gelijk aan de helft van de som van de nominale vermogens van de elementen 64 en 65, oftewel in dit voorbeeld 64 W.

Tijdens de warmhoudfase is het vaste contact 91a van de omschakelaar 91 verbonden met het 45 keuzecontact 91c. Er kan dan geen stroom vloeien door het element 64. Tijdens de halve periode waarin de voedingslijn 24 positief is ten opzichte van de voedingslijn 25, vloeit stroom door het element 65 doordat de diode 83 geleidt. Tijdens de halve periode waarin de voedingslijn 25 positief is ten opzichte van de voedingslijn 24, vloeit stroom door het element 65 doordat de triggerketen 93 werkzaam is om de thyristor 92 te laten geleiden. Derhalve is het element 65 gedurende de gehele wisselstroomperiode werkzaam, en is 50 het ontwikkeld verwarmingsvermogen gelijk aan het nominale vermogen van het element 65, d.w.z. 64 W.

In de tweede stand "HALFVOL” van de omschakelaar 94 is het vaste contact 94a verbonden met het keuzecontact 94b. Tijdens de zetfase is het vaste contact 91a van de omschakelaar 91 verbonden met het keuzecontact 91b. De triggerketen 93 is dan werkzaam om de thyristor 92 te laten geleiden tijdens de halve periode waarin de voedingslijn 25 positief is ten opzichte van de voedingslijn 24, terwijl tijdens de halve 55 periode waarin de voedingslijn 24 positief is ten opzichte van de voedingslijn 25, de diode 83 geleidL Tijdens beide perioden vloeit dus stroom door beide elementen 64 en 65, zodat het ontwikkeld verwarmingsvermogen gelijk is aan de som van de nominale vermogens van de elementen 64 en 65, d.w.z.

Claims (4)

193817 8 128 W. Tijdens de warmhoudtase is het vaste contact 91a van de omschakelaar 91 verbonden met het keuzecontact 91c. De triggerketen 93 is dan onwerkzaam, zodat tijdens de halve periode waarin de voedingslijn 24 positief is ten opzichte van de voedingslijn 25, stroom vloeit door het element 65, terwijl 5 tijdens de halve periode waarin de voedingslijn 25 positief is ten opzichte van de voedingslijn 24, stroom vloeit door de serieverbinding van de elementen 65, 64 en 21. Op vergelijkbare wijze als bovenstaand onder verwijzing naar figuur 8 is gedaan, kan het gemiddeld in de beide elementen 64 en 65 tezamen ontwikkelde totaalvermogen worden uitgerekend; dit bedraagt in het beschreven voorbeeld 47,32 W. In de in het voorgaande besproken uitvoeringsvormen is het in elke situatie bereikte vermogen een 10 functie van de nominale vermogens van de afzonderlijke elementen, zodat een deskundige de afzonderlijke elementen kan kiezen op basis van de door hem gewenste ontwerpgegevens. Een belangrijke rol spelen daarbij de door genoemde deskundige gewenste temperatuur, alsmede de ontwerpgegevens van het betreffende koffiezetapparaat, zoals de afmetingen van de betreffende koffiepot. De bij wijze van voorbeeld gegeven waarden voor de verwarmingselementen zijn zeer gunstig gebleken in een koffiezetapparaat 15 volgens figuur 8 voor het bereiken van een temperatuur van 83 ± 3°C in de volle en in de halfvolle situatie. Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat het mogelijk is de weergegeven uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding te veranderen of te modificeren, zonder de uitvindingsgedachte of de beschermingsomvang te verlaten. Zo is het bijvoorbeeld bij de in figuur 4 geïllustreerde variant mogelijk dat voorschakelweerstanden parallel met elkaar zijn gekoppeld, zodat steeds door slechts één van de 20 voorschakelweerstanden van een reeks stroom vloeit. Ook kan in plaats van de getoonde mechanische meerstandenschakelaars een elektronische schakelaar worden toegepast. Voorts is het mogelijk dat het keuzeorgaan voor het invoeren van het aantal te zetten koppen koffie, in plaats van handmatig door de gebruiker, bediend wordt door een in het reservoir 3 geplaatste waterhoeveelheiddetector. Ook is het mogelijk, dat in plaats van de genoemde diode een ander orgaan wordt toegepast dat een vergelijkbare 25 karakteristiek heeft.

1. Koffiezetapparaat, omvattende: een waterreservoir, een eerste verwarmingsorgaan voor het toevoeren van warmte aan het water in het waterreservoir; middelen om het verwarmde water te voeren naar een houder voor koffiepoeder, een pot voor het ontvangen van water dat het koffiepoeder is gepasseerd; en 35 een tweede verwarmingsorgaan voor het toevoeren van warmte naar de genoemde pot, instelmiddelen voor het instellen van het verwarmingsvermogen van het tweede verwarmingsorgaan; met het kenmerk, dat het koffiezetapparaat een elektronisch circuit omvat voor het in afhankelijkheid van de bedrijfsfase regelen van het verwarmingsvermogen van het tweede verwarmingsorgaan.

2. Koffiezetapparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het tweede verwarmingsorgaan twee 40 verwarmingselementen omvat met één gemeenschappelijke aansluiting die is verbonden met een eerste voedingslijn; dat de vrije aansluiting van één van de twee verwarmingselementen via een keuzeschakelaar kan worden verbonden met een tweede voedingslijn; en dat de vrije aansluiting van de andere van de twee verwarmingselementen via de keuzeschakelaar en via 45 een door een wateraanwezigheidsdectector bediende schakelaar kan worden verbonden met de tweede voedingslijn.

3. Koffiezetapparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het tweede verwarmingsorgaan twee verwarmingselementen omvat met één gemeenschappelijke aansluiting via een keuzeschakelaar kan worden verbonden met een eerste voedingslijn, waarbij parallel met de keuzeschakelaar een diodeorgaan is 50 gekoppeld; dat de vrije aansluiting van één van de twee verwarmingselementen is verbonden met een tweede voedingslijn; en dat de vrije aansluiting van de andere van de twee verwarmingselementen via een door een water aanwezig 9 193817 heidsdectector bediende schakelaar kan worden verbonden met de tweede voedingslijn.

4. Koffiezetapparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het tweede verwarmingsorgaan twee verwarmingselementen omvat met één gemeenschappelijke aansluiting die via een parallelschakeling van een diodeorgaan en een thyristororgaan is verbonden met een eerste voedingslijn; 5 dat de vrije aansluiting van één van de twee verwarmingselementen is verbonden met een tweede voedingslijn; dat de vrije aansluiting van de andere van de twee verwarmingselementen via een door een water aanwezigheidsdetector bediende schakelaar kan worden verbonden met de tweede voedingslijn; en dat een stuurketen voor het thyristororgaan enerzijds is verbonden met de stuuringang van het thyristoror 10 gaan, en anderzijds via een keuzeschakelaar is gekoppeld met de genoemde door de wateraanwezig heids detector bediende schakelaar. Hierbij 8 bladen tekening