КОЛЛЕКТОР НАПИТКА ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ ЦЕНТРИФУГИРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ И ЦЕНТРИФУЖНАЯ МАШИНА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ С ТАКИМ КОЛЛЕКТОРОМ
BEVERAGE COLLECTOR FOR COLLECTING CENTRIFUGED LIQUID AND CENTRIFUGAL BEVERAGE MACHINE USING SUCH COLLECTOR

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области машин для приготовления напитков, к примеру кофемашин, и, в частности, машин, использующих центробежные силы для заваривания напитков. Более конкретно настоящее изобретение относится к усовершенствованному коллектору напитка и машине для приготовления напитков, содержащей такой коллектор.
Уровень техники
Известен способ приготовления кофе, заключающийся в экстрагировании жидкости посредством центрифугирования из смеси твердых ингредиентов и горячей воды. Под действием центробежных сил заваренная жидкость проталкивается через мелкие промежутки, к примеру, периферийный фильтр, перфорированные отверстия, щели и/или клапан. В типичном случае заваренная жидкость выходит с относительно высокой центробежной скоростью из вращающегося устройства заваривания и улавливается в кольцевом коллекторе, окружающем это устройство.
Документ WO 2010089329 относится к устройству и способу экстрагирования жидкости посредством центрифугирования. В типичном случае коллектор образует U-образный профиль, продолжающийся по окружности вокруг оси вращения, вдоль круговой линии, и этот профиль сообщается по потоку с трактом слива напитка. Поскольку коллектор образует значительную поверхность контакта с напитком, решение состоит в связывании нагревательного элемента с коллектором для компенсации тепловых потерь напитка, чтобы сохранить оптимизированную температуру подаваемого напитка. Могут быть предусмотрены и различные другие способы компенсации тепловых потерь.
Проблема кроется в выведении напитка из коллектора для разлива напитка. Скорость выхода напитка может отрицательно влиять на качество напитка. Неоптимальное выведение напитка из коллектора может значительно влиять на однородность температуры напитка, а также качество кремы или пенки кофе.
В частности, определяющее значение для качества кофе имеет эффективная передача тепловой энергии в привязке к тому или иному диапазону мгновенного расхода. К примеру, напиток может охлаждаться, или массы напитка, остающиеся в коллекторе слишком долго, могут пригорать, что отражается на вкусе всего напитка.
Неоптимальный контроль подачи кофе может отражаться и на качестве кремы или пенки кофе.
Кроме того, устройство может загрязняться, в частности, если жидкость задерживается в коллекторе, что приводит к скапливанию сухих пищевых остатков на поверхностях устройства.
Цель настоящего изобретения - предусмотреть улучшенную конфигурацию коллектора, позволяющую частично или полностью устранить эти недостатки.
В соответствии с этим настоящее изобретение определено основным пунктом формулы настоящего изобретения. Зависимые пункты определяют предпочтительные аспекты настоящего изобретения.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение относится к коллектору напитка для улавливания центрифугированной заваренной жидкости, поступающей из вращающегося блока заваривания; причем указанный коллектор включает в себя:
- улавливающий желоб, образующий полость в виде кольца вокруг центральной оси, и
- по меньшей мере один выход, продолжающийся по окружности и радиально на участке улавливающего желоба и обеспечивающий выведение заваренной жидкости, уловленной в улавливающий желоб, от этого желоба,
при этом указанный улавливающий желоб содержит по меньшей мере одну наклонную поверхность, понижающуюся по круговой оси в направлении выхода.
Такая конфигурация соответственно ускоряет выход напитка, к примеру заваренного кофе, из коллектора, значительно снижает длительность его нахождения в коллекторе и позволяет придать дополнительную устойчивость образуемой «кофейной креме».
Предпочтительно, чтобы эта по меньшей мере одна наклонная поверхность сходилась с по меньшей мере одним краем выхода по линии окружности.
В общем случае наклонная поверхность улавливающего желоба имеет форму участка геликоида или участка спирали. Форма геликоида подразумевает, что наклонная поверхность продолжается по существу по круговой оси улавливающего желоба и на одинаковом расстоянии от указанной центральной оси. Форма спирали не подразумевает, что наклонная поверхность продолжается строго по круговой оси, при этом наклонная поверхность может продолжаться на незначительно, но непрерывно возрастающем или убывающем расстоянии от центральной оси.
Длина наклонной поверхности должна быть достаточна для обеспечения эффективного выведения жидкости. Поэтому предпочтительно, чтобы эта по меньшей мере одна наклонная поверхность продолжалась вдоль дугового отрезка с градусной мерой по меньшей мере 250 градусов, а более предпочтительно по меньшей мере 320 градусов кольцевого желоба.
В соответствии с предпочтительным вариантом наклонная поверхность продолжается от окрестности высшего по линии окружности края выхода до низшего по линии окружности края выхода. Другими словами, выход просто-напросто расположен максимально близко к линии начала и линии конца наклонной поверхности. Маленькие сходящиеся области могут связывать наклонную поверхность с выходом, к примеру маленький верхний наклонный участок с обратным уклоном, для предотвращения задерживания жидкости на верхе наклонной поверхности в коллекторе.
Предпочтительно, чтобы наклонная поверхность имела высшую точку и низшую точку, которые разнесены по оси на расстояние по меньшей мер, 3 мм, предпочтительно от 4 до 20 мм. Предпочтительно также, чтобы выход продолжался вдоль круговой оси, под углом к радиальной плоскости коллектора, образуя «рот» для жидкости, перемещающейся в улавливающем желобе по окружности. Выход может быть также ориентирован параллельно центральной оси.
Выход может иметь различные формы, к примеру квадратную, прямоугольную, круговую, треугольную, трапецеидальную, многоугольную, овальную или продолговатую. Выход может быть образован и несколькими сгруппированными отверстиями.
В качестве варианта наклонная поверхность может равномерно понижаться в направлении выхода. Под равномерным понижением по существу подразумевается то, что по круговой линии протяженности наклонной поверхности отсутствуют участки горизонтальной поверхности и линии излома между участками понижения. Тем не менее уклон наклонной поверхности может образовывать линейный, вогнутый или выпуклый профиль, а также комбинацию этих профилей.
В качестве менее предпочтительного варианта наклонная поверхность понижается в направлении выхода неравномерно. Под неравномерным понижением подразумевается, что наклонная поверхность может понижаться ступенчато с как можно меньшей долей горизонтальных участков, чередующихся с участками крутого понижения, и/или понижаться ступенчато в виде наклонных участков, разделенных между собой переходными поверхностями крутого понижения или вертикальными поверхностями.
Предпочтительно, чтобы кольцевой желоб включал в себя кольцевую внутреннюю вертикальную стенку и кольцевую внешнюю вертикальную стенку, разграничивающие выход и наклонную поверхность. Эти стенки обеспечивают продвижение напитка к выходу и в то же время препятствуют переливанию напитка через коллектор. Предпочтительно, чтобы внутренняя и внешняя стенки сходились с наклонной поверхностью через относительно выпуклые участки схождения, которые обеспечивают равномерное продвижение потока напитка. Другими словами, конструкция желоба оптимизирована для максимального уменьшения длительности нахождения кофе внутри него.
Предпочтительно, чтобы выход был продолжен каналом, который расположен ниже желоба и ориентирован в круговом направлении или тангенциально к указанному направлению, или расходится по возрастающей относительно указанного направления. Эта конфигурация также способствует непосредственному удалению жидкости из коллектора при сохранении качества кофейной «кремы».
Кроме того, предпочтительно, чтобы ниже выхода по потоку - в канале ниже улавливающего желоба - имелись средства преграждения потока. Эти средства преграждения потока служат для замедления потока жидкости, прошедшей через кольцевой улавливающий желоб, перед ее удалением из коллектора. В частности, средства преграждения потока включают в себя по меньшей мере одну поперечную стенку, продолжающуюся поперек линии протяженности канала, расположенного ниже выхода по потоку.
Более конкретно средства преграждения потока могут включать в себя по меньшей мере один зигзагообразный барьер, расположенный между выходом и трактом слива напитка. Термин «зигзагообразный барьер» по сути означает канал, который геометрически сконфигурирован в виде и/или частично разграничен стенкой(ами) для направления потока в по меньшей мере двух расходящихся направлениях, к примеру противоположных друг другу направлениях. Предпочтительно, чтобы тракт слива напитка был ориентирован по существу поперек плоскости зигзагообразного барьера и/или линии протяженности канала, расположенного ниже выхода по потоку.
В качестве предпочтительного варианта кольцевой улавливающий желоб связан со средствами подогрева. В частности, улавливающий желоб может быть выполнен в блоке подогрева или связан с блоком подогрева с возможностью теплопередачи. Блок может быть выполнен из металла, керамики или теплостойкого пластика. Блок подогрева может включать в себя по меньшей мер, один нагревательный элемент, к примеру нагревательный картридж, нагревательный резистор или толстую пленку. Этот по меньшей мере один нагревательный элемент продолжается вдоль кольцевого участка с градусной мерой, по меньшей мере 200 градусов, более предпочтительно по меньшей мере 320 градусов, а предпочтительнее всего от 340 до 360 градусов.
Настоящее изобретение относится также к коллектору напитка для улавливания центрифугированной жидкости, поступающей из вращающегося блока заваривания; причем указанный коллектор включает в себя:
- улавливающий желоб, образующий кольцевую полость, и
- по меньшей мере один выход, продолжающийся в улавливающем желобе радиально и служащий для удаления из улавливающего желоба жидкости, уловленной в него, при этом указанный улавливающий желоб выполнен в виде блока подогрева или связан с блоком подогрева с возможностью теплопередачи.
В частности, блок подогрева включает в себя по меньшей мере один нагревательный элемент. Блок может быть выполнен из металла, керамики или теплостойкого пластика. Блок подогрева может включать в себя по меньшей мере один нагревательный элемент, к примеру нагревательный картридж, нагревательный резистор или толстую пленку. Кроме того, нагревательный элемент или элементы продолжаются вдоль кольцевого участка с градусной мерой по меньшей мере 320 градусов. Предпочтительно, чтобы блок подогрева был выполнен из теплопроводного металла. Этот металл может быть выбран из следующей совокупности: алюминий, медь, латунь, сталь, сплавы или смеси таких металлов и их комбинации.
Предпочтительно, чтобы улавливающий желоб имел на своей поверхности покрытие, контактирующее с жидкостью и выполненное из пищевого материала, стойкого к абразивному истиранию и достаточно стойкое к налипанию пищи. В частности, покрытие выполнено из фторполимера(ов).
Настоящее изобретение, независимо или в привязке к вышеописанным характеристикам, относится еще и к коллектору напитка для улавливания центрифугированной жидкости, поступающей из вращающегося блока заваривания; причем указанный коллектор включает в себя:
- улавливающий желоб, образующий кольцевую полость, и
- по меньшей мере один выход, продолжающийся в улавливающем желобе радиально и служащий для удаления из улавливающего желоба заваренной жидкости, уловленной в него, при этом указанный выход продолжен каналом ниже желоба, ориентированным в круговом направлении или тангенциально указанному направлению, или расходится к периферии относительно указанного направления, и ниже указанного выхода по потоку расположены средства преграждения потока для сливания заваренной жидкости за коллектор по ходу потока.
Предпочтительно, чтобы средства преграждения потока включали в себя по меньшей мере одну поперечную стенку, продолжающуюся поперек линии протяженности указанного канала, расположенного ниже выхода по потоку. Предпочтительно, чтобы средства преграждения потока включали в себя и по меньшей мере один зигзагообразный барьер, расположенный между выходом и трактом слива напитка. Предпочтительно, чтобы тракт слива напитка был ориентирован по существу поперек плоскости зигзагообразного барьера и/или указанному каналу.
Кроме того, настоящее изобретение относится к центрифужной машине для приготовления напитков, содержащей коллектор напитка, определенный выше.
Более конкретно машина включает в себя вращательный блок заваривания, сконфигурированный для вращения в заданном направлении вращения, и коллектор, упомянутые выше; при этом коллектор расположен вокруг вращательного блока заваривания и содержит кольцевой улавливающий желоб, содержащий наклонную поверхность, которая понижается в направлении вращения вращательного блока заваривания. Понижение наклонной поверхности в направлении вращения способствует более эффективному выведению жидкости из коллектора.
Настоящее изобретение будет описано далее со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематично показана машина для приготовления напитков, содержащая коллектор согласно настоящему изобретению;
фиг. 2 - вид в перспективе с разрезом части машины по фиг. 1;
фиг. 3 - вид в перспективе сверху коллектора по настоящему изобретению;
фиг. 4 - вид в перспективе с разрезом по линии А-А коллектора по фиг. 3;
фиг. 5 - вид сверху коллектора по фиг. 3 и 4;
фиг. 6 - вид в перспективе с разрезом по линии В-В части машины по фиг. 2;
фиг. 7 - вид в перспективе снизу коллектора по фиг. 3, 4 и 5;
фиг. 8 - вид в перспективе узла слива напитка коллектора;
фиг. 9 - вид изнутри части узла слива по фиг. 8, без крышки;
фиг. 10 - детальный вид с разрезом машины, соответствующей предпочтительному варианту настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 изображен общий вид центрифужной машины 1 для приготовления напитков, соответствующей настоящему изобретению. В общем случае она содержит блок 2 заваривания, сконфигурированный для вращения с высокой угловой скоростью вдоль оси «I» вращения. Вращательный блок 2 заваривания включает в себя держатель 3 ингредиентов напитка и устройство 4 подачи жидкости. Во время операции заваривания держатель и устройство подачи жидкости соединены между собой через средства соединения (не показаны), благодаря чему они вращаются вместе с одинаковой угловой скоростью. Предусмотрены средства выпуска потока, обеспечивающие выход потока заваренной жидкости из блока заваривания и расположенные, к примеру, между держателем и устройством подачи жидкости или в самом держателе. Средства выпуска потока могут быть образованы кольцевым зазором 40, как показано на фиг. 1, каналом(ами) и/или отверстиями. Фиг.2 и 10 иллюстрируют другие примеры средств выпуска потока, которые включают в себя отверстия 36, 40, разделенные каналом 42. К примеру, на фиг. 2 и 10 изображена другая конфигурация с серией периферийных выходов 40, таких как сквозные отверстия, предусмотренные во внешней стенке 43 держателя 3 ингредиентов напитка. Эти выходы 40 сконфигурированы так, чтобы обеспечивать передачу центрифугированной заваренной жидкости от внутренней стороны держателя (вмещающей полости 41) к внешней стороне держателя в его верхней области. В настоящем описании еще будет сказано подробнее об этих средствах для выпуска потока, но они при этом могут не ограничивать объем настоящего изобретения.
Вращение блока заваривания достигается за счет сборки в корпусе машины держателя 3 и устройства 4 подачи жидкости, имеющих зацепление с передачей вращения друг другу, и приведения во вращение держателя или устройства подачи жидкости с помощью роторного двигателя 6. В данном примере держатель включает в себя ось 12 вращения, смонтированную посредством подшипников на нижнем корпусе 37 и соединенную с мотором 6 так, чтобы обеспечивать вращение держателя и тем самым опосредованно вращать устройство 4 подачи жидкости.
Держатель 3 может содержать чашеобразную полость для вмещения ингредиентов напитка или порционной упаковки, к примеру капсулы, содержащей ингредиенты напитка (к примеру, молотый кофе). Ингредиенты напитка, такие как молотый кофе, могут загружаться в держатель непосредственно или же в составе одноразовой или многоразовой капсулы (не показана), что зависит от конкретной машины.
Устройство 4 подачи жидкости сконфигурировано для подачи жидкости в блок заваривания для ее перемешивания с ингредиентами напитка, находящимися в держателе. Для этого вдоль оси вращения устройства подачи предусмотрена головка 5 нагнетания жидкости. Головка нагнетания жидкости может представлять собой трубку, шланг или иглу, сконфигурированную для нагнетания жидкости во вмещающую полость. Жидкость подается к устройству подачи жидкости из жидкостного резервуара 7 машины или же от внешнего источника жидкости, к примеру водопровода питьевой воды. Подходящий насос 8, к примеру электрический насос, сообщается по потоку с каналом жидкости между резервуаром и устройством подачи жидкости и может приводиться в действие для подачи жидкости от резервуара 7 к головке 5 нагнетания. Насос может представлять собой центробежный или поршневой насос или любой другой тип подходящего насоса. Насос соединен электрически с блоком 10 управления, который управляет насосом, регулируя расход и количество жидкости, подаваемой в блок заваривания. Подразумевается, что машина может и не содержать насоса. К примеру, машина может быть сконфигурирована для подачи воды в блок заваривания самотеком. В качестве одного из таких примеров резервуар 7 жидкости может быть расположен над головкой 5 нагнетания жидкости, а линия подачи жидкости может включать в себя по меньшей мере один регулирующий клапан (не показан) для открытия и закрытия головки нагнетания или резервуара.
Предпочтительно, чтобы машина содержала нагреватель 9 для нагревания жидкости, перед тем как она будет дозирована через нагнетательную головку 5 устройства 4 подачи жидкости. К примеру, нагреватель может представлять собой проточный нагреватель или термоблок. Жидкость, поступающая в нагреватель, может подогреваться до температуры, которая соответствует оптимальной температуре заваривания приготовляемого напитка. Для этого на нагревателе и/или ниже него по потоку обычно предусмотрен по меньшей мере один датчик температуры жидкости, который позволяет гарантировать, что температура жидкости, выходящей из нагревателя или поступающей в блок заваривания, не превышает определенного порога или профиля температуры. Дальнейшее управление температурой с участием нагревателя и датчика(ов) осуществляется блоком 10 управления, который получает входные данные температуры от датчика, а также включает и выключает нагреватель в порядке регулировки температуры по отношению к определенному ее порогу или профилю.
Следует отметить, что блок 10 управления (к примеру, микроконтроллер) приспособлен для управления различными функциями машины для приготовления напитков, в частности угловой скоростью блока заваривания, которая определяет также важные характеристики заваривания, такие как скорость протекания напитка. Машина может включать в себя и пользовательский интерфейс (не показан), позволяющий пользователю выбирать, к примеру, необходимый объем напитка и/или прерывать цикл заваривания в необходимый момент времени. Пользовательский интерфейс может позволять также пользователю выполнять другие настройки, которые включают в себя, но не ограничиваются этим, температуру готового напитка, или инициировать подачу в напиток других компонентов, таких как молоко, из другого модуля машины (не показан). Разумеется, определенные настройки могут запускаться автоматически, к примеру, посредством идентификации кода на капсуле, содержащей ингредиенты напитка.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения машина для приготовления напитков содержит коллектор 11 напитка для улавливания заваренной жидкости, центрифугируемой и поступающей из блока 2 заваривания. Для этого коллектор содержит кольцевой улавливающий желоб 13. Предпочтительно, чтобы коллектор продолжался в виде кольца на периферии блока заваривания.
Фиг.3-7 иллюстрируют предпочтительный, но не ограничительный пример выполнения коллектора напитка по настоящему изобретению.
Кольцевой улавливающий желоб 13 содержит наклонную поверхность 15, продолжающуюся по круговой оси «О», как показано на фиг. 5. Кроме того, коллектор содержит по меньшей мере, один выход 14, имеющийся в улавливающем желобе. Выход 14 продолжается и в радиальном и круговом направлениях. По окружной или круговой оси выход имеет высший край и низший край, противоположный высшему краю.
Предпочтительно, чтобы улавливающий желоб имел нижнюю стенку, которая ограничивает наклонную поверхность. Наклонная поверхность понижается по круговой оси «О» в направлении выхода. Более предпочтительно, чтобы наклонная поверхность являлась геликоидной поверхностью. Кроме того, желоб может быть разграничен круговой вертикальной внутренней стенкой 16 и круговой вертикальной внешней стенкой 17. Эти две стенки и нижняя стенка, взятые вместе, образуют улавливающий желоб, который может иметь, таким образом, по существу U-образную форму в поперечном сечении коллектора. Наклонная поверхность понижается в том смысле, что принимая за ориентир выход 14, наклонная поверхность имеет высшую точку 18 и низшую точку 19; эти точки 18, 19 разнесены в улавливающем желобе по окружности. Предпочтительно, чтобы наклонная поверхность продолжалась по дуговому отрезку «Р» желоба и градусная мера этого отрезка составляла по меньшей мере 250 градусов, а более предпочтительно по меньшей мере 300 градусов. К примеру, для наклонной поверхности с градусной мерой около 350 градусов осевая высота между высшей точкой 18 и низшей точкой 19 составляет 3-20 мм. Следует отметить, что наклонная поверхность 15 может быть и не плоской в поперечном сечении, но также вогнутой. Более того, наклонная поверхность может сходиться в точку в поперечном сечении коллектора или геликоидную линию вдоль оси «О», так что внутренняя и внешняя стенки сходятся друг с другом в низшей точке, придавая улавливающему желобу V-образную форму.
Предпочтительно, чтобы наклонная поверхность сходилась с низшим по окружности краем выхода. Другими словами, низшая точка 19 наклонной поверхности совпадает с указанным низшим краем выхода 14 или, по меньшей мере, находится не намного выше этого края. Благодаря этому жидкость может стекать с наклонной поверхности непосредственно в выход без образования перед выходом зоны застоя из остаточной жидкости.
Точно так же предпочтительно, чтобы наклонная поверхность заканчивалась вблизи выхода или на нем. В иллюстрируемом примере высшая точка 18 наклонной поверхности несколько отстоит от верхнего или высшего по окружности края выхода. При такой конфигурации между основной наклонной поверхностью 15 и верхним краем выхода 14 предусмотрена вторая наклонная поверхность 20 с обратным уклоном и меньшей угловой длиной. Благодаря этому жидкость направляется вниз к выходу и на этом переходном участке желоба.
Как видно из чертежей, наклонная поверхность образует равномерно понижающуюся поверхность в направлении выхода. Можно предусмотреть и неравномерное понижение, к примеру ступенчатое прогрессирующее понижение, хотя такая конфигурация менее предпочтительна.
2
Конфигурация выхода 14 может быть весьма различна. Тем не менее, для всех вариантов настоящего изобретения предпочтительно, чтобы выход продолжался по окружности с уклоном относительно круговой плоскости коллектора (то есть плоскости, перпендикулярной оси I). Уклон ориентирован в обратную сторону относительно уклона наклонной поверхности, так что выход образует как бы «рот» для приема жидкости, циркулирующей в желобе по направлению к нему. Предпочтительно, чтобы выход продолжался по своей ширине, составляющей по меньшей мере 0,5, а более предпочтительно по меньшей мере 0, 75 от наибольшей ширины «W» улавливающего желоба. Предпочтительно, чтобы ширина выхода была по существу равна этой наибольшей ширине. Сечение выхода может быть обусловлено множеством факторов, в частности - оно должно быть достаточно широким и обеспечивать быстрое удаление скапливающейся жидкости, поступившей из центрифужного блока заваривания. В общем случае общая площадь просвета выхода составляет 20-300 мм. Предпочтительна такая конфигурация выхода, при которой он имеет большую круговую длину и малую радиальную ширину. Форма выхода также может быть разной. Она может быть прямоугольной, квадратной, треугольной, трапецеидальной, круговой, овальной, продолговатой и т.д. Выход может быть образован и несколькими отверстиями, образующими решетку или сито для прохождения напитка.
Число выходов в улавливающем желобе также может быть разным. К примеру, в улавливающем желобе может быть предусмотрено два или более выхода, разнесенных на некоторое расстояние по окружности и отделенных друг от друга наклонными поверхностями. К примеру, два выхода в улавливающем желобе могут быть разнесены примерно на 180 градусов и отделены на каждом из своих краев наклонной поверхностью. Число выходов может быть равно двум, трем или более. Для того чтобы центрифугированная жидкость оптимальным образом сливалась из улавливающего желоба, в кольцевой области между выходами предусмотрена по меньшей мере одна наклонная поверхность.
В соответствии с предпочтительной конфигурацией коллектора в машине (фиг. 6) вращательный блок заваривания сконфигурирован для вращения в направлении R вращения, к примеру по часовой стрелке, а коллектор расположен вокруг вращательного блока заваривания (в целях наглядности изображен только частичный вид держателя 3). Наклонная поверхность улавливающего желоба сконфигурирована так, чтобы понижаться в направлении R вращения вращательного блока заваривания. Таким образом, поверхность неуклонно понижается в направлении «М» импульса потока жидкости, как показано на фиг. 6.
В соответствии с предпочтительной конфигурацией улавливающий желоб 13 сконфигурирован таким образом, чтобы вертикальная внешняя стенка 17 задавала глубину «d» желоба, возрастающую по мере понижения наклонной поверхности (фиг. 4).
Фиг.8 и 9 иллюстрируют предпочтительный пример выполнения узла 21 слива напитка, входящего в состав коллектора по настоящему изобретению. Этот узел связан с улавливающим желобом таким образом, чтобы направлять к сливному тракту 22 напиток, прошедший через выход 14. Таким образом, выход 14 продолжен выпускным каналом 23, который расположен ниже улавливающего желоба и ориентирован по круговой оси «О» или концентрически к оси «О», или тангенциально к этой оси, или даже расходится по кривой относительно указанной оси. Выпускной канал может быть криволинейным или прямолинейным. Предпочтительно, чтобы в сливном узле были предусмотрены средства преграждения потока, которые сконфигурированы для замедления потока жидкости после его прохождения через выход. В частности, поперек линии протяженности канала 23, ниже выхода по потоку продолжается поперечная, к примеру радиальная, стенка 24. Таким образом, поток жидкости с большим импульсом, проходящий через выход, резко тормозится поперечной стенкой 24. Кроме того, в сливном узле может быть предусмотрен зигзагообразный барьер 25 для дополнительного переориентирования потока. Барьер 25 может быть задуман таким образом, чтобы частично отделять канал 23 от второго канала или камеры 26, которая способна вместить ровно столько жидкости, чтобы заваренная жидкость не затекала обратно в улавливающий желоб.
Еще дальше за каналом 23 по потоку предусмотрен сливной тракт 22, который должен быть, по возможности, хотя не обязательно, ориентирован поперек круговой оси «О». Тракт 22 может содержать канал 27. Этот канал может быть снабжен также средствами повышения плавности потока жидкости или «рассекателем потока», к примеру решеткой или структурой 28 для разделения потока. Узел слива напитка может содержать еще и продувочное отверстие или канал 29, расположенный на верху сливного тракта, для выравнивания давления в сливном тракте.
Следует отметить, что узел 21 слива напитка может быть образован формованными пластиковыми и/или металлическими частями, к примеру корпусом 30 и крышкой 31, смонтированной на корпусе. Корпус может включать в себя главную барьерную структуру, то есть стенку 24, зигзагообразный барьер 25 и тракт 22. Сборка этих двух частей может быть выполнена посредством клепки, завинчивания и/или сварки. Узел может быть легко присоединен к улавливающему желобу 13 посредством завинчивания, клепки и/или сварки, как показано на фиг. 7. Разумеется, могут быть предусмотрены и другие сборочные структуры, которые отличаются от представленных, без выхода за рамки объема настоящего изобретения.
В соответствии с другим аспектом коллектора по настоящему изобретению, который проиллюстрирован фиг. 4, 6 и 7, кольцевой улавливающий желоб 13 подогревается. Для этого желоб выполнен в виде или же термически связан с блоком 33 подогрева. Предпочтительно, чтобы блок подогрева включал в себя по меньшей мере один нагревательный элемент 32. Предпочтительно, чтобы средства подогрева, к примеру один или более элементов, продолжались по кольцевому участку желоба. Более предпочтительно, чтобы они продолжались вдоль кругового отрезка с градусной мерой, по меньшей мере 300 градусов, более предпочтительно по меньшей мере 320 градусов, а предпочтительнее всего по меньшей мере 340 градусов. Нагревательный элемент соединен с электрическими проводами 35, электрическими выводами 34 и выводом 49 заземления, которые изображены только в частичном виде.
Нагревательный элемент может быть расположен в блоке таким образом, чтобы окружать улавливающий желоб из соображений оптимальной интеграции коллектора в машине, в частности, ввиду внутреннего расположения блока заваривания. Поэтому диаметр нагревательного элемента 32 больше диаметра линии протяженности улавливающего желоба 13 (фиг. 6). Однако могут быть предусмотрены и другие конфигурации, к примеру расположение одного или более нагревательных элементов такого же или меньшего диаметра под или над желобом.
Блок подогрева может быть выполнен из металлического материала, имеющего высокую теплопроводность, к примеру меди, латуни, алюминия, стали и т.п. Нагревательный элемент может представлять собой нагревательный резистор, нагревательный картридж или толстую пленку. Если блок подогрева образует также улавливающий желоб, то может быть необходимо пищевое защитное покрытие, к примеру фторполимерное покрытие (такое как TEFLON, ILAFLON). Покрытие может быть подобрано исходя из требований высокой стойкости к абразивному истиранию и налипанию пищи. В целях безопасности коллектор и его электрические средства могут быть дополнительно изолированы термически и электрически от остальной части машины пластиковыми элементами и/или оболочкой, к примеру из тефлона.
Управление температурой блока подогрева коллектора может осуществляться посредством по меньшей мере, одного датчика 48 температуры, к примеру элемента(ов) NTC, находящихся в контакте или вмонтированных в блок подогрева. Диапазон регулировки температуры коллектора может составлять 60-100°С. Температура может варьироваться в зависимости от типа напитка, количества выходящего напитка и/или скорости его вытекания. Температура или профиль температур могут регулироваться и таким образом, чтобы температура блока подогрева снижалась по мере уменьшения скорости вытекания и/или при уменьшении количества напитка (к примеру, кофе). Блок подогрева может содержать также один или более электрических предохранителей, которые могут прерывать ток к нагревательному элементу или элементам для предотвращения перегрева коллектора.
В соответствии с более детальным видом на фиг. 10 блок заваривания сконфигурирован вместе с коллектором в машине таким образом, что вертикальная внешняя стенка 17 коллектора образует также с вращательным блоком заваривания промежуток 38 для прохождения жидкости.
Более конкретно держатель ингредиентов напитка продолжен выпускной стенкой 43, которая вдается в коллектор, в частности улавливающий желоб. Выпускная стенка 43 содержит серию выходов 40, обеспечивающих удаление заваренной жидкости из блока заваривания в процессе центрифугирования. Выходы 40 сообщаются с входами 36 стенки через каналы или кольцевую камеру 42. Входы 36 сообщаются с вмещающей полостью держателя. К примеру, они сообщаются с выходами, предусмотренными в (кофейной) капсуле, которая вмещена в этой полости (не показана). Промежуток 38 для прохождения жидкости задает радиальный отрезок или ширину, измеряемую на уровне выходов 40, между выпускной стенкой 43 держателя 3 ингредиентов напитка и внутренней поверхностью внешней стенки 17. Этот промежуток для прохождения жидкости продолжается далее книзу и переходит в улавливающий желоб 13, благодаря чему в нем может собираться жидкость, идущая от входов 36 блока заваривания и натекающая на внешнюю стенку 17 под действием центробежных сил в процессе заваривания напитка. Что особенно важно, эта радиальная ширина промежутка 38 для прохождения жидкости, характеризующая также «отрезок пролета» жидкости, проходящей от держателя к внешней стенке 17 коллектора, контролируется для оптимального образования пенки напитка, в частности в случае кофе - густой и стойкой «кремы», содержащей мелкие пузырьки. Предполагается, что текстура и густота пенки формируются в этом промежутке 38 для прохождения жидкости. Поэтому предпочтительная радиальная ширина («отрезок пролета» заваренной жидкости) промежутка 38 для прохождения жидкости отсчитывается от края выходов 40, ближайшего к внешней стенке 17. Этот отрезок или ширина пролета составляет 0,5-1,5 мм, более предпочтительно 0,7-1,0 мм, а предпочтительнее всего около 0,8 мм. Следует также отметить, что выходы 40 могут быть замещены сплошной щелью, предусмотренной в держателе, без выхода за рамки объема настоящего изобретения.
Следует отметить, что частная структура держателя ингредиентов напитка, показанная на фиг. 10, отражает предпочтительный вариант, но не ограничивает объем настоящего изобретения. Этот держатель сконфигурирован для обеспечения его лучшей интеграции с коллектором при контролируемом протекании жидкости через промежуток 38 для прохождения жидкости, как описано выше. Держатель сконфигурирован и для упрощения его соединения с устройством подачи жидкости, к примеру, описанным в одновременно рассматриваемой заявке РСТ/ЕР11/061083 под названием «Устройство для приготовления напитка посредством центрифугирования».
К примеру, держатель 3 может быть сконфигурирован для вмещения капсулы с напитком (не показана) в своей вмещающей полости 41. Вмещающая полость может быть снабжена механизмом 46 выгрузки капсулы, к примеру описанным среди прочего в одновременно рассматриваемой заявке №11167862.9 на европейский патент, озаглавленной как «Устройство и способ выгрузки капсулы из аппарата для приготовления напитков». Когда блок заваривания вращается с высокой скоростью, заваренная жидкость проталкивается через распределенные по периферии входы 36 держателя. Заваренная жидкость протекает, таким образом, в канале(ах) или камере 42, которые перераспределяют жидкость для ее вытекания через выходы 40. Нижний смыкающий участок 39 стенки 43 смыкает также нижнюю часть выходов 40 и заставляет поток двигаться радиально в направлении внешней стенки коллектора. Таким образом, заваренная жидкость может поступать в промежуток 38 для прохождения жидкости и далее вниз в улавливающий желоб 13.
Между внешней стенкой и корпусом 37 может быть предусмотрен также верхний уплотнитель 47, который предотвращает переливание жидкости за коллектор. Заваренная жидкость затем поступает к сливному узлу коллектора, как описано выше, и собирается в сборной емкости, такой как чашка или кружка. В других возможных машинах для приготовления напитков конфигурация держателя ингредиентов напитка может быть упрощена. К примеру, при другой конфигурации (не показана) может быть предусмотрен простой набор выходов в другой стенке держателя, которые обеспечивают сообщение вмещающей полости с промежутком 38 для прохождения жидкости.
Держатель 3 ингредиентов напитка может иметь также участок стенки 44, продолжающийся кверху по другую сторону от выпускной стенки 43 и обеспечивающий соединение держателя с устройством подачи жидкости блока заваривания. Другими словами, этот участок стенки позволяет закрывать блок заваривания для осуществления процесса центрифугирования. Этот участок стенки 44 может содержать соединительные средства, такие как кольцевой паз 45. Паз 45 может быть ориентирован вовнутрь и сконфигурирован для вмещения одного или более стыкующихся с ним соединительных средств устройства подачи жидкости, к примеру подпружиненных штырей (не показаны), как описано в одновременно рассматриваемой заявке РСТ/ЕР11/061083 на международный патент.
Кроме того, соединительный участок может содержать средства 50 механического сцепления, продолжающиеся по кольцу, которые сконфигурированы для сопряжения со стыкующимися с ними сцепными средствами (не показаны) устройства подачи жидкости. Эти сцепные средства повышают сопротивление проворачиванию соединения между держателем ингредиентов напитка и устройством подачи жидкости. В результате улучшается сцепление устройства подачи жидкости с держателем, приводимым во вращение двигателем. Снижаются также механические ограничения для вставленной капсулы (содержащей ингредиенты напитка), что уменьшает риск повреждения упаковочного материала капсулы.
Следует отметить, что настоящее изобретение может быть применимо к центрифужным машинам для приготовления напитков, использующим порционные упаковки, такие как капсулы, или машинам других типов, к примеру кофемашинам, использующим молотый кофе, подаваемый из банки или размалывающего устройства.
Цифровые обозначения ссылочных позиций на фигурах:
1: Центрифужная машина для приготовления напитков
2: Вращательный блок заваривания
3: Держатель ингредиентов напитка
4: Устройство подачи жидкости
5: Канал впуска жидкости
6: Приводной двигатель
7: Резервуар жидкости
8: Насос прокачки жидкости
9: Подогреватель жидкости
10: Блок управления
11:Коллектор
12: Ось вращения
13: Кольцевой улавливающий желоб
14: Выход улавливающего желоба
15: Наклонная поверхность
16: Внутренняя стенка
17: Внешняя стенка
18: Высшая точка
19: Низшая точка
20: Вторая наклонная поверхность
21: Узел слива напитка
22: Сливной тракт
23: Первый канал
24: Поперечная стенка
25: Зигзагообразный барьер
26: Второй канал
27: Канал сливного тракта
28: Разделитель потока
29: Продувочное отверстие
30: Корпус
31: Крышка
32: Нагревательный элемент
33: Блок подогрева
34: Электрические выводы
35: Электрические провода
36: Входы или отверстия
37: Нижний корпус
38: Промежуток для прохождения жидкости
39: Участок смыкающей стенки держателя
40: Отверстия или выходы
41: Вмещающая полость держателя
42: Канал или камера
43: Выпускная стенка держателя
44: Соединительный участок стенки
45: Кольцевой паз
46: Механизм выгрузки капсулы
47: Уплотнитель
48: Датчик температуры
49: Вывод заземления
50: Средства механического сцепления