СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОФЕЙНОГО НАПИТКА, А ТАКЖЕ КОФЕМАШИНА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА
METHOD FOR PREPARATION OF COFFEE DRINK AS WELL AS COFFEE MAKER USED FOR SAID METHOD

Данное изобретение относится к способу для приготовления кофейного напитка в заварной камере кофемашины, а также к кофемашине для осуществления способа по приготовлению кофейного напитка в заварной камере.
В частности, изобретение относится к способу, в котором объемный расход, с которым кипяток подается к входу для кипятка заварной камеры, изменяется во время приготовления кофейного напитка.
При этом, по меньшей мере, одна часть подачи кипятка предпочтительно служит для первоначального нарастания давления в заварной камере.
Способы для приготовления кофейных напитков, в которых кипяток подается к заварной камере в тактовом или пульсирующем режиме, известны в технике. Так, например, US-патент 7225728 B2 описывает кофемашину, в которой устройство управления производит управление насосом для кипятка в пульсирующем режиме. Цель подобных способов, известных из уровня техники, постоянно обеспечивать по возможности полное смачивание водоотталкивающих частиц кофе тонкого помола внутри заварной камеры во время процесса заваривания. Таким образом, в известных из уровня техники способах уже было обнаружено, что внутри массы кофе тонкого помола, которая пропитана в заварной камере кипятком, при прохождении кипятка образуются регулярные приоритетные дорожки, так что смачивание общего количества кофе тонкого помола внутри заварной камеры недостаточно гомогенно (однородно) для оптимального образования вкуса. Подобные известные, например, из US 7225728 B2 способы предусматривают сейчас прерывистый режим работы насоса для кипятка, причем во время процесса заваривания насос для кипятка включается по истечении временного промежутка нескольких секунд, например десяти секунд, а затем снова выключается по истечении временного промежутка небольшого количества секунд, например пяти секунд. Подобная последовательность импульсов может более или менее часто повторяться во время процесса заваривания, исходя из специфического выполнения известного способа в зависимости от желаемого вкусового эффекта приготовляемого кофейного напитка. В любом случае в подобных способах, известных из уровня техники, получающийся объемный расход благодаря прерыванию в несколько секунд уменьшается до нуля посредством заварной камеры.
Далее на выходе заварной камеры известно предусматривать так называемый клапан для сливок. Как правило, подобный клапан оснащен автоматическим механическим возвратным устройством, как например спиральной пружиной, которая подпружинена в направлении закрытия клапана для сливок. В своем закрытом положении подобный известный клапан для сливок закрывает выход камеры, например, при помощи резиновой затычки. Если во время процесса заваривания давление воды внутри заварной камеры благодаря поданному кипятку повышается, то подобный известный клапан для сливок посредством повышающегося давления прижимается против возвратного усилия спиральной пружины в свое открытое положение, так что на выходе камеры образуется более или менее узкий пропускной зазор, через который заваренный кофейный напиток затем подается к выводному устройству, например к выходу для кофе. Цель этого пропускного зазора образовывать посредством завихрений выходящего кофейного напитка наиболее мелкопористую, связывающую аромат пенку, так называемый крем.
Немецкое описание полезной модели DE 202006014317 U1 показывает кофемашину с заварным элементом, подключенным к подаче горячей воды, причем в линию выхода кофе включен подпружиненный клапан для сливок, который автоматически открывается при нагрузке под давлением. В качестве приводного элемента дополнительно предусмотрен выполненный с возможностью управления установочный элемент для целенаправленного открытия клапана для сливок. Известное из DE 202006014317 U1 решение предусматривает разделение заварного цикла при приготовлении кофейного напитка на две фазы, причем во время первой фазы насос, который подает кипяток в заварной элемент или заварную камеру, эксплуатируется с номинальной мощностью или со средней мощностью. На последующей второй фазе заварного цикла насос либо продолжает управляться с номинальной мощностью, либо управляется с более высокой мощностью, для того, чтобы по возможности достигать высокого давления внутри заварной камеры на второй фазе заварного цикла.
US-описание изобретения к выложенной заявке US 2007/0261564A1 показывает способ для извлечения кофе эспрессо из эспрессо-кофемашины, причем эспрессо-кофемашина имеет экстракционную камеру, к которой горячий кипяток может подаваться под контролем. В известном из US 2007/0261564A1 способе предусмотрено во время шага перед завариванием проводить горячую воду в заварную камеру при помощи пониженного давления или с пониженной интенсивностью расхода, а после заварной паузы во время второй фазы заваривания предусмотрено проводить кипяток в заварную камеру при помощи высокого давления или с высокой интенсивностью расхода.
Известные способы для приготовления кофейных напитков, упомянутого вначале вида, в обычных кофемашинах имеют теперь тот недостаток, что во время процесса заваривания в зависимости от давления внутри заварной камеры клапан для сливок внезапно открывается в любой момент, который зависит от различных мешающих параметров, как, например, изменяющееся подпружинивание или прилипание резиновой затычки, так что кофейный напиток, который с высоким давлением покидает затем заварную камеру и который введен в выход для кофе, устремляется с высокой скоростью и изначально с высоким давлением из выхода для кофе кофемашины, например, в пустую чашку.
Подобный, изначально внезапный выход кофейного напитка может, тем не менее, привести невыгодным образом к разбрызгиванию кофейного напитка на выходе для кофе. В худшем случае при обширном разбрызгивании возможны даже ожоги горячим кофе стоящих вокруг людей.
Поэтому в основе данного изобретения лежит задача предотвратить упомянутые недостатки и, в частности, предоставить способ для приготовления кофейного напитка в заварной камере, а также предоставить кофемашину для осуществления способа, при помощи которого выдача кофе на выходе, в частности, на первой фазе приготовления кофе может усовершенствоваться при одновременно оптимизированном смачивании молотого кофе и при неизменно высоком качестве крема, если используется клапан для сливок.
Эта задача решается с помощью способа для приготовления кофейного напитка с признаками пункта 1 формулы изобретения, а также с помощью кофемашины с признаками пункта 18 формулы изобретения.
Для соответствующего изобретению способа для приготовления кофейного напитка в заварном устройстве кофемашины заварное устройство имеет заварную камеру для приема молотого кофе, а заварная камера имеет вход для кипятка и выход камеры. Посредством введения горячего кипятка в заварную камеру через вход для кипятка протекающий таким образом сквозь заварную камеру кипяток смачивает помещенный в заварной камере молотый кофе, так что на выходе камеры может выдаваться заваренный кофейный напиток. Кроме того, кофемашина оснащена клапаном для сливок, причем клапан для сливок подпружинен в направлении закрытия при помощи автоматического механического возвратного устройства и закрывает выход заварной камеры в этом заданном подпружиниванием закрытом положении. С преодолением подпружинивания возвратного устройства, в частности спиральной пружины, клапан для сливок рассчитан для того, чтобы освобождать выход камеры при образовании пропускного зазора.
При этом соответствующий изобретению способ включает в себя первый шаг подачи и второй шаг подачи, причем на первом шаге подачи кипяток сначала подается к входу для кипятка заварной камеры с отличным от нуля первым объемным расходом в течение первого временного промежутка первой фазы заваривания и причем на втором шаге подачи кипяток, по меньшей мере, периодически подается к входу для кипятка с отличным от нуля вторым и/или третьим объемным расходом в течение временного промежутка, который непосредственно следует за первым временным промежутком первой фазы заваривания. В течение этого временного промежутка, следующего непосредственно после первого временного промежутка первой фазы заваривания, клапан для сливок открывается благодаря подходящему выбору второго или третьего объемного расхода. В соответствующем изобретению способе второй объемный расход кипятка отличен от первого объемного расхода.
При этом в соответствующем изобретению способе первый временной промежуток первой фазы заваривания предпочтительно включает в себя также временной промежуток, в котором происходит первоначальное нарастание заварного давления внутри заварной камеры.
Среди прочего, соответствующий изобретению способ имеет то особое преимущество, что благодаря подходящему выбору первого объемного расхода во время первого временного промежутка первой фазы заваривания, а также благодаря подходящему выбору второго или третьего объемного расхода непосредственно во время последующего временного промежутка внезапное, т.е. неожиданное открытие клапана для сливок может в значительной степени предотвращаться, так что, в частности, в начале приготовления кофе кофейный напиток не выдается внезапно и с высоким давлением из выхода камеры. Благодаря подходящему выбору первого объемного расхода и второго или третьего объемного расхода одновременно остается гарантированной достаточно высокая скорость выдачи заваренного кофейного напитка из выхода камеры. Вследствие того, что одновременно помол сравнительно медленно смачивается, по меньшей мере, в течение одного из временных промежутков, вкусовые вещества и ароматы, которые должны выделяться из молотого кофе, имеют достаточное время на переход в водянистую фазу. Благодаря более медленной, по меньшей мере, в течение одного из временных промежутков, скорости течения кипятка через заварную камеру одновременно гарантировано то, что нагревательный элемент, нагревающий кипяток, может отдавать в кипяток более постоянную температуру, так что температура заваривания остается в значительной степени постоянной в течение процесса заваривания.
В предпочтительном усовершенствовании изобретения отдельные временные промежутки предусмотрено устанавливать посредством измерения объема. В частности, здесь возможно измерять количество поданного к заварной камере кипятка, причем здесь может предпочтительно использоваться расходомер (измеритель расхода жидкости). При этом продолжительность временных промежутков ставится в соответствие с объемным количеством, например, в зависимости от определенного известного диапазона заварного давления, соотнесенного с количеством кипятка, которое подано к заварной камере на первой фазе заваривания, или также - по окончании нарастания давления - в зависимости от предварительно установленного количества или имеющего возможность предварительной установки количества выдаваемого кофейного напитка. Вследствие этого гарантировано то, что всегда сопоставимое количество кипятка подается к заварной камере независимо от конкретного момента открытия клапана для сливок, в частности, во время первого временного промежутка первой фазы заваривания, в котором происходит нарастание заварного давления. Кроме того, таким образом, гарантировано то, что выданное количество кофейного напитка может определяться относительно точно.
Вместо этого или также дополнительно аналогичным образом может быть также предусмотрено измерять выданный из заварной камеры объем. Здесь также может снова использоваться расходомер, который расположен, например, между выходом заварной камеры и линией выдачи кофе. Само собой разумеется, подобное, произведенное после выхода измерение возможно только после открытия клапана для сливок, то есть, в частности, не во время первого временного промежутка первой фазы заваривания. Поэтому произведенное во время подачи измерение объема является более предпочтительным по сравнению с подобным, произведенным после выхода измерением.
Предпочтительным образом, второй шаг соответствующего изобретению способа включает в себя шаг подачи кипятка к входу для кипятка с отличным от нуля вторым объемным расходом во время второго временного промежутка первой фазы заваривания.
Кроме того, предусмотрено, например то, что второй объемный расход меньше, чем первый объемный расход. Таким образом, может достигаться, что процесс заваривания начинается относительно быстро, то есть что во время первого временного промежутка, в течение которого в заварную камеру поступает первый, больший объемный расход, кофе тонкого помола смачивается в значительной степени полностью. Тогда благодаря сокращению объемного расхода в заключительном втором временном промежутке первой фазы заваривания гарантировано то, что, несмотря на относительно быстрое начало процесса заваривания первой фазы заваривания, клапан для сливок открывается относительно плавно, что влечет за собой также плавную, относительно равномерную выдачу заваренного кофейного напитка из выхода камеры, даже непосредственно после этого процесса открытия клапана для сливок.
Похожим образом, может быть предусмотрено, что третий объемный расход меньше, чем первый объемный расход, так что снова гарантировано относительно плавное равномерное открытие клапана для сливок.
Для дальнейшего улучшения качества выданного заваренного кофейного напитка может быть предусмотрена дальнейшая вторая фаза заваривания, следующая за первой фазой заваривания. Как правило, в подобном случае во время первой фазы заваривания происходит так называемое предварительное заваривание, то есть в значительной степени полное смачивание кипятком кофе тонкого помола внутри заварной камеры; настоящее заваривание кофе происходит затем в последующей второй фазе заваривания. В таком случае соответствующий изобретению способ дополнительно включает в себя третий и четвертый шаги подачи кипятка, причем в течение третьего шага подачи кипяток подается к входу для кипятка заварной камеры с отличным от нуля третьим объемным расходом во время первого временного промежутка второй фазы заваривания, и причем на четвертом шаге подачи кипяток подается к входу для кипятка с отличным от нуля четвертым объемным расходом во время второго временного промежутка второй фазы заваривания. Для этого предпочтительного усовершенствования четвертый объемный расход отличен от третьего объемного расхода.
Однако при этом для преимущества не является обязательно необходимым, если третий объемный расход во время первого временного промежутка второй фазы заваривания имеет похожий порядок величин, как второй объемный расход во время второго временного промежутка первой фазы заваривания. В любом случае благодаря подходящему выбору третьего объемного расхода, в частности, относительно второго объемного расхода, гарантировано то, что клапан для сливок снова и опять относительно плавно открывается при относительно медленном освобождении выхода камеры, даже если он (клапан) после окончания второго временного промежутка первой фазы заваривания, вероятно, снова прижимается в свое закрытое положение посредством возвратного устройства. Таким образом, может быть также гарантировано, что даже в том случае, если во время второго временного промежутка первой фазы заваривания клапан для сливок не открывался совсем, плавное освобождение выхода камеры, то есть плавное открытие клапана для сливок, происходит в любом случае в последующем первом временном промежутке второй фазы заваривания. Подобный режим работы может, в частности, получаться благодаря изменяющимся параметрам клапана для сливок, как, например, износ возвратного устройства или склеивание уплотняющей резиновой затычки, которая закреплена на клапане для сливок, с выходом камеры. Хотя момент открытия клапана для сливок не может точно и заранее указываться посредством этих изменяющихся факторов, тем не менее, благодаря предпочтительному усовершенствованию соответствующего изобретению способа гарантировано то, что открытие клапана для сливок происходит плавно и не внезапно, по меньшей мере, во время одного из обоих рассматривающихся временных промежутков, а именно во время второго временного промежутка первой фазы заваривания и/или во время первого временного промежутка второй фазы заваривания. Таким образом, можно также, в частности, отказаться от дорогостоящих дополнительных датчиков, которые регистрируют открытие или закрытие клапана для сливок.
В дальнейшем предпочтительном усовершенствовании соответствующего изобретению способа предусмотрено, что четвертый объемный расход больше третьего объемного расхода. В этом случае, в то время как относительно плавное открытие клапана для сливок непременно произошло во время второго временного промежутка первой фазы заваривания и/или во время первого временного промежутка второй фазы заваривания, и выход заварной камеры находится в таком случае в открытом состоянии, благодаря последующему увеличению объемного расхода кипятка во время второго временного промежутка второй фазы заваривания кофейный напиток может затем выдаваться быстро. Наряду с сокращением времени ожидания готового заваренного кофейного напитка эта быстрая выдача во время второго временного промежутка второй фазы заваривания благодаря четвертому объемному расходу, который является более высоким по сравнению с третьим объемным расходом, имеет далее то преимущество, что из молотого кофе не выделяется большое количество ненужных горьких веществ, которые неприятным образом могли бы ухудшить вкус кофейного напитка.
Кроме того, предпочтительным образом может быть предусмотрено прерывать подачу кипятка к входу для кипятка во время заварной паузы, которая расположена по времени между первой фазой заваривания и второй фазой заваривания. В подобной заварной паузе между фазой предварительного заваривания и завариванием кофе, то есть между первой фазой заваривания и второй фазой заваривания, благодаря соответственно более медленному смачиванию помола кипятком, который задерживается в заварной камере в течение заварной паузы, качество выдаваемого кофейного напитка может далее повышаться, так как продлевается далее временной промежуток, в котором вкусовые вещества и ароматы переходят в водянистую фазу.
Однако в этом случае также одновременно гарантировано то, что клапан для сливок открывается относительно плавно - а именно во время второго временного промежутка первой фазы заваривания, в котором второй объемный расход проходит сквозь заварную камеру, и/или во время первого временного промежутка второй фазы заваривания, в то время как сквозь заварную камеру проходит третий объемный расход, - так что в этом случае также не происходит непреднамеренное разбрызгивание выходной струи кофе на выходе для кофе, которое расположено ниже выхода камеры.
Наиболее предпочтительным образом способ адаптирован таким образом, что во время первого временного промежутка первой фазы заваривания к заварной камере подается больший объем кипятка, чем во время второго временного промежутка первой фазы заваривания. В этом случае с относительно высокой скоростью во время первого временного промежутка образуется достаточное давление внутри заварной камеры, так что помол смачивается по существу полностью. Одновременно в этом случае объемный расход уменьшается только тогда, когда в рамках параметров клапана для сливок следует впервые принимать в расчет обусловленное давлением открытие клапана для сливок. Предпочтительно предусмотрено, что во время первого временного промежутка первой фазы заваривания подается приблизительно 80% от общего объема кипятка первой фазы заваривания. Следовательно, на второй временной промежуток первой фазы заваривания остаются оставшиеся 20% от объема кипятка, который (объем) предусмотрен для первой фазы заваривания. Благодаря подобному распределению может достигаться относительно быстрое общее время приготовления кофе без слишком раннего уменьшения объемного расхода. Вследствие этого может снова предотвращаться внезапное открытие клапана для сливок.
Подобным образом альтернативно или дополнительно может быть предусмотрено подавать к заварной камере во время первого временного промежутка второй фазы заваривания меньший объем, чем во время второго временного промежутка второй фазы заваривания. Таким образом, следует, в частности, то преимущество, что также во время второй фазы заваривания, то есть во время основного заваривания кофе, оптимальным образом сокращается общее время, которое требуется для получения кофе. Таким образом, после того как во время относительно короткого первого временного промежутка второй фазы заваривания было обеспечено желаемое плавное открытие клапана для сливок, во время второго временного промежутка второй фазы заваривания достигается быстрая выдача кофе благодаря четвертому объемному расходу, который является более высоким по сравнению с третьим объемным расходом.
Наиболее предпочтительным образом предусмотрено, что второй временной промежуток первой фазы заваривания следует непосредственно или без перерыва за первым временным промежутком первой фазы заваривания. Подобным образом альтернативно или дополнительно может быть предусмотрено, что второй временной промежуток второй фазы заваривания следует непосредственно или без перерыва за первым временным промежутком второй фазы заваривания. Благодаря непрерывному уменьшению или увеличению соответствующих объемных расходов может достигаться в таком случае непрерывное протекание через заварную камеру. Это непрерывное протекание через заварную камеру или непрерывное повышение давления имеет то преимущество, что клапан для сливок после своего открытия посредством падения давления на выходе камеры не прижимается снова в свое закрытое положение. Кроме того, вследствие этого может в значительной степени предотвращаться перегрузка клапана.
В кофемашине для осуществления соответствующего изобретению способа предусмотрен насос, который подает кипяток к входу для кипятка заварной камеры. Кроме того, в кофемашине для осуществления соответствующего изобретению способа предусмотрено устройство управления насосом для управления насосом. Предусматривание насоса, который может управляться при помощи устройства управления насосом, имеет то преимущество, что, например, благодаря регулированию мощности насоса может относительно просто осуществляться требуемая многовариантность отдельных объемных расходов.
В частности, может быть предусмотрено выполнение насоса в виде насоса с качающимся поршнем. При этом подобный насос для подачи кипятка, который выполнен в виде насоса с качающимся поршнем, имеет, в частности, преимущество хорошей управляемости в отношении объемных расходов при одновременно хорошем коэффициенте полезного действия и продолжительном сроке службы. Однако, само собой разумеется, также возможно использование других типов насосов, если они допускают основанную на времени управляемость объемных расходов, которая требуется для соответствующего изобретению способа.
Предпочтительным образом может быть предусмотрено рассчитывать устройство управления насосом кофемашины для осуществления соответствующего изобретению способа таким образом, что оно (устройство) непрерывно изменяет объемные расходы поданного кипятка посредством управления насосом. Благодаря непрерывному изменению объемных расходов следует, в частности, то преимущество, что насос непрерывно работает, что позволяет непрерывную выдачу заваренного кофейного напитка и предотвращает обратное движение жидкости внутри выходных линий и внутри насоса.
Изменение объемных расходов с помощью устройства управления насосом при управлении с переменным напряжением, которое (управление) в частности для насоса с качающимся поршнем и без того необходимо, может происходить простым образом посредством полуволнового или периодического заглушения отдельных или нескольких следующих друг за другом полупериодов или полных периодов переменного напряжения. Таким образом, возможно особо простое уменьшение объемных расходов.
Однако устройством управления насосом также для уменьшения объемных расходов при управлении насосом с переменным напряжением может точно так же хорошо осуществляться соответствующее управление с фазовой отсечкой.
Кроме того, управление насосом может быть рассчитано для того, чтобы автоматически изменять различные параметры соответствующего изобретению способа в зависимости от помещенного или помещаемого вида молотого кофе или также от количества молотого кофе. К этим параметрам относятся, в частности, начало по времени первого временного промежутка и второго временного промежутка первой фазы заваривания и подобным образом начало по времени первого временного промежутка и второго временного промежутка второй фазы заваривания. Также к этим параметрам относятся продолжительность соответствующих временных промежутков первой фазы заваривания и подобным образом продолжительность соответствующих временных промежутков второй фазы заваривания. Также может быть предусмотрено автоматически изменять при помощи устройства управления насосом продолжительность заварной паузы соответствующего изобретению способа.
Дальнейшие детали изобретения и, в частности, вариант осуществления соответствующего изобретению способа разъясняются далее более подробно при помощи приложенных чертежей. На чертежах:
фиг. 1 показывает схематичное изображение кофемашины с насосом для кипятка, заварным устройством, которое включает в себя заварную камеру, и клапаном для сливок;
фиг.2 показывает в продольном разрезе заварное устройство согласно фиг.1;
фиг.3 показывает комбинированную диаграмму положения клапана для сливок и временных промежутков включения насоса для кипятка, в каждом случае во времени, в кофемашине согласно фиг.1 при осуществлении соответствующего изобретению способа согласно варианту осуществления; и
фиг.4 показывает дальнейшую диаграмму во времени перекаченного объема кипятка, которая (диаграмма) соответствует оси времени диаграммы с фиг.3.
Фиг.1 показывает подходящую для осуществления соответствующего изобретению способа по приготовлению кофейного напитка кофемашину 10 с заварным устройством 30 для приготовления кофейного напитка. Заварное устройство 30 включает в себя, в частности, заварную камеру 36 для приема молотого кофе, причем заварная камера 36 имеет вход 35-1 для подачи кипятка и выход 37 камеры для вывода кофейного напитка, заваренного в заварной камере 36.
Как видно на фиг.1 и 2, заварное устройство 30 соединено с линией 31 подачи кипятка, которая заканчивается входом 35-1 для кипятка и посредством которой нагретый кипяток подается в заварную камеру 36 с целью заваривания кофейного напитка. При этом необходимая температура кипятка (предпочтительно в диапазоне между 90°С и 95°С) в линии 31 подачи кипятка обеспечивается нагревом в нагревателе 24 кипятка, который может быть, например, выполнен в виде проточного нагревателя. С этой целью к нагревателю 24 кипятка подается свежая вода из водяного резервуара 20, причем необходимое давление воды создается насосом 23 (для кипятка), который в данном примере расположен между водяным резервуаром 20 и нагревателем 24 кипятка.
Кроме того, кофемашина 10 включает в себя линию 40 выдачи кофе, которая соединяет заварную камеру 36 с устройством 45 выдачи кофе и имеет конечную область, которая расположена со стороны заварной камеры 36 и соединена с ней, а также конечную область, которая расположена со стороны выдачи и соединена с устройством 45 выдачи кофе. Расположенная со стороны заварной камеры конечная область линии 40 выдачи кофе находится в проводящем жидкость соединении с выходом 37 камеры и служит для приема кофейного напитка, заваренного в заварной камере 36. В данном примере линия 40 выдачи кофе на отвернутом от заварного устройства 30 конце заканчивается устройством 45 выдачи кофе, которое имеет два расположенных друг около друга выхода 47 для кофе, через которые заваренный в заварном устройстве 30 кофейный напиток может вытекать из линии 40 выдачи кофе, например, в сосуд 49 для питья, который расположен под выходом 47 для кофе. Кроме того, на линии 31 подачи кипятка между водяным резервуаром 20 и нагревателем 24 кипятка расположен расходомер 22, для того чтобы предоставлять в распоряжение информацию о поданном к заварной камере 36 количестве кипятка или информацию об объемном расходе поданного в заварную камеру 36 кипятка. Само собой разумеется, подобный расходомер может быть также расположен между нагревателем 24 кипятка и заварным устройством 30. Кроме того, подобный расходомер возможно располагать дополнительно или исключительно на линии 40 выдачи кофе.
Как видно на фиг.1, кофемашина 10 оснащена, кроме того, блоком 50 управления, который включает в себя, в частности, устройство 50-1 управления насосом для управления насосом 23 и кроме того, выполнен, чтобы управлять проточным нагревателем 24 и заварным устройством 30. Как, в частности, видно на фиг.1, блок 50 управления или устройство 50-1 управления насосом соединено с расходомером 22 при помощи линии L1 для передачи измерительных и/или управляющих сигналов, так что измерительные сигналы расходомера 22 в отношении поданного к заварной камере 36 количества кипятка или в отношении объемного расхода поданного в заварную камеру 36 кипятка могут передаваться в блок 50 управления или в устройство 50-1 управления насосом при помощи линии L1. Кроме того, устройство 50-1 управления насосом соединено с насосом 23 (для кипятка) при помощи линии L2 для передачи управляющих сигналов, причем при помощи этой линии L2 управляющие сигналы могут передаваться между устройством 50-1 управления насосом и самим насосом 23, для того, чтобы сделать возможным управление насосом 23.
Подробности заварного устройства 30 видны на фиг.2. Заварное устройство 30 рассчитано для полностью автоматического приготовления заваренных кофейных напитков, в частности, эспрессо, и основывается в отношении своей конструкции на концептах, которые известны, например, из EP 0559620 или EP 2196116. Заварное устройство 30 включает в себя ряд компонентов, которые закреплены на несущей конструкции 32 и могут монтироваться вместе с несущей конструкцией 32 в качестве одного целого в кофемашину 10. В частности, заварное устройство 30 включает в себя заварной цилиндр 33, который расположен на несущей конструкции 32 таким образом, что он может поворачиваться вокруг поворотной оси R (на фиг.2 она направлена перпендикулярно плоскости чертежа). Вследствие этого заварной цилиндр 33 возможно поворачивать (при помощи не изображенного на фиг.2 приводного механизма) в два различных положения. Фиг.2 показывает заварной цилиндр 33 в положении, в котором заварное устройство 30 готово для приготовления заваренного кофейного напитка. В этом положении заварной цилиндр 33 расположен таким образом, что конец заварного поршня 34, который является линейно подвижным в продольном направлении закрепленной на несущей конструкции направляющей 34-1 и может передвигаться при помощи приводного механизма 34-2 вдоль направляющей 34-1, может вдвигаться в заварной цилиндр 33 вдоль продольной оси A заварного цилиндра 33 через отверстие 33-1, которое образовано на конце заварного цилиндра 33, так что это отверстие 33-1 герметично закрыто заварным поршнем 34. На противоположном отверстию 33-1 конце заварной цилиндр имеет второе отверстие 33-2, которое герметично закрыто при помощи поршня 35, который может передвигаться вдоль продольной оси A заварного цилиндра 33. Во время заваривания кофе заварной поршень 34 и поршень 35 расположены относительно заварного цилиндра 33 таким образом, что в заварном цилиндре 33 между заварным поршнем 34 и поршнем 35 образована заварная камера 36.
Для возможности приготовления кофейного напитка заварным устройством 30 сначала должно быть обеспечено то, что заварная камера 36 наполнена кофе тонкого помола. Как видно из фиг.2, конец линии 31 подачи кипятка заканчивается входом 35-1 для кипятка, которое образовано в поршне 35 в виде сквозного канала и соединено с заварной камерой 36 при помощи нескольких (не изображенных на фиг.2) отверстий. По линии 31 подачи кипятка горячий кипяток может проводиться под давлением в заварную камеру 36 (что обозначено на фиг.2 стрелкой 31`). Как дает понять фиг.2 далее, выход 37 заварной камеры 36 встроен в заварной поршень 34. Через выход 37 камеры заваренный в заварной камере 36 кофейный напиток может покидать заварную камеру 36. Как видно из фиг.2, конец линии 40 выдачи кофе присоединен к выходу 37 камеры, так что заваренный кофейный напиток может направляться в линию 40 выдачи кофе и протекать к выходу 47 для кофе (что обозначено на фиг.2 стрелкой 40`). Как видно на фиг.2 далее, в выходе 37 заварной камеры 36 помещен клапан 38 для сливок.
Клапан 38 для сливок рассчитан таким образом, что он удерживает выход 37 заварной камеры 36 в закрытом состоянии до тех пор, пока давление кипятка в заварной камере 36 ниже заданного минимального значения, и что он освобождает выход 37 для выдачи заваренного кофейного напитка (например, эспрессо), если давление кипятка в заварной камере 36 превышает заданное минимальное значение.
С этой целью клапан 38 для сливок выполнен в виде подвижного поршня, который в закрытом положении клапана 38 для сливок герметично закрывает выход 37 камеры. На фиг.2 клапан 38 для сливок изображен в закрытом положении. Кроме того, заварное устройство 30 включает в себя автоматическое механическое возвратное устройство 39, которое подпружинивает клапан 38 для сливок в (отмеченном на фиг.1 и 2 стрелкой 39-1) направлении 39-1 закрытия клапана 38 для сливок, причем клапан 38 для сливок - выходя из закрытого положения согласно фиг.2 - против направления 39-1 закрытия может передвигаться в (открытом) положении, в котором выход 37 камеры освобожден, и между выходом 37 камеры и клапаном 38 для сливок образован пропускной зазор, который создает для кофейного напитка проходное соединение между заварной камерой 36 и линией 40 выдачи кофе. В данном примере возвратное устройство 39 выполнено в виде спиральной пружины. Спиральная пружина подпружинена в направлении 39-1 закрытия таким образом, что она - если клапан 38 для сливок находится в закрытом положении (фиг.2) - оказывает на клапан 38 для сливок усилие, которое направлено в направление 39-1 закрытия, и более того она, если клапан 38 для сливок передвигается против направления 39-1 закрытия, оказывает на клапан 38 для сливок возвратное усилие, которое направлено в направление 39-1 закрытия.
Для того чтобы наполнять заварную камеру 36 кофе тонкого помола перед приготовлением кофейного напитка, или для того, чтобы снова удалять из заварного цилиндра 33 использованный для заваривания кофейного напитка кофе тонкого помола после приготовления кофейного напитка, заварной цилиндр 33 может поворачиваться к боковой кромке 32-1 несущей конструкции 32. С этой целью заварной поршень 34 должен сначала передвигаться вдоль направляющей 34-1 при помощи приводного механизма 34-2 таким образом, что заварной поршень 34 больше не вдается в заварной цилиндр 33 и не закрывает отверстие 33-1. Если заварной цилиндр 33 повернут к боковой кромке 32-1 несущей конструкции 32, то отверстие 33-1 заварного цилиндра 33 открыто для доступа, так что на выбор заваренный кофе тонкого помола может удаляться (при помощи поршня 35) через отверстие 33-1 (например, автоматически), или определенный кофе тонкого помола может для заваривания загружаться в заварной цилиндр 33 через отверстие 33-1 (например, автоматически).
Клапан 38 для сливок может быть рассчитан таким образом, что в заварной камере 36 кофе тонкого помола может завариваться кипятком под давлением в 5 бар или под большим давлением. Соответственно насос 23 может быть рассчитан таким образом, что кипяток может вводиться в заварную камеру давлением в 5 бар или большим давлением. При этих условиях заварное устройство 30 делает возможным приготовление заваренного кофейного напитка, в частности, в виде эспрессо.
Ход процесса заваривания кофейного напитка согласно данному изобретению разъясняется далее более подробно.
После запуска насоса 23 свежая вода перекачивается из водяного резервуара 20 в направлении нагревателя 24 кипятка, причем количество протекающей воды регистрируется расходомером 22, и эта информация передается блоку 50 управления или устройству 50-1 управления насосом. Нагреватель 24 кипятка нагревает протекающую сквозь него свежую воду до необходимой для заваривания кофейного напитка температуры, которая обычно находится между 90°С и 95°С.
Благодаря соответствующей подготовке, например, благодаря наполнению заварной камеры 36 кофе тонкого помола, заварное устройство 30 находится вначале процесса заваривания в подготовленном для заваривания состоянии. Соответствующей температуры кипяток, который подготовлен на входе 35-1 для кипятка, используется теперь внутри заварного устройства 30 для того, чтобы приготовлять кофейный напиток и выдавать его в выходе 37 заварной камеры 36.
На комбинированной диаграмме согласно фиг.3 в верхней части сначала изображен ход 100 изменения во времени положения клапана 38 для сливок кофемашины 10 при осуществлении соответствующего изобретению способа. При этом отмеченное при помощи 0 положение обозначает закрытое положение клапана 38 для сливок, то есть то положение, в котором клапан 38 для сливок закрывает выход 37 заварной камеры 36. Отмеченное при помощи 1 положение соответствует при этом положению клапана 38 для сливок, в котором выход 37 камеры «полностью открыто», то есть в котором между выходом 37 камеры и клапаном 38 для сливок образован пропускной зазор, и в котором клапан 38 для сливок отдален от своего закрытого положения настолько далеко, что ширина пропускного зазора максимальна.
В нижней части комбинированной диаграммы согласно фиг.3 изображен ход 110 изменения во времени управления насосом 23 для кипятка, который подает кипяток к входу 35-1 для кипятка заварной камеры 36. На этой диаграмме полная загрузка насоса отмечена при помощи 1, а бездействие насоса при помощи 0.
Для того чтобы уменьшить эффективную подачу, на определенных временных промежутках предусмотрено управление насосом 23 (для кипятка) в пульсирующем режиме. Эти области можно распознать на диаграмме посредством быстрого изменения между состоянием 0 (бездействие насоса) и 1 (полная загрузка насоса 23).
Как видно из диаграммы на фиг.3, между первой фазой (а) заваривания и второй фазой (с) заваривания предусмотрена заварная пауза (b), в которую устройство 50-1 управления насосом останавливает работу насоса 23. Во время первой отмеченной при помощи (а) фазы заваривания насос 23 эксплуатируется с полной загрузкой в течение первого временного промежутка Т1, так что обеспечивается относительно большой первый объемный расход.
Как можно увидеть далее, во время второго временного промежутка Т2 первой фазы (а) заваривания загрузка насоса уменьшается, так что второй объемный расход, который перекачан насосом 23 к входу 35-1 для кипятка в течение этого времени, отличен от нуля, однако меньше, чем первый объемный расход. Предпочтительно в этот временной промежуток происходит плавное открытие клапана 38 для сливок, что можно увидеть на комбинированной диаграмме фиг.3 на соответствующем временном отрезке хода 100 изменения во времени положения клапана для сливок.
После заварной паузы (b) во время первого временного промежутка Т3 второй фазы (с) заваривания насос при помощи устройства 50-1 управления насосом снова начинает эксплуатироваться с уменьшенной подачей, так что, если к этому временному промежутку клапан 38 для сливок не был бы еще открыт, в любом случае было бы гарантировано такое же плавное открытие.
В последующем втором временном промежутке Т4 второй фазы (с) заваривания насос 23 снова эксплуатируется с полной подачей. Это гарантирует относительно быстрое получение кофе.
На фиг.4, которая соответствует диаграмме с фиг.3 по оси времени, изображен ход 120 изменения во времени перекаченного при помощи насоса 23 (для кипятка) объема V в течение процесса заваривания. Подобный ход изменения во времени может, например, получаться посредством измерения при помощи расходомера 22. Посредством этого хода изменения объема во времени управление 50-1 насосом может в соответствии со способом определять, например, начало и продолжительность отдельных временных промежутков (Т1, Т2, Т3, Т4) и таким образом регулировать и контролировать общее количество кофейного напитка, выданного во время процесса заваривания. Так как давление кипятка в заварной камере 36 (давление кипятка) до момента открытия клапана 38 для сливок зависит к тому же от поданного объема кипятка, во время первого временного промежутка Т1 первой фазы (а) заваривания, таким образом, возможно зависимое от объема, относительно точное и, в частности, быстрое приближение к необходимому минимальному значению давления кипятка, при котором открывается клапан 38 для сливок, то есть освобождается выход 37 камеры.
Как можно увидеть, во время временных промежутков, в которых насос 23 эксплуатируется с полной загрузкой, а именно в первом временном промежутке Т1 первой фазы (а) заваривания и во втором временном промежутке Т4 второй фазы (с) заваривания в каждом случае за единицу времени через заварную камеру 36 подается относительно большой объем кипятка. Во время работы насоса 23 (для кипятка) в пульсирующем режиме, то есть в то время как подача насоса 23 (для кипятка) уменьшена, перекаченный объем соответственно меньше, так что на изображенной на фиг.4 диаграмме для этих временных промежутков Т2 и Т3 получается более незначительный наклон. В пределах этих временных промежутков непосредственно до или после заварной паузы (b) может в таком случае происходить соответственно плавное открытие клапана 38 для сливок для начала процесса выдачи кофе через выход 37 камеры.