МАШИНЫ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ
MACHINES FOR PREPARATION OF BEVERAGES

Настоящее изобретение относится к усовершенствованию машин для приготовления напитков и, в частности, к тому типу машин для приготовления напитков, в котором используются предварительно упакованные пакеты с ингредиентами напитка.
Кофейни были частью «культуры кофе» с 17 столетия. На протяжении многих лет методы приготовления кофе совершенствовались, а квалифицированный персонал обучался приготовлению наилучших кофейных напитков. Первые кофе-машины были разработаны в начале 1800-х годов, а автоматическая эспрессо-машина была изобретена в 1930 году. Автоматизация процесса приготовления кофе, в свою очередь, привела к быстрому росту, особенно в последние десять лет, числа кофеен/магазинов с еще большим количеством специализированных напитков, таких как эспрессо и капучино, которые пользуются большим спросом. Напитки этого типа исторически считались предметом роскоши из-за необходимости сложных дорогостоящих машин, способных производить высокое давление, необходимое для приготовления напитков; для производства напитков хорошего качества, эксплуатации и обслуживания кофе-машин также был необходим квалифицированный бариста. Поклонники кофе согласятся, что плохо обученный оператор может испортить эспрессо, даже если используются машины и кофе самого лучшего качества. Эта тенденция, однако, привела не только к увеличению спроса со стороны любителей напитков высокого качества, но также к стремлению к большему разнообразию специальных напитков и к возможности приготовить такие напитки, не выходя из собственного дома.
Хотя и не существует никакого согласованного технического определения, как правило, предполагалось, что по сравнению с капельным кофе качественный эспрессо, приготовленный баристой, имеет более густую консистенцию из-за большего количества растворенных в нем твердых веществ и мелких капель масла, взвешенных в напитке. Напиток имеет однородную, густую, темно-красновато-коричневую пенку, которую специалисты называют «крема», составляющую от 10 до 30% напитка. Крема является полифазной эмульсией воздуха и масла, белков и сахаров, экстрагируемых из кофе, который готовят под высоким давлением, традиционно в диапазоне от 0,9 до 1 МПа (от 9 до 10 бар). Высокое давление увеличивает скорость смачивания кофе и улучшает экстракцию, а также отвечает за качество полученной кремы. В процессе приготовления напиток захватывает воздух для получения желаемой консистенции кремы.
Взыскательные любители эспрессо утверждают, что эспрессо, сваренный с использованием воды, температура которой ниже оптимальной, имеет кислый привкус, а с использованием воды, температура которой выше оптимальной, имеет горький привкус. Оптимальная температура находится между 92 и 96°С. Другими факторами, которые влияют на качество эспрессо, являются обжарка и возраст кофейных зерен, размер помола, уплотненность молотого кофе перед завариванием и время заваривания. Самый «лучший» эспрессо получается путем выбора оптимального соотношения этих ключевых элементов процесса заваривания.
Со времени изобретения первых машин для фильтр-кофе в 1960-х годах бытовые кофе-машины значительно изменились, и в настоящее время являются важной частью кухонного оборудования во многих домашних хозяйствах. Некоторые машины разливают отдельные порции напитка непосредственно в посуду и используют неупакованные ингредиенты напитка или отдельные упаковки ингредиентов напитка, такие как пакетики, кофейные таблетки или картриджи. В следующем ниже описании такие упаковки будут называться общим термином «картридж». Машины, в которых используются такие картриджи, гораздо меньше требуют очистки и предоставляют возможность выбора напитка. Напитки готовятся посредством варки, взбивания, растворения или суспендирования ингредиентов напитка в воде. Например, для приготовления кофейных напитков нагретую воду продавливают через картридж для получения экстрагированного раствора. Картридж может быть сконструирован таким образом, что для получения желаемой пены или кремы захватывается воздух. Экстрагированный раствор проходит по трубопроводу к выпускному соплу, предусмотренному в раздаточной группе. Раздаточная группа оборудована подставкой, на которой размещается посуда. Выпускное сопло размещено над подставкой таким образом, что напиток разливается через выпускное сопло в посуду. Очистка может осуществляться с использованием паровой продувки, то есть посредством прохождения пара через трубопровод. Из-за их удобства и качества производимого напитка использование картриджей в домашних кофеварках становится все более популярным. Пример машины для приготовления напитков с использованием картриджей описан в ЕР-А-1440644, а примеры картриджей описаны в ЕР-А-1440903.
Между тем, с изменением потребительских тенденций установился спрос на бытовые машины, которые способны производить качественный эспрессо, сравнимый с приготовленным баристой, и ряд других напитков, для приготовления которых не требуется обучение и которые являются доступными и требуют несложной очистки или вообще ее не требуют.
Как упоминалось выше, чтобы машины производили кофе самого высокого качества, было приложено много усилий. В частности, уделялось внимание получению эспрессо с характерной кремой, сравнимого с качеством баристы. Тем не менее, желательно, чтобы машина для приготовления напитков могла разливать и другие напитки, такие как "обычный" кофе, чай, горячее молоко и горячий шоколад, с сохранением как можно более высокого качества каждого дозируемого напитка.
С учетом сказанного выше, настоящее изобретение описывает машину для приготовления напитков, выполненную с возможностью дозирования напитка через узел выпускного сопла, содержащую узел выпускного сопла, обеспечивающий проход первого выхода и второго выхода, и один или несколько трубопроводов для выборочной подачи напитков в первый выход или второй выход.
Выходы могут выбираться из целого ряда вариантов. Один из выходов включает дозирующее отверстие для подачи напитка в посуду. Как будет описано более подробно ниже, дозирующее отверстие может быть соединено со сливным отверстием или могут быть предусмотрены два дозирующих отверстия разного размера. Кроме того, могут быть предусмотрены три выхода, соответствующие паре дозирующих отверстий разного размера и сливному отверстию.
-1
-1
-1
Дозирующие отверстия разного размера позволяют готовить напитки более высокого качества. Это обусловлено тем, что для подачи разных напитков требуются разные скорости потока и разные соотношения газа и жидкости, а также жидкости, имеющие разные реологические характеристики. Например, если подготовка и подача эспрессо выполняется при низких скоростях потока (обычно между 1 мл⋅с и 2 мл⋅с), то в этом случае первое дозирующее отверстие с меньшим диаметром для подачи напитка подходит лучше. Для других напитков, таких как чай, шоколад и кафе крема, процесс приготовления и подачи осуществляется при более высокой скорости потока (как правило, около 5 мл⋅с). Для подачи таких напитков лучше подходит второе дозирующее отверстие большего диаметра. Настоящее изобретение позволяет выбрать дозирующее отверстие, которое лучше всего подходит для приготовляемого напитка.
Отдельное сливное отверстие позволяет направлять отходы из раздаточной группы напитка, например, для сбора в специальную емкость для отходов. При подаче напитка в дозирующее отверстие через трубопровод в сливное отверстие может подаваться общая жидкость или отдельные жидкости. Например, между розливом напитков машина может очищаться продувкой водой или паром. Например, для обслуживания всех выходов может быть предусмотрен один трубопровод и для очистки трубопровода после подачи напитка может использоваться продувка паром.
Доставлять напиток в узел выпускного сопла могут несколько трубопроводов, и для каждого выхода предусмотрен один трубопровод. Однако предпочтительно, чтобы каждый трубопровод был выполнен с возможностью подачи определенного напитка к первому выходу или второму выходу. Узел выпускного сопла может быть выполнен с возможностью перемещения между первым положением, в котором для подачи жидкости из трубопровода настроен первый узел, и вторым положением, в котором для подачи жидкости из трубопровода настроен второй узел. Например, узел выпускного сопла может быть установлен на выдвижной панели.
Предпочтительно, чтобы трубопровод был выполнен с возможностью перемещения между первым положением, в котором выпускное отверстие трубопровода настроено для дозирования жидкости в первый выход, и вторым положением, в котором выпускное отверстие трубопровода настроено для дозирования жидкости во второй выход. Этого можно достичь с помощью гибкого трубопровода и привода, отрегулированного для перемещения выпускного отверстия трубопровода из первого положения во второе положение и из второго положения в первое положение. По выбору вход трубопровода фиксируется в требуемом положении. Приводом может быть любое устройство, способное перемещать гибкий трубопровод, такое как штифт или зажим, который отклоняет трубопровод. Трубопровод может быть гибким шлангом, который закреплен на одном конце (на входе), и может свободно перемещаться на другом конце (выпускном отверстии трубопровода, где напиток проходит к первому и второму выходу). Привод может перемещать гибкий трубопровод от первого выхода ко второму выходу и/или от второго выхода к первому выходу. Привод может содержать отдельное устройство для обеспечения движения в обоих направлениях, например зажим для захвата трубопровода для его перемещения ко второму выходу и от него.
В рассматриваемом варианте изобретения трубопровод является упругим и выполнен с возможностью размещения в первом или втором положении в ненапряженном состоянии. При такой установке привод должен перемещать трубопровод только из ненапряженного положения. Например, если трубопровод выполнен с возможностью центрирования с первым выходом в ненапряженном состоянии, то привод должен только отклонять трубопровод для центрирования со вторым выходом: простое отключение трубопровода вернет его в положение центрирования с первым выходом.
Как отмечалось выше, один из выходов узла выпускного сопла может содержать сливное отверстие для отвода отходов в емкость для отходов. Сливное отверстие может использоваться во время продувки паром. Например, машина для приготовления напитков может содержать один трубопровод для выборочной подачи напитка к первому дозирующему отверстию или второму дозирующему отверстию, если оно установлено, или для доставки жидкости к сливному отверстию. Трубопровод может совмещаться со сливным отверстием, а продувка паром может выполняться таким образом, чтобы пар проходил через трубопровод для его очистки. Затем отходы выходят через сливное отверстие и могут быть собраны в емкости для отходов. Как описано выше, узел выпускного сопла или трубопровод могут перемещаться для совмещения трубопровода с первым дозирующим отверстием, вторым дозирующим отверстием или сливным отверстием. Кроме того, как описано выше, для отклонения выхода гибкого трубопровода для совмещения с целью подачи напитка к первому дозирующему отверстию, любому второму дозирующему отверстию и сливному отверстию может использоваться привод.
Сливное отверстие может содержать желоб, который может быть выполнен с возможностью направлять поток отходов вниз и в сторону. Желоб может заканчиваться отверстием, выполненным в основании желоба или в боковой стенке узла выпускного сопла. Такое расположение позволяет направлять отходы от первого дозирующего отверстия и любого второго дозирующего отверстия и собирать отходы в емкость для отходов. Емкость для отходов может быть установлена внутри машины для приготовления напитков, например внутри корпуса.
Машина для приготовления напитков может содержать раздаточную группу, в которой первое дозирующее отверстие и любое второе дозирующее отверстие выполняются над подставкой для установки посуды, например чашки или кружки. Если предусмотрены первое и второе дозирующие отверстия, они могут быть расположены рядом таким образом, что напиток может разливаться в сосуд, размещенный на подставке, через любое из отверстий.
Если предусмотрено второе дозирующее отверстие, его диаметр может быть больше диаметра первого дозирующего отверстия, и это может быть цилиндрическое отверстие, проходящее через узел выпускного сопла. Например, второе дозирующее отверстие может быть цилиндрическим отверстием.
Предпочтительно, чтобы первое дозирующее отверстие имело меньший диаметр, чем второе дозирующее отверстие, и имело увеличенный вход. Например, первое дозирующее отверстие может содержать камеру для сбора жидкости и может проходить от основания камеры через узел выпускного сопла. Таким образом, любой напиток, который не подается так, чтобы он мог проходить точно через первое дозирующее отверстие, может собираться в камере первого дозирующего отверстия. В другом варианте трубопровод может быть совмещен с частью камеры первого дозирующего отверстия и смещен от первого дозирующего отверстия таким образом, что напиток дозируется в камеру. Затем напиток может накапливаться и вытекать в отверстие для розлива. Для облегчения попадания потока напитка в отверстия камера может наклоняться в сторону отверстия. Аналогичное устройство может использоваться для второго дозирующего отверстия.
В некоторых случаях выходы разделяются вертикальными стенками, например стенки разделяют первое и второе дозирующие отверстия, или дозирующее отверстие и сливное отверстие, или первое и второе дозирующие отверстия и сливное отверстие. Такое разделение с помощью стенок помогает предотвратить взаимное загрязнение напитков и отходов вследствие попадания из одного выхода в другой.
В некоторых случаях узел выпускного сопла является съемным. Это сделано для упрощения чистки. Например, узел выпускного сопла может вдвигаться и выдвигаться из своего исходного положения и может фиксироваться любым удобным способом.
Настоящее изобретение также описывает способ дозирования напитков из машины для приготовления напитков, содержащей узел выпускного сопла, обеспечивающий проход первого выхода и второго выхода, и один или несколько трубопроводов для подачи выбранного напитка к первому или второму выходу. Этот способ включает в себя: (а) прохождение жидкости через один или несколько трубопроводов, отцентрированных для подачи жидкости в первый выход; и (b) прохождение жидкости через один или несколько трубопроводов, отцентрированных для подачи жидкости во второй выход.
В некоторых случаях один трубопровод подает жидкость в первый выход и во второй выход, и такой способ включает в себя: до шага (а) - регулировку трубопровода для подачи жидкости в первый выход и в случае отсутствия регулировки - соответствующее перемещение между первым выходом и трубопроводом для совмещения трубопровода для подачи жидкости в первый выход; и, до шага (б) - регулировку трубопровода для подачи жидкости во второй выход и в случае отсутствия регулировки - соответствующее перемещение между вторым выходом и трубопроводом для совмещения трубопровода для подачи жидкости во второй выход.
В некоторых случаях первый выход является первым дозирующим отверстием и второй выход является сливным отверстием. Кроме того, шаг (а) может включать в себя прохождение напитка через трубопровод, отрегулированный для подачи напитка к первому дозирующему отверстию, в результате чего напиток разливается из первого дозирующего отверстия. Кроме того, шаг (б) может включать в себя прохождение жидкости через трубопровод, отрегулированный для подвода жидкости к сливному отверстию. Например, через трубопровод может проходить пар.
В некоторых случаях первый выход является первым дозирующим отверстием и второй выход является вторым дозирующим отверстием, при этом диаметр первого дозирующего отверстия меньше диаметра второго дозирующего отверстия. Кроме того, шаг (а) может включать в себя прохождение напитка через трубопровод, отрегулированный для подачи напитка в первое дозирующее отверстие при относительно низкой скорости потока, вследствие чего обеспечивается розлив напитка из первого дозирующего отверстия. Кроме того, шаг (б) может включать в себя прохождение напитка через трубопровод, отрегулированный для подачи напитка во второе дозирующее отверстие при относительно высокой скорости, вследствие чего обеспечивается розлив напитка из второго дозирующего отверстия. Узел выпускного сопла дополнительно может содержать сливное отверстие, а способ может дополнительно включать в себя прохождение жидкости через трубопровод, отрегулированный для подвода жидкости к сливному отверстию.
Другие предпочтительные признаки изобретения определены в прилагаемой формуле изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны далее только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 является видом спереди в перспективе машины для приготовления напитков известного уровня техники с головкой картриджа в закрытом положении;
Фиг. 2 является видом спереди в перспективе машины, показанной на Фиг. 1, с головкой картриджа в открытом положении;
Фиг. 3 является видом сзади машины, показанной на Фиг. 1, без некоторых условно не показанных деталей;
Фиг. 4 является вид спереди в перспективе головки картриджа машины, показанной на Фиг. 1, без некоторых условно не показанных деталей;
Фиг. 5 является другим видом спереди в перспективе головки картриджа, показанной на Фиг. 4, без некоторых условно не показанных деталей;
Фиг. 6 является видом в поперечном разрезе головки картриджа, показанной на Фиг. 4, в закрытом положении, вставленной в картридж для напитка;
Фиг. 7 является видом в поперечном разрезе сбоку головки картриджа, показанной на Фиг. 4, в открытом положении, вставленной в картридж для напитка;
Фиг. 8 является видом в перспективе узла выпускного сопла в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 9 является разрезом части узла выпускного сопла, показанного на Фиг. 8, по линии IX-IX;
Фиг. 10 является видом в перспективе узла выпускного сопла, показанного на Фиг. 8, на которой изображено сопло в первом положении для розлива напитка через дозирующее отверстие с большим диаметром;
Фиг. 11 является видом в перспективе узла выпускного сопла, показанного на Фиг. 8, на которой изображено сопло во втором положении для розлива напитка через дозирующее отверстие с большим диаметром;
Фиг. 12 является видом в перспективе узла выпускного сопла, показанного на Фиг. 8, на которой изображено сопло в третьем положении, совмещенное со сливным лотком во время продувки паром;
Фиг. 13 и 14 являются схематическими изображениями сопла и привода для перемещения сопла из первого положения, в котором сопло совмещено с дозирующим отверстием большого диаметра, в третье положение, в котором сопло совмещено со сливным лотком;
Фиг. 15 является видом в перспективе узла выпускного сопла в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения; и
Фиг. 16 является разрезом части узла выпускного сопла, показанного на Фиг. 15, по линии XVI-XVI.
Для того чтобы соответствовать требуемому широкому выбору типов качественных напитков, имеющих различные характеристики, настоящее изобретение содержит одно или несколько существенных усовершенствований известных машин для приготовления напитков. Машина для приготовления напитков может содержать сатуратор, пивной насос и т.д. Настоящее изобретение имеет особое преимущество при использовании в машине при приготовлении горячих напитков, таких как кофе, чай, горячий шоколад и горячее молоко. В частности, усовершенствования, предусмотренные настоящим изобретением, позволяют готовить качественный эспрессо с высоким качеством кремы, обеспечивают удобную для очистки и гигиеничную конструкцию, а также дают возможность готовить другие высококачественные напитки.
Усовершенствования будут описаны со ссылкой на общеизвестную машину 10 для приготовления напитков, которая показана на Фиг. 1-7 прилагаемых чертежей. Следует отметить, однако, что эти усовершенствования подходят для широкого диапазона машин для приготовления напитков, в которых может или не может использоваться широкий спектр картриджей, которые, как было отмечено выше, включают пакетики, таблетки, жесткие и полужесткие картриджи.
Машина 10 для приготовления напитков, изображенная на Фиг. 1-7, как правило, включает в себя корпус 11, бак 12, нагреватель 13 воды, насос 14, емкость 9 для отходов, процессор управления (не показан), пользовательский интерфейс 16 и головку 17 картриджа. Головка 17 картриджа, в свою очередь, обычно включает в себя держатель 18 картриджа для удерживания картриджа 19 для напитка при использовании и устройство 20 распознавания картриджа. Головка 17 картриджа также включает в себя входной и выходной прокалыватели 21, 22 для создания в картридже 19 для напитка входного отверстия для попадания жидкости в картридж 19 и выходного отверстия 70 для выхода приготовленного напитка из картриджа 19. Напиток, вытекающий из картриджа 19 через выходное отверстие 70, попадает в трубопровод 75 и затем выходит из машины 10 из узла 100 выпускного сопла.
Хотя вода обычно является жидкостью, которая чаще всего используется при приготовлении напитков, например кофе, в машине 10 также могут использоваться и другие жидкости, например молоко или молочные продукты, для смешивания с ингредиентами напитка. Любые ссылки на воду в настоящем документе также могут означать любую форму жидкости, используемую для приготовления напитков.
Корпус 11 предпочтительно выполнен полностью или частично из подходящей пластмассы или металла. Корпус 11 предпочтительно включает в себя конструкцию стойки для монтажа ПП, состоящую из двух идентичных П-образных в сечении деталей, с передней половиной 25 и задней половиной 26, которые предоставляют доступ для установки компонентов во время сборки машины 10.
Передняя половина 25 корпуса 11 формирует раздаточную группу 27, откуда напиток разливается через узел 70 выпускного сопла. Раздаточная группа 27 включает в себя подставку 23 для чашек с расположенным под ней каплесборником. В передней части корпуса 11 также расположен пользовательский интерфейс, который содержит некоторое количество переключателей управления, например кнопки 28 пуска и остановки, и ряд индикаторов 29-32 состояния. Индикаторы 29-32 состояния являются преимущественно светодиодными индикаторами (СДИ), которые, например, отображают готовность машины 10, ошибку работы машины 10, режим работы машины 10. Кнопка 28 пуска и остановки контролирует начало цикла приготовления, управляется преимущественно вручную и имеет вид нажимной кнопки, переключателя и т.д.
Бак 12 расположен в задней части корпуса 11 и предпочтительно встроен в заднюю половину 26 корпуса 11 или соединен с ней. Бак 12 имеет входное отверстие для наполнения бака 12 водой или другой жидкостью, которое закрыто, когда бак 12 установлен в надлежащем положении в машине 10. Выходное отверстие расположено в направлении нижнего конца бака 12, который сообщается с насосом 14. Бак 12 может быть выполнен из прозрачного или полупрозрачного материала для удобства контроля количества воды в баке 12. В соответствии с другими вариантами бак 12 может быть выполнен из непрозрачного материала и иметь смотровое окошко. В дополнение или вместо сказанного выше, бак 12 может быть оборудован датчиком низкого уровня, который предотвращает работу насоса 14 и дополнительно включает предупреждающий индикатор, например светодиодный индикатор, если уровень жидкости в резервуаре опускается до заданного крайнего нижнего уровня.
Насос 14 функционально соединен между баком 12 и водонагревателем 13 и управляется управляющим процессором. Скорость потока воды через машину 10 можно регулировать с помощью управляющего процессора. Датчик объемного расхода (не показан) преимущественно предусмотрен в поточной линии выше по потоку или ниже по потоку от насоса 14.
Нагреватель 13 расположен во внутренней части корпуса 11. Вода для цикла приготовления поступает в головку 17 картриджа с заданной температурой. Нагреватель 13 может быстро изменять температуру входящей воды до требуемого значения для подачи, как правило, в пределах от 80°С до 98°С. Нагреватель 13 включает в себя выключатель избыточного нагрева, который отключает нагреватель 13, если температура превышает 98°С. Машина 10 также содержит продувку паром. Предпочтительным средством продувки паром является водонагреватель 13 в виде устройства для мгновенного испарения жидкости (также называется быстродействующим нагревателем). Как правило, такие быстродействующие нагреватели включают трубку, через которую проходит вода, при этом трубка нагревается с помощью одного или нескольких резистивных элементов. Быстродействующий нагреватель можно использовать не только для нагрева воды для приготовления напитков, но и при более высоких настройках питания, для осуществления продувки паром путем выпаривания воды, оставшейся в быстродействующем нагревателе после приготовления напитка. Преимуществом быстродействующих обогревателей является отсутствие задержки при нагревании воды в бойлере. Быстродействующие нагреватели нагревают воду по требованию и выключаются сразу же после каждого цикла заваривания и поэтому считаются очень энергоэффективными.
Вода из нагревателя 13 подается с помощью клапана через подходящую систему подачи в головку 17 картриджа и картридж 19. Если давление потока воды соответствующее, вода поступает в картридж 19. Если давление выходит за установленные пределы, вода отводится с помощью клапана в емкость 9 для отходов.
Система подачи воды в картридж содержит трубопроводы, которые соединяют бак 12, водяной насос 14, водонагреватель 13 и головку 17 картриджа (как показано на Фиг. 8) для транспортировки воды из бака 12 в картридж 19.
Держатель 18 картриджа имеет конструкцию, позволяющую выдерживать усилие открывания, возникающее под действием давления внутри картриджей 19, и составляет около 250 кг для эспрессо-напитков. Во время работы машины 10 картриджи 19 стремятся к расширению и необходимо сохранить их целостность. Кроме того, пользователь должен быть не в состоянии открыть держатель 18, пока система находится под давлением, и для этой цели предусмотрены соответствующие блокирующие механизмы.
Одна из подходящих конструкций головки картриджа 17, как описано в WO-A-2006/014936, показана на Фиг. 4-7. Держатель 18 головки 17 картриджа содержит неподвижную нижнюю часть 43, вращающуюся верхнюю часть 44 и поворотную опору 45 картриджа, расположенную между неподвижной нижней частью 43 и вращающейся верхней частью 44. Верхняя часть 44, нижняя часть 43 и опора 45 картриджа поворачиваются вокруг общей шарнирной оси 46. На Фиг. 4-7 показан держатель 18 с некоторыми условно не показанными компонентами машины 10.
Опора 45 картриджа снабжена по сути кольцевой канавкой 55, в которую при использовании входит картридж 19 для напитка. Канавка 55 содержит неровность 56 для размещения части ручки картриджа 19 для напитка, которая также служит для предотвращения вращения картриджа 19 для напитка в держателе 18. Опора 45 картриджа подпружинена по отношению к неподвижной нижней части 43 так, что в открытом положении, как показано на Фиг. 7, опора 45 картриджа смещается из контакта с неподвижной нижней частью 43. Это приводит к выдвиганию опоры 45 картриджа из контакта с входным и выходным прокалывателями 21, 22. Опора 45 картриджа имеет отверстие 57 для вхождения в нее входного и выходного прокалывателей 21, 22 и головки устройства 20 распознавания картриджа, когда опора 45 картриджа перемещается в закрытое положение.
Верхняя часть 43 содержит по сути круглый корпус 58 и круглое смотровое окошко 59, через которое потребитель может наблюдать за картриджем 19 для напитка во время рабочего цикла и визуально проверять, загружен ли картридж 19 в машину 10. Смотровое окошко 59 является чашеобразным и имеет обращенный вниз обод. Кроме того, смотровое окошко 59 оборудовано зажимным элементом в виде направленного внутрь трубчатого расширения 61, как показано на Фиг. 7. Расширение 61 направлено к нижней части 44 и расположено внутри головки 17 картриджа в закрытом положении, как показано на Фиг. 6. Когда держатель 18 картриджа находится в закрытом положении, дальний конец 62 трубчатого расширения 61 смотрового окошка 59 упирается в зажимную поверхность 19а картриджа 19 для напитка, смещая его к нижней части 44, как показано на Фиг. 6 (на которой устройство показано с картриджем с большей глубиной). Давление, оказываемое трубчатым расширением 61, обеспечивает герметичное уплотнение жидкости между картриджем 19 и держателем 18.
Нижняя часть 43 содержит входной и выходной прокалыватели 21, 22 и головку устройства 20 распознавания картриджа. Входной прокалыватель 21 содержит полую трубку игольчатого типа с заостренным концом для прорезания ламинированного материала картриджа 19 для напитка во время приготовления напитка. Входной прокалыватель 21 сообщается с водным каналом 65, как показано на Фиг. 7, который проходит через нижнюю часть 43 и соединен с выходным каналом 66 водонагревателя 13.
Выходной прокалыватель 22 подобен по типу выходному прокалывателю, описанному в ЕР-А-0389141 и ЕР-А-0334572. Дугообразный участок верхнего конца выходного прокалывателя 22 зазубрен для того, чтобы прокалывать и, в конечном счете, прорезать ламинированный материал картриджа 19 для напитка. Остальная часть верхнего конца выходного прокалывателя 22 срезана вдоль цилиндра по меньшей мере до основания зубцов зазубренной части для того, чтобы завернуть или оттянуть обрезанный ламинат от выходного отверстия 70 до выдачи через него напитка.
Предпочтительно, когда выходной прокалыватель 22 может сниматься с нижней части 43 для того, чтобы его можно было тщательно помыть, например, в посудомоечной машине. Съемный выходной прокалыватель 22 вставляют в углубление в нижней части 43, где он садится по месту. Входной прокалыватель 21 и/или выходной прокалыватель 22 могут быть изготовлены из металла, такого как нержавеющая сталь, или из пластмассы. Предпочтительно входной прокалыватель 21 и выходной прокалыватель 22 выполнены как целый элемент, который снимается с нижней части 43.
При использовании верхняя часть 44 держателя 18 переводится из открытого положения, при котором она ориентирована вертикально или в направлении вертикали, как показано на Фиг. 2, в закрытое положение, при котором она ориентирована по существу горизонтально и находится во взаимозацеплении с неподвижной нижней частью 43 и опорой 45 картриджа. Чтобы закрыть верхнюю часть 44, пользователь берется за ручку опоры и тянет ее вниз. В результате верхняя часть 44 поворачивается, что приводит сначала трубчатое расширение 61 смотрового окна 59 в соприкосновение с зажимной поверхностью 19а картриджа для напитка 19. При дальнейшем повороте верхней части 44 поворачиваются верхняя часть 44 и опора 45 картриджа вниз до контакта с нижней частью 43.
При закрывании верхней части 44 прокалыватель 22 создает выход через ламинированный материал в картридже 19. Выходной прокалыватель 22 имеет полый центр 22а, который проходит вниз через неподвижную нижнюю часть 43 с образованием выхода 70. Гибкий шланг 75 присоединен к нижней части выходного отверстия 70, как лучше всего видно на Фиг. 7. Шланг 75 доставляет напиток, дозированный из картриджа 19, в узел 100 выпускного сопла. При дозировании напитка шланг 75 отклоняется к соответствующей части узла 100 выпускного сопла, а именно к большому дозирующему отверстию 102, к меньшему дозирующему отверстию 104 или к сливному лотку 106 при продувке паром. Узел 100 выпускного сопла и отклонение шланга 75 более подробно описаны ниже.
Управление циклом приготовления осуществляется с помощью управляющего процессора машины 10 для приготовления напитка, при этом центральный процессор содержит исполнительный модуль и запоминающее устройство. Управляющий процессор функционально соединен с водонагревателем 13, насосом 14, пользовательским интерфейсом 16 и другими компонентами, описанными ниже, и управляет их работой.
Функционирование машины 10 задается с помощью программного обеспечения, встроенного в управляющий процессор, например, как описано в ЕР-А-1440644. Запоминающее устройство управляющего процессора включает одну или несколько переменных для одного или нескольких рабочих параметров машины для приготовления напитков 10. Рабочими параметрами являются температура жидкости, пропускаемой через картридж 19 для напитка в процессе рабочей операции, скорость загрузки картриджа 19 для напитка, наличие или отсутствие операции замачивания, суммарный выданный объем напитка, скорость потока жидкости при сливе и длительность продувки.
Одной из целей средства распознавания картриджа 20 является, среди прочего, способность машины 10 распознавать тип картриджа 19 для напитка, который был установлен, и регулировка одного или нескольких рабочих параметров. Переменные для рабочих параметров сохраняются в запоминающем устройстве. Картридж 19 содержит код, помещенный на картридже 19 или в нем, отображающий рабочие параметры, необходимые для оптимальной выдачи напитка в картридже 19. Пример кода описан в ЕР-А-1440644.
Запоминающее устройство управляющего процессора, кроме того, хранит информацию о типе дозируемого напитка, и поэтому рабочий цикл машины 10 может быть затем настроен для следующего картриджа 19. Это особенно удобно в тех случаях, когда для получения напитка используются последовательно два или больше картриджей 19. Например, может использоваться кофейный картридж, за которым следует молочный картридж для получения напитка капучино. В соответствии с другими вариантами может использоваться шоколадный картридж, за которым следует молочный картридж для получения густого горячего шоколадного напитка. С помощью запоминающего устройства, хранящего информацию о первом раздаваемом напитке, можно изменить способ выдачи второго картриджа, например молочного картриджа, с целью получения оптимального напитка. В приведенном выше примере молоко, которое раздают для горячего шоколада, обычно может быть разбавлено в меньшей степени, чем молоко, добавляемое к кофе. Кроме того, молоко, раздаваемое для шоколада, может раздаваться при более медленном расходе с целью уменьшения степени вспенивания напитка. Для специалиста в данной области техники является очевидным наличие многочисленных комбинаций картриджей и рабочих параметров. Кроме того, запоминающее устройство может использоваться для того, чтобы машина 10 могла «предсказывать» тип напитка, который пользователь захочет выдавать следующим. Например, если пользователь преимущественно пьет напиток одного вида, машина может дать команду водонагревателю сохранять температуру, оптимальную для напитка этого типа.
Работа машины 10 включает в себя установку картриджа 19 для напитка в головку 17 картриджа, выполнение цикла приготовления, при котором выдается напиток, и удаление картриджа 19 из машины.
Чтобы вставить картридж 19, держатель 18 картриджа открывается так, как описано выше, чтобы открыть опору 45 картриджа. Затем картридж 19 помещают на опору 45 картриджа, вставленную в углубление 46. Затем держатель 18 картриджа закрывают, как описано выше. При закрывании входной и выходной прокалыватели 21, 22 пробивают картридж 19, образуя вход и выход картриджа.
Для запуска рабочего цикла потребитель использует кнопку 28 пуск/остановка. Рабочий цикл содержит операции распознавания картриджа и цикл приготовления напитка.
Распознавание картриджа осуществляется оптическим устройством 20 распознавания картриджа, как описано выше. Сразу после считывания штрихкода управляющий процессор уточняет рабочие параметры машины 10. Затем автоматически начинается цикл приготовления. Цикл приготовления содержит четыре основные стадии, которые используются не для всех типов напитков:
1. Предварительное смачивание
2. Пауза
3. Приготовление/смешивание
4. Продувка
На стадии предварительного смачивания картридж 19 заправляют водой из резервуара 12 для хранения воды с помощью насоса 14. Загрузка водой вызывает смачивание ингредиентов напитка в картридже 19. Загрузка может иметь место при «быстром» расходе в 600 мл/мин или при «медленном» расходе в 325 мл/мин. Медленный расход при заправке особенно полезен в случае картриджей 19, содержащих вязкие жидкие ингредиенты напитка, когда ингредиенты требуют некоторого разбавления до того, как их можно будет перекачивать с более высоким объемным расходом. Объем воды, впрыснутой в картридж 19, подбирают таким образом, чтобы гарантировать, что вода или напиток не будут стекать из выхода картриджа на этой стадии.
Стадия паузы позволяет ингредиентам напитка пропитаться водой, впрыснутой на стадии предварительного смачивания, в течение установленного периода времени. Известно, что и стадия предварительного смачивания, и период паузы способствуют повышению выхода извлекаемых веществ из ингредиентов напитка и улучшению вкуса напитка. Предварительное смачивание и пропитывание особенно используется в том случае, когда ингредиентами напитка является обжаренный и молотый кофе.
На стадии приготовления/смешивания воду пропускают через картридж 19, чтобы получить напиток из ингредиентов напитка. Температуру воды определяет управляющий процессор, который направляет водонагревателю 13 команды на нагрев воды, проходящей от водяного резервуара 12 до головки 17 картриджа. Вода поступает в держатель 18 картриджа через впускной клапан и входной прокалыватель 21 и попадает в картридж 19 для напитка. Приготовление и/или смешивание напитка в картридже 19 для напитка происходит, как описано в ЕР-А-1440644, до того как приготовленный напиток выйдет из картриджа 19, вытечет через выходное отверстие 70, через шланг 75, через большее дозирующее отверстие 102 или меньшее дозирующее отверстие 104 узла 100 выпускного сопла и затем попадет в сосуд, размещенный соответствующим образом в раздаточной группе 27.
Во время цикла продувки температура водонагревателя 13 поднимается достаточно высоко, чтобы преобразовать оставшуюся воду в системе в пар, который затем под давлением продувается сквозь машину 10 для приготовления напитков, картридж 19 для напитка, на выход 70 и шланг 75. Это гарантирует, что весь напиток будет разлит и что путь потока будет очищен и готов к выдаче другого напитка. Продувка воздухом начинается не сразу после прекращения стадии приготовления/смешивания, что позволяет большей части жидкости покинуть путь потока.
После завершения рабочего цикла машина автоматически останавливается, потребитель извлекает картридж 19 путем открывания держателя 18 картриджа, вручную извлекает картридж 19 и отправляет его в отходы. В соответствии с другими вариантами машина 10 может быть оборудована автоматическим выталкивающим механизмом для автоматического удаления картриджа при открывании держателя 18 картриджа.
Вариант осуществления узла 100 выпускного сопла настоящего изобретения показан на Фиг. 8-12. Узел 100 выпускного сопла имеет удлиненный корпус с увеличенной головкой 110. Большее дозирующее отверстие 102 и меньшее дозирующее отверстие 104 оснащены увеличенной головкой 110. По краям узла 100 выпускного сопла предусмотрены две пары выступов 111. Указанные выступы 111 взаимодействуют с элементами, предусмотренными в машине 10 для фиксации узла 100 выпускного сопла в требуемом положении с увеличенной головкой 110 за шлангом 75.
Узел 100 выпускного сопла имеет внутреннюю полость 120, которая образуется боковыми стенками и ограничена верхним фланцем 122 узла 100 выпускного сопла. Большая часть внешнего пространства 120 сформирована как желобоподобный сливной лоток 106. Сливной лоток 106 проходит вниз с наклоном от увеличенной головки 110 и имеет отверстие 108 для отходов, расположенное в его основании, где лоток упирается в заднюю стенку 112 узла 100 выпускного сопла.
Внутреннее пространство 120 расширяется снизу вверх, изменяясь от треугольного вида сверху до кольцеобразного вида сверху, и упирается в увеличенную головку 110. В центре указанного кольцеобразного вида сверху находится большее дозирующее отверстие 102. Кольцевой объем вокруг большего дозирующего отверстия 102 образован вертикальными стенками 130. Первая часть 130а стенки имеет форму колокола и расширяется внутри с каждой стороны сливного лотка 108, когда он входит в увеличенную головку 110, перед расширением в увеличенную головку 110 и вокруг большего дозирующего отверстия 102. Эта часть 130а стенки проходит по всей высоте внутреннего пространства 120, кроме ломаной части 130b между большим дозирующим отверстием 102 и меньшим дозирующим отверстием 104. Ломаная часть 130b стенки проходит от основания внутренней части 120 приблизительно до половины ее высоты. Следующая часть 130с стенки проходит от части большего дозировочного отверстия 102: эта часть 130с стенки, по существу, продолжает прямую боковую кромку колоколообразной части 130а стенки и упирается в сторону внутреннего пространства 120. Таким образом, части 130а-с стенки образуют камеру 103 и пространство 105. Камера 103 сообщается с меньшим отверстием 104 и оснащена наклонным основанием для направления напитка в меньший диаметр 101 меньшего отверстия 104, которое проходит от самой нижней точки основания камеры, а именно от стыка между частями 130а и 130с стенки. Таким образом, камера 103 может использоваться для направления потока напитка в меньшее отверстие 104. Стенка 130с размещена так, чтобы образовывать необходимый размер камеры 103: пространство 105, также образованное стенкой 130с, с функциональным резервированием.
На Фиг. 10-12 показан шланг 75 в трех положениям подачи. Шланг 75 является гибким, и его можно отклонять в различные положения подачи. Для специалистов в данной области является очевидной возможность отклонения выходного конца шланга 75 разными способами. Простая схема иллюстрации одного расположения показана на Фиг. 13 и 14. Пара штифтов 151 и 152 используется в качестве привода для отклонения упругого шланга 75 из ненапряженного положения на одной линии с большим дозирующим отверстием 102 (см. также Фиг. 10) до выравнивания со сливным лотком 106 (см. также Фиг. 12).
Штифты 151 и 152 формируют противоположную, смещенную пару. Штифт 151 неподвижный, в то время как штифт 152 приводится в действие двигателем 153. Когда штифт 152 приводится в действие, он перемещается для отклонения шланга 75 к сливному лотку 106. Неподвижный штифт 151 размещен так, чтобы все время соприкасаться с шлангом 75 таким образом, чтобы шланг 75 изгибался к неподвижному штифту 151 при перемещении штифта 152, приводимого в действие двигателем, к сливному лотку 106. Следовательно, выходной конец шланга 75 отклоняется к сливному лотку 106.
Чтобы снова разместить шланг 75 над большим дозирующим отверстием 102, штифт 152, приводимый с действие двигателем, просто втягивается с помощью двигателя 103: благодаря своим упругим свойствам шланг 75 возвращается в ненапряженное положение, совмещенное с большим дозирующим отверстием 102. Аналогичная пара штифтов 151, 152 может использоваться для отклонения шланга 75 от большего дозирующего отверстия 102 до совмещения с камерой 103 меньшего дозирующего отверстия 104. Шланг 75 размещается не прямо над меньшим отверстием 104 так, что напиток течет в камеру 103, где собирается и течет к меньшему отверстию 101. Таким образом, напиток поступает через меньшее дозирующее отверстие 104. Как показано на Фиг. 10-12, движение от большего дозирующего отверстия 102 к меньшему дозирующему отверстию 104 осуществляется, по существу, под прямым углом к движению от большего дозирующего отверстия 102 к сливному лотку 106. На Фиг. 10-12 также показано, что выходной конец шланга 75 расположен только в пределах части 103а стенки в ненапряженном состоянии. Ломаная часть 103b стенки между большим дозирующим отверстием 102 и меньшим дозирующим отверстием 104 предусмотрена для того, чтобы перемещать шланг 75 между положением совмещения с большим дозирующим отверстием 102 и камерой 103 меньшего дозирующего отверстия 104.
Когда потребитель пользуется машиной 10 для приготовления напитков, чтобы приготовить напиток, проверяется положение шланга 75. Устройство 20 распознавания картриджа определяет используемый тип картриджа 19, а процессор определяет требуемое положение дозирующего шланга 75 из типа картриджа и/или обозначения приготавливаемого напитка, размещенного пользователем. Для некоторых напитков шланг 75 может оставаться в ненапряженном положении, совмещенном с большим дозирующим отверстием 102. Затем напиток готовится так, как описано выше, и подается вниз в шланг 75 при относительно низком давлении для прохождения через большее дозирующее отверстие 102. Напиток проходит через большее дозирующее отверстие 102 и выливается в посуду, расположенную на подставке 23.
Если процессор определяет, что для картриджа 19 требуется дозировка через меньшее дозирующее отверстие 104, например, потому, что потребитель и/или картридж 19 указывают, что будет готовиться экспрессо, процессор дает команду приводу (например, комбинацию двигатель 153/штифт 152) переместить выходной конец шланга 75 и совместить его с камерой 103 меньшего дозирующего отверстия 104. Напиток готовится, как описано ранее, и течет вниз по шлангу 75 при относительно высоком давлении, где втекает в камеру 103. Затем напиток течет вниз по наклонной камере 103, втекает и течет через малое отверстие 101. Далее напиток вытекает в сосуд, размещенный на подставке 23 для чашек. После завершения подачи напитка шланг 75 может вернуться в положение, совмещенное с большим дозирующим отверстием 102.
Независимо от типа подаваемого напитка и используемого дозирующего отверстия 102 или 104 после подачи выполняется продувка паром. Сначала процессор дает команду переместить шланг 75 для совмещения со сливным лотком 106. Затем образуется пар, который проходит через картридж 19, выходное отверстие 70 и шланг 75, как описано выше. Конденсированная вода и отходы стекают в сливной лоток 106 через отверстие 108 для отходов в емкость 9 для отходов. После завершения продувки шланг 75 возвращается в ненапряженное положение и совмещается с большим дозирующем отверстием 102.
Альтернативная конструкция узла выходного сопла 200 показана на Фиг. 15 и 16. Поскольку многие ее функции такие же, как в конструкции, показанной на Фиг. 8-12, для соответствующих частей используются соответствующие позиционные обозначения, увеличенные на 100. Таким образом, позиционное обозначение большего дозирующего отверстия изменяется со 102 на 202.
Узел 200 выпускного сопла, представленный на Фиг. 15 и 16, имеет прямоугольный корпус и увеличенную головку 210. Фланец 222 проходит только вокруг увеличенной головки. Полая внутренняя часть 220 имеет сверху прямоугольный вид, переходящий в кольцеобразный на увеличенной головке 210. Прямоугольная часть образует сливной лоток 206, хотя его открытый конец без боковой стенки 112 выходит в узел 200 выпускного сопла. Отверстие 208 для отходов образуется недостающей боковой стенкой 112 и сливным лотком 206, наклоненным вниз в отверстие 208 для отходов.
Большее дозирующее отверстие 202 расположено в центре увеличенной головки 210. Верхняя часть большего дозирующего отверстия 202 образуется верхней частью кольцевой вертикальной стенки 230а. Еще три вертикальные стенки 230b-d расходятся от кольцевой стенки 230а практически под равным углом 120° друг от друга. Две стенки 230b и 230с проходят линейно и упираются в боковую стенку внутренней части 220, где она изгибается для перехода от прямоугольного сечения до круглого сечения. Третья стенка 230d изогнута и проходит приблизительно в продольном направлении сборочного узла 200 выпускного сопла до изгибания и соприкосновения с боковой стенкой внутренней части 220. Стенки 230a-d имеют одинаковую высоту и проходят от основания внутренней части 22 0 внутри увеличенной головки 210 до примерно половины высоты боковой стенки, образующей внутреннюю часть 220 в увеличенной головке 210. Стенки 230с и 230d, а также часть кольцевой стенки 230а образуют камеру 203 меньшего дозирующего отверстия 204. Малое отверстие 201 проходит от основания камеры 203 и располагается рядом со стыком кольцевой стенки 230а и стенки 230d. Дно камеры направлено к малому отверстию 201. Пространство 205 ограничено стенками 230b и d и частью кольцевой стенки 230а.
Сопло 75 в ненапряженном состоянии заканчивается чуть выше верхней части кольцевой стенки 230а так, что сопло совмещается с большим дозирующим отверстием 202. Сопло 75 может отклоняться для совмещения с камерой 203 меньшего дозирующего отверстия 204 или сливного лотка 206, как было описано ранее.
Для специалиста в данной области является очевидным, что вариант осуществления, описанный выше, может модифицироваться без отхода от сути и объема изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения.
Например, сливной лоток 106; 206 не обязательно должен включаться в узел 100; 200 выпускного сопла. Кроме того, количество, относительные размеры и расположение дозирующих отверстий 102, 104; 202, 204 можно изменять в пределах требования наличия хотя бы двух дозирующих отверстий разного диаметра. Форма дозирующих отверстий 102, 104; 202, 204 может изменяться и может быть, но не обязательно, одинаковой по всей длине. Кроме того, дозирующие отверстия 102, 104; 202, 204 не обязательно должны быть параллельными. Например, входы в дозирующие отверстия 102, 104; 202, 204 могут быть расположены на расстоянии друг от друга, а их выходы могут быть расположены ближе друг к другу. Это позволит выполнять раздачу напитков из как можно более общего положения и, вместе с тем, увеличить расстояние между входами для сведения к минимуму риска взаимного загрязнения.
Форма, ширина и положение стенок 130; 230 могут изменяться. Общей целью стенок 130; 230 является обеспечение барьера между большим дозирующим отверстием 102; 202, камерой 103; 203 и сливным лотком 106; 206. Вместо сливного лотка 106; 206 может использоваться простое отверстие для отходов, возможно, сформированное в нижней части второй камеры, такой как камера 103; 203, предусмотренная для меньшего дозирующего отверстия 104; 204. Для меньшего дозирующего отверстия 104; 204 не обязательно должна быть предусмотрена камера 103; 203.