УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ
BEVERAGE PREPARATION DEVICE

Настоящее изобретение относится к усовершенствованиям устройств для приготовления напитков и, в частности, к устройству для приготовления напитков типа, в котором используются предварительно упакованные контейнеры ингредиентов напитка.
Кофейни были частью «кофейной культуры» с 17-ого века. В течение всех этих лет способы приготовления кофе совершенствовались, и специалисты тренировались в создании самых лучших кофейных напитков. Первые кофемашины были созданы в начале 1800-х, и автоматическая кофеварка эспрессо была изобретена в 1930-х. Автоматизация процесса приготовления кофе привела, в свою очередь, к быстрому росту, особенно за последние десять лет, количеств кофеин/магазинов «кофе-чай» с более специализированными напитками, такими как эспрессо и капучино, пользующимися большим спросом. Эти типы напитков исторически рассматривали как предметы роскоши из-за необходимости в дорогих, сложных устройствах, способных создавать высокие давления, необходимые для их приготовления, которыми должны были соответствующим образом управлять и обслуживать подготовленные баристы для получения хорошего качества. Любители кофе сходятся во мнениях, что эспрессо может быть испорчен плохо обученным оператором, несмотря на использование устройства хорошего качества и кофе хорошего качества. Однако эта тенденция не только привела к повышенному спросу потребителей на дорогие высокого качества напитки, но также к желанию большего разнообразия специализированных напитков и возможности готовить такие напитки в комфорте собственного дома.
Хотя не существует установленного технического определения, обычно понятно, что по сравнению с кофе, полученным в капельной кофеварке, качественный эспрессо, приготовленный баристом, имеет более густую консистенцию благодаря большему количеству растворенных сухих веществ и каплям масла со слабой вязкостью, находящимся во взвешенном состоянии в напитке. Он имеет однородную, кроме того густую, темную красновато-коричневую пенку, составляющую от 10 до 30% напитка. Пенка представляет собой полифазную эмульсию воздуха и масел, белков и сахаров, извлеченных из кофе, которая получается при высоком давлении порядка 9-10 бар. Более высокие давления увеличивают скорость размачивания кофе и повышают экстракцию, а также отвечают за создание пенки. Воздух захватывается в напиток при его варке для образования желательной пенки.
Привередливыми любителями эспрессо признано, что эспрессо, полученный с использованием воды, которая холоднее оптимальной температуры, имеет кислый вкус, и эспрессо, полученный с использованием воды, которая имеет температуру выше этой температуры, имеет горький вкус. Необходимо, чтобы оптимальная температура составляла 92-96°C. Другие факторы, которые влияют на качество эспрессо, включают в себя обжаривание и возраст кофейных зерен, степень помола, прессование продуктов помола перед варкой и время варки. «Наилучший эспрессо» получается путем балансирования этих основных элементов процесса варки.
Домашние кофемашины в значительной степени также разрабатывались, с тех пор как в 1960-х были изобретены первые фильтровальные устройства, и сейчас кофемашины являются важными элементами кухонного оборудования во многих домашних хозяйствах. Некоторые такие устройства дозируют отдельные порции напитка непосредственно в емкость для питья и получают напиток из подачи в неупакованном виде ингредиентов напитка или из отдельных упаковок ингредиентов напитка, таких как маленькие пакетики, подушечки или капсулы.
В нижеследующем описании такие упаковки будут называться общим термином «капсулы». Устройства, которые используют такие капсулы, требуют гораздо меньше очистки и могут дать возможность пользователю выбирать напитки. Напитки получают в результате варки, смешивания, растворения или суспендирования ингредиентов напитка в воде. Например, для кофейных напитков нагретая вода принудительно проходит через капсулу для получения эстрагированного раствора. Капсула может быть выполнена таким образом, что воздух становится захваченным, чтобы получить желаемую пену. Отверстия для впуска воздуха образованы, чтобы позволить воздуху проходить в устройство для приготовления напитков и, таким образом, быть доступным для захвата внутри капсулы. Например, выпускная насадка устройства может включать в себя канал для впуска воздуха для обеспечения прохождения воздуха в устройство и через капсулу, в которой он может быть захвачен в дозируемом потоке напитка для способствования образованию желаемой пены. Использование капсул в домашних кофемашинах стало чрезвычайно популярным благодаря их удобству и качеству получаемого напитка. Пример устройства для приготовления напитков с использованием капсул описан в EP-A-1440644, и примеры капсул описаны в EP-A-1440903.
Однако с изменением потребительских тенденций, существует потребность в домашних устройствах, которые способны готовить качественный эспрессо и ряд других напитков, для которых не обязательно требуется подготовка, которые являются недорогими и для которых не требуется большая очистка или не требуется она совсем.
Следовательно, настоящее изобретение описывает устройство для приготовления напитков, выполненное с возможностью дозирования напитка через выпускную насадку. Выпускная насадка содержит одну или более сторон, которые образуют канал между входом и выходом. Канал расширяется вниз по потоку от входа для образования более широкого участка. Напиток может сливаться из канала вниз перед выходом из выпускной насадки, и, следовательно, устройства для приготовления напитков. Выпускная насадка дополнительно содержит один или более воздушных проходов, которые проходят через одну или более сторон насадки для обеспечения сообщения по текучей среде между каналом и атмосферой. Они обеспечивают всасывание воздуха в устройство для приготовления напитков при дозировании напитка. Они обеспечивают прохождение воздуха в устройство для приготовления напитка для замены воздуха, выходящего из устройства для приготовления напитка, напитком. Например, для всех напитков, включающих в себя напитки, такие как чай, которые не должны иметь пену, воздух всасывается вниз с потоком напитка через выпускную насадку. Для напитков с пеной воздух также выходит из устройства для приготовления напитков в виде воздуха, захваченного внутри напитка. В обоих случаях отверстия для впуска воздуха образуют канал для потока воздуха для входа в устройство для приготовления напитков и замены воздуха, который вышел. Воздух может проходить в устройство для приготовления напитков, если необходимо, например, для всасывания в капсулу, где он захватывается в напиток. Там, где напиток не должен иметь пену, воздушные проходы не приводят к неблагоприятному результату, они только обеспечивают замену воздуха, извлеченного потоком напитка.
По меньшей мере, некоторые образованные воздушные проходы, и предпочтительно все образованные воздушные проходы, расположены в поднятом положении на более широком участке над выходом из выпускной насадки. Следует понимать, что в нижеследующем описании ссылка на каждый из воздушных проходов не обязательно означает все до единого воздушные проходы, образованные в выпускной насадке, и в более широком смысле, может означать каждый из подгруппы образованных воздушных проходов. Таким образом, выпускная насадка может содержать один или более воздушных проходов в поднятом положении и один или более воздушных проходов на выходе выпускной насадки.
Предпочтительно, один или более воздушных проходов образованы в пары, причем каждая пара воздушных проходов обращена к другой паре через канал. Необязательно, один или более воздушных проходов расположены на одинаковом расстоянии вокруг выпускной насадки.
Обеспечение одного или более воздушных проходов в поднятом положении является преимущественным, так как это уменьшает возможность входа напитка в один или более воздушных проходов. Без прохождения напитка в воздушные проходы они будут оставаться более чистыми в течение более длительного срока. Таким образом, необходимость в очистке может быть предотвращена или, по меньшей мере, намного уменьшена. Так как один или более воздушных проходов образованы на стороне выпускной насадки и могут проходить непосредственно через сторону, они могут быть очень короткими, что дополнительно облегчает очистку.
Этот эффект предотвращения прохождения напитка в воздушные проходы может быть оптимизирован многими разными способами. Например, большее преимущество может быть достигнуто за счет большего подъема положения воздушных проходов. Например, каждый из одного или более воздушных проходов может быть расположен рядом с входом в выпускную насадку. Другим способом оптимизации эффекта является попытка обеспечить то, чтобы напиток не проходил рядом с воздушными проходами. Это достигается за счет расширения канала и расположения каждого из одного или более воздушных проходов на более широком участке. Расширение канала также преимущественно обеспечивает свободное пространство вокруг потока напитка. Таким образом, воздушные проходы обеспечивают всасывание воздуха в свободное пространство вокруг напитка. Воздушные проходы, образованные в канале, не приводят к захвату воздуха в поток напитка внутри канала. Как описано выше, для всех напитков воздух будет всасываться вниз с потоком напитка через канал, хотя это будет приводить к небольшому, если это имеет место, захвату. Скорее, поток воздуха будет уменьшаться в свободном пространстве вокруг потока напитка. Там, где захват необходим, воздух, проходящий через воздушные проходы, будет подниматься в устройство для приготовления напитков, например в капсулу, где воздух захватывается в поток напитка, как описано выше. Таким образом, отверстия для впуска воздуха не приводят к захвату воздуха в выпускной насадке. Вместо этого выпускная насадка выполняет только функцию сохранения пены, где она есть, и поддерживает отсутствие пены там, где ее нет.
Расширение канала может быть достигнуто за счет образования выступа в канале для образования более узкого участка и более широкого участка. Каждый из одного или более воздушных проходов может быть расположен на более широком участке на выступе для защиты его от потока напитка. Выступ может быть ступенчатым или он может быть изогнутым, чтобы быть плавным.
Выпускная насадка может или не может быть образована в виде одного элемента. Например, выпускная насадка может быть узлом двух или более частей. Необязательно, выпускная насадка содержит первую и вторую части, которые соединяются вместе для образования канала, причем один или более воздушных проходов образованы на соединении между первой и второй частями. Две части могут быть соединены любым известным способом. В предлагаемом варианте осуществления первая часть выполнена с проходящей вниз кромкой, а вторая часть выполнена с проходящей вверх кромкой, причем две кромки имеют такой размер, что одна плотно вмещена в другую и содержат разрывы, которые совмещены для образования воздушных проходов через соединение. Кромки могут использоваться для закрепления первой и второй частей друг с другом, например, с использованием винтовых резьб для взаимодействия.
Как отмечено выше, настоящее изобретение находит полезное применение в устройствах для приготовления напитков, которые выполнены с возможностью приготовления напитков из капсулы, содержащей один или более ингредиентов напитка. Обычно такие капсулы размещены в держателе капсулы, который может быть закрыт для уплотнения капсулы внутри устройства, так что текучая среда, подобная воде, может проходить через капсулу для приготовления напитка. Приготовленный напиток выходит из капсулы и дозируется через выпускную насадку устройства. Устройство может дополнительно содержать прокалывающий элемент, расположенный для прокалывания нижней стороны капсулы при размещении в держателе капсулы. Обычно прокалывающий элемент будет прокалывать слоистый материал, такой как фольга, расположенный на нижней стороне капсулы. Прокалывающий элемент может иметь полый центр для образования выпускного отверстия для напитка для выхода из капсулы. Вход в полый центр прокалывающего элемента может образовывать вход в выпускную насадку, т.е., прокалывающий элемент может составлять часть выпускной насадки.
Кроме того, выпускная насадка может содержать первую и вторую части, которые соединяются вместе для образования канала. Первая часть может содержать прокалывающий элемент на своей верхней стороне и проходящую вниз кромку на своей нижней стороне с полым центром прокалывающего элемента, проходящего от прокалывающего элемента к концу кромки, так что кромка окружает отверстие через первую часть. Вторая часть может содержать проходящую вверх кромку. Предпочтительно, две кромки имеют такой размер, что одна плотно вмещена в другой, и содержат разрывы, которые совмещены для образования воздушных проходов через соединение. Отверстие может проходить через первую часть для завершения в центре внутри проходящей вниз кромки. Эта кромка может быть установлена сзади отверстия для образования выступа в канале через выпускную насадку. Там, где проходящая вверх кромка второй части вмещена в проходящую вниз кромку, внутренний диаметр проходящей вверх кромки может быть таким, что она расположена на расстоянии сзади отверстия, чтобы образовать выступ. Отверстие через первую часть может стать шире при его прохождении от верхней стороны к нижней стороне, например, посредством образования своей боковой стенки для изгиба. Можно видеть, как за счет кривизны боковая стенка плавно переходит в нижнюю сторону первой части. Проходящая вниз кромка может проходить от области или рядом с ней, где боковая стенка переходит в нижнюю сторону.
Настоящее изобретение также описывает способ приготовления напитка с использованием устройства для приготовления напитков в соответствии с любым из предыдущих абзацев. Способ может включать в себя осуществление дозирования устройством напитка через выпускную насадку, так что, по существу, напиток не проходит через один или более воздушных проходов. Когда устройство для приготовления напитков выполнено с возможностью приготовления напитков из капсулы, содержащей один или более ингредиентов напитка, способ может дополнительно включать в себя размещение такой капсулы в держателе капсулы устройства для приготовления напитков, осуществление приготовления напитка устройством из капсулы и дозирования таким образом приготовленного напитка через выпускную насадку, так что, по существу, напиток не проходит через один или более воздушных проходов.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны только в качестве примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых
фиг.1 - перспективный вид спереди устройства для приготовления напитков известного уровня техники с приемным устройством капсулы в закрытом положении;
фиг.2 - перспективный вид спереди устройства на фиг.1 с приемным устройством капсулы в открытом положении;
фиг.3 - вид сзади устройства на фиг.1 с некоторыми частями, исключенными для ясности;
фиг.4 - перспективный вид спереди приемного устройства капсулы устройства на фиг.1 с некоторыми частями, исключенными для ясности;
фиг.5 - другой перспективный вид спереди приемного устройства капсулы на фиг.4 с некоторыми частями, исключенными для ясности;
фиг.6 - вид в разрезе приемного устройства капсулы на фиг.4 в закрытом положении, вмещающего капсулу напитка;
фиг.7 - вид в разрезе сбоку приемного устройства капсулы на фиг.4 в открытом положении, вмещающего капсулу напитка;
фиг.8 - перспективный вид пластины с прокалывающими элементами в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, изображенной в перевернутом положении;
фиг.9 - вид в разрезе сбоку пластины с прокалывающими элементами на фиг.8, изображенной в своей правильной ориентации;
фиг.10 - перспективный вид насадки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.11 - вид в разрезе сбоку насадки на фиг.10; и
фиг.12 - вид в разрезе сбоку пластины с прокалывающими элементами на фиг.8 и насадки на фиг.10 при сборке.
Для соответствия заданному широкому выбору типов напитков хорошего качества, имеющих разные характеристики, настоящее изобретение включает в себя важные усовершенствования известных устройств для приготовления напитков. Устройство для приготовления напитков может содержать сифон, пивной насос или им подобное. Настоящее изобретение обеспечивает особое преимущество при использовании с устройствами для приготовления напитков для приготовления горячих напитков, подобных кофе, чаю, горячему шоколаду и горячему молоку. В частности, усовершенствования, обеспеченные настоящим изобретением, дают возможность готовить эспрессо хорошего качества с высококачественной пеной, кроме того, обеспечивают конструкцию, которую легко сохранять чистой и гигиеничной, и которая способна обеспечивать другие высококачественные напитки.
Усовершенствования будут описаны со ссылкой на известное устройство 10 для приготовления напитков, которое изображено на фиг.1-7 сопроводительных чертежей. Однако следует отметить, что усовершенствования находят применение для широкого ассортимента устройств для приготовления напитков, которые могут или нет использовать широкий ассортимент капсул, которые, как отмечено выше, включают в себя маленькие пакетики, подушечки, жесткие или полужесткие капсулы.
Устройство 10 для приготовления напитков на фиг.1-3 обычно содержит корпус 11, резервуар 12, нагреватель 13 воды, насос 14, управляющий процессор (не показан), интерфейс 16 пользователя и приемное устройство 17 капсулы.
Приемное устройство 17 капсулы, в свою очередь, обычно содержит держатель 18 капсулы для удержания во время использования капсулы 19 с напитком и средство 20 для распознавания капсулы. Приемное устройство 17 капсулы дополнительно содержит прокалывающий элемент 21 для впускного отверстия и прокалывающий элемент 22 для выпускного отверстия для образования в капсуле 19 с напитком при использовании впускного отверстия для входа жидкости в капсулу 19 и выпускного отверстия для выхода приготовленного напитка из капсулы 19. Напиток, выходящий из капсулы 19 через выпускное отверстие, выходит из устройства 10 через насадку 70.
Хотя вода, вероятно, является наиболее распространенной жидкостью, используемой для приготовления напитков, таких как кофе, устройство 10 способно использовать другие жидкости, такие как молоко или молочные продукты, для смешивания с ингредиентами напитка. Любые ссылки в данном документе должны истолковываться, как включающие в себя любой тип жидкости, используемой для приготовления напитков.
Корпус 11 предпочтительно выполнен полностью или частично из подходящей пластмассы или металла. Корпус 11 предпочтительно содержит складную конструкцию, содержащую переднюю половину 25 и заднюю половину 26, которые обеспечивают доступ во время сборки для установки элементов устройства 10.
Передняя половина 25 корпуса 11 определяет участок 27 дозирования, где дозирование напитков происходит из насадки 70. Участок 27 дозирования включает в себя опору 23 для чашки с поддоном, расположенным внизу. Интерфейс 16 пользователя устройства также расположен на передней стороне корпуса 11 и содержит множество управляющих переключателей, например кнопку 28 включения/выключения, и ряд индикаторов 29-32 состояния. Индикаторами 29-32 состояния предпочтительно являются светодиоды, которые, например, показывают готовность устройства 10, возникла ли ошибка во время работы устройства 10, и режим работы устройства 10. Кнопка 28 включения/выключения управляет началом цикла дозирования и предпочтительно является управляемой вручную нажимной кнопкой, переключателем или подобным.
Резервуар 12 расположен в задней части корпуса 11 и предпочтительно вмонтирован в заднюю половину 26 корпуса 11 или соединен с ней. Резервуар 12 содержит впускное отверстие для заполнения резервуара 12 водой или другой жидкостью, которое закрыто, когда резервуар 12 находится на месте в устройстве 10. Выпускное отверстие образовано по направлению к нижнему концу резервуара 12, которое соединено с насосом 14. Резервуар 12 может быть выполнен из прозрачного или полупрозрачного материала для обеспечения проверки потребителем количества воды, остающейся в резервуаре 12. В качестве альтернативы, резервуар 12 может быть выполнен из непрозрачного материала, но со смотровым окном в нем. Кроме того или вместо этого, резервуар 12 может быть оснащен датчиком низкого уровня, который предотвращает работу насоса 14 и необязательно включает предупредительный индикатор, такой как светодиод, когда уровень жидкости в резервуаре опускается до предварительно выбранного уровня.
Насос 14 функционально соединен между резервуаром 12 и нагревателем 13 воды и управляется управляющим процессором. Скорость потока воды через устройство 10 может регулироваться управляющим процессором. Датчик объемного потока (не показан) предпочтительно установлен в линии потока или вверх по потоку или вниз по потоку от насоса 14.
Нагреватель 13 расположен во внутренней части корпуса 11. Вода для цикла дозирования подается в приемное устройство 17 для капсулы при заданной температуре. Нагреватель 13 способен быстро регулировать температуру подаваемой воды до требуемой температуры, обычно 80-98°C и возможно выше температуры входящей воды. Нагреватель 13 содержит выключатель избыточного нагрева, который выключает нагреватель 13, если температура превышает 98°C. При необходимости устройство 10 может включать в себя продувку паром. Предпочтительное средство создания продувки паром должно использовать нагреватель 13 воды в виде нагревателя для мгновенного испарения жидкости (также известного как быстродействующий или проточный нагреватель). Обычно, такие быстродействующие нагреватели содержат трубку, через которую проходит вода, причем трубка нагревается одним или более резистивными элементами. Быстродействующий нагреватель может использоваться не только для нагревания воды для приготовления напитков, но также при установках более высокой мощности для создания продувки паром за счет выпаривания воды, остающейся в трубке, быстродействующим нагревателем после приготовления напитка. Преимущество быстродействующих нагревателей заключается в том, что нет значительной задержки, пока вода нагревается в бойлере. Быстродействующие нагреватели нагревают воду по требованию и выключаются сразу после каждого цикла варки и, следовательно, являются очень экономичными.
Вода, выходящая из нагревателя 13, подается через подходящую систему подачи в приемное устройство 17 для капсулы и капсулу 19 с помощью клапана. Если давление потока воды является допустимым, вода проходит в капсулу 19. Если давление ниже или выше заданных пределов, тогда вода подается с помощью клапана в емкость для утилизации отходов.
Система подачи содержит каналы, которые соединяют резервуар 12, водяной насос 14, нагреватель 13 воды и приемное устройство 17 для капсулы (как показано на фиг.8) для подачи воды из резервуара 12 в капсулу 19.
Держатель 18 капсулы выполнен с возможностью регулирования открывающих усилий, создаваемых давлением внутри капсул 19, которое составляет около 250 кг для напитков эспрессо. Во время работы устройства 10 капсулы 19 стремятся расшириться, но целостность капсул 19 должна сохраняться. Кроме того, пользователь не должен открывать держатель 18, в то время как система находится под давлением, и соответствующие блокирующие механизмы установлены для обеспечения этого.
Одно подходящее конструктивное исполнение приемного устройства 17 для капсулы, как описано в WO-A-2006/014936, показано на фиг.4-7. Держатель 18 капсулы приемного устройства 17 для капсулы содержит неподвижную нижнюю часть 43, вращающуюся верхнюю часть 44 и поворотную опору 45 капсулы, расположенную между неподвижной нижней частью 43 и вращающейся верхней частью 44. Верхняя часть 44, нижняя часть 43 и опора 45 капсулы поворачиваются вокруг общей оси 46 шарнира. Фиг.4-7 показывают держатель 18 с некоторыми элементами устройства 10, исключенными для ясности.
Опора 45 капсулы содержит, по существу, круглую выемку 55, которая вмещает при использовании капсулу 19 с напитком. Выемка 55 включает в себя неровность 56 для вмещения ручки капсулы 19 с напитком, которая также выполняет функцию предотвращения вращения капсулы 19 с напитком в держателе 18. Опора 45 капсулы подпружинена относительно неподвижной нижней части 43, так что в открытом положении, как показано на фиг.7, опора 45 капсулы смещена от контакта с неподвижной нижней частью 43. Опора 45 капсулы затем выходит из контакта с прокалывающими элементами 21, 22 для выпускного отверстия и впускного отверстия. Опора 45 капсулы содержит отверстие 57 для вмещения прокалывающих элементов 21, 22 для выпускного отверстия и впускного отверстия и приемного устройства средства 20 распознавания капсулы, когда опора 45 капсулы перемещена в закрытое положение.
Верхняя часть 43 содержит обычно круглый элемент, вмещающий круглое смотровое окно 59, через которое потребитель может видеть капсулы 19 с напитком во время цикла дозирования, а также может визуально убеждаться в том, что капсула 19 загружена в устройстве 10. Смотровое окно 59 имеет форму чашки с направленной вниз кромкой. Кроме того, смотровое окно 59 содержит зажимной элемент в виде направленной вниз трубчатой выступающей части 61, как показано на фиг.7. Выступающая часть 61 направлена к нижней части 44 и находится внутри приемного устройства 17 для капсулы при нахождении в закрытом положении, как показано на фиг.6. Когда держатель 18 капсулы находится в закрытом положении, дистальный конец 62 трубчатой выступающей части 61 смотрового окна 59 упирается в зажимную поверхность 19a капсулы 19 с напитком, смещая ее к нижней части 44, как показано на фиг.6 (на котором проиллюстрировано устройство, которое содержит капсулу 19 с большей глубиной). Давление, оказываемое трубчатой выступающей частью 61, обеспечивает непроницаемое для текучей среды уплотнение между капсулой 19 и держателем 18.
Нижняя часть 43 содержит прокалывающие элементы 21, 22 для выпускного отверстия и впускного отверстия и приемное устройство для средства 20 распознавания капсулы. Прокалывающий элемент 21 для впускного отверстия содержит полую иглоподобную трубку с заостренным концом для прокалывания слоистого материала капсулы 19 с напитком при использовании. Прокалывающий элемент 21 для впускного отверстия находится в сообщении по текучей среде с каналом 65 для воды, как показано на фиг.7, который проходит через нижнюю часть 43 и соединен с выпускным каналом 66 нагревателя 13 воды. Прокалывающий элемент 22 для выпускного отверстия подобен по типу прокалывающему элементу для выпускного отверстия, описанному в EP-A-0389141 и EP-A-0334572. Дугообразный участок 67 верхнего конца прокалывающего элемента 22 для выпускного отверстия является зубчатым для прокалывания и, в конечном счете, разрезания многослойного материала капсулы 19 напитка. Остальная часть верхнего конца отрезана в продольном направлении цилиндра, по меньшей мере, до основания зубьев зубчатого участка, как показано под ссылочной позицией 68, для сгиба или вытягивания разрезанного многослойного материала из выпускного отверстия перед дозированием напитка через него.
Преимущественно, прокалывающий элемент 22 для выпускного отверстия удаляется из нижней части 43 для обеспечения ее тщательной очистки, например, в посудомоечной машине. Удаляемый прокалывающий элемент 22 для выпускного отверстия вмещается в выемку в нижней части 43, где она расположена. Прокалывающий элемент 21 для впускного отверстия и/или прокалывающий элемент 22 для выпускного отверстия могут быть выполнены из металла, такого как нержавеющая сталь, или из пластмассы. Предпочтительно, прокалывающий элемент 21 для впускного отверстия и прокалывающий элемент 22 для выпускного отверстия выполнены в виде одного целого элемента, который удаляется из нижней части 43.
При использовании верхняя часть 44 держателя 18 способна перемещаться из открытого положения, в котором она ориентирована вертикально или почти вертикально, как показано на фиг.2, в закрытое положение, в котором она ориентирована, по существу, горизонтально и в зацеплении с неподвижной нижней частью 43 и опорой 45 капсулы. Для закрытия верхней части 44 пользователь захватывает ее и толкает вниз. В результате, верхняя часть 44 поворачивается, что сначала приводит трубчатую выступающую часть 61 смотрового окна 59 в контакт с зажимной поверхностью 19a капсулы 19 с напитком. Непрерывное вращение верхней части 44 приводит верхнюю часть 44 и опору 45 капсулы в контакт с нижней частью 43.
При закрытии верхней части 44 прокалывающий элемент 22 образует выпускное отверстие через слоистый материал в капсуле 19. Прокалывающий элемент 22 для выпускного отверстия содержит полый центр 22a, который проходит вниз через неподвижную нижнюю часть 43 для сообщения с внутренним отверстием 71 насадки 70. Как лучше всего видно на фиг.6 и 7, канал проходит от прокалывающего элемента 22 для выпускного отверстия к основанию насадки 70. Насадка 70 содержит центральный канал 72 дозирования и периферийный канал 73 для впуска воздуха. Вход в центральный канал 72 дозирования расположен непосредственно под центром прокалывающего элемента 22 для выпускного отверстия, так что напиток, выходящий из капсулы 19, проходит через центральный канал 72 дозирования и выходит из насадки 70.
Канал 73 для впуска воздуха проходит от основания насадки 70 к верхней стороне насадки 70, где он пересекается с основанием прокалывающего элемента 22 для выпускного отверстия. Таким образом, воздух может всасываться вверх и в капсулу 19. Капсула 19 может быть выполнена для осуществления захвата воздуха в поток напитка при его выходе из капсулы 19. Например, капсула 19 может включать в себя трубку Вентури или другой элемент, который осуществляет захват воздуха в поток напитка. В этом случае канал 73 для впуска воздуха обеспечивает всасывание воздуха вверх и в капсулу 19 для обеспечения захвата. Там, где пена нежелательна, капсула 19 выполнена таким образом, что воздух не захватывается. Например, капсула 19 может не иметь впускное отверстие, которое иначе необходимо для впуска воздушного потока, обеспеченного каналом 73 для впуска воздуха. Кроме того, подробности таких конструктивных исполнений капсул могут быть найдены в EP-A-1440903.
Хотя воздушный поток является важным при образовании желательной пены в напитках подобных кофе эспрессо, и пен в других напитках, таких как горячий шоколад или молоко, фактически, было установлено, что напиток также может проходить вниз в канале 73 для впуска воздуха и затем из насадки 70. Этот поток напитка имеет несколько недостатков. Поток напитка препятствует прохождению потока воздуха вверх в канал 73 для впуска воздуха и отрицательно влияет на качество полученной пены. Кроме того, прохождение напитка вниз в канале 73 для впуска воздуха вызывает необходимость в регулярной очистке, работе, которая затруднена на основании того факта, что канал 73 для впуска воздуха обычно является гораздо меньше центрального канала 72 дозирования.
Управление циклом варки осуществляется управляющим процессором устройства 10 для приготовления напитков, причем центральный процессор содержит блок обработки и память. Управляющий процессор функционально соединен с нагревателем 13, насосом 14, интерфейсом 16 пользователя и другими элементами, описанными ниже, и управляет их работой.
Рабочие характеристики устройства 10 определены программным обеспечением, встроенным в управляющий процессор, например, как описано в EP-A-1440644. Память управляющего процессора включает в себя одну или более переменных для одного или более рабочих параметров устройства 10 для приготовления напитков. В устройствах известного уровня техники этими рабочими параметрами обычно являются температура жидкости, проходящей через капсулу 19 с напитком во время режима работы, скорость заливки капсулы 19 с напитком, наличие или иначе этапа пропитывания, общий дозированный объем напитка, скорость потока жидкости во время этапа выгрузки и продолжительность этапа продувки.
Одним назначением средства 20 распознавания капсулы, в частности, является обеспечение распознавания устройством 10 типа капсулы 19 с напитком, которая вставлена, и регулирование одного или более рабочих параметров, соответственно. Переменные для рабочих параметров хранятся в памяти. Капсула 19 содержит код, расположенный на капсуле 19 или в ней, представляющий собой рабочие параметры, необходимые для оптимального дозирования напитка, содержащегося в капсуле 19. Пример кода описан в EP-A-1440644.
Память управляющего процессора дополнительно хранит информацию о типе дозируемого напитка, так что рабочий цикл устройства 10 может быть отрегулирован для следующей капсулы 19. Это является особенно преимущественным там, где две или более капсул 19 с напитками используются последовательно для приготовления напитка. Например, может использоваться капсула с кофе, за которой следует капсула с молоком для приготовления напитка капучино. В качестве альтернативы, может использоваться капсула с шоколадом, за которой следует капсула с молоком для приготовления напитка горячего шоколада с пеной. Посредством использования памяти, которая хранит информацию о первом дозированном напитке, способ дозирования второй капсулы, скажем, капсулы с молоком, может быть изменен для получения оптимального напитка. В вышеприведенном примере молоко, дозированное для горячего шоколада, может обычно разбавляться меньше, чем молоко, добавленное в кофе. Кроме того, молоко, дозируемое для шоколада, может дозироваться с более низкой скоростью потока для уменьшения степени пенообразования напитка. Возможны многие сочетания капсул, и рабочие параметры будут очевидны для специалиста в данной области техники. Кроме того, память может использоваться для обеспечения «определения» устройством 10 типа напитка, который пользователь захочет потом дозировать. Например, если пользователь преимущественно пьет один тип напитка, тогда устройство может выдавать команду нагревателю воды сохранять оптимальную температуру для этого типа напитка.
Работа устройств 10 известного уровня техники включает в себя вставку капсулы 19 с напитком в приемное устройство 17 для капсулы, осуществление цикла дозирования, в котором напиток дозируется, и удаление капсулы 19 из устройства.
Для вставки капсулы 19 открывают держатель 18 капсулы, как описано выше, для открытия опоры 45 капсулы. Затем капсулу 19 размещают на опоре 45 капсулы, размещенной в выемке 46. Затем держатель 18 капсулы закрывают, как описано выше. Во время закрытия прокалывающие элементы 21, 22 для впускного отверстия и выпускного отверстия прокалывают капсулу 19 для образования впускного отверстия и выпускного отверстия капсулы.
Для начала цикла дозирования пользователь приводит в действие кнопку 28 включения/выключения. Рабочий цикл включает в себя этапы распознавания капсулы и цикл приготовления напитка.
Распознавание капсулы осуществляется оптическим средством 20 распознавания капсулы, как описано. После расшифрования штрихового кода рабочие параметры устройства 10 регулируются управляющим процессором. Затем автоматически начинается цикл приготовления. Цикл приготовления включает в себя четыре основных этапа, хотя не все из них используются для всех типов напитков:
1. Предварительное смачивание
2. Остановка
3. Этап варки
4. Продувка
На этапе предварительного смачивания капсула 12 заливается жидкостью из резервуара 12 для хранения с помощью насоса 14. Заливка водой обеспечивает смачивание ингредиентов напитка. Заливка может происходить при «быстрой» скорости потока 600 мл/мин или «низкой» скорости потока 325 мл/мин. Медленная скорость заливки является особенно полезной для капсул 19, содержащих ингредиенты вязкого жидкого напитка, когда для ингредиентов требуется некоторое разбавление перед тем, как они смогут быть поданы насосом при более высокой скорости объемного потока. Объем жидкости, введенной в капсулы 19, выбирается для обеспечения того, чтобы жидкость или напиток не капали из выпускного отверстия капсулы во время данного этапа.
Этап остановки обеспечивает смачивание ингредиентов напитка в жидкости, введенной во время этапа предварительного смачивания, в течение заданного периода времени. Известны этапы как предварительного смачивания, так и замачивания для увеличения выхода экстрагируемых веществ из ингредиентов напитка и для улучшения конечного вкуса напитка. Предварительное смачивание и замачивание особенно используются там, где ингредиентами напитка являются обжаренный и молотый кофе.
На этапе дозирования жидкость проходит через капсулу 19 для получения напитка из ингредиентов напитка. Температура жидкости определяется управляющим процессором, который посылает команды нагревателю 13 для нагревания жидкости, выходящей из резервуара 12 в приемное устройство 17 для капсулы. Жидкость проходит в держатель 18 капсулы при помощи клапана на впускном отверстии и прокалывающего элемента для впускного отверстия и затем проходит в капсулу 19 с напитком. Происходит варка и/или смешивание напитка в капсуле 19 напитка, как описано в EP-A-1440644 перед выходом готового напитка из выпускного отверстия капсулы, необязательно воздух захватывается в поток напитка из воздушного потока, обеспечиваемого каналом 73 для впуска воздуха, проходит через центральный канал 72 дозирования насадки 70 и направляется в соответственно расположенную емкость на участке 27 дозирования.
Во время цикла продувки температура нагревателя 13 воды поднимается достаточно высоко для превращения воды, остающейся в системе, в пар, и пар под давлением проходит через устройство 10 для приготовления напитков и капсулу 19 с напитком. Это обеспечивает то, что весь напиток дозируется, и проточный канал очищен и готов для дозирования другого напитка. Цикл продувки может начинаться не сразу после остановки этапа варки/смешивания для обеспечения очистки большей частью текучей среды проточного канала.
После завершения рабочего цикла устройство автоматически выключается, и потребитель удаляет капсулу 19 посредством открытия держателя 18 капсулы и удаления вручную капсулы 19 и избавления от нее. В качестве альтернативы, устройство 10 может содержать автоматический выталкивающий механизм для автоматического удаления капсулы после открытия держателя 18 капсулы.
Вариант осуществления настоящего изобретения показан на фиг.8-12. Показан узел 100 выпускной насадки, который содержит пластину 110 с прокалывающими элементами и насадку 120, соответствующих пластине и насадке, показанных на фиг.5 и 6. Однако узел 100 выпускной насадки преимущественно модифицирован для обеспечения усовершенствованного отверстия для впуска воздуха.
Пластина 110 с прокалывающими элементами содержит прокалывающий элемент 111 для впускного отверстия и прокалывающий элемент 112 для выпускного отверстия на своей верхней стороне. Прокалывающие элементы 111, 112 сходны с прокалывающими элементами 21, 22, описанными выше. Таким образом, прокалывающий элемент 112 для выпускного отверстия может проходить сквозь многослойный материал, обеспеченный в капсуле 19, для образования выпускного отверстия. Прокалывающий элемент 112 для выпускного отверстия имеет полый центр 113, который проходит через пластину 110 с прокалывающими элементами от верхней стороны 115 к нижней стороне 116. Прокалывающий элемент 112 для выпускного отверстия окружает полый центр 113 на верхней стороне 115 и окружен юбкой 114 на нижней стороне 116. Отверстие 113, образующее полый центр, увеличивается в размере от верхней стороны 115 к нижней стороне 115 и, фактически, изгибается равномерно, так что внутренняя стенка 117 отверстия 113 плавно переходит в нижнюю стенку 116 пластины 110 с прокалывающими элементами кроме юбки 114. Юбка 114 содержит четыре разрыва 118, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга вокруг юбки 114 с интервалами 90 градусов.
Обычно насадка 120 является цилиндрической с полым центром 121. Верхняя часть насадки 120 содержит край 122, от которого проходит кольцевой выступ 123. Кольцевой выступ 123 имеет размер для вмещения юбки 114 пластины 110 с прокалывающими элементами. Пластина 110 с прокалывающими элементами и насадка 120 могут закрепляться друг с другом любым удобным способом, например защелкиванием, байонетным соединением, винтовой резьбой и т.д. При соединении полый центр 113 пластины 110 с прокалывающими элементами и полый центр 121 насадки 120 образуют канал, через который проходит напиток. Этот канал расширяется, таким образом, образуя свободное пространство вокруг потока напитка, выходящего из устройства 10 для приготовления напитков.
Кольцевой выступ 123 насадки 120 содержит четыре зазора 124 с размером, соответствующим разрывам 118, образованным в юбке 114 пластины 110 с прокалывающими элементами. Зазоры 124 также расположены на одинаковом расстоянии друг от друга вокруг кольцевого выступа 123 с интервалом 90 градусов. При сборке разрывы 118 в юбке 114 совмещаются с зазорами 124 в кольцевом выступе 123. Пластина 110 с прокалывающими элементами и/или насадка 120 могут содержать поворотное средство для обеспечения того, чтобы разрывы 118 и зазоры 124 совмещались при сборке узла 100 выпускной насадки. При совмещении, таким образом, разрывы 118 и зазоры 124 образуют воздушные проходы 102 между центральным отверстием 104 узла 100 выпускной насадки и атмосферой. Воздушные проходы 102 образованы на расширенном участке канала, таким образом, впуская воздух в свободное пространство вокруг потока напитка.
Воздушные проходы 102 проходят от атмосферы непосредственно под неподвижной нижней частью 44 приемного устройства 18 капсулы и обеспечивают всасывание воздуха в насадку 120. Там, где воздух захватывается в дозируемом напитке, воздух, проходящий через воздушный проход 102, может всасываться в устройство 10 для приготовления напитков в капсулу 19, где он доступен для захватывания в напиток, дозируемый из капсулы через узел 100 выпускной насадки. Этот воздушный поток может способствовать образованию пенки на кофе или другой пены, как описано выше.
В дополнение к обеспечению воздушного потока для замены воздуха, захваченного в напитке, поскольку он выходит из капсулы 19, воздушные проходы 102 обеспечивают замену воздушного потока, проходящего в насадку 120, воздухом, всосанным через насадку 120 потоком напитка. Этот воздушный поток присутствует даже при дозировании напитков, таких как чай, где захват воздуха в напиток должен быть предотвращен. Таким образом, расположение воздушных проходов 102 в свободном пространстве вокруг потока напитка на самом деле не приводит к захвату воздуха в поток напитка в насадке 120. Кроме того, там, где необходим захват, обеспечен воздушный поток в устройство 10 для приготовления напитков, который может продолжать движение в капсулу 19, где воздух захватывается в поток напитка.
Кроме того, каналы 102, образованные за счет разрывов 118 и зазоров 124, образованы в верхней части насадки 120, так что поток напитка, проходящий в воздушные проходы 102, минимизирован. Это дополнительно обеспечено расширением отверстия 113 через пластину 110 с прокалывающими элементами от прокалывающего элемента 112 для выпускного отверстия до того места, где оно пересекается с насадкой 120. Так как напиток не проходит через воздушные проходы 102, они будут оставаться чистыми в течение более длительного времени. Кроме того, очистка воздушных проходов 102 является простой. Необходимо только удалить узел 100 выпускной насадки с неподвижной нижней части 44, и необязательно можно удалить насадку 120 с пластины 110 с прокалывающими элементами и, затем, легко очистить разрывы 118 и зазоры 124. Это является отличием от узкого удлиненного канала 73 для впуска воздуха на фиг.6 и 7.
Кроме того, выбор конструкции на фиг.6 и 7 посредством удаления канала 73 для впуска воздуха из насадки 120 увеличивает канал через насадку 70.
Специалист в данной области техники должен понимать, что возможны модификации варианта осуществления, описанного выше, без отхода от объема настоящего изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.
Например, количество воздушных проходов 102, образованных через узел 100 выпускной насадки, может отличаться от четырех, показанных на фиг.8-12. Например, может быть использовано больше или меньше. Размер и расположение воздушных проходов 102 могут также отличаться, и размеры разрывов 118 и зазоров 124 не обязательно должны быть одинаковыми. Предпочтительно, четное количество воздушных проходов 102 образовано в виде пар, которые выровнены через юбку 114 и кольцевой выступ 123.
Размер юбки 114 и кольцевого выступа 123 может также отличаться. Кроме того, размеры юбки 114 и кольцевого выступа 123 могут отличаться или быть изменены, так что кольцевой выступ 13 насадки 120 вмещается в юбке 114, образованной на нижней стороне пластины 110 с прокалывающими элементами.
Может не требоваться прокалывающий элемент 112 для выпускного отверстия. Например, настоящее изобретение может использоваться с перколяционными фильтрами, которые дозируют сваренный кофе через воронку с фильтром в узел 100 выпускной насадки. В действительности настоящее изобретение может использоваться со многими типами устройств для приготовления напитков, включая те, которые только вмещают и дозируют напиток (например, сифоны для газированной воды, краны для пива и т.д.). Конечно, другие способы приготовления напитков также предусмотрены, такие как варка кофе и/или чая или нагрев напитков, таких как молоко.
Узел 100 выпускной насадки может содержать дополнительные части, например устройства для обеспечения качества пены, получаемой с напитком. Эти устройства могут быть расположены в центральном отверстии 104, например, на поверхностях, которые обеспечивают прерывание потока. Кроме того, узел 100 выпускной насадки может содержать дополнительную часть, которая соединяется вниз по потоку от одного или более воздушных проходов 102. Например, эта часть может включать в себя поверхность для регулирования получаемой пены. Таким образом, воздушные проходы 102 могут способствовать образованию пены, и дополнительные устройства в узле 100 выпускной насадки могут способствовать сохранению пены.