СИСТЕМА И КАПСУЛА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА
SYSTEM AND CAPSULE FOR BEVERAGE PREPARATION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее раскрытие относится к капсулам для изготовления напитка, или в более общем смысле продукта питания, путем пропускания горячей воды, возможно под давлением, через капсулу, содержащую, по меньшей мере, один или более ингредиентов для приготовления продукта питания.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Системы для изготовления напитков, использующие одноразовые картриджи капсул с напитком, часто применяются для приготовления кофейных напитков или других продуктов питания. Капсула обычно вводится в варочную камеру, прокалывается сверху и снизу, после чего напиток экстрагируется путем пропускания горячей воды под давлением через капсулу. В зависимости от вида используемых капсул, давления и/или температуры воды, либо скорости потока, а также в зависимости от ингредиентов, содержащихся в капсуле, можно получать напитки различного качества и типа.
Варка кофе эспрессо требует подачи горячей воды под давлением через капсулу, содержащую кофейный порошок. Вода обычно подается в капсулу с пониженной скоростью потока под давлением около 12/15 бар. Такой высокий уровень давления требуется для образования пенки сверху кофе эспрессо.
Так называемый свежесваренный кофе или "кофе американо" обычно получают путем пропускания большого количества воды при пониженном или нулевом давлении через слой кофейного порошка.
Обычно устройства для приготовления кофе выполнены с возможностью приготовления либо кофе эспрессо, либо т.н. кофе американо или свежесваренного кофе. Предпринимались попытки создания устройств, способных приготавливать кофейные напитки различных видов. Однако по-прежнему сохраняется потребность в системе, способной готовить напитки, имеющие переменные органолептические характеристики, используя одну и ту же одноразовую упаковку, например капсулу или картридж.
В документе US-A-2011/0111098 раскрыта варочная система, включающая в себя капсулу, имеющую нижнюю стенку с канавкой. Канавка расположена асимметрично относительно капсулы и предназначена для позиционирования капсулы только в одном заданном угловом положении в варочной камере. Варочная камера содержит два идентичных прокалывателя, расположенных симметрично относительно оси варочной камеры вне оси, т.е. на расстоянии от упомянутой оси. Каждый прокалыватель сообщается по текучей среде с соответствующим каналом выдачи напитка, при этом упомянутые два раздаточных канала независимы и отделены друг от друга. Плоский участок нижней стенки капсулы имеет лунку в месте, соответствующем одному или другому из упомянутых двух прокалывателей. Таким образом, после введения капсулы в варочную камеру сообщение по текучей среде устанавливается между внутренним пространством капсулы и только одним из упомянутых прокалывателей. С одним и тем же варочным блоком могут использоваться два вида капсул, отличающихся содержимым и положением лунки. Используется либо один, либо другой прокалыватель, а также соответствующий раздаточный канал, в зависимости от содержимого капсулы, так что одно и то же устройство может использоваться для получения различных напитков (например, чая и кофе). Это позволяет избежать загрязнения одного напитка остатками другого напитка в раздаточном канале, поскольку раздаточные каналы независимы и используются избирательно в зависимости от формы дна капсулы, т.е. в зависимости от положения лунки на дне капсулы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно первому аспекту настоящее раскрытие относится к капсуле, содержащей, по меньшей мере, один ингредиент для приготовления продукта питания путем пропускания через нее воды, которая может использоваться в различных режимах, так что с помощью одной и той же капсулы можно получать различные напитки в зависимости от положения, в котором капсула введена в варочную камеру. Дно капсулы имеет асимметричную форму и выполнено так, что в капсуле образуется отверстие либо при закрытии варочной камеры, либо только после того как в капсуле нагнетается давление и ингредиенты в ней предварительно настоялись. Варочный цикл, таким образом, может выполняться избирательно при низком или высоком давлении воды, в зависимости от положения капсулы в варочной камере, предоставляя пользователю возможность выбрать предпочтительный напиток, используя одну и ту же капсулу и одно и то же устройство для приготовления напитка.
Согласно некоторым вариантам осуществления предложена капсула, содержащая стенку входа воды, стенку выхода продукта, а также боковую стенку. Стенка выхода продукта имеет, по меньшей мере, первый, поддающийся прокалыванию участок стенки, а также второй, поддающийся прокалыванию участок стенки. Боковой участок продолжается между стенкой входа воды и стенкой выхода продукта. Второй участок стенки утоплен относительно первого участка стенки, т.е. расстояние между вторым участком стенки и участком входа воды меньше расстояния между первым участком стенки и участком входа воды. Помимо этого, стенка выхода продукта асимметрична относительно продольной оси упомянутой капсулы. Как станет очевидно из последующего описания, такая капсула может использоваться в варочной камере для приготовления различного рода напитков, в зависимости от положения, принимаемого капсулой в варочной камере.
В особо предпочтительных вариантах осуществления второй участок стенки продолжается в центральной области упомянутой стенки выхода продукта. Предпочтительно положение второго участка стенки может быть таким, что продольная ось упомянутой капсулы пересекает упомянутый второй участок стенки. Продольную ось капсулы следует рассматривать как продольную ось симметрии капсулы. При такой конструкции, если прокалывающий элемент предусмотрен в варочной камере по существу по центру, утопленный второй участок стенки капсулы всегда будет находиться перед таким центрально расположенным прокалывающим элементом, вне зависимости от углового положения, принимаемого капсулой в варочной камере. Прокалывающий элемент и капсула по размеру могут быть выполнены так, что расположенный по центру прокалывающий элемент проколет дно капсулы и позволит продукту пройти через него только после того, как второй, утопленный участок стенки дна капсулы в достаточной степени деформировался под давлением воды, созданным во внутреннем пространстве капсулы, при этом упомянутый второй участок стенки выполнен с возможностью увеличения под давлением.
На практике капсула, таким образом, может иметь два альтернативных положения использования, которые определяются взаимным положением упомянутого первого участка стенки и упомянутого второго участка стенки. Первый участок стенки и упомянутый второй участок стенки могут располагаться бок о бок в поперечном направлении. Два альтернативных положения использования, таким образом, определяются упомянутым поперечным направлением и отличаются друг от друга поворотом на 180°, т.е. второе положение использования повернуто на угол 180° относительно первого положения использования и наоборот.
Стенка выхода продукта капсулы может содержать дополнительные участки стенки, например круговой наружный участок стенки, окружающий первый участок стенки и второй участок стенки. Однако предпочтительно вся стенка выхода продукта образована упомянутым первым участком стенки и упомянутым вторым участком стенки, при этом второй участок стенки предпочтительно полностью утоплен относительно упомянутого первого участка стенки. Второй, утопленный участок стенки не обязательно должен быть плоским. Вместо этого он может быть криволинейным и последовательно продолжаться от первого участка стенки. Второй, утопленный участок стенки, таким образом, имеет вогнутую форму, которая постепенно увеличивается под давлением, нагнетаемым внутри капсулы в процессе варочного цикла, в одном из двух альтернативных варочных режимов, для которых капсула предназначена.
Первый участок стенки может быть по существу ортогонален продольной оси капсулы.
Стенка входа воды может быть водопроницаемой. В предпочтительных вариантах осуществления, однако, стенка входа воды также представляет собой поддающуюся прокалыванию, непроницаемую для газа и жидкости стенку, чтобы капсула не требовала наружной уплотнительной оболочки.
Два альтернативных положения для варки, которые капсула может принимать в варочной камере, могут выбираться пользователем на основе формы дна капсулы, т.е. формы стенки выхода продукта. Однако в предпочтительных вариантах осуществления капсула содержит опознавательный элемент, расположенный в ассиметричном положении относительно продольной оси капсулы. Опознавательный элемент помогает пользователю правильно расположить капсулу в варочной камере, избирательно в одном или другом из двух альтернативных положений. Опознавательный элемент может содержать простые метки, цифры или другие визуально распознаваемые индикаторы, созданные на капсуле. Такие визуально распознаваемые индикаторы предпочтительно предусмотрены на части капсулы, которая остается в поле зрения, после того как капсула вставлена в варочную камеру и до того как варочная камера закрывается. Например, визуально распознаваемые индикаторы могут располагаться наверху капсулы, т.е. на стенке входа воды или на кромке, окружающей упомянутую стенку. Визуально распознаваемый индикатор также может предоставляться формой кромки. Например, кромка может быть асимметричной.
В дополнительных вариантах осуществления опознавательный элемент может представлять собой машинораспознаваемый элемент, который может распознаваться автоматически варочной машиной или варочным устройством. Машинораспознаваемый опознавательный элемент может располагаться в любом пригодном месте вокруг капсулы, на верхней стороне, нижней стороне или боковой стенке.
Предпочтительно опознавательный элемент может визуально распознаваться пользователем, а также распознаваться варочным устройством. Пользователь, таким образом, правильно расположит капсулу в варочной камере, а устройство автоматически определит выбранное положение, в котором капсула помещена в устройстве. Например, опознавательный элемент может содержать ушко, выступающее вбок от капсулы. В некоторых вариантах осуществления опознавательный элемент образован на кромке, окружающей упомянутую стенку входа воды. Кромка, например, может располагаться асимметрично относительно продольной оси капсулы. Например, если капсула является круглой на виде в плане, кромка может быть удлиненной поперечно оси капсулы и выступать вбок от капсулы.
В предпочтительных вариантах осуществления опознавательный элемент выступает на одной стороне капсулы, соответствующей упомянутому первому участку стенки или упомянутому второму участку стенки. Два участка стенки могут располагаться бок о бок в поперечном направлении, при этом опознавательный элемент может совпадать с упомянутым первым участком стенки и упомянутым вторым участком стенки в упомянутом поперечном направлении.
Согласно дополнительному аспекту настоящее раскрытие также относится к системе для приготовления продукта питания, в частности, но не исключительно, напитка, например кофейного напитка, при этом упомянутая система содержит:
- капсулу, содержащую стенку входа воды и стенку выхода продукта, противоположные друг другу; при этом стенка выхода продукта имеет, по меньшей мере, первый, поддающийся прокалыванию участок стенки, а также второй, поддающийся прокалыванию участок стенки, при этом второй участок стенки утоплен относительно первого участка стенки; при этом стенка выхода продукта асимметрична относительно продольной оси капсулы;
- варочную камеру, выполненную с возможностью избирательного размещения капсулы в двух альтернативных положениях, а также содержащую, по меньшей мере, один первый, более короткий прокалывающий элемент и один второй, более длинный прокалывающий элемент, при этом упомянутый первый прокалывающий элемент выполнен с возможностью прокалывать первый участок стенки, когда упомянутая капсула введена в варочную камеру так, что первый участок стенки обращен к упомянутому первому прокалывающему элементу; при этом второй прокалывающий элемент выполнен с возможностью прокалывать упомянутый второй участок стенки, позволяя продукту питания вытекать из капсулы, когда второй участок стенки увеличивается под давлением воды в капсуле.
Первый прокалыватель, таким образом, прокалывает дно капсулы в области первого участка стенки при закрытии варочной камеры, перед тем как начнется поступление воды через капсулу. Таким образом, экстракция ингредиентов в капсуле осуществляется при пониженном давлении, фактически даже при давлении окружающей среды. Собственного говоря, как только начинается подача воды в капсулу, продукт питания начинает поступать через уже проколотую стенку выхода продукта капсулы.
Если капсула расположена так, что первый прокалыватель не прокалывает первый участок стенки, второй прокалыватель не может в достаточной степени проникнуть через стенку выхода продукта при закрытии варочной камеры. Только после начала варочного цикла и нагнетания давления внутри капсулы стенка выхода продукта капсулы в достаточной степени увеличится, чтобы вызвать проникновение через нее второго прокалывающего элемента, чтобы продукт питания вытекал из капсулы.
Согласно дополнительному аспекту настоящее раскрытие относится к устройству для приготовления продукта питания, содержащему:
- варочную камеру, выполненную с возможностью приема капсулы, содержащей, по меньшей мере, один ингредиент для приготовления продукта питания путем пропускания воды через капсулу;
- расположенный на первой концевой стенке упомянутой варочной камеры, по меньшей мере, один входной канал для воды, предназначенный для доставки воды в упомянутой варочной камере;
- расположенный на второй концевой стенке варочной камеры, по меньшей мере, один канал для выхода продукта, предназначенный для выдачи упомянутого продукта питания из варочной камеры;
- по меньшей мере, один первый, более короткий прокалывающий элемент и один второй, более длинный прокалывающий элемент, при этом оба выступают от второй концевой стенки в направлении внутреннего пространства варочной камеры.
В предпочтительных вариантах осуществления первый, более короткий прокалывающий элемент, а также второй, более длинный прокалывающий элемент расположены асимметрично относительно оси симметрии упомянутой варочной камеры. Например, второй, более длинный прокалывающий элемент расположен в положении по центру упомянутой второй концевой стенки и предпочтительно на оси симметрии варочной камеры или вблизи нее.
В предпочтительных вариантах осуществления устройство содержит датчик для распознавания положения введения упомянутой капсулы в упомянутой варочной камере. Использование датчика позволяет автоматически выбрать один или более параметров варочного цикла в зависимости от положения капсулы, что делает устройство более удобным для пользователя.
Датчик следует рассматривать как любые устройство, инструмент, аппарат или компонент, пригодные для распознавания положения капсулы. В некоторых вариантах осуществления датчик содержит микропереключатель или состоит из него. Могут использоваться и другие датчики, например емкостный датчик, оптический датчик и т.п.
Устройство может содержать насос для прокачки воды под давлением в варочной камере, а также устройство управления, предназначенное для управления, по меньшей мере, одним параметром насоса в зависимости от выбора напитка, при этом параметр может устанавливаться пользователем вручную, например, посредством интерфейса пользователя. Если предусмотрен датчик, параметр может выбираться автоматически.
В некоторых вариантах осуществления варочная камера содержит углубление для приема кромки капсулы, при этом датчик может располагаться в упомянутом углублении для распознавания углового положения введения упомянутой капсулы в упомянутой варочной камере.
Согласно дополнительному аспекту объект изобретения, раскрытый в настоящем описании, также содержит способ приготовления продукта питания с помощью вышеописанных капсулы и устройства, при этом упомянутый способ содержит этапы:
введение капсулы в варочной камере избирательно в первом положении, при котором первый участок стенки дна капсулы прокалывается первым прокалывающим элементом, или во втором положении, при котором первый участок стенки расположен противоположно первому прокалывающему элементу;
закрытие варочной камеры;
доставка воды в варочную камеру избирательно при пониженном давлении или при повышенном давлении в зависимости от положения введения капсулы в варочную камеру.
В вышеприведенном кратком описании изложены признаки различных вариантов осуществления настоящего изобретения, чтобы лучше понять нижеследующее подробное описание и чтобы лучше оценить настоящий вклад в данную область техники. Разумеется, существуют другие признаки изобретения, которые будут описаны ниже и изложены в прилагаемой формуле изобретения. В этой связи, прежде чем приступить к подробному пояснению различных вариантов осуществления изобретения, следует отметить, что различные варианты осуществления изобретения не ограничены в своем применении деталями конструкции и схемами расположения компонентов, представленными в последующем описании и проиллюстрированными на чертежах. Изобретение предполагает другие варианты осуществления и может быть реализовано на практике различными способами. Кроме того, следует понимать, что фразеология и терминология, использованные в настоящем описании, служит целям описания и не должны рассматриваться как ограничивающие.
Таким образом, специалисты в данной области техники поймут, что концепция, на которой базируется данное раскрытие, может с готовностью использоваться в качестве базы для разработки других конструкций, способов и/или систем для реализации различных целей настоящего изобретения. Важно отметить, таким образом, что формула изобретения должна рассматриваться как включающая в себя такие эквивалентные конструкции, если они не выходят за пределы существа и объема настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Более полное понимание раскрытых вариантов осуществления изобретения и сопутствующих преимуществ можно легко получить, изучив нижеследующее описание в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг. 1 - вид в перспективе капсулы согласно настоящему раскрытию;
Фиг. 2 - вид сбоку капсулы, представленной на Фиг. 1;
Фиг. 3 - вид сверху по линии III-III, указанной на Фиг. 2;
Фиг. 4 - вид варочной камеры, когда капсула находится в первом варочном положении;
Фиг. 4A - местный вид сверху по линии IVA-IVA, указанной на Фиг. 4;
Фиг. 5 - вид варочной камеры, представленной на Фиг. 4, когда капсула находится во втором варочном положении;
Фиг. 5A - вид детали капсулы в процессе варки в одном режиме варки;
Фиг. 6 - схема основных компонентов устройства для изготовления напитка.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Нижеследующее подробное описание примеров осуществления относится к прилагаемым чертежам. Одинаковые ссылочные позиции на различных чертежах обозначают одинаковые или схожие элементы. Кроме того, чертежи не обязательно выполнены в масштабе. Помимо этого, нижеследующее подробное описание не ограничивает изобретение. Объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения.
Ссылка в тексте описания на "один вариант осуществления" или "вариант осуществления", или "некоторые варианты осуществления" означает, что конкретный признак, конкретная конструкция или характеристика, описанные в связи с одним вариантом осуществления, включены, по меньшей мере, в один раскрытый вариант осуществления объекта изобретения. Таким образом, фраза "в одном варианте осуществления" или "в варианте осуществления", или "в некоторых вариантах осуществления" в различных местах описания не обязательно относится к одному и тому же варианту (тем же вариантам) осуществления. Кроме того, конкретные признаки, конструкции или характеристики могут объединяться любым пригодным образом в одном или более вариантах осуществления.
Нижеследующее описание относится к применению изобретения в кофемашине, однако следует понимать, что изобретение может быть реализовано в различных других видах машин для изготовления напитков, а также в разного рода аппаратах, машинах или устройствах для обращения с продуктами питания.
В нижеследующем описании приводится ссылка на капсулу для изготовления кофейного напитка, а также на устройство для приготовления такого кофейного напитка. Однако следует понимать, что изобретение также может быть реализовано в ином устройстве для изготовления других продуктов питания путем создания потока воды через одноразовую капсулу, когда возникает необходимость контролировать один или более параметров потока на основе конечного результата, который требуется получить, например конечных органолептических характеристик напитка.
На Фиг. 1-3 показана капсула 1, например, содержащая кофейный порошок. Капсула 1 имеет основной корпус 3, имеющий первую стенку 5 и вторую стенку 7, противоположные друг другу. Первую стенку 5 далее будем называть стенкой входа воды, поскольку вода для варки, необходимая для экстрагирования напитка, подается через упомянутую первую стенку 5. Вторую стенку 7 далее будем называть стенкой выхода продукта, поскольку продукт питания, т.е. кофейный напиток, выдается через упомянутую вторую стенку 7, например, в направлении сопла выдачи напитка. В варианте осуществления, показанном на чертежах, стенка входа воды непроницаема для воздуха и жидкости и поддается прокалыванию, т.е. в ней могут быть образованы один или более проходов для воды посредством прокалывателя, прокалывающего стенку во время его использования.
Боковая стенка 9 продолжается от стенки 5 входа воды до стенки 7 выхода продукта вдоль оси A-A капсулы. В примере, представленном на Фиг. 1-3, боковая стенка 3 имеет, в общем, форму усеченного конуса круглого сечения, а значит, представляет собой тело вращения, ось симметрии которого совпадает с осью A-A капсулы. В других вариантах осуществления боковая стенка 3 может быть цилиндрической с круглым или некруглым сечением, либо конической с некруглым сечением. В дополнительных вариантах осуществления капсула может иметь форму усеченной пирамиды, например квадратного или прямоугольного сечения, при этом боковая стенка представляет собой усеченную пирамиду.
По периметру стенки 5 входа воды капсула 1 оснащена кромкой 11. В варианте осуществления, показанном на чертежах, кромка 11 асимметрична относительно оси A-A капсулы. В частности, кромка 11 имеет первый участок 11A постоянного радиуса R, проходящий примерно на 180°. Вдоль оставшейся части, составляющей приблизительно 180°, кромка 11 продолжается вбок, образуя ушко 11T, выступающее асимметрично от стенки 5 входа воды в целях, которые станут понятны ниже.
Стенка 7 выхода продукта капсулы 1 по форме выполнена так, чтобы образовывать первый участок 7A стенки и второй участок 7B стенки. Первый участок 7A стенки расположен на расстоянии D от стенки 5 входа воды. Второй участок 7B стенки утоплен относительно первого участка 7A стенки, т.е. расстояние d между вторым участком 7B стенки и стенкой 5 входа воды меньше расстояния D между той же стенкой 5 входа воды и первым участком 7A стенки. Стенка 7 выхода продукта непроницаема для воздуха и жидкости. Как первый участок стенки, так и второй участок стенки поддаются прокалыванию, т.е. они могут прокалываться прокалывателем во время его использования.
Два участка 7A и 7B стенки расположены бок о бок по одной прямой в направлении T, соответствующем направлению, вдоль которого ушко 11T продолжается вбок от стенки 5 входа воды. Два участка 7A и 7B стенки, таким образом, асимметричны относительно капсулы. Как говорилось выше, в варианте осуществления, показанном на чертежах, капсула имеет приблизительно коническую боковую поверхность круглого сечения. Два участка 7A и 7B стенки расположены асимметрично относительно оси A-A конической боковой стенки 9 капсулы.
В варианте осуществления, показанном на чертежах, первый участок 7A стенки является плоским. Второй участок 7B стенки является частично плоским и переходит по существу в цилиндрическую поверхность 7C, продолжающуюся в направлении участка 7A стенки. Различные формы стенки 7 выхода продукта возможны при условии, что определены два участка стенки, один из которых углублен относительно другого, т.е. когда один участок стенки находится дальше от стенки 5 входа воды, а второй участок находится ближе к ней, при этом упомянутые два участка стенки расположены асимметрично относительно оси A-A капсулы и выстроены вдоль продолжения ушка 11T, если таковое имеется.
Капсула 1 может быть изготовлена из материала, непроницаемого для воды и газа, такого как пластик, алюминий или слоистый материал, например алюминиевая фольга, покрытая пластиковым материалом. Ингредиенты, содержащиеся в капсуле, например кофейный порошок C, защищены от воздействия кислорода, влажности и других разрушительных агентов, так что можно обойтись без дополнительной наружной уплотнительной упаковки капсулы.
В других вариантах осуществления стенка 5 входа воды может иметь водопроницаемую структуру, например она может быть выполнена из нетканого, бумажного, или схожего материала, либо она может иметь отверстия. Стенка 7 выхода продукта в любом случае водонепроницаема.
Капсула 1 может использоваться в системе для приготовления напитков, например содержащей варочную камеру или иной блок для приготовления напитков. На Фиг. 4 и 5 показан пример осуществления блока для приготовления напитков, содержащего варочную камеру, обозначенную позицией 15. В примере осуществления, показанном на чертежах, варочная камера 15 содержит первый участок 15A варочной камеры и второй участок 15B варочной камеры. Два участка 15A и 15B варочной камеры могут перемещаться относительно друг друга, чтобы открыть варочную камеру, ввести в нее капсулу, закрыть варочную камеру и экстрагировать напиток. Могут использоваться и другие формы варочной камеры.
В схематичном представлении на Фиг. 4 и 5 нижний участок 15A варочной камеры имеет углубление 17 для капсулы, в которое может вводиться капсула 1. Загрузка капсулы 1 в углубление 17 для капсулы может проводиться вручную или с помощью автоматической системы.
Углубление 17 для капсулы может закрываться участком 15B варочной капсулы, который способен перемещаться по двойной стрелке 15B, как схематично показано на чертежах. В данном варианте осуществления нижний участок 15A варочной камеры зафиксирован относительно опорной конструкции. Могут использоваться различные схемы, например, когда нижний участок 15A варочной камеры подвижен, а верхний участок 15B варочной капсулы неподвижен, или когда участки 15A и 15B варочной камеры могут перемещаться относительно друг друга. Кроме того, схемы расположения двух варочных камер могут быть иными. Например, они могут совмещаться вдоль горизонтального, а не вертикального направления, либо они могут располагаться по наклонному направлению.
Участок 15B варочной капсулы оснащен первой концевой стенкой 19, содержащей верхний прокалыватель 21. Верхний прокалыватель 21 схематично представлен в виде дискообразной пластины 21A, оборудованной множеством острых выступов или шипов 21B, выполненных с возможностью перфорировать или прокалывать стенку 5 входа воды. Если последняя выполнена из проницаемого для жидкости материала, например пленки с отверстиями, прокалыватель 21 не требуется.
Входной канал 23 для воды связан с участком 15B варочной капсулы. Входной канал 23 для воды выполнен с возможностью выдавать воду через отверстия, образованные в стенке 5 входа воды капсулы 1, расположенной в варочной камере 15, при закрытии варочной камеры.
Углубление 17 закрывается второй концевой стенкой 25 варочной камеры, противоположной участку 15B варочной капсулы.
По меньшей мере, два прокалывающих элемента 27 и 29 расположены на дне углубления 17, т.е. выступая внутрь углубления 17 от второй концевой стенки 25. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 4 и 5, как первый прокалывающий элемент 27, так и второй прокалывающий элемент 29 имеют центральный порт 27A и 29A соответственно. Оба порта 27A и 29A сообщаются по текучей среде со сливом 31 для выдачи кофе. В другом варианте осуществления, который не показан, каждый прокалывающий элемент может быть оснащен канавкой с наружной стороны, образующей проход для потока напитка, вместо центрального порта.
Первый прокалывающий элемент 27, а также второй прокалывающий элемент 29 расположены асимметрично относительно центральной оси B-B варочной камеры. В частности, первый прокалывающий элемент 27 расположен дальше от оси B-B, чем второй прокалывающий элемент 29. В варианте осуществления, показанном на чертежах, второй прокалывающий элемент 29 расположен коаксиально с осью B-B варочной камеры, а первый прокалывающий элемент 27 расположен в промежуточной точке между периферийной стенкой 18 углубления 17 и центральной осью B-B варочной камеры 15.
Помимо этого, первый прокалывающий элемент 27 имеет длину le, которая меньше длины Le второго прокалывающего элемента 29. Иными словами, первый прокалывающий элемент 27 выступает внутрь углубления 17 варочной камеры 15 на меньшее расстояние, чем второй прокалывающий элемент 29.
Такая схема расположения прокалывающих элементов 27 и 29 в сочетании с асимметричной формой стенки 7 выхода продукта капсулы 1 позволяет приготовить напиток в различных условиях варки, используя одну и ту же капсулу, как будет подробнее описано ниже.
Капсула 1 может быть вставлена в углубление 17 варочной камеры 15 в двух альтернативных положениях, как можно понять, сравнив Фиг. 4 и 5. На Фиг. 4 капсула 1 введена в варочную камеру в таком положении, что первый участок 7A стенки обращен к первому прокалывающему элементу 27. При закрытии варочной камеры 15 капсула 1 вдавливается в углубление 17, при этом участок 7A стенки поджимается к первому прокалывающему элементу 27. Как показано на Фиг. 4, при закрытии варочной камеры, таким образом, дно капсулы 1 перфорируется первым прокалывающим элементом 27, перед тем как начнется варочный цикл.
Наоборот, если капсула 1 введена в варочную камеру в смещенном угловом положении, т.е. повернутой на 180° вокруг своей собственной оси A-A относительно положения, показанного на Фиг. 4, капсула занимает положение, показанное на Фиг. 5, при этом второй участок 7B стенки обращен к первому прокалывающему элементу 27, а первый участок 7A стенки соприкасается со второй концевой стенкой 25 в области, лишенной какого-либо прокалывающего элемента.
Протяженность второго прокалывающего элемента 29 и его положение относительно дна капсулы 1 таковы, что вне зависимости от углового положения капсулы 1 в варочной камере 15 он образует отверстие, через которое продукт питания может выдаваться, только тогда, когда в капсуле создано достаточное давление, которое деформирует ее стенку 7 выхода продукта. В варианте осуществления, показанном на чертежах, длина второго прокалывающего элемента 29 и форма капсулы таковы, что прокалывающий элемент 29 не прокалывает второй участок 7B стенки до начала варочного цикла. Длина Le прокалывающего элемента 29 и форма капсулы 1 таковы, что прокалывающий элемент 29 не прокалывает стенку 7 выхода продукта капсулы и не проникает в нее, пока последняя не деформируется под давлением воды, создаваемым в капсуле в процессе варки (см. Фиг. 5A).
В других вариантах осуществления, которые не показаны, длина второго прокалывающего элемента 29 и/или форма стенки 7 выхода продукта могут быть такими, что второй прокалывающий элемент 29 касается стенки 7 выхода продукта капсулы 1 или осуществляет в нее укол, однако полностью ее не прокалывает, так что капсула остается водонепроницаемой. В дополнительных вариантах осуществления форма и размеры прокалывающего элемента 29, а также форма капсулы 1 могут быть такими, что прокалывающий элемент 29 прокалывает участок 7B стенки, но продукт не может вытекать через образованное отверстие, пока нижняя стенка капсулы в достаточной степени не деформируется под давлением внутри капсулы. Этого можно достичь, например, с помощью прокалывающего элемента 29, при этом верхний конец порта 29A утоплен относительно кончика прокалывающего элемента 29. Прокалывающий элемент 29, показанный на чертежах, образован следующим образом. Входной канал порта 29A утоплен относительно кончика 29B. Следовательно, даже если прокалывающий элемент 29 полностью проникает через всю толщину участка 7B стенки, кончик 29B прокалывающего элемента 29 будет действовать как своего рода затычка, не позволяя продукту вытекать через отверстие, образованное на участке 7B стенки, пока капсула не деформируется в достаточной степени под внутренним давлением.
Варочный цикл проводится по-разному в зависимости от углового положения, принимаемого капсулой в варочной камере.
Если капсула введена в положении, показанном на Фиг. 4, когда варочный цикл начинается и вода закачивается через канал 23 в капсулу, последняя уже проколота первым прокалывающим элементом 27 и проницаема для воды, так что давление внутри капсулы не будет нагнетаться, при этом вода может протекать через капсулу при относительно высокой скорости потока и низком давлении.
Данный режим варки используется, когда пользователю требуется напиток без пенки или только с малым количеством пенки наверху, например свежесваренный кофе или кофе американо.
Если, наоборот, капсула введена в варочную камеру в угловом положении, показанном на Фиг. 5, при закрытии варочной камеры 15 стенка 5 входа воды капсулы 1 прокалывается перфоратором 21, однако стенка 7 выхода продукта остается сплошной, т.е. не проколотой. Когда вода закачивается через входной канал 23 для воды в капсулу, давление внутри капсулы 1 нагнетается, поскольку вода не может выйти из капсулы через дно. Это приводит к постепенному деформированию стенки 7 выхода продукта, как подробно показано на Фиг. 5A.
После того как капсула 1 в достаточной степени деформировалась, второй прокалывающий элемент 29 пробивает стенку 7 выхода продукта, после чего напиток вытекает из капсулы 1 через порт 29A и возможно через порт 27A, если пластическая деформация стенки 7 выхода продукта достаточна, чтобы протолкнуть участок 7B стенки за кончик первого прокалывающего элемента 27. В этом случае варка будет проводиться при повышенном давлении воды и меньшей скорости потока, позволяя получить, например, кофе эспрессо с верхним слоем пенки. В варианте осуществления, показанном на чертежах, продукт начнет поступать через порт 29A, только когда деформация участка 7B стенки достаточна, чтобы совершить перемещение за конец входного канала порта 29A. Это гарантирует, что может достигаться более высокое внутреннее давление, перед тем как продукт начнет поступать через порт 29A.
Таким образом, одна и та же капсула 1 может использоваться в двух различных варочных режимах, позволяя получить два разных напитка.
В некоторых вариантах осуществления может использоваться самонастраивающийся водяной насос, т.е. насос, имеющий кривую напора и производительности, что приводит к изменению расхода воды и давления в зависимости от потери давления вдоль гидравлического контура в той степени, чтобы доставить воду при правильном расходе и давлении в обоих варочных режимах. Такой насос доставляет воду под высоким давлением, когда сплошной стенкой 7 выхода продукта генерируется повышенное противодавление, пока последняя не будет разрушена.
В других вариантах осуществления предпочтительно может быть предусмотрена система управления для изменения, по меньшей мере, одного рабочего параметра насоса, так чтобы последний работал в правильном режиме в зависимости от положения, принимаемого капсулой 1 в варочной камере 15. В одном вариант осуществления управление насосом может выполняться пользователем вручную. Пользователь, например, может активировать кнопку или сенсорный экран для управления насосом в зависимости от положения, в котором он поместил капсулу 1 в варочной камере 15.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления, однако, управление насосом осуществляется автоматически. Это достигается посредством ушка 11T, образованного кромкой 11, выступающей вбок асимметрично от капсулы, как описано выше.
Ушко 11T располагается в одном или другом из двух альтернативных угловых положений в зависимости от того, как капсула 1 введена в варочную камеру 15.
Поскольку в варианте осуществления, показанном на чертежах, ушко 11T выступает от капсулы на той стороне, где расположен второй участок 17B стенки, ушко 11T выступает за пределы углубления 17 на стороне, где находится первый прокалывающий элемент, если капсула 1 вставлена в приемное гнездо 17 в положении, показанном на Фиг. 5. Если, наоборот, капсула введена в приемное гнездо 17 варочной камеры 15 так, что первый участок 7A стенки соприкасается с первым прокалывающим элементом 27, ушко 11T выступает вбок из углубления 17 на стороне, противоположной той, где расположен первый прокалывающий элемент 27.
Вокруг углубления 17 может быть предусмотрена незначительно углубленная область 33, так что кромка 11 капсулы 1 может помещаться в это небольшое углубление 33 при закрытии варочной камеры 15. Форма незначительного углубления 33 хорошо видна на Фиг. 4A.
Ушко 11T, таким образом, может располагаться в одном из двух положений, соответствующих двум альтернативным положениям капсулы 1.
Участок 15 варочной камеры содержит датчик 35. Датчик 35 может представлять собой емкостный датчик, оптический датчик, микропереключатель или датчик любого другого вида. Датчик 35 расположен в положении, соответствующем одному из двух продолжений небольшого углубления 33, и может распознавать, расположено ли ушко 11T на этом участке небольшого углубления 33 или нет. В положении, представленном на Фиг. 4, например, датчик 35 определяет наличие ушка 11T, в то время как в положении, представленном на Фиг. 5, датчик 35 определяет отсутствие ушка 11T.
Датчик 35 генерирует сигнал, который может использоваться блоком управления для автоматической установки одного или более рабочих параметров насоса. Например, если датчик 35 распознает ушко 11T, это означает, что капсула 1 находится в положении, показанном на Фиг. 4, и что насос должен доставлять воду с большей скоростью при пониженном давлении. Если датчик 35 выдает сигнал "ушко отсутствует", как в случае, представленном на Фиг. 5, управление насосом осуществляется так, чтобы вода доставлялась с меньшей скоростью при повышенном давлении.
На Фиг. 6 схематично показаны основные компоненты устройства 100 для приготовления кофе. Варочная камера 15 соединена посредством трубопровода 23 с водонагревателем 101, например аппаратом для нагрева острым паром с частичной конденсацией. Вода для варки закачивается насосом 103 из контейнера 105 для воды через всасывающий трубопровод 107 и проходит через водонагреватель 101 в варочный блок 15. В показанном примере насос 103 взаимодействует с электронным блоком 109 управления. Ссылочная позиция 111 схематично обозначает интерфейс пользователя, содержащий, например, устройство отображения или сенсорную панель 113, одну или более ручек, переключателей и т.п., схематично показанные позицией 115. На Фиг. 6 показана чашка C1, расположенная на поддоне 117 под сливом 31 для выдачи кофе с целью сбора напитка, получаемого устройством 100 для приготовления кофе.
Хотя варианты осуществления объекта изобретения, представленные в настоящем описании, показаны на чертежах и полностью описаны выше со всеми подробностями в связи с рядом примеров осуществления, специалистам в данной области техники ясно, что возможны многочисленные модификации, изменения и исключения из состава без отхода от изложенных новых технологий, принципов и идей, сохраняя при этом преимущества объекта изобретения, изложенные в прилагаемой формуле изобретения. Следовательно, надлежащий объем раскрытых инноваций должен определяться исключительно при самой широкой интерпретации прилагаемой формулы изобретения, чтобы охватить все подобные модификации, изменения и исключения из состава. Кроме того, порядок или последовательность этапов любого процесса или способа может подвергаться изменениям или переупорядочению согласно альтернативным вариантам осуществления. Термин "содержащий" не исключает наличия элементов или этапов помимо тех, что перечислены в формуле изобретения. В пункте формулы изобретения, касающемся устройства, в котором перечисляется ряд средств, некоторые из этих средств могут осуществляться одним и тем же элементом аппаратного обеспечения. Тот факт, что определенные меры упоминаются во взаимно отличных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что сочетание этих мер не может быть использовано с выгодой.