УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА
DEVICE FOR PREPARING BEVERAGE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к устройству для приготовления напитка, а в частности - к устройству для приготовления напитка, содержащему измельчающий механизм для получения пищевых порошков путем измельчения пищевых продуктов, и нагревающий механизм для нагревания жидкости, с целью приготовления напитка путем смешивания ее с порошками, выработанными измельчающим механизмом.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В опубликованной заявке Японии 2005-199242 (патентный документ (ПД) 1) описаны различные методы общего назначения для устройства для приготовления напитка путем использования измельчающего механизма с получением измельченного объекта за счет тонкого измельчения посредством мельницы. Также предложено устройство, имеющее - в дополнение к измельчающему механизму - нагревающий механизм для подачи горячей воды за счет нагревания воды, используемой для приготовления напитка (см., например, опубликованную заявку Японии 2001-275843 (ПД 2).
ПЕРЕЧЕНЬ ЦИТИРУЕМЫХ ДОКУМЕНТОВ
Патентные документы
ПД 1: опубликованная заявка Японии № 2005-199242
ПД 2: опубликованная заявка Японии № 2001-275843
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая задача
Поскольку устройство для приготовления напитка, содержащее измельчающий механизм и нагревающий механизм, не требует, чтобы пользователь отдельно подготавливал горячую воду для приготовления напитка, это может быть очень удобно. Вместе с тем, в случае обычного устройства для приготовления напитка, связь между моментом начала работы измельчающего механизма и моментом начала работы нагревающего механизма подробно не исследована.
Например, когда окончание работы измельчающего механизма наступает значительно позже, чем окончание работы нагревающего механизма, температура горячей воды, обеспечиваемая нагревающим механизмом, может стать низкой уже в момент приготовления напитка путем смешивания с измельченным объектом, обеспечиваемым измельчающим механизмом.
Ввиду таких обстоятельств и сделано данное изобретение, а его задача состоит в том, чтобы задействовать измельчающий механизм и нагревающий механизм в надлежащие моменты времени в устройстве для приготовления напитка, содержащем измельчающий механизм и нагревающий механизм.
Решение задачи
В соответствии с одним аспектом, предложено устройство для приготовления (порции) напитка путем смешивания порошкообразных пищевых концентратов и жидкости. Устройство для приготовления напитка содержит измельчающий механизм для получения пищевых порошков путем измельчения пищевых продуктов, нагревающий механизм для нагревания жидкости, с целью приготовления напитка путем смешивания ее с порошками, выработанными измельчающим механизмом, и управляющий узел для управления операциями измельчающего механизма и нагревающего механизма. Управляющий узел начинает нагревание жидкости посредством нагревающего механизма после заданного периода от начала измельчения пищевых продуктов измельчающим механизмом.
Заданный период предпочтительно длиннее, когда количество напитка (величина порции), приготавливаемого устройством для приготовления напитка, увеличено.
Заданный период предпочтительно длиннее, когда температура в начале нагревания жидкости, нагреваемой нагревающим механизмом, является более высокой.
В предпочтительном варианте, измельчающий механизм включает в себя подвижный элемент для измельчения пищевых продуктов и электродвигатель для привода подвижного элемента, при этом устройство для приготовления напитка дополнительно содержит измерительное средство для измерения температуры электродвигателя, а управляющий узел уменьшает приводное усилие электродвигателя, когда температура, измеряемая измерительным средством, превышает заданную температуру.
В предпочтительном варианте, измельчающий механизм включает в себя подвижный элемент для измельчения пищевых продуктов и электродвигатель для привода подвижного элемента, при этом устройство для приготовления напитка дополнительно содержит измерительное средство для измерения сигнала вращения электродвигателя, а управляющий узел прекращает измельчение пищевых продуктов измельчающим механизмом, когда сигнал вращения электродвигателя превышает определенное значение при измельчении пищевых продуктов измельчающим механизмом.
Технический результат изобретения
В соответствии с данным изобретением, устройство для приготовления напитка начинает нагревание жидкости после заданного периода времени от начала измельчения пищевых продуктов измельчающим механизмом. Поэтому можно избежать ситуации, в которой температура жидкости значительно снижается, благодаря тому, что нагретая жидкость остается до окончания измельчения пищевых продуктов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - общий вид в перспективе устройства для приготовления напитка в первом варианте выполнения.
Фиг.2 - вид в сечении по II-II на Фиг.1.
Фиг.3 - общий вид в перспективе, схематично иллюстрирующий составные части устройства для приготовления напитка в первом варианте выполнения.
Фиг.4 - первая последовательность приготовления, иллюстрирующая розлив японского чая посредством устройства для приготовления напитка в первом варианте выполнения.
Фиг.5 - вторая последовательность приготовления, иллюстрирующая розлив японского чая посредством устройства для приготовления напитка в первом варианте выполнения.
Фиг.6 - третья последовательность приготовления, иллюстрирующая розлив японского чая посредством устройства для приготовления напитка в первом варианте выполнения.
Фиг.7 - вид в перспективе внутренней конструкции устройства для приготовления напитка в первом варианте выполнения.
Фиг.8 - вид в увеличенном масштабе конструкции вокруг узла электродвигателя для размола.
Фиг.9 - вид в перспективе мелющего узла в первом варианте выполнения.
Фиг.10 - вид в перспективе в разобранном виде мелющего узла в первом варианте выполнения.
Фиг.11 - вид сбоку в сечении мелющего узла в первом варианте выполнения.
Фиг.12 - общий вид конструкции мельницы в первом варианте выполнения.
Фиг.13 - вид, иллюстрирующий форму канавок, обеспеченных на размалывающей поверхности нижнего жернова в первом варианте выполнения.
Фиг.14 - вид в сечении по XIV-XIV на Фиг.13.
Фиг.15 - вид, иллюстрирующий равноугольную спираль, в соответствии с формой которой продолжается канавка в первом варианте выполнения.
Фиг.16 - вид сверху, показывающий форму канавок, обеспеченных на размалывающей поверхности верхнего жернова в первом варианте выполнения.
Фиг.17 - вид сверху, показывающий форму канавок, обеспеченных на размалывающей поверхности нижнего жернова в первом варианте выполнения.
Фиг.18 - вид сверху, показывающий состояние размалывающей поверхности, содержащей канавки, обеспеченные в мельнице, в первом варианте выполнения.
Фиг.19 - вид сверху, показывающий состояние размалывающей поверхности, содержащей канавки, обеспеченные в мельнице, в первом варианте выполнения.
Фиг.20 - вид сверху, показывающий состояние размалывающей поверхности, содержащей канавки, обеспеченные в мельнице, в первом варианте выполнения.
Фиг.21 - вид сверху, показывающий состояние размалывающей поверхности, содержащей канавки, обеспеченные в мельнице, в первом варианте выполнения.
Фиг.22 - вид в плане, показывающий форму канавки, обеспеченной в нижнем жернове, в первом варианте выполнения.
Фиг.23 - вид в сечении по XXIII-XXIII, показанной Фиг.22.
Фиг.24 - вид в перспективе узла перемешивания в первом варианте выполнения.
Фиг.25 - вид сбоку в сечении узла перемешивания в первом варианте выполнения.
Фиг.26 - вид, иллюстрирующий один пример конструкции устройства для приготовления напитка в первом варианте выполнения.
Фиг.27 - блок-схема последовательности операций обработки, соответствующая «первой последовательности приготовления», описанной со ссылкой на Фиг.4.
Фиг.28 - вид, иллюстрирующий один пример временной диаграммы операций в устройстве для приготовления напитка в первом варианте выполнения.
Фиг.29 - блок-схема последовательности операций, осуществляемых в устройстве для приготовления напитка во втором варианте выполнения.
Фиг.30 - таблица, схематично иллюстрирующая один пример информации, хранимой в запоминающем устройстве устройства для приготовления напитка во втором варианте выполнения.
Фиг.31 - таблица, схематично иллюстрирующая один пример зависимости между периодом TB времени, периодом TM времени и периодом TD времени во втором варианте выполнения.
Фиг.32 - блок-схема последовательности операций, осуществляемых в устройстве для приготовления напитка в третьем варианте выполнения.
Фиг.33 - таблица, схематично иллюстрирующая один пример информации, хранимой в запоминающем устройстве устройства для приготовления напитка в третьем варианте выполнения.
Фиг.34 - таблица, схематично иллюстрирующая один пример зависимости между измеряемой температурой, периодом TB времени, периодом TM времени и периодом TD времени в третьем варианте выполнения.
Фиг.35 - диаграмма, схематично иллюстрирующая один пример зависимости между температурой, измеряемой термистором, и количеством оборотов относительного вращения в мельнице в четвертом варианте выполнения.
Фиг.36 - диаграмма, иллюстрирующая один пример изменения сигнала вращения электродвигателя в течение заданного периода времени на операции измельчения и один пример изменения значения тока электродвигателя в течение заданного периода времени на операции измельчения в устройстве для приготовления напитка в пятом варианте выполнения.
Фиг.37 - блок-схема последовательности операций, осуществляемых в устройстве для приготовления напитка в шестом варианте выполнения.
Фиг.38 - таблица, схематично иллюстрирующая один пример информации, хранимой в запоминающем устройстве устройства для приготовления напитка в шестом варианте выполнения.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ
Устройство для приготовления напитка согласно данному изобретению будет описано со ссылками на чертежи. На чертежах вариантов выполнения, описанных ниже, одинаковые или соответствующие элементы имеют присвоенные им одинаковые позиции, а их избыточное описание не повторяется. Если в каждом варианте выполнения упоминается определенное количество или величина, объем изобретения этим количеством или этой величиной не ограничивается, если не указано другое.
Первый вариант выполнения
Хотя в первом варианте выполнения в качестве примера будет описан случай, когда в качестве объекта, подлежащего измельчению, используются чайные листья, а в качестве напитка приготавливается чай, объект, подлежащий измельчению, не ограничивается чайными листьями, а первый вариант выполнения также применим к приготовлению напитка с хлебными злаками, обезвоженными продуктами питания и другими объектами, подлежащими измельчению.
В данном описании, термин «чайные листья» означает сухое состояние перед измельчением, термин «чайные листья в виде порошка» означает измельченные чайные листья, а термин «чай» означает напиток, полученный путем перемешивания (смешивания) чайных листьев в виде порошка с горячей водой.
Устройство 1 для приготовления напитка
Устройство 1 для приготовления напитка в первом варианте выполнения будет описано со ссылками на Фиг.1-3. На Фиг.1 - общий вид в перспективе устройства 1 для приготовления напитка в первом варианте выполнения. На Фиг.2 - вид в сечении по II-II на Фиг.1. На Фиг.3 - общий вид в перспективе, схематично иллюстрирующее составные части устройства 1 для приготовления напитка в первом варианте выполнения.
Устройство 1 для приготовления напитка использует чайные листья в качестве объекта, подлежащего измельчению, и получает порошки чайных листьев путем измельчения чайных листьев. Устройство для приготовления напитка использует полученные порошки чайных листьев для приготовления чая в качестве напитка. Устройство 1 для приготовления напитка содержит основной корпус 100 устройства, мелющий узел 300, узел 500 перемешивания, бак 700 для воды, тарелочку 800 для порошка чайных листьев, и подставку 900. Подставка 900 выполнена выступающей вперед на передней стороне на нижнем участке основного корпуса 100 устройства, и на эту подставку можно поставить чашку (не показана) и тарелочку 800 для порошка чайных листьев.
Мелющий узел 300
Мелющий узел 300 съемно прикреплен к области 180 прикрепления мелющего узла, обеспеченной на стороне передней поверхности основного корпуса 100 устройства. Механизм 130 подключения для приложения приводного усилия размола обеспечен в области 180 прикрепления мелющего узла, выступая вперед, а мелющий узел 300 съемно прикреплен к механизму 130 подключения для приложения приводного усилия размола. Мелющий узел 300 получает приводное усилие для размола чайных листьев, представляющих собой объект, подлежащий измельчению, за счет подсоединения к механизму 130 подключения для приложения приводного усилия размола.
Чайные листья, вводимые с верхнего участка мелющего узла 300 в мелющий узел 300, подвергаются тонкому измельчению в мелющем узле 300, а потом падают и собираются в виде порошков чайных листьев на тарелочке 800 для порошка чайных листьев, устанавливаемой под мелющим узлом 300.
Узел 500 перемешивания
Узел 500 перемешивания съемно прикреплен к области 190 прикрепления узла перемешивания, обеспеченной на стороне передней поверхности основного корпуса 100 устройства. В области 190 прикрепления узла перемешивания обеспечен бесконтактный столик 140А электродвигателя для перемешивания, посредством магнитной силы приводящий во вращение перемешивающую крыльчатку 550 (см. Фиг.25, которая будет описана позже), обеспеченную в узле 500 перемешивания.
Выше области 190 прикрепления узла перемешивания основного корпуса 100 устройства обеспечена насадка 170 для подачи горячей воды (см. Фиг.7). В основном корпусе 100 устройства происходит подъем температуры воды в емкости 700 для воды до заданной температуры, а горячая вода подается из насадки 170 для подачи горячей воды в бак 510 для перемешивания. Горячая вода, подготовленная в основном корпусе 100 устройства, и порошки чайных листьев, полученные посредством мелющего узла 300, вводятся в бак 510 для перемешивания, после чего горячая вода и порошки чайных листьев перемешиваются перемешивающей крыльчаткой 550 в баке 510 для перемешивания. Таким образом, в баке 510 для перемешивания приготавливается чай.
Японский чай, приготовленный в узле 500 перемешивания, можно вылить в чашку (не показана), поставленную на подставку 900, приводя в действие рабочий рычаг 542 механизма 540 открывания и закрывания выпускного отверстия, обеспеченного под узлом 500 перемешивания.
Последовательность приготовления японского чая (напитка)
Теперь, со ссылками на Фиг.4-6, будет описана последовательность приготовления японского чая (напитка) посредством устройства 1 для приготовления напитка. На Фиг.4-6 показаны последовательности приготовления с первой по третью, иллюстрирующие выпуск японского чая посредством устройства 1 для приготовления напитка, соответственно. В мелющий узел 300 вводят заданное количество листьев японского чая, а в баке 700 для воды запасают заданное количество воды.
Первая последовательность приготовления
Первая последовательность приготовления будет описана со ссылками на Фиг.4. Эта первая последовательность приготовления представляет собой последовательность, при осуществлении которой измельчение чайных листьев в мелющем узле 300 и подачу горячей воды из основного корпуса 100 устройства в узел 500 перемешивания проводят одновременно.
В устройстве 1 для приготовления напитка, на этапе S1 начинают размол чайных листьев посредством мелющего узла 300, а на этапе S3 начинают подачу горячей воды из основного корпуса 100 устройства в узел 500 перемешивания. Затем - на этапе S2 - прекращают размол чайных листьев посредством мелющего узла 300, а на этапе S4 прекращают подачу горячей воды из основного корпуса 100 устройства в узел 500 перемешивания.
На этапе S5 пользователь вводит порошки чайных листьев, полученные на этапе S2, в узел 500 перемешивания.
Затем - на этапе S6 - начинают перемешивание порошков чайных листьев и горячей воды в узле 500 перемешивания. На этапе S7 прекращают перемешивание порошков чайных листьев и горячей воды в узле 500 перемешивания. На этапе S8 выпускают чай в чашку, поставленную на подставку 900, когда пользователь приводит в действие рабочий рычаг 542 механизма 540 открывания и закрывания выпускного отверстия, обеспеченного под узлом 500 перемешивания.
Вторая последовательность приготовления
Вторая последовательность приготовления будет описана со ссылками на Фиг.5. Эта вторая последовательность приготовления представляет собой последовательность, при осуществлении которой горячая вода подается из основного корпуса 100 устройства в узел 500 перемешивания после измельчения чайных листьев в мелющем узле 300.
В устройстве 1 для приготовления напитка, на этапе S1 начинают размол чайных листьев посредством мелющего узла 300. На этапе S2 прекращают размол чайных листьев посредством мелющего узла 300. На этапе S3 пользователь вводит порошки чайных листьев, полученные на этапе S2, в узел 500 перемешивания.
На этапе S4 начинают подачу горячей воды из основного корпуса 100 устройства в узел 500 перемешивания. На этапе S5 прекращают подачу горячей воды из основного корпуса 100 устройства в узел 500 перемешивания.
Затем - на этапе S6 - начинают перемешивание порошков чайных листьев и горячей воды в узле 500 перемешивания. На этапе S7 прекращают перемешивание порошков чайных листьев и горячей воды в узле 500 перемешивания. На этапе S8 выпускают чай в чашку, поставленную на подставку 900, когда пользователь приводит в действие рабочий рычаг 542 механизма 540 открывания и закрывания выпускного отверстия, обеспеченного под узлом 500 перемешивания.
Третья последовательность приготовления
Третья последовательность приготовления будет описана со ссылками на Фиг.6. Эта третья последовательность приготовления содержит этап охлаждения горячей воды путем перемешивания в узле 500 перемешивания.
В устройстве 1 для приготовления напитка, измельчение чайных листьев посредством мелющего узла 300 на этапе S1 и подачу горячей воды из основного корпуса 100 устройства в узел 500 перемешивания на этапе S3 начинают одновременно. На этапе S4 прекращают подачу горячей воды из основного корпуса 100 устройства в узел 500 перемешивания.
Затем - на этапе S2 - прекращают измельчение чайных листьев посредством мелющего узла 300, а на этапе S5 начинают охлаждение посредством перемешивания порции горячей воды в узле 500 перемешивания. На этапе S6 прекращают охлаждение посредством перемешивания порции горячей воды в узле 500 перемешивания.
Управление моментом времени окончания измельчения и моментом времени окончания перемешивания можно осуществлять так, что они совпадут друг с другом.
На этапе S7 пользователь вводит порошки чайных листьев, полученные на этапе S2, в узел 500 перемешивания.
Затем - на этапе S8 - начинают перемешивание порошков чайных листьев и горячей воды в узле 500 перемешивания. На этапе S9 прекращают перемешивание порошков чайных листьев и горячей воды в узле 500 перемешивания. На этапе S10, чай выпускают в чашку, поставленную на подставку 900, когда пользователь приводит в действие рабочий рычаг 542 механизма 540 открывания и закрывания выпускного отверстия, обеспеченного под узлом 500 перемешивания.
Внутренняя конструкция основного корпуса 100 устройства
Теперь, со ссылками на Фиг.7, будет описана внутренняя конструкция устройства 1 для приготовления напитка. На Фиг.7 - вид в перспективе, иллюстрирующее только внутреннюю конструкцию устройства 1 для приготовления напитка. В основном корпусе 100 устройства, принадлежащем устройству 1 для приготовления напитка, на стороне передней поверхности бака 700 для воды расположен управляющий узел 110, содержащий печатную плату, на которой смонтированы электронные компоненты. Управляющий узел 110 исполняет последовательность приготовления чая на основе сигнала запуска, вводимого пользователем.
Узел 120 электродвигателя для размола для приложения приводного усилия к мелющему узлу 300, находится в положении под управляющим узлом 110, механизм 130 подключения для приложения приводного усилия размола, обеспеченный выступающим вперед для передачи приводного усилия узла 120 электродвигателя для размола в мелющий узел 300, выполнен в положении под узлом 120 электродвигателя для размола.
К нижней поверхности бака 700 для воды присоединен один конец трубки 150 подачи горячей воды, сначала продолжающейся вниз от нижней поверхности, а потом продолжающийся вверх в виде U-образного колена. Насадка 170 для подачи горячей воды, предназначенная для наливания горячей воды в бак 510 узла 500 перемешивания, присоединена к верхнему концевому участку трубки 150 подачи горячей воды. К промежуточной области трубки 150 подачи горячей воды крепится U-образный нагреватель 160 для нагревания воды, который проходит по трубке 150 подачи горячей воды.
На Фиг.8 представлен вид в увеличенном масштабе конструкции вокруг узла 120 электродвигателя для размола. Обращаясь к Фиг.8, отмечаем, что узел 120 электродвигателя для размола содержит электродвигатель 121 для размола, металлическую пластину 122A для прикрепления электродвигателя 121 для размола к механизму 130 подключения для приложения приводного усилия размола, и термистор 122, прикрепленный к металлической пластине 122A. К металлической пластине 122A крепится и электродвигатель 121 для размола. По этой металлической пластине 122A из электродвигателя 121 для размола к термистору 122 проводится тепло. Таким образом, термистор 122 может измерять температуру на внешней поверхности электродвигателя 121 для размола.
Конструкция мелющего узла 300
Теперь, со ссылками на Фиг.9-11, будет описана конструкция мелющего узла 300. На Фиг.9 - вид в перспективе мелющего узла 300. На Фиг.10 - вид в перспективе в разобранном виде мелющего узла 300. На Фиг.11 представлен вертикальный разрез мелющего узла 300.
Мелющий узел 300 имеет камеру 310 размола, имеющую в целом цилиндрическую форму, и окно 310w для подключения, в которое вводится механизм 130 подключения для приложения приводного усилия размола, и которое обеспечено в боковой поверхности ниже. На нижнем торцевом участке камеры 310 размола выполнено выходное отверстие 312a, из которого выходят (выпадают) порошки чайных листьев, измельченных посредством мелющего узла 300.
Скребок 340 для порошка, нижний жернов 350 и верхний жернов 360 обеспечены последовательно в этом порядке снизу внутри камеры 310 размола. На нижней поверхности скребка 340 для порошка обеспечен шпиндель 345 для размола, продолжающийся вниз и подсоединенный к механизму 130 подключения для приложения приводного усилия размола.
На центральном участке нижнего жернова 350 обеспечен шнек 355, продолжающийся вверх вдоль сердцевины вращающегося вала. Верхний жернов 360 удерживается элементом 370, удерживающим верхний жернов, а в элементе 370, удерживающем верхний жернов, заключены пружина 380 и элемент 390, удерживающий пружину, прижимая вниз верхний жернов 360,
Шнек 355, обеспеченный в нижнем жернове 350, выступает вверх, проходя сквозь верхний жернов 360.
Мельница 2
Мельница 2 в первом варианте выполнения на основе данного изобретения будет описана со ссылками на Фиг.12-14. На Фиг.12 представлен общий вид, иллюстрирующий конструкцию мельницы 2 в первом варианте выполнения. На Фиг.13 представлен вид, иллюстрирующий форму канавок, обеспеченных на размалывающей поверхности нижнего жернова 350 в первом варианте выполнения. На Фиг.13 показан вид по XIII-XIII на Фиг.12. На Фиг.14 - вид в сечении по XIV-XIV на Фиг.13.
Обращаясь к Фиг.12, отмечаем, что мельница 2 в первом варианте выполнения содержит верхний жернов 360, снабженный размалывающей поверхностью 211, и нижний жернов 350, снабженный размалывающей поверхностью 221. Оба жернова - верхний жернов 360 и нижний жернов 350 - имеют форму диска. На центральном участке верхнего жернова 360 и нижнего жернова 350 определен центр С вращения. В качестве материала для верхнего жернова 360 и нижнего жернова 350 желательно применять керамику (глинозем).
Верхний жернов 360 и нижний жернов 350 в первом варианте выполнения имеют радиус r, приблизительно составляющий от 15 мм до 30 мм (при этом диаметр ∅ D1 удовлетворяет неравенству 30 мм≤∅ D1≤60 мм: см. Фиг.14), причем верхний жернов 360 и нижний жернов 350 имеют толщину t1 примерно 8 мм. Скорость W относительного вращения верхнего жернова 360 и нижнего жернова 350 находится в диапазоне приблизительно 60 об/мин≤W≤150 об/мин. Таким образом, в качестве компенсации за уменьшение площади контакта между жерновами и снижение необходимого крутящего момента можно получить производительность на основе скорости вращения, и поэтому увеличить производительность обработки можно скорее на единицу необходимого крутящего момента, чем путем увеличения площади.
Обращаясь к Фиг.13, отмечаем, что на размалывающей поверхности 221 нижнего жернова 350 сформированы полированный плоский участок 203, срезающая канавка 201 и подающая канавка 202. Аналогичным образом, на размалывающей поверхности 211 верхнего жернова 360 тоже сформированы полированный плоский участок 203, срезающая канавка (первая выемка) 201 и подающая канавка (вторая выемка) 202.
Поскольку размалывающая поверхность 211 верхнего жернова 360 и размалывающая поверхность 221 нижнего жернова 350 расположены так, что обращены друг к другу, канавка, обеспеченная на размалывающей поверхности 211 верхнего жернова 360, и канавка, обеспеченная на размалывающей поверхности 221 нижнего жернова 350, расположены с соблюдением точечной (центральной) симметрии относительно центра C вращения, если смотреть вдоль направления, показанного стрелкой V на Фиг.12.
Множество срезающих канавок 201 обеспечены с соблюдением вращательной симметрии относительно центра С вращения. Срезающая канавка 201 - это канавка, предназначенная главным образом для измельчение объекта, подлежащего измельчению, а подающая канавка 202 - это канавка, предназначенная главным образом для подачи измельченных порошков с центрального участка мельницы 2 к внешнему окружному участку.
В нижнем жернове 350 проделано отверстие 204 в форме замочной скважины. Отверстие 204 имеет диаметр, например, около 8 мм (∅ D3: см. Фиг.14). Верхний жернов 360 снабжен отверстием 204 не в форме замочной скважины. В отверстии 204 крепят шнек 355 (см. Фиг.10).
Обращаясь снова к Фиг.12, отмечаем, что размалывающая поверхность 221 нижнего жернова 350 и размалывающая поверхность 211 верхнего жернова 360 упираются друг в друга и вращаются друг относительно друга, а центр С вращения определяется как центр на оси вращения. В первом варианте выполнения, нижний жернов 350, имеющий отверстие 204 в форме замочной скважины, вращается вокруг вала 345 (см. Фиг.10), описанного выше, тогда как верхний жернов 360 неподвижен.
Обращаясь к Фиг.14, отмечаем, что на размалывающей поверхности 221 нижнего жернова 350 обеспечена коническая область tp1, включающая в себя отверстие 204. Коническая область tp1 имеет внешний диаметр (∅D2) примерно 20 мм, а отверстие 204 имеет глубину t2 приблизительно от 2 мм до 3 мм. Аналогичная коническая область tp1 обеспечена также в верхнем жернове 360,
Размалывающая поверхность 221 нижнего жернова 350 и размалывающая поверхность 211 верхнего жернова 360 накладываются друг на друга, так что образуется пространство, окруженное конической областью tp1. Таким образом, например, даже когда в качестве объекта, подлежащего измельчению, вводят чайные листья, эти чайные листья можно удовлетворительно направлять из этого пространства к размалывающей поверхности.
Равноугольная спираль, по которой продолжаются срезающая канавка 201 и подающая канавка 202, будет описана со ссылками на Фиг.15-21. На Фиг.15 представлен вид, иллюстрирующий равноугольную спираль, в соответствии с формой которой продолжается канавка в первом варианте выполнения.
На Фиг.16 представлен вид сверху, показывающий форму канавок, обеспеченных на размалывающей поверхности верхнего жернова в первом варианте выполнения. На Фиг.17 представлен вид сверху, показывающий форму канавок, обеспеченных на размалывающей поверхности нижнего жернова в первом варианте выполнения. На Фиг.18-21 представлены виды верху, показывающие состояния размалывающей поверхности, содержащей канавки, обеспеченные в жернове, в первом варианте выполнения с углом вращения спирали, равным 0°, 10°, 20° и 30°, соответственно.
Обращаясь к Фиг.15, отмечаем, что срезающая канавка 201 сформирована вдоль равноугольной спирали S1, а подающая канавка 202 сформирована вдоль равноугольной спирали S2. Если принять центр С вращения за начало отсчета, то равноугольная спираль S (S1 и S2) выражается приведенным ниже выражением 1 с параметрами a и b.
S=a⋅exp(b⋅θ) (Выражение 1)
Угол α (α1 и α2), образуемый между лучом L, идущим из центра С вращения, и равноугольной спиралью, выражается приведенным ниже выражением 2.
α=arcctg (b) (Выражение 2)
Равноугольная спираль S1, подходящая для срезающей канавки 201, определяется параметрами a=5 и b=0,306 в (Выражении 1) и α=17.0° в (Выражении 2). На практике желательно, чтобы угол α1, образуемый между лучом L и равноугольной спиралью S1 (срезающей канавкой 201), удовлетворял неравенству 0°<α1<45°, предпочтительно - неравенству 10°≤α1≤20°, а предпочтительнее - составлял α1=17,0°.
Равноугольная спираль S2, подходящая для подающей канавки 202, определяется параметрами a=5 и b=3,7 в (Выражении 1) и α=74,9° в (Выражении 2). На практике желательно, чтобы угол α2, образуемый между лучом L и равноугольной спиралью S2 (подающей канавкой 202), удовлетворял неравенству 45°<α2<90°, предпочтительно - неравенству 70°≤α2≤80°, а предпочтительнее - составлял α2=74,9°.
В данном случае математические свойства равноугольной спирали, выраженные в (Выражении 1), таковы, что углы α, образуемые между лучом L, идущим из центра С вращения, и равноугольними спиралями S1 и S2, всегда постоянны. Следовательно, когда вращение происходит в ситуации с размалывающей поверхностью 211 верхнего жернова 360 и размалывающей поверхностью 221 нижнего жернова 350, упирающимися друг в друга, угол пересечения между канавкой (срезающей канавкой 201 и подающей канавкой 202) в верхнем жернове 360 и канавкой (срезающей канавкой 201 и подающей канавкой 202) в нижнем жернове 350, всегда составляет 2α.
На Фиг.16-21 показан угол пересечения между канавками в верхнем жернове 360 и нижнем жернове 350 в первом варианте выполнения. На Фиг.18-21 показаны результаты наблюдения за размалывающей поверхностью с верхней поверхности верхнего жернова 360. Конкретнее, показаны исходное состояние 0° (Фиг.18), определяемое как база для отсчета, поворот верхнего жернова 360 и нижнего жернова 350 друг относительно друга на 10° (Фиг.19), 20° (Фиг.20) и 30° (Фиг.21).
Угол пересечения в точке Р пересечения между канавкой в верхнем жернове 360 и канавкой в нижнем жернове 350 всегда постоянен и равен b1. Величина перемещения точки пересечения наружу меньше, чем величина перемещения в известных технических решениях. Следовательно, обеспечивая надлежащий угол пересечения, можно обеспечить желаемую функцию резания в момент пересечения между краями канавок.
Хотя для целей удобства описания на Фиг.16-21 показана только срезающая канавка 201 согласно Фиг.13, подающая канавка 202 сформированная вдоль равноугольной спирали, также аналогична срезающей канавке 201.
Измельчение объекта путем размалывания между размалывающей поверхностью 211 верхнего жернова 360 мельницы 2 и размалывающей поверхностью 221 нижнего жернова 350 можно осуществлять посредством среза, который является результатом в основном пересечения между краями канавок. Имеется угол пересечения между канавками, оптимальный для среза, и при оптимальном угле пересечения между канавками, усилие, прикладываемое между краями, то есть - крутящий момент, может быть меньше. В соответствии с испытаниями, подходящий для среза угол составлял приблизительно 30°. Когда угол пересечения является тупым, объект подается к внешней окружности по канавке по существу без измельчения. В соответствии с испытаниями, подходящий для подачи угол пересечения составлял 150°.
Скорость подачи и размер зерен порошков, выпускаемых после измельчения, связаны друг с другом. Более высокая скорость подачи ведет к большему размеру зерен, а более низкая скорость подачи ведет к меньшему размеру зерен. Количество подающих канавок и угол можно оптимизировать, чтобы получить желаемый размер зерен. Желаемый размер зерен при измельчении чайных листьев в первом варианте выполнения составляет приблизительно 10 мкм. Хотя в первом варианте выполнения обеспечена единственная подающая канавка 202, в зависимости от размера зерен и других параметров можно предусмотреть множество подающих канавок 202 с соблюдением вращательной (центральной) симметрии относительно центра С вращения.
В мельнице 2 согласно первому варианту выполнения угол пересечения между участками канавок в верхнем жернове и нижнем жернове всегда постоянен при вращении верхнего жернова 360 и нижнего жернова 350 друг относительно друга, так что для объекта, подлежащего измельчению, можно обеспечить состояние, более подходящее для измельчения, а производительность измельчения на единицу площади можно повысить.
Помимо этого, поскольку угол пересечения между канавками в верхнем жернове и нижнем жернове всегда постоянен, причем угол пересечения как параметр, вносящий основной вклад в срезание объекта, подлежащего измельчению, и угол пересечения как параметр, вносящий основной вклад в подачу объекта, подлежащего измельчению, можно обеспечить за счет относительного вращения, производительность измельчения и производительность обработки на единицу площади можно повысить. Мельница 2, предусматривающая форму канавок вдоль равноугольной спирали, в первом варианте выполнения продемонстрировала производительность обработки, по меньшей мере, вдвое превышающую производительность мельницы, имеющей форму канавок, соответствующую известным техническим решениям.
Помимо этого, можно обеспечить более подходящий угол пересечения, вносящий основной вклад в срезание объекта, подлежащего измельчению, а крутящий момент вращения, необходимый во время измельчения, можно снизить. Оптимальный угол среза обеспечивается посредством α1, а скорость подачи для получения желаемого размера зерен можно оптимизировать посредством α2.
Теперь, со ссылками на Фиг.22 и 23, будет описан вариант выполнения, связанный с формой канавок, обеспеченных в нижнем жернове 350 и верхнем жернове 360. На Фиг.22 представлен вид в плане, показывающий форму канавки, обеспеченной в нижнем жернове 350, в первом варианте выполнения. На Фиг.23 - вид в сечении по XXIII-XXIII, показанной Фиг.22. Поскольку такая же канавка, как в нижнем жернове 350, сформирована и в верхнем жернове 360, описание в связи с верхним жерновом 360 представлено не будет.
Скорость прохождения порошков по канавке становится выше, когда ширина канавки меньше и глубина канавки меньше. Параметр для формирования канавки, которая пригодна, в частности, для измельчения чайных листьев, еще не раскрыт. В соответствии с Фиг.22 и 23, канавка 201 (202), сформированная на размалывающей поверхности нижнего жернова 350, имеет ширину w, желательно удовлетворяющую неравенству 0,5 мм≤w≤1,5 мм.
Ширина w канавки 201 (202) - это ширина w вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности канавки 201 (202). Задавая ширину w канавки 201 (202) удовлетворяющей неравенству 0,5 мм≤w≤1,5 мм, можно гарантировать простое вычищение порошков в канавке 201 (202), гарантируя при этом и скорость подачи при измельчении чайных листьев.
Глубину канавки - d мм - предпочтительно гарантируют на внешней окружной стороне. Помимо этого, желательно, чтобы по всей окружности краевого участка внешней окружности на луче, идущем из центра С вращения размалывающей поверхности, не было канавки. Желательно, чтобы глубина d приблизительно удовлетворяла неравенству 0,1 мм≤d≤1 мм, а параметр f составлял не менее 0,5 мм.
За счет того, что порошки собираются таким образом в канавке, а их выпуск из нее ограничивается, порошки, имеющие желаемый размер зерен, можно также получать при малой площади (длине) канавки.
Глубина d канавки - желательно - предусматривает наличие наклонной поверхности t, глубина которой увеличивается к центру С вращения. Таким образом, глубину от центра вращения к внешней окружности можно обеспечить в соответствии с размером зерен при измельчении, а скорость, с которой частицы порошка продвигаются в одной канавке, может быть, по существу, постоянной. Угол θ наклона наклонной поверхности t относительно размалывающей поверхности желательно иметь в диапазоне приблизительно 2,3°≤θ≤4,5°.
В первом варианте выполнения, нижний жернов 350 имеет радиус r приблизительно от 15 мм до 30 мм и имеет толщину t приблизительно 8 мм. Путем использования мельницы 2, имеющей нижний жернов 350 и верхний жернов 360, в результате испытаний на измельчение чайных листьев был получен размер зерен примерно 10 мкм.
Форму участков канавок для объекта, подлежащего измельчению, в частности - для чайных листьев, можно обеспечить надлежащим образом, а желаемый размер зерен может быть получен в пределах ограниченной площади, то есть, длины траектории канавки, путем подавления скорости выпуска порошков по направлению к внешней окружности. Следовательно, можно уменьшить площадь мельницы и можно достичь сокращения размера зерен продукта и снижения необходимого крутящего момента.
Что касается параметра формы канавок, заключенных в мельнице в первом варианте выполнения, то форма канавок не ограничивается вышеописанной формой канавок, проложенных вдоль равноугольной спирали. Например, такие параметры применимы также к участку канавки, продолжающемуся, по существу, вдоль прямой линии - при вращательной симметрии относительно центра С вращения - из центра С вращения по направлению к внешний окружности. В этом случае тоже можно получить порошки, имеющие желаемый размер, а скорость, с которой частицы порошков могут продвигаться в одиночной канавке, может быть, по существу, постоянной. Можно было бы получить даже канавки линейной формы, как в известных технических решениях, и тогда в результате испытаний на измельчение чайных листьев получается размер зерен примерно 10 мкм.
Конкретно, в мельнице, имеющей верхний жернов и нижний жернов, каждый из которых снабжен размалывающей поверхностью, а размалывающая поверхность содержит линейные канавки, продолжающиеся от центра вращения к внешней окружности, плоский участок, где присутствует канавка, обеспеченный по всей окружности участка внешнего окружного края размалывающей поверхности, ширина w вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности участка канавки, находится в пределах диапазона 0,5 мм≤w≤1,5 мм, причем участок канавки имеет наклонную поверхность, глубина которой увеличивается к центру вращения, глубина d от размалывающей поверхности на внешней окружной стороне наклонной поверхности находится в пределах диапазона 0,1 мм≤d≤1 мм, а угол θ наклона наклонной поверхности относительно размалывающей поверхности удовлетворяет неравенству 2,3°≤θ≤4,5°.
Таким образом, при обычной форме канавок, можно обеспечить подходящую форму участков канавок для объекта, подлежащего измельчению, и можно получить желаемый размер зерен в пределах ограниченной площади, то есть, длины траектории канавки, путем подавления скорости выпуска порошков по направлению к внешней окружности. Следовательно, можно уменьшить площадь мельницы и можно достичь сокращения размера продукта и снижения необходимого крутящего момента.
Конструкция узла 500 перемешивания
Теперь, со ссылками на Фиг.24 и 25 будет описана конструкция узла 500 перемешивания. На Фиг.24 - вид в перспективе узла 500 перемешивания. На Фиг.25 представлено вертикальный разрез узла 500 перемешивания.
Узел 500 перемешивания содержит бак 510 для перемешивания. Бак 510 для перемешивания содержит наружный держатель 511 выполненный из полимера, и теплоизолированный бак 512, удерживаемый этим наружным держателем 511. В наружном держателе 511 обеспечена рукоятка 520, сформированная как единое целое с ним из полимера. Над верхним отверстием бака 510 для перемешивания обеспечена крышка 530 для перемешивания, отрывающая и закрывающая это отверстие. Крышка 530 для перемешивания снабжена впускным проемом 531 для порошка, через который вводят порошки чайных листьев, измельченные посредством мелющего узла 300, и впускное отверстие 532 для подачи горячей воды, сформированное в основном корпусе 100 устройства, через которое льют горячую воду из насадки 170 для подачи горячей воды.
На нижнем участке бака 510 для перемешивания размещена перемешивающая крыльчатка 550. Узел 500 перемешивания дополнительно содержит узел 140 электродвигателя для перемешивания, содержащий электродвигатель 141 для перемешивания (см. Фиг.26) для вращения перемешивающей крыльчатки 550. На нижнем участке бака 510 для перемешивания обеспечен вращающийся вал 560, продолжающийся вверх, а в этот вращающийся вал 560 вставлен несущий участок для перемешивающей крыльчатки 550.
В перемешивающую крыльчатку 550 внедрен магнит. В бесконтактном столике 140А электродвигателя для перемешивания, магнит, внедренный в перемешивающую крыльчатку 550, и магнит, обеспеченный на стороне узла 140 электродвигателя для перемешивания, магнитно связаны в бесконтактном состоянии, так что вращательное приводное усилие узла 140 электродвигателя для перемешивания передается на перемешивающую крыльчатку 550.
На нижнем участке бака 510 для перемешивания обеспечено выпускное отверстие 541 для выпуска перемешанного чая. У выпускного отверстия 541 обеспечен механизм 540 открывания и закрывания выпускного отверстия. Механизм 540 открывания и закрывания выпускного отверстия содержит открывающую и закрывающую насадку 543, вставленную в выпускное отверстие 541 таким образом, что она может открывать и закрывать выпускное отверстие 541, и рабочий рычаг 542, управляющий положением открывающей и закрывающей насадки 543. Открывающая и закрывающая насадка смещается для закрытия выпускного отверстия 541 посредством поджимающего элемента (не показан), такого, как пружина, в обычном состоянии. Когда пользователь перемещает рабочий рычаг 542, противодействуя поджимающему усилию, открывающая и закрывающая насадка может открывать выпускное отверстие 541, и при этом чай, находящийся в баке 510 для перемешивания, выливается в чашку (не показана), поставленную на подставку 900.
Конструкция
На Фиг.26 представлен вид, иллюстрирующий один пример конструкции устройства 1 для приготовления напитка в первом варианте выполнения. Как показано на Фиг.26, устройство 1 для приготовления напитка содержит устройство 111 управления, предназначенное для управления работой устройства 1 для приготовления напитка. Устройство 111 управления в устройстве 1 для приготовления напитка в первом варианте выполнения находится в управляющем узле 110 (см. Фиг.7). Расположение устройства 111 управления не обязательно должно быть именно таким.
Устройство 111 управления содержит центральный процессор (ЦП) 901 для управления исполнением программы, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 902, функционирующее как рабочая зона для ЦП 901, запоминающее устройство 903 для энергонезависимого хранения таких данных, как программа, и таймер 904. Запоминающее устройство 903 воплощено, например, посредством электрически стираемого программируемого постоянного запоминающего устройства (ЭСППЗУ).
Устройство 111 управления соединено с термистором 122, электродвигателем 121 для размола, электродвигателем 141 для перемешивания и нагревателем 160 посредством шины. Устройство 1 для приготовления напитка дополнительно содержит операционную часть 911, амперметр 912, датчик 913 вращения, термометр 914 и дисплейную часть 121.
Операционная часть 911 служит для ввода информации в ЦП 901 и обеспечена, например, на участке внешней оболочки устройства 1 для приготовления напитка. Операционная часть 911 выполнена, например, с множеством кнопок. Амперметр 912 измеряет значение тока в электродвигателе 121 для размола и вводит это значение тока в ЦП 901. Датчик 913 вращения измеряет сигнал вращения электродвигателя 121 для размола и вводит этот сигнал вращения в ЦП 901. Термометр 914 измеряет температуру воды, запасенной в баке 700 для воды (или воды в трубки 150 подачи горячей воды) и вводит температуру в ЦП 901. Термометр 914 обеспечен, например, на внутренней поверхности крышки устройства 1 для приготовления напитка, так что он может измерять температуру на участке, показывающем температуру, которая может быть близкой к температуре воды в баке 700 для воды. Дисплейная часть 921 обеспечена для вывода информации наружу из устройства 1 для приготовления напитка. Дисплейная часть 921 образована, например, множеством индикаторов. ЦП 901 выдает уведомление об окончании измельчения объекта, подлежащего измельчению, путем включения заданного индикатора в дисплейной части 921.
Последовательность управления
Теперь будет описана конкретная последовательность управления для измельчения чайных листьев и подачи горячей воды в узел 500 перемешивания в устройстве 1 для приготовления напитка.
На Фиг.27 представлена схема последовательности операций обработки, соответствующая «первой последовательности приготовления», описанной со ссылками на Фиг.4. В соответствии с обработкой, иллюстрируемой на Фиг.27, в ходе приготовления напитка посредством устройства 1 для приготовления напитка, во-первых, начинают размол посредством мелющего узла 300, а по истечении периода TD времени начинают нагревание воды посредством нагревателя 160. Обработку, иллюстрируемую на Фиг.27, начинают, например, в ответ на нажатие кнопки запуска в операционной части 911. Содержание обработки будет описано ниже.
Обращаясь к Фиг.27, отмечаем, что на этапе S110 ЦП 901 начинает размол посредством мелющего узла 300. Конкретно, ЦП 901 начинает относительное вращение верхнего жернова 360 и нижнего жернова 350, обеспечивая подачу питания на электродвигатель 121 для размола.
Затем - на этапе S120 - ЦП 901 определяет, истек ли период TD времени момента начала размола на этапе S110, и когда ЦП 901 определяет, что период TD времени истек («Да» на этапе S120), управление переходит к этапу S130.
На этапе S130, ЦП 901 начинает нагревание воды в трубке 150 подачи горячей воды (а конкретно - управление для подачи питания на нагреватель 160).
Потом - на этапе S140 - ЦП 901 определяет, закончен ли размол. размол (при котором приводное усилие создает электродвигатель 121 для размола) в устройстве 1 для приготовления напитка прекращается после продолжения размола в течение заданного периода времени от начала размола. Затем, когда ЦП 901 определяет, что размол закончен («Да» на этапе S140), управление переходит к этапу S150, ЦП 901 может выдать уведомление об окончании размола, делая это посредством дисплейной части 921.
На этапе S150, ЦП 901 определяет, закончен ли нагревание воды в трубке 150 подачи горячей воды, который начат на этапе S130. Конфигурация устройства 1 для приготовления напитка такова, что нагревание посредством нагревателя 160 прекращается при условии, что температура в трубке 150 подачи горячей воды достигла заданной температуры. Конкретнее, устройство 1 для приготовления напитка снабжено термопарой, которая может срабатывать на основе температуры в трубке 150 подачи горячей воды. Когда в трубке 150 подачи горячей воды нет воды, а заданная температура достигнута, термопара прекращает подачу питания на нагреватель 160. Когда ЦП 901 определяет, что нагревание посредством нагревателя 160 закончен («Да» на этапе S150), он прекращает обработку, иллюстрируемую на Фиг.27. ЦП 901 может выдавать уведомление об окончании нагрева, делая это посредством дисплейной части 921.
В первом варианте выполнения, измельчающий механизм воплощен посредством электродвигателя 121 для размола и мельницы 2, а нагревающий механизм воплощен посредством нагревателя 160, и в ходе обработки, иллюстрируемой на Фиг.27, нагревание воды в трубке 150 подачи горячей воды посредством нагревателя 160 начинается по истечении периода TD времени от начала возбуждения электродвигателя 121 для размола. Таким образом, благодаря тому, что по окончании нагревания посредством нагревателя 160 в баке 510 для перемешивания остается вода, можно избежать значительного снижения температуры воды в баке 510 для перемешивания к моменту окончания измельчения чайных листьев посредством узла 120 электродвигателя для размола.
На Фиг.28 представлен вид, иллюстрирующий один пример временной диаграммы операций в устройстве 1 для приготовления напитка в первом варианте выполнения. Обращаясь к Фиг.28, отмечаем, что когда начинается обработка, иллюстрируемая на Фиг.27, размол (измельчение чайных листьев) начинается в момент T01. По истечении периода TD времени с момента T01, то есть, в момент T02, начинается нагревание посредством нагревателя 160. После этого, измельчение чайных листьев прекращается в момент T03. Затем - в момент T04 - прекращается нагревание воды в трубке 150 подачи горячей воды.
После этого, пользователь вводит порошки чайных листьев, полученные посредством мелющего узла 300, в узел 500 перемешивания. Затем, когда пользователь задействует соответствующую кнопку операционной части 911, начинается перемешивание посредством узла 500 перемешивания.
Временная диаграмма, показанная на Фиг.28, приведена просто как пример. Нагрев воды в трубке 150 подачи горячей воды можно прекращать раньше, чем измельчение чайных листьев посредством мелющего узла 300, или одновременно с измельчением.
Второй вариант выполнения
Конструкция устройства 1 для приготовления напитка во втором варианте выполнения может быть такой же, как в первом варианте выполнения. В устройстве 1 для приготовления напитка во втором варианте выполнения можно изменять период, требующийся для измельчения чайных листьев посредством мелющего узла 300. Конкретнее, устройство 1 получает настроечные параметры, связанные с тем, сколько порций нужно приготовить за раз. В зависимости от содержания настроечных параметров, в устройстве 1 для приготовления напитка изменяют период времени, требуемый для измельчения чайных листьев посредством мелющего узла 300, и период времени, требуемый для нагревания воды в трубке 150 подачи горячей воды посредством нагревателя 160. В ответ на это, в устройстве 1 для приготовления напитка также изменяется длительность периода TD времени от момента начала измельчения чайных листьев до момента начала нагревания воды.
На Фиг.29 представлена схема последовательности операций, осуществляемых в устройстве 1 для приготовления напитка во втором варианте выполнения. Последовательность операций обработки посредством устройства 1 для приготовления напитка во втором варианте выполнения будет описана со ссылками на Фиг.29. Обработку, иллюстрируемую на Фиг.29, начинают, например, в ответ на нажатие кнопки запуска в операционной части 911.
Обращаясь к Фиг.29, отмечаем, что на этапе S101 ЦП 901 считывает содержание настроечных параметров, связанных с тем, сколько порций нужно приготовить за раз.
Затем - на этапе S102, ЦП 901 устанавливает и задает период времени (также именуемый далее «периодом TM времени») для измельчения чайных листьев посредством мелющего узла 300 и период TD времени на основе содержания параметров настройки, считанного на этапе S101. Задание периода ТМ времени и периода TD времени на этапе S102 проводят, например, путем записи устанавливаемых периодов времени в область хранения для этих периодов времени в ПЗУ 902; вместе с тем, это задание можно заменить любым известным методом. Потом управление переходит к этапу S110.
Период ТМ времени и период TD времени задают на этапе S102, например, пользуясь информацией, хранимой в запоминающем устройстве 903. На Фиг.30 представлена таблица, схематично иллюстрирующая один пример информации, хранимой в запоминающем устройстве 903 устройства 1 для приготовления напитка во втором варианте выполнения.
На Фиг.30 показано, что период TD времени и период ТМ времени связаны с задаваемым количеством людей (количеством людей, которым нужно подать напитки). Например, когда количество людей, которым нужно подать напиток, равно «1», период TD времени задают равным 20 секунд, а период ТМ времени задают равным 120 секунд. Информацию, показанную на Фиг.30, можно хранить в запоминающем устройстве вне устройства 1 для приготовления напитка, а ЦП 901 может считывать информацию из этого запоминающего устройства. Численные значения, показанные на Фиг.30, приведены просто в качестве примера и не ограничивают данное изобретение.
Зависимость между периодом TD времени и периодом ТМ времени определяют, например, воспользовавшись периодом времени (также именуемым далее «периодом ТВ времени», когда это уместно), требуемым для нагревания воды в трубке 150 подачи горячей воды посредством нагревателя 160 в соответствии с каждым настроечным параметром. На Фиг.31 представлена таблица, схематично иллюстрирующая один пример зависимости между периодом TB времени, периодом TM времени и периодом TD времени во втором варианте выполнения. Период TB времени представляет собой среднее значение периодов времени, требуемых для нагревания воды в количестве, необходимом для приготовления напитка для задаваемого количества людей, от комнатной температуры до «заданной температуры», о которой шла речь выше.
Период TD времени получают путем вычитания периода ТB времени из результата сложения периода времени заданной длительности (например, периода времени, который, как ожидается, понадобится пользователю для введения порошков чайных листьев, полученных посредством мелющего узла 300, в узел 500 перемешивания (например, 5 секунд)), с периодом ТМ времени. Например, когда количество людей, для которых надо приготовить напиток, равно «1», период TD времени задают равным периоду времени (20 секунд), получаемому путем вычитания периода TB времени (105 секунд) из периода времени (125 секунд), получаемого путем сложения периода времени заданной длительности (5 секунд) с периодом ТМ времени (120 секунд). В соответствии с вышеизложенным, ЦП 901 может получать период TD времени в устройстве 1 для приготовления напитка во втором варианте выполнения даже тогда, когда в запоминающем устройстве 903 вместо периода TD времени, показанного на Фиг.30, хранится период TB времени.
Возвращаясь к Фиг.29, отмечаем, что после задания периода ТМ времени и периода TD времени на этапе S102, ЦП 901 осуществляет управление, начиная с этапа S120 и кончая этапом S150. Содержание управления, начиная с этапа S120 и кончая этапом S150, является таким же, как на соответствующих этапах в первом варианте выполнения, описанных ссылками на Фиг.27. Во втором варианте выполнения, измельчение чайных листьев, начинающееся на этапе S110, прекращается после периода ТМ времени от начала.
Поскольку во втором варианте выполнения количество напитка, приготавливаемого устройством 1 для приготовления напитка (количество людей, которым подают приготовленный напиток) изменяется, изменяются и период времени, требуемый для измельчение чайных листьев, и период времени, требуемый для нагревания воды. Так как во втором варианте выполнения количество напитка увеличено (количество обслуживаемых людей больше), то период TD длиннее, как показано на Фиг.33.
Третий вариант выполнения
Конструкция устройства 1 для приготовления напитка в третьем варианте выполнения может быть такой же, как в первом варианте выполнения. В устройстве 1 для приготовления напитка в третьем выполнения можно задавать период TD времени в соответствии с температурой воды в трубке 150 подачи горячей воды перед нагревом посредством нагревателя 160.
На Фиг.32 представлена схема последовательности операций, осуществляемых в устройстве 1 для приготовления напитка в третьем варианте выполнения. Последовательность операций обработки посредством устройства 1 для приготовления напитка во втором варианте выполнения будет описана со ссылками на Фиг. 32. Обработку, иллюстрируемую на Фиг. 32, начинают, например, в ответ на нажатие кнопки запуска в операционной части 911.
Обращаясь к Фиг.32, на этапе S103, ЦП 901 считывает результат измерения (температуры) термометром 914.
Затем - на этапе S104 - ЦП 901 устанавливает и задает период TD времени на основе температуры, считанной на этапе S103. Задание периода TD времени на этапе S104 проводят, например, путем записи устанавливаемых периодов времени в область хранения для этих периодов времени в ПЗУ 902; вместе с тем, это задание можно заменить любым известным методом. Потом управление переходит к этапу S110.
Период ТМ времени и период TD времени задают на этапе S104, например, пользуясь информацией, хранимой в запоминающем устройстве 903. На Фиг.33 представлена таблица, схематично иллюстрирующая один пример информации, хранимой в запоминающем устройстве 903 устройства 1 для приготовления напитка в третьем варианте выполнения.
На Фиг. 33 показано, что период TD времени и период ТМ времени связаны с температурой, измеряемой термометром 914. Например, когда измеряемая температура ниже, чем 10 °C, период TD времени задают равным 10 секунд. Когда измеряемая температура не ниже, чем 10 °C и не выше, чем 20 °C, период TD времени задают равным 20 секунд. Когда измеряемая температура превышает 20 °C, период TD времени задают равным 35 секунд. Численные значения, показанные на Фиг.33, приведены просто в качестве примера и не ограничивают данное изобретение.
Зависимость между измеряемой температурой и периодом TD времени определяют, например, воспользовавшись периодом ТВ времени, соответствующим измеряемой температуре. На Фиг.34 представлена таблица, схематично иллюстрирующая один пример зависимости между измеряемой температурой, периодом TB времени, периодом TM времени и периодом TD времени в третьем варианте выполнения.
Как показано на Фиг.34, период ТМ времени постоянен даже тогда, когда измеряемая температура изменяется, тогда как период TB времени укорачивается, когда измеряемая температура повышается. Следовательно, чтобы приблизить момент окончания нагревания воды в трубке 150 подачи горячей воды к моменту окончания измельчения чайных листьев посредством мелющего узла 300, период времени от момента начала измельчения чайных листьев посредством мелющего узла 300 до момента начала нагревания воды в трубке 150 подачи горячей воды следует продлить, поскольку период TB времени укорачивается. Поэтому в примере, показанном на Фиг.33 и 34, период TD времени задают более длительным, поскольку период TB времени укорачивается.
Возвращаясь к Фиг.32, отмечаем, что после задания периода TD времени на этапе S104, ЦП 901 осуществляет управление, начиная с этапа S120 и кончая этапом S150. Содержание управления, начиная с этапа S120 и кончая этапом S150, является таким же, как на соответствующих этапах в первом варианте выполнения, описанных ссылками на Фиг.27.
Четвертый вариант выполнения
Конструкция устройства 1 для приготовления напитка в четвертом варианте выполнения может быть такой же, как в первом варианте выполнения. В устройстве 1 для приготовления напитка в четвертом выполнения, ЦП 901 управляет количеством оборотов электродвигателя 121 для размола на основе результата измерения термистором 122 во время измельчения чайных листьев посредством узла 120 электродвигателя для размола.
На Фиг.35 представлена диаграмма, схематично иллюстрирующая зависимость между температурой, измеряемой термистором 122, и количеством оборотов относительного вращения в мельнице 2 в четвертом варианте выполнения. На Фиг.35 температура, измеряемая термистором 122, показана как «температура электродвигателя». На Фиг.35 одна операция измельчения показана как режим измельчения, содержащий два интервала. Одна операция измельчения называется, например, операцией, предназначенной для измельчения чайных листьев посредством узла 120 электродвигателя для размола, проводимой сразу же в ответ на приведение в действие кнопки запуска в устройстве 1 для приготовления напитка.
На операции измельчения, показанной на Фиг.35, температура, измеряемая термистором 122, увеличивается при непрерывном вращении электродвигателя 121 для размола. В течение интервала между вращениями, температура, измеряемая термистором 122, немного снижается. Вместе с тем, при возобновлении вращения, температура, измеряемая термистором 122, снова увеличивается.
В четвертом варианте выполнения, когда температура, измеряемая термистором 122, достигает заданной температуры («температура T0» на Фиг.35) («момент T1» на Фиг.35), ЦП 901 снижает количество оборотов электродвигателя 121 для размола. Таким образом, можно избежать увеличения температуры электродвигателя 121 для размола до температуры, при которой электродвигатель 121 для размола следует останавливать. Избегая высокой температуры электродвигателя 121 для размола, можно также избежать утраты аромата чайных листьев, помещенных в устройство 1 для приготовления напитка. Снижая количество оборотов относительного вращения в мельнице 2, тоже можно избежать утраты аромата чайных листьев, помещенных в устройство 1 для приготовления напитка.
В четвертом варианте выполнения, управление количеством оборотов электродвигателя 121 для размола осуществляется на основе количества оборотов относительного вращения между верхним жерновом 360 и нижним жерновом 350 мельницы 2, а не на основе температуры, измеряемой термистором 122. Конкретнее, ЦП 901 подсчитывает суммарный период времени, в течение которого электродвигатель 121 для размола совершил обороты в количестве, равном заданному количеству оборотов за одну или более операций измельчения. Когда суммарный период времени превышает заданный период времени, ЦП 901 снижает количество оборотов электродвигателя 121 для размола до заданного конкретного количества оборотов.
Пятый вариант выполнения
Конструкция устройства 1 для приготовления напитка в пятом варианте выполнения может быть такой же, как в первом варианте выполнения. Во время измельчения чайных листьев посредством узла 120 электродвигателя для размола в устройстве 1 для приготовления напитка в пятом варианте выполнения, ЦП 901 обеспечивает окончание операции измельчения посредством узла 120 электродвигателя для размола даже до периода ТМ времени, если состояние, в котором сигнал вращения из электродвигателя 121 для измельчения превышает определенное значение, продолжилось в течение определенного периода времени. Таким образом, когда измельчение завершается до периода ТМ времени от начала измельчения, можно избежать чрезмерно продолжаемого возбуждения электродвигателя 121 для размола.
На Фиг.36 показана диаграмма, иллюстрирующая один пример изменения сигнала вращения электродвигателя в течение заданного периода времени на операции измельчения и один пример изменения значения тока электродвигателя в течение заданного периода времени на операции измельчения в устройстве 1 для приготовления напитка в пятом варианте выполнения. Сигнал вращения электродвигателя измеряется датчиком 913 вращения. Значение тока электродвигателя измеряется амперметром 912.
На Фиг.36 изменение сигнала вращения электродвигателя показано линией L1. Сигнал вращения электродвигателя возрастает от начала операции измельчения, становится, по существу, постоянным, после чего резко возрастает в момент TX1, а затем снова становится, по существу, постоянным. Сигнал вращения электродвигателя превышает значение DR1, представляющее собой пример «определенного значения» в момент TX1. Затем, ЦП 901 обеспечивает окончание операции измельчения посредством узла 120 электродвигателя для размола в момент периода TY времени с момента TX1.
ЦП 901 может определять момент времени окончания операции измельчения посредством узла 120 электродвигателя для размола, пользуясь значением тока электродвигателя, а не сигналом вращения электродвигателя. Когда используют значение тока электродвигателя, ЦП 901 обеспечивает окончание операции измельчения посредством узла 120 электродвигателя для размола при условии, что состояние, в котором значение тока электродвигателя ниже определенного значения, продолжилось в течение определенного периода времени.
Конкретно, на Фиг.36 изменение значения тока электродвигателя показано линией L2. Значение тока электродвигателя, по существу, постоянно от начала операции измельчения, резко снижается в момент TX1, а потом снова становится, по существу, постоянным. Значение тока электродвигателя ниже значения DA1, представляющего собой пример «определенного значения» в момент TX1. Затем, ЦП 901 обеспечивает окончание операции измельчения посредством узла 120 электродвигателя для размола в момент периода TY времени с момента TX1.
Шестой вариант выполнения
Конструкция устройства 1 для приготовления напитка в шестом варианте выполнения может быть такой же, как в первом варианте выполнения. В устройстве 1 для приготовления напитка в шестом варианте выполнения можно задать степень размола чайных листьев. Узел 120 электродвигателя для размола проводит операцию измельчения в режиме работы, соответствующем степени размола чайных листьев.
По меньшей мере, один из одного или нескольких режимов работы, демонстрируемых в шестом варианте выполнения, содержит работу мельницы 2 при вращении в прямом направлении и работу мельницы 2 при вращении в обратном направлении. Вращение в прямом направлении означает работу мельницы 2, при которой верхний жернов 360 и нижний жернов 350 вращаются друг относительно друга в направлении, в котором порошки, измельченные в мельнице 2, подаются с центрального участка к внешнему окружному участку мельницы 2 по подающей канавке 202 (см. Фиг.13). Вращение в обратном направлении означает работу мельницы 2, при которой направления относительного вращения верхнего жернова 360 и нижнего жернова 350 противоположны тем, которые соблюдаются при вращении в прямом направлении. При вращении в обратном направлении, движение порошков, измельченных в мельнице 2, с центрального участка к внешнему окружному участку мельницы 2 подавляется - по сравнению с вращением в прямом направлении.
На Фиг. 37 представлена схема последовательности операций, осуществляемых в устройстве 1 для приготовления напитка в шестом варианте выполнения. Последовательность операций обработки посредством устройства 1 для приготовления напитка в шестом варианте выполнения будет описана со ссылками на Фиг. 37. Обработку, иллюстрируемую на Фиг. 37, начинают, например, в ответ на нажатие кнопки запуска в операционной части 911.
Обращаясь к Фиг.37, отмечаем, что на этапе S105, ЦП 901 считывает содержание настроечных параметров, связанных со степенью (тонкостью) размола чайных листьев. Содержание настроечных параметров вводят в устройство 1 для приготовления напитка, например, с помощью операционной части 911.
Затем - на этапе S106 - ЦП 901 устанавливает и задает режим работы на операции измельчения на основе тонкости, считанной на этапе S105. Задание режима операции на этапе S106 проводят, например, путем записи устанавливаемых периодов времени в область хранения для режима работы в ПЗУ 902; вместе с тем, это задание можно заменить любым известным методом. Потом управление переходит к этапу S110.
Теперь будет описан режим работы. На Фиг.38 представлена таблица, схематично иллюстрирующая один пример информации, хранимой в запоминающем устройстве 903 устройства 1 для приготовления напитка в шестом варианте выполнения.
На Фиг.38 показано, что содержание режимов работы связано с заданной тонкостью (тремя уровнями размола - «тонким», «промежуточным» и «грубым»). Например, режим работы в случае задания «тонкого» размола предусматривает десять повторений цикла, в ходе которых мельница 2 работает в течение 5 секунд при вращении в прямом направлении, работает в течение 10 секунд при вращении в обратном направлении, а после этого работает в течение 5 секунд при вращении в прямом направлении. Режим работы в случае задания «промежуточного» размола предусматривает три повторения цикла, в ходе которых мельница 2 работает в течение 19 секунд при вращении в прямом направлении, работает в течение 10 секунд при вращении в обратном направлении, а после этого работает в течение 19 секунд при вращении в прямом направлении. Режим работы в случае задания «грубого» размола предусматривает работу мельницы 2 при вращении в прямом направлении в течение 120 секунд.
Возвращаясь к Фиг.37, отмечаем, что после задания режима работы на этапе S106, ЦП 901 осуществляет управление, начиная с этапа S120 и кончая этапом S150. Содержание управления, начиная с этапа S120 и кончая этапом S150, является таким же, как на соответствующих этапах в первом варианте выполнения, описанных ссылками на Фиг.27.
При размоле (на операции измельчения) в шестом варианте выполнения, электродвигатель 121 для размола реализует привод таким образом, что мельница 2 работает в соответствии с режимом работы, заданным на этапе S106. В шестом варианте выполнения, когда происходит тонкий размол чайных листьев, происходит не только простое увеличение периода времени измельчения, но и соответственное изменение направлений вращения верхнего жернова 360 и нижнего жернов 350 в мельнице 2. В частности, когда мельница маленькая, период времени измельчения относительно короток, и поэтому ожидается такая ситуация, в которой порошки, измельченные мельницей 2, подаются наружу из мельницы 2 вдоль подающей канавки 202 до завершения операции измельчения. А именно, ожидается такая ситуация, в которой порошки, измельченные мельницей 2, подаются наружу из мельницы 2 вдоль подающей канавки 202 до того, как произойдет их измельчение до желаемой тонкости. Поскольку в шестом варианте выполнения работа мельницы 2 содержит вращение в прямом направлении и вращение в обратном направлении, можно избежать такой ситуации, в которой порошки, измельченные мельницей 2, подаются наружу из мельницы 2 вдоль подающей канавки 202 до того, как произойдет их измельчение до желаемой тонкости.
В зависимости от содержания настроечных параметров, связанных со степенью размола чайных листьев, можно изменять период времени (период ТМ времени), требуемый для операции измельчения посредством узла 120 электродвигателя для размола. Скажем, когда в примере, показанном на Фиг.38, период ТМ времени задан равным 150 секунд, тогда как при осуществлении настройки на «промежуточный» или «грубый» размол, период ТМ времени задают равным 120 секунд. Когда период ТМ времени укорачивают таким образом, период TD времени предпочтительно изменяют соответственно, делая его короче.
Следует понять, что варианты выполнения и их модификации, раскрытые здесь, являются во всех отношениях иллюстративными, а не ограничительными. Объем притязаний данного изобретения определяется условиями формулы изобретения, а не вышеизложенным описанием, и этот объем следует считать включающим в себя все модификации, находящиеся в рамках объема притязаний и смысловых эквивалентов для условий формулы изобретения.
СПИСОК ПОЗИЦИЙ
1 - Устройство для приготовления напитка; 100 - основной корпус устройства; 110 - управляющий узел; 111 - устройство управления; 120 - узел электродвигателя для размола; 130 - механизм подключения для приложения приводного усилия размола; 140 - узел электродвигателя для перемешивания; 150 - трубка подачи горячей воды; 160 - нагреватель; 170 - насадка для подачи горячей воды; 180 - область прикрепления мелющего узла; 190 - область прикрепления узла перемешивания; 300 - мелющий узел; 310 - камера размола; 310w - окно для подключения; 320 - загрузочный участок; 330 - крышка для объекта, подлежащего измельчению; 340 - скребок для порошка; 345 - шпиндель для размола 350 - нижний жернов; 355 - шнек; 360 - верхний жернов; 370 - элемент, удерживающий верхний жернов; 390 элемент, удерживающий пружину; 500 - узел перемешивания; 510 - бак для перемешивания; 520 - рукоятка 520; 530 - крышка для перемешивания; 531 - впускной проем для порошка; 532 - впускное отверстие для подачи горячей воды; 540 - механизм открывания и закрывания выпускного отверстия; 541 - выпускное отверстие; 542 - рабочий рычаг; 543 - открывающая и закрывающая насадка; 544 - отверстие в днище бака; 550 - перемешивающая крыльчатка; 551 - несущий участок; 560 - вращающийся вал; 700 - бак для воды; 710 - основной корпус бака; 720 - крышка бака; 800 - тарелочка для порошка чайных листьев; 900 - подставка; 901 - ЦП; 902 - ОЗУ; 903 - запоминающее устройство; 904 - таймер; 911 - операционная часть; 912 - амперметр; 913 - датчик вращения; 914 - термометр; и 921 - дисплейная часть.