СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОФЕЙНОГО НАПИТКА В ЗАВАРОЧНОМ УСТРОЙСТВЕ КОФЕЙНОГО АВТОМАТА, А ТАКЖЕ КОФЕЙНЫЙ АВТОМАТ ДЛЯ ЕГО ВЫПОЛНЕНИЯ
METHOD FOR PREPARATION OF COFFEE DRINK IN BREWING DEVICE OF COFFEE MACHINE, AS WELL AS COFFEE MACHINE THEREFOR

Настоящее изобретение относится к способу приготовления кофейного напитка в заварочном устройстве кофейного автомата, а также к кофейному автомату для выполнения способа приготовления кофейного напитка в заварочном устройстве.
В частности изобретение относится к способу, при котором подача кипятка к заварочной камере заварочного устройства осуществляется в зависимости от параметра кипятка импульсно.
Известны способы приготовления кофейных напитков, при которых насос кипятка кофейного автомата, который приспособлен для реализации таких существующих способов, управляется электрическими импульсами. Например, из европейской патентной заявки EP 2 570 056 A1 известен такой способ. Заварочная камера кофейного автомата оснащена клапаном кофейной пенки, который механически предварительно напряжен пружиной и в нормальном состоянии блокирует выпуск заварочной камеры. Кипяток может под давлением в 5 бар или более вводиться в заполненную молотым кофе заварочную камеру. При превышении определенного давления внутри заварочной камеры это избыточное давление воздействует также на клапан кофейной пенки. Он прижимается против направления усилия предварительного напряжения пружины и деблокирует вследствие этого проточный зазор.
Для создания необходимого давления в заварочной камере используется в EP 2 570 056 A1 насос кипятка, например насос с качающимся поршнем. Этот насос кипятка может целенаправленно управляться импульсно-модулированным сигналом. При этом многократно с быстрой временной последовательностью происходит переключение между состоянием покоя насоса и режимом полной нагрузки насоса. Как следует далее из EP 2 570 056 A1, этот импульсный режим насоса кипятка служит для того, чтобы сокращать эффективную мощность подачи насоса кипятка, для того чтобы предотвращать внезапное открытие клапана кофейной пенки. То есть известный из EP 2 570 056 A1 импульсный режим осуществляется в соответствии с принципом временной импульсной модуляции, для того чтобы дросселировать мощность накачки. В известном из EP 2 570 056 A1 способе предусмотрено, что кипяток подается во время процесса заваривания в каждом случае с различными в течение времени объемными потоками. Поэтому, по меньшей мере, для одного из этих объемных потоков, который ниже, чем максимальная мощность подачи насоса кипятка, в каждом процессе заваривания, по меньшей мере, во время одного частичного промежутка времени предусмотрено то, что насос кипятка управляется с временной импульсной модуляцией, для того чтобы дросселировать мощность накачки до этого более низкого объемного потока.
Далее европейская патентная заявка EP 2 213 957 A2 относится к системе нагрева для аппарата для приготовления горячего напитка, причем система нагрева имеет в частности насос. В EP 2 213 957 A2 также исходят из функциональной зависимости, например линейной зависимости, между подаваемым насосом количеством и подведенной к нему мощностью. Известное из EP 2 213 957 A2 решение предусматривает в частности то, что насос благодаря этой функциональной зависимости дополнительно действует в качестве опосредованного расходомера. Дополнительно предусмотренный отдельный расходомер служит для того, чтобы контролировать работу насоса, то есть, например, обнаруживать выход из строя насоса.
Европейский патент EP 1 955 624 B1 раскрывает кофемашину, которая может реагировать на изменяющиеся степени помола молотого кофе. В патентной заявке EP 1 955 624 B1 было обнаружено, что скорость прохождения потока через молотый кофе может иметь влияние на вкус приготовленного кофейного напитка, и известная кофемашина имеет, как следствие, расходомер. Зарегистрированный при помощи него во время процесса приготовления расход или выведенная из него величина выдается в EP 1 955 624 B1 лишь в качестве информации пользователю кофемашины. Пользователь может затем на основе показанных данных регулировать степень помола кофейных зерен, причем в EP 1 955 624 B1 одновременно обращается внимание на то, что при установке слишком тонкой степени помола засорение грозит заварочному устройству.
Из европейской патентной заявки EP 0 245 197 A2 известен способ приготовления кофе, причем автоматически регулируемый блок помола используется для помола кофейных зерен и для заполнения заварочной камеры машины. Заданное количество кипятка вводится в заварочную камеру, и измеряется время прохождения определенного количества кипятка через молотый кофе. На основе сравнения с расчетным временем прохождения автоматически регулируется степень помола в блоке помола.
Степень помола продукта помола, то есть, как правило, степень помола молотого кофе, может иметь влияние на вкусовые свойства приготовленного кофейного напитка. В первую очередь, возможно, что оптимальный диапазон степени помола варьируется при различных типах кофейных напитков. Так часто стремятся обработать кофейные зерна при кофе "эспрессо" до более тонкого кофейного помола (тонкая степень помола), в то время как, например, при кофе американского способа приготовления желательна более грубая степень помола.
Обычно предполагается более тонкая степень помола, если в продукте помола размер зерна (размер частицы) более чем 500 мкм встречается с содержанием зерен менее чем 25 процентов по весу. Аналогично предполагается более грубая степень помола, если в продукте помола размер зерна более чем 500 мкм встречается с содержанием зерен 25 процентов по весу или больше. Однако эти указания следует понимать лишь в качестве примера и не должны рассматриваться как ограничительные.
Для того чтобы достигать оптимального вкусового результата, может быть теперь желательным максимально тонкий помол продукта помола.
Известные способы и устройства имеют тот недостаток, что в частности при очень тонком помоле молотого кофе, который во время процесса заваривания находится в заварочной камере, давление воды, которое необходимо для пропитывания этого молотого кофе, становится очень большим. С одной стороны это может быть нежелательным, так как качество приготовленного кофейного напитка может вследствие этого понижаться; например, могут возникать вкусовые или иные ухудшения, если давление заваривания слишком высоко.
Однако с другой стороны также возможно, что максимально прикладываемое насосом кипятка давление насоса не достаточно, для того чтобы таким образом тонко помолотый и тем самым плотно сжимаемый молотый кофе вообще пропитывать. Известны обычные кофейные автоматы, которые осуществляют контроль давления насоса и/или контроль расхода кипятка. Если такие обычные кофейные автоматы обнаруживают, что давление насоса поднимается выше порогового значения или что расход кипятка находится ниже минимального расхода кипятка, то они прерывают процесс заваривания и при необходимости сбрасывают помолотый и спрессованный неиспользованный молотый кофе в емкость для отбросов.
В основе данного изобретения лежит задача предотвратить вышеуказанные недостатки и в частности предоставить способ приготовления кофейного напитка в заварочном устройстве или кофейный автомат для реализации способа, при помощи которого в каждом случае может достигаться высокое качество полученного в процессе заваривания кофейного напитка, а именно при сильно отличающихся степенях помола продукта помола.
Эта задача решается с помощью способа с признаками пункта 1 формулы изобретения или с помощью кофейного автомата с признаками пункта 8 формулы изобретения.
Заварочное устройство кофейного автомата для выполнения соответствующего изобретению способа имеет заварочную камеру для приема продукта помола. Продуктом помола является в частности молотый кофе, который, например, в кофейном полном автомате автоматически подается из помольного устройства в заварочную камеру. Заварочная камера имеет впуск кипятка, на который может подаваться кипяток. Кроме того, заварочная камера имеет выпуск камеры, из которого выходит экстракционная жидкость, которая образовывается посредством прохождения кипятка через заполненную продуктом помола заварочную камеру.
Соответствующий изобретению способ включает в себя при этом шаг способа, на котором во время первого промежутка времени подачи находящийся под давлением кипяток подается на впуск кипятка, а именно согласно первому режиму подачи кипятка, в котором кипяток подается на впуск кипятка непрерывно. Кроме того, способ включает в себя следующие дальнейшие шаги способа, которые выполняются во время второго промежутка времени подачи:
- определение параметра кипятка, который взаимосвязан с объемным потоком и/или с давлением кипятка, поданного на впуск кипятка, и установка - с использованием параметра кипятка - настроечной величины режима для второго режима подачи кипятка;
- подача кипятка на впуск кипятка согласно второму режиму подачи кипятка.
Настроечная величина режима определяет, по меньшей мере, один непрерывный режим для второго режима подачи кипятка и импульсный режим для второго режима подачи кипятка, причем в непрерывном режиме для второго режима подачи кипятка кипяток подается на впуск кипятка непрерывно, и причем в импульсном режиме для второго режима подачи кипятка кипяток подается на впуск кипятка импульсно. Установка настроечной величины режима для второго режима подачи кипятка включает в себя, по меньшей мере, один выбор между непрерывным режимом для второго режима подачи кипятка и импульсным режимом для второго режима подачи кипятка. Этот выбор осуществляется в зависимости от параметра кипятка.
Согласно изобретению, по меньшей мере, один выбор между непрерывным режимом для второго режима подачи кипятка и импульсным режимом для второго режима подачи кипятка включает в себя, по меньшей мере, один из следующих шагов:
- измерение давления кипятка, поданного на впуск кипятка, на впуске кипятка и выбор импульсного режима или непрерывного режима для второго режима подачи кипятка в зависимости от измеренного давления, причем импульсный режим выбирается в том случае, если измеренное давление на впуске кипятка превышает заранее заданное или задаваемое пороговое значение давления, и непрерывный режим выбирается в том случае, если измеренное давление на впуске кипятка находится ниже заранее заданного или задаваемого порогового значения давления; и/или
- измерение объемного потока кипятка, поданного на впуск кипятка, и/или объемного потока выходящей из выпуска камеры жидкости и выбор импульсного режима или непрерывного режима для второго режима подачи кипятка в зависимости от измеренного объемного потока кипятка, поданного на впуск кипятка, и/или от измеренного объемного потока выходящей из выпуска камеры жидкости, причем импульсный режим выбирается в том случае, если измеренный объемный поток кипятка, поданного на впуск кипятка, и/или измеренный объемный поток выходящей из выпуска камеры жидкости находится или находятся ниже заранее заданного или задаваемого порогового значения объемного потока, и непрерывный режим выбирается в том случае, если измеренный объемный поток кипятка, поданного на впуск кипятка, и/или измеренный объемный поток выходящей из выпуска камеры жидкости превышает или превышают заранее заданное или задаваемое пороговое значение объемного потока.
Следует понимать, что второй режим подачи кипятка выполняется в соответствии с установкой настроечной величины режима.
"Объемный поток поданного или подведенного кипятка" означает в этом контексте поданное или подведенное в каждом случае в заданную единицу времени количество кипятка за единицу времени.
В зависимости от выявленного параметра кипятка, который взаимосвязан с объемным потоком и/или с давлением поданного кипятка, в соответствующем изобретению способе таким образом определяется, осуществляется ли подача кипятка согласно второму режиму подачи кипятка, по меньшей мере, временно в импульсном режиме.
В частности в зависимости от, по меньшей мере, одного выявленного значения измерений (например, для давления кипятка, поданного на впуск кипятка, на впуске кипятка, для объемного потока кипятка, поданного на впуск кипятка, и/или для объемного потока выходящей из выпуска камеры жидкости) определяется, осуществляется ли подача кипятка согласно второму режиму подачи кипятка, по меньшей мере, временно в импульсном режиме. Это позволяет управлять подачей кипятка во время приготовления кофейного напитка в заварочной камере в зависимости от выявленных в каждом случае значений измерений (например, автоматически при помощи соответствующего блока управления кофейного автомата) и подходящим образом варьировать подачу в отношении различных обстоятельств при заваривании кофейных напитков (посредством соответствующего выбора непрерывного режима или импульсного режима для второго режима подачи кипятка).
В соответствующем изобретению способе второй промежуток времени подачи следует за первым промежутком времени подачи. Кроме того, описанный здесь способ относится в каждом случае к одному процессу приготовления (процессу заваривания) кофейного напитка, то есть способ выполняется в каждом случае во время одной покупки напитка. Это не исключает, что для окончательного приготовления кофейного напитка могут осуществляться дальнейшие шаги, например шаг, на котором молотый кофе создается посредством измельчения, молотый кофе вводится в заварочную камеру и/или спрессовывается, и тому подобное. Кроме того, само собой разумеется, возможно, что способ при различных процессах заваривания, например при следующих друг за другом процессах заваривания в полном кофейном автомате, выполняется по-разному, например, с различными параметрами способа.
Под импульсным режимом переноса жидкости, например подачи кипятка, понимается режим, в котором жидкость переносится с интервалами, то есть осуществляется импульсная подача. Такой поинтервальный перенос жидкости может достигаться, например, вследствие того, что использующийся для подачи жидкости насос попеременно включается и выключается, то есть эксплуатируется в тактовом режиме. Импульсы рассчитаны при импульсном режиме переноса жидкости таким образом, что поданная жидкость оказывает ударную нагрузку на находящийся в заварочной камере продукт помола и/или приводит находящийся в заварочной камере продукт помола в определенную вибрацию. То есть в частности паузы подачи импульсов достаточно длинны, для того чтобы кратковременно прерывать перенос жидкости. Достаточно длинными являются, например паузы подачи более чем 0,05 секунд или более чем 0,1 секунд. Кроме того, в рамках описанного здесь изобретения импульсная подача понимается таким образом, что импульсный режим имеет определенное минимальное количество импульсов, например более чем три импульса или более чем пять импульсов.
Под непрерывным режимом для второго режима подачи кипятка понимается режим, в котором кипяток подается без импульсов. Безимпульсная подача, то есть непрерывный режим подачи или непрерывный режим, отличается от вышеописанного импульсного режима тем, что на продукт помола в заварочной камере поданным на впуск кипятка кипятком не оказываются или оказываются лишь очень незначительные импульсные ударные нагрузки в соответствии с вышеупомянутым минимальным количеством импульсов. В частности в рамках этого изобретения в качестве непрерывного режима также рассматривается такой режим, при котором насос, служащий для подачи кипятка, управляется в дросселированном режиме, при котором применяются сравнительно быстрые электрические импульсы в рамках управления насосом с широтно-импульсной модуляцией. При таких быстрых электрических импульсах частота составляет, как правило, 50 Гц или выше. Благодаря инерционности насоса его эксплуатация не прерывается при подобных быстрых импульсах. Наоборот поданный объемный поток дросселируется при практически непрерывной подаче, не оказывая на продукт помола существенные ударные нагрузки.
Неожиданным образом было обнаружено, что благодаря, по меньшей мере, временной импульсной подаче кипятка во втором режиме подачи кипятка высококачественный кофейный напиток может также получаться в том случае, если продукт помола имеет тонкую степень помола. В частности благодаря, по меньшей мере, временной импульсной подаче может достигаться достаточно низкое давление на впуске кипятка и/или достаточно большой объемный поток через заварочную камеру даже при очень тонкой степени помола. Это может быть справедливым даже в том случае, если степень помола продукта помола настолько тонка, что при непрерывном режиме (режиме непрерывной подачи) насоса кипятка, который используется для подачи кипятка, мощность насоса кипятка была бы недостаточной для создания необходимого для прохождения кипятка через заварочную камеру давления.
Согласно дальнейшему аспекту изобретения предусмотрено, что выполняются многократно шаги способа, которые выполняются во время второго промежутка времени подачи. То есть согласно этому аспекту в цикле многократно выполняется следующее:
- определение параметра кипятка, который взаимосвязан с объемным потоком и/или с давлением поданного кипятка, и установка - с использованием параметра кипятка - настроечной величины режима для второго режима подачи кипятка;
- подача кипятка на впуск кипятка согласно второму режиму подачи кипятка.
Определение параметра кипятка происходит при многократном выполнении шагов способа, например, непрерывно или с заранее заданными или задаваемыми интервалами. Установкой настроечной величины режима для второго режима подачи кипятка является в этом случае изменение этой настроечной величины режима с использованием параметра кипятка или в зависимости от параметра кипятка. Также это изменение настроечной величины режима осуществляется, например, непрерывно или с заранее заданными или задаваемыми интервалами. Между установкой настроечной величины режима и новым определением параметра кипятка, то есть перед новым выполнением цикла, может предусматриваться подходящая задержка.
Однако подача кипятка во втором режиме подачи кипятка осуществляется также при многократном выполнении указанных шагов способа предпочтительно непрерывно, то есть без прерывания процесса заваривания. Если настроечная величина режима для второго режима подачи кипятка изменяется в определенный момент времени, то соответственно также второй режим подачи кипятка продолжается в соответствии с измененной настроечной величиной режима.
Кроме того, может быть предусмотрен подходящий критерий, при наличии которого многократное выполнение указанных шагов способа заканчивается, например критерий отмены для покупки кофе.
Согласно дальнейшему аспекту изобретения предусмотрено, что установка настроечной величины режима для второго режима подачи кипятка включает в себя переключение между непрерывным режимом для второго режима подачи кипятка и импульсным режимом для второго режима подачи кипятка в зависимости от параметра кипятка, то есть переключение между непрерывным режимом для второго режима подачи кипятка и импульсным режимом для второго режима подачи кипятка осуществляется в частности в зависимости от измеренного давления кипятка, поданного на впуск кипятка, и/или от измеренного объемного потока кипятка, поданного на впуск кипятка, и/или от измеренного объемного потока выходящей из выпуска камеры жидкости. Такое переключение может учитываться в частности в том случае, если указанные выше шаги способа выполняются многократно, то есть если параметр кипятка определяется во время процесса заваривания многократно. Согласно этому аспекту таким образом предусмотрено, что переключение между импульсным режимом и непрерывным режимом осуществляется выборочно, в зависимости от того, какие текущие (на данный момент) свойства параметра кипятка были обнаружены.
Согласно аспекту изобретения может быть предусмотрено, что в параметр кипятка входит измеренный объемный поток кипятка, поданного на впуск кипятка. В простейшем случае самим параметром кипятка является измеренный объемный поток кипятка, поданного на впуск кипятка. Настроечная величина режима для второго режима подачи кипятка производится в этом случае с использованием измеренного объемного потока или в зависимости от измеренного объемного потока кипятка, поданного на впуск кипятка. Низкий измеренный объемный поток кипятка, поданного на впуск кипятка, может указывать на затрудненное прохождение кипятка сквозь продукт помола внутри заварочной камеры, которое вызывается, например, тонкой степенью помола.
Согласно аспекту изобретения может быть предусмотрено, что в параметр кипятка входит измеренный объемный поток выходящего из выпуска камеры кипятка. Снова в простейшем случае самим параметром кипятка является измеренный объемный поток выходящего из выпуска камеры кипятка. Настроечная величина режима для второго режима подачи кипятка производится в этом случае с использованием измеренного объемного потока выходящего из выпуска камеры кипятка или в зависимости от измеренного объемного потока выходящего из выпуска камеры кипятка. Также в этом случае справедливо, что низкий измеренный объемный поток выходящего из выпуска камеры кипятка указывает на затрудненное прохождение кипятка сквозь продукт помола внутри заварочной камеры, которое вызывается, например, тонкой степенью помола.
Согласно аспекту изобретения может быть предусмотрено, что в параметр кипятка входит измеренное давление на впуске кипятка. Снова в простейшем случае самим параметром кипятка является измеренное давление на впуске кипятка. Настроечная величина режима для второго режима подачи кипятка производится в этом случае с использованием измеренного давления на впуске кипятка или в зависимости от измеренного давления на впуске кипятка. В отношении измеренного давления справедливо, что высокое давление может указывать на затрудненное прохождение кипятка сквозь продукт помола внутри заварочной камеры, которое снова вызывается, например, тонкой степенью помола.
Таким образом, с помощью указанных параметров, которые могут по отдельности или же в комбинации входить в параметр кипятка, может обнаруживаться наличие тонкой степени помола. Посредством подходящей установки настроечной величины режима это может затем, по меньшей мере, частично компенсироваться.
Соответствующий изобретению способ может находить применение в полном кофейном автомате, как будет еще описываться в дальнейшем. Такой полный кофейный автомат оснащен помольным устройством, которое перерабатывает поджаренные кофейные зерна в готовый к употреблению продукт помола из молотого кофе. При этом возможно, что помольное устройство выполнено с возможностью ручной или автоматической регулировки в отношении своей степени помола.
Автоматическая регулировка степени помола может быть предпочтительной в частности в том случае, если полный кофейный автомат допускает выбор приготовляемого кофейного напитка. Примерами выбираемых кофейных напитков являются кофе, эспрессо, ристретто, капучино, латте макиато. Однако выбор не ограничен указанными примерами. Для приготовления американского кофе машина может переключать регулируемое автоматически помольное устройство, например, на более грубый помол, в то время как, например, при выборе эспрессо устанавливается более тонкий помол.
Степень помола продукта помола может выводиться, например, из установки степени помола регулируемого автоматически или вручную помольного устройства. Согласно дальнейшему аспекту изобретения теперь предусмотрено, что установленная степень помола продукта помола входит в параметр кипятка. Альтернативно или дополнительно может быть также предусмотрено, что в параметр кипятка входит установленный тип кофейного напитка, то есть выбранная установка для приготовляемого кофейного напитка.
Эти дополнительные данные к измеренному объемному потоку или к измеренному объему, то есть степень помола или установленный тип кофейного напитка, могут помочь более предпочтительно устанавливать настроечную величину режима.
Так, например, при определенной установленной степени помола (например, при установленной тонко степени помола) может с самого начала второго промежутка времени подачи сразу же устанавливаться импульсный режим, который хорошо подходит для такой степени помола. Задействуя измеренные значения (объемный расход и/или давление), установка может в частности при многократном выполнении соответствующих шагов способа адаптироваться к фактическим, имеющимся в заварочной камере условиям.
Аналогичным образом может, например, при определенном установленном типе кофейного напитка допускаться более высокое давление и/или более низкий объем поток, чем при другом типе кофейного напитка, прежде чем устанавливается импульсный режим.
В предпочтительном усовершенствовании определяет при соответствующем изобретению способе настроечная величина режима дополнительно импульсные характеристики для второго режима подачи кипятка, которые включают в себя скважность импульсов или временная характеристика скважности импульсов. Согласно этому аспекту установка настроечной величины режима включает в себя установку импульсных характеристик для импульсного режима.
Под скважностью импульсов понимается временное соотношение продолжительности включения к продолжительности выключения подачи кипятка в течение длительности периода, то есть, например, временное соотношение продолжительности включения к продолжительности выключения насоса для подачи кипятка. Согласно этому аспекту таким образом скважность импульсов устанавливается в зависимости от параметра кипятка. Например, может быть предусмотрено, что в том случае, если параметр кипятка указывает на тонкую степень помола, устанавливается скважность импульсов, при которой продолжительность включения и продолжительность выключения в течение длительности периода приблизительно равны. Аналогично в том случае, если параметр кипятка указывает на более грубую степень помола, может устанавливаться скважность импульсов, при которой продолжительность включения длиннее, чем продолжительность выключения. Тем не менее, также возможно задавать при неизменной длительности периода прогрессивная или дегрессивная временная характеристика скважности импульсов.
Типичная длительность периода находится в диапазоне между примерно 0,1 с и примерно 4 с. Однако эти значения следует понимать в качестве примера и не в качестве ограничительных.
Временная характеристика скважности импульсов предполагает в дополнение к изменению самой скважности импульсов также изменение длительности периода в течение временной характеристики. Вследствие этого может достигаться возможность изменения не только скважности импульсов как таковой, но и продолжительности включения во время импульсов и/или интервала между отдельными импульсами.
Так может быть предусмотрено, что длительность периода изменяется таким образом, что возникает прогрессивный или дегрессивный временная характеристика продолжительностей включения импульсов. Также возможно сначала предусматривать прогрессивную характеристику продолжительностей включения импульсов, за которым потом следует дегрессивная характеристика продолжительностей включения импульсов. Равным образом также возможно сначала предусматривать дегрессивная характеристика продолжительностей включения импульсов, за которым потом следует прогрессивная характеристика продолжительностей включения импульсов.
Аналогичным образом возможно, что длительность периода изменяется таким образом, что возникает прогрессивный или дегрессивный временная характеристика интервалов между импульсами. Также возможно сначала предусматривать прогрессивная характеристика интервалов между импульсами, за которым потом следует дегрессивная характеристика интервалов между импульсами. Равным образом также возможно сначала предусматривать дегрессивная характеристика интервалов между импульсами, за которым потом следует прогрессивная характеристика интервалов между импульсами.
Согласно предпочтительному усовершенствованию изобретения предусмотрено, что в зависимости от параметра кипятка переключение между непрерывным режимом и импульсным режимом осуществляется один или несколько раз. В свою очередь настроечной величиной режима могут определяться дополнительные импульсные характеристики для импульсного режима, как было описано выше. В свою очередь возможно, что дополнительные импульсные характеристики изменяются перед переключением в импульсный режим, например если во время процесса заваривания уже был выбран импульсный режим, затем было произведено переключение в непрерывный режим, и теперь производится обратное переключение в импульсный режим с измененными импульсными характеристиками. Альтернативно или дополнительно возможно, что дополнительные импульсные характеристики изменяются, в то время как второй режим подачи кипятка выполняется в импульсном режиме, как было уже описано выше. Изменение дополнительных импульсных характеристик может в свою очередь включать в себя прогрессивные и/или дегрессивные временные характеристики скважности импульсов, интервала между импульсами и/или продолжительности включения импульса.
Согласно аспекту изобретения может быть предусмотрено, что установка настроечной величины режима включает в себя следующее:
- выбор импульсного режима для второго режима подачи кипятка, если давление на входе кипятка превышает заранее заданное или задаваемое пороговое значение давления, и/или если объемный поток кипятка, поданного на впуск кипятка, и/или объемный поток выходящей из выпуска камеры жидкости находится или находятся ниже заранее заданного или задаваемого порогового значения объемного потока.
Импульсный режим для второго режима подачи кипятка выбирается согласно этому аспекту изобретения таким образом в том случае, если определение параметра кипятка показывает, что давление на впуске кипятка превышает пороговое значение для давления; альтернативно или дополнительно импульсный режим для второго режима подачи кипятка выбирается согласно этому аспекту изобретения в том случае, если определение параметра кипятка показывает, что объемный поток кипятка, поданного на впуск кипятка, и/или объемный поток выходящей из выпуска камеры жидкости находится ниже порогового значения для объемного потока. Как находящееся выше порогового значения давление, так и находящиеся ниже порогового значения объемные потоки могут указывать на то, что процесс заваривания может выполняться лучше, если для второго режима подачи кипятка выбирается импульсный режим. Указанные величины, которые находятся выше или ниже соответствующего порогового значения, могут получаться, например, благодаря очень тонкой степени помола продукта помола. Посредством выбора импульсного режима связанные с этим недостатки могут во время подачи кипятка уменьшаться или предотвращаться.
В этой связи следует указать на то, что первый режим подачи кипятка, при помощи которого изначально на впуск кипятка заварочной камеры подается определенное количество кипятка, является безимпульсным режимом, в котором подача кипятка осуществляется непрерывно (то есть без импульсов). Первый режим подачи кипятка, как правило, ограничен по времени, для того чтобы подготавливать определение параметра кипятка. Например, первый режим подачи кипятка служит для первого повышения давления кипятка и/или для создания первого объемного потока кипятка через заварочную камеру. Например, первый режим подачи кипятка длится менее трех секунд или менее пяти секунд.
Если - как обычно - используется насос кипятка для подачи кипятка, то безимпульсным режимом является, например, режим непрерывной нагрузки насоса кипятка до его номинальной мощности или непрерывный режим насоса кипятка до дросселированной мощности.
При непрерывной подаче кипятка в первом режиме подачи кипятка возможным, но не необходимым является то, что кипяток подается с теми же параметрами, как при непрерывной подаче во время второго режима подачи кипятка. Такие параметры включают в себя, например мощность накачки (то есть поданный объемный поток).
Согласно аспекту изобретения установка настроечной величины режима может включать в себя следующее:
- выбор непрерывного режима для второго режима подачи кипятка, если давление на входе кипятка находится ниже заранее заданного или задаваемого порогового значения давления, и/или если объемный поток кипятка, поданного на впуск кипятка, и/или объемный поток выходящей из выпуска камеры жидкости превышает или превышают заранее заданное или задаваемое пороговое значение объемного потока.
Непрерывный режим для второго режима подачи кипятка выбирается согласно этому аспекту изобретения таким образом в том случае, если определение параметра кипятка показывает, что давление на впуске кипятка достаточно низко, то есть не превышает пороговое значение для давления; альтернативно или дополнительно непрерывный режим для второго режима подачи кипятка выбирается согласно этому аспекту изобретения в том случае, если определение параметра кипятка показывает, что объемный поток кипятка, поданного на впуск кипятка, и/или объемный поток выходящей из выпуска камеры жидкости достаточно велик, то есть находится ниже порогового значения для объемного потока.
Как находящееся ниже порогового значения давление, так и находящиеся выше порогового значения объемные потоки могут указывать на то, что процесс заваривания может выполняться лучше, если для второго режима подачи кипятка выбирается непрерывный режим.
Предпочтительно согласно аспекту изобретения возможности установки настроечной величины режима комбинируются; другими словами согласно этому аспекту изобретения установка настроечной величины режима включает в себя следующее:
- выбор импульсного режима для второго режима подачи кипятка, если давление на входе кипятка превышает заранее заданное или задаваемое пороговое значение давления, и/или если объемный поток кипятка, поданного на впуск кипятка, и/или объемный поток выходящей из выпуска камеры жидкости находится или находятся ниже заранее заданного или задаваемого порогового значения объемного потока; и
- выбор непрерывного режима для второго режима подачи кипятка, если давление на входе кипятка находится ниже заранее заданного или задаваемого порогового значения давления, и/или если объемный поток кипятка, поданного на впуск кипятка, и/или объемный поток выходящей из выпуска камеры жидкости превышает или превышают заранее заданное или задаваемое пороговое значение объемного потока.
Согласно этому аспекту предусмотрено, что во время второго режима подачи кипятка может осуществляться переключение между импульсным режимом и непрерывным режимом (безимпульсным режимом), а именно в зависимости от выявленного мгновенного качества параметра кипятка, то есть в зависимости от давления, которое входит в параметр кипятка, и/или от объемного потока, который входит в параметр кипятка.
Например, в этой связи может быть предусмотрено, что после перехода от первого промежутка времени подачи ко второму промежутку времени подачи сначала при определении параметра кипятка обнаруживается, что пороговое значение давления превышается, и/или что объемный поток находится ниже порогового значения объемного потока. Подача кипятка во время второго промежутка времени подачи осуществляется в этом случае сначала в импульсном режиме, например в импульсном режиме при неизменных дополнительных импульсных характеристиках или в импульсном режиме при изменяющихся во времени дополнительных импульсных характеристиках.
После чего во время второго промежутка времени подачи многократно выполняются шаги способа, в соответствии с которыми определяется параметр кипятка, и с использованием или в зависимости от параметра кипятка устанавливается настроечная величина режима для второго режима подачи кипятка.
Если теперь во время второго промежутка времени подачи при определении параметра кипятка обнаруживается, что давление находится ниже порогового значения давления, и/или что пороговое значение объемного потока превышается, то согласно описанному аспекту изобретения осуществляется переключение посредством соответствующей установки настроечной величины режима в непрерывный режим. Это может помочь сократить необходимое для приготовления кофе время.
Также возможно переключение по мере необходимости между непрерывным режимом и импульсным режимом. В частности возможно, что в том случае, если во время второго промежутка времени подачи выполняется непрерывный режим подачи, и при определении параметра кипятка обнаруживается, что пороговое значение давления (снова) превышается, и/или что объемный поток (снова) находится ниже порогового значения объемного потока, (снова) осуществляется обратное переключение в импульсный режим.
Кофейный автомат для выполнения соответствующего изобретению способа включает в себя в частности: заварочную камеру для приема продукта помола, в частности молотого кофе, причем заварочная камера имеет впуск кипятка и выпуск камеры; насос, предпочтительно насос с качающимся поршнем, для подачи кипятка на впуск кипятка заварочной камеры под давлением; устройство управления насосом для управления насосом; и, по меньшей мере, одно измерительное устройство, которое приспособлено для того, чтобы регистрировать значения измерений для давления кипятка, поданного на впуск кипятка, на впуске кипятка и/или значения измерений для объемного потока кипятка, поданного на впуск кипятка, и/или значения измерений для объемного потока выходящей из выпуска камеры жидкости и передавать зарегистрированные значения измерений на устройство управления насосом.
Далее устройство управления насосом выполнено для того, чтобы управлять насосом во время первого промежутка времени подачи и следующего за первым промежутком времени подачи второго промежутка времени подачи таким образом, что кипяток может подаваться насосом на впуск кипятка во время первого промежутка времени подачи согласно первому режиму подачи кипятка, а во время второго промежутка времени подачи согласно второму режиму подачи кипятка.
При этом насос может управляться устройством управления насосом таким образом, что насос в первом режиме подачи кипятка подает кипяток во время первого промежутка времени подачи непрерывно на впуск кипятка, а во втором режиме подачи кипятка подает кипяток во время второго промежутка времени подачи на выбор либо в непрерывном режиме, в котором кипяток подается на впуск кипятка непрерывно, либо в импульсном режиме, в котором кипяток подается на впуск кипятка импульсно.
Устройство управления насосом выполнено для того, чтобы управлять насосом во время второго промежутка времени подачи в зависимости от, по меньшей мере, одного зарегистрированного значения измерений измерительного устройства таким образом, что подача кипятка в зависимости от, по меньшей мере, одного зарегистрированного значения измерений происходит на выбор либо в непрерывном режиме, либо в импульсном режиме согласно одному из следующих случаев:
- в случае если, по меньшей мере, одним зарегистрированным значением измерений является значение измерений для давления кипятка, поданного на впуск кипятка, на впуске кипятка, то подача кипятка происходит в импульсном режиме, если значение измерений для давления больше, чем заранее заданное или задаваемое пороговое значение давления, и в непрерывном режиме, если значение измерений для давления меньше, чем заранее заданное или задаваемое пороговое значение давления;
- в случае если, по меньшей мере, одним зарегистрированным значением измерений является значение измерений для объемного потока кипятка, поданного на впуск кипятка, или значение измерений для объемного потока выходящей из выпуска камеры жидкости, то подача кипятка происходит в импульсном режиме, если значение измерений для объемного потока меньше, чем заранее заданное или задаваемое пороговое значение объемного потока, и в непрерывном режиме, если значение измерений для объемного потока больше, чем заранее заданное или задаваемое пороговое значение объемного потока.
Устройство управления насосом выполнено для того, чтобы выполнять первый режим подачи кипятка и второй режим подачи кипятка согласно соответствующему изобретению способу. Кроме того, устройство управления насосом выполнено для того, чтобы выводить параметр кипятка для установки настроечной величины режима для второго режима подачи кипятка из зарегистрированных значений измерений, по меньшей мере, одного измерительного устройства.
Устройство управления насосом выполнено для того, чтобы производить при выполнении первого и/или второго режима подачи кипятка соответствующее управление насосом, то есть вызывать посредством управления то, что насос работает в непрерывном режиме (для подачи кипятка в непрерывном режиме) или в импульсном режиме (для подачи кипятка в импульсном режиме) и/или переключается между указанными режимами работы согласно способу.
Предпочтительно предусмотрено, что кофейный автомат имеет регулируемое в отношении степени помола вручную или автоматически помольное устройство, причем предусмотрено устройство передачи степени помола, которое выполнено для того, чтобы передавать установленную степень помола на устройство управления насосом.
Дальнейшие подробности изобретения и в частности вариант осуществления соответствующего изобретению способа разъясняются в дальнейшем более подробно при помощи приложенного чертежа. На чертеже показаны:
фиг. 1 - схематичное изображение кофейного автомата для выполнения описанного здесь соответствующего изобретению способа с насосом кипятка, заварочным устройством, включающим в себя заварочную камеру, и устройством выдачи кофе;
фиг. 2 - импульсный сигнал для управления насосом кипятка с помощью импульсного сигнала согласно варианту осуществления способа;
фиг. 3 - импульсный сигнал для управления насосом кипятка с помощью импульсного сигнала и последующего непрерывного сигнала согласно дальнейшему варианту осуществления способа;
фиг. 4 - импульсный сигнал для управления насосом кипятка с помощью импульсного сигнала с прогрессивной характеристикой интервала между импульсами согласно дальнейшему варианту осуществления способа;
фиг. 5 - импульсный сигнал для управления насосом кипятка с помощью импульсного сигнала с дегрессивной характеристикой интервала между импульсами согласно дальнейшему варианту осуществления способа;
фиг. 6 - импульсный сигнал для управления насосом кипятка с помощью импульсного сигнала с прогрессивно-дегрессивной характеристикой интервала между импульсами согласно дальнейшему варианту осуществления способа;
фиг. 7 - импульсный сигнал для управления насосом кипятка с помощью импульсного сигнала с дегрессивной характеристикой продолжительности включения импульса согласно дальнейшему варианту осуществления способа;
фиг. 8 - импульсный сигнал для управления насосом кипятка с помощью импульсного сигнала с прогрессивной характеристикой продолжительности включения импульса согласно дальнейшему варианту осуществления способа;
фиг. 9 - импульсный сигнал для управления насосом кипятка с помощью импульсного сигнала с непостоянной характеристикой продолжительности включения импульса и интервала между импульсами, а также с помощью последующего непрерывного сигнала согласно дальнейшему варианту осуществления способа;
фиг. 10 - схематичное изображение давления и потока в зависимости от степени помола у кофейного автомата для выполнения способа;
фиг. 11 - схематичное изображение давления и потока в течение времени при грубой степени помола и неизменной мощности насоса;
фиг. 12 - схематичное изображение давления и потока в течение времени при тонкой степени помола и неизменной мощности насоса;
фиг. 13 - схематичное изображение давления и потока в течение времени при очень тонкой степени помола и временной эксплуатации насоса в импульсном режиме;
фиг. 14 - схематичное изображение давления и потока в течение времени при грубой степени помола и эксплуатации насоса в импульсном режиме с короткой продолжительностью импульса;
фиг. 15 - схематичное изображение давления и потока в течение времени при тонкой степени помола и эксплуатации насоса в импульсном режиме с короткой продолжительностью импульса;
фиг. 16 - схематичное изображение давления и потока в течение времени при грубой степени помола и эксплуатации насоса в импульсном режиме с большой продолжительностью импульса;
фиг. 17 - схематичное изображение давления и потока в течение времени при тонкой степени помола и эксплуатации насоса в импульсном режиме с большой продолжительностью импульса;
фиг. 18 - схематичный вид в перспективе регулируемого автоматически помольного устройства для использования при кофейном автомате в сочетании данным изобретением; и
фиг. 19 - схематичный вид в перспективе фрагмента регулируемого вручную помольного устройства для использования при кофейном автомате в сочетании данным изобретением.
Фиг. 1 показывает схематичное изображение кофейного автомата 10 для выполнения описанного здесь, соответствующего изобретению способа. Кофейный автомат 10 имеет водяной резервуар 20, выходное отверстие которого соединено с линией 21 свежей воды, которая оканчивается входным отверстием насоса 23 кипятка. Насос 23 кипятка выполнен для того, чтобы по дальнейшей линии подавать поданную им воду из водяного резервуара 20 сначала в нагреватель 24 кипятка, который нагревает воду до необходимой температуры заваривания. Температура заваривания выбирается соответствующим образом и может регулироваться автоматически. Выходное отверстие нагревателя 24 кипятка соединено через линию 31 подачи кипятка, последующий обратный клапан 32 и ходовой клапан 33 с впуском 35 кипятка заварочной камеры 36. Заварочная камера 36 является составной частью заварочного устройства 30 для приготовления кофейного напитка и во время процесса заваривания заполнена продуктом помола (молотым кофе).
Кипяток, проведенный через впуск 35 кипятка в заварочную камеру 36, должен просачиваться сквозь продукт помола, прежде чем он выйдет из выпуска 37 заварочной камеры 36. При этом он насыщается необходимым образом кофейными ароматами и по линии 40 выдачи кофе подается в устройство 45 выдачи кофе, из чьего выпускного отверстия 47, в конечном счете, выдается кофейный напиток.
Для реализации соответствующего изобретению способа предусмотрен блок 50 управления, который имеет устройство 50-1 управления насосом. Устройство 50-1 управления насосом соединено через соединение LS управляющего сигнала с насосом 23 кипятка, и устройство 50-1 управления насосом может управлять насосом 23 кипятка через соединение LS управляющего сигнала. Управление включает в себя для реализации соответствующего изобретению способа, по меньшей мере, одну эксплуатацию в импульсном режиме, то есть включение и выключение насоса 23 кипятка с промежутками времени.
Предусмотрено устройство 51 измерения давления, которое непрерывно регистрирует давление P воды, которое преобладает в системе трубопроводов линии 31 подачи кипятка и тем самым на впуске 35 кипятка заварочной камеры 36. Оно непрерывно передает это значение измерений через первое соединение L1 значений измерений на устройство 50-1 управления насосом. Следует отметить, что регистрация давления P и/или передача значения измерений может также осуществляться дискретно во времени с подходящими интервалами измерений.
В изображенном варианте между водяным резервуаром 20 и насосом 23 кипятка предусмотрено помимо этого устройство 52 измерения потока, которое непрерывно регистрирует расход Q (объемный поток) проходящего кипятка и это значение измерений непрерывно передает через второе соединение L2 значений измерений на устройство 50-1 управления насосом. Следует отметить, что регистрация расхода Q и/или передача значения измерений может также осуществляться дискретно во времени с подходящими интервалами измерений.
В других вариантах может быть также предусмотрено только одно из указанных измерительных устройств 51, 52. В дальнейших вариантах может быть предусмотрено, что устройство 52 измерения потока предусмотрено на другом месте, например на выпуске 37 заварочной камеры или на ветви выдачи приготовляемого кофейного напитка.
Заварочное устройство 30 приспособлено в данном примере для того, чтобы заваривать продукт помола в заварочной камере 36 находящимся под давлением кипятком, для того чтобы делать возможным например приготовление кофейного напитка в виде эспрессо. С этой целью заварочное устройство 30 снабжено клапаном 38 кофейной пенки, который контролирует выход находящейся в заварочной камере 36 жидкости из выпуска 37 заварочной камеры 36, так что жидкость может поступать из заварочной камеры 36 через выпуск 37 камеры и клапан 38 кофейной пенки на линию 40 выдачи кофе и попадать на отверстие 47 выдачи кофе лишь в том случае, если давление жидкости на выпуске 37 камеры достигает или превышает заданное граничное значение. Это граничное значение может находиться, например, в диапазоне 3-9 бар, для того чтобы делать возможным например приготовление кофейного напитка в виде эспрессо. Для достижения того, что продукт помола в заварочной камере может завариваться кипятком под давлением в диапазоне 3-9 бар, насос 23 кипятка рассчитан в данном примере для того, чтобы подавать кипяток на линию 31 подачи кипятка с давлением, например в 15 бар.
Кофейный автомат 10 оснащен помимо этого согласно варианту на фиг. 1 регулируемым автоматически помольным устройством 60, которое изображено в перспективе на фиг. 18. Регулируемое автоматически помольное устройство 60 имеет серводвигатель 61, который выполнен для того, чтобы через установочную передачу 62 автоматически устанавливать степень помола. При этом степень помола между разными процессами размола, возможно, автоматически адаптировать к фактически имеющимся условиям, например к степени обжарки кофейных зерен или к их влажности. Однако также возможно перенастраивать степень помола в соответствии с выбранной (задаваемой) установкой. Выбранная установка может относиться к указанию самой степени помола; однако может также выбираться установка, которая опосредованно сказывается на устанавливаемой степени помола, как например тип выдаваемого кофейного напитка.
В других вариантах кофейный автомат 10 может быть альтернативно оснащен регулируемым вручную помольным устройством 70, которое показано на фиг. 19. Оно имеет регулировочное устройство 71, которое может регулироваться обслуживающим персоналом и механически соединено с установочной передачей 72, для того чтобы устанавливать степень помола.
Однако регулируемое помольное устройство 60, 70 не является необходимым, для того чтобы была возможность целесообразно выполнять соответствующий изобретению способ; так может быть также предусмотрено применять соответствующий изобретению способ при кофейных автоматах, которые вручную заполняются молотым кофе, который может иметь различные степени помола. Кроме того, также в том случае, если помольное устройство выполнено без возможности регулировки, может доходить до колебаний степени помола, например в том случае, если размалываемые кофейные зерна имеют различные степени увлажнения или тому подобное.
Выполнение соответствующего изобретению способа запускается в начале процесса заваривания, как правило, после того, как заварочная камера 36 была заполнена свежим молотым кофе (продуктом помола). Эти и дальнейшие действия, которые не связаны непосредственно с соответствующим изобретению способом, как например автоматический процесс размалывания, заполнение заварочной камеры 36 молотым кофе, измерение общего объема кофе во время процесса заваривания для соответствующего завершения процесса, выброс отработанной "кофейной таблетки" и тому подобное, могут совершаться, например блоком 50 управления.
Теперь для выполнения соответствующего изобретению способа устройство 50-1 управления насосом управляет сначала насосом 23 кипятка во время первого промежутка времени подачи таким образом, что кипяток подается согласно первому режиму подачи кипятка непрерывно на впуск 35 кипятка. Первый промежуток времени подачи, как правило, относительно короток, например короче трех секунд или короче пяти секунд, и служит для того, чтобы делать возможным определение параметра кипятка в последующем втором промежутке времени подачи. Это определение происходит, как правило, при помощи устройства 51 измерения давления и/или при помощи устройства 52 измерения потока.
Во втором промежутке времени подачи в цикличной обработке непрерывно определяется параметр кипятка, устанавливается настроечная величина режима для второго режима подачи кипятка, и кипяток подается на впуск 35 кипятка согласно второму режиму подачи кипятка. Настроечная величина режима устанавливается в изображенном варианте устройством 50-1 управления насосом, а именно на основе параметра кипятка, который оно выводит из значений измерений устройства 51 измерения давления и/или устройства 52 измерения потока. Настроечная величина режима определяет, по меньшей мере, один непрерывный режим для второго режима подачи кипятка, а также импульсный режим для второго режима подачи кипятка; непрерывный режим и/или импульсный режим выполняется или выполняются посредством соответствующего управления (непрерывного управления или импульсного управления) насосом 23 кипятка с помощью устройства 50-1 управления насосом.
В соответствии с этим устройство 50-1 управления насосом выполнено для того, чтобы управлять насосом 23 при помощи импульсного сигнала, который содержит несколько последовательных импульсов, причем насос 23 посредством управления одним из импульсов включается и в интервале между двумя следующими друг за другом импульсами в каждом случае выключается, для того чтобы делать возможным подачу кипятка в импульсном режиме.
В описанных ниже вариантах соответствующего изобретению способа в каждом случае описывается только последовательность во время второго промежутка времени подачи.
Фиг. 2 показывает временную характеристику (импульсного) сигнала S1, то есть сигнал S1 как функцию времени t. Сигнал S1 создается устройством 50-1 управления насосом и через соединение LS управляющего сигнала подается на насос 23 кипятка. Когда сигнал S1 находится на высоком уровне сигнала (этот уровень безразмерно обозначен на вертикальной оси цифрой "1"), насос 23 кипятка включен. Соответственно тогда, когда сигнал S1 находится на низком уровне сигнала (этот уровень безразмерно обозначен на вертикальной оси цифрой "0"), насос 23 кипятка выключен. В показанном на фиг. 2 примере длительность отдельного промежутка времени включения (продолжительность включения импульса) примерно равна длительности отдельного промежутка времени выключения (интервала между импульсами). Длительность одного отдельного импульса (его продолжительность включения) составляет в примере согласно фиг. 2 приблизительно 0,1 секунды.
Для показанной на фиг. 2 временной характеристики S1 сигнала был определен при выполнении соответствующего изобретению способа параметр кипятка, который указывает на то, что посредством соответствующего импульсного управления насосом 23 кипятка мог бы осуществляться предпочтительная характеристика процесса заваривания. Например, было обнаружено, что определенное устройством 51 измерения давления значение измерений для давления P находилось выше порогового значения, или альтернативно или дополнительно было обнаружено, что значение измерений объемного потока от устройства 52 измерения потока находилось ниже порогового значения. И то и другое может указывать на то, что степень помола продукта помола внутри заварочной камеры 36 настолько тонка, что прохождение кипятка затруднено. Благодаря импульсной характеристики процесса, возможно, облегчать такое прохождение.
Фиг. 3 показывает характеристику сигнала S2, которая согласно дальнейшей альтернативе может служить для управления насосом 23 кипятка. По существу для сигнала S2 справедливо описанное в связи с сигналом S1. Однако в отличие от него у сигнала S2 согласно фиг. 3 предусмотрено, что в момент t1 времени, по истечении промежутка времени в импульсном режиме, определяется параметр кипятка, который указывает на то, что посредством непрерывного режима насоса 23 кипятка мог бы осуществляться предпочтительная характеристика процесса заваривания. Например, было обнаружено, что определенное устройством 51 измерения давления значение измерений для давления P снова упало ниже порогового значения, или альтернативно или дополнительно было обнаружено, что значение измерений объемного потока от устройства 52 измерения потока выросло выше порогового значения. И то и другое может указывать на то, что благодаря предшествующему импульсному режиму прохождение кипятка через продукт помола в заварочной камере теперь может также осуществляться снова посредством непрерывной подачи кипятка. Непрерывный режим насоса 23 кипятка с момента t1 времени обозначен пунктирной линией сигнала S2, начиная с этого момента времени.
Фиг. 4 показывает аналогично фиг. 2 и 3 характеристику S3 сигнала. Продолжительность включения импульса неизменна на протяжении характеристики S3 сигнала; однако интервал между импульсами удлиняется после нескольких импульсов (в показанном примере: после трех импульсов). Это соответствует прогрессивной временной характеристики интервала между импульсами. Такая характеристика сигнала может способствовать предпочтительному прохождению кипятка через заварочную камеру 36 во время второго промежутка времени подачи.
Фиг. 5 показывает аналогично фиг. с 2 по 4 S4 сигнала. Продолжительность включения импульса снова неизменна на протяжении характеристики S4 сигнала; однако интервал между импульсами укорачивается с течением времени. Это соответствует дегрессивной временной характеристики интервала между импульсами. Такая характеристика сигнала может способствовать предпочтительному прохождению кипятка через заварочную камеру 36 во время второго промежутка времени подачи.
Фиг. 6 показывает аналогично фиг. с 2 по 5 характеристику S5 сигнала. Продолжительность включения импульса снова неизменна на протяжении характеристики S5 сигнала; однако интервал между импульсами следует прогрессивно-дегрессивной временной характеристики. Такая характеристика сигнала может способствовать предпочтительному прохождению кипятка через заварочную камеру 36 во время второго промежутка времени подачи.
Фиг. 7 показывает аналогично фиг. с 2 по 6 характеристику S6 сигнала. Интервал между импульсами неизменен на протяжении характеристики S6 сигнала. Однако продолжительность включения импульса укорачивается на протяжении характеристики S6 сигнала, что соответствует дегрессивной временной характеристике продолжительности включения импульса. Такой характеристика сигнала может способствовать предпочтительному прохождению кипятка через заварочную камеру 36 во время второго промежутка времени подачи.
Фиг. 8 показывает аналогично фиг. с 2 по 7 характеристику S7 сигнала. Интервал между импульсами неизменен на протяжении характеристики S7 сигнала. Однако продолжительность включения импульса удлиняется на протяжении характеристики S7 сигнала, что соответствует прогрессивной временной характеристике продолжительности включения импульса. Такая характеристика сигнала может способствовать предпочтительному прохождению кипятка через заварочную камеру 36 во время второго промежутка времени подачи.
Фиг. 9 показывает аналогично фиг. с 2 по 8 характеристику S8 сигнала. У характеристики S8 сигнала изменяется с течением времени как продолжительность включения импульса, так и интервал между импульсами (многократно меняющийся импульсный режим). Кроме того, аналогично характеристике S2 сигнала, который показан на фиг. 3, справедливо то, что в момент t1 времени, по истечении промежутка времени в описанном выше, многократно меняющемся импульсном режиме, определяется параметр кипятка, который указывает на то, что посредством непрерывного режима насоса 23 кипятка мог бы осуществляться предпочтительная характеристика процесса заваривания. Поэтому с момента t1 времени осуществляется у характеристики S8 сигнала непрерывный режим насоса 23 кипятка, что обозначено пунктирной линией на фиг. 9. Такая характеристика сигнала может способствовать предпочтительному прохождению кипятка через заварочную камеру 36 во время второго промежутка времени подачи.
По причинам наглядности и для лучшей сопоставимости схематичные диаграммы на фиг. с 10 по 17 показаны как диаграммы с двойными вертикальными осями, и на диаграммах в каждом случае изображено как давление P или временная характеристика давления P, так и расход (объемный поток) Q или временная характеристика расхода Q. Кривые, которые показывают давление или характеристика давления, изображены сплошными линиями и обозначены ссылочными позициями P или с P1 по P7. Соответственно кривые, которые показывают расход или характеристика расхода, изображены пунктирными линиями и обозначены ссылочными позициями Q или с Q1 по Q7. Несмотря на то, что масштабы для осей давления (P) и для осей расхода (Q) не указаны, относительные изображения характеристик давления или характеристик расхода могут сопоставляться между отдельными диаграммами.
Фиг. 10 показывает схематичное изображение давления P и расхода Q в зависимости от степени помола, если мощность насоса в течение всего процесса заваривания постоянна. Соответствующий изобретению способ не применяется таким образом при характеристике кривых согласно фиг. 10. Кривые проходят слева направо от тонкой степени помола к грубой степени помола. Как можно увидеть, давление P при тонкой степени помола и постоянной мощности насоса высоко, для того чтобы уменьшаться в сторону более грубой степени помола. Кривая расхода противоположна: при тонкой степени помола расход незначителен, для того чтобы увеличиваться в сторону более грубой степени помола.
Фиг. 11 показывает теперь схематичное изображение давления P и расхода Q в течение времени при грубой степени помола и неизменной в течение всего процесса заваривания мощности насоса, то есть без того чтобы использовался соответствующий изобретению способ. Временная характеристика давления обозначена в данном примере ссылочной позицией P1, а временная характеристика расхода ссылочной позицией Q1. Давление P1 увеличивается с течением времени, пока не будет превышено определенное значение, затем незначительно опускается и в течение дальнейшей временной характеристики процесса заваривания по существу постоянно. Расход Q1 также сначала увеличивается, для того чтобы также быть по существу постоянным. Для показанной более грубой степени помола продукта помола эти кривые показывают желательную характеристику.
Аналогично фиг. 11 фиг. 12 показывает схематичное изображение давления P и расхода Q в течение времени при тонкой степени помола и неизменной в течение всего процесса заваривания мощности насоса, то есть снова без того чтобы использовался соответствующий изобретению способ. Временная характеристика давления обозначена в данном примере ссылочной позицией P2, а временная характеристика расхода ссылочной позицией Q2. При тонкой степени помола использованный молотый кофе может уплотняться в заварочной камере 36 по существу сильнее, так что прохождение кипятка затруднено: давление P2 увеличивается с течением времени по существу сильнее, чем в случае с фиг. 11; расход Q2 остается соответственно низким.
Фиг. 13 показывает теперь схематичное изображение давления P и расхода Q в течение времени при очень тонкой степени помола и временной эксплуатации насоса в импульсном режиме согласно соответствующему изобретению способу. Степень помола здесь еще тоньше, чем при показанных на фиг. 12 кривых. Было обнаружено, что при настолько тонкой степени помола, которая используется для процесса заваривания согласно показанным на фиг. 13 сигналам, давление поданного кипятка должно было бы быть чрезмерно высоким, прежде чем могло бы вообще дойти до прохождения кипятка через заварочную камеру 36. Если при настолько тонкой степени помола продукта помола насос 23 управляется таким образом, что он подает кипяток под имеющимся, как правило, в распоряжении давлением на впуск 35 заварочной камеры непрерывно, то объемный расход кипятка, который при определенных условиях может протекать сквозь продукт помола в заварочной камере, был бы неприемлемо низким, причем существует даже опасность того, что заварочная камера 36 засорится.
На фиг. 13 Qmin и Qmax обозначают теперь нижнее пороговое значение и соответственно верхнее пороговое значение для расхода Q; соответственно Pmin и Pmax обозначают нижнее пороговое значение и соответственно верхнее пороговое значение для давления P. Временная характеристика давления обозначена в данном примере ссылочной позицией P3, а временная характеристика расхода ссылочной позицией Q3.
С начала процесса заваривания до момента времени, который обозначен на фиг. 13 как t1, насос 23 кипятка эксплуатируется непрерывно. Это соответствует первому промежутку времени подачи, продолжительность которого показана на фиг. 13 обозначенной ссылочной позицией ΔT1 двунаправленной стрелкой, причем оба конца двунаправленной стрелки обозначают начало и конец первого промежутка ΔT1 времени подачи. Затем устройство 51 измерения давления передает на устройство 50-1 управления насосом значение измерений, которое находится выше верхнего порогового значения Pmax для давления. Одновременно устройство 52 измерения потока передает на устройство 50-1 управления насосом значение измерений, которое находится ниже нижнего порогового значения Qmin для расхода.
Из этого устройство 50-1 управления насосом, которое с момента t1 времени находится во втором промежутке времени подачи, выводит параметр кипятка, который указывает на то, что эксплуатация в импульсном режиме предпочтительна. На фиг. 13 продолжительность второго промежутка времени подачи показана обозначенной ссылочной позицией ΔT2 двунаправленной стрелкой, причем оба конца двунаправленной стрелки обозначают начало и конец второго промежутка ΔT2 времени подачи. Устройство 50-1 управления насосом устанавливает, исходя из этого, настроечную величину режима таким образом, что подача кипятка осуществляется в импульсном режиме, который здесь соответствует второму режиму подачи кипятка способа.
Импульсную подачу можно распознать посредством колебаний характеристики P3 давления и характеристики Q3 расхода на фиг. 13. Исходят из того, что благодаря эксплуатации в импульсном режиме на продукт помола оказываются определенные ударные нагрузки, которые постепенно разрыхляют продукт помола и облегчают прохождение кипятка. Тем временем подача кипятка в импульсном режиме продолжается, и непрерывно переоценивается параметр кипятка на основе данных измерений от измерительных устройств 51 и 52.
Как видно, импульсная подача кипятка в промежуток t1 < t < t2 времени вызывает то, что объемный поток Q3 поданного в заварочную камеру кипятка постоянно со временем относительно сильно увеличивается в этом промежутке времени (усреднено по времени). Соответственно давление P3 на впуске 35 заварочной камеры постоянно со временем относительно сильно уменьшается в промежутке t1 < t < t2 времени (усреднено по времени). Таким образом, импульсная подача кипятка сокращает опасность засорения заварочной камеры 36 (которая, как было упомянуто, присутствует в том случае, если насос 23 управляется таким образом, что он подает кипяток непрерывно).
Достаточно разрыхленное состояние обнаруживается во время второго промежутка ΔT2 времени подачи в момент t2 времени вследствие того, что сигнал Q3 измерений превышает верхнее пороговое значение Qmax для расхода, и сигнал P3 измерений находится ниже нижнего порогового значения Pmin для давления.
Устройство 50-1 управления насосом устанавливает, исходя из этого, настроечную величину режима таким образом, что с момента t2 времени подача кипятка осуществляется в непрерывном режиме. Вследствие этого дальнейшее получение кофе может ускоряться.
Фиг. 14 показывает схематичное изображение давления P и расхода Q в течение времени при грубой степени помола и эксплуатации насоса в импульсном режиме с короткой продолжительностью импульса. Временная характеристика давления обозначена в данном примере ссылочной позицией P4, а временная характеристика расхода ссылочной позицией Q4. В изображенном случае с фиг. 14 и 15 применяются однообразные импульсы, у которых продолжительность включения импульса и интервал между импульсами равны по длине. Продолжительность включения импульса и интервал между импульсами при короткой продолжительности импульса составляют в каждом случае приблизительно от 0,1 до 0,2 секунды. Аналогично фиг. 14 фиг. 15 показывает схематичное изображение давления P5 и расхода Q5 в течение времени при тонкой степени помола и эксплуатации насоса в импульсном режиме с короткой продолжительностью импульса. Видно, что, несмотря на тонкую степень помола, имеет место расход Q5, если подача кипятка во втором промежутке времени подачи осуществляется с короткими импульсами.
Фиг. 16 показывает аналогично фиг. 14 и 15 схематичное изображение давления P и расхода Q в течение времени при грубой степени помола и эксплуатации насоса в импульсном режиме с большой продолжительностью импульса. Временная характеристика давления обозначена в данном примере ссылочной позицией P6, а временная характеристика расхода ссылочной позицией Q6. В изображенном случае с фиг. 16 и 17 применяются однообразные импульсы, у которых продолжительность включения импульса и интервал между импульсами равны по длине. При большой продолжительности импульса продолжительность включения импульса и интервал между импульсами составляют в каждом случае приблизительно до 2 секунд. Видно, что хотя здесь давление P6 в интервалах между импульсами и падет сильнее, чем при коротких импульсах согласно фиг. 14, тем не менее достаточный расход Q6 имеет место также при длинных импульсах. Наконец, фиг. 17 показывает аналогично фиг. 16 схематичное изображение давления P и расхода Q в течение времени при тонкой степени помола и эксплуатации насоса в импульсном режиме с большой продолжительностью импульса. Временная характеристика давления обозначена в данном примере ссылочной позицией P7, а временная характеристика расхода ссылочной позицией Q7. Колебания давления снова сильны; тем не менее также здесь возникает стабильный поток Q7 с течением времени. Следовательно, в отношении подачи кипятка в импульсном режиме является предпочтительным, если устройство 50-1 управления насосом управляет насосом 23 во втором промежутке ΔT2 времени подачи при помощи импульсного сигнала, у которого соответствующие интервалы между двумя последовательными импульсами имеют продолжительность в диапазоне от 0,05 до 2 секунд. При таких условиях импульсная подача кипятка в случае продукта помола с очень тонкой степенью помола вызывает с одной стороны повышенный поток кипятка через заварочную камеру во время заваривания и противодействует таким образом засорению заварочной каперы 36 (как было упомянуто в связи с фиг. 13). С другой стороны при интервалах между импульсами с продолжительностью менее 2 секунд, возможно, заваривать продукт помола, несмотря на колебания давления кипятка, которые возникают при импульсной подаче кипятка (фиг. 14-17), при относительно большом "усредненном" давлении (в соответствии с усредненным по времени значением измерений давления кипятка в заварочной камере 36). Последнее является в частности важным в отношении приготовления напитков, которые требуют заваривание продукта помола под относительно большим давлением (например, в случае эспрессо).