Машины для приготовления горячих напитков с возможностью удаления накипи
DESCALING HOT-BEVERAGE PRODUCING MACHINES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к усовершенствованиям для машин для приготовления горячих напитков и устройств для таких машин. Более конкретно, изобретение относится к усовершенствованиям для устройств и способов удаления накипи в гидравлическом контуре машин для приготовления горячих напитков.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Машины для приготовления горячих напитков, такие как эспрессо- или кофемашины, относятся к широко используемым бытовым приборам. Эти машины содержат водяной бак и гидравлический контур, образованный насосом и водонагревателем или бойлером. Вода, нагнетаемая из бака, протекает через нагреватель и нагревается до температуры, необходимой для приготовления горячего напитка, например около 90°C. Из горячей воды выделяется накипь, которая образует отложение в водяном контуре и особенно в горячей секции контура, такой как водонагреватель, и каналах и трубках, расположенные ниже по потоку от него. Во время использования накипь образуется на нагревательных элементах нагревателя и/или водных трубках и уменьшает эффективность нагревателя. Внутренние напряжения и тепловые напряжения могут вызвать разрушение накипи и образование частиц накипи, которые могут засорять гидравлический контур.
Таким образом, необходимо периодическое удаление накипи в гидравлическом контуре для того, чтобы предотвратить или ограничить неправильную работу этих машин. Циклы по удалению накипи обычно выполняют вручную путем заполнения водяного бака машины для приготовления горячих напитков разведенными химическими реагентами для удаления накипи. После заполнения водяного бака разведенными в воде химическими реагентами для удаления накипи начинается цикл по удалению накипи. Во время цикла по удалению накипи насос гидравлического контура нагнетает разведенные в воде химические реагенты для удаления накипи из водяного бака и осуществляет их циркуляцию через гидравлический контур. После протекания через гидравлический контур, разведенные в воде химические реагенты для удаления накипи и растворенные остатки удаленной накипи выводятся через раздаточные сопла для напитков, которыми оснащена машина.
После окончания цикла по удалению накипи водяной бак необходимо заполнить свежей водой. Свежая вода нагнетается через гидравлический контур для промывки контура и удаления из него каких-либо остатков химических реагентов для удаления накипи. Цикл промывки может быть выполнен один раз или дважды, каждый раз с повторным заполнением водяного бака. Промывка гидравлического контура является необходимой, поскольку химические реагенты для удаления накипи являются несъедобными и могут быть опасными для здоровья человека.
Цикл по удалению накипи и последующий цикл промывки требуют присутствия оператора и продолжаются достаточно долгое время.
Также существуют машины для горячих напитков, в которых емкость с химическими реагентами для удаления накипи напрямую соединена с гидравлическим контуром машины. Выполнены подходящим образом управляемые клапаны для обеспечения выборочного протекания воды из водяной емкости через емкость для удаления накипи или через блок заваривания с обходом емкости с химическими реагентами для удаления накипи. Во время нормальной работы воду нагнетают насосом гидравлического контура из водяной емкости напрямую в водонагреватель и оттуда по направлению к блоку заваривания. Это выполняют с обходом емкости с химическими реагентами для удаления накипи. Если необходимо удаление накипи в гидравлическом контуре, путь воды изменяют путем переключения подходящим образом расположенных клапанов таким образом, что вода нагнетается насосом из водяной емкости через емкость с химическими реагентами для удаления накипи. Химические реагенты для удаления накипи, содержащиеся в емкости, растворяют в воде, и раствор для удаления накипи циркулирует в гидравлическом контуре. После протекания необходимого количества раствора для удаления накипи через гидравлический контур клапаны снова переключают, чтобы обойти емкость с химическими реагентами для удаления накипи, и нагнетают свежую воду из водяной емкости напрямую в водонагреватель и через него.
Машины, работающие согласно этому принципу, раскрыты в DE102011054601 и EP2591707. Кроме того, источник EP2671480, который соответствует положениям статьи 54(3) Европейской патентной конвенции, также раскрывает аналогичные способ и устройство.
Эти известные устройства и способы требуют особенной конструкции гидравлического контура с переключающими клапанами и устройствами управления для управления клапанами, что повышает стоимость и сложность машины для напитков.
В WO2009/124786 раскрыто еще одно устройство для удаления накипи в гидравлическом контуре в машине для приготовления напитков. Машина содержит водяную емкость, насос, водонагреватель и блок заваривания. Резервуар с агентом для удаления накипи расположен на одной линии между водяной ёмкостью и насосом. Когда необходимо удаление накипи, оператор вводит водорастворимый агент для удаления накипи в резервуар и начинает цикл по удалению накипи. Вода протекает из водяной емкости через резервуар с агентом для удаления накипи и растворяет агент для удаления накипи. Раствор для удаления накипи циркулирует в гидравлическом контуре. Это известное устройство не очень удобно для пользователя и требуют сложной структуры водяной емкости и резервуара с агентом для удаления накипи.
Таким образом, существует необходимость в улучшенном процессе удаления накипи, который сделает удаление накипи простым и быстрым.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно одному аспекту изобретение относится к cпособу удаления накипи в гидравлическом контуре машины для приготовления горячих напитков, такой как кофе- или эспрессо-машина, согласно пункту 1 формулы изобретения.
Способ включает следующие этапы, на которых:
- обеспечивают устройство для удаления накипи, содержащее резервуар с химическими реагентами для удаления накипи для размещения в нем жидких химических реагентов для удаления накипи и имеющее впускное отверстие для воды и выпускное отверстие;
- обеспечивают водяной бак для размещения в нем воды, оснащенный соединительным элементом нижней части, образующим выпускной проход для выпуска воды из водяного бака в гидравлический контур;
- размещают устройство для удаления накипи внутри водяного бака и соединяют устройство для удаления накипи с соединительным элементом нижней части водяного бака;
- либо до, либо после соединения устройства для удаления накипи с соединительным элементом нижней части водяного бака, соединяют водяной бак с гидравлическим контуром с установлением, таким образом, проточного соединения между резервуаром с химическими реагентами для удаления накипи и гидравлическим контуром;
- обеспечивают воду в водяном баке;
- отсасывают жидкие химические реагенты для удаления накипи из резервуара с химическими реагентами для удаления накипи через его выпускное отверстие с обеспечением, таким образом, циркуляции жидких химических реагентов для удаления накипи через гидравлический контур при уменьшении давления в резервуаре с химическими реагентами для удаления накипи;
- последовательно отсасывают воду из водяного бака через проток, соединяющий водяной бак с резервуаром с химическими реагентами для удаления накипи, и через резервуар с химическими реагентами для удаления накипи с обеспечением, таким образом, циркуляции воды через гидравлический контур.
При помощи способа согласно настоящему изобретению процесс удаления накипи становится проще, чем в машинах, известных из уровня техники, поскольку стадии удаления накипи и последующего ополаскивания гидравлического контура выполняют последовательно и без необходимости вмешательства пользователя. В сущности, после протекания по меньшей мере части или всех химических реагентов для удаления накипи в гидравлический контур, последующее отсасывание, выполняемое при помощи насоса гидравлического контура, заставляет чистую воду протекать от устройства для удаления накипи через гидравлический контур машины для приготовления горячих напитков. Таким образом, все, что необходимо сделать оператору для выполнения цикла по удалению накипи, это соединить устройство для удаления накипи с машиной и расположить достаточно большую емкость под раздаточными соплами для напитка, откуда будут выпущены сначала отработанные химические реагенты для удаления накипи и затем вода для ополаскивания.
Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения предложен способ удаления накипи в гидравлическом контуре машины для приготовления горячих напитков, при этом гидравлический контур содержит по меньшей мере насос и водонагреватель. Способ включает этапы, на которых:
- обеспечивают устройство для удаления накипи, содержащее резервуар с химическими реагентами для удаления накипи для размещения в нем жидких химических реагентов для удаления накипи и имеющее впускное отверстие для воды, выпускное отверстие, верхнюю часть и нижнюю часть, при этом выпускное отверстие расположено в нижней части или возле нее, и впускное отверстие для воды расположено между верхней частью и нижней частью, и в котором проточный канал для воды проходит от впускного отверстия для воды по направлению к верхней части резервуара с химическими реагентами для удаления накипи;
- обеспечивают водяной бак для размещения в нем воды;
- устанавливают проточного соединения между резервуаром с химическими реагентами для удаления накипи и гидравлическим контуром;
- отсасывают жидкие химические реагенты для удаления накипи из резервуара с химическими реагентами для удаления накипи через выпускное отверстие с обеспечением, таким образом, циркуляции жидких химических реагентов для удаления накипи через гидравлический контур при уменьшении давления в резервуаре с химическими реагентами для удаления накипи, при этом отсасывание химических реагентов для удаления накипи через выпускное отверстие таким образом вызывает падение давления в резервуаре с химическими реагентами для удаления накипи и последующее отсасывание воды через впускное отверстие для воды, проточный канал для воды и резервуар с химическими реагентами для удаления накипи;
- последовательно отсасывают воду из водяного бака через впускное отверстие для воды, проточный канал для воды и резервуар с химическими реагентами для удаления накипи с обеспечением, таким образом, циркуляции воды через гидравлический контур.
В противоположность способам уровня техники, последовательность из загрузки химических реагентов для удаления накипи в водяной бак, удаления накипи в контуре, удаления водяного бака, промывки и ополаскивания водяного бака, заполнения водяного бака свежей водой, повторного соединения водяного бака с машиной для приготовления горячих напитков и ополаскивания гидравлического контура водой становится необязательными. Поскольку вмешательство пользователя во время процесса удаления накипи/ополаскивания более не обязательно, весь процесс может быть осуществлен без присутствия пользователя, например, ночью.
Согласно дополнительному аспекту изобретение относится к устройству для удаления накипи в гидравлическом контуре машины для приготовления горячих напитков согласно пункту 2 формулы изобретения.
Устройство для удаления накипи содержит:
- резервуар с химическими реагентами для удаления накипи, содержащий:
верхнюю часть;
нижнюю часть, выполненную с возможностью соединения соединительного элемента нижней части водяного бака;
выпускное отверстие, расположенное в нижней части или возле нее и имеющее выполненный с возможностью открывания закрывающий элемент для установления проточного соединения резервуара с химическими реагентами для удаления накипи с гидравлическим контуром машины для приготовления горячих напитков;
- впускное отверстие для воды;
- проточный канал для воды для проточного сообщения между впускным отверстием для воды и резервуаром с химическими реагентами для удаления накипи;
причем впускное отверстие для воды и выпускное отверстие могут быть связаны по текучей среде таким образом, что вода может быть отсосана через впускное отверстие для воды с обеспечением протекания через резервуар с химическими реагентами для удаления накипи и выпуска через выпускное отверстие.
Впускное отверстие для воды может быть расположено между верхней частью и нижней частью резервуара с химическими реагентами для удаления накипи, предпочтительно возле его нижней части или в ней. Проточный канал для воды может проходить от впускного отверстия по направлению к верхней части резервуара с химическими реагентами для удаления накипи. Впускное отверстие для воды и выпускное отверстие устройства для удаления накипи связаны по текучей среде через проточный канал для воды и резервуар с химическими реагентами для удаления накипи таким образом, что вода может быть отсосана через впускное отверстие с обеспечением протекания через резервуар с химическими реагентами для удаления накипи и выпуска через выпускное отверстие после приведения в действие насоса гидравлического контура, выполненного в машине для приготовления горячих напитков.
После начала цикла по удалению накипи, насос в машине для приготовления горячих напитков сначала будет отсасывать жидкие химические реагенты для удаления накипи из резервуара с химическими реагентами для удаления накипи через гидравлический контур машины для приготовления горячих напитков. Из-за протекания химических реагентов для удаления накипи из резервуара с химическими реагентами для удаления накипи, в резервуаре с химическими реагентами для удаления накипи будет создано падение давления, достаточное для образования эффекта отсасывания между резервуаром с химическими реагентами для удаления накипи и впускным отверстием для воды. Эффект отсасывания будет заставлять уровень воды в проточном канале для воды подниматься до достижения отверстия возле верхней части резервуара с химическими реагентами для удаления накипи, откуда вода протекает в резервуар с химическими реагентами для удаления накипи и через него, а оттуда в гидравлический контур машины для приготовления горячих напитков. Таким образом вода промывает и ополаскивает резервуар с химическими реагентами для удаления накипи и гидравлический контур, вымывая оттуда химические остатки.
Согласно дополнительному аспекту изобретения предложено устройство для удаления накипи в гидравлическом контуре машины для приготовления горячих напитков, содержащее:
резервуар с химическими реагентами для удаления накипи, содержащий:
верхнюю часть;
нижнюю часть;
выпускное отверстие, имеющее выполненный с возможностью открывания закрывающий элемент для установления проточного соединения резервуара с химическими реагентами для удаления накипи с гидравлическим контуром машины для приготовления горячих напитков;
впускное отверстие для воды;
проточный канал для воды для проточного сообщения между впускным отверстием для воды и резервуаром с химическими реагентами для удаления накипи;
причем выпускное отверстие расположено в нижней части или возле нее, и впускное отверстие для воды расположено между верхней частью и нижней частью;
проточный канал для воды проходит от впускного отверстия для воды по направлению к верхней части; и
впускное отверстие для воды и выпускное отверстие могут быть связаны по текучей среде таким образом, что вода может быть отсосана через впускное отверстие для воды с обеспечением протекания через резервуар с химическими реагентами для удаления накипи и выпуска через выпускное отверстие таким образом, что отсасывание химических реагентов для удаления накипи через выпускное отверстие вызывает падение давления в резервуаре с химическими реагентами для удаления накипи и последующее отсасывание воды через впускное отверстие для воды, проточный канал для воды и резервуар с химическими реагентами для удаления накипи.
Количество жидких химических реагентов для удаления накипи в резервуаре с химическими реагентами для удаления накипи будет постепенно уменьшаться, и, наконец, только вода будет протекать через резервуар с химическими реагентами для удаления накипи и гидравлический контур машины для приготовления горячих напитков, таким образом ополаскивая контур и удаляя из него оставшиеся химические реагенты для удаления накипи. Протекание воды будет продолжаться до тех пор, пока уровень воды в водяном баке не достигнет впускного отверстия устройства для удаления накипи. В этой точке химические реагенты для удаления накипи были удалены из гидравлического контура.
В контексте настоящего описания и прилагаемой формулы изобретения термины “верхний” и “нижний” или “сверху” и “снизу” относятся к положению устройства для удаления накипи во время использования. Таким образом, верхняя часть представляет собой часть устройства для удаления накипи, которая находится в верхнем положении сверху, когда устройство для удаления накипи соединено с машиной для приготовления напитков. Аналогично, нижняя часть представляет собой часть, которая находится в нижнем положении, когда устройство для удаления накипи соединено с машиной для приготовления напитков.
Согласно некоторым вариантам осуществления впускное отверстие для воды может быть расположено в промежуточном положении между верхней частью и нижней частью устройства для удаления накипи. Однако согласно предпочтительным вариантам осуществления впускное отверстие для воды расположено ближе к нижней части, чем к верхней части устройства для удаления накипи, и предпочтительно рядом с нижней частью резервуара с химическими реагентами для удаления накипи. Как будет очевидно из нижеследующего подробного описания вариантов осуществления изобретения, расположение впускного отверстия для воды в самом нижнем положении обеспечивает возможность использования большего количества воды, содержащейся в водяном баке машины для приготовления напитков, с которой соединено устройство для удаления накипи.
В некоторых вариантах осуществления, например, когда устройство для удаления накипи представляет собой одноразовое устройство для однократного использования, закрывающий элемент, расположенный на выпускном отверстии устройства, может содержать выполненный с возможностью разрыва элемент, который может быть разорван для открывания выпускного отверстия. Разрыв может быть обусловлен, например, устройством для формирования отверстий, прокалывающим устройством или резцом, подходящим образом расположенным, например, в нижней части водяного бака, где размещено устройство для удаления накипи.
В других вариантах осуществления, например, когда устройство для удаления накипи предназначено для многоразового использования, нежели чем одноразовое устройство, закрывающий элемент может быть предназначен для многократного использования, т.е. он может быть предназначен для операций обратимого открывания и закрывания. В некоторых вариантах осуществления закрывающий элемент может содержать, например, закрывающий клапан с затвором. Закрывающий клапан может быть открыт после соединения резервуара с химическими реагентами для удаления накипи с гидравлическим контуром машины для приготовления напитков.
Когда устройство для удаления накипи предназначено для многократного использования, оно может содержать заполнительное отверстие для заполнения резервуара с химическими реагентами для удаления накипи жидкими химическими реагентами для удаления накипи перед использованием. В преимущественном варианте осуществления заполнительное отверстие оснащено воздухонепроницаемой закрывающей заглушкой таким образом, что во время использования отсасывание химических реагентов для удаления накипи из резервуара с химическими реагентами для удаления накипи обуславливает отсос воды через впускное отверстие для воды и протекать в резервуар с химическими реагентами для удаления накипи и через него.
В некоторых вариантах осуществления устройство для удаления накипи может быть предварительно заполнено заранее определенным количеством химических реагентов для удаления накипи и уплотнено. Выполненный с возможностью открывания разделительный элемент может быть расположен между впускным отверстием для воды и резервуаром с химическими реагентами для удаления накипи для предотвращения выхода химических реагентов для удаления накипи из резервуара с химическими реагентами для удаления накипи по направлению к впускному отверстию для воды. Разделительный элемент открывают перед началом цикла по удалению накипи с использованием устройства для удаления накипи. Например, разделительный элемент может представлять собой выполненную с возможностью удаления или выполненную с возможностью разрыва мембрану, перегородку, стенку или диафрагму.
Устройство для удаления накипи может быть оснащено своим собственным водяным баком, выполненным с возможностью соединения с гидравлическим контуром машины для приготовления горячих напитков. Устройство для удаления накипи может быть встроено в водяной бак. Например, выполненное с возможностью повторного использования устройство для удаления накипи может быть устойчиво соединено с водяным баком, который связан с взаимодействием с машиной для приготовления напитков, когда необходимо выполнить цикл по удалению накипи. Пользователь может наполнять резервуар с химическими реагентами для удаления накипи устройства для удаления накипи химическими реагентами для удаления накипи и водяной бак свежей водой, и затем соединять водяной бак и устройство для удаления накипи с машиной для приготовления напитков. В других вариантах осуществления устройство для удаления накипи может быть отделено или выполнено с возможностью удаления из водяного бака.
В предпочтительных вариантах осуществления устройство для удаления накипи предназначено для соединения со стандартным водяным баком, которым оборудована машина для приготовления напитков в качестве своего собственного.
Согласно еще одному дополнительному варианту осуществления устройство для удаления накипи может содержать водяную емкость, выполненную с возможностью соединения по текучей среде с резервуаром с химическими реагентами для удаления накипи через впускное отверстие для воды. Закрывающий элемент может быть расположен во впускном отверстии для воды и может быть предназначен и выполнен с возможностью того, что указанный закрывающий элемент будет открываться, когда давление в резервуаре с химическими реагентами для удаления накипи падает, таким образом приводя водяную емкость в сообщение по текучей среде с резервуаром с химическими реагентами для удаления накипи и обеспечивая возможность для воды протекать через резервуар с химическими реагентами для удаления накипи и гидравлический контур.
Согласно дополнительному аспекту изобретение относится к машине для приготовления горячих напитков, содержащей: водяной бак; гидравлический контур, образованный водонагревателем, насосом и соединением гидравлического контура с водяным баком; и устройство для удаления накипи, как определено выше, которое может быть соединено с выпускным отверстием нижней части водяного бака.
Водяной бак имеет соединительный элемент нижней части, образующий выпускной проход для воды, причем указанный соединительный элемент нижней части выполнен и расположен для соединения резервуара с химическими реагентами для удаления накипи с выпускным проходом для воды и образования проточного соединения между резервуаром с химическими реагентами для удаления накипи и гидравлическим контуром машины для приготовления горячих напитков.
Дополнительные признаки и преимущества изобретения изложены ниже в нижеследующем описании приведенных в качестве примера его вариантов осуществления и в приложенной формуле изобретения, которая составляет неотъемлемую часть настоящего описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Более полное понимание настоящего изобретения и множества его преимуществ будут с легкостью достигнуты, как то же самое станет более понятно со ссылкой на нижеследующее подробное описание при рассмотрении совместно с сопроводительными чертежами, которые показывают один приведенный качестве примера неограничивающий вариант осуществления изобретения. На чертежах:
на фиг. 1 показан перспективный вид машины для приготовления кофе, в которой может быть осуществлено изобретение;
на фиг. 2 схематично показан гидравлический контур машины, показанной на фиг. 1;
на фиг. 3A-3D показано устройство для удаления накипи согласно изобретению и этапы способа использования указанного устройства;
на фиг. 4 показано увеличенное изображение детали, показанной на фиг. 3A-3D;
на фиг. 5 показано увеличенное изображение, аналогичное фиг. 4, модифицированного варианта осуществления устройства согласно изобретению;
на фиг. 6 показан вид, аналогичный фиг. 3A-3D, в дополнительном модифицированном варианте осуществления устройства для удаления накипи.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Нижеследующее подробное описание приведенных в качестве примера вариантов осуществления ссылается на сопроводительные чертежи. Одинаковые ссылочные обозначения на различных чертежах обозначают одинаковые или аналогичные элементы. Кроме того, чертежи не обязательно изображены в масштабе. Также, нижеследующее подробное описание не ограничивает изобретение. Напротив, объем настоящего изобретения определен прилагаемой формулой изобретения.
Ссылка по всему описанию на "один вариант осуществления" или "некоторый вариант осуществления" или “некоторые варианты осуществления” означает, что конкретный признак, структура или характеристика, описанная совместно с вариантом осуществления, включена по меньшей мере в один из вариантов осуществления раскрытого объекта изобретения. Таким образом, наличие фразы "в одном варианте осуществления" или "в некотором варианте осуществления " или "в некоторых вариантах осуществления" в разных местах по всему описанию не обязательно относится к одному и тому же варианту (вариантам) осуществления. Кроме того, конкретные признаки, структуры или характеристики могут быть объединены любым подходящим образом в один или более вариантов осуществления.
В нижеследующем описании будет сделана ссылка на применение устройства для удаления накипи согласно настоящему изобретению к машине для приготовления эспрессо или кофе. Однако следует отметить, что такое же изобретение может быть применено к любой другой машине для приготовления горячих напитков, где желательно или необходимо упрощение цикла по удалению накипи.
На фиг. 1 схематично показана машина для приготовления эспрессо, в целом обозначенная 1. Машина 1 для приготовления кофе содержит корпус 1A с передней стороной, на которой расположены конструкция 1D раздаточного сопла для кофе и паровое сопло 1C. Панель пользовательского интерфейса и кнопки 1B управления также могут быть выполнены на передней стороне корпуса 1A. Решетка 1F расположена под конструкцией 1D раздаточного сопла для кофе для размещения чашки или тому подобного, куда может быть роздано кофе посредством конструкции 1D раздаточного сопла для кофе.
Машина 1 для кофе дополнительно оснащена водяным баком 3, откуда воду отсасывают при помощи водяного насоса, нагнетают и осуществляют циркуляцию через гидравлический контур 5, схематически показанный на фиг. 2.
В некоторых вариантах осуществления гидравлический контур 5 образован расходомером 7, водяным насосом 9, водонагревателем 11, блоком 13 настаивания или заваривания и соответствующими каналами или трубками для циркуляции воды и напитка. Блок 13 заваривания сообщается по текучей среде с конструкцией 1D раздаточного сопла для кофе.
Холодную воду нагнетают водяным насосом 9 из водяного бака 3 и нагнетают через водонагреватель 11. Затем горячую воду из водонагревателя 11 доставляют через блок 13 настаивания или заваривания, где осуществляется приготовление горячего напитка. Блок 13 настаивания или заваривания может быть любым подходящим блоком для приготовления напитка, как хорошо известно специалисту в данной области техники. Горячий напиток из блока 13 заваривания доставляют через конструкцию 1D раздаточного сопла для кофе в чашку, размещенную на решетке 1F.
Во время использования на горячих частях гидравлического контура 5, в частности в водонагревателе 11, осаждается накипь.
В некоторых вариантах осуществления водонагреватель может быть так называемым водонагревателем с непрерывным потоком или водонагревателем моментального нагрева, в котором вода циркулирует через трубку, находящуюся в термическом контакте с резистором. Когда начат цикл по приготовлению напитка, вода протекает через трубку нагревателя с непрерывным потоком и моментально нагревается до необходимой температуры из-за тепла, передаваемого резистором через стенку водяной трубки. Отложения накипи образуются на внутренней поверхности водяной трубки, уменьшая поперечное сечение трубки и приводя, таким образом, к потере напора в целом по водонагревателю, а также к уменьшению эффективности теплопередачи из-за ограниченного коэффициента теплопередачи отложения накипи.
В других вариантах осуществления водонагреватель может содержать водяной сосуд с впуском для воды и выпуском для воды, а также по меньшей мере один резистор, расположенный внутри водяного сосуда. Воду нагревают с помощью резистора и выпускают из водяного сосуда по необходимости во время цикла по приготовлению напитка. В водонагревателях такого типа отложения накипи образуются на стенках водяного сосуда, а также на внешней поверхности резистора, уменьшая эффективность резистора.
Независимо от типа используемого нагревателя, гидравлический контур 5 требует удаления накипи время от времени. Частота, с которой необходимо осуществлять удаление накипи, в основном зависит от жесткости используемой воды.
Согласно изобретению предложено устройство для удаления накипи для использования совместно с водяным баком 3 кофемашины 1 или совместно с предназначенным для этого водяным баком, отличающимся от водяного бака 3 кофемашины 1. В нижеследующем описании и на прилагаемых чертежах будет раскрыт вариант осуществления, в котором устройство для удаления накипи используется совместно с водяным баком 3 кофемашины 1.
В частности, со ссылкой на фиг. 3A и 4, в некоторых вариантах осуществления выполнено устройство 21 для удаления накипи, которое содержит резервуар 23 с химическими реагентами для удаления накипи, имеющий верхнюю часть 23T и нижнюю часть 23B. Как лучше всего показано на фиг. 4, нижняя часть 23B резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи содержит выпускное отверстие 25. В некоторых вариантах осуществления выпускное отверстие 25 может быть оснащено закрывающим клапаном 27, имеющим затвор 27S, смещаемый эластичным элементом, например, пружиной 27B, относительно посадочного места 27C закрывающего элемента. Под эластичным действием пружины 27B затвор 27S закрывает выпускное отверстие 25, когда устройство 21 для удаления накипи не соединено с водяным баком 3 и/или с гидравлическим контуром 5 кофемашины 1. При использовании устройство 21 для удаления накипи помещено в водяной бак 3 и прикреплено к нижней части водяного бака 3. Таким образом, резервуар 23 с химическими реагентами для удаления накипи соединен по текучей среде с гидравлическим контуром 5 машины 1 для приготовления напитков через выпускное отверстие 25. Когда устройство 21 для удаления накипи соединено с водяным баком 3, как показано на фиг. 4, клапан 27 будет открываться, приводя резервуар с химическими реагентами для удаления накипи в сообщение по текучей среде с гидравлическим контуром 5 кофемашины 1, как более подробно будет раскрыто ниже.
Устройство для удаления накипи дополнительно содержит впускное отверстие 29 для воды. В некоторых вариантах осуществления впускное отверстие 29 для воды расположено между верхней частью и нижней частью резервуара с химическими реагентами для удаления накипи и предпочтительно рядом с его нижней частью, т.е. ближе к нижней части 23B, чем к верхней части 23T.
В некоторых вариантах осуществления проточный канал 31 проходит от впускного отверстия 29 для воды по направлению к верхней части 23T резервуара с химическими реагентами для удаления накипи. В вариантах осуществления, показанных на фиг. 3A-4, проточный канал 31 отделен от самого резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи выполненной с возможностью разрыва или выполненной с возможностью удаления перегородочной стенкой 33. Таким образом, химические реагенты C для удаления накипи, содержащиеся в резервуаре с химическими реагентами для удаления накипи, будут сохранены внутри резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи и будут ограничены от выхода из такого резервуара с одной стороны перегородочной стенкой 33 и с другой стороны клапаном 27.
Когда используют устройство 21 для удаления накипи, перегородочная стенка 33 разрывается так, что устанавливается проток между проточным каналом 31 и резервуаром 23 с химическими реагентами для удаления накипи. Как указано выше, соединение устройства 21 для удаления накипи с водяным баком 3 будет также вызывать открывание клапана 27 так, что будет установлено сообщение между впускным отверстием 29 для воды и гидравлическим контуром 5 кофемашины через выпускное отверстие 25, когда водяной бак 3 соединен с указанным гидравлическим контуром.
На фиг. 4 в разрезе показано увеличенное изображение нижней части 23B резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи и в состоянии, когда устройство 21 для удаления накипи соединено с водяным баком 3, а последнее соединено с кофемашиной 1.
В этом варианте осуществления водяной бак 3 оснащен соединительным элементом 41 нижней части, образующим выпускной проход для воды, через который вода и химические реагенты для удаления накипи могут протекать в гидравлический контур 5 кофемашины 1. Клапан 43, образованный заглушкой или затвором 45, смещаемым пружиной 47, расположен в соединительном элементе 41 нижней части водяного бака 3. В некоторых вариантах осуществления выступающий вверх канал 49 проходит от нижней части 51B посадочного места 51 кофемашины, в которую помещен водяной бак 3. Выступающий вверх канал 49 взаимодействует с затвором 45 клапана 43, когда водяной бак 3 размещен в посадочном месте 51 кофемашины 1. Это вызывает подъем заглушки 45 под действием эластичного усилия пружины 47, таким образом открывая клапан 43 и устанавливая соединение между водяным баком 3 и гидравлическим контуром 5 кофемашины 1, которая сообщается по текучей среде с каналом 49.
Соединительный элемент 41 нижней части водяного бака 3 также образует посадочное место 53, где устройство 21 для удаления накипи может быть соединено таким образом, что резервуар с химическими реагентами для удаления накипи становится скрепленным его нижней частью 23B с соединительным элементом нижней части. Таким образом, выпускное отверстие 25 резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи может быть приведено в сообщение по текучей среде через донную часть водяного бака 3 с гидравлическим контуром машины для приготовления напитков. Более конкретно, в некоторых вариантах осуществления нижняя часть 23B резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи содержит кольцевой выступ 55, выступающий от устройства 21 для удаления накипи и образующий нижнюю часть 23B резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи, при этом указанный кольцевой выступ 55 размещен в посадочном месте 53 так, чтобы обеспечить соединение по текучей среде между резервуаром 23 с химическими реагентами для удаления накипи и соединительным элементом 41 нижней части водяного бака 3 и таким образом с гидравлическим контуром 5 машины 1 для приготовления напитков.
В некоторых вариантах осуществления фиксированный толкатель 57, расположенный в выпускном проходе для воды, образованном соединительным элементом 41 нижней части водяного бака 3, взаимодействует с затвором 27S клапана 27, поднимая заглушку 27 как под действием смещающего усилия пружины 27B, таким образом поднимая заглушку 27S из посадочного места 27C клапана 27 так, что внутреннее пространство резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи будет приведено в сообщение по текучей среде через выпускной проход для воды, образованный соединительным элементом 41 нижней части, с каналом 49 и таким образом с гидравлическим контуром 5 кофемашины 1.
Как показано на фиг. 3A, после соединения устройства 21 для удаления накипи с посадочным местом 53, выполненным в нижней части водяного бака 3, и заполнения водяного бака 3 водой W и его соединения с гидравлическим контуром 5 кофемашины 1, может быть начат цикл по удалению накипи, как только выполненная с возможностью разрыва перегородочная стенка 33 была разорвана или открыта так, чтобы установить проточное соединение между впускным отверстием 29 для воды и выпускным отверстием 25 устройства 21 для удаления накипи.
На фиг. 3B перегородочная стенка 23 разорвана. Это может произойти, например, путем обеспечения подвижной верхней части 23T, которая может быть деформирована путем толкания сверху в отношении выполненной с возможностью разрыва стенки 33 до тех пор, пока последняя не разрушится. Перегородочная стенка 33 может быть выполнена также другими способами с обеспечением того, что она может быть открыта, разорвана или разрушена перед началом цикла по удалению накипи.
Например, перегородочная стенка 33 может быть выполнена с возможностью полного или частичного перемещения с внешней стороны устройства 21 для удаления накипи, например, путем обеспечения перемещающейся со скольжением части перегородочной стенки 33, которой можно управлять через язычок или любой другой управляющий элемент, который может быть приведен в действие пользователем с внешней стороны устройства для удаления накипи.
После того как перегородочная стенка 33 была разорвана или открыта любым другим способом для установления проточного сообщения между впускным отверстием 29 для воды и выпускным отверстием 25, уровень воды в проточном канале 31 будет слегка подниматься, как показано на фиг. 3B. Однако давление внутри резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи не допускает достижения уровнем воды отверстия, образованного удалением или разрывом перегородочной стенки 23 до тех пор, пока насос 9 гидравлического контура 5 не начнет нагнетание.
После приведения в действие насоса 9 химические реагенты для удаления накипи будут постепенно отсасываться из нижней части резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи, и уровень химических реагентов С для удаления накипи будет уменьшаться (см. фиг. 3C). Уменьшение давления, вызванное отсасыванием химических реагентов для удаления накипи из резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи, заставляет уровень воды в проточном канале 31 подниматься до тех пор, пока вода не начнет протекать через отверстие, образованное путем разрушения или удаления перегородочной стенки 33, как показано на фиг. 3C.
Таким образом, во время первой части цикла по удалению накипи, неразведенные химические реагенты для удаления накипи будут отсасываться насосом 9 и осуществлять циркуляцию через гидравлический контур 5. После того как вода достигнет уровня отверстия, образованного разрывом перегородочной стенки 33, остаточные химические реагенты C для удаления накипи будут постепенно разведены, и разведенные химические реагенты будут нагнетаться в гидравлический контур 5 и через него.
Концентрация химических реагентов для удаления накипи в потоке, нагнетаемом насосом 9 через гидравлический контур 5, будет постепенно уменьшаться до тех пор, пока химические реагенты для удаления накипи не будут полностью удалены из резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи. Начиная с этого момента, только вода будет протекать через канал 31 для воды, резервуар 23 с химическими реагентами для удаления накипи и, наконец, через выпуск 41 для воды водяного бака 3 и гидравлический контур 5. Цикл будет продолжаться до тех пор, пока уровень воды в водяном баке 3 не достигнет впускного отверстия 29 для воды, как показано на фиг. 3D. В этой точке насос 9 остановится.
Как может быть понятно из приведенного выше описания, во время цикла по удалению накипи химический состав жидкости, протекающей через гидравлический контур 5, изменяется от неразведенных химических реагентов для удаления накипи в начале цикла до чистой воды в конце цикла. Поскольку количество воды, содержащееся в водяном баке 3, значительно больше, чем количество жидких химических реагентов для удаления накипи, содержащихся в устройстве 21 для удаления накипи, в конце цикла, когда уровень воды в водяном баке 3 достигнет впускного отверстия 29 для воды, весь гидравлический контур 5 будет очищен, и какие-либо остатки химических реагентов для удаления накипи будут удалены.
Весь описанный выше цикл может быть выполнен автоматически без необходимости присутствия оператора, поскольку пополнение водяного бака 3 не требуется, и промывка гидравлического контура свежей водой осуществляется автоматически и последовательно после израсходования химических реагентов для удаления накипи.
В некоторых вариантах осуществления выпускное отверстие 25 резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи может быть закрыто выполненным с возможностью разрыва уплотнением или закрывающим элементом, таким как мембрана или пленка, нежели чем клапаном 27 с заглушкой 27S, таким образом делая устройство 21 более простым и менее дорогим.
Например, в варианте осуществления, показанном на фиг. 5, закрывающий элемент в форме выполненной с возможностью прокалывания или выполненной с возможностью разрыва мембраны 61 выполнен для закрывания выпускного отверстия 25 резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи. Водяной бак 3 может быть оснащен прокалывающим устройством 63, которое прокалывает или разрушает мембрану 61, когда устройство 21 для удаления накипи установлено в посадочное место 53 в нижней части водяного бака 3.
Устройство 21 для удаления накипи может быть одноразовым блоком, используемым только один раз. Резервуар 23 с химическими реагентами для удаления накипи будет заполнен жидкими химическими реагентами для удаления накипи во время изготовления, а резервуар 23 будет уплотнён, например, посредством мембраны 61 или любым другим выполненным с возможностью разрыва или выполненным с возможностью удаления закрывающим элементом, или при помощи клапана 27. После использования устройство 21 для удаления накипи может быть удалено.
В других вариантах осуществления устройство 21 для удаления накипи может быть предназначено для многократного использования путем заполнения устройства 21 для удаления накипи подходящим количеством жидких химических реагентов для удаления накипи каждый раз.
На фиг. 6 схематично показан, аналогично фиг. 3A-3D, модифицированный вариант осуществления устройства 21 для удаления накипи, которое в этом варианте осуществления предназначено для многократного использования. В некоторых вариантах осуществления перегородочная стенка 33 может не использоваться и проток 31 может всегда находиться в сообщении потока с внутренним пространством резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи. Нижняя часть резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи закрыта клапаном 27, аналогичным тому, который был описан вместе с фиг. 4.
В варианте осуществления по фиг. 6 верхняя часть 23T резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи оснащена выполненной с возможностью удаления воздухонепроницаемой закрывающейся заглушкой 65, которая закрывает с обеспечением уплотнения отверстие 67, выполненное в верхней части 23T резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи.
Использование устройства 21 для удаления накипи согласно варианту осуществление по. 6 осуществляется следующим образом. Пользователь устанавливает пустое устройство 21 для удаления накипи с нижней частью 23B резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи внутри посадочного места 53, выполненного в нижней части водяного бака 3. Резервуар 23 с химическими реагентами для удаления накипи последовательно заполняется необходимым количеством химических реагентов для удаления накипи через отверстие 67 путем удаления воздухонепроницаемой закрывающейся заглушки 65. В альтернативном варианте необходимое количество жидких химических реагентов для удаления накипи может быть введено перед установкой устройства 21 для удаления накипи на посадочное место 53.
Количество жидких химических реагентов для удаления накипи, расположенных в резервуаре 23 с химическими реагентами для удаления накипи, такое, что уровень химических реагентов для удаления накипи будет ниже, чем отверстие 31P для сообщения между проточным каналом 31 и резервуаром 23 с химическими реагентами для удаления накипи.
После того как необходимое количество химических реагентов для удаления накипи было размещено в резервуаре 23 с химическими реагентами для удаления накипи, заглушку 65 помещают на место закрывают с обеспечением воздухонепроницаемости.
Водяной бак 3 может быть соединен с кофемашиной 1 либо до, либо после соединения устройства 21 для удаления накипи с водяным баком 3 и может быть заполнен необходимым количеством свежей воды.
Цикл по удалению накипи и промывки теперь будет осуществлен точно таким же образом, как описано выше, за исключением того, что не требуется разрыва перегородочной стенки 33. Воздухонепроницаемый закрывающий элемент отверстия 67 посредством заглушки 65 обеспечивает то, что нагнетание химических реагентов для удаления накипи из резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи будет заставлять давление внутри резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи и проточного канала 31 падать так, что уровень воды в проточном канале 31 будет подниматься под давлением воды в водяном баке 3, окружающем устройство 21 для удаления накипи, точно таким же образом, как в предыдущем описанном выше варианте осуществления.
Цикл по удалению накипи и промывки заканчивается после того, как химические реагенты для удаления накипи будут полностью отсосаны из резервуара 23 с химическими реагентами для удаления накипи, и вода из водяного бака 3 была удалена, до тех пор, пока уровень воды в водяном баке 3 не достигнет впускного отверстия 29 для воды.
Варианты осуществления устройств для удаления накипи, описанные выше, выполнены для резервуара с химическими реагентами для удаления накипи, который может быть соединен с гидравлическим контуром машины для приготовления горячих напитков и с внутренним пространством водяного бака, в котором расположено устройство. Воду отсасывают из внешнего водяного бака через впускное отверстие для воды в резервуар с химическими реагентами для удаления накипи и через него из-за падения давления, созданного в резервуаре с химическими реагентами для удаления накипи, вызванного отсасыванием химических реагентов для удаления накипи из резервуара с химическими реагентами для удаления накипи в гидравлический контур и через него. Падение давления в резервуаре с химическими реагентами для удаления накипи заставляет уровень воды подниматься вдоль проточного канала до тех пор, пока вода не заполнит проточный канал и не начнет протекать через резервуар с химическими реагентами для удаления накипи.
Таким образом, гидравлический контур в первую очередь предназначен для протекания химических реагентов для удаления накипи и впоследствии для протекания последовательно разбавленных химических реагентов для удаления накипи и водной смеси. Поскольку объем воды в водяном баке сравнительно больше, чем объем химических реагентов для удаления накипи, концентрация химических реагентов для удаления накипи будет постепенно уменьшаться до тех пор, пока только вода не будет протекать через резервуар с химическими реагентами для удаления накипи и гидравлический контур машины 1 для приготовления горячих напитков. В конце процесса удаления накипи, когда водяной бак 3 пуст, гидравлический контур будет очищен, т.е. свободен от химических реагентов для удаления накипи.
Хотя раскрытые варианты осуществления объекта изобретения, описанные здесь, были показаны на чертежах и полностью описаны выше с особенностями и в подробностях совместно с несколькими приведенными в качестве примера вариантами осуществления, специалистам в области техники будет очевидно, что возможны множество модификаций, изменений и исключений без существенного отступления от новаторских идей изобретения, принципов и концепций, изложенных здесь, и преимуществ объекта изобретения, изложенных в прилагаемой формуле изобретения. Следовательно, правильный объем охраны раскрытых инноваций следует определять только путём наиболее широкого толкования приложенной формулы изобретения так, чтобы охватить все такие модификации, изменения и исключения. Термин "содержащий" не исключает присутствия элементов или этапов, отличных от сформулированных в пункте формулы изобретения. Формы единственного числа «один» или «некоторый» не исключает присутствия множества таких элементов. В пункте формулы изобретения на устройство, перечисляющем множество средств, несколько этих средств могут быть реализованы одним и тем же элементом аппаратных средств. Тот факт, что определенные меры упомянуты во взаимно различных зависимых пунктах, не указывает, что комбинация этих мер не может быть с успехом использована.