ПОЛУЧЕНИЕ ПЕРЕГРЕТОГО ПАРА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ
PRODUCTION OF SUPERHEATED STEAM FOR BEVERAGES PREPARATION

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение, в общем, относится к получению пара и, в частности, но неисключительно, к получению перегретого пара для приготовления напитков, включая, без ограничения, кофейные напитки, чайные напитки или чайные напитки с пряностями.
Уровень техники
Эспрессо является концентрированным кофейным напитком, сваренным посредством принудительного прохождения нагретой воды под давлением через молотые кофейные зерна. В результате принудительного прохождения нагретой воды под давлением через молотые кофейные зерна напиток, получаемый во время процесса варки эспрессо, поглощает больше ароматов из компонентов, используемых для приготовления, таких как масла и различные твердые частицы, присутствующие в зернах. По сравнению с кофейными напитками, приготавливаемыми с помощью других способов варки, например, посредством капельного заваривания, процесс варки эспрессо позволяет приготавливать густой напиток с кремообразной текстурой и концентрированной и сложной вкусовой характеристикой. Кроме того, поскольку вода находится под давлением, кофейная масса, используемая для приготовления эспрессо, может быть помолота мельче, чем кофейная масса, используемая в других процессах варки. Это позволяет получить большую площадь поверхности кофейной массы, с которой вода под давлением может приходить в контакт, поглощая больше ароматизирующих веществ из кофейной массы. Кроме того, что касается процесса варки эспрессо, кофейная масса может быть утрамбована для получения большей эффективности использования кофейной массы с точки зрения проникновения воды в кофейную массу и дополнительной экстракции ароматизирующих веществ.
Из-за относительно высокой концентрации по сравнению с другими кофейными напитками эспрессо можно сервировать небольшими порциями, такими как шот, соответствующими приблизительно 1 жидкой унции США. Эспрессо также можно сервировать порциями, кратными шоту, например, как двойной шот или тройной шот. Эспрессо обычно приготавливают, используя специальные кофе-машины, именуемые эспрессо-машинами. Варку шота эспрессо можно именовать как «вытягивание» шота эспрессо, поскольку некоторые эспрессо-машины требуют, чтобы пользователь машины или бариста тянул на себя подпружиненный рычаг, прикрепленный к поршню, где давление, создаваемое поршнем, вынуждает воду проходить через кофейную массу. Несмотря на то, что конструкция эспрессо-машин может варьироваться, эти машины часто условно классифицируются по приводному механизму, используемому для создания требуемого давления. Популярный способ создания давления заключается в использовании насоса с приводом от электродвигателя. Машины, в которых используется такой насос, часто совместно именуются как насосноприводные или просто насосные эспрессо-машины.
Эспрессо является популярным напитком в любой точке мира. В добавление к сервировке эспрессо в виде шота, его можно использовать как основу для других популярных кофейных напитков, таких как капучино, латте, макиато и американо. Некоторые способы приготовления напитков на основе эспрессо могут использовать влажный пар для нагрева и/или вспенивания молока. Многие машины эспрессо могут вырабатывать тепло и создавать давление, необходимые для варки эспрессо. Кроме того, некоторые машины могут вырабатывать тепло и создавать давление для получения влажного пара, который используется для приготовления разных напитков на основе эспрессо. Таким образом, настоящее изобретение было разработано именно с учетом этих и других факторов.
Раскрытие изобретения
Ряд вариантов выполнения относится к узлам, машинам, системам и способам для получения перегретого или сухого пара. Ряд вариантов выполнения включает в себя пароперегреватель в сборе для получения пара с целью приготовления напитков. В некоторых неограничивающих пояснительных вариантах выполнения напиток может быть кофейным напитком. Однако в других вариантах выполнения напиток может включать в себя основу, которая не является кофе. Например, напиток может быть чайным напитком или чайным напитком с пряностями. Перегретый пар может использоваться для приготовления, фактически, любого напитка.
Пароперегреватель в сборе может включать в себя корпус, имеющий внутреннюю полость, нагревательный элемент, который включает в себя нагревательные поверхности, расположенные во внутренней полости корпуса, и траекторию течения во внутренней полости. Корпус также может включать в себя впуск, обеспечивающий доступ среды во внутреннюю полость, и выпуск, обеспечивающий истечение среды из внутренней полости. Нагревательный элемент может быть выполнен и расположен с возможностью нагрева одной или нескольких нагревательных поверхностей. Траектория течения обеспечивает течение среды от впуска через внутреннюю полость корпуса к выпуску корпуса. Когда среда течет через внутреннюю полость корпуса, часть среды находится в непосредственном контакте с нагревательными поверхностями.
В некоторых вариантах выполнения пароперегреватель в сборе также включает в себя спиральный элемент, расположенный во внутренней полости. Часть спирального элемента может образовывать часть траектории течения. Соответственно, траектория течения может быть спиральной траекторией течения. Корпус, нагревательный элемент и спиральный элемент могут быть расположены концентрично относительно продольной оси корпуса. По меньшей мере, в одном варианте выполнения спиральный элемент ограничивает продольное течение среды через внутреннюю полость корпуса. Спиральный элемент может быть цилиндрической пружиной, которая окружает одну или несколько нагревательных поверхностей нагревательного элемента. Нагревательный элемент может быть стержнеобразным нагревательным элементом. Нагревательный элемент может продолжаться в продольном направлении внутренней полости корпуса.
В ряде вариантов выполнения пароперегреватель в сборе также включает в себя первую и вторую торцевые крышки. Первая торцевая крышка может быть расположена на первом продольном конце корпуса. Вторая торцевая крышка может быть расположена на втором продольном конце корпуса. Впуск и выпуск могут быть расположены между первой и второй торцевыми крышками.
Ряд вариантов выполнения относится к машине, которая может варить напитки и обеспечивать получение испаренной среды. Напиток может быть, без ограничения, кофейным напитом. По меньшей мере, в одном варианте выполнения напиток может быть сваренным напитком. В ряде вариантов выполнения машина включает в себя паровой бачок, в котором частично испаряется среда, пароперегреватель в сборе, который расположен ниже парового бачка по технологическому потоку, и паровую трубку, которая расположена ниже пароперегревателя в сборе по технологическому потоку. В некоторых вариантах выполнения среда не испаряется полностью в паровом бачке. Пароперегреватель в сборе принимает частично испаренную среду. Пароперегреватель в сборе может включать в себя нагревательный элемент и траекторию течения. Траектория течения находится в тепловом контакте с нагревательным элементом. Частично испаренная среда течет по траектории течения и дополнительно испаряется. В некоторых вариантах выполнения испарение среды завершается на траектории течения. По меньшей мере, в одном варианте выполнения перегретый пар или сухой пар получают на траектории течения. Паровая трубка может обеспечивать подачу испаренной среды пользователю машины.
В ряде вариантов выполнения машина также может включать в себя клапан между паровым бачком и пароперегревателем в сборе. Клапан регулирует расход испаренной среды, которая поступает пользователю. Клапан может регулировать расход испаренной среды, по меньшей мере, посредством пульсации между открытым состоянием и закрытым состоянием. Клапан может быть пропорциональным клапаном.
В некоторых вариантах выполнения пароперегреватель в сборе включает в себя корпус, в котором помещены нагревательный элемент и траектория течения, и теплоизолятор. Теплоизолятор частично окружает корпус. Теплоизолятор частично обеспечивает теплоизоляцию корпуса, нагревательного элемента и траекторию течения от внешней среды. Пароперегреватель в сборе также может включать в себя спиральный элемент. Спиральный элемент, по меньшей мере, частично образует траекторию течения. Траектория течения может быть спиральной траекторией течения, которая окружает нагревательный элемент. В некоторых вариантах выполнения нагревательный элемент образует траекторию течения. Когда частично испаренная среда течет по траектории течения, частично испаренная среда находится в непосредственном контакте с нагревательным элементом и дополнительно испаряется.
В некоторых вариантах выполнения машина также может включать в себя термопару и контроллер. В некоторых вариантах выполнения контроллер может быть процессорным устройством, например, микроконтроллером, микропроцессором, центральный процессором (ЦП) и т.п. Контроллер может включать в себя логическое устройство, например, без ограничения, заказную специализированную интегральную схему (ASIC), программируемую логическую интегральную схему (FPGA) и т.п. Термопара может находиться в тепловом контакте, по меньшей мере, с частью пароперегревателя в сборе. Термопара может обеспечивать генерирование сигнала на основе температуры части пароперегревателя в сборе. Контроллер может принимать сигнал. Контроллер может корректировать температуру нагревательного элемента на основе разницы температуры части пароперегревателя в сборе и температурного порога. Соответственно, контроллер и термопара могут действовать совместно для генерирования и реагирования на обратную связь по термостатике.
Ряд вариантов выполнения относится к системе для эспрессо-машины. Эта система может производить или образовывать перегретый пар. Таким образом, система может быть паровой системой. Система может включать в себя резистивный нагревательный элемент, спиральную траекторию течения, расположенную вокруг резистивного нагревательного элемента, и выпуск пара, сообщающийся по среде со спиральной траекторий течения и расположенный ниже нее по технологическому потоку. Спиральная траектория течения может принимать влажный пар, получаемый в эспрессо-машине. Спиральная траектория может подвергать влажный пар воздействию резистивного нагревательного элемента. Резистивный нагревательный элемент превращает влажный пар в перегретый пар. Выпуск пара может подавать перегретый пар пользователю эспессо-машины.
В некоторых вариантах выполнения система также может включать в себя паровой бачок, в котором содержится вода, и другой резистивный нагревательный элемент, расположенный внутри парового бачка. Влажный пар можно получать посредством передачи тепла от нагревательного элемента к воде, содержащейся в паровом бачке. Кроме того, паровой бачок может обеспечивать подачу влажного пара на спиральную траекторию течения. По меньшей мере, в одном варианте выполнения система также включает в себя пропорциональный клапан.
Пропорциональный клапан может регулировать расход перегретого пара, поступающего пользователю. В некоторых вариантах выполнения система может включать в себя трубчатый корпус. Трубчатый корпус может содержать резистивный нагревательный элемент и спиральную траекторию течения. Некоторые варианты выполнения могут включать в себя цилиндрическую пружину, которая, по меньшей мере, частично, образует спиральную траекторию течения. По меньшей мере, один вариант выполнения включает в себя ручку подачи пара и один или несколько магнитов. Магниты обеспечивают пользователю тактильную обратную связь во время управления ручкой подачи пара. Кроме того, эспрессо-машина может включать в себя один или несколько магнитных переключателей, магнитным путем соединенных с ручкой подачи пара. Один или несколько магнитных переключателей могут определять положение ручки подачи пара.
Ряд вариантов выполнения относится к способу использования машины для приготовления напитков. Напиток может быть кофейным напитком. Способ может включать в себя частичное испарение среды, помещенной внутри бачка, включенного в состав машины и обеспечивающего подачу частично испаренной жидкости в пароперегреватель в сборе, включенный в состав машины. Пароперегреватель в сборе может быть расположен ниже бачка по технологическому потоку. Способ также может включать в себя использование пароперегревателя в сборе для дополнительного испарения среды и подачи дополнительно испаренной среды в питьевую жидкость для нагрева питьевой жидкости. Среда может быть полностью испарена в пароперегревателе в сборе для получения перегретого пара. Питьевая жидкость может включать в себя, без ограничения, молоко.
Как описано на протяжении всей заявки, пароперегреватель в сборе может включать в себя, по меньшей мере, нагревательный элемент и траекторию течения, расположенную вокруг нагревательного элемента. Траектория течения принимает из бачка испаренную среду. Траектория течения может подвергать, по меньшей мере, часть частично испаренной среды воздействию нагревательного элемента, и передача тепла от нагревательного элемента обеспечивает дополнительное испарение частично испаренной среды. В некоторых вариантах выполнения пароперегреватель в сборе также включает в себя спиральный элемент и корпус. Нагревательный элемент, спиральный элемент и корпус образуют, по меньшей мере, часть траектории течения.
В некоторых вариантах выполнения способ также включает в себя варку одного или нескольких шотов эспрессо и подачу нагретой питьевой жидкости в один или несколько шотов эспрессо. По меньшей мере, в одном варианте выполнения способ включает в себя корректировку расхода частично испаренной среды из бачка в пароперегреватель в сборе и регулировку содержания влаги в дополнительно испаренной среды, которая поступает в питьевую жидкость, посредством корректировки температуры части пароперегревателя в сборе. В ряде вариантов выполнения расход частично испаренной среды из бачка в пароперегреватель в сборе корректируют посредством управления одним или несколькими клапанами, расположенными ниже бачка по технологическому потоку и выше пароперегревателя в сборе по технологическому потоку.
Ряд вариантов выполнения относится к одному или нескольким способам получения перегретого пара в эспрессо-машине. По меньшей мере, один из способов может включать в себя получение влажного пара в паровом бачке. Паровой бачок может быть включен в состав эспрессо-машины. Способ также может включать в себя перенос влажного пара из парового бачка в пароперегреватель, включенный в состав эспрессо-машины. Пароперегреватель может включать в себя корпус и траекторию течения в корпусе. Корпус может быть расположен отдельно от парового бачка. В некоторых вариантах выполнения способ включает в себя перегрев влажного пара на траектории течения посредством передачи тепловой энергии, получаемой в корпусе, влажному пару, и подачу перегретого пара пользователю эспрессо-машины.
В некоторых вариантах выполнения способ включает в себя использование эспрессо-машины для предварительного смачивания кофейной массы с первым расходом воды, подаваемой в кофейную массу. Способ также может включать в себя использование эспрессо-машины для варки одного или нескольких шотов эспрессо из предварительно смоченной кофейной массы со вторым расходом воды, подаваемой в предварительно смоченную кофейную массу. Второй расход может быть больше первого расхода. По меньшей мере, в одном варианте выполнения пароперегреватель может включать в себя нагревательный элемент, расположенный внутри корпуса. Часть нагревательного элемента может образовывать, по меньшей мере, часть траектории течения. Когда влажный пар течет по траектории течения, влажный пар находится в непосредственном контакте с нагревательным элементом.
В ряде вариантов выполнения способ может включать в себя корректировку расхода при передаче влажного пара из парового бачка в пароперегреватель. Корректировка расхода может включать в себя использование узла регулирования расхода пара, включенного в состав эспрессо-машины. Элемент управления узла регулирования расхода пара может включать в себя один или несколько магнитов для обеспечения пользователя тактильной связью во время корректировки расхода. Элемент управления узла регулирования расхода пара может включать в себя один или несколько магнитных переключателей для определения положения ручки подачи пара.
В некоторых вариантах выполнения пароперегреватель может включать в себя спиральный элемент, расположенный в корпусе, и нагревательный элемент, расположенный в корпусе. По меньшей мере, в одном варианте выполнения корпус, спиральный элемент и нагревательный элемент расположены концентрично относительно продольной оси корпуса. В ряде вариантов выполнения пароперегреватель включает в себя первую торцевую крышку и вторую торцевую крышку. Первая торцевая крышка может быть расположена на первом продольном конце корпуса. Вторая торцевая крышка может быть расположена на втором продольном конце корпуса.
Ряд вариантов выполнения относится к одному или нескольким способам приготовления напитков. Напиток может быть кофейным напитком, например, без ограничения, латте, капучино и т.п.В некоторых вариантах выполнения напиток может быть чайным напитком, чайным напитком с пряностями и т.п. Способ может включать в себя варку некоторого объема кофе, получение пара и подачу пара в пароперегреватель в сборе. Объем кофе может включать в себя, без ограничения, один или несколько шотов эспрессо. Полученный пар может включать в себя влажный пар. Способ также может включать в себя использование пароперегревателя в сборе для нагрева пара до температуры выше температуры испарения воды при некотором давлении в пароперегревателе в сборе. Например, влажный пар может быть превращен в перегретый пар. Способ также может включать в себя подачу нагретого пара в питьевую жидкость для нагрева питьевой жидкости, например, без ограничения, молока. Кроме того, нагретую питьевую жидкость можно комбинировать с некоторым объемом кофе.
В некоторых вариантах выполнения способ также может включать в себя регулирование расхода нагретого пара, подаваемого пользователю. Регулирование расхода может включать в себя управление клапанами, расположенными между паровым бачком и пароперегревателем в сборе. Паровой бачок может образовывать пар. По меньшей мере, в одном варианте выполнения способ также включает в себя использование термопары для управления температурой нагретого пара, которая выше температуры испарения воды при некотором давлении в пароперегревателе в сборе.
Краткое описание чертежей
Предпочтительные и другие примеры настоящего изобретения подробно описаны ниже со ссылкой на приложенные чертежи:
фиг. 1 - перспективный вид варианта выполнения эспрессо-машины с приводом от насоса, которая обеспечивает получение перегретого пара и соответствует ряду вариантов выполнения, описанных в настоящей заявке;
фиг. 2 - схематический вид варианта выполнения эспрессо-машины с приводом от насоса, которая включает в себя пароперегреватель в сборе, который может обеспечивать получение перегретого пара и соответствует ряду вариантов выполнения;
фиг. 3 - вид в разобранном состоянии пароперегревателя в сборе, который соответствует ряду вариантов выполнения;
фиг. 4А - другой вариант выполнения пароперегревателя в сборе, который соответствует ряду вариантов выполнения;
фиг. 4В - вид в продольном разрезе пароперегревателя в сборе из фиг. 4А;
фиг. 4С - вид в поперечном разрезе пароперегревателя в сборе из фиг. 4А;
фиг. 5А - еще один вариант выполнения пароперегревателя в сборе, который соответствует ряду вариантов выполнения;
фиг. 5В - вид в продольном разрезе пароперегревателя в сборе из фиг. 5А;
фиг. 5С - вид в продольном разрезе еще одного вариант выполнения пароперегревателя в сборе, который соответствует ряду вариантов выполнения;
фиг. 5D - вид в поперечном разрезе пароперегревателя в сборе из фиг. 5С;
фиг. 5Е - еще один вариант выполнения пароперегревателя в сборе, который соответствует ряду вариантов выполнения;
фиг. 5F - еще один вариант выполнения пароперегревателя в сборе, который соответствует ряду вариантов выполнения;
фиг. 6 - часть другого варианта выполнения эспрессо-машины, которая обеспечивает получение перегретого пара и соответствует ряду вариантов выполнения, описанных в настоящей заявке;
фиг. 7А - логическая блок-схема варианта выполнения процесса приготовления кофейного напитка, который соответствует ряду вариантов выполнения, описанных в настоящей заявке;
фиг. 7В - логическая блок-схема варианта выполнения процесса получения перегретого пара во время приготовления кофейного напитка, который соответствует ряду вариантов выполнения, описанных в настоящей заявке.
Осуществление изобретения
Ниже приведено подобное описание различных вариантов выполнения со ссылкой на приложенные чертежи, которые составляют его часть и на которых представлены конкретные варианты выполнения, позволяющие внедрить на практике настоящее изобретение. Однако варианты выполнения могут быть внедрены в большом количестве различных форм и не должны рассматриваться как ограничиваемые до вариантов выполнения, представленных в настоящей заявке; напротив, эти варианты выполнения представлены таким образом, что это описание является всесторонним и полным и полностью передает объем вариантов выполнения специалистам в рассматриваемой области. Таким образом, приведенное ниже описание не является ограничивающим.
На протяжении всего описания и формулы изобретения следующие термины соответствуют значениям, явным образом относящимся к настоящему документу, если контекст ясно не требует иного. Термин «в данном документе» относится к описанию, формуле изобретения и чертежам, относящимся к настоящей заявке. Выражение «в варианте выполнения» в контексте настоящей заявки необязательно относится к одному и тому же варианту выполнения, хотя это и может иметь место. Кроме того, выражение «в другом варианте выполнения» в контексте настоящей заявки необязательно относится другому варианту выполнения, хотя это и может иметь место. Таким образом, как описано ниже, различные варианты настоящего изобретения можно легко комбинировать без отклонения от объема или сущности изобретения.
Кроме того, в контексте настоящей заявки термин «или» соответствует операции включающего «или» и эквивалентен термину «и/или», если контекст ясно не требует иного. Термин «на основе» не является исключительным и может относиться к чему-либо на основе дополнительных неописанных факторов, если контекст ясно не требует иного.
Кроме того, на протяжении всего описания «а», «an» и «the» включают в себя ссылки на множественное число. Термин «в» включает в себя «в» и «на».
В контексте настоящей заявки термин «среда» может относиться к веществу, которое непрерывно деформируется или течет под действием прикладываемых касательных напряжений. Среды могут включать в себя другие состояния вещества помимо твердых состояний. Соответственно, среда может включать в себя без ограничения жидкость или газ. Соответственно, среда может включать в себя парообразное состояние вещества. В некоторых вариантах выполнения среда может включать в себя жидкое состояние вещества.
В контексте настоящей заявки термин «пар с присутствующими в воздухе молекулами воды» может относиться к газообразному состоянию вещества. Термин «испаряться» может относиться к преобразованию твердого или жидкого состояния вещества в состояние вещества в виде пара с присутствующими воздухе молекулами воды или к газообразному состоянию вещества.
В контексте настоящей заявки термин «пар, доведенный до газообразного состояния» может относиться к парообразному или, по меньшей мере, частично парообразному состоянию вещества. Таким образом, термин «пар, доведенный до газообразного состояния» может относиться к газообразному состоянию вещества. Такое парообразное (или частично парообразное) вещество может включать в себя без ограничения воду. Испарение вещества зависит от температуры вещества, давления в веществе и т.п.
В контексте настоящей заявки термин «влажный пар» может относиться к частично парообразному веществу без ограничения до воды. Таким образом, влажный пар является паром, который содержит комбинацию парообразных и непарообразных частиц вещества. Например, влажный пар может содержать парообразные молекулы воды, а также непарообразные молекулы воды. Влажный пар может отличаться фракционным составом непарообразных/парообразных частиц. Например, 3% влажный пар может содержать 97% парообразных молекул воды и 3% молекул воды в жидком состоянии. Таким образом, чем выше концентрация молекул воды в жидком состоянии, тем влажнее пар.
Влажный пар может присутствовать в системе, где часть молекул воды является молекулами воды в жидком состоянии (а другая часть парообразными молекулами воды). Это связано с тем, что молекулам воды было передано недостаточное количество скрытой теплоты для полного испарения всех молекул воды, входящих в систему.
В контексте настоящей заявки термины «сухой пар» и «перегретый пар» могут относиться к полностью парообразному веществу, например, без ограничения, к воде.
Например, сухой пар может содержать 100% или близко к 100% парообразных молекул воды. Это связано с тем, что молекулам воды было передано достаточное количество скрытой теплоты для полного испарения всех молекул воды, входящих в систему.
Таким образом, перегретый пар может содержать больше энергии, чем влажный пар. Соответственно, перегретый пар может передавать энергию (или тепло) без конденсации. Перегретый пар может охлаждаться в известной степени без конденсации.
Способность к передаче сухого или перегретого пара может быть ниже способности к передаче энергии влажного пара. Например, коэффициент теплопередачи перегретого пара может быть меньше коэффициента теплопередачи влажного пара.
Некоторые процессы приготовления различных напитков, например, без ограничения до кофейных напитков, могут использовать пар для нагрева и/или вспенивания питьевой жидкости совместно с одним или несколькими шотами эспрессо. Такие кофейные напитки могут включать в себя капучино, латте, макиато и т.п. Такие питьевые жидкости, которые можно нагревать и/или вспенивать с помощью перегретого пара, могут включать в себя, без ограничения, натуральное молоко, соевое молоко, рисовое молоко, миндальное молоко, конопляное молоко, кокосовое молоко, молоко из кешью и т.п.
В различных вариантах выполнения, описанных в настоящей заявке, используемый пара может быть перегретым паром. По меньшей мере, в одном варианте выполнения используемый пар может включать в себя сухой пар. Использование перегретого пара для нагрева и/или вспенивания питьевой жидкости может быть более преимущественным, чем использование влажного пара во время приготовления напитков, включая сюда без ограничения кофейные напитки, чайные напитки, чайные напитки с пряностями и т.п. В некоторых вариантах выполнения использование перегретого пара для нагрева и/или вспенивания питьевой жидкости может быть более преимущественным, чем использование влажного пара во время приготовления напитков.
Например, при использовании перегретого пара для вспенивания молока вспененное молоко получается значительно более легким, кремообразным, и более сладким, чем молоко, вспененное с помощью влажного пара. По меньшей мере, по той причине, что влажный пар содержит непарообразную воду, использование влажного пара разбавляет и увеличивает массу (или плотность) парового и/или вспененного молока. Кроме того, влажный пар конденсирует в большей степени, чем сухой и/или перегретый пар во время передачи энергии молоку. Таким образом, молоко, вспененное с помощью влажного пара, дополнительно разбавляется по сравнению с молоком, вспененным с помощью сухого и/или перегретого пара, который конденсирует в меньшей степени, чем влажный пар.
Соответственно, масса или плотность молока, вспененного с помощью перегретого пара, будет меньше по сравнению с молоком, вспененным с помощью влажного пара. Кроме того, поскольку перегретый пар не разбавляет водой вспененное молоко, это молоко, вспененное перегретым паром, выглядит более кремообразным, чем молоко, вспененное с помощью влажного пара. Более кремообразные свойства включают в себя более кремообразный внешний вид, большее ощущение кремоообразного вкуса, а также вкусовое впечатление от молока, как от кремообразного продукта. Кроме того, молоко, вспененное с помощью перегретого пара, является более сладким, чем молоко, вспененное с помощью влажного пара. Перегретый пар может высвобождать в молоке больше сахара по сравнению с влажным паром.
Соответственно, по меньшей мере, в некоторых вариантах выполнения, молоко с более низкой жирностью можно вспенивать с помощью перегретого пара, обеспечивая при этом вкус, внешний вид и «вкусовое впечатление» как от вспененного молока большей жирности. Например, латте можно приготовить с использованием обезжиренного молока, вспененного с помощью перегретого пара, и, фактически, потребитель может ощущать, что он пьет латте, приготовленный с использованием парового и/или вспененного 1% молока. Сходным образом, напиток с пряностями можно приготовить с использованием 2% молока, вспененного с помощью перегретого пара, и, фактически, потребитель может ощущать, что он пьет напиток с пряностями, приготовленный с использованием парового и/или вспененного цельного молока. В качестве еще одного примера можно привести капучино, приготовленный с использованием 1% молока, вспененного с помощью перегретого пара, и, фактически, потребитель может ощущать, что он пьет капучино, приготовленный с использованием парового и/или вспененного 2% молока.
Различные варианты выполнения узлов, систем и эспрессо-машин, описанные в настоящей заявке, обеспечивают получение, по меньшей мере, перегретого пара и/или сухого пара для нагрева и/или вспенивания питьевого напитка совместно со сваренным эспрессо для приготовления кофейных напитков. Кроме того, различные способы приготовления кофейных напитков и/или использования эспрессо-машин, описанные в настоящей заявке, могут предусматривать использование, по меньшей мере, перегретого пара и/или сухого пара.
Помимо преимуществ использования перегретого и/или сухого пара для приготовления эспрессо-напитков особую важность может иметь вкусовая характеристика шота эспрессо. Вкусовая характеристика шота эспрессо зависит от многих факторов, связанных с эспрессо-машиной, кофейной массой и процессом варки, используемым для приготовления шота. Такие факторы включают в себя степень помола кофейных зерен, температуру, давление и объем воды, принудительно проходящий через кофейную массу, а также время, в течение которого вода контактирует с кофейной массой, и распределение воды в кофейной массе. Медленное и полное предварительное смачивание кофейной массы перед принудительной подачей нагретой воды под давлением через кофейную массу может значительно повысить качество и сложность вкусовой характеристики шота. Кофейные зерна, используемые для приготовления эспрессо, могут содержать углекислый газ и другие газы, которые могут влиять на вкусовую характеристику шота эспрессо. Некоторые из этих газов могут захватываться зернами во время процесса обжарки. Целые кофейные зерна обжаривают перед помолом зерен и варкой эспрессо и приготовлением других кофейных напитков из молотых зерен. Для получения некоторых характерных оттенков, относящихся к кофе, требуется процесс обжарки, предусматривающий нагрев зерен. Во время процесса обжарки внутри пор кофейных зерен может образовываться углекислый газ.
Медленное и полное смачивание кофейной массы водой перед варкой эспрессо может обеспечить высвобождение углекислого газа из молотых кофейных зерен. После высвобождения или выхода, по меньшей мере, части углекислого газа из молотых кофейных зерен бариста может помолоть зерна значительно мельче, чем это было бы возможно в ином случае. Многие потребители ощущают большую и более сложную вкусовую характеристику шота эспрессо, если кофейная масса была полностью предварительно смочена перед процессом варки при максимальном давлении, поскольку более мелко молотый кофе имеет увеличенную площадь поверхности, что ведет к экстракции большего количества кофейных масел, увеличивающих вкусовое впечатление и уменьшающих присутствие горечи в эспрессо.
Варка одного или нескольких шотов эспрессо может включать в себя некоторое количество фаз. Например, варка шота эспрессо может включать в себя, по меньшей мере, фазу предварительной варки и фазу экстракции. Расход воды, подаваемой в кофейную массу можно контролировать, регулировать и варьировать во время выполнения каждой из фаз, включенной в процесс варки. Патентная заявка США №14/015,823, зарегистрированная 30 августа 2013 г. и озаглавленная «СИСТЕМА, СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА В ЭСПРЕССО-МАШИНЕ», содержание которой включено в настоящую заявку посредством ссылки, описывает различные варианты выполнения контроля, регулирования и варьирования расхода воды во время многофазного процесса варки эспрессо. Кроме того, патентная заявка США №14/580,665, зарегистрированная 23 декабря 2013 г. и озаглавленная «СИСТЕМА, СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА В ЭСПРЕССО-МАШИНЕ», содержание которой включено в настоящую заявку посредством ссылки, описывает различные варианты выполнения контроля, регулирования и варьирования расхода воды во время многофазного процесса варки эспрессо. Эспрессо-машины
На фиг. 1 показан перспективный вид варианта выполнения эспрессо-машины 100 с приводом от насоса, которая вырабатывает перегретый пар и пригодна для различных вариантов выполнения, описанных в настоящей заявке. По меньшей мере, в одном варианте выполнения эспрессо-машина 100 может вырабатывать сухой пар. Эспрессо-машина на фиг. 1 может включать в себя сходные признаки, компоненты и/или функциональные возможности различных вариантов выполнения, описанных в настоящей заявке, включая сюда, без ограничения, эспрессо-машину 200 из фиг. 2 или эспрессо машину 600 на фиг. 6.
На фиг. 1 показана эспрессо-машина 100, имеющая паровую трубку 102, причем эспрессо-машина 100 может подавать сжатый пар через, по меньшей мере, одно отверстие для пара (не показано), расположенное на дальнем конце паровой трубки 102. Паровая трубка 102 может подавать вырабатываемый перегретый и/или сухой пар через, по меньшей мере, одно отверстие для пара. В некоторых из ряда вариантов выполнения, по меньшей мере, часть дальнего конца паровой трубки, включающая в себя одно или несколько отверстий для пара, может быть погружена в объем питьевой жидкости, например, без ограничения, натуральное молоко, соевое молоко, рисовое молоко, миндальное молоко и т.п.Объем питьевой жидкости может быть помещен в чашку для пропускания пара (не показана).
Перегретый и/или сухой пар, подаваемый в питьевую жидкость через одно или несколько отверстий для пара, может пропаривать, вспенивать и/или нагревать питьевую жидкость, используемую для приготовления эспрессо-напитка, такого как латте или капучино. В некоторых из ряда вариантов выполнения положение паровой трубки 102 можно регулировать посредством ее поворачивания.
Как описано на протяжении всего документа, расход перегретого и/или сухого пара через паровую трубку 102 и одно или несколько отверстий для пара можно регулировать с помощью ручки 104 подачи пара. В некоторых из ряда вариантов выполнения расход пара через, по меньшей мере, одно отверстие для пара можно варьировать между максимальным расходом пара и перекрыванием подачи пара. По меньшей мере, в одном варианте выполнения расход пара может зависеть от положения ручки 104 подачи пара. По меньшей мере, в одном варианте выполнения пользователь эспрессо-машины 100 или бариста может изменять положение ручки 104 подач пара посредством ее поворачивания для управления расходом пара через паровую трубку 102 и, по меньшей мере, одно отверстие для пара.
В некоторых вариантах выполнения эспрессо-машина 100 включает в себя пароперегреватель в сборе (не показан на фиг. 1) для получения перегретого и/или сухого пара. Эспрессо-машина 100 может включать в себя пароперегреватель в сборе, по меньшей мере, сходный с любым из ряда вариантов выполнения, описанных в настоящей заявке, включая сюда, без ограничения, пароперегреватель 250, 300, 400, 500 или 650 в сборе из фиг. 2-6, соответственно.
В некоторых вариантах выполнения эспрессо-машина 100 может включать в себя варочную чашу 106 в сборе. По меньшей мере, в одном варианте выполнения нагретую воду под давлением подают в кофейную массу через варочную чашу 106 в сборе. Варочная чаша 106 в сборе может включать в себя, по меньшей мере, один распылитель (не показан). Распылитель может включать в себя, по меньшей мере, одно отверстие, мерное отверстие или клапан, из которого принудительно подают и вытесняют воду под давлением. Распылитель может быть выполнен и установлен таким образом, чтобы подавать объем воды в кофейную массу в виде струи или брызг сходным образом с соплом в сборе.
С нижней стороны варочной чаши 106 в сборе может быть присоединен с возможностью поворачивания портафильтр 110 в сборе. По меньшей мере, в одном из ряда вариантов выполнения бариста может присоединять портафильтр 110 в сборе к нижней стороне варочной чаши 106 в сборе посредством прикладывания вращательного усилия к ручке 112 портафильтра.
По меньшей мере, в одном варианте выполнения портафильтр 110 в сборе может содержать корзину для кофейной массы (не показана). В некоторых вариантах выполнения корзина для кофейной массы может быть корзиночным фильтром, в котором помещена кофейная масса. Соответственно, по меньшей мере, в одном варианте выполнения варочная чаша 106 в сборе может подавать нагретую воду под давлением через, по меньшей мере, распылитель (не показан) в кофейную массу, помещенную в корзину для кофейной массы, входящую в состав портафильтра 110 в сборе и присоединенную к варочной чаше 106 в сборе. В некоторых вариантах выполнения корзина для кофейной массы может обеспечивать течение, по меньшей мере, части воды, подаваемой варочной чашей 106 в сборе, но ограничивает течение кофейной массы.
В некоторых из ряда вариантов выполнения нагретая вода под давлением может течь из варочной чаши 106 в сборе в портафильтр 110 в сборе, и за счет, по меньшей мере, давления, по меньшей мере, часть нагретой воды под давлением может принудительно вытесняться или экстрагироваться через кофейную массу, помещенную в корзину для кофейной массы, находящуюся внутри портафильтра 110 в сборе. Эспрессо может экстрагироваться через корзиночный фильтр и вытекать из портафильтра 110 в сборе через, по меньшей мере, одно отверстие в портафильтре (не показано), расположенное на нижней стороне портафильтра 110 в сборе. Приготовленный эспрессо можно собирать в шот-стакан для эспрессо (не показан), установленный на каплесборнике 114.
Некоторые варианты выполнения эспрессо-машины 100 могут включать в себя варочные манометры 118, которые могут указывать или обеспечивать считывание давления нагретой воды под давлением, по меньшей мере, в некоторый момент, по меньшей мере, в одной линии течения напитка (не показано), включенной в состав эспрессо-машины 100. В некоторых вариантах выполнения варочный манометр может указывать давление внутри портафильтра 110 в сборе и между распылителем и кофейной массой. По меньшей мере, в одном варианте выполнения варочный манометр 118 может быть аналоговым манометром. В некоторых вариантах выполнения варочный манометр 118 может быть цифровым манометром. Эспрессо-машина 100 может включать в себя источник 116 подачи воды, который подает воду в эспрессо-машину 100. Вода от источника 116 подачи воды может нагреваться и нагнетаться эспрессо-машиной 100 и использоваться для получения эспрессо и/или пара. В некоторых вариантах выполнения источник 116 воды может включать в себя фильтр для воды.
По меньшей мере, в одном из ряда вариантов выполнения эспрессо-машина 100 может включать в себя варочную ручку 108. Варочная ручка 108 может использоваться для управления процессом варки эспрессо. По меньшей мере, в одном из ряда вариантов выполнения процесс варки эспрессо может включать в себя, по меньшей мере, две фазы: фазу предварительной варки и фазу экстракции. Две указанные фазы могут быть отличающимися и/или независимыми фазами. Две указанные фазы могут быть упорядочены по времени, причем фаза предварительной варки выполняется до фазы экстракции.
По меньшей мере, в одном варианте выполнения варочную ручку 108 можно использовать для инициирования процесса варки эспрессо. В некоторых из ряда вариантов выполнения варочную ручку 108 можно использовать для инициирования фазы предварительной варки процесса варки. В некоторых из ряда вариантов выполнения варочную ручку 108 можно использовать для перехода во время процесса варки эспрессо от фазы предварительной варки к фазе экстракции. По меньшей мере, в одном из ряда вариантов выполнения варочную ручку 108 можно использовать для завершения процесса варки эспрессо, включая сюда, по меньшей мере, окончание фазы экстракции.
Эспрессо-машина 100 может включать в себя процессор или процессорное устройство (не показано). В некоторых вариантах выполнения процессорное устройство может, по меньшей мере, управлять, по меньшей мере, частью процесса варки эспрессо. В некоторых вариантах выполнения процессорное устройство может, по меньшей мере, регулировать или управлять расходом во время процесса варки эспрессо. По меньшей мере, в одном варианте выполнения процессорное устройство может управлять или регулировать, по меньшей мере, один клапан, например, без ограничения, пропорциональный клапан, включенный в состав эспрессо-машины 100. Клапан может использоваться для регулирования расхода перегретого пара через паровую трубку 102.
В некоторых вариантах выполнения эспрессо-машина 100 может включать в себя один или несколько расходомеров (не показано). Один или несколько расходомеров могут обеспечивать измерение расхода воды через одну или несколько групп варки. Один или несколько расходомеров могут обеспечивать измерение объема воды, текущей во время, по меньшей мере, части процесса варки эспрессо.
На фиг. 2 схематически показан вариант выполнения эспрессо-машины 200 с приводом от насоса, которая включает в себя пароперегреватель 250, который может обеспечивать получение перегретого пара и соответствует ряду вариантов выполнения.
В ряде вариантов выполнения эспрессо-машина 200 может включать в себя источник 222 питания. Как показано пунктирными соединительными линиями, источник 222 питания может обеспечивать, по меньшей мере, часть электропитания, необходимого для работы различных компонентов и/или узлов эспрессо-машины 200, таких как источник 224 нагрева для варки, источник 228 нагрева пара, средства управления для узла 208 расхода для варки и насос 226. В некоторых вариантах выполнения источник 222 питания может обеспечивать, по меньшей мере, электроэнергию, по меньшей мере, для одного из узлов, к которым относятся узел 236 регулирования расхода для варки, узел 238 регулирования расхода пара и средства управления для узла 204 регулирования расхода и получения пара. В контексте фиг. 2 пунктирные соединительные линии используются для иллюстрации, по меньшей мере, электрического соединения и электрической связи компонентов. Электрическое соединение может включать в себя возможность распределения электроэнергии и/или электрических сигналов, которые могут обеспечивать управление различными компонентами или их функционирование. Также в контексте фиг. 2 направляющие сплошные соединительные линии используются для иллюстрации, по меньшей мере, связи компонентов по текучей среде и/или давлению.
В некоторых вариантах выполнения эспрессо-машина 200 может включать в себя источник 216 воды. Источник 216 воды может подавать воду к насосу 226. В некоторых вариантах выполнения насос 226 может перекачивать, по меньшей мере, часть воды, подаваемой источником 216 воды, в варочный бачок 230, в котором перекачиваемая вода может нагреваться, нагнетаться и использоваться для варки эспрессо. В некоторых вариантах выполнения насос 226 может перекачивать воду в паровой бачок 234, где перекачиваемая вода может использоваться для получения перегретого пара, используемого для приготовления некоторых кофейных напитков. В некоторых вариантах выполнения источник 216 воды может включать в себя, по меньшей мере, фильтр воды. По меньшей мере, в одном из ряда вариантов выполнения варочный бачок 230 и паровой бачок 234 могут получать воду от отдельных и/или независимых источников воды и/или отдельных насосов. По меньшей мере, в одном варианте выполнения варочный бачок 230 и паровой бачок 234 могут получать воду от одного и того же источника воды и/или одного и того же насоса.
В некоторых вариантах выполнения насос 226 может обеспечивать, по меньшей мере, часть давления, необходимого для повышения давления воды, хранящейся в варочном бачке 230. В некоторых вариантах выполнения в состав эспрессо-машины 200 может быть включено некоторое количество насосов. По меньшей мере, в одном варианте выполнения, по меньшей мере, один насос может быть предназначен для повышения давления воды, хранящейся в варочном бачке 230. Сходным образом, насос 226 может обеспечивать, по меньшей мере, часть давления, необходимого для повышения давления воды, хранящейся в паровом бачке 234. По меньшей мере, в одном варианте выполнения, по меньшей мере, один насос может быть предназначен для повышения давления воды, хранящейся в паровом бачке 234.
По меньшей мере, в одном варианте выполнения эспрессо-машина 200 может включать в себя источник 224 нагрева для варки. Источник 224 нагрева для варки может обеспечивать, по меньшей мере, часть тепловой энергии, необходимой для нагрева воды, подаваемой источником 216 воды. По меньшей мере, часть воды, нагреваемой источником 224 нагрева для варки, может храниться внутри варочного бачка 230. По меньшей мере, в одном варианте выполнения источник 224 нагрева для варки может быть расположен в варочном бачке 230. В некоторых из ряда вариантов выполнения источник 224 нагрева для варки может включить в себя резистивный элемент, такой как резистивная катушка, или нагревательный элемент другого типа.
Некоторые варианты выполнения эспрессо-машины 200 могут включать в себя источник 228 нагрева пара. Источник 228 нагрева пара может обеспечивать, по меньшей мере, часть тепловой энергии, необходимой для получения пара внутри парового бачка 234. По меньшей мере, в одном варианте выполнения источник 228 нагрева пара может быть расположен внутри парового бачка 234. В некоторых из ряда вариантов выполнения источник 228 нагрева пара может включать в себя резистивный элемент, такой как резистивная катушка, или нагревательный элемент другого типа.
В ряде вариантов выполнения внутри парового бачка 234 может образовываться влага в результате переноса тепловой энергии от источника 228 нагрева пара к воде под давлением внутри парового бачка 234. Образование влажного пара внутри парового бачка 234 может увеличивать давление внутри парового бачка 234. Образование влажного пара внутри парового бачка 234 может включать в себя частичное испарение молекул воды, хранящейся внутри парового бачка 234.
Влажный пар, образующийся в паровом бачке 234, может течь в пароперегреватель 250. Пароперегреватель 250 использует полученный влажный пар для выработки перегретого пара. По меньшей мере, в одном варианте выполнения, по меньшей мере, часть пара, получаемого из влажного пара в пароперегревателе 250, может быть сухим паром. На протяжении всей настоящей заявки приведено описание ряда вариантов выполнения пароперегревателей в сборе. Например, на протяжении всей настоящей заявки приведено описание ряда вариантов выполнения пароперегревателей в сборе, например, без ограничения, со ссылкой на фиг. 3-5В. Однако, говоря вкратце, пароперегреватель 250 в сборе может передавать тепло влажному пару для полного испарения влажного пара, образующегося в паровом бачке 234, для получения сухого пара. Кроме того, пароперегреватель 250 в сборе может передавать дополнительное тепло сухому пару для повышения температуры выше границы жидкость/пар при конкретном давлении в пароперегревателе 250 в сборе для получения перегретого пара.
Таким образом, пароперегреватель в сборе получает влажный пар через впуск пара пароперегревателя 250 в сборе и обеспечивает или выпускает перегретый пар через выпуск пара из пароперегревателя 250 в сборе. По меньшей мере, часть пара, выпускаемого через выпуск пара пароперегревателя 250 в сборе, может быть сухим паром.
Перегретый и/или сухой пар, получаемый с помощью пароперегревателя 250 в сборе, вытекает из эспрессо-машины 200 через выпуск 202 пара. Например, выпуск 202 пара может быть включен в состав паровой трубки 102 эспрессо-машины 100 из фиг. 1. Выпуск 202 пара может включать в себя одно или несколько отверстий для пара в паровой трубке 102. Перегретый и/или сухой пар, выходящий через выпуск 202 пара, может использоваться для нагрева, пропаривания и/или вспенивания питьевой жидкости для приготовления одного или нескольких напитков, включая сюда, без ограничения, кофейные напитки, чайные напитки, чайные напитки с пряностями и т.п.
Расход, при котором влажный пар поступает в пароперегреватель 250 в сборе, можно регулировать с помощью узла 238 регулирования расхода пара. Следует отметить, что узел регулирования расхода пара также регулирует расход перегретого и/или сухого пара в эспрессо-машине 200 через выпуск 202 пара. Узел 238 регулирования расхода пара может включать в себя клапан, например, без ограничения, пропорциональный клапан. Узел 238 регулирования расхода пара может управляться с помощью средств управления для узла 204 регулирования расхода и получения пара. Например, средства управления для узла 204 регулирования расхода и получения пара могут включать в себя, без ограничения, ручку 104 подачи пара эспрессо-машины из фиг. 1. Сходным образом средства управления для узла 204 регулирования расхода и получения пара могут регулировать температуру получаемого перегретого пара.
По меньшей мере, в одном варианте выполнения средства управления для узла 204 регулирования расхода и получения пара могут включать в себя один или несколько контроллеров. В некоторых вариантах выполнения контроллер может быть процессорным устройством, например, микроконтроллером, микропроцессором, центральным процессором (ЦП) и т.п.Контроллер может включать в себя логическое устройство, например, без ограничения, заказную специализированную интегральную схему (ASIC), программируемую логическую интегральную схему (FPGA) и т.п.В ряде вариантов выполнения средства управления для узла 204 регулирования расхода и получения пара могут включать в себя одну или несколько термопар.
Узел 238 регулирования расхода пара может регулировать расход влажного пара из парового бачка 234. Таким образом, как показано на фиг. 2, узел 238 регулирования расхода пара может быть расположен ниже парового бачка 234 по технологическому потоку. Пароперегреватель 250 в сборе может быть расположен ниже парового бачка 234 по технологическому потоку. Кроме того, как показано на фиг. 2, узел 238 регулирования расхода пара может быть расположен выше пароперегревателя 250 в сборе по технологическому потоку. Соответственно, узел 238 регулирования расхода пара может быть расположен между паровым бачком 234 и пароперегревателем 250 в сборе. По меньшей мере, в одном варианте выполнения узел 238 регулирования расхода пара может быть расположен ниже пароперегревателя 250 в сборе по технологическому потоку.
По меньшей мере, в одном варианте выполнения эспрессо-машина 200 может включать в себя один или несколько датчиков 252 давления пара и температуры. Датчики 252 давления пары и температуры могут указывать давление, по меньшей мере, в некоторый момент между паровым бачком 234 и выпуском 202 пара. По меньшей мере, в одном варианте выполнения датчики 252 давления пары и температуры могут указывать температуру перегретого пара, выходящего из выпуска 202 пара.
По меньшей мере, в некоторых вариантах выполнения варочный бачок 230 может хранить нагретую воду под давлением. Во время, по меньшей мере, части процесса варки эспрессо, по меньшей мере, часть нагретой воды под давлением, хранящейся в варочном бачке 230, может течь ниже варочного бачка 230 по технологическому потоку в кофейную массу, находящуюся в полости 220 для кофейной массы, и затем к выпуску 240 эспрессо. По меньшей мере, в одном варианте выполнения, по меньшей мере, часть нагретой воды под давлением может течь через распылитель 225 ниже по технологическому потоку перед достижением полости 220 для кофейной массы. В некоторых вариантах выполнения распылитель 225 может иметь, по меньшей мере, одно отверстие или мерное отверстие. В некоторых вариантах выполнения распылитель 225 может иметь сопло и/или клапан. В некоторых вариантах выполнения диаметр отверстия или мерного отверстия распылителя 225 может составлять 0,5-1,0 мм. По меньшей мере, в некоторых вариантах выполнения диаметр отверстия или мерного отверстия может составлять приблизительно 0,7 мм. По меньшей мере, в одном варианте выполнения распылитель 225 может отличаться, по меньшей мере, размером элемента отверстия или мерного отверстия.
По меньшей мере, в одном из ряда вариантов выполнения полость 220 для кофейной массы может быть включена в состав портафильтра в сборе, например, портафильтра 110 в сборе из фиг. 1. По меньшей мере, в нескольких вариантах выполнения паровой бачок 234 может хранить сжатый пар. В некоторых вариантах выполнения, по меньшей мере, часть пара, хранящегося в паровом бачке 234, может течь из парового бачка 234 к выпуску 202 пара.
По меньшей мере, в одном варианте выполнения эспрессо-машина 200 может содержать один или несколько датчиков 218 давления и температуры варки. Датчики 218 давления и температуры варки могут указывать давление, по меньшей мере, в некоторый момент между насосом 226 и полостью 220 для кофейной массы. По меньшей мере, в одном варианте выполнения датчик давления варки может указывать давление ниже распылителя 225 по технологическому потоку и выше кофейной массы по технологическому потоку. Датчики 218 давления и температуры варки могут указывать температуру, по меньшей мере, в некоторый момент между насосом 226 и полостью 220 для кофейной массы.
По меньшей мере, в одном варианте выполнения эспрессо-машина 200 может содержать датчик 232 давления парового бачка. Датчик 232 давления пара может указывать давление, по меньшей мере, в некоторый момент между насосом 226 и выпуском 202 пара. По меньшей мере, в одном варианте выполнения датчик 232 давления пара может быть аналоговым датчиком. В некоторых вариантах выполнения датчик 232 давления пара может быть цифровым датчиком.
По меньшей мере, в одном варианте выполнения эспрессо-машина 200 может содержать узел 236 регулирования расхода для варки. В некоторых вариантах выполнения узел 236 регулирования расхода для варки может быть расположен выше варочного бачка 230 по технологическому потоку. Во время, по меньшей мере, части процесса варки эспрессо вода может течь от насоса 226 и через узел 236 регулирования расхода для варки перед достижением варочного бачка 230. По меньшей мере, в одном другом варианте выполнения узел 236 регулирования расхода для варки может быть расположен ниже варочного бачка 230 по технологическому потоку, но выше распылителя 225 по технологическому потоку.
По меньшей мере, в одном из ряда вариантов выполнения узел 236 регулирования расхода для варки может регулировать или ограничивать расход нагретой воды под давлением, поступающей в полость 220 для кофейной массы, во время, по меньшей мере, части процесса варки эспрессо. По меньшей мере, в одном из ряда вариантов выполнения распылитель 225 может регулировать или ограничивать расход нагретой воды под давлением, поступающей в полость 220 для кофейной массы, во время, по меньшей мере, части процесса варки эспрессо.
В полости 220 для кофейной массы вода с регулируемым расходом может воздействовать на кофейную массу, находящуюся в полости. В некоторых вариантах выполнения, по меньшей мере, часть воды с регулируемым расходом, подаваемой в кофейную массу, может предварительно смачивать кофейную массу. По меньшей мере, часть воды с регулируемым расходом, подаваемой в кофейную массу, может экстрагироваться через предварительно смоченную кофейную массу для получения эспрессо. В некоторых вариантах выполнения, по меньшей мере, часть экстрагированного эспрессо может выходить из эспрессо-машины 200 через выпуск 240 эспрессо. По меньшей мере, в одном варианте выполнения выпуск 240 эспрессо может содержать, по меньшей мере, отверстие портафильтра, например, отверстие портафильтра, описанное в контексте фиг. 1. Полученный эспрессо может течь из эспрессо-машины 200 через отверстие портафильтра.
По меньшей мере, в одном варианте выполнения узел 236 регулирования расхода для варки может регулировать с возможностью корректировки расход нагретой воды под давлением, текущей в полость 220 для кофейной массы. Ниже со ссылкой на фиг. 3-6 подробно описан ряд вариантов выполнения узла 236 регулирования расхода для варки. Однако, говоря вкратце, по меньшей мере, в одном варианте выполнения узел 236 регулирования расхода для варки может содержать, по меньшей мере, одну траекторию течения, где расход воды, которая течет в узел 236 регулирования расхода для варки и из него, можно регулировать, корректировать или контролировать иным образом. По меньшей мере, в одном варианте выполнения регулирование, корректировка или иное управление расходом воды, поступающей в узел 236 регулирования расхода для варки и из него, может регулировать, корректировать или иным образом управлять расходом воды для варки, поступающей в кофейную массу во время процесса варки эспрессо. По меньшей мере, в одном варианте выполнения регулирование, корректировка или иное управление расходом воды, поступающей в узел 236 регулирования расхода для варки и из него, может регулировать, корректировать или иным образом управлять давлением воды, поступающей в кофейную массу во время процесса варки эспрессо.
В некоторых вариантах выполнения узел 236 регулирования расхода для варки может включать в себя некоторое количество траекторий течения, где расход воды под давлением для каждой отдельной траектории течения из некоторого количества траекторий течения можно регулировать, корректировать или контролировать иным образом. В некоторых вариантах выполнения некоторое количество траекторий течения может включать в себя независимые траектории течения. По меньшей мере, в одном из ряда вариантов выполнения, по меньшей мере, часть некоторого количества траекторий течения может включать в себя параллельные траектории течения. В некоторых вариантах выполнения независимые траектории течения могут варьироваться в отношении как поперечных, так и продольных размеров и/или форм. В некоторых вариантах выполнения независимые траектории течения могут варьироваться в отношении поперечного диаметра или площади поперечного сечения. По меньшей мере, в одном варианте выполнения расход через узел 236 регулирования расхода для варки может включать в себя сумму, по меньшей мере, части отдельных расходов каждой из некоторого количества траекторий течения.
Пароперегреватели в сборе
На фиг. 3 показан вид в разобранном состоянии пароперегревателя 300 в сборе, который соответствует ряду вариантов выполнения. Пароперегреватель 300 в сборе может использоваться в любом из ряда вариантов выполнения, описанных в настоящей заявке, для получения перегретого и/или сухого пара. Например, ряд вариантов выполнения пароперегревателя 300 в сборе может быть включен в любую из эспрессо-машин, описанных в настоящей заявке, включая сюда, без ограничения, эспрессо-машину 100 из фиг. 1, эспрессо-машину 200 из фиг. 2 или эспрессо-машину 600 из фиг. 6. Пароперегреватель 300 в сборе можно использовать в любом из ряда вариантов выполнения процесса, описанных в настоящей заявке, для получения перегретого и/или сухого пара, включая сюда, без ограничения, процесс 700 из фиг. 7А или процесс 750 из фиг. 7В.
Пароперегреватель 300 в сборе может включать в себя корпус 310 пароперегревателя, нагревательный элемент 320 и один или несколько спиральных элементов 330. Корпус 310 пароперегревателя может быть, по существу, трубчатой формы. В некоторых вариантах выполнения корпус 310 пароперегревателя может быть, по существу цилиндрическим кожухом, имеющим продольную ось. Трубчатый корпус или цилиндрический кожух ограничивают внутреннюю полость корпуса 310 пароперегревателя. Корпус пароперегревателя может включать в себя первый фланец 316 на первом продольном конце трубчатого или цилиндрического кожуха и второй фланец 318 на втором продольном конце трубчатого или цилиндрического кожуха. Как показано на фиг. 3, первый и второй продольные концы корпуса 310 пароперегревателя могут быть открытыми концами для размещения, по меньшей мере, нагревательного элемента 320 и спирального элемента 330. Корпус 310 пароперегревателя может иметь продольную ось, продолжающуюся между первым и вторым продольными концами корпуса 310 пароперегревателя.
Продольная длина корпуса 310 пароперегревателя может быть, по существу, эквивалентна расстоянию между первым и вторым продольными концами корпуса 310 пароперегревателя. Продольная длина корпуса 310 пароперегревателя может составлять приблизительно 4 дюйма. Другие варианты выполнения не ограничиваются, и продольная длина может быть любой длиной на основе, без ограничения, таких факторов, как требуемые расход, давление, температура и т.п. получаемого перегретого пара. Диаметр корпуса 310 пароперегревателя может составлять приблизительно 0,75 дюйма. Однако другие варианты выполнения не ограничиваются, и диаметр может быть любым диаметром на основе, без ограничения, таких факторов, как требуемые расход, давление, температура и т.п. получаемого перегретого пара. В ряде вариантов выполнения толщина цилиндрического кожуха или трубки корпуса 310 пароперегревателя может приблизительно составлять 0,1-0,2 дюйма. Однако другие варианты выполнения не ограничиваются, и толщина может быть любой толщиной меньше половины диаметра корпуса 310 пароперегревателя на основе, без ограничения, таких факторов, как требуемые расход, давление, температура и т.п. получаемого перегретого пара.
Корпус 310 пароперегревателя может быть изготовлен из любого материала, включая, без ограничения, металл. По меньшей мере, в одном варианте выполнения материал может быть выбран таким образом, чтобы уменьшить теплопередачу за переделы пароперегревателя 300 в сборе. Выбор материала может быть сделан на основе, без ограничения, таких факторов, как требуемые расход, давление, температура и т.п. получаемого перегретого пара. Форма поперечного сечения корпуса 310 пароперегревателя (и внутренней полости) является круглой в некоторых вариантах выполнения. Другие варианты выполнения не ограничиваются, и форма сечения каждого корпуса 310 пароперегревателя и соответствующей внутренней полости может быть любой формой, включая сюда, без ограничения, эллиптическую, прямоугольную, квадратную, треугольную и т.п. форму.
Корпус 310 пароперегревателя имеет впуск 312 пара или впускное отверстие и выпуск 314 пара или выпускное отверстие. В некоторых вариантах выполнения впуск 312 пара и выпуск 314 пара могут быть расположены на боковой поверхности корпуса 310 пароперегревателя, так что каждый из впуска/выпуска 312/314 пара, по существу, перпендикулярен каждому из первого и второго продольных концов корпуса 310 пароперегревателя. В некоторых вариантах выполнения впуск 312 пара расположен ближе к первому продольному концу корпуса 310 пароперегревателя, чем ко второму продольному концу корпуса 310 пароперегревателя. По меньшей мере, в одном варианте выполнения впуск 312 пара расположен, по существу, рядом с первым продольным концом корпуса 310 пароперегревателя. В некоторых вариантах выполнения выпуск 314 пара расположен ближе ко второму продольному концу корпуса 310 пароперегревателя, чем к первому продольному концу корпуса 310 пароперегревателя. По меньшей мере, в одном варианте выполнения выпуск 314 пара расположен, по существу, рядом со вторым продольным концом корпуса 310 пароперегревателя. Как показано на фиг. 3, в некоторых вариантах выполнения впуск 312 пара и выпуск 314 пара, по существу, расположены на одной прямой на боковой поверхности корпуса 310 пароперегревателя.
Нагревательный элемент 320 может быть, по существу, стержневидным нагревательным элементом. Как показано на фиг. 3, форма нагревательного элемента 320 может, по существу, сопрягаться с формой корпуса 310 пароперегревателя. Соответственно, поперечное сечение нагревательного элемента может принимать любую форму, включая сюда, без ограничения, круглую, эллиптическую, квадратную, прямоугольную, треугольную и т.п. форму. Поскольку нагревательный элемент 320 расположен во внутренней полости корпуса 310 пароперегревателя, продольная длина нагревательного элемента 320 может быть близка к продольной длине корпуса 310 пароперегревателя, но немного меньше этой длины. Сходным образом, площадь поперечного сечения нагревательного элемента 320 может быть меньше площади поперечного сечения внутренней полости корпуса 310 пароперегревателя.
Нагревательный элемент 320 содержит основание 324, в котором могут быть помещены электронные компоненты. По меньшей мере, стержнеобразная часть нагревательного элемента 320 может генерировать тепловую энергию. В ряде вариантов выполнения стержнеобразная часть нагревательного элемента 320 может включать в себя резистивный нагреватель, который генерирует тепло с помощью электрического сопротивления. Нагревательный элемент 320 может включать в себя один или несколько проводов для передачи электрических сигналов нагревательному элементу 320. Например, один или несколько проводов 322 могут подавать питание нагревательному элементу. Несмотря на то, что это не показано на фиг. 3, в ряде вариантов выполнения пароперегреватель в сборе, например, без ограничения, пароперегреватель 300 в сборе, может включать в себя одну или несколько термопар для определения температуры нагревательного элемента 320, пара в пароперегревателе 300 в сборе или во внутренней полости корпуса 310 пароперегревателя. Один или несколько проводов 322 могут подавать питание согласно сигналам одной или нескольких термопар и передать эти сигналы.
Спиральный элемент 330 может содержать некоторое количество спиральных витков или изгибов. В ряде вариантов выполнения спиральный элемент 330 может быть цилиндрической пружиной. Однако другие варианты выполнения не ограничиваются, и спиральный элемент 330, по существу, не является упруго деформируемым. Продольная длина, а также количество, шаг и радиус витков в ряде вариантов выполнения могут варьироваться на основе, без ограничения, таких факторов, как требуемые расход, давление, температура и т.п. получаемого перегретого пара.
Как показано на виде в разобранном состоянии на фиг. 3, нагревательный элемент 320 и спиральный элемент 330 расположены во внутренней полости корпуса 310 пароперегревателя. В ряде вариантов выполнения корпус 310 пароперегревателя, спиральный элемент 330 и стержнеобразный нагревательный элемент 320 расположены концентрично. По меньшей мере, в одном варианте выполнения витки спирального элемента 330 расположены в радиальном направлении между боковыми внутренними поверхностями корпуса 310 пароперегревателя и боковыми поверхностями нагревательного элемента 320.
Пароперегреватель 300 в сборе может включать в себя первую торцевую крышку 302 и вторую торцевую крышку 304. Первая торцевая крышка 302 может сопрягаться и соединяться с первым продольным концом корпуса 310 пароперегревателя. В некоторых вариантах выполнения первая торцевая крышка 302 может сопрягаться и/или соединяться с первым фланцем 316 корпуса 310 пароперегревателя. Сходным образом вторая концевая крышка 304 может сопрягаться и соединяться со вторым продольным концом корпуса 310 пароперегревателя. В некоторых вариантах выполнения вторая торцевая крышка 304 может сопрягаться и/или соединяться со вторым фланцем 318 корпуса 310 пароперегревателя.
В ряде вариантов выполнения, когда первая и вторая торцевые крышки 302/304 соединены с соответствующими первым/вторым продольными концами корпуса 310 пароперегревателя, пароперегреватель 300 в сборе, по существу, является закрытым сосудом за исключением впуска 312 пара и выпуска 314 пара. Как показано на фиг. 3, в некоторых вариантах выполнения впуск 312 пара и выпуск 314 пара могут включать в себя удлинители, которые, по существу, перпендикулярны боковым поверхностям корпуса 310 пароперегревателя.
В ряде вариантов выполнения влажный пар поступает во внутреннюю полость корпуса 310 пароперегревателя через впуск 312 пара. Как описано на протяжении всей заявки, во внутренней полости корпуса 310 пароперегревателя нагревательный элемент 320 обеспечивает испарение и/или нагрев влажного пара для получения перегретого и/или сухого пара во внутренней полости корпуса 310 пароперегревателя. Полученный перегретый и/или сухой пар выходит из корпуса 310 пароперегревателя через выпуск 314 пара.
На фиг. 4А показан другой вариант выполнения пароперегревателя 400 в сборе, который соответствует ряду вариантов выполнения. На фиг. 4В показан вид в продольном разрезе пароперегревателя 400 в сборе из фиг. 4А. На фиг. 4С показан вид сбоку в разрезе пароперегревателя 400 в сборе из фиг. 4А. Пароперегреватель 400 в сборе может иметь сходные признаки, компоненты или функциональные возможности любого из ряда вариантов, описанных в настоящей заявке, включая сюда, по меньшей мере, без ограничения, пароперегреватель 250 в сборе из фиг. 2 или пароперегреватель 300 в сборе из фиг. 3. Пароперегреватель 400 в сборе может быть включен в состав любого из вариантов выполнения эспессо-машин, описанных в настоящей заявке, включая сюда, без ограничения, эспрессо-машину 100 из фиг. 1, эспрессо-машину 200 из фиг. 2 или эспрессо-машину 600 из фиг. 6. Пароперегреватель 400 в сборе можно использовать в любом из ряда вариантов выполнения процесса, описанных в настоящей заявке, для получения перегретого и/или сухого пара, включая сюда, без исключения, процесс 700 из фиг. 7А или процесс 750 из фиг. 7В.
Сходным образом с пароперегревателем 300 в сборе из фиг. 3 пароперегреватель 400 в сборе из фиг. 4А-С включает в себя корпус 410 пароперегревателя, нагревательный элемент 420 и спиральный элемент 430. Вид, показанный на фиг. 4А, является, по меньшей мере, частично прозрачным видом, где корпус 410 пароперегревателя показан как частично прозрачный, и нагревательный элемент 420 и спиральный элемент 430 показаны во внутренней полости корпуса 410 пароперегревателя.
Сходным образом с корпусом 310 пароперегревателя из фиг. 3 корпус 410 пароперегревателя включает в себя первый фланец 416, второй фланец 418, впуск 412 пара и выпуск 414 пара. Впуск 412 пара и выпуск 414 пара имеют удлинители, которые, по существу, перпендикулярны боковым поверхностям корпуса 410 пароперегревателя. В отличие от впуска/выпуска 312/314 пара из фиг. 3 удлинители впуска/выпуска 412/414 пара пароперегревателя 400, по существу, выровнены относительно продольной оси с противоположных сторон на боковой поверхности корпуса 410 пароперегревателя. Соответственно, удлинители впуска/выпуска 412/414 пара направлены, по существу, в противоположных направлениях и/или в направлениях, выровненных относительно продольной оси пароперегревателя 400 в сборе и, по существу, перпендикулярных этой оси.
Пароперегреватель 400 в сборе включает в себя первую торцевую крышку 402 и вторую торцевую крышку 404, которые сопрягаются с первым и вторым фланцами 416 и 418, соответственно. Нагревательный элемент 420 включает в себя основание 424 и один или несколько проводов 422, которые могут подавать питание, когда один или несколько электрических сигналов создают возможность кодирования, по меньшей мере, аналоговой и/или цифровой информации.
На виде в продольном разрезе на фиг. 4 В показано, что витки спирального элемента 430 навиты вокруг стержнеобразного участка нагревательного элемента 420. Витки навиты вокруг нагревательного элемента и продолжаются в продольном направлении пароперегревателя 400 в сборе. Корпус 410 пароперегревателя, спиральный элемент 430 и нагревательный элемент 420 расположены концентрично и имеют общую продольную ось пароперегревателя 400 в сборе.
Следует отметить, что, по меньшей мере, на фиг. 4В показан влажный пар, поступающий в полость корпуса 410 пароперегревателя через впуск 412 пара, и перегретый пар, выходящий из пароперегревателя 400 в сборе через выпуск 414 пара. На фиг. 4В показано, что концентричное расположение корпуса 410 пароперегревателя, спирального элемента 430 и нагревательного элемента 420 образует спиральную траекторию течения между впуском 412 пара и выпуском 414 пара. Общее направление течения пара от впуска 412 пара к выпуску 414 пара, в общем, является продольным направлением. Однако влажный пар, поступающий во впуск 412 пара, движется, в общем, по траектории спиральной катушки.
Влажный пар, поступающий во внутреннюю полость корпуса 410 пароперегревателя, подвергается непосредственному воздействию поверхности нагревательного элемента 420. Таким образом, эффективность теплопередачи от нагревательного элемента 420 влажному пару значительно повышается. Кроме того, когда влажный пар течет от впуска 412 пара и течет к выпуску 414 пара, влажный пар течет, по существу, по спиральной траектории течения, образованной концентричной компоновкой нагревательного элемента 420, витков спирального элемента 430 и внутренними поверхностями корпуса 410 пароперегревателя. Благодаря спиралевидной конструкции траектории течения пара между впуском 412 пара и выпуском 414 пара, длина траектории течения значительно больше продольного расстояния между впуском 412 пара и выпуском 414 пара. Соответственно, общее количество тепловой энергии, передаваемой от нагревательного элемента 420 влажному пару, значительно увеличивается благодаря, по меньшей мере, прямому воздействию пара на нагревательный элемент 420 и значительно увеличенной длине траектории течения пара. Таким образом, испарение влажного пара завершается во время течения пара через внутреннюю полость корпуса 410 пароперегревателя, и пар превращается в сухой пар. Кроме того, сухой пар может дополнительно нагреваться, в результате чего образуется перегретый пар. Перегретый пар выходит из выпуска 414 пара.
Стрелочные указатели направления течения на виде в поперечном разрезе на фиг. 4С показывают, что когда поток течет между впуском 412 пара и выпуском 414 пара, пар подвергается непосредственному воздействию нагреваемых поверхностей нагревательного элемента 420 и следует по спиральной траектории, определяемой концентричной компоновкой нагревательного элемента 420, спирального элемента 430 и внутренних поверхностей корпуса 410 пароперегревателя.
На фиг. 5А показан еще один вариант выполнения пароперегревателя 500 в сборе, который соответствует ряду вариантов выполнения. На фиг. 5В показан вид в продольном разрезе пароперегревателя 500 в сборе из фиг. 5А. Пароперегреватель 500 в сборе может иметь сходные признаки, компоненты или функциональные возможности любого из ряда вариантов, описанных в настоящей заявке, включая сюда, по меньшей мере, без ограничения, пароперегреватель 250 в сборе из фиг. 2, пароперегреватель 300 в сборе из фиг. 3 и пароперегреватель 400 в сборе из фиг. 4. Пароперегреватель 500 в сборе может быть включен в состав любого из вариантов выполнения эспессо-машин, описанных в настоящей заявке, включая сюда, без ограничения, эспрессо-машину 100 из фиг. 1, эспрессо-машину 200 из фиг. 2 или эспрессо-машину 600 из фиг. 6. Пароперегреватель 500 в сборе можно использовать в любом из ряда вариантов выполнения процесса, описанных в настоящей заявке, для получения перегретого и/или сухого пара, включая сюда, без исключения, процесс 700 из фиг. 7А или процесс 750 из фиг. 7В.
Сходным образом с пароперегревателем 400 в сборе из фиг. 4 пароперегреватель 500 в сборе из фиг. 5А-В включает в себя корпус 510 пароперегревателя, нагревательный элемент 520 и спиральный элемент 530. Вид, показанный на фиг. 5А, является, по меньшей мере, частично прозрачным видом, где корпус 510 пароперегревателя показан как частично прозрачный, и нагревательный элемент 520 и спиральный элемент 530 показаны во внутренней полости корпуса 510 пароперегревателя.
Сходным образом с корпусом 310 пароперегревателя из фиг. 3 корпус 510 пароперегревателя включает в себя первый фланец 516, второй фланец 518, впуск 512 пара и выпуск 514 пара. В отличие от впуска/выпуска 312/314 пара из фиг. 3 впуска 512 пара и выпуск 514 пара не содержат удлинителей, которые, по существу, перпендикулярны боковым поверхностям корпуса 510 пароперегревателя. Вместо этого впуск/выпуск 512/514 пара включает в себя отверстия в корпусе 510 пароперегревателя.
Пароперегреватель 500 в сборе включает в себя первую торцевую крышку 502 и вторую торцевую крышку 504, которые сопрягаются с первым и вторым фланцами 516 и 518, соответственно. Нагревательный элемент 520 включает в себя основание 524 и один или несколько проводов 522, которые могут подавать питание, когда один или несколько электрических сигналов создают возможность кодирования, по меньшей мере, аналоговой и/или цифровой информации.
На фиг. 5С показан вид в продольном разрезе еще одного варианта выполнения пароперегревателя 540 в сборе, который соответствует ряду вариантов выполнения. На фиг. 5D показан вид в поперечном разрезе пароперегревателя в сборе из фиг. 5С. Пароперегреватель 540 в сборе может быть проточным пароперегревателем в сборе. Пароперегреватель 540 в сборе может включать в себя два концентричных тела или трубки: внутреннюю трубку 556 и наружную трубку 550. По меньшей мере, одна из трубок, внутренняя трубка 556 или наружная трубка 550, может быть трубкой из нержавеющей стали. Наружная полость или пространство между внутренней трубкой 556 и наружной трубкой 550 включает в себя нагревательный элемент 558. Влажный пар поступает через впуск 552 пара и течет через внутреннюю полость 544 (как показано стрелочным указателем направления течения на фиг. 5С). Влажный пар подвергается воздействию нагревательного элемента 558 и превращается в перегретый пар перед выходом потока пара из выпуска 554 пара. Таким образом, внутренняя полость 558 может образовывать траекторию течения для пара.
Пароперегреватель 540 в сборе может включать в себя один или несколько проводов 542 для питания нагревательного элемента 558. Несмотря на то, что это не показано на фиг. 5С или 5D, в ряде вариантов выполнения пароперегреватель в сборе, например, без ограничения, пароперегреватель 540 в сборе, может включать в себя одну или несколько термопар для определения температуры нагревательного элемента 558, пара в пароперегревателе 540 в сборе или во внутренней полости 544 корпуса 540 пароперегревателя. Один или несколько проводов 542 могут подавать питание согласно сигналам одной или нескольких термопар и передать эти сигналы.
На фиг. 5Е показан еще один вариант выполнения пароперегревателя 560 в сборе, который соответствует ряду вариантов выполнения. Пароперегреватель 560 в сборе содержит впуск 562 пара (для приема влажного пара) и выпуск 564 пара для подачи перегретого пара. Пароперегреватель 560 в сборе имеет спиралевидную или иную круговую траекторию 566 течения пара для воздействия нагревательного элемента 568 на влажный пар. Нагревательный элемент 568 превращает влажный пар в перегретый пар в пределах траектории 566 течения пара. Благодаря спиралевидной форме траектории 566 течения, пар подвергается прямому воздействию нагревательного элемента 568 в течение более продолжительного времени, что обеспечивает эффективное выполнение процесса перегрева пара. На фиг. 5F показан другой вариант выполнения пароперегревателя 580 в сборе, который соответствует ряду вариантов выполнения. Пароперегреватель 580 в сборе может включать в себя сходные признаки, компоненты и/или функциональные возможности со ссылкой на пароперегреватель 560 в сборе из фиг. 5Е.
На фиг. 6 показана часть другого варианта выполнения эспрессо-машины 600, которая производит перегретый пар и соответствует ряду вариантов выполнения, описанных в настоящей заявке. Эспрессо-машина 600 из фиг. 6 может включать в себя сходные признаки, компоненты и/или функциональные возможности различных вариантов выполнения, описанных в настоящей заявке, включая сюда, без ограничения, эспрессо-машину 100 из фиг. 1 или эспрессо машину 200 из фиг. 2. В верхней части фиг. 6 показаны направления выше по технологическому потоку и ниже по технологическому потоку.
Эспрессо-машина 600 включает в себя источник 616 воды, паровой бачок 634 и источник 628 нагрева пара. В ряде вариантов выполнения источник нагрева пара может быть помещен в паровой бачок 634. Комбинация источника 628 нагрева пара и парового бачка 634 может образовывать водонагревательную систему, которая вырабатывает влажный пар из воды, подаваемой источником 616 воды.
Эспрессо-машина 600 включает в себя узел 638 регулирования расхода пара и средства управления для узла 604 регулирования расхода и получения пара. Например, средства управления для узла 604 регулирования расхода и получения пара могут включать в себя ручку подачи пара, например, без ограничения, ручку 104 подачи пара эспрессо-машины 100. Ручка подачи пара может содержать один или несколько магнитов 670. Эспрессо-машина 600 также может включать в себя один или несколько других магнитов 666 напротив магнита 670. В контексте настоящего описания два противоположных магнита имеют полюса, выровненные таким образом, что северный полюс первого магнита, по существу, выровнен с южным полюсом второго магнита, и/или южный полюс первого магнита, по существу, выровнен с северным полюсом второго магнита. Соответственно пара противоположных магнитов и/или магнитов с выровненными полюсами противоположных знаков индуцирует взаимно притягивающую силу. Вместе с тем пара магнитов с выровненными полюсами одинаковых знаков индуцирует взаимно отталкивающую силу. Таким образом, термин «противоположный» относится к двум магнитам с выровненными полюсами противоположных знаков.
Когда два магнита сближаются друг с другом полюсами противоположных знаков (или выровненными полюсами противоположных знаков), противоположные магниты обеспечивают тактильную обратную связь для плавного и точного управления расходом пара благодаря взаимно притягивающей силе магнитов. Например, когда ручку подачи пара, входящую в состав средств управления для узла 604 регулирования расхода и получения пара, поворачивают так, что магнит 670 проходит рядом с одним из противоположных магнитов 666, противоположный магнит создает притягивающую силу, которая создает у пользователя ощущение «защелкивания на месте». Несмотря на то, что это не показано на фиг. 6, эспрессо-машина 6 может включать в себя один или несколько магнитных переключателей для определения положения ручки подачи пара и выдачи сигнала позиционирования узлу 638 регулирования расхода пара. Такие магнитные переключатели обеспечивают автоматическое определение и обнаружение управления (поворачивания) пользователем ручкой подачи пара.
Узел 638 регулирования расхода пара может включать в себя один или несколько клапанов 670. Один или несколько клапанов 670 могут регулировать расход влажного пара из парового бачка 634 по одной или нескольким траекториям 672 течения пара. Средства управления для узла 604 регулирования расхода и получения пара могут управлять одним или несколькими клапанами 670. По меньшей мере, в одном варианте выполнения один или несколько клапанов 670 могут включать в себя, по меньшей мере, один пропорциональный клапан. Открывание и закрывание одного или нескольких клапанов 670 может быть импульсным. Частотой импульсов можно управлять, и ее можно варьировать и/или регулировать с помощью средств управления для узла 604 регулирования расхода и получения пара с целью управления, варьирования и/или регулирования расхода пара.
Эспрессо-машина 600 может включать в себя пароперегреватель 650 в сборе, который расположен ниже узла 638 регулирования расхода пара по технологическом потоку и обеспечивает испарение влажного пара. Соответственно, влажный пар течет от узла 638 регулирования расхода пара ниже технологическому потоку в пароперегреватель 650 в сборе, где из влажного пара получают перегретый пар. Пароперегреватель 650 в сборе может иметь сходные признаки, компоненты или функциональные возможности любого из пароперегревателей в сборе, описанных в настоящей заявке, включая сюда, по меньшей мере, без ограничения, пароперегреватели 300, 400 и 500 в сборе из фиг. 3-5В. По меньшей мере, в одном варианте выполнения теплоизолирующий слой 662, например, без ограничения, теплоизолирующее покрытие или пеноматериал, может, по меньшей мере, частично изолировать пароперегреватель 650 в сборе от воздействия температуры окружающей среды для повышения эффективности пароперегревателя 650 в сборе.
Эспрессо-машина 600 может включать в себя средства 668 управления температурой пара, датчик 652 давления пара и датчик 654 температуры пара. Средства управления температурой пара могут включать в себя один или несколько контроллеров. Средства управления температурой пара могут включать в себя процессорное устройство, например, микроконтроллер, микропроцессор, центральный процессор (ЦП) и т.п.Контроллер может включать в себя логическое устройство, например, без ограничения, заказную специализированную интегральную схему (ASIC), программируемую логическую интегральную схему (FPGA) и т.п.
Кроме того, эспрессо-машина 600 может включать в себя одну или несколько термопар 664. Термопара 664 может находиться в тепловом контакте, по меньшей мере, с частью пароперегревателя в сборе. Термопара 664 может обеспечивать генерирование сигнала на основе температуры части пароперегревателя в сборе. Как показано на фиг. 6, средства 668 управления температурой пара могут принимать сигнал. Средства 668 управления температурой пара могут корректировать температуру нагревающего элемента на основе разницы между температурой части пароперегревателя в сборе и температурным порогом. Соответственно, средства 668 управления температурой пара и термопара 664 могут действовать совместно для генерирования и реагирования на обратную связь по термостатике.
Способы приготовления напитков и получения перегретого пара Ряд вариантов выполнения процессов 700 и 750 на фиг. 7А-7В может относиться к приготовлению кофейных напитков. Однако другие варианты не ограничены и могут использоваться для приготовления других напитков, например, без ограничения, чайных напитков, чайных напитков с пряностями и т.п. На фиг. 7А показана логическая блок-схема варианта выполнения процесса приготовления кофейного напитка, который соответствует ряду вариантов выполнения, описанных в настоящей заявке. Процесс 700 начинается после блока пуска в блоке 702, где варится кофе. Варка кофе описана на протяжении всей заявки. Однако, говоря вкратце, варка кофе в блоке 702 может включать в себя, без ограничения, варку одного или нескольких шотов эспрессо. Кофейная масса может смачиваться с первым расходом жидкости. Один или несколько шотов эспрессо можно варить с подачей воды в предварительно смоченную кофейную массу со вторым расходом жидкости. Варка кофе в блоке 702 может включать в себя варку первого объема кофе.
В блоке 704 получают перегретый пар. Ряд вариантов получения перегретого пара описан на протяжении всей заявки, в том числе, в частности, со ссылкой на процесс 750 из фиг. 7В. Однако, говоря вкратце, в блоке 704 перегретый пар можно получать, по меньшей мере, с помощью двухэтапного процесса. Например, сначала в паровом бачке можно получать влажный пар. Получение влажного пара может включать в себя получение частично испаренной среды. Влажный пар может поступать в пароперегреватель в сборе ниже по технологическому потоку. Влажный пар может подвергаться дальнейшей сушке и нагреву в пароперегревателе в сборе для превращения влажного пара в перегретый пар. Получение перегретого пара может включать в себя дальнейшее испарение части испаренной среды. По меньшей мере, часть влажного пара может быть превращена в сухой пар. Перегретый и/или сухой пар могут содержать испаренную среду. Такой пароперегреватель в сборе может включать в себя, без ограничения, ряд пароперегревателей в сборе, описанных в настоящей заявке.
В блоке 706 питьевую жидкость можно нагревать и/или вспенивать перегретым паром. Питьевая жидкость может включать в себя, без ограничения, натуральное молоко, соевое молоко, рисовое молоко, миндальное молоко, конопляное молоко, кокосовое молоко, молоко из кешью и т.п. Например, для подачи перегретого пара в питьевую жидкость можно использовать паровую трубку, например, без ограничения, питьевую трубку 102 эспрессо-машины 100 из фиг. 1 или питьевую трубку 602 эспрессо-машины 600 из фиг. 6.
В блоке 708 нагретую и/или вспененную питьевую жидкость можно подавать в кофе, сваренный в блоке 702. После блока 708 процесс можно завершать.
На фиг. 7В показана логическая блок-схема варианта выполнения процесса получения перегретого пара во время приготовления кофейного напитка, который соответствует ряду вариантов выполнения, описанных в настоящей заявке. Процесс 750 начинается после блока пуска в блоке 752, где корректируют расход влажного пара. Расход можно корректировать между паровым бачком и пароперегревателем в сборе, например, без ограничения, между паровым бачком 234 и пароперегревателем 250 в сборе эспрессо-машины 200 из фиг. 2 или паровым бачком 634 и пароперегревателем 650 в сборе эспрессо-машины 600 из фиг. 6.
По меньшей мере, в одном варианте выполнения расход может корректироваться пользователем эспрессо-машины с помощью средств управления расходом пара. Такие средства управления расходом пара включают в себя, без ограничения, ручку 104 подачи пара эспрессо-машины 100 на фиг. 1, средства управления для узла 204 регулирования расхода и получения пара эспрессо-машины 200 или ручку 604 подачи пара эспрессо-машины 600.
В некоторых вариантах выполнения корректировку расхода можно выполнять посредством использования узла регулирования расхода пара, например, без ограничения, с помощью узла 238 регулирования расхода пара эспрессо-машины 200 или узла 638 регулирования расхода пара эспрессо-машины 600. По меньшей мере, в одном варианте выполнения корректировка расхода может включать себя регулирование расхода посредством управления одним или несколькими клапанами между паровым бачком и пароперегревателем в сборе. Один или несколько клапанов могут регулировать расход с помощью одной или нескольких траекторий течения.
В блоке 754 можно корректировать температуру нагревательного элемента пароперегревателя в сборе. Температуру нагревательного элемента можно корректировать на основе типа питьевой жидкости, которую пропаривают и/или вспенивают. Посредством корректировки температуры нагревательного элемента корректируют температуру перегретого пара. Например, питьевые жидкости некоторых типов, например, натуральное молоко, можно пропаривать и/или вспенивать перегретым паром при температуре, которая отличается от температуры перегретого пара, который используют для пропаривания и/или вспенивания соевого молока. Таким образом, температуру перегретого пара можно корректировать с целью пропарки и/или вспенивания для увеличения потребительских ощущений от молока различных типов.
В блоке 754 температуру можно корректировать с помощью одного или нескольких средств управления или контроллеров, например, без ограничения, средств 668 регулирования температуры пара эспрессо-машины 600. Корректировка температуры нагревательного элемента может управлять или корректировать содержание влаги в получаемом перегретом паре. Например, выше пороговой температуры пароперегреватель в сборе может обеспечивать полное испарение пара внутри него. Таким образом, в блоке 754 температуру нагревательного элемента можно корректировать таким образом, чтобы температура была выше температуры испарения воды при некотором давлении в пароперегревателе в сборе. Для управления температурой нагревательного элемента можно использовать термопару, например, без ограничения, термопару 664 эспрессо-машины 600.
В блоке 756 получают влажный пар, как описано в настоящей заявке. Получение влажного пара может осуществляться в одном или нескольких паровых бачках, включенных в состав эспрессо-машины. Например, получение влажного пара может включать в себя частичное испарение среды, находящейся в паровом бачке.
В блоке 758 влажный пар частично испаренной среды поступает в пароперегреватель в сборе. Такие пароперегреватели в сборе описываются на протяжении всей заявки и включают в себя, без ограничения, пароперегреватель 250, 300, 400, 500, 650 и т.п. в сборе, описанные со ссылкой, по меньшей мере, на фиг. 2-6. Подача влажного пара в пароперегреватель в сборе может включать в себя перенос влажного пара из парового бачка в пароперегреватель в сборе.
В блоке 760 из влажного пара получают перегретый пар. По меньшей мере, в одном варианте выполнения перегретый пар можно получать посредством процесса теплообмена нагревательного элемента в пароперегревателе в сборе с влажным паром. Получение сжатого пара в блоке 760 может включать в себя сушку влажного пара в пароперегревателе в сборе посредством процесса теплообмена между нагревательным элементом пароперегревателя в сборе и влажным паром. Соответственно, получение перегретого пара может включать в себя получение сухого пара. Перегретый пар может иметь температуру выше температуры кипения или испарения среды при некотором давлении в пароперегревателе в сборе.
Вышеприведенное описание, примеры и данные относятся к составу, изготовлению и использованию изобретения. Поскольку можно предусмотреть многочисленные варианты выполнения изобретения без отклонения от сущности и объема изобретения, настоящее изобретение определено в приложенной формуле изобретения.