ЗАВАРОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГОРЯЧЕГО НАПИТКА И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ СПОСОБ
BREWING DEVICE FOR PREPARATION OF HOT BEVERAGE AND CORRESPONDING METHOD

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное раскрытие относится к заварочному устройству для приготовления горячего напитка, в частности к кофейному автомату для приготовления кофейного напитка.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В заварочных устройствах для приготовления горячего напитка горячая вода подается в заварочный блок, в котором горячая вода проходит через носитель вкуса (например, молотый кофе) и выдается на выпуске горячего напитка в виде приготовленного или заваренного горячего напитка.
В частности, говоря о кофе, существуют региональные и культурные различия в способе приготовления. Так различаются личные предпочтения в частности в отношении количества используемого молотого кофе или в отношении величины порции горячего напитка. Если кофе приготовляется скорее в большей порции, то заправочное количество порошка молотого кофе может варьироваться в заварочном блоке. При получении очень большого кофе это количество, как правило, повышается до максимального приемного объема соответствующей части заварочной камеры.
При получении кофе сначала выпускаются, прежде всего, желательные вкусовые вещества и ароматы. При увеличении срока получения кофе становится более водянистым, и могут растворяться нежелательные горькие вещества.
Из уровня техники известны заварочные устройства, у которых имеются две системы нагрева, то есть два проточных нагревателя, с которыми согласованы соответственно собственный подающий насос и ниже по потоку соответственно линия текучей среды. Такое обычное заварочное устройство раскрывает, например, WO 2011/151703 A2. Обе системы нагрева работают во время получения кофе параллельно. При помощи одной линии текучей среды горячая вода подается в заварочный блок, для того чтобы позволять заварочному блоку кофейный напиток заваривать и заваренный кофейный напиток направлять на выпуск кофе, в то время как при помощи другой линии текучей среды одновременно приготовляется горячая вода, которая ниже по потоку от заварочного блока подмешивается на выпуске кофе.
Благодаря двум системам нагрева это обычное заварочное устройство становится дорогостоящим, и увеличивается занимаемая площадь.
DE 102014108415 B3 раскрывает машину для приготовления напитков, в частности кофемашину, которая имеет, по меньшей мере, один водяной насос для подачи воды на первый проточный нагреватель и второй проточный нагреватель. Первый проточный нагреватель выполнен для создания горячей воды, в то время как второй проточный нагреватель выполнен для создания горячей воды и/или для создания пара. Первый проточный нагреватель соединен первой соединительной линией с первым входом многоходового клапана, в то время как второй проточный нагреватель соединен второй соединительной линией со вторым входом многоходового клапана. Машина для приготовления напитков включает в себя далее заварочный блок для приготовления напитка (например, кофе) с заварочной камерой, которая через клапан избыточного давления и линию соединена с первой соединительной линией и таким образом также подключена к первому проточному нагревателю. Заварочный блок подходит таким образом для того, чтобы принимать подготовленную первым проточным нагревателем горячую воду, если первый вход многоходового клапана закрыт. Многоходовой клапан имеет в целом пять различных входов - кроме подключенных к обоим проточным нагревателям входов еще три дальнейших входа, которые служат для нагнетания или удаления воздуха - и помимо этого четыре выхода, которые подключены к четырем различным линиям: к линии пара для снабжения устройства вспенивания молока паром; к линии воздуха и очистки для снабжения подвода воздуха устройства вспенивания молока; к линии горячей воды для снабжения крана получения горячей воды горячей водой; и к дальнейшей линии для соединения многоходового клапана с разгрузочным корпусом для отвода остаточных жидкостей из многоходового клапана в расположенный ниже разгрузочного корпуса поддон. Многоходовой клапан может приводиться в различные состояния переключения, для того чтобы достигать, что на выбор: горячая вода подается из обоих проточных нагревателей на кран получения горячей воды; устройство вспенивания молока снабжается для создания молочной пены паром и воздухом или для целей очистки водой и/или паром; остаточная жидкость может направляться из выхода многоходового клапана в поддон. К заварочному блоку подключена линия выдачи, по которой приготовленный в заварочном блоке напиток (например, кофе) может выдаваться в сосуд для питья. Все линии, которые подключены к одному из выходов многоходового клапана, проходят отдельно от линии выдачи для выдачи напитка и в частности не впадают в эту линию выдачи. В соответствии с эти не предусмотрено созданный заварочным блоком напиток разбавлять посредством подмешивания порции горячей воды, которая не прошла через заварочный блок.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей данного изобретения является заварочное устройство или способ, который использует заварочное устройство, усовершенствованные таким образом, что заварочное устройство становится менее дорогим или уменьшается занимаемая площадь.
Задача решается с помощью заварочного устройства согласно пункту 1 формулы изобретения или с помощью способа согласно пункту 14 формулы изобретения.
Согласно одному аспекту заварочное устройство для приготовления горячего напитка имеет: устройство подачи горячей воды с выходом для горячей воды; заварочный блок для проведения процесса заваривания для приготовления заваренного горячего напитка, который имеет линию выхода текучей среды и сконфигурирован для приема горячей воды из устройства подачи горячей воды во время процесса заваривания и для выдачи заваренного горячего напитка через линию выхода текучей среды на выпуск горячего напитка; обводную линию горячей воды; управляемое устройство переключения горячей воды, которое сконфигурировано для того, чтобы обводную линию горячей воды периодически соединять с выходом устройства подачи горячей воды, так что горячая вода может подаваться из устройства подачи горячей воды на обводную линию горячей воды, причем обводная линия горячей воды распространяется таким образом, что поданная на обводную линию горячей воды горячая вода может выдаваться на выпуск горячего напитка; блок управления для управления устройством переключения горячей воды.
Согласно изобретению выпуск горячего напитка включает в себя, по меньшей мере, одну линию выдачи горячего напитка, причем линия выхода текучей среды входит ниже по потоку от заварочного блока, по меньшей мере, в одну линию выдачи горячего напитка, так что заваренный горячий напиток может выдаваться, по меньшей мере, через одну линию выдачи горячего напитка выпуска горячего напитка, и причем обводная линия горячей воды входит ниже по потоку от устройства переключения горячей воды, по меньшей мере, в одну линию выдачи горячего напитка, так что горячая вода может выдаваться, по меньшей мере, через одну линию выдачи горячего напитка выпуска горячего напитка.
Это заварочное устройство выполнено в частности в виде кофейного автомата.
Обводная линия горячей воды или байпасная линия подает тем самым управляемым или переключаемым образом горячую воду из одного и того же устройства подачи горячей воды, которое питает также заварочный блок, по меньшей мере, на одну линию выдачи горячего напитка выпуска горячего напитка. Вследствие этого возможно по сравнению с обычным заварочным устройством согласно WO 2011/151703 A2 уменьшать стоимость заварочного устройства или сокращать занимаемую площадь. Одновременно может обеспечиваться то, что в частности при большой величине порции приготовляемого горячего напитка управляемым образом не проводится слишком много горячей воды через заварочный блок. Вследствие этого качество приготовляемого горячего напитка может сохраняться или улучшаться; в частности, при приготовлении кофейного напитка может обеспечиваться, что растворяется лишь малое количество горьких веществ из молотого кофе, или они и вовсе не растворяются.
Другими словами, при приготовляемой большой порции горячего напитка может обеспечиваться, что меньшее количество горячей воды, чем общая величина порции, проводится через заварочный блок, без того чтобы предусматривать дополнительные элементы, как например вторую систему нагрева. То есть, в случае приготовления кофе меньше нагретой воды протекает через (находящийся в заварочном блоке) порошок молотого кофе, вследствие чего может предотвращаться чрезмерное выделение ароматических веществ, и сокращается выдача составляющих горьких веществ в приготовляемый кофе. Вследствие этого могут выпускаться желательные вкусовые вещества и ароматы во время процесса заваривания, и нежелательные горькие вещества не могут растворяться или может растворяться лишь их незначительное количество. Одновременно возможно получать достаточно большую порцию на выпуске горячего напитка при помощи одной единственной линии выдачи горячего напитка.
Устройство подачи горячей воды выполнено, например, в виде комбинации из емкости для холодной воды, подающего насоса и проточного нагревателя, однако не ограничено этим. Альтернативно также, например, возможно хранить горячую воду в баке горячей воды или бойлере и подавать нагретую воду подающим насосом. В любом случае на выходе устройства подачи горячей воды имеется в распоряжении нагретая вода, которая непосредственно или опосредованно может подаваться в заварочный блок, и которая непосредственно или опосредованно может подаваться на обводную линию горячей воды, а именно в зависимости от состояния переключения устройства переключения горячей воды.
Горячая вода, которая используется здесь, относится к воде с подходящей для приготовления желаемого горячего напитка температурой, например, температурой заваривания кофе. Обычно температуры заваривания составляют более 90°C, в частности более 95°C.
Согласно дальнейшему аспекту устройство подачи горячей воды сконфигурировано для того, чтобы подавать горячую воду из одного единственного источника горячей воды. Источником горячей воды является, например, вышеупомянутый бак горячей воды или бойлер, или источником горячей воды является выход вышеописанного проточного нагревателя. В случае бака горячей воды или бойлера горячая вода из одного и того же бака горячей воды или бойлера используется согласно аспекту и для питания заварочного блока, и для питания обводной линии горячей воды, в зависимости от состояния переключения устройства переключения горячей воды. Соответственно в случае проточного нагревателя горячая вода из одного и того же проточного нагревателя используется согласно аспекту и для питания заварочного блока, и для питания обводной линии горячей воды, в зависимости от состояния переключения устройства переключения горячей воды.
Вариант осуществления заварочного устройства выполнен таким образом, что устройство переключения горячей воды может управляться блоком управления таким образом, что обводная линия горячей воды соединена во время процесса заваривания, по меньшей мере, временно с устройством подачи горячей воды. Вследствие этого обеспечено, что во время процесса заваривания выданная устройством подачи горячей воды горячая вода может и подаваться в заварочный блок, для того чтобы делать возможным приготовление заваренного горячего напитка в заварочном блоке и выдачу заваренного горячего напитка, по меньшей мере, через одну линию выдачи горячего напитка выпуска горячего напитка, и выдаваться через обводную линию горячей воды по той же линии выдачи горячего напитка выпуска горячего напитка, по которой заваренный в заварочном блоке горячий напиток выдается из выпуска горячего напитка.
В вариантах осуществления заварочного устройства устройство подачи горячей воды выполнено для того, чтобы во время процесса заваривания выдавать заданное количество горячей воды через выход устройства подачи горячей воды, причем устройство переключения горячей воды может управляться блоком управления таким образом, что обводная линия горячей воды временно соединена во время процесса заваривания с устройством подачи горячей воды, и одна часть выданного через выход устройства подачи горячей воды заданного количества горячей воды может выдаваться, по меньшей мере, через одну линию выдачи горячего напитка выпуска горячего напитка. Кроме того, заварочный блок имеет вход для приема горячей воды, который линией текучей среды соединен с выходом устройства подачи горячей воды, так что другая часть выданного через выход устройства подачи горячей воды заданного количества горячей воды может подаваться во время процесса заваривания на вход заварочного блока.
В вариантах осуществления заварочного устройства устройство переключения горячей воды является клапаном, в частности 2/2-ходовым магнитным клапаном, который имеет вход и выход. В положении протока клапана вход соединен с выходом. В положении прерывания клапана вход не соединен с выходом. Вход клапана соединен с выходом устройства подачи горячей воды. В соответствии с этим в положении прерывания имеющаяся на входе клапана горячая вода не поступает на выход клапана. Выход клапана соединен с обводной линией горячей воды. Линия текучей среды выше по потоку от входа клапана устанавливает соединение между выходом устройства подачи горячей воды и входом заварочного блока. Соединение между выходом устройства подачи горячей воды и входом заварочного блока имеется в частности постоянно или не может прерываться управляемым образом.
В положении прерывания клапана горячая вода подается в заварочный блок. Заполненная во время процесса заваривания, например, молотым кофе заварочная камера заварочного блока имеет сравнительно высокое гидравлическое сопротивление, в то время как обводная линия горячей воды имеет сравнительно малое гидравлическое сопротивление. Поэтому в положении протока большая часть горячей воды, которая прилегает к входу клапана, поступает в обводную линию горячей воды.
Альтернативно в вариантах осуществления заварочного устройства устройство переключения горячей воды является клапаном, в частности 3/2-ходовым магнитным клапаном, который имеет вход, первый выход и второй выход. В первом положении вход соединен с первым выходом. Во втором положении вход соединен со вторым выходом. Вход клапана соединен с выходом устройства подачи горячей воды. Первый выход клапана соединен с обводной линией горячей воды. Второй выход клапана соединен с входом заварочного блока.
В первом положении клапана горячая вода, которая прилегает к входу клапана, поступает в обводную линию горячей воды. Во втором положении клапана горячая вода, которая прилегает к входу клапана, поступает на вход заварочного блока.
В вариантах осуществления заварочного устройства блок управления сконфигурирован для того, чтобы управлять устройством переключения горячей воды во время процесса заваривания в течение, по меньшей мере, одного интервала времени или в течение многих интервалов времени таким образом, что каждый интервал времени включает в себя первый промежуток времени, в течение которого обводная линия горячей воды соединена с устройством подачи горячей воды, и второй промежуток времени, в течение которого обводная линия горячей воды не соединена с устройством подачи горячей воды.
Переключение, по меньшей мере, в одном интервале приводит к тому, что вода остается в заварочном блоке во время первого промежутка времени. В случае приготовления кофе горячая вода имеет вследствие этого большее время контакта с молотым кофе в заварочной камере заварочного блока, что может способствовать улучшению растворимости вкусовых веществ и ароматов.
В случае множества интервалов возникает множество пульсаций давления в заварочном блоке. Это может дополнительно способствовать выделению ароматов или выдавливанию частиц молотого кофе и дополнительно улучшать качество выданного горячего напитка. Разность давлений в пределах пульсации давления составляет краткосрочно, например, до 15 бар.
В вариантах осуществления заварочного устройства отношение первого промежутка времени ко второму промежутку времени интервала или интервалов задано или может задаваться, а именно в зависимости от типа приготовляемого горячего напитка. Например, может быть предусмотрено при определенных типах горячих напитков, как например эспрессо или ристретто, задавать отношение, равное нулю, то есть при этих типах горячая вода проводится во время всего процесса приготовления исключительно через заварочный блок и не проводится через обводную линию горячей воды. В соответствии с этим может быть предусмотрено, что при других типах горячих напитков, как например кофе американо, задается отношение, которое отлично от нуля, так что определенная часть горячей воды проводится во время процесса приготовления мимо заварочного блока через обводную линию горячей воды.
В качестве не ограничивающих примеров первый промежуток времени составляет 0,5 секунды и второй промежуток времени составляет 0,5 секунды; или первый промежуток времени составляет 0,3 секунды, а второй промежуток времени составляет 0,6 секунды; или первый промежуток времени составляет 1,0 секунду, а второй промежуток времени составляет 0,4 секунды. При чередовании нескольких интервалов первый промежуток времени последующего интервала следует, как правило, непосредственно за вторым промежутком времени соответствующего предыдущего интервала.
В вариантах осуществления заварочного устройства первый промежуток времени, по меньшей мере, одного из интервалов, обычно первый промежуток времени каждого интервала, короче, чем соответствующий второй промежуток времени соответствующего интервала.
Варианты осуществления заварочного устройства имеют далее устройство измерения объема. Устройство измерения объема сконфигурировано для того, чтобы измерять объем выданной на выпуск горячего напитка жидкости в течение времени и выдавать соответствующие измеренные значения на блок управления. Блок управления сконфигурирован далее для того, чтобы управлять устройством переключения горячей воды в зависимости от измеренных значений из устройства измерения объема. Как правило, измеряется объем за процесс приготовления одного горячего напитка, то есть начальный объем вначале процесса приготовления принимается равным 0. Устройство измерения объема может выданный непосредственно или опосредованно на выпуск горячего напитка объем выдавать на блок управления непрерывно или в заданных, или задаваемых интервалах измеренных значений.
Кроме того, в вариантах осуществления блок управления сконфигурирован далее для того, чтобы управлять устройством переключения горячей воды, в частности переключать его во множестве интервалов, если согласно измеренным значениям из устройства измерения объема определяется, что достигнут первый объем.
Например, устройство переключения горячей воды может управляться во время процесса заваривания блоком управления таким образом, что устройство переключения горячей воды попеременно переключается между первым положением, в котором обводная линия горячей воды не соединена с устройством подачи горячей воды, и вторым положением, в котором обводная линия горячей воды соединена с устройством подачи горячей воды, если выявленное устройством измерения объема измеренное значение для объема выданной на выпуск горячего напитка жидкости больше или равно первому заданному объему. Таким образом, может быть предусмотрено то, что блок управления переключает устройство переключения горячей воды при достижении определенного объема, первого объема. Например, блок управления переключает устройство переключения горячей воды при достижении определенного объема из положения, в котором обводная линия горячей воды не соединена с устройством подачи горячей воды, в положение, в котором обводная линия горячей воды соединена с устройством подачи горячей воды. Например, блок управления переключает устройство переключения горячей воды по истечении определенного времени снова в положение, в котором обводная линия горячей воды не соединена с устройством подачи горячей воды.
Может быть также предусмотрено то, что блок управления переключает устройство переключения горячей воды при достижении первого объема в интервалах, как правило, во множестве интервалов, как здесь описано.
Дополнительно может быть предусмотрено, что блок управления сконфигурирован далее для того, чтобы оканчивать управление устройством переключения горячей воды, если выявленное устройством измерения объема измеренное значение для объема выданной на выпуск горячего напитка жидкости больше или равно второму заданному объему, причем второй заданный объем больше, чем первый заданный объем. Блок управления управляет таким образом устройством переключения горячей воды в промежутке времени с достижения первого объема до достижения второго объема.
Это управление может снова предусматривать, что в начале этого относящегося к объему промежутка времени блок управления переключает устройство переключения горячей воды при достижении определенного объема из положения, в котором обводная линия горячей воды не соединена с устройством подачи горячей воды, в положение, в котором обводная линия горячей воды соединена с устройством подачи горячей воды, и по истечении этого относящегося к объему промежутка времени снова переключает в положение, в котором обводная линия горячей воды не соединена с устройством подачи горячей воды.
Однако это управление может также предусматривать, что в начале этого относящегося к объему промежутка времени блок управления переключает устройство переключения горячей воды при достижении определенного объема в интервалах, как здесь описано, и по истечении этого относящегося к объему промежутка времени оканчивает переключение в интервалах.
Варианты осуществления заварочного устройства сконфигурированы далее для того, чтобы подавать на обводную линию горячей воды пар. Пар может выдаваться в частности в виде парового удара. Тем самым система линий за заварочным блоком может опорожняться в направлении выпуска горячего напитка; одновременно система линий за заварочным блоком и выпуск горячего напитка гигиенически очищаются паром. Например, паром убиваются бактерии.
Согласно аспекту, способ приготовления горячего напитка в описанном здесь заварочном устройстве включает в себя задание типа приготовляемого горячего напитка, определение, исходя из типа приготовляемого горячего напитка, по меньшей мере, одного параметра для управления устройством переключения горячей воды и управление при помощи блока управления устройством переключения горячей воды согласно, по меньшей мере, одному параметру во время приготовления горячего напитка.
Например, возможно, что параметр указывает для типа приготовляемого горячего напитка, что при приготовлении переключение не должно осуществляться таким образом, что обводная линия горячей воды соединена с устройством подачи горячей воды. Это может быть задано, например, для напитка эспрессо или ристретто. Параметр может также указывать для типа приготовляемого горячего напитка, что должно осуществляться определенное количество процессов переключения, например один единственный процесс переключения или множество интервалов переключения, то есть переключение должно осуществляться таким образом, что обводная линия горячей воды соединена с устройством подачи горячей воды, или что обводная линия горячей воды в определенных промежутках времени соединена с устройством подачи горячей воды, а в других промежутках времени не соединена с ним.
В вариантах осуществления способа параметр включает в себя объем выданной на выпуск горячего напитка жидкости. Например, параметр включает в себя первый объем, при достижении или превышении которого происходит однократное или многократное поинтервальное переключение. Дополнительно параметр включает в себя, например, второй объем, при достижении или превышении которого оканчивается многократное переключение в интервалах.
В вариантах осуществления способа параметр включает в себя альтернативно или дополнительно первый промежуток времени интервала, в течение которого обводная линия горячей воды соединена с устройством подачи горячей воды. Альтернативно или дополнительно параметр включает в себя второй промежуток времени интервала, в течение которого обводная линия горячей воды не соединена с устройством подачи горячей воды. Альтернативно или дополнительно параметр включает в себя отношение первого промежутка времени ко второму промежутку времени. Альтернативно или дополнительно параметр включает в себя изменение во времени отношения первого промежутка времени ко второму промежутку времени.
В вариантах осуществления способ предусматривает далее то, что после завершения приготовления горячего напитка пар, в частности в виде парового удара, подается на обводную линию горячей воды. Тем самым система линий за заварочным блоком может опорожняться в направлении выпуска горячего напитка; одновременно система линий за заварочным блоком и выпуск горячего напитка гигиенически очищаются паром. Например, паром убиваются бактерии.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА
Далее варианты осуществления заварочного устройства и соответствующего способа разъясняются более подробно на основе чертежа. На чертеже показаны:
фиг. 1 - схематичный вид заварочного устройства согласно одному варианту осуществления;
фиг. 2 - схематичный вид заварочного устройства согласно дальнейшему варианту осуществления;
фиг. 3 - параметры заваривания с течением времени процесса заваривания при использовании заварочного устройства согласно варианту осуществления; и
фиг. 4 - схематичные соотношения давлений в заварочной камере заварочного блока заварочного устройства согласно варианту осуществления.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг. 1 показывает на схематичном виде заварочное устройство 1 согласно варианту осуществления. Заварочное устройство 1 включает в себя бак 10 для холодной воды. Отходящая от бака 10 для холодной воды первая линия 11 текучей среды, в которую интегрирован расходомер 12, подает холодную воду в систему из насоса 15 и дроссельного клапана 16, откуда она поступает далее через проточный нагреватель 20 во вторую линию 25 текучей среды. Система из насоса 15, дроссельного клапана 16 и проточного нагревателя 20 образует согласно изображенному варианту осуществления устройство 22 подачи горячей воды, причем горячая вода имеется в распоряжении на его выходе 22A, который соответствует выходу проточного нагревателя 20. Устройство 22 подачи горячей воды подает в соответствии с этим горячую воду из одного единственного источника горячей воды.
По третьей линии 30 текучей среды поданная вода поступает через обратный клапан 32 на вход 31A заварочного блока 31. Перед входом 31A заварочного блока 31 предусмотрен клапан 33 переключения, который на выбор может либо подавать воду на вход заварочного блока 31, либо остаточную жидкость, которая возникает, например, после завершения процесса заваривания в заварочной камере заварочного блока 31, может отводить из заварочной камеры заварочного блока 31 по дренажной линии 37 в емкость 120 для остаточной жидкости.
Клапан 75 переключения может переключаться таким образом, что текучая среда (горячая вода или пар) из соединенной со второй линией 25 текучей среды пятой линии 70 текучей среды может на выбор выдаваться (по соединенной с клапаном 75 переключения линии 81 текучей среды) на выпуск 90 горячей воды, (по соединенной с клапаном 75 переключения линии 80 текучей среды) на устройство 85 вспенивания молока или (по соединенной с клапаном 75 переключения линии 82 текучей среды) на устройство 95 конденсации. Из устройства 95 конденсации конденсированная вода может стекать по дальнейшей линии 96 текучей среды.
На выходе заварочной камеры заварочного блока 31 предусмотрен пенковый клапан 35, для того чтобы контролировать выход текучей среды из заварочной камеры на линию 36 выхода текучей среды. Текучая среда из заварочной камеры, то есть обычно приготовленный горячий напиток, как например кофейный напиток, поступает через линию 36 выхода текучей среды и описанное еще позднее смесительное устройство 55 на линию 60 выдачи горячего напитка (например, линию выдачи кофе) и оттуда на выпуск 65 кофе, который образует выпуск горячего напитка.
На месте 100 сосуда для питья может размещаться под выпуском 65 кофе сосуд 110 для питья, для того чтобы принимать приготовленный горячий напиток.
Ниже по потоку от второй линии 25 текучей среды, то есть от выхода устройства подачи горячей воды, и за точкой ответвления, от которой отходит третья линия текучей среды для подачи горячей воды на заварочный блок 31, предусмотрена четвертая линия 40 текучей среды, которая образует обводную линию горячей воды. В четвертую линию 40 текучей среды интегрировано управляемое устройство переключения горячей воды, которое в варианте осуществления согласно фиг. 1 является 2/2-ходовым магнитным клапаном 50. В варианте осуществления согласно фиг. 1 третья линия текучей среды соединена в соответствии с этим постоянно со второй линией 25 текучей среды.
Клапан 50 может переключаться между положением протока и положением прерывания. Переключение осуществляется селективно во время процесса заваривания при помощи подходящего блока 5 управления. Во время процесса заваривания гидравлическое сопротивление на входе заварочного блока 31 сравнительно высоко. В положении прерывания клапана 50, которое показано на фиг. 1, клапан не проницаем. В соответствии с этим горячая вода поступает исключительно на вход 31A заварочного блока 31. В положении же протока большая часть горячей воды поступает благодаря большому гидравлическому сопротивлению через клапан 50 и далее через дроссельный клапан 51 на смесительное устройство 55.
Смесительное устройство 55 включает в себя (не изображенную на фигурах) смесительную камеру, которая соединена и с линией 36 выхода текучей среды, и с четвертой линией 40 текучей среды таким образом, что текучая среда, которая поступает из заварочного блока 31 по линии 36 выхода текучей среды на смесительное устройство 55, может смешиваться в смесительной камере смесительного устройства 55 с текучей средой, которая поступает от клапана 50 по четвертой линии 40 текучей среды на смесительное устройство 55. Выход смесительной камеры смесительного устройства 55 впадает в линию 60 выдачи горячего напитка (линию выдачи кофе), так что текучая среда из смесительной камеры смесительного устройства 55 поступает по линии 60 выдачи горячего напитка (линии выдачи кофе) на выпуск 65 кофе, причем линия 60 выдачи горячего напитка разветвлена в данном примере на выпуске 65 кофе на два участка линии, и каждый из этих двух участков линии имеет на своем конце выпускное отверстие 60A для выдачи горячего напитка (например, кофе).
Вследствие этого, в зависимости от положения клапана 50, часть горячей воды может проводиться мимо заварочного блока 31, и высокое качество выданного горячего напитка может обеспечиваться даже при большом объеме покупаемого напитка.
Фиг. 2 показывает альтернативный вариант осуществления, причем одинаковые ссылочные позиции обозначают такие же или аналогичные элементы, как на фиг. 1, и их описание здесь опущено.
В варианте осуществления согласно фиг. 2 вместо клапана 50 предусмотрен клапан 50A, который выполнен в виде 3/2-ходового магнитного клапана и имеет один вход, а также два выхода. Вход клапана 50A соединен со второй линией 25 текучей среды и тем самым с выходом 22A устройства 22 подачи горячей воды. Первый выход клапана 50A соединен ниже по потоку с четвертой линией 40 текучей среды, которая образует обводную линию горячей воды. Второй выход клапана 50A соединен с входом 31A заварочного блока 31 третьей линией 30 текучей среды. В первом положении клапана 50A вход клапана 50A соединен с первым выходом клапана 50A; соответственно во втором положении клапана 50A вход клапана 50A соединен со вторым выходом клапана 50A. Клапан 50A может переключаться таким образом между выдачей горячей воды на четвертую линию 40 текучей среды и на вход заварочного блока 31.
Таким образом, в варианте осуществления согласно фиг. 2 в одном из обоих положений клапана 50A третья линия 30 текучей среды для подачи горячей воды в заварочный блок 31 соединена со второй линией 25 текучей среды, то есть с выходом 22A устройства 22 подачи горячей воды, а четвертая линия 40 текучей среды заблокирована ниже по потоку от клапана 50A. В другом из обоих положений клапана 50A четвертая линия 40 текучей среды соединена со второй линией 25 текучей среды, то есть с выходом 22A устройства 22 подачи горячей воды, а третья линия 30 текучей среды для подачи горячей воды в заварочный блок 31 заблокирована.
Фиг. 3 показывает различные параметры заварочного устройства 1 во время прохождения процесса заваривания.
В верхней части фиг. 3 представлена работа насоса 15 с двумя состояниями (включенным и соответственно выключенным).
В средней части фиг. 3 представлено положение клапана 50 из варианта осуществления согласно фиг. 1; положение клапана “откр.” соответствует при этом положению, в котором обводная линия 40 горячей воды соединена с устройством 22 подачи горячей воды, а положение клапана “закр.” соответствует положению, в котором обводная линия 40 горячей воды не соединена с устройством 22 подачи горячей воды.
В нижней части фиг. 3 схематично представлена кривая для выданного на выпуск горячего напитка объема V текучей среды.
Сначала клапан 50 закрыт. Насос 15 включается и работает с постоянной мощностью, после определенного промежутка времени снова выключается, затем снова включается. При этом процессе предварительного заваривания объем поданной заварочной воды линейно увеличивается во время периодов включения насоса 15, то есть при постоянном объемном потоке в заварочный блок 31 подается заварочная вода, для того чтобы смачивать молотый кофе в заварочной камере заварочного блока 31. Во время периода выключения поданная в заварочный блок 31 вода может распределяться в молотом кофе, и пенковый клапан 35 заварочного блока 31 закрыт, так что во время этого промежутка времени кофейный напиток еще не выдается.
Затем насос 15 снова работает до окончания процесса заваривания с постоянной мощностью в состоянии включения. Объем V поданной заварочной воды снова линейно увеличивается до достижения объема v0 и окончания процесса заваривания.
Клапан 50 управляется в зависимости от объема V. Клапан управляется в варианте осуществления в качестве примера таким образом, что клапан 50 закрыт, пока объем меньше, чем первое пороговое значение v1. Как только первое пороговое значение v1 достигнуто, клапан 50 открывается, и горячая вода протекает по четвертой линии 40 текучей среды мимо заварочного блока 31 непосредственно на выпуск 65 кофе.
Клапан 50 управляется в показанном примере в интервалах соответственно с первым промежутком t1 времени (клапан открыт) и вторым промежутком t2 времени (клапан закрыт), то есть импульсно. Общее количество промежутков времени, в которых клапан 50 во время первых промежутков t1 времени открыт, может определяться, например, при заданных параметрах t1 и t2 в зависимости от объема поданной заварочной воды. Альтернативно клапан 50 может управляться в качестве функции объема V таким образом, что он открывается или закрывается, когда объем V достигает определенных заданных пороговых значений. В примере согласно фиг. 3 клапан 50, например, открывается, когда объем V достигает значения v01, и затем снова закрывается, когда объем V достигает значения v02, и после этого снова открывается, когда объем V достигает значения v03. В данном примере принято, что мощность насоса 15 и таким образом объемный поток поданной насосом 15 воды постоянны, если насос 15 включен. В этом случае продолжительность промежутка t1 времени пропорциональна разности v02-v01 объемов, а продолжительность промежутка t2 времени пропорциональна разности v03-v02 объемов.
В данном примере момент времени, с которого клапан 50 удерживается постоянно закрытым до конца процесса заваривания, определяется следующим образом. Задается второе пороговое значение v2 для объема V. Как только объем V достигает порогового значения v2, проверяется, открыт ли непосредственно клапан 50. Если клапан 50 непосредственно открыт (как показано на фиг. 3), то клапан 50 остается до конца произошедшего последним импульсного срабатывания продолжительности первого промежутка t1 времени еще открытым; затем клапан 50 закрывается и остается до конца процесса заваривания закрытым.
Когда объем V достигает значения v0, достигнут конец процесса заваривания, и насос 15 выключается.
В примере согласно фиг. 3 клапан 50 многократно управляется посредством нескольких импульсов продолжительности t1 и в соответствии с этим периодически поочередно открывается и закрывается. Альтернативно также возможно клапан 50 открывать в ходе процесса заваривания только во время одного единственного интервала времени с продолжительностью t1, которая соответствует небольшой части продолжительности получения кофе, и в течение всего остального времени удерживать его закрытым. Это разовое открытие клапана 50 может осуществляться в любой момент времени во время процесса заваривания, например, вначале соответствующего процесса заваривания или в конце соответствующего процесса заваривания или в другой момент времени между началом и концом соответствующего процесса заваривания.
В случае варианта осуществления согласно фиг. 2 управление насосом 15 и клапаном 50A может осуществляться аналогично изображению согласно фиг. 3. Клапан 50A согласно фиг. 2 может управляться импульсно с теми же последовательностями импульсов, как клапан 50 на фиг. 3. Если клапан 50A управляется импульсно с импульсами продолжительности t1 и промежутками продолжительности t2 между двумя следующими друг за другом импульсами, то клапан 50A приводится периодически поочередно в два разных состояния, при которых поочередно третья линия 30 текучей среды для подачи горячей воды в заварочный блок 31 соединена со второй линией 25 текучей среды, и четвертая линия 40 текучей среды заблокирована ниже по потоку от клапана 50A, или четвертая линия 40 текучей среды соединена со второй линией 25 текучей среды, и третья линия 30 текучей среды для подачи горячей воды в заварочный блок 31 заблокирована.
В соответствии с этим поданная по второй линии 25 текучей среды горячая вода протекает во время импульсного управления клапаном 50A поочередно по третьей линии 30 текучей среды или по четвертой линии 40 текучей среды.
Фиг. 4 показывает давление заварочной воды в заварочной камере заварочного блока 31 в качестве функции времени t во время получения кофе после предварительного заваривания, при непрерывно работающем насосе 15 и импульсном управлении клапаном 50 или клапаном 50A с импульсами продолжительности t1 и промежутком t2 времени между двумя следующими друг за другом импульсами.
Насос 15 работает во время получения кофе с максимальной мощностью и, как правило, рассчитан для того, чтобы создавать давление, как правило, в 15 бар.
Если четвертая линия 40 текучей среды соединена с устройством 22 подачи горячей воды, давление заварочной воды в заварочной камере заварочного блока 31 понижается. Величина падения давления во время импульса продолжительности t1 зависит от величины t1, то есть промежутка времени, в течение которого четвертая линия 40 текучей среды соответственно соединена с устройством подачи горячей воды. Если t1 велика (например, больше 1 секунды), давление заварочной воды в заварочной камере может падать примерно до 0 бар, когда клапан 50 или клапан 50A деблокирует линию 40 текучей среды.