Устройство и способ для улучшенной кофеварки

Устройство и способ для улучшенной кофеварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к водонагревателям, прежде всего к управлению водонагревателями.

Изобретение разработано главным образом для использования в качестве способа управления водонагревателями и устройства для кофеварки эспрессо и описано ниже со ссылкой на именно такое применение. Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается этой конкретной областью применения.

Уровень техники

Любое упоминание предыдущего уровня техники в данном описании не должно рассматриваться как признание того, что такой предыдущий уровень широко известен или является частью общеизвестных знаний в данной области.

В известных кофеварках эспрессо регулируется как давление, так и размер порции воды, подаваемой для приготовления порции кофе эспрессо. Следует иметь в виду, что давление обычно устанавливается между девятью и десятью барами. Порция обычно составляет около 30 мл и выдается через двадцать-сорок секунд.

Для смачивания молотого кофе используется стадия предварительного настаивания, чтобы обеспечить его набухание в корзине фильтра и тем самым задержать мелкий помол и ограничить просачивание воды через фильтр. Чтобы обеспечить смачивание без принудительного прохождения воды через молотый кофе, вода на этой стадии предварительного настаивания обычно подается под давлением от одного до пяти бар.

Имеется потребность в эффективном способе и устройстве для выдачи порций с регулируемыми давлением и объемом. Также имеется потребность в эффективном способе и устройстве, позволяющих водяным насосам кофеварки эспрессо обеспечивать предварительное настаивание под регулируемым низким давлением.

Известно также, что кофеварки эспрессо имеют паровые палочки. Паровая палочка выпускает пар, который может быть использован для подогрева и вспенивания молока. В некоторых кофеварках выход пара регулируется клапаном, таким как игольчатый клапан. Игольчатый клапан обеспечивает изменяемый выход пара, но при этом его необходимо поворачивать на несколько оборотов для перевода из закрытого состояния в полностью открытое состояние.

Соответственно имеется также потребность в регулировании выхода пара, обеспечивающем большую легкость использования, чем при применении игольчатого клапана.

Раскрытие изобретения

В основу изобретения положена задача устранить или ослабить влияние по меньшей мере одного из недостатков предыдущего уровня техники или предложить полезную альтернативу.

Предпочтительной задачей некоторых вариантов осуществления изобретения является предложить усовершенствованную кофеварку. Предпочтительной задачей других вариантов осуществления изобретения является предложить усовершенствованную кофеварку эспрессо.

Предпочтительной задачей некоторых вариантов осуществления изобретения является предложить усовершенствованную кофеварку эспрессо, которая может обеспечить выдачу порций, имеющих регулируемое давление и объем.

Предпочтительной задачей некоторых вариантов осуществления изобретения является предложить усовершенствованную кофеварку эспрессо, которая может обеспечить регулируемое предварительное настаивание при низком давлении.

Предпочтительной задачей некоторых вариантов осуществления изобретения является предложить усовершенствованную кофеварку эспрессо, которая представляет собой разумную альтернативу контроллеру игольчатого клапана для регулирования выхода пара.

В одном из аспектов изобретения предлагается устройство измерения результирующего расхода, подаваемого насосом, соединенным с предохранительным клапаном давления, при этом устройство содержит:

первый расходомер для измерения питающего насос расхода;

второй расходомер для измерения обратного расхода от предохранительного клапана давления; и

при этом подаваемый насосом результирующий расход может быть определен путем вычитания измеренного обратного расхода из измеренного питающего расхода.

Предпочтительно результирующий расход может определяться (или вычисляться) в режиме реального времени и использоваться для остановки насоса, когда необходимая порция выдана.

В одном из аспектов изобретения предлагается кофеварка эспрессо, содержащая устройство измерения расхода, описанное в настоящем документе, для измерения небольших порций, выдаваемых насосом, соединенным с предохранительным клапаном давления. Предпочтительно кофеварка эспрессо дополнительно содержит описанный в настоящем документе модуль изменения мощности насоса для обеспечения предварительного настаивания.

В одном из аспектов изобретения предлагается кофеварка эспрессо, содержащая описанный в настоящем документе модуль изменения мощности насоса для обеспечения предварительного настаивания. Предпочтительно кофеварка эспрессо дополнительно содержит описанное ниже устройство измерения расхода для измерения небольших порций, выдаваемых насосом, соединенным с предохранительным клапаном давления.

Блок изменения мощности предпочтительно может обеспечивать профилирование давления в процессе приготовления кофе эспрессо. Более предпочтительно профиль давления может быть задан заранее или сконфигурирован пользователем. Наиболее предпочтительно профиль давления может иметь вид зависимости мощности от времени, отображающей электрическую мощность, подводимую к соответствующему насосу.

В одном из аспектов изобретения предлагается способ измерения расхода для измерения результирующего расхода, подаваемого насосом, связанным с предохранительным клапаном давления, при этом способ следующие этапы:

(а) с помощью первого расходомера измеряют питающий расход насоса;

(б) с помощью второго расходомера измеряют обратный расход от предохранительного клапана давления; и

(в) вычисляют результирующий расход по меньшей мере частично путем вычитания измеренного обратного расхода из измеренного питающего расхода.

Предпочтительно вычисление результирующего расхода может выполняться в режиме реального времени и использоваться для прекращения работы насоса, когда требуемая порция выдана.

В одном из аспектов изобретения предлагается кофеварка эспрессо, содержащая процессорное устройство, предназначенное для реализации описанного в настоящем документе способа измерения расхода для измерения небольших порций, выдаваемых насосом, связанным с предохранительным клапаном давления.

В одном из аспектов изобретения предлагается устройство для контроля перелива из емкости для текучей среды, устройство, содержащее:

корпус;

съемную емкость для текучей среды;

отверстие для заливки текучей среды, находящееся в гидравлической связи с упомянутой емкостью; и

сливной поддон, причем емкость для текучей среды имеет переливное отверстие, находящееся в гидравлической связи со сливным поддоном.

В одном из аспектов изобретения предлагается кофеварка эспрессо, содержащая:

корпус кофеварки эспрессо;

съемную емкость для воды;

отверстие для заливки воды, расположенное спереди или сверху кофеварки эспрессо и находящееся в гидравлической связи с емкостью для воды;

вставляемый спереди сливной поддон,

причем емкость для воды имеет переливное отверстие, находящееся в гидравлической связи со сливным поддоном.

Предпочтительно емкость для воды вставляется в корпус кофеварки эспрессо с тыльной стороны. Альтернативно емкость для воды предпочтительно вставляется в корпус кофеварки эспрессо сбоку.

В одном из аспектов изобретения предлагается устройство для приема съемной емкости для текучей среды, при этом устройство содержит:

корпус; и

съемную емкость для текучей среды, причем емкость имеет стопор в сборе и клапан выпуска текучей среды.

Согласно одному из аспектов изобретения, предлагается кофеварка эспрессо, содержащая:

корпус кофеварки эспрессо;

съемную емкость для воды, причем емкость для воды имеет стопор в сборе и клапан выпуска текучей среды.

Предпочтительно емкость для воды вставляется в корпус кофеварки эспрессо с тыльной стороны. Альтернативно емкость для воды предпочтительно вставляется в корпус кофеварки эспрессо сбоку.

Предпочтительно емкость для воды имеет переливное отверстие, находящееся в гидравлической связи со сливным поддоном.

Предпочтительно кофеварка эспрессо содержит устройство измерения расхода.

В одном из аспектов изобретения предлагается устройство управления выходом пара, при этом устройство содержит:

корпус;

паровую палочку в сборе, соединенную с корпусом и имеющую выход для пара;

выход для пара, управляемый расположенным внутри корпуса клапаном,

клапан, управляемый поворотным органом управления.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит насос, который всасывает текучую среду из емкости для текучей среды и подает текучую среду в парогенератор; парогенератор, подающий пар к электромагнитному клапану, используемому для пуска и прекращения подачи пара из парогенератора к паровой палочке в сборе.

В одном из аспектов изобретения предлагается кофеварка эспрессо, содержащая:

паровую палочку с выходом для пара;

выход для пара, управляемый расположенным внутри кофеварки эспрессо клапаном;

клапан, управляемый поворотной лопаткой.

Клапан предпочтительно является шаровым клапаном.

Лопатка предпочтительно прикреплена к круглой ручке управления.

В одном из аспектов изобретения предлагается устройство управления паром для кофеварки эспрессо, содержащее:

шаровой клапан, находящийся в гидравлической связи с паровой палочкой;

втулку, имеющую радиально продолжающийся рычажный элемент; втулка установлена с возможностью поворота относительно кофеварки эспрессо; втулка и рычажный элемент функционально связаны с шаровым клапаном; и

при этом устройство может быть настроено от полностью закрытой конфигурации до полностью открытой конфигурации путем поворота втулки на угол менее 180°.

Предпочтительно устройство управления паром содержит переключающий чувствительный элемент для выдачи сигнала данных (или сигнала положения) на вычислительный модуль. Более предпочтительно сигнал данных свидетельствует о полностью открытой конфигурации устройства, при которой выход паровой палочки гидравлически сообщается с парогенератором.

Предпочтительно клапан является шаровым клапаном, находящимся в гидравлической связи с паровой палочкой в сборе, а поворотный элемент управления содержит втулку, имеющую радиально продолжающийся элемент в виде лопатки; упомянутая втулка установлена с возможностью поворота относительно корпуса; упомянутая втулка и рычажный элемент функционально связаны с шаровым клапаном; и при этом устройство может быть настроено от полностью закрытой конфигурации до полностью закрытой конфигурации путем поворота втулки.

Предпочтительно разрешенный угол поворота органа управления составляет менее 180°.

Предпочтительно устройство содержит элемент датчика переключателя для выдачи сигнала данных на модуль процессора. Более предпочтительно сигнал данных свидетельствует о полностью открытой конфигурации устройства, при которой выход паровой палочки в сборе гидравлически сообщается с парогенератором.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит насос, который всасывает текучую среду из емкости для текучей среды и подает упомянутую текучую среду в парогенератор; парогенератор подает пар к электромагнитному клапану, используемому для пуска и прекращения подачи пара от парогенератора к паровой палочке в сборе. Более предпочтительно электромагнитный клапан представляет собой трехходовой двухпозиционный электромагнитный клапан, используемый для пуска и прекращения подачи пара от парогенератора к паровой палочке в сборе.

Предпочтительно паровая палочка в сборе в основном заключена в пластмассу, чтобы сохранять тепло в носике паровой палочки.

Предпочтительно чувствительный к температуре элемент контролирует температуру носика паровой палочки. Более предпочтительно чувствительный к температуре элемент представляет собой термистор. Наиболее предпочтительно паровая палочка в сборе имеет носик для выхода пара, взаимодействующий с термистором.

Предпочтительно при закрытом положении электромагнитного клапана путь прохождения пара сообщается с атмосферой для ограничения попадания молока обратно в паровую палочку в сборе. Более предпочтительно электромагнитный клапан предназначен для подачи к трубке Вентури либо чистого пара из парогенератора, либо атмосферного воздуха.

Предпочтительно поворотный орган управления активирует один или несколько переключающих элементов управления процессом парообразования.

Предпочтительно паровая палочка в сборе взаимодействует с переключающим элементом с целью определения, находится ли паровая палочка в сборе в своем заданном исходном положении.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит чувствительный к давлению элемент для контроля давления пара в паровой палочке.

Понятно, что описанное в данном документе устройство может быть кофеваркой. В частности, описанное в данном документе устройство может быть кофеваркой эспрессо.

Также понятно, что описанное в данном документе устройство может использоваться в качестве кофеварки. В частности, описанное в данном документе устройство может использоваться в качестве кофеварки эспрессо.

Краткое описание чертежей

Ниже в качестве примера описан предпочтительный вариант осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи.

На фиг.1 показан перспективный вид кофеварки эспрессо;

на фиг.2 - схема кофеварки эспрессо;

на фиг.3 - блок-схема способа управления кофеваркой эспрессо;

на фиг.4 - схематичный вид изображенного на фиг.2 предохранительного клапана давления;

на фиг.5А - схема цепи на базе кремниевого управляемого вентиля (КУВ), используемой для изменения подводимой к насосу мощности;

на фиг.5В - схема цепи на базе триода для переменного тока (триака), используемой для изменения подводимой к насосу мощности;

на фиг.6А - форма волны напряжения питания;

на фиг.6В - форма волны модифицированного напряжения питания, изображенной на 6А;

на фиг.6В - форма волны модифицированного напряжения питания, изображенной на 6А;

на фиг.6С - форма волны модифицированного напряжения питания, изображенной на 6А;

на фиг.7 - схема кофеварки эспрессо, имеющей групповую головку с подогревом;

на фиг.8 - схематичный вид устройства, позволяющего наполнять водой предлагаемую в изобретении кофеварку эспрессо;

на фиг.9 - схематичный вид устройства, позволяющего заполнять водой предлагаемую в изобретении кофеварку эспрессо, с каналом перелива;

на фиг.10 - перспективный вид сзади предлагаемой в изобретении кофеварки эспрессо, показывающий проем для емкости для воды;

на фиг.11А - перспективный вид сзади емкости для воды;

на фиг.11В - перспективный вид сзади изображенной на фиг.10 емкости для воды в разблокированном состоянии;

на фиг.12А - местный вид в боковом разрезе изображенной на фиг.8 кофеварки эспрессо с вставленной емкостью для воды;

на фиг.12В - местный вид в боковом разрезе изображенной на фиг.8 кофеварки эспрессо с емкостью для воды в разблокированной конфигурации;

на фиг.13А - местный вид в боковом разрезе изображенной на фиг.8 кофеварки эспрессо со стопором в сборе в заблокированной конфигурации;

на фиг.13В - местный вид в боковом разрезе изображенной на фиг.8 кофеварки эспрессо со стопором в сборе в разблокированной конфигурации;

на фиг.14А - местный вид в боковом разрезе изображенной на фиг.8 кофеварки эспрессо с водяным клапаном в открытой сцепленной конфигурации;

на фиг.14В - местный вид в боковом разрезе изображенной на фиг.8 кофеварки эспрессо с водяным клапаном в герметично закрытой конфигурации;

на фиг.15 - вид сечения паровой палочки, клапана и поворотной управляющей лопатки;

на фиг.16 - вид сечения фиг.15 по линии А-А;

на фиг.17 - перспективный вид изображенных на фиг.15 клапана, паровой палочки и рычага;

на фиг.18 - блок-схема еще одного варианта реализации технологии;

на фиг.19 - блок-схема еще одного варианта выполнения паровой палочки в сборе с использованием элемента беспроводной связи;

на фиг.20 - блок-схема еще одного варианта выполнения паровой палочки в сборе с использованием зависимого воздушного потока;

на фиг.21 - блок-схема еще одного варианта выполнения паровой палочки в сборе с использованием шарового клапана и противовакуумного клапана;

на фиг.22 - блок-схема еще одного варианта выполнения паровой палочки в сборе с использованием клапана, выполненного из керамики;

на фиг.23 - блок-схема еще одного варианта выполнения паровой палочки в сборе с использованием двух независимых контроллеров.

Осуществление изобретения

Понятно, что кофеварки эспрессо широко используются для приготовления горячих напитков.

Порции кофе эспрессо обычно завариваются путем пропускания потока горячей воды под давлением через плотно упакованный мелко молотый кофе. Такая вынужденная диффузия воды через молотый кофе приводит к приготовлению кофе эспрессо. Качество, запах и вкус получившегося кофе эспрессо зависят от множества факторов, к числу которых относятся структура молотого кофе, плотность его упаковки, температура и давление используемой воды. Путем сочетания указанных факторов в соответствующих пропорциях можно готовить в основном единообразные по консистенции порции кофе эспрессо.

Приготовление подходящего кофе эспрессо кофеварками эспрессо, выполненными на базе насосов, по меньшей мере, отчасти зависит от создаваемого насосом давления (обычно выражаемого в барах). Согласно фиг.1, такая выполненная на базе насоса кофеварка 100 эспрессо, может включать в себя: емкость 110 для воды (обычно находящуюся внутри кофеварки), распылительную головку или распределитель 122 и корзину 124 фильтра (для молотого кофе). Для вспенивания молока в состав кофеварки эспрессо могут включаться паровая палочка 130 и паровой клапан 132. Для сбора брызг и избыточной воды обычно предусматривается сливной поддон 140. Для выставления по меньшей мере некоторых параметров (или факторов), связанных с приготовлением кофе эспрессо, может предусматриваться ряд органов 150 управления.

Понятно, что некоторые кофеварки эспрессо имеют встроенную кофемолку 160. Она может включать в себя загрузочную воронку 162 для подачи зерен кофе к размалывающему устройству и выход 164 для наполнения корзины фильтра (если она имеется) молотым кофе.

При наличии воды в емкости для воды и молотого кофе в корзине фильтра, вода нагревается и подается к распылительной головке 122. После того как нагретая вода попадает в распылительную головку 122, происходит вынужденная диффузия воды через молотый кофе, находящийся в корзине фильтра, приводящая к приготовлению кофе эспрессо.

На фиг.2 показана схема кофеварки 200 для эспрессо. Такая кофеварка содержит емкость 210 для воды, оснащенную герконовым датчиком 212 уровня воды. Истечение воды из емкости 210 предусматривает прохождение через фильтр 214, находящийся в гидравлической связи с двумя путями 216 и 218 выходного потока.

В данном варианте осуществления изобретения первый путь 216 выходного потока предназначен для соединения с парогенератором 250 или подачи воды из емкости 210 в парогенератор 250. Данный путь выходного потока включает в себя защитный фильтр 220, через который вода поступает к насосу 221, подающему воду под заданным давлением. Для ограничения давления воды, подаваемой в парогенератор 250, предусмотрен предохранительный клапан 222 давления. В случае чрезмерного повышения давления в упомянутой линии подачи текучей среды, предохранительный клапан 222 давления подает или отводит воду в сливной поддон 240, используя линию 224 подачи текучей среды. Например, насос 221 подает воду в парогенератор 250 (используя линию 223 подачи текучей среды) под давлением приблизительно три бара. Для паровой системы насос подает воду для пополнения парогенератора под давлением приблизительно 3 бара. Предохранительный клапан 222 давления предназначен для срабатывания при больших давлениях и используется в целях защиты.

В качестве примера, парогенератор 250 используется для превращения в пар воды, поступающей по линии 223 подачи текучей среды. Парогенератор включает в себя нагревательный элемент 252, зонд 256 уровня воды, термочувствительный элемент (например, термистор) 257, плавкий предохранитель и термостат 258 и вакуумный клапан 259 сапуна. В приведенном примере парогенератор имеет объем водонагревателя 0,8 л. Исключительно в качестве примера, такой парогенератор может быть выполнен из одного или нескольких материалов из набора, включающего в себя отлитый под давлением алюминий, (предпочтительно с вкладышем из тефлона), нержавеющую сталь или латунь. Нагревательный элемент 252 предпочтительно представляет собой погружной нагревательный элемент мощностью 1000 Вт. Исключительно в качестве примера, такой нагревательный элемент может быть выполнен из одного или нескольких материалов из набора, включающего в себя нержавеющую сталь и сплав инколой. Понятно, что нагревательный элемент может иметь и другую номинальную мощность, достаточную для выработки пара в парогенераторе. В зонде 256 уровня воды предпочтительно используются три зонда для контроля уровня воды, и по существу он состоит из трех зондов, выполненных из нержавеющей стали. Исключительно в качестве примера, термистор 257 имеет максимальную рабочую температуру приблизительно 200°C.

В качестве примера, выходящий из парогенератора 250 пар 272 выпускается питающим шаровым клапаном 274 с бесступенчатым регулированием и проходит через паровую палочку 276. Предпочтительно шаровой клапан имеет максимальную рабочую температуру 150°C, номинальное рабочее давление приблизительно 2 бара и максимальное давление приблизительно 8 бар. В данном варианте осуществления изобретения второй путь 218 выходного потока пропускает воду от емкости 210 для воды к нагревателю 260 воды для приготовления кофе. Данный путь выходного потока содержит защитный фильтр 230, первый расходомер 233 и насос 234. Упомянутый насос 234 дополнительно содержит предохранительный клапан 235 давления. Данный предохранительный клапан 235 давления предназначен для ограничения давления воды, создаваемого в линии 236, обычно составляющего от девяти до десяти бар. Предохранительный клапан 235 обычно настроен на давление приблизительно десять бар, так что если давление воды превышает это давление настройки, то часть воды сбрасывается обратно в емкость 210 через обратную линию 237, таким образом поддерживая заданное давление настройки. Количество воды, сброшенной обратно через обратную линию 237, может быть измерено вторым расходомером 238. Основной путь 236 выходного потока проходит через теплообменник 254 парогенератора 250 к нагревателю 260 воды для приготовления кофе.

В качестве примера, нагреватель 260 воды для приготовления кофе включает в себя нагревательный элемент 262, зонд 266 уровня воды, термистор 267 и плавкий предохранитель и термостат 268. В данном примере нагреватель 260 воды для приготовления кофе имеет объем 0,3 л. Исключительно в качестве примера, такой водонагреватель может быть выполнен из одного или нескольких материалов из набора, включающего в себя отлитый под давлением алюминий (предпочтительно с вкладышем из тефлона), нержавеющую сталь или латунь. Исключительно в качестве примера, нагревательный элемент 262 предпочтительно представляет собой погружной нагревательный элемент мощностью 600 Вт. В зонде 266 уровня воды предпочтительно используются два зонда для контроля уровня воды, в основном выполненных из нержавеющей стали. Исключительно в качестве примера, термистор 267 имеет максимальную рабочую температуру приблизительно 150°C.

В качестве примера, выход из нагревателя воды для приготовления кофе используется для выдачи горячей воды 282 посредсвом игольчатого клапана 284 с бесступенчатым регулированием через палочку 286 для горячей воды. В данном примере игольчатый клапан 284 предпочтительно имеет максимальную рабочую температуру приблизительно 120°С и рабочее давление приблизительно 15 бар.

В качестве примера, выход из водонагревателя используется также для подачи горячей воды к распылительной лейке 292 для приготовления кофе 294. Электромагнитный клапан 296 пропускает горячую воду в распылительную головку 292 для приготовления кофе. Упомянутая распылительная головка 292 дополнительно имеет манометр 298 для отображения давления горячей воды, выдаваемой нагревателем воды для приготовления кофе. Исключительно в качестве примера, электромагнитный клапан 296 имеет максимальное рабочее давление приблизительно 16 бар и максимальную температуру текучей среды приблизительно 160°C. Исключительно в качестве примера, корпус электромагнитного клапана 296 может быть выполнен из одного или нескольких материалов из группы, содержащей нержавеющую сталь и латунь. В клапане могут использоваться различные защитные покрытия, включая покрытие никелем.

Понятно, исключительно в качестве примера, что линии подачи текучей среды выполнены либо из тефлоновых, либо из силиконовых трубок.

Понятно, что насосы 221 и 234 могут быть вибрационного (вытеснительного) типа, хотя могут использоваться и альтернативные технологии насосов. Вибрационные насосы обычно развивают давление в пределах от 15 до 18 бар, что обычно считается слишком большим для экстракции кофе эспрессо. Для регулировки давления используют предохранительный клапан давления фиксированной или изменяемой настройки. Однако при установке такого клапана известный способ измерения порций предусматривает установку расходомера как можно ближе к распылительной головке. Понятно, что любая установка в потоке вблизи распылительной головки требует, чтобы предохранительный клапан давления был способен работать при высокой температуре и высоком давлении. Конструкция и работа предохранительных клапанов давления более подробно рассматривается ниже.

В одном из вариантов осуществления изобретения устройство 200 включает в себя процессор 202 для приема команд от интерфейса 204 пользователя и зонды уровня воды, термисторы и плавкие предохранители/термостаты. Процессор также используется для управления/активации нагревательных элементов и насосов.

В одном из вариантов осуществления изобретения используется пара расходомеров, первый 230 из них - для измерения питающего насос расхода, а второй 237 - для измерения обратного расхода от предохранительного клапана 235 давления. В такой конфигурации результирующий расход, поданный в водонагреватель 260 (а, следовательно, в распылительную головку 292) может быть вычислен путем вычитания обратного расхода из питающего расхода. Путем вычисления результирующего расхода за период времени приготовления кофе может быть определена величина порции. Понятно, что такое вычисление может осуществляться в масштабе реального времени и использоваться для прекращения работы насоса, когда необходимая порция выдана через распылительную головку.

В одном из вариантов осуществления изобретения устройство измерения расхода для измерения результирующего расхода, поданного насосом, соединенным с предохранительным клапаном давления, имеет первый расходомер для измерения питающего насос расхода и второй расходомер для измерения обратного расхода от предохранительного клапана давления. Результирующий расход, подаваемый насосом, может быть определен путем вычитания измеренного обратного расхода из измеренного питающего расхода.

На фиг.3 показана блок-схема способа 300 измерения расхода для измерения результирующего расхода, подаваемого насосом, соединенным в предохранительным клапаном давления, при этом способ состоит из этапа 320 контроля (или измерения) с помощью первого расходомера питающего насос расхода; этапа 320 контроля (или измерения) с помощью второго расходомера обратного расхода от предохранительного клапана; и этапа 340 вычисления результирующего расхода по меньшей мере частично путем вычитания измеренного обратного расхода из измеренного питающего расхода.

Понятно, что такое вычисление может осуществляться в масштабе реального времени и использоваться для прекращения работы насоса (350), когда через распылительную головку выдана необходимая порция. Давление, величина порции, продолжительность могут быть заранее заданы или выбраны пользователем (с помощью интерфейса 204 пользователя и контроллера кофеварки).

Часто используется этап предварительного настаивания для смачивания молотого кофе, чтобы позволить ему разбухнуть в корзине фильтра и тем самым обеспечить улавливание мелкого помола и ограничить просачивание воды через фильтр. Для обеспечения смачивания без принудительного прохождения воды через молотый кофе вода, подаваемая на этом этапе предварительного настаивания, обычно имеет давление приблизительно три бара. Однако, понятно, что такое давление предварительного смачивания может быть в пределах от одного до пяти бар.

В данном варианте осуществления изобретения насос 230 может быть регулируемым, чтобы создавать меньшее (или пониженное) давление на этапе предварительного настаивания. Это может обеспечиваться путем снижения электрической мощности, подводимой к насосу на этом этапе. Чтобы позволить процессору управлять электрической мощностью, подводимой к насосу, обычно используется модуль изменения мощности, как это более подробно рассмотрено ниже. Предпочтительно на этапе предварительного настаивания электрическая мощность, подводимая к насосу, позволяет ему создавать давление ниже нормального. Вода, текущая на этапе предварительного настаивания, может учитываться (или не учитываться) в соответствующей порции, выдаваемой через распылительную головку.

Управление мощностью и измерение расхода могут использоваться совместно для измерения результирующей порции при предварительном настаивании. В одном из вариантов осуществления изобретения давление, величина порции и длительность приготовления могут быть заранее заданы или выбираться пользователем (с помощью интерфейса 204).

В альтернативном варианте осуществления изобретения, в котором системное давление не измеряется и не может задаваться в единицах его измерения, давление может задаваться в процентах от максимального давления, создаваемого насосом. Например, профиль давления может предусматривать 30% максимального давления в течение 5 с, затем 100% давления в течение 20 с, затем 70% давления в течение последних 5 с Аналогично в другом варианте осуществления изобретения система может использовать способ объемного выхода, сконфигурированный для выдачи 5 мл при 30%, 20 мл при 100% и 5 мл при 70%) давления.

Понятно, что модуль изменения мощности может также позволять профилировать давление на этапе приготовления эспрессо. Профиль давления может задаваться заранее или конфигурироваться пользователем (с помощью интерфейса 204 и контроллера кофеварки). Профилирование давления может иметь вид зависимости мощности от времени, показывающей электрическую мощность, подводимую к соответствующему насосу.

Понятно, что рассматриваемое устройство относится к кофеварке эспрессо, которая может выдавать порции, характеризующиеся регулируемыми давлением и объемом.

Понятно, что рассматриваемое устройство относится к кофеварке эспрессо, которая может обеспечивать управляемое предварительное настаивание под низким давлением.

Предохранительный клапан давления

Предохранительный клапан давления, также известный как расширительный клапан, может использоваться для регулирования давления расхода воды в кофеварке эспрессо. Регулируемое давление может быть фиксированным или настраиваемым. Во многих кофеварках эспрессо, выполненных на базе насоса вибрационного типа, предохранительный клапан давления может регулировать давление на понижение до девяти-десяти бар.

Согласно фиг.4, предохранительный клапан 400 давления имеет входную часть или отверстие 410 и выходную часть или отверстие 420. Предохранительная часть или отверстие 430 предназначено для выпуска воды, чтобы по существу поддерживать заданное давление. Выпускающее уплотнение 432, обычно выполняемое в виде шарика, резиновой прокладки на латунном плунжере и т.п. смещено в закрытое положение пружиной 434 (степень напряжения или сжатия пружины может быть настроена с помощью элемента 436), расположенной напротив выходного отверстия 438. Когда давление превышает заданное значение, выпускающее уплотнение 432 открывается, позволяя воде течь в направлении предохранительного отверстия 430.

Выходное отверстие находится в гидравлической связи с предохранительным отверстием, чтобы, как правило, направлять излишнюю воду обратно в емкость.

Понятно, что альтернативные предохранительные клапаны давления предназначены для крепления к Т-образной детали, причем Т-образная деталь определяет входное и выходное отверстия. Пропускная способность, как правило, определяется размерами предохранительного клапана давления.

Изменение мощности

Фазовое управление изменением мощности является способом обеспечения мощности переменного тока на нагрузке только в периоды циклов мощности переменного тока. На фиг.6А показана синусоидальная волна 600, характерная для мощности переменного тока (напряжения или тока). Каждый раз, когда кривая пересекает нулевую или нейтральную линию происходит “переход через нуль”.

Электрические схемы изменения мощности взяты из проспекта компании Моторола для вариантов микросхемы МОС30хх. Они находят применение для индуктивных и активных нагрузок.

На фиг.5А показана схема цепи 500 на базе кремниевого управляемого вентиля (КУВ) 530, используемой для изменения мощности, подводимой к насосу.

Понятно, что КУВ типично рассматривается в качестве устройства, находящегося либо во включенном, либо в выключенном состоянии. Находясь во включенном состоянии, КУВ может перейти в выключенное состояние только если через него не протекает ток. Для включения КУВ требуется небольшой ток управляющего электрода. КУВ проводит ток только в одном направлении, так что если ток изменит полярность, то КУВ выключится, т.к. он не будет проводить ток ни в одном направлении.

На фиг.5В показана схема цепи 550 на базе триода для переменного тока (триака) 580, используемой для изменения мощности, подводимой к насосу.

Понятно, что триак схематически имеет сходство с двумя встречно включенными КУВ, но имеющими только один управляющий электрод, отходящий от одного из анодов. Такая конфигурация позволяет триаку работать на переменном токе, но при каждом изменении полярности триак выключается (несмотря на то, что на управляющем электроде поддерживается высокий потенциал).

Фазовое управление позволяет только части периода переменного тока проходить к нагрузке. Это может осуществляться триаком или двумя встречно включенными КУВ.

Понятно, что источники переменного тока имеют два перехода через нуль за один период, во время которых не протекает никакой ток. В Северной Америке частота перехода через нуль составляет приблизительно 120 раз в секунду, в то время как в Европе приблизительно 100 раз в секунду.

Ввиду того, что триак выключается при каждом пересечении нуля, то при необходимости подводить к нагрузке меньшую мощность триак может быть включен через какое-то время после пересечения нуля, например, в момент 612 времени и в момент 614 времени, как показано на фиг.6В.

Как показано на фиг.6В, если требуется половинная мощность, то триак может включаться посредине между пересечениями нуля (момент 622 времени и момент 624 времени). Как показано на фиг.6Г, при активации триака непосредственно перед каждым пересечением нуля (момент 632 времени и момент 634 времени) можно подавать меньше половины мощности.

Подогреваема групповая головка

Понятно, что для кофеварки эспрессо (при коммерческой эксплуатации или использовании в домашних условиях) полезно:

- точно поддерживать постоянную температуру заваривания в ходе многократного эк