專利名稱：制備熱水的裝置及帶這種裝置的咖啡機(jī)的制作方法
制備熱水的裝置及帶這種裝置的咖啡機(jī)
本發(fā)明涉及一種制備熱水的裝置，所述裝置設(shè)有壓力泵，所述壓 力泵具有供應(yīng)管和出口 ，所述供應(yīng)管用于將相對(duì)冷的水供給到所述壓 力泵，所述出口被連接到加熱管，所述加熱管與加熱體熱交換式地接 觸，所述裝置還設(shè)有排出閥和咖啡保持器，所述排出閥處于所述加熱 管上，所述咖啡保持器被連接到所述加熱管上，用于容納咖啡床，由 此加熱體包括敞開地連接到周圍環(huán)境的儲(chǔ)存器，所述儲(chǔ)存器具有加熱 元件和作為熱交換介質(zhì)的、所述儲(chǔ)存器中的水。
這種裝置舉例來說是在US-A-5，498，757中描述的濃咖啡機(jī)中為人 們所知的。在這種裝置中，咖啡萃取物是通過在約10巴的壓力下強(qiáng)迫 溫度約為85-105-C的非沸水通過咖啡粉床獲得的，這樣做的結(jié)果是所 需風(fēng)味和芳香物質(zhì)最后處于所述水中。這樣，25 ml-130 ml的咖啡萃 取物由約15g咖啡粉產(chǎn)出。
在制備咖啡時(shí)，使用或多或少自動(dòng)執(zhí)行咖啡制作程序的專門設(shè)計(jì) 的器具。在這些器具中的大多數(shù)中，冷水用泵加壓以便然后被傳送通 過加熱元件，在那里其被加熱到所需溫度。所需壓力通過將咖啡粉床 壓成或多或少緊密的團(tuán)塊(mass )來獲得，所述團(tuán)塊限制水從它流過， 由此實(shí)現(xiàn)壓力的形成。
為了在咖啡制作過程之后減壓，水流被帶到敞開的出口，其后剩 水通常被引導(dǎo)到排水管(drain)。將仍然保留在系統(tǒng)中的水排走還可 防止此剩水因過熱而沸騰并產(chǎn)生蒸汽或仍然存在的冷水的膨脹，這兩 種情況都導(dǎo)致不能接受的增壓，該增壓結(jié)果是可能損壞所述系統(tǒng)。但 是將熱水排走的缺點(diǎn)是公知系統(tǒng)在熱水的利用上效率低。此外，不得 不應(yīng)用連接到中央排水管的專用排水管，或不得不將水收集在儲(chǔ)存器 中，還必須將所述儲(chǔ)存器定期倒空。
當(dāng)公知加熱管—舉例來說由通過所述儲(chǔ)存器的加熱管一與敞開到大氣的儲(chǔ)存器中的水熱交換式地接觸時(shí)，加熱管中的水的溫度可能從 不高于水的沸點(diǎn)。這樣，加熱管內(nèi)不良的蒸汽的形成和壓力的形成得 到防止。
制作咖啡時(shí)，壓力泵應(yīng)迫使加壓水通過加熱管到咖啡床。通過正 確地確定加熱管線的尺寸，正確的溫度可以達(dá)到。 一旦關(guān)閉分配閥門， 所述分配岡門的下游的管段中的壓力相當(dāng)于大氣壓力。
這種公知裝置的缺點(diǎn)是所述泵通過過壓閥連接到熱交換器上。當(dāng) 熱交換器的上游的管路中的壓力增加時(shí)，此過壓閥將水釋放到周圍環(huán) 境中。需要用分離裝置收集此水，這使公知裝置相當(dāng)復(fù)雜。此外，在 過壓的情況下，水會(huì)產(chǎn)生損耗，由此導(dǎo)致不必要的能量損耗。
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種復(fù)雜程度低的制備熱水的裝 置。本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種制備熱水的裝置，其中并入限 制能量損耗的過壓安全裝置。另一個(gè)目的是提供一種比較緊湊的裝置。
為此，按照本發(fā)明的一種裝置的特征在于，旁通管路將所述壓力 泵的入口和出口彼此連接，在所述旁通管路上有壓力操縱閥。
通過應(yīng)用與所述壓力泵并聯(lián)的旁通管路，在強(qiáng)烈增壓的情況下， 水可被供給到所述泵的吸入側(cè)，泵的吸入側(cè)通過所述儲(chǔ)存器連接到大 氣。這樣，在過壓的情況下，不必從所述裝置向外除水，從而不需要 用于水收集或排》文的附加裝置。結(jié)果，所述裝置可祐L設(shè)計(jì)得比較簡(jiǎn)單。 此外，在過壓的情況下，熱水將流到所述泵的低壓側(cè)，并將在隨后的 輸送循環(huán)中通過所述泵被返回到熱交換器，并保存所含的熱。這樣， 按照本發(fā)明的裝置可被設(shè)計(jì)得比較節(jié)能。由于所述加熱管在所述泵與 所述熱交換器之間無附加過壓閥，此管可被設(shè)計(jì)得比較短，且所述泵 可被安置得比較靠近加熱管，從而獲得緊湊的裝置。
在按照本發(fā)明的裝置的 一個(gè)實(shí)施例中，所述儲(chǔ)存器被連接到水供 應(yīng)管并連接到熱水輸送管，所述熱水輸送管用于從所述儲(chǔ)存器供應(yīng)熱 水。所述儲(chǔ)存器中的熱水除熱交換外還可用于熱水制備，由此可制備
熱水和非咖啡々大料，如茶、巧克力、包湯(packet soups )，諸如此類。 第二泵可被連接到水供應(yīng)管，所述第二泵被設(shè)計(jì)用于當(dāng)如果無咖啡被制作而所述壓力泵不工作時(shí)將水供給所述儲(chǔ)存器。第二泵可被并 入所述壓力泵的供應(yīng)管上，由此此供應(yīng)管通過支管連接到所述儲(chǔ)存器。 在另一種形式的實(shí)施例中，笫二泵與并聯(lián)的供應(yīng)管連接，所述并聯(lián)的 供應(yīng)管直接通到所述熱水儲(chǔ)存器。
優(yōu)選地，所述壓力泵的供應(yīng)管具有裝入其中的流量計(jì)，所述流量 計(jì)被連接到調(diào)節(jié)單元，所述調(diào)節(jié)單元基于每單位時(shí)間流過所述流量計(jì) 的體積控制所述至少一個(gè)泵。采用所述流量計(jì)，供給所述儲(chǔ)存器的水
的量可被精確地確定，由此所述第二泵基于來源于所述流量計(jì)的輸入 信號(hào)由所述調(diào)節(jié)單元控制。
或者，所述第二泵通過并聯(lián)的供應(yīng)管連接到所述儲(chǔ)存器，供給所 述儲(chǔ)存器的水的量由所述第二泵的工作時(shí)間和速度確定。
所述調(diào)節(jié)單元優(yōu)選地連接到用戶操作的選擇單元，該用戶操作的 選擇單元用于選擇輸送閥或所述熱水輸送管中的閥。
一種形式的本發(fā)明實(shí)施例將用附圖加以詳述。附圖中

圖1示意性地示出按照現(xiàn)有技術(shù)的裝置；
圖2示出按照本發(fā)明的裝置的第一形式的實(shí)施例的示意性概況
圖3示出一種形式的實(shí)施例的示意性概況圖，其中附加供應(yīng)管被 設(shè)置在冷水儲(chǔ)存器與溫水儲(chǔ)存器之間。
圖1示出按照現(xiàn)有技術(shù)的咖啡制作機(jī)，所述咖啡制作機(jī)具有冷水 儲(chǔ)存器10，舉例來說來自給水干管的冷水通過閥20加到冷水儲(chǔ)存器 中。儲(chǔ)存器10中的液面?zhèn)鞲衅?8被連接到對(duì)閥20進(jìn)行操控的調(diào)節(jié)器 19上。通過泵15，從所述儲(chǔ)存器水被取到加熱單元11，加熱單元11 通常注有通過加熱元件17被保持在舉例來說100。C的水。加熱元件由 調(diào)節(jié)器21控制，調(diào)節(jié)器21同時(shí)基于來源于流量計(jì)22的測(cè)量值對(duì)泵 15進(jìn)行操控。通過加熱管14，熱水可流到保持器13,在保持器13中 咖啡床16以受擠壓的形式存在。如果形成的壓力約為10巴，咖啡萃 取物可流到杯18。這類裝置在以該申請(qǐng)人的名義申請(qǐng)的NL 1023023 中得到描述。通過由調(diào)節(jié)器21操控的閥8,在對(duì)咖啡進(jìn)行制作之后，水從管14 中除去送至出口管9,再從那里到收集儲(chǔ)存器或到排水管。
圖2示出按照本發(fā)明的裝置30，其具有冷水儲(chǔ)存器31，冷水儲(chǔ)存 器31通過泵32連接到供應(yīng)管33上。供應(yīng)管33通到壓力泵34，壓力 泵34在其輸出側(cè)35連接到溫水儲(chǔ)存器36上。加熱管沿溫水儲(chǔ)存器 36中的舉例來說螺旋管37形式的曲折路徑延伸，并通過管38連接到 輸出閥39。通過輸出閥39，加壓水可提供給咖啡保持器42，咖啡保 持器42包含咖啡粉的封閉和受壓的床43。
通過支管45，泵32被連接到溫水儲(chǔ)存器36的水供應(yīng)管46。儲(chǔ)存 器36包括加熱元件40并敞開地連接到大氣。溫水可通過熱水輸送管 47從儲(chǔ)存器36供應(yīng)到輸出水頭(delivery head ) 48，輸出水頭48用 于將熱水輸送給用戶。
冷水儲(chǔ)存器31被連接到供應(yīng)管50，供應(yīng)管50通過閥51將水供 給到儲(chǔ)存器31。連接到控制單元55上的流量計(jì)52被安置在管33上。
調(diào)壓閥56使壓力泵34的輸出側(cè)35與輸入側(cè)57，相連接。
同時(shí)還設(shè)有調(diào)節(jié)單元55，其通過出口 59與第二泵32并與壓力泵 34連接(圖中電連接由虛線示意性地表示)，用于開關(guān)這些泵。調(diào)節(jié) 單元55借助于輸出口 61連接到加熱元件40上，借助于輸出口 64與 輸出水頭48連接。在輸入口 57處，調(diào)節(jié)單元55還接收來自于流量計(jì) 52的流量測(cè)量值并在輸入口 58處接收來自選擇單元60的輸入值。
在制作咖啡時(shí)，用戶通過選擇單元60將選擇送到調(diào)節(jié)單元55， 這就將裝置30設(shè)定為正確運(yùn)行狀態(tài)。通過調(diào)節(jié)單元55 (當(dāng)咖啡制作 被用戶選擇時(shí))壓力泵34被啟動(dòng)，輸出閥39開啟。此時(shí)使連接到儲(chǔ) 存器36中的溫度傳感器上的加熱元件40工作以致使儲(chǔ)存器36中的水 保持溫度不變。使壓力泵34泵送通過螺旋管37的冷水被加熱，溫度 達(dá)約97。C。經(jīng)由開啟的閥39，熱水在約10巴的壓力下被強(qiáng)迫通過咖 啡床。
預(yù)定量的水是基于來自于流量計(jì)的值在調(diào)節(jié)單元55中被精確規(guī) 定的，在輸送該預(yù)定量的水后，輸送閥39關(guān)閉，這樣咖啡床43中和保持器42與輸送閥39之間的管中的壓力可返回到大氣壓。
為了限制管35，38中的壓力和防止舉例來說因在這些管中得到加 熱的冷水的膨脹導(dǎo)致的壓力增加，壓力泵34的輸出側(cè)35通過短管線 54和彈簧閥(spring-loaded valve ) 56連接到壓力泵34的輸入側(cè)57，。 當(dāng)通過輸出水頭48輸送熱水時(shí)，由用戶送到調(diào)節(jié)單元55的選擇 舉例來說通過按壓或轉(zhuǎn)動(dòng)按鈕來傳送。調(diào)節(jié)單元55此時(shí)在閥39關(guān)閉 的情況下啟動(dòng)第二泵32，冷水從管46泵送到儲(chǔ)存器36，優(yōu)選地溫度 為85'C和97。C之間的溫水從儲(chǔ)存器36通過管47輸送到輸出水頭48。 在按照?qǐng)D3的實(shí)施例的形式中，并聯(lián)的供應(yīng)管33，被并入到冷水 儲(chǔ)存器31與溫水儲(chǔ)存器36之間。這在泵供給到壓力泵34的流量不足 或在流量計(jì)中造成過量擾動(dòng)使后者的工作受損時(shí)是有好處的。通過并 聯(lián)的管33，，水被供給到溫水儲(chǔ)存器36，與此同時(shí)僅僅供給到壓力泵 34的水的量由流量計(jì)測(cè)量。輸送給溫水儲(chǔ)存器36的水的量由泵32的 已知的泵性能乘以泵3 2運(yùn)行的持續(xù)時(shí)間確定。
權(quán)利要求
1.一種用于制備熱水的裝置(30)，所述裝置(30)設(shè)有壓力泵(34)，所述壓力泵(34)具有供應(yīng)管(33)和出口(35)，所述供應(yīng)管(33)用于將相對(duì)冷的水供給到所述壓力泵，所述出口(35)被連接到加熱管(37，38)上，所述加熱管(37，38)與加熱體熱交換式地接觸，所述裝置(30)還設(shè)有咖啡保持器(42)和在加熱管(37，38)上的輸出閥(39)，所述咖啡保持器(42)被連接到所述加熱管(37，38)上，用于容納咖啡床(43)，由此加熱體包括敞開地連接到周圍環(huán)境的儲(chǔ)存器(36)，所述儲(chǔ)存器(36)具有作為熱交換介質(zhì)的在所述儲(chǔ)存器中的水和加熱元件(40)，其特征在于，旁路管(54)將所述壓力泵(34)的入口(57)和出口(35)彼此連接，在所述旁路管上有壓力操縱閥(56)。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置(30)，其特征在于，所述儲(chǔ)存器(36) 與水供應(yīng)管(46)并與熱水輸送管(47)連接，所述熱水輸送管(47) 用于從所述儲(chǔ)存器輸送熱水。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置(30)，其中還有第二泵(32)與水 供應(yīng)管(46)連接。
4. 如權(quán)利要求3所述的裝置(30)，其中第二泵(32)被并入到 所述壓力泵(34)的供應(yīng)管(33)上，由此供應(yīng)管(35)通過支管(45) 連接到儲(chǔ)存器(36)上。
5. 如權(quán)利要求2或3所述的裝置(30)，由此還有流量計(jì)(52) 并入到壓力泵(34)中的供應(yīng)管(33)上，所述流量計(jì)(52)與調(diào)節(jié) 單元(55)連接，所述調(diào)節(jié)單元(55)用于基于由所述流量計(jì)測(cè)量的 流量控制所述至少一個(gè)泵(32， 34)。
6. 如權(quán)利要求5和權(quán)利要求2所述的裝置(30)，由此輸出閥(39) 包括電動(dòng)操作閥，由此電動(dòng)操作輸送裝置(48 )被并入熱水輸送管(47 ) 中，由此調(diào)節(jié)裝置(55)與所述電動(dòng)操作閥連接，并與所述輸送裝置(48)連接用于其操作，并且由此所述調(diào)節(jié)裝置(55)還與用戶操作的選擇單元(60)連接，所述選擇單元(60)用于選擇所述熱水輸送 管(47)中的輸送裝置(48)的或所述輸出閥(39)的工作。
7. 如權(quán)利要求3所述的裝置(30)，由此還有并聯(lián)的供應(yīng)管(33，)， 其一方面與所述第二泵(33)連接，另一方面與所述儲(chǔ)存器(36)連 接。
8. —種咖啡制作機(jī)，其設(shè)有按照所述在先權(quán)利要求中的任何一個(gè) 的裝置(30)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備熱水的裝置，所述裝置設(shè)有壓力泵，所述壓力泵具有供應(yīng)管和出口，所述供應(yīng)管用于將相對(duì)冷水供給所述壓力泵，所述出口被連接到加熱管，所述加熱管與加熱體熱交換式地接觸，所述裝置還設(shè)有所述加熱管之中的排出閥和咖啡保持器，所述咖啡保持器被連接到所述加熱管，用于容納咖啡床，由此加熱體包括敞開地連接到周圍環(huán)境的儲(chǔ)存器，所述儲(chǔ)存器具有加熱元件和作為熱交換介質(zhì)的、所述儲(chǔ)存器中的水。旁路管(54)用所述旁路管中的壓力操縱閥(56)使所述壓力泵(34)的入口(57)和出口(35)彼此連接。
文檔編號(hào)A47J31/54GK101316536SQ200680044847
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2006年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月20日
發(fā)明者J·T·E·赫依博茨 申請(qǐng)人:布瑞維勒控股有限公司