连续加热功能。
[0054]图6a示出了当根据本发明借助于温度控制装置20控制功率半导体开关装置40时的直流电压的图表。从图5中显然可看出，连接至流体加热装置50并测量流体加热装置50中或其输出端处的流体温度Θ的温度传感器25用于向温度控制装置20反馈测量参数(这里:温度)。在加热期Th期间，如从图6a显然可看出的，首先，施加在流体加热装置50的输入端处的电压借助于功率半导体开关装置40被完全输送，以使得，如图6b所示，流体温度Θ从大约100°C相对快速地(〈5秒)上升到160°C的可用蒸汽温度，以便从其调制水中分配蒸汽。在图6c中示出热功率Pth的相关曲线。可以看出，在加热期Th的期间，热功率Pth最大为2.8kW。
[0055]在加热期结束之后，电压减小并且因此热功率减小；为了简化起见，不是如图6a所示的实际地施加的脉冲直流电压，而是在被动消费者处的有效直流电压的电压曲线。然而，变得清楚的是，在已经分配咖啡后，电压在短待用间隔Tb保持中间值并且因此热功率也保持中间值，以便然后在待用间隔Tb快结束时降低至零，从而节能。在这期间，流体温度Θ然后也下降并降低至100°C的调制水温以下的值。在开始新的咖啡输送时，在后续加热期TH，再次使电压达到大约325V的全值，这意味着这期间的有效功率再次对应2.8kff的额定功率。在这期间，流体温度Θ反过来相对快速地增大，这意味着能够缩短加热期Th并且因此能够减小等待时间。
[0056]如从有效功率的相应时间曲线的示意性比较(根据图4所示的现有技术的常规解决方案；在图7中示出根据本发明的解决方案)显而易见可知道的，根据本发明，在待用间隔Tb期间不再需要插入中间期T 2以使流体温度一直保持在大约100°C的调制水温。
[0057]如从图7可知，反而是在每个调制过程开始时提供加热过程(加热时间间隔Th)，在该加热过程中与常规解决方案相比流体加热装置50的功率高。这意味着可以明显缩短加热期并且因此在调制过程或蒸汽分配开始时的等待时间减少。
[0058]应注意此时本发明不局限于所示出的实施方式。本领域技术人员已知改进和合理发展。
【主权项】
1.一种用于全自动咖啡机的热流体制备单元(10)，包括: ?温度控制装置(20); ?流体加热装置(50)， ?整流电路(30);以及 ?功率半导体开关装置(40)， 其特征在于，在所述整流电路(30)的输入端处将所述整流电路(30)连接至交流电压源(60)并且在所述整流电路(30)的输出端处通过所述功率半导体开关装置(40)将所述整流电路连接到所述流体加热装置(50)，其中，所述功率半导体开关装置(40)以选择性将所述整流电路(30)的输出端接通到所述流体加热装置(50)的方式设计成可控的，并且其中，所述温度控制装置(20)被设计成以脉冲方式对所述功率半导体开关装置(40)进行控制以便因而提供温度控制。2.根据权利要求1所述的热流体制备单元(10)，其中，所述温度控制装置(20)被设计成改变脉冲的脉冲持续时间与脉冲周期的比率，所述脉冲为控制所述功率半导体开关装置(40)而提供。3.根据权利要求1至2中任一项所述的热流体制备单元(10)，其中，将所述流体加热装置(50)设计成，根据功率半导体开关装置的控制将所述流体加热装置(50)的输入端处供应的饮用水加热至适于执行咖啡调制过程的水温，或者将在所述流体加热装置(50)的所述输入端处供应的饮用水加热至可用蒸汽温度，并且在每种情况下都在所述流体加热装置(50)的输出端处提供饮用水。4.根据权利要求3所述的热流体制备单元(10)，其中，所述流体加热设置(50)被设计成在加热所供应的饮用水时改变脉冲持续时间与脉冲周期的比率，以便以基本连续的方式调节所述流体加热设置(50)的热功率。5.根据权利要求1至4中任一项所述的热流体制备单元(10)，其中，所述流体加热装置(50)是具有2kW的额定功率的加热块，优选地，是具有大约2.8kff的额定功率的加热块。6.根据权利要求1至5中任一项所述的热流体制备单元(10)，其中，所述温度控制装置(20)被设计成，如果目标流体温度为约100°C则调整脉冲持续时间与脉冲周期的比率以使得在中功率范围内操作所述流体加热装置(50)，所述中功率范围优选地为大约1.4kW，并且所述温度控制装置(20)被设计成如果所述目标流体温度在蒸汽范围内且有利地在大约160°C左右，则调整脉冲持续时间与脉冲周期的比率以使得在所述流体加热装置(50)的额定功率范围内操作所述流体加热装置，所述额定功率范围优选地为大约2.8kW。7.根据权利要求1至6中任一项所述的热流体制备单元(10)，其中，所述热流体制备单元(10)另外包括用于感测所述流体加热装置(50)中或所述流体加热装置的输出端处的流体温度(Θ)，并且其中，所述温度控制装置(20)被配置为改变脉冲持续时间与脉冲周期的比率以使得在所述流体加热装置(50)的所述输出端处获得目标流体温度，所述目标流体温度是提前指定的或允许提前指定的。8.根据权利要求1至7中任一项所述的热流体制备单元(10)，其中，所述功率半导体开关装置(40)实现为金属氧化物半导体场效应晶体管，优选地，实现为功率金属氧化物半导体场效应晶体管。9.一种用于全自动咖啡机(80)的操作方法，其中，为了制备热流体，所述全自动咖啡机(80)包括至少一个热流体制备单元(10)，所述热流体制备单元包括: ?温度控制装置(20); ?流体加热装置(50)； ?整流电路(30);以及 ?功率半导体开关装置(40)， 其特征在于，在所述整流电路(30)的输入端处将所述整流电路(30)连接至交流电压源(60)并且所述整流电路(30)的输出端通过所述功率半导体开关装置(40)连接到所述流体加热装置(50)，其中，所述功率半导体开关装置(40)以选择性地将所述整流电路(30)的输出端接通到所述流体加热装置(50)的方式设计成可控的，并且其中，所述温度控制装置(20)被设计成以脉冲方式对所述功率半导体开关装置(40)进行控制，其中，所述操作方法包括以下方法步骤: ?确定要进行热饮料制备的过程相关的参数； ?根据所述过程相关的参数改变脉冲的脉冲持续时间与脉冲周期的比率以便调节所述流体加热装置的相关热功率(Pth)，所述脉冲为控制所述功率半导体开关装置(40)而提供。10.根据权利要求9所述的操作方法，其中，所述过程相关的参数指定要分配热水还是蒸汽，和/或其中所述过程相关的参数指定要分配的热水或蒸汽的温度(Θ )。11.根据权利要求10所述的操作方法，其中，当分配热水或蒸汽时修改脉冲持续时间与脉冲周期的比率以便以基本连续的方式改变所述流体加热装置(50)的热功率。12.根据权利要求9所述的操作方法，其中，所述操作方法另外包括以下方法步骤: ?确定要在所述流体加热装置(50)的输出端处提供的流体温度(Θ )， 并且其中，所述过程相关的参数指定所述流体温度(Θ)是否降低至要进行热饮料制备的过程相关的目标流体温度以下且降低的程度大于指定的值或可指定的值。13.根据权利要求9至12中任一项所述的操作方法，其中，所述温度控制装置(20)在所述全自动咖啡机(80)的待用间隔(Tb)期间以其热功率始终为零的方式控制所述流体加热装置(50)。14.根据权利要求1至7中任一项所述的热流体制备单元在全自动咖啡机(80)中的使用方法，其特征在于，所述全自动咖啡机(80)包括用于驱动自动或半自动热饮料制备过程的流量控制装置，并且其中，所述流量控制装置承担根据所述热饮料制备过程的时间层序指定所述温度控制装置(20)的目标流体温度的任务。15.根据权利要求14所述的使用方法，其中，所述温度控制装置(20)在所述全自动咖啡机(80)的待用间隔(Tb)期间以其热功率始终为零的方式控制所述流体加热装置(50)。
【专利摘要】本发明提供一种全自动咖啡机的热流体制备单元及其使用方法以及全自动咖啡机的操作方法。为了缩短流体的加热期，根据本发明的解决方案提出了具有温度控制装置(20)、流体加热装置(50)、整流电路(30)以及功率半导体开关装置(40)的热流体制备单元(10)。在整流电路(30)的输入端处将整流电路(30)连接至交流电压源(60)并在整流电路(30)的输出端处通过功率半导体开关装置(40)将整流电路连接至流体加热装置(50)。功率半导体开关装置(40)以使得其选择性地将整流电路(30)的输出端接通到流体加热装置(50)的方式可控制地设计。温度控制装置(20)被配置为以脉冲的方式控制功率半导体开关装置(40)以便因而进行温度调节。
【IPC分类】A47J31/56
【公开号】CN104887082
【申请号】CN201510093068
【发明人】沙赫里亚尔·雷伊汗洛, 泰德·卡奥
【申请人】优瑞电器股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月2日
【公告号】CA2882461A1, EP2915466A1, EP2915467A1, US20150250355