专利名称：制备热水的装置及带这种装置的咖啡机的制作方法
制备热水的装置及带这种装置的咖啡机
本发明涉及一种制备热水的装置，所述装置设有压力泵，所述压 力泵具有供应管和出口 ，所述供应管用于将相对冷的水供给到所述压 力泵，所述出口被连接到加热管，所述加热管与加热体热交换式地接 触，所述装置还设有排出阀和咖啡保持器，所述排出阀处于所述加热 管上，所述咖啡保持器被连接到所述加热管上，用于容纳咖啡床，由 此加热体包括敞开地连接到周围环境的储存器，所述储存器具有加热 元件和作为热交换介质的、所述储存器中的水。
这种装置举例来说是在US-A-5，498，757中描述的浓咖啡机中为人 们所知的。在这种装置中，咖啡萃取物是通过在约10巴的压力下强迫 温度约为85-105-C的非沸水通过咖啡粉床获得的，这样做的结果是所 需风味和芳香物质最后处于所述水中。这样，25 ml-130 ml的咖啡萃 取物由约15g咖啡粉产出。
在制备咖啡时，使用或多或少自动执行咖啡制作程序的专门设计 的器具。在这些器具中的大多数中，冷水用泵加压以便然后被传送通 过加热元件，在那里其被加热到所需温度。所需压力通过将咖啡粉床 压成或多或少紧密的团块(mass )来获得，所述团块限制水从它流过， 由此实现压力的形成。
为了在咖啡制作过程之后减压，水流被带到敞开的出口，其后剩 水通常被引导到排水管(drain)。将仍然保留在系统中的水排走还可 防止此剩水因过热而沸腾并产生蒸汽或仍然存在的冷水的膨胀，这两 种情况都导致不能接受的增压，该增压结果是可能损坏所述系统。但 是将热水排走的缺点是公知系统在热水的利用上效率低。此外，不得 不应用连接到中央排水管的专用排水管，或不得不将水收集在储存器 中，还必须将所述储存器定期倒空。
当公知加热管—举例来说由通过所述储存器的加热管一与敞开到大气的储存器中的水热交换式地接触时，加热管中的水的温度可能从 不高于水的沸点。这样，加热管内不良的蒸汽的形成和压力的形成得 到防止。
制作咖啡时，压力泵应迫使加压水通过加热管到咖啡床。通过正 确地确定加热管线的尺寸，正确的温度可以达到。 一旦关闭分配阀门， 所述分配岡门的下游的管段中的压力相当于大气压力。
这种公知装置的缺点是所述泵通过过压阀连接到热交换器上。当 热交换器的上游的管路中的压力增加时，此过压阀将水释放到周围环 境中。需要用分离装置收集此水，这使公知装置相当复杂。此外，在 过压的情况下，水会产生损耗，由此导致不必要的能量损耗。
因此本发明的一个目的是提供一种复杂程度低的制备热水的装 置。本发明的进一步的目的是提供一种制备热水的装置，其中并入限 制能量损耗的过压安全装置。另一个目的是提供一种比较紧凑的装置。
为此，按照本发明的一种装置的特征在于，旁通管路将所述压力 泵的入口和出口彼此连接，在所述旁通管路上有压力操纵阀。
通过应用与所述压力泵并联的旁通管路，在强烈增压的情况下， 水可被供给到所述泵的吸入侧，泵的吸入侧通过所述储存器连接到大 气。这样，在过压的情况下，不必从所述装置向外除水，从而不需要 用于水收集或排》文的附加装置。结果，所述装置可祐L设计得比较简单。 此外，在过压的情况下，热水将流到所述泵的低压侧，并将在随后的 输送循环中通过所述泵被返回到热交换器，并保存所含的热。这样， 按照本发明的装置可被设计得比较节能。由于所述加热管在所述泵与 所述热交换器之间无附加过压阀，此管可被设计得比较短，且所述泵 可被安置得比较靠近加热管，从而获得紧凑的装置。
在按照本发明的装置的 一个实施例中，所述储存器被连接到水供 应管并连接到热水输送管，所述热水输送管用于从所述储存器供应热 水。所述储存器中的热水除热交换外还可用于热水制备，由此可制备
热水和非咖啡々大料，如茶、巧克力、包汤(packet soups )，诸如此类。 第二泵可被连接到水供应管，所述第二泵被设计用于当如果无咖啡被制作而所述压力泵不工作时将水供给所述储存器。第二泵可被并 入所述压力泵的供应管上，由此此供应管通过支管连接到所述储存器。 在另一种形式的实施例中，笫二泵与并联的供应管连接，所述并联的 供应管直接通到所述热水储存器。
优选地，所述压力泵的供应管具有装入其中的流量计，所述流量 计被连接到调节单元，所述调节单元基于每单位时间流过所述流量计 的体积控制所述至少一个泵。采用所述流量计，供给所述储存器的水
的量可被精确地确定，由此所述第二泵基于来源于所述流量计的输入 信号由所述调节单元控制。
或者，所述第二泵通过并联的供应管连接到所述储存器，供给所 述储存器的水的量由所述第二泵的工作时间和速度确定。
所述调节单元优选地连接到用户操作的选择单元，该用户操作的 选择单元用于选择输送阀或所述热水输送管中的阀。
一种形式的本发明实施例将用附图加以详述。附图中
图1示意性地示出按照现有技术的装置；
图2示出按照本发明的装置的第一形式的实施例的示意性概况
图3示出一种形式的实施例的示意性概况图，其中附加供应管被 设置在冷水储存器与温水储存器之间。
图1示出按照现有技术的咖啡制作机，所述咖啡制作机具有冷水 储存器10，举例来说来自给水干管的冷水通过阀20加到冷水储存器 中。储存器10中的液面传感器18被连接到对阀20进行操控的调节器 19上。通过泵15，从所述储存器水被取到加热单元11，加热单元11 通常注有通过加热元件17被保持在举例来说100。C的水。加热元件由 调节器21控制，调节器21同时基于来源于流量计22的测量值对泵 15进行操控。通过加热管14，热水可流到保持器13,在保持器13中 咖啡床16以受挤压的形式存在。如果形成的压力约为10巴，咖啡萃 取物可流到杯18。这类装置在以该申请人的名义申请的NL 1023023 中得到描述。通过由调节器21操控的阀8,在对咖啡进行制作之后，水从管14 中除去送至出口管9,再从那里到收集储存器或到排水管。
图2示出按照本发明的装置30，其具有冷水储存器31，冷水储存 器31通过泵32连接到供应管33上。供应管33通到压力泵34，压力 泵34在其输出侧35连接到温水储存器36上。加热管沿温水储存器 36中的举例来说螺旋管37形式的曲折路径延伸，并通过管38连接到 输出阀39。通过输出阀39，加压水可提供给咖啡保持器42，咖啡保 持器42包含咖啡粉的封闭和受压的床43。
通过支管45，泵32被连接到温水储存器36的水供应管46。储存 器36包括加热元件40并敞开地连接到大气。温水可通过热水输送管 47从储存器36供应到输出水头(delivery head ) 48，输出水头48用 于将热水输送给用户。
冷水储存器31被连接到供应管50，供应管50通过阀51将水供 给到储存器31。连接到控制单元55上的流量计52被安置在管33上。
调压阀56使压力泵34的输出侧35与输入侧57，相连接。
同时还设有调节单元55，其通过出口 59与第二泵32并与压力泵 34连接(图中电连接由虛线示意性地表示)，用于开关这些泵。调节 单元55借助于输出口 61连接到加热元件40上，借助于输出口 64与 输出水头48连接。在输入口 57处，调节单元55还接收来自于流量计 52的流量测量值并在输入口 58处接收来自选择单元60的输入值。
在制作咖啡时，用户通过选择单元60将选择送到调节单元55， 这就将装置30设定为正确运行状态。通过调节单元55 (当咖啡制作 被用户选择时)压力泵34被启动，输出阀39开启。此时使连接到储 存器36中的温度传感器上的加热元件40工作以致使储存器36中的水 保持温度不变。使压力泵34泵送通过螺旋管37的冷水被加热，温度 达约97。C。经由开启的阀39，热水在约10巴的压力下被强迫通过咖 啡床。
预定量的水是基于来自于流量计的值在调节单元55中被精确规 定的，在输送该预定量的水后，输送阀39关闭，这样咖啡床43中和保持器42与输送阀39之间的管中的压力可返回到大气压。
为了限制管35，38中的压力和防止举例来说因在这些管中得到加 热的冷水的膨胀导致的压力增加，压力泵34的输出侧35通过短管线 54和弹簧阀(spring-loaded valve ) 56连接到压力泵34的输入侧57，。 当通过输出水头48输送热水时，由用户送到调节单元55的选择 举例来说通过按压或转动按钮来传送。调节单元55此时在阀39关闭 的情况下启动第二泵32，冷水从管46泵送到储存器36，优选地温度 为85'C和97。C之间的温水从储存器36通过管47输送到输出水头48。 在按照图3的实施例的形式中，并联的供应管33，被并入到冷水 储存器31与温水储存器36之间。这在泵供给到压力泵34的流量不足 或在流量计中造成过量扰动使后者的工作受损时是有好处的。通过并 联的管33，，水被供给到温水储存器36，与此同时仅仅供给到压力泵 34的水的量由流量计测量。输送给温水储存器36的水的量由泵32的 已知的泵性能乘以泵3 2运行的持续时间确定。
权利要求
1.一种用于制备热水的装置(30)，所述装置(30)设有压力泵(34)，所述压力泵(34)具有供应管(33)和出口(35)，所述供应管(33)用于将相对冷的水供给到所述压力泵，所述出口(35)被连接到加热管(37，38)上，所述加热管(37，38)与加热体热交换式地接触，所述装置(30)还设有咖啡保持器(42)和在加热管(37，38)上的输出阀(39)，所述咖啡保持器(42)被连接到所述加热管(37，38)上，用于容纳咖啡床(43)，由此加热体包括敞开地连接到周围环境的储存器(36)，所述储存器(36)具有作为热交换介质的在所述储存器中的水和加热元件(40)，其特征在于，旁路管(54)将所述压力泵(34)的入口(57)和出口(35)彼此连接，在所述旁路管上有压力操纵阀(56)。
2. 如权利要求1所述的装置(30)，其特征在于，所述储存器(36) 与水供应管(46)并与热水输送管(47)连接，所述热水输送管(47) 用于从所述储存器输送热水。
3. 如权利要求2所述的装置(30)，其中还有第二泵(32)与水 供应管(46)连接。
4. 如权利要求3所述的装置(30)，其中第二泵(32)被并入到 所述压力泵(34)的供应管(33)上，由此供应管(35)通过支管(45) 连接到储存器(36)上。
5. 如权利要求2或3所述的装置(30)，由此还有流量计(52) 并入到压力泵(34)中的供应管(33)上，所述流量计(52)与调节 单元(55)连接，所述调节单元(55)用于基于由所述流量计测量的 流量控制所述至少一个泵(32， 34)。
6. 如权利要求5和权利要求2所述的装置(30)，由此输出阀(39) 包括电动操作阀，由此电动操作输送装置(48 )被并入热水输送管(47 ) 中，由此调节装置(55)与所述电动操作阀连接，并与所述输送装置(48)连接用于其操作，并且由此所述调节装置(55)还与用户操作的选择单元(60)连接，所述选择单元(60)用于选择所述热水输送 管(47)中的输送装置(48)的或所述输出阀(39)的工作。
7. 如权利要求3所述的装置(30)，由此还有并联的供应管(33，)， 其一方面与所述第二泵(33)连接，另一方面与所述储存器(36)连 接。
8. —种咖啡制作机，其设有按照所述在先权利要求中的任何一个 的装置(30)。
全文摘要
本发明涉及一种制备热水的装置，所述装置设有压力泵，所述压力泵具有供应管和出口，所述供应管用于将相对冷水供给所述压力泵，所述出口被连接到加热管，所述加热管与加热体热交换式地接触，所述装置还设有所述加热管之中的排出阀和咖啡保持器，所述咖啡保持器被连接到所述加热管，用于容纳咖啡床，由此加热体包括敞开地连接到周围环境的储存器，所述储存器具有加热元件和作为热交换介质的、所述储存器中的水。旁路管(54)用所述旁路管中的压力操纵阀(56)使所述压力泵(34)的入口(57)和出口(35)彼此连接。
文档编号A47J31/54GK101316536SQ200680044847
公开日2008年12月3日 申请日期2006年10月17日 优先权日2005年10月20日
发明者J·T·E·赫依博茨 申请人:布瑞维勒控股有限公司